DE102021205674A1 - Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges mit einem flächigen Unterboden-Verkleidungselement und einer Tragstruktur - Google Patents

Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges mit einem flächigen Unterboden-Verkleidungselement und einer Tragstruktur Download PDF

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Nicole Wallmann
Werner Krauth
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges mit einem flächig ausgebildeten Unterboden-Verkleidungselement (12) und einer Tragstruktur (14), wobei die Tragstruktur (14) mindestens einen Längsträger (16) und mindestens einen Querträger (18) aufweist, die fest miteinander verbunden sind, wobei das Unterboden-Verkleidungselement (12) ein sich in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes, durch Warmumformung erzeugtes, einstückiges Großbauteil ist, welches sich über mindestens 50 Prozent der Breite und mindestens 20 Prozent der Länge des Kraftfahrzeuges erstreckt

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorderwagen-, Mittelboden- und/oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges mit einem flächig ausgebildeten Unterboden-Verkleidungselement und einer Tragstruktur. Es wird darauf hingewiesen, dass mit der Begriff Verkleidungselement hier nicht auf nichttragende Elemente beschränkt ist, sondern damit vor allem auf eine relativ zu einem Unterboden eines Kraftfahrzeuges große Flächenausdehnung abgestellt wird. Dennoch ist das Verkleidungselement vorzugsweise auch zur Übernahme von Strukturaufgaben in Crashlastfällen ausgebildet.
  • Aus DE 43 23 178 A1 ist ein als Gussteil ausgebildetes, tragendes Karosserieteil aus Aluminium bekannt. Dieses Gussteil ist als Gerippe, insbesondere für einen Längsmittelträger bzw. Tunnel einer Kraftfahrzeugkarosserie, vorgesehen. Eine Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur mit Längs- und Querträgern ist nicht offenbart.
  • Aus DE 601 15 518 T2 ist ein Endmodul für ein Kraftfahrzeug bekannt, das den ganzen oder einen Teil des Heckbereichs eines Kraftfahrzeuges bildet und geeignet ist, auf den Längsträgern und auf den seitlichen hinteren Bereichen des Kraftfahrzeuges aufgebracht zu werden. Es ist eine Variante beschrieben, in welcher das Modul auch einen Boden umfasst. Und es ist eine weitere Variante beschrieben, in welcher das Modul an einem Boden befestigt wird, welcher bereits mit einer Auskleidung von Raddurchgängen bzw. Radhäusern und Falltüren bzw. Bodenluken für ein Unterbringen von Zubehör vormontiert ist. Eine über die Längsträger hinausgehende Tragstruktur mit Querträgern zum Zusammenwirken mit dem Boden ist nicht offenbart.
  • Aus DE 10 2010 054 693 A1 ist ein heckseitiges Kraftfahrzeug-Bodenmodul mit einem hinsichtlich Gewicht und Einbauvariabilität verbesserten Querträger einer Kraftfahrzeugkarosserie bekannt. Das Bodenmodul ist zur Anordnung zwischen zwei im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden heckseitigen Längsträgern der Fahrzeugkarosserie bestimmt. Es weist eine sich im Wesentlichen flächig zwischen den Längsträgern der Fahrzeugkarosserie erstreckende Bodenwand und zumindest einen integrierten Querträger auf. In einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Bodenwanne und den Querträger einstückig auszubilden und den Querträger bevorzugt aus Kunststoff-Spritzguss auszubilden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges mit einem flächigen Unterboden-Verkleidungselement und einer Tragstruktur zur Verfügung zu stellen, die zeitsparend und kostengünstig montierbar sind.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Eine erfindungsgemäße Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges weist ein flächiges Unterboden-Verkleidungselement und eine Tragstruktur auf, wobei die Tragstruktur mindestens einen Längsträger und mindestens einen Querträger aufweist, die fest miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind mindestens zwei Längsträger und ein Querträger, zwei Querträger und ein Längsträger oder zwei Längsträger und zwei oder mehr Querträger fest miteinander verbunden. Dabei ist das Unterboden-Verkleidungselement ein sich in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes, durch Warmumformung erzeugtes, einstückiges Großbauteil, welches sich über mindestens 50 Prozent der Breite und mindestens 20 Prozent der Länge des Kraftfahrzeuges erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich das Unterboden-Verkleidungselement über mindestens 25 Prozent, mindestens 30 Prozent oder sogar mindestens 35 Prozent der Länge des Kraftfahrzeuges. Alternativ oder in Ergänzung dazu erstreckt sich das Unterboden-Verkleidungselement bevorzugt über mindestens 60 Prozent, mindestens 70 Prozent oder sogar mindestens 80 Prozent der Fahrzeugbreite. Mit anderen Worten ausgedrückt, handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstrukturen um verhältnismäßig große Fahrzeugmodule, welche eine einfache und kostengünstige Fertigung eines Kraftfahrzeuges mit nur wenigen endmontagebedürftigen Einzelmodulen und einer damit verbundenen geringen Endmontagezeit für ein Kraftfahrzeug ermöglicht. Ferner lässt sich durch die Ausbildung eines durch Warmumformung erzeugten Unterboden-Verkleidungselements in Verbindung mit der Tragstruktur eine verhältnismäßig steife Fahrgastzelle ausbilden, die insbesondere unanfällig gegenüber der Bildung von unterseitigen (z.B. an Fügestellen entstehenden) Löchern im Crashfall ist.
  • Wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Struktur um eine Vorderwagen- oder Hinterwagenstruktur handelt, sind vorzugsweise zwei Längsträger und mindestens ein fest mit diesen verbundener Querträger vorgesehen.
  • In diesem Zusammenhang wird darauf verwiesen, dass sich eine Vorderwagenstruktur in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung insbesondere zwischen zwei vorderen Radhäusern eines Kraftfahrzeuges erstreckt. Dabei wird als Vorderwagen insbesondere der Bereich bezeichnet, welcher sich in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet vorderseitig einer Stirnwand erstreckt, wobei die Stirnwand einen vorderseitig angeordneten Motorraum von dem sich rückseitig der Stirnwand anschließenden Fahrgastraum abtrennt. Die Vorderwagenstruktur befindet sich damit in einem Bereich, welcher Umwelteinflüssen wie Außentemperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt ist und als Feuchtraum bezeichnet werden kann. In dem Vorderwagen sind häufig zwei Längsträger als Teil der Vorderwagenstruktur angeordnet, an welchen das Fahrwerk angebunden ist und die für Frontcrashlastfälle zum Energieabbau und zur Verzögerung des Kraftfahrzeuges ausgelegt sind.
  • Eine Hinterwagenstruktur erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung betrachtet üblicherweise zwischen zwei hinteren Radhäusern. Bei Fahrzeugen mit einer hinteren Sitzreihe beginnt die Hinterwagenstruktur üblicherweise im Bereich der Rücksitze und erstreckt sich bis in den Bereich des rückseitigen Endes des Kraftfahrzeuges. Als Abtrennung zwischen Hinterwagenstruktur und Mittelbodenstruktur ist häufig ein sogenanntes Fersenblech angeordnet. Dabei handelt es sich um eine horizontale Wand, auf welcher die Rücksitzbank befestigt wird und an welchem die Fersen der hinteren Passagiere anliegen. In dem Hinterwagen sind - wie im Vorderwagen - häufig zwei Längsträger als Teil der Hinterwagenstruktur angeordnet, an welchen das Fahrwerk angebunden ist und die für Heckcrashlastfälle zum Energieabbau und zur Verzögerung des Kraftfahrzeuges ausgelegt sind.
  • Wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Struktur um eine Mittelbodenstruktur handelt, kann als einziger Längsträger ein Mitteltunnel fungieren, der fest mit mindestens zwei sich jeweils von der Fahrzeugmitte zu beiden Seiten nach außen erstreckenden Querträgern verbunden ist. Es können aber auch alternativ oder in Ergänzung zwei außermittig angeordnete Längsträger vorgesehen sein, welche entweder als Verlängerung der Längsträger aus Vorderwagen und/oder Hinterwagen ausgebildet sind oder zusätzlich Längsträgerelemente, die insbesondere fahrzeugaußenseitig im Bereich der Seitenschweller oder in Fahrzeugquerrichtung betrachtet etwas innerhalb der Seitenschweller angeordnet sind.
  • Eine Mittelbodenstruktur erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet regelmäßig zwischen einer Vorderwagenstruktur und einer Hinterwagenstruktur. Dies kann insbesondere zwischen einer Stirnwand und einem Fersenblech sein. Zumindest erstreckt sich die Mittelbodenstruktur in den meisten Fällen in Fahrzeuglängsrichtung über den Bereich der Vordersitze eines Kraftfahrzeuges. Eine Mittelbodenstruktur erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung üblicherweise zwischen den Seitenschwellern, d.h. über einen Großteil der Breite eines Kraftfahrzeuges. Als Tragstruktur ist häufig ein Mitteltunnel vorgesehen, der mit zwei oder mehr Querträgern verbunden ist, die sich vorzugsweise über die vollständige Breite der Mittelbodenstruktur erstrecken.
  • In einer praktischen Ausführungsform erstreckt sich das durch Warmumformung erzeugte Großbauteil einer erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung mindestens über den Bereich zwischen zwei benachbarten Radhäusern. Soweit sich diese Ausführungsform auf die Fahrzeugquerrichtung bezieht, sind insbesondere ein linkes und ein rechtes Radhaus der gleichen Fahrzeugachse gemeint, insbesondere eine Erstreckung zwischen dem vorderen linken und dem vorderen rechten Radhaus und/oder eine Erstreckung zwischen dem hinteren linken und dem hinteren rechten Radhaus eines vierrädrigen Kraftfahrzeuges. Soweit sich diese Ausführungsform auf die Fahrzeuglängsrichtung bezieht, ist insbesondere eine Mittelbodenstruktur gemeint, die sich von einem hinteren Radhaus bis zu einem vorderen Radhaus erstreckt. Dies kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass mindestens ein Teilbereich des jeweiligen Radhauses an dem Unterboden-Verkleidungselement der Mittelbodenstruktur ausgebildet ist.
  • In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf eine weitere praktische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur verwiesen, gemäß welcher an dem Unterboden-Verkleidungselement mindestens ein sich in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung oder Fahrzeugquerrichtung erstreckender Radhaus-Verstärkungsabschnitt ausgebildet ist. Ein solcher Radhaus-Verstärkungsabschnitt weist eine erkennbar abweichende Orientierung auf als die Hauptfläche des Unterboden-Verkleidungselements, insbesondere eine um mehr als 45°, bevorzugt mehr als 60° und weiter bevorzugt etwa 60°-90° abweichende Orientierung, und lässt sich dennoch im Rahmen einer Warmumformung einstückig an dem Unterboden-Verkleidungselement ausbilden. Insbesondere wird auf ein sich in Bezug auf ein Kraftfahrzeug im Wesentlichen horizontal erstreckendes Unterboden-Verkleidungselement und sich im Wesentlichen vertikal erstreckende Radhaus-Verstärkungsabschnitt verwiesen. Dadurch können erfindungsgemäße Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstrukturen nicht nur ein flächenmäßig großes Ausmaß aufweisen, sondern es können daran auch eine Vielzahl vorteilhafter Strukturen ausgebildet und damit ein hoher Nutzwert geschaffen werden. Dieser kann insbesondere dazu genutzt werden, andere, sich an die Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur anschließende Elemente mit geringerer Materialstärke auszulegen und/oder in ihrer Geometrie zu vereinfachen, weil eine nur geringere Biege- und/oder Torsionssteifigkeit bei diesen Elementen erforderlich ist.
  • Das Vorstehende gilt sinngemäß auch dann, wenn in einer anderen praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur, die alternativ oder in Ergänzung realisiert sein kann, das Unterboden-Verkleidungselement mindestens einen lokalen Verstärkungsbereich mit erhöhter Wandstärke aufweist. Dies ist besonders einfach und kostengünstig möglich, wenn der Verstärkungsbereich durch eine sogenannte Patchverstärkung erzielt wird. Dazu wird insbesondere vor, während oder nach der Warmumformung ein zusätzliches Element (Patchelement) mit dem Unterboden-Verkleidungselement verbunden, um eine lokale Erhöhung der Wandstärke mit Hilfe des Patchelements zu erzielen. Mit derartigen Patchelementen kann eine lokal sehr hohe Steifigkeit bei insgesamt niedrigem Bauteilgewicht erzielt werden.
  • Alternativ zu Patch-Verstärkungen können lokal höhere Wandstärken auch durch die Herstellung eines Unterboden-Verkleidungselements in Verbindung mit mehreren Einzelelementen mit unterschiedlichen Wandstärken erreicht werden. Die Verbindung der Einzelelemente kann mittels Laserschweißen wie bei bekannten tailored-welded-blanks, per Punktschweißen mit überlappenden Flanschen oder durch andere Fügeverfahren erreicht werden.
  • Die Montage einer Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur wird weiter vereinfacht, wenn die Tragstruktur Tragstruktur-Anlageflächen für damit korrespondierende Unterboden-Anlageflächen des Unterboden-Verkleidungselements aufweist. Damit sind insbesondere - vorzugsweise eben ausgebildete - Flächen gemeint, die sich über einen Großteil der Länge der Tragstruktur und/oder des Unterboden-Verkleidungselements erstrecken. Derartige Flächen ermöglichen es, die Tragstruktur und das Unterboden-Verkleidungselement mit einseitiger oder richtungsgebundener Fügetechnik zu verbinden, insbesondere mittels Stanznieten, Fließlochschrauben, Reibelementschweißen, Widerstandspunktschweißen, Kleben und/oder anderen Fertigungsmethoden. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur eine erfindungsgemäße Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur, sondern im Einzelfall sogar eine gesamte Plattform bei einem Automobilhersteller im Werk frei von Mischbaufügetechnik gefügt werden kann, wodurch die Gesamtfertigungszeit für Kraftfahrzeuge signifikant reduziert werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Gussteil aus Aluminium oder Magnesium mit unmittelbar anliegenden Bauteilen aus Stahl in einem einzigen Zusammenbau-Vorgang gefügt werden kann. Umlaufend um das Gussteil sind dann Stahl-Bauteile angebunden und die Mischbau-Fügetechnik beschränkt sich auf diesen einen Zusammenbau. In den nachfolgenden Zusammenbau-Stationen werden dann nur noch Stahl-Bauteile mit anderen Stahl-Bauteilen mittels konventioneller und kostengünstiger Stahl-Fügetechnik verbunden. Es entsteht eine „sortenreine“ Trennung der Fügeverfahren, anstelle von Mischbau entlang der Füge-Reihenfolge in mehreren unterschiedlichen Zusammenbauten betreiben zu müssen. Das wird vor allem durch die großen Blechbauteile einfach und kostengünstig realisiert.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn sich die Tragstruktur-Anlagefläche einer erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur über die gesamte Länge des mindestens einen Längsträgers und/oder sich die Unterboden-Anlagefläche über die gesamte Länge des Unterboden-Verkleidungselements erstreckt. Sofern zwei Längsträger vorgesehen sind, erstrecken sich die Tragstruktur-Anlageflächen vorzugsweise mindestens über die gesamte Länge der zwei Längsträger. Alternativ oder in Ergänzung erstrecken sich dann im Falle von zwei korrespondierenden Unterboden-Anlageflächen auch die zwei Unterboden-Anlageflächen vorzugsweise mindestens über die gesamte Länge des jeweiligen Unterboden-Verkleidungselements.
  • In Verbindung mit der geometrischen Gestaltung von Anlageflächen zwischen Tragstruktur und Unterboden-Verkleidungselement hat es sich in Verbindung mit erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- und Hinterwagenstrukturen als vorteilhaft erwiesen, wenn die Tragstruktur-Anlageflächen und die korrespondierenden Unterboden-Anlageflächen mindestens teilweise parallel zueinander angeordnet sind und/oder nur geringe Winkeländerungen von maximal 30° aufweisen. Damit ist gemeint, dass an einer Knickstelle oder einem Radius der Tragstruktur-Anlageflächen vorgesehene Winkeländerungen der jeweiligen Anlagefläche maximal 30° betragen.
  • Wenn Tragstruktur-Anlageflächen und korrespondierende Unterboden-Anlageflächen parallel zueinander angeordnet sind, beispielsweise indem sie an der Oberseite oder Unterseite parallel zueinander verlaufender Längsträger vorgesehen sind, ist es von besonderem Vorteil, wenn der Verlauf der beiden parallel verlaufenden Anlageflächen möglichst eben bzw. stetig ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine Verschiebbarkeit bei der Montage, d.h. im Zusammenbau-Prozess. Diese Verschiebbarkeit ermöglicht den Ausgleich von Toleranzen.
  • In Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur hat es sich als weiter vorteilhaft erwiesen, wenn die Tragstruktur als Gussteil hergestellt ist und zumindest an dem mindestens einen Längsträger eine Rippenstruktur ausgebildet ist oder die Tragstruktur als gefügtes Blechteil ausgebildet ist und zumindest die Blechdicke in Längsrichtung des mindestens einen Längsträgers unterschiedlich groß gewählt ist. Sofern zwei Längsträger vorgesehen sind, was insbesondere in Verbindung mit einer Vorderwagenstruktur oder Hinterwagenstruktur in der Praxis häufig der Fall ist, sind beide Längsträger entsprechend als Teil der Tragstruktur als Gussteil oder als gefügtes Blechteil hergestellt, wobei auch die vorstehend in Verbindung mit der jeweiligen Variante beschriebenen Merkmale dann vorzugsweise an jedem der beiden Längsträger ausgebildet sind. Insbesondere wird auf Tragstrukturen aus Aluminiumdruckguss verwiesen.
  • Alternativ kann die Tragstruktur auch in einem anderen Fertigungsverfahren hergestellt sein. Insbesondere wird diesbezüglich auch auf 3D-Druckverfahren verwiesen, welche - wie andere additive Fertigungstechniken - eine nahezu beliebige Bauteilgeometrie der Tragstruktur ermöglichen. So können hocheffiziente Last- und Gewichtsoptimierungen durchgeführt und geometrisch umgesetzt werden.
  • Insbesondere in Verbindung mit erfindungsgemäßen Vorderwagen- oder Hinterwagenstrukturen wird insoweit auf die weiter bevorzugte Ausführungsform verwiesen, gemäß welcher die Tragstruktur eine sich in Fahrzeuglängsrichtung von einem längsseitigen Ende aus erstreckende Deformationszone aufweist und sich an die Deformationszone in Längsrichtung betrachtet in Richtung Fahrzeugmitte eine Schutzzone anschließt, wobei in der Schutzzone Rippen mit größerer Materialstärke ausgebildet sind und/oder die Blechdicke größer ist als in der Deformationszone. Alternativ oder in Ergänzung kann durch eine geometrische Versteifung (zum Beispiel durch eine Parabolform mit hoher Steifigkeit) oder andere Konzepte erreicht werden, dass die Steifigkeit und Festigkeit der Schutzzone höher sind als in der Deformationszone, insbesondere derart, dass eine Schutzzone, die sich über den Bereich einer Insassenkabine erstreckt, nicht deformiert und einen ausreichenden Insassenschutz gewährleistet, während eine außerhalb der Insassenkabine angeordnete Deformationszone Crashenergie durch Deformation abbaut und das Kraftfahrzeug gezielt verzögert.
  • Es ist gemäß einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur vorgesehen, dass das Unterboden-Verkleidungselement und die Tragstruktur mittels einseitiger oder richtungsgebundener Fügetechnik - sowie optional zusätzlich durch Klebstoff - miteinander verbunden sind.
  • Vorzugsweise ist eine erfindungsgemäße Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges so konstruiert, dass Mischbau-Fügetechnik, d.h. die Verbindung von Stahlbauteilen mit Bauteilen aus anderen Werkstoffen in Verbindung mit der jeweiligen Struktur auf einer einzigen Station durchführbar ist, d.h. alle übrigen Stationen frei von Mischbau-Fügetechnik sind. Vorteilhaft an dieser Ausführung ist, dass sich die Mischbau-Fügetechnik lediglich auf eine Station beschränkt und alle weiteren Stationen nur noch Stahlbauteile miteinander verbinden mittels konventioneller Stahl-Fügetechnik. Mischbaufügetechnik ist mit hohen Kosten und hohem Platzbedarf im Werk verbunden.
  • Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges mit einem flächig ausgebildeten Unterboden-Verkleidungselement und einer Tragstruktur in einer isometrischen Explosionsdarstellung,
    • 2 eine Kraftfahrzeug-Rohkarosserie mit der Hinterwagenstruktur aus 1 und einer erfindungsgemäßen Mittelbodenstruktur in einer isometrischen Seitenansicht von schräg vorne, wobei die Tragstruktur der Hinterwagenstruktur isoliert dargestellt ist und
    • 3 die Kraftfahrzeug-Rohkarosserie aus 2 in einer isometrischen Seitenansicht von schräg hinten und von oben.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Hinterwagenstruktur 10 eines in 1 nicht dargestellten Kraftfahrzeuges mit einem flächig ausgebildeten Unterboden-Verkleidungselement 12 und einer Tragstruktur 14 in einer isometrischen Explosionsdarstellung. Die gezeigte Tragstruktur 14 weist zwei Längsträger 16 und drei Querträger 18 auf, die fest zu einer Rahmenstruktur miteinander verbunden sind. Die Oberseiten der Längsträger16 sind jeweils als Tragstruktur-Anlageflächen 20 ausgebildet. Die Tragstruktur-Anlageflächen 20 erstrecken sich in der gezeigten Ausführungsform über einen Großteil der Länge der jeweiligen Längsträger 16.
  • Der Winkel α zwischen der hinteren Tragstruktur-Anlagefläche 20 und der mittleren Tragstruktur-Anlagefläche 20 beträgt vorliegend 25°. Der Winkel β zwischen der mittleren Tragstruktur-Anlagefläche 20 und der vorderen Tragstruktur-Anlagefläche 20 beträgt vorliegend 20°. Damit weisen die Tragstruktur-Anlageflächen 20 über den gesamten Verlauf der jeweiligen Längsträger 16 nur geringe Winkeländerungen auf.
  • An der in den Figuren nicht dargestellten Unterseite des Unterboden-Verkleidungselements 12 sind mit den Tragstruktur-Anlageflächen 20 korrespondierende Unterboden-Anlageflächen (nicht gezeigt) ausgebildet, die zur Montage der erfindungsgemäßen Hinterwagenstruktur mit den Tragstruktur-Anlageflächen 20 zur Anlage gebracht werden. Dann erfolgt eine relative Befestigung der Tragstruktur 14 gegenüber dem Unterboden-Verkleidungselement 12, insbesondere mit einer einseitigen oder richtungsgebundenen Fügetechnik, wie vorstehend beschrieben.
  • An dem Unterboden-Verkleidungselement 12, das durch Warmumformen gefertigt ist, sind Radhaus-Verstärkungsabschnitte 22 ausgebildet, die sich - wie in 1 gut erkennbar ist - in der gezeigten Ausführungsform in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung erstrecken). Im Bereich der Radhaus-Verstärkungsabschnitte 22 und auch in anderen Abschnitten des Unterboden-Verkleidungselements 12 können Patchelemente oder eine tailored-welded-blank-Platine (nicht dargestellt) als Verstärkungen zur Erzielung einer lokal höheren Materialstärke vorgesehen sein.
  • Ferner sind an dem Unterboden-Verkleidungselement 12 im mittleren Bereich und im vorderen Bereich optionale seitliche Wandungen 24 ausgebildet, die sich ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughochrichtung erstrecken.
  • Im mittleren Bereich des Unterboden-Verkleidungselements 12 ist eine lokale Ausprägung 26 ausgebildet.
  • In den 2 und 3 ist auch eine erfindungsgemäße Mittelbodenstruktur 28 dargestellt. Diese Mittelbodenstruktur 28 umfasst ein Unterboden-Verkleidungselement 12 sowie eine darunter angeordnete, in den 2 und 3 nicht dargestellte Tragstruktur, die gebildet ist aus einem Mitteltunnel und zwei Querträgern. Eine mit dem Mitteltunnel korrespondierende Mitteltunnel-Ausprägung 32 und mit den Querträgern korrespondierende Querträger-Ausprägungen 30 sind in 3 gut erkennbar. Die Mitteltunnel-Ausprägung 32 ist optional und entfällt insbesondere bei Elektrofahrzeugen.
  • In den 2 und 3 sind auch zwei vordere Längsträger 34, zwei vordere Radhäuser 36 und zwei hintere Radhäuser 38 gut erkennbar. Ferner ist eine Stirnwand 40 ersichtlich, welche die Mittelbodenstruktur 28 in Fahrzeuglängsrichtung vorderseitig begrenzt und den Fahrgastraum 42 vom Motorraum 44 trennt.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Hinterwagenstruktur
    12
    Unterboden-Verkleidungselement
    14
    Tragstruktur
    16
    Längsträger
    18
    Querträger
    20
    Tragstruktur-Anlageflächen
    22
    Radhaus-Verstärkungsabschnitt
    24
    seitliche Wandung
    26
    lokale Ausprägung
    28
    Mittelbodenstruktur
    30
    Querträger-Ausprägung
    32
    Mitteltunnel-Ausprägung
    34
    vorderer Längsträger
    36
    vorderes Radhaus
    38
    hinteres Radhaus
    40
    Stirnwand
    42
    Fahrgastraum
    44
    Motorraum
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4323178 A1 [0002]
    • DE 60115518 T2 [0003]
    • DE 102010054693 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges mit einem flächig ausgebildeten Unterboden-Verkleidungselement (12) und einer Tragstruktur (14), wobei die Tragstruktur (14) mindestens einen Längsträger (16) und mindestens einen Querträger (18) aufweist, die fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterboden-Verkleidungselement (12) ein sich in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes, durch Warmumformung erzeugtes, einstückiges Großbauteil ist, welches sich über mindestens 50 Prozent der Breite und mindestens 20 Prozent der Länge des Kraftfahrzeuges erstreckt.
  2. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich das durch Warmumformung erzeugte Großbauteil in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung mindestens über den Bereich zwischen zwei Radhäusern (36, 38) erstreckt.
  3. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Unterboden-Verkleidungselement (12) mindestens ein sich in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckender Radhaus-Verstärkungsabschnitt (22) ausgebildet ist.
  4. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterboden-Verkleidungselement (12) mindestens einen lokalen Verstärkungsbereich mit erhöhter Wandstärke aufweist.
  5. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (14) Tragstruktur-Anlageflächen (20) für damit korrespondierende Unterboden-Anlageflächen des Unterboden-Verkleidungselements (12) aufweist.
  6. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tragstruktur-Anlageflächen (20) mindestens über einen Großteil der Länge des mindestens einen Längsträgers (16) erstrecken.
  7. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur-Anlageflächen (20) und die korrespondierenden Unterboden-Anlageflächen zumindest teilweise parallel zueinander angeordnet sind und/oder nur geringe Winkeländerungen von maximal 30° aufweisen.
  8. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (14) als Gussteil hergestellt ist und zumindest an dem mindestens einen Längsträger (16) eine Rippenstruktur ausgebildet ist oder die Tragstruktur (14) als gefügtes Blechteil ausgebildet ist und zumindest die Blechdicke in Längsrichtung des mindestens einen Längsträgers (16) unterschiedlich groß gewählt ist.
  9. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (14) eine sich in Fahrzeuglängsrichtung von einem längsseitigen Ende aus erstreckende Deformationszone aufweist und sich an die Deformationszone in Längsrichtung betrachtet in Richtung Fahrzeugmitte eine Schutzzone anschließt, wobei in der Schutzzone Rippen mit größerer Materialstärke ausgebildet sind und/oder die Blechdicke größer ist als in der Deformationszone.
  10. Vorderwagen-, Mittelboden- oder Hinterwagenstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterboden-Verkleidungselement (12) und die Tragstruktur (14) mittels einseitiger oder richtungsgebundener Fügetechnik miteinander verbunden sind.
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Citations (3)

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