DE102022118581B3 - Underbody cladding element, motor vehicle bodyshell and method for producing an underbody cladding element - Google Patents

Underbody cladding element, motor vehicle bodyshell and method for producing an underbody cladding element Download PDF

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Abstract

Unterbodenverkleidungselement (5) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, wobei das Unterbodenverkleidungselement (5) einen aus wenigstens einem Basismaterial ausgebildeten, zumindest im Wesentlichen plattenartigen Grundkörper (8) umfasst, wobei das Unterbodenverkleidungselement (5) in den Grundkörper (8) integriert wenigstens ein vorgefertigtes, aus einem duktilen und versteifenden Verstärkungsmaterial bestehendes, den Grundkörper (8) in zumindest einer Strukturrichtung (10) zumindest im Wesentlichen vollständig durchlaufendes Strukturelement (9) umfasst.Underbody cladding element (5) for a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, wherein the underbody cladding element (5) comprises an at least essentially plate-like base body (8) formed from at least one base material, wherein the underbody cladding element (5) is integrated into the base body (8) at least one prefabricated structural element (9), consisting of a ductile and stiffening reinforcing material, which at least essentially completely runs through the base body (8) in at least one structural direction (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterbodenverkleidungselement, insbesondere ein hinteres Unterbodenverkleidungselement, für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, wobei das Unterbodenverkleidungselement einen aus wenigstens einem Basismaterial ausgebildeten, zumindest im Wesentlichen plattenartigen Grundkörper umfasst. Daneben betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugrohbau und ein Verfahren zur Herstellung eines Unterbodenverkleidungselements.The invention relates to an underbody cladding element, in particular a rear underbody cladding element, for a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, wherein the underbody cladding element comprises an at least essentially plate-like base body formed from at least one base material. In addition, the invention relates to a motor vehicle bodyshell and a method for producing an underbody cladding element.

In der Kraftfahrzeugtechnologie, insbesondere bei Personenkraftwagen, ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit einem möglichst vollverkleideten Unterfahrschutz, der auch als Unterbodenverkleidung bezeichnet werden kann, zu versehen. Eine solche Unterbodenverkleidung kann beispielsweise aus mehreren Unterbodenverkleidungselementen bestehen, die untereinander und/oder mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs im Rohbau verbunden sein können. Unterbodenverkleidungen haben eine Vielzahl von vorteilhaften Eigenschaften.In motor vehicle technology, especially in passenger cars, it is known to provide motor vehicles with underrun protection that is as fully covered as possible, which can also be referred to as underbody cladding. Such an underbody cladding can, for example, consist of several underbody cladding elements, which can be connected to one another and/or to the body of the motor vehicle in the bodyshell. Underbody panels have a variety of beneficial properties.

So ermöglicht es der Einsatz von Unterbodenverkleidungen, Kraftfahrzeugkomponenten im „Nassbereich“ vor Schmutz beziehungsweise Dreck, Witterungseinflüssen und Beschädigungen durch das Aufsetzen von Kraftfahrzeugen zu schützen. Schmutz und Dreck kann beispielsweise aufgeschleuderte Steine, Sand und dergleichen umfassen, während Witterungseinflüsse Eis, Schnee, Regen und dergleichen betreffen. Ein vollverkleideter Unterboden eines Kraftfahrzeugs hat zudem aerodynamische Vorteile zur Folge. Die Luft unterhalb des Kraftfahrzeugs kann deutlich strömungsgünstiger geführt werden, sodass die Kraftfahrzeuge aerodynamisch mehr Auf- beziehungsweise Abtrieb an der Hinterachse umsetzen können. Dies ist insbesondere aus Sicht der Fahrdynamik bei Kurvenfahrten sportlicher Kraftfahrzeuge durch einen erhöhten Anpressdruck beziehungsweise als Maßnahme zur Entlastung des Hecks des Kraftfahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten nützlich, da im letzteren Fall weniger Reibung und somit weniger Rollwiderstand auftritt. Ein aerodynamisch optimiertes Kraftfahrzeug hat zudem aufgrund des geringeren Strömungswiderstands einen geringeren Energieverbrauch, insbesondere auch Kraftstoffverbrauch.The use of underbody panels makes it possible to protect motor vehicle components in “wet areas” from dirt or grime, weather influences and damage caused by the impact of motor vehicles. For example, dirt and grime may include thrown stones, sand, and the like, while weather influences include ice, snow, rain, and the like. A fully lined underbody of a motor vehicle also results in aerodynamic advantages. The air below the motor vehicle can be guided in a much more streamlined manner, so that the motor vehicles can aerodynamically implement more lift or downforce on the rear axle. This is particularly useful from the perspective of driving dynamics when cornering sporty motor vehicles due to increased contact pressure or as a measure to relieve the rear of the motor vehicle at high speeds, since in the latter case there is less friction and therefore less rolling resistance. An aerodynamically optimized motor vehicle also has lower energy consumption, especially fuel consumption, due to the lower flow resistance.

Es wurde auch vorgeschlagen, Unterbodenverkleidungen akustisch zu nutzen, um Straßengeräusche durch die Fahrt des Kraftfahrzeugs zu dämpfen. Auf diese Weise können Insassen im Innenraum des Kraftfahrzeugs einen höheren akustischen Komfort genießen, da weniger Lärmbelastung durch die Umgebung wahrgenommen wird. Hinsichtlich der akustisch dämpfenden Wirkung lassen sich zum einen geeignete Materialien für die Unterbodenverkleidungselemente einsetzen, zum anderen können zusätzliche Akustikelemente an der Unterbodenverkleidung angebracht werden, beispielsweise angeklebt oder angeclipst werden.It has also been proposed to use underbody panels acoustically to attenuate road noise caused by the movement of the motor vehicle. In this way, occupants in the interior of the motor vehicle can enjoy greater acoustic comfort because less noise pollution from the surroundings is perceived. With regard to the acoustically dampening effect, suitable materials can be used for the underbody cladding elements, and additional acoustic elements can be attached to the underbody cladding, for example glued or clipped on.

Vor allem bei vollständig elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen (Elektrokraftfahrzeugen beziehungsweise BEV - Battery Electric Vehicle) werden häufig vollverkleidete Unterböden eingesetzt, da durch den geringeren Energieverbrauch entstehende Reichweitenvorteile die Kosten für die Implementierung von Unterbodenverkleidungselementen überwiegen. Gerade bei Elektrokraftfahrzeugen ist es für die Wettbewerbsfähigkeit äußerst relevant, hohe Reichweiten anbieten zu können.Fully clad underbody panels are often used, especially in fully electrically powered motor vehicles (electric vehicles or BEVs - Battery Electric Vehicle), as the range advantages resulting from lower energy consumption outweigh the costs of implementing underbody cladding elements. Particularly when it comes to electric vehicles, being able to offer long ranges is extremely relevant for competitiveness.

Im Stand der Technik bekannte Lösungen zur Realisierung von Unterbodenverkleidungen decken häufig nur einen Teil der möglichen Vorteile ab. Beispielsweise wurden aus Kunststoff bestehende Unterbodenverkleidungen vorgeschlagen, bei denen gute aerodynamische Eigenschaften genutzt werden und auf die noch eine Akustikmatte als dämpfendes Akustikelement aufgebracht werden kann. Auch wurden bereits Unterbodenverkleidungen aus einem textilen Material vorgeschlagen, in denen eine Kombination des Akustikeffekts, also der Akustikdämmung, mit dem ganzheitlichen Verschließen des Unterbodens (Aerodynamikeffekt für geringeren Verbrauch) realisiert werden kann. Bei derartigen Ausgestaltungen besteht jedoch das Risiko eines „Durchhängens“ der Unterbodenverkleidung bei Wasser- oder Schneeeintrag während der Fahrt. Hier wird eine Vielzahl von Befestigungspunkten verwendet, um dem entgegenzuwirken.Solutions known in the prior art for realizing underbody cladding often only cover part of the possible advantages. For example, underbody panels made of plastic have been proposed, in which good aerodynamic properties are used and on which an acoustic mat can be applied as a dampening acoustic element. Underbody cladding made of a textile material has also already been proposed, in which a combination of the acoustic effect, i.e. acoustic insulation, with the holistic closure of the underbody (aerodynamic effect for lower consumption) can be achieved. With such designs, however, there is a risk of the underbody paneling “sagging” if water or snow gets in while driving. A variety of attachment points are used here to counteract this.

Es existieren Kraftfahrzeugtypen, bei denen erhöhte Anforderungen an die Biege- und Torsionssteifigkeit vorliegen, die nicht immer über den Fahrzeugaufbau, insbesondere also die Karosserie, umgesetzt werden können, sodass auch diesbezüglich verbesserte Eigenschaften aufweisende Unterbodenverkleidungen vorgeschlagen wurden. Derartige Kraftfahrzeugtypen umfassen beispielsweise Fahrzeuge mit einem langen Radstand und/oder langen hinteren Überhängen (beispielsweise LWB-Fahrzeuge - „Long Wheel Base“ - Fahrzeuge). Hier wurde vorgeschlagen, zusätzliche Verstrebungen am Hinterwagen vorzusehen, die allerdings eine Unterbodenverkleidung aus Bauraumgründen nicht mehr zulassen bzw. die Montage erschweren.There are types of motor vehicles in which there are increased requirements for bending and torsional rigidity that cannot always be implemented via the vehicle body, in particular the body, so that underbody panels with improved properties in this regard have also been proposed. Such types of motor vehicles include, for example, vehicles with a long wheelbase and/or long rear overhangs (for example LWB vehicles - “Long Wheel Base” vehicles). It was suggested here to provide additional struts on the rear vehicle, which, however, no longer allow underbody paneling for reasons of installation space and make assembly more difficult.

In Extremfällen wurde vorgeschlagen, Unterbodenverkleidungen aus metallischen Werkstoffen zu verwenden, was jedoch ein äußerst hohes Gewicht der Unterbodenverkleidungselemente zur Folge hat, um die notwendige Steifigkeit, insbesondere im Hinterwagen, zu erreichen. Zudem sind keinerlei nützliche Akustikeigenschaften bei solchen Unterbodenverkleidungen vorhanden.In extreme cases, it has been proposed to use underbody panels made of metallic materials, but this results in an extremely high weight of the underbody paneling elements in order to achieve the necessary rigidity, especially in the rear vehicle. In addition, such underbody cladding does not have any useful acoustic properties.

Ein anderer Fahrzeugtyp, bei dem besondere Anforderungen an die Hinterwagensteifigkeit bestehen, sind Cabrios, da dort das Dachsystem und die B-Säule fehlen. Auch dort wurde vorgeschlagen, sogenannte Diagonalstreben und/oder Verstrebungen der Hilfsrahmen vorzusehen, was jedoch zu einer weiteren Ausreizung des Bauraums nach unten hin führt, sodass ein Verschluss des Unterbodens nicht mehr möglich ist, was aerodynamische Nachteile zur Folge hat.Another type of vehicle that has special requirements for rear-end rigidity are convertibles, as they lack the roof system and the B-pillar. It was also proposed there to provide so-called diagonal struts and/or struts for the subframe, which, however, leads to a further exhaustion of the installation space downwards, so that closure of the underbody is no longer possible, which results in aerodynamic disadvantages.

Zwar wurde im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, Streben zur Versteifung eines Unterbodenverkleidungselements selbst auf dem Unterbodenverkleidungselement zu befestigen, wobei dies zur Bereitstellung einer ausreichenden vertikalen Steifigkeit des Unterbodenverkleidungselements selbst bei Wassereintrag beziehungsweise Schnee-Eis-Eintrag dient. Bei dieser Lösung besteht zudem das Problem, dass sich Streben beziehungsweise andere Bestandteile aus der Befestigung lösen können und zu Boden fallen.It has already been proposed in the prior art to attach struts for stiffening an underbody cladding element itself to the underbody cladding element, this serving to provide sufficient vertical rigidity of the underbody cladding element even in the event of water entry or snow-ice entry. With this solution there is also the problem that struts or other components can come loose from the fastening and fall to the ground.

DE 10 2016 005 264 A1 betrifft einen Rohbau eines Kraftfahrzeugs, der eine Fahrzeugkarosserie und einen Unterfahrschutz, mithin ein Unterbodenverkleidungselement, umfasst. Damit in dem Rohbau besonders viel Bauraum für andere Teile zur Verfügung stehen kann, umfasst der Unterfahrschutz wenigstens einen Abstützbereich, mittels welchem wenigstens ein Teilbereich der Fahrzeugkarosserie im Falle eines Verkehrsunfalls abstützbar ist. Der Unterfahrschutz ist dabei als Sandwichplatte mit Faserverbundwerkstoffen gebildet, sodass er höhere Kräfte aufnehmen und/oder abstützen kann als beispielsweise im Vergleich zu einem Unterfahrschutz aus einem Blechbauteil. An der Seite der Sandwichplatte ist zusätzlich ein Profilelement angebracht, das eine besonders vorteilhafte Krafteinleitung im Falle eines Seitenaufpralls in den Unterfahrschutz erlaubt und gleichzeitig eine Verdrehung des Seitenschwellers reduzieren oder sogar verhindern kann. Dabei ist der Unterfahrschutz insbesondere unterhalb einer Hochspannungsbatterie des dortigen Kraftfahrzeugs vorzusehen. DE 10 2016 005 264 A1 relates to a shell of a motor vehicle, which includes a vehicle body and an underrun protection, thus an underbody cladding element. So that a particularly large amount of installation space can be available in the bodyshell for other parts, the underrun protection comprises at least one support area, by means of which at least a portion of the vehicle body can be supported in the event of a traffic accident. The underrun protection is formed as a sandwich panel with fiber composite materials, so that it can absorb and/or support higher forces than, for example, in comparison to an underrun protection made of a sheet metal component. An additional profile element is attached to the side of the sandwich panel, which allows a particularly advantageous introduction of force into the underrun protection in the event of a side impact and at the same time can reduce or even prevent rotation of the side sill. The underrun protection is to be provided in particular below a high-voltage battery of the motor vehicle there.

Durch das zusätzliche, seitliche Profilelement soll das Crash-Verhalten, also Kollisionsverhalten, verbessert werden, was insbesondere im Hinblick auf beispielsweise den Schutz einer Hochspannungsbatterie wesentlich ist. Es soll also eine maximal steife Schubplatte als Unterfahrschutz realisiert werden, um Kollisionslasten zu reduzieren beziehungsweise diesen entgegenzuwirken. Nachteilhafterweise wird hierdurch kein Beitrag zur globalen Biege- und Torsionssteifigkeit während des Betriebs des Kraftfahrzeugs geliefert und es ist keinerlei Dämpfung von akustischen oder sonstigen Schwingungen möglich. Zudem ermöglicht die randseitige Verortung solcher zusätzlicher Profilelemente nur eine sehr eingeschränkte Beeinflussung üblicher Lastpfade innerhalb des Kraftfahrzeugs und schafft problematische Befestigungsstellen.The additional, lateral profile element is intended to improve the crash behavior, i.e. collision behavior, which is particularly important with regard to, for example, the protection of a high-voltage battery. A maximally rigid push plate should therefore be implemented as underrun protection in order to reduce or counteract collision loads. The disadvantage is that this makes no contribution to the global flexural and torsional rigidity during operation of the motor vehicle and no damping of acoustic or other vibrations is possible. In addition, the positioning of such additional profile elements on the edge only allows a very limited influence on usual load paths within the motor vehicle and creates problematic fastening points.

DE 10 2019 124 642 A1 betrifft ein Verkleidungsbauteil für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Verkleidungsbauteil umfasst ein mehrlagiges Plattenbauteil mit einem aus einem Kunststoff in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess hergestellten Faltwabenkern, welcher zwischen wenigstens zwei Decklagen angeordnet ist. Durch den Faltwabenkern werden bessere mechanische Eigenschaften und eine bessere Struktursteifigkeit bei einem besonders niedrigen Gewicht erreicht, wobei des Weiteren das Verkleidungsbauteil besonders wirtschaftlich herstellbar sein soll. Es ist auch eine tragende Ausgestaltung von Zwischenlagen denkbar. Auch hier besteht jedoch das Problem, dass keine Vorteile im Hinblick auf die Gesamtfahrzeugsteifigkeit bestehen. DE 10 2019 124 642 A1 relates to a trim component for a motor vehicle and a method for its production. The cladding component comprises a multi-layer panel component with a folding honeycomb core made from a plastic in a continuous manufacturing process, which is arranged between at least two cover layers. The folding honeycomb core achieves better mechanical properties and better structural rigidity with a particularly low weight, and the cladding component should also be particularly economical to produce. A load-bearing design of intermediate layers is also conceivable. However, here too there is the problem that there are no advantages in terms of overall vehicle rigidity.

DE 10 2015 203 852 A1 betrifft ein Kunststoffbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Kunststoffbauteil weist einen Grundkörper aus LWRT-Kunststoff sowie ein Spritzgussmaterial auf, das mit dem Grundkörper verbunden ist. Dabei ist das Spritzgussmaterial in wenigstens einem Bereich einer Krafteinleitung des Kunststoffbauteils, in welchem das Kunststoffbauteil in einem verwendeten Zustand belastet wird, angeordnet. Bei der Herstellung wird der Grundkörper so hergestellt, dass lokale Hohlräume entstehen, in die das Spritzgussmaterial eingespritzt werden kann. Um die Hohlräume („Loften“) zu erzeugen, ist eine Erwärmung vorgesehen, sodass das Spritzgussmaterial nur geringe Querschnitte füllen kann. Insofern sind die in dem Spritzguss aufnehmbaren Lasten eingeschränkt, sodass insbesondere kein Beitrag zur Steifigkeit des Gesamtfahrzeugs geliefert werden kann. Ferner ist ein aufwendiges Spritzgussverfahren notwendig, um die dortige Lösung umzusetzen. DE 10 2015 203 852 A1 relates to a plastic component and a method for producing it. The plastic component has a base body made of LWRT plastic and an injection molding material that is connected to the base body. The injection molding material is arranged in at least one area of force introduction of the plastic component, in which the plastic component is loaded in a used state. During production, the base body is manufactured in such a way that local cavities are created into which the injection molding material can be injected. In order to create the cavities (“lofting”), heating is provided so that the injection molding material can only fill small cross-sections. In this respect, the loads that can be absorbed in the injection molding are limited, so that in particular no contribution to the rigidity of the entire vehicle can be made. Furthermore, a complex injection molding process is necessary to implement the solution there.

CN 2 16 267 938 U offenbart eine Komposit-Stützplatte mit einer ersten Basisschicht, einer Pufferschicht und einer zweiten Basisschicht, wobei die Pufferschicht fest mit der ersten Basisschicht und zweiten Basisschicht verbunden ist. Hierbei wiederum umfasst die Pufferschicht wenigstens zwei Subschichten, zwischen denen eine erste, gegen Durchstoßen resistente Schicht angeordnet ist. Diese erste, gegen Durchstoßen resistente Schicht soll im Wesentlichen textilartig ausgebildet sein und beispielsweise aus dicht gewebten Metalldrähten bestehen. Auch die Basisschichten können einem vergleichbaren Aufbau aufweisen, mithin jeweils eine erste Schutzschicht, eine zweite Schutzschicht sowie dazwischen eine zweite, gegen Durchstoßen resistente Schicht umfassen. CN 2 16 267 938 U discloses a composite backing panel having a first base layer, a buffer layer and a second base layer, the buffer layer being rigidly bonded to the first base layer and second base layer. Here again, the buffer layer comprises at least two sublayers, between which a first puncture-resistant layer is arranged. This first, puncture-resistant layer should be essentially textile-like and consist, for example, of tightly woven metal wires. The base layers can also have a comparable structure, i.e. each include a first protective layer, a second protective layer and a second puncture-resistant layer in between.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Unterbodenverkleidungselement anzugeben, welches sowohl zur Biege- und Torsionssteifigkeit des gesamten Kraftfahrzeugs beizutragen vermag als auch insbesondere bei verlängerten Hecks und langen Radständen auftretende Schwingungen zumindest teilweise dämpfen kann.The invention is based on the object of specifying an underbody cladding element which is able to contribute to the bending and torsional rigidity of the entire motor vehicle and can at least partially dampen vibrations that occur in particular with extended rears and long wheelbases.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß ein Unterbodenverkleidungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Kraftfahrzeugrohbau mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.To solve this problem, according to the invention an underbody cladding element with the features of claim 1, a motor vehicle bodyshell with the features of claim 9 and a method with the features of claim 12 are provided. Advantageous further developments result from the subclaims.

Bei einem Unterbodenverkleidungselement der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Unterbodenverkleidungselement in den Grundkörper integriert wenigstens ein vorgefertigtes, aus einem duktilen und versteifenden Verstärkungsmaterial bestehendes, den Grundkörper in zumindest einer Strukturrichtung zumindest im Wesentlichen vollständig durchlaufendes Strukturelement umfasst, wobei das lasttragende Strukturelement zumindest zwischen randseitigen Anbindepunkten in der Strukturrichtung lastführend wirkt und Lastpfade definiert sowie insgesamt duktil ist und als Dämpfungselement zur Schwingungsreduktion wirkt.In an underbody cladding element of the type mentioned at the outset, it is provided according to the invention that the underbody cladding element, integrated into the base body, comprises at least one prefabricated structural element consisting of a ductile and stiffening reinforcing material, which at least essentially completely runs through the base body in at least one structural direction, the load-bearing structural element at least between Edge connection points act as a load-carrying element in the structural direction and define load paths and are overall ductile and act as a damping element to reduce vibrations.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, ein vorgefertigtes Strukturelement, mithin ein Halbzeug, als eine Art „Einleger“ in den Grundkörper des Unterbodenverkleidungselements zu integrieren, sodass es eine Art „lasttragenden Kern“ bildet. Das Strukturelement weist dabei zum einen eine hohe Steifigkeit auf und erstreckt sich in zumindest einer Strukturrichtung zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Grundkörpers und ist somit in der Lage, einen signifikanten Beitrag zur Torsions- und Biegesteifigkeit des gesamten Kraftfahrzeugs zu bilden. Dabei ist das zumindest im Wesentlichen vollständige Durchlaufen so zu verstehen, dass das Strukturelement zumindest zwischen den randseitigen Anbindepunkten, wo das Unterbodenverkleidungselement über Befestigungsmittel an weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugrohbaus befestigt wird, verläuft und dort lasttragend und lastführend wirken kann.According to the invention, it is therefore proposed to integrate a prefabricated structural element, i.e. a semi-finished product, as a type of “insert” into the base body of the underbody cladding element, so that it forms a type of “load-bearing core”. On the one hand, the structural element has a high level of rigidity and extends in at least one structural direction at least essentially over the entire length of the base body and is therefore able to make a significant contribution to the torsional and bending rigidity of the entire motor vehicle. The at least essentially complete passage is to be understood as meaning that the structural element runs at least between the edge-side connection points, where the underbody cladding element is attached to other components of the motor vehicle bodyshell via fasteners, and can have a load-bearing and load-guiding effect there.

Auf der anderen Seite wird jedoch ein duktiles Material verwendet, was es ermöglicht, Schwingungen verschiedener Art zu bedämpfen, mithin gleichzeitig als Dämpfungselement zu wirken. Mit besonderem Vorteil kann daher vorgesehen sein, dass das Verstärkungsmaterial ein Metall oder eine Metalllegierung ist, insbesondere Stahl, Aluminium oder Titan. Derartige Metalle weisen bei großer Stabilität und Steifigkeit gleichzeitig Duktilität auf, insbesondere im Bereich einer Bruchdehnung von 10 % oder mehr. Allgemein kann gesagt werden, dass das Verstärkungsmaterial vorzugsweise eine Bruchdehnung von mehr als 8 % aufweisen kann.On the other hand, however, a ductile material is used, which makes it possible to dampen vibrations of various types and thus simultaneously act as a damping element. It can therefore be particularly advantageous to provide that the reinforcing material is a metal or a metal alloy, in particular steel, aluminum or titanium. Such metals have great stability and rigidity at the same time ductility, especially in the range of an elongation at break of 10% or more. In general it can be said that the reinforcing material can preferably have an elongation at break of more than 8%.

Diese Gestaltung ermöglicht es letztlich, eine Eigenschaftsoptimierung durch Funktionsintegration zu erreichen, insbesondere auch im Hinblick auf akustische Dämpfung, wozu Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung auch vorsehen können, dass das wenigstens eine Basismaterial ein geräuschdämmendes Material umfasst. Dann bezieht sich die Eigenschaftsoptimierung nicht nur auf eine Erhöhung der Gesamtsteifigkeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere außerhalb singulärer Extremlastfälle wie Crashs im normalen Betrieb, und gleichzeitige Schwingungsbedämpfung, sondern zudem auch auf eine akustische Dämpfung.This design ultimately makes it possible to achieve property optimization through functional integration, in particular with regard to acoustic damping, for which embodiments of the present invention can also provide that the at least one base material comprises a noise-damping material. Then the property optimization not only refers to an increase in the overall rigidity of the motor vehicle, especially outside of singular extreme load cases such as crashes during normal operation, and simultaneous vibration damping, but also to acoustic damping.

Insgesamt kann also gesagt werden, dass vorgefertigte, mithin fertige, Strukturelemente, beispielsweise Profile, Gitterstrukturen und/oder Platten, als Einleger genutzt werden und diese als eine Art Kern in das Unterbodenverkleidungselement eingebracht werden, sodass ein signifikanter positiver Beitrag zur globalen Biege- und Torsionsfähigkeit des Kraftfahrzeugs im Betrieb geleistet wird, gleichzeitig aber eine Duktilität vorgesehen wird, sodass die Strukturelemente als Dämpfungselemente zur Schwingungsreduktion im Kraftfahrzeug genutzt werden können. Durch die Nutzung vorgefertigter Strukturelemente ist die erfindungsgemäße Lösung weniger kostenintensiv sowie einfacher und schneller in der Herstellung. Das Unterbodenverkleidungselement kann bauraumideal ausgelegt werden, jedoch bei gleichzeitiger Freiheit der Lastaufnahmeverteilung durch entsprechende Wahl der Strukturelemente und ihrer Positionierung und Orientierung.Overall, it can be said that prefabricated, i.e. finished, structural elements, for example profiles, lattice structures and/or panels, are used as inserts and these are introduced into the underbody cladding element as a kind of core, so that a significant positive contribution to the global bending and torsion capability of the motor vehicle is achieved during operation, but at the same time ductility is provided so that the structural elements can be used as damping elements to reduce vibrations in the motor vehicle. By using prefabricated structural elements, the solution according to the invention is less cost-intensive and simpler and quicker to produce. The underbody cladding element can be designed to ideally fit the installation space, but with simultaneous freedom of load distribution through appropriate choice of structural elements and their positioning and orientation.

In diesem Zusammenhang kann in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Strukturrichtung eine Diagonalrichtung bezüglich der Längsachse des Kraftfahrzeugs im Verbauzustand ist. Untersuchungen haben gezeigt, dass Lasten, insbesondere im Hinterwagen, häufig genau in solchen schrägen Richtungen zu führen sind, sodass die vorliegende Erfindung eine entsprechende Kraftleitung und -führung erlaubt. Beispielsweise können also lasttragende und lastführende Diagonalstreben, wie sie bislang anstatt eines Unterbodenverkleidungselements im Hinterwagen eingesetzt wurden, beispielsweise bei Cabrios, nun in das Unterbodenverkleidungselement integriert werden und dort dennoch ihren entsprechenden Dienst tun. Innerhalb des Grundkörpers kann also eine Lastaufnahme/Lastführung in beliebigen Lastpfaden ermöglicht werden, vor allem in schräg laufenden Lastpfaden.In this context, in a particularly advantageous embodiment of the present invention, it can also be provided that at least one structural direction is a diagonal direction with respect to the longitudinal axis of the motor vehicle in the installed state. Studies have shown that loads, especially in the rear of the vehicle, often have to be guided in precisely such oblique directions, so that the present invention allows appropriate force transmission and guidance. For example, load-bearing and load-guiding diagonal struts, as were previously used instead of an underbody cladding element in the rear vehicle, for example in convertibles, can now be integrated into the underbody cladding element and still do their job there. Within the base body, load absorption/load guidance in any load path can be made possible, especially in oblique load paths.

Selbstverständlich ist es jedoch auch denkbar, dass wenigstens eine Strukturrichtung eine Längsrichtung und/oder eine Querrichtung bezüglich der Längsachse des Kraftfahrzeugs im Verbauzustand umfasst. Mit besonderem Vorteil können in diesem Zusammenhang wenigstens zwei jeweils durch wenigstens eines des wenigstens einen Strukturelements abgedeckte Strukturrichtungen vorgesehen sein, das bedeutet, ein Strukturelement kann in einer oder mehreren Strukturrichtungen den gesamten Grundkörper durchlaufen, wobei es alternativ auch möglich ist, separate Strukturelemente für unterschiedliche Strukturrichtungen vorzusehen, beispielsweise zwei in verschiedenen Schrägrichtungen aufeinander zu verlaufende, symmetrisch bezüglich der Längsachse des Kraftfahrzeugs im Verbauzustand vorgesehene Strukturelemente, um mit besonderem Vorteil eher seitlich liegende Lasten auf Lastpfaden nach zentral hinten zu führen.Of course, it is also conceivable that at least one structural direction includes a longitudinal direction and/or a transverse direction with respect to the longitudinal axis of the motor vehicle in the installed state. With particular advantage in this context, at least two structural directions each covered by at least one of the at least one structural element can be provided, which means that a structural element can pass through the entire base body in one or more structural directions, although it is alternatively also possible to have separate structural elements for different structural directions to provide, for example, two structural elements that run towards one another in different oblique directions and are provided symmetrically with respect to the longitudinal axis of the motor vehicle in the installed state, in order to guide loads that lie more laterally on load paths centrally to the rear with particular advantage.

Anders gesagt können die lasttragenden Strukturelemente, die entsprechende Lastpfade definieren, je nach Anwendungsfall auf unterschiedlichste Arten angeordnet sein, insbesondere längs und/oder quer und/oder gewinkelt, wobei insbesondere auch flache beziehungsweise hohe Ausgestaltungen möglich sind.In other words, the load-bearing structural elements that define corresponding load paths can be arranged in a wide variety of ways depending on the application, in particular longitudinally and/or transversely and/or angled, with flat or high configurations also being possible.

Dabei sei an dieser Stelle noch allgemein angemerkt, dass es besonders vorteilhaft ist, zur Anbindung des Unterbodenverkleidungselements an den restlichen Rohbau Befestigungsmittel zu verwenden, die wenigstens teilweise direkt an den Strukturelementen angreifen, mithin diese möglichst direkt befestigen, indem beispielsweise entsprechende Schrauben und/oder Bolzen durch Durchgangslöcher in den Strukturelementen geführt sind. Anders gesagt kann das wenigstens eine Strukturelement an einer Befestigungsposition wenigstens eine Durchgangsöffnung für Befestigungsmittel zur Befestigung an dem Rohbau aufweisen, worauf im Hinblick auf den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrohbau noch näher eingegangen werden wird.It should be generally noted at this point that it is particularly advantageous to use fasteners to connect the underbody cladding element to the rest of the shell, which at least partially engage directly on the structural elements, and therefore fasten them as directly as possible, for example by using appropriate screws and / or bolts are guided through through holes in the structural elements. In other words, the at least one structural element can have at least one through opening for fastening means for fastening to the bodyshell at a fastening position, which will be discussed in more detail with regard to the motor vehicle bodyshell according to the invention.

Neben einer ohnehin äußerst einfachen Montage des erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidungselements, da nur ein Teil handzuhaben ist, kann auch ein einfaches Anbindekonzept, insbesondere im Hinterwagen, erreicht werden. Dies kommt zu dem Vorteil der lastführenden beziehungsweise lasttragenden Ausgestaltung im Sinne einer signifikanten Steifigkeitserhöhung für das Gesamtfahrzeug im Betrieb, welches im Übrigen auch eine hohe Robustheit gegenüber Wassereintrag und Schneeeintrag mit sich bringt. Insbesondere sind also auch keine zusätzlichen Anbindepunkte beziehungsweise Befestigungspunkte im inneren Bereich des zumindest im Wesentlichen plattenförmigen Grundkörpers notwendig, da eine Anbindung an den restlichen Rohbau im Randbereich, insbesondere über entsprechende Befestigungsmittel, vollkommen ausreichend ist. Während durch diese Anbindung im Randbereich die Erhöhung der Biege- und Torsionssteifigkeit für das gesamte Kraftfahrzeug, also eine Verbesserung globaler Eigenschaften, erzielt wird, wird selbstverständlich auch lokal nur für das Unterbodenverkleidungselement selbst eine Steifigkeitserhöhung erreicht, sodass dieses auch bei Belastung durch Wasser- und/oder Schnee/Eiseintrag ausreichende Robustheit und Stabilität aufweist.In addition to an already extremely simple installation of the underbody cladding element according to the invention, since only one part can be handled, a simple connection concept can also be achieved, especially in the rear vehicle. This comes with the advantage of the load-carrying or load-bearing design in the sense of a significant increase in rigidity for the entire vehicle during operation, which also brings with it a high level of robustness against water entry and snow entry. In particular, no additional connection points or fastening points are necessary in the inner area of the at least essentially plate-shaped base body, since a connection to the remaining shell in the edge area, in particular via appropriate fastening means, is completely sufficient. While this connection in the edge area results in an increase in the bending and torsional rigidity for the entire motor vehicle, i.e. an improvement in global properties, an increase in rigidity is of course also achieved locally only for the underbody paneling element itself, so that this can also be achieved when subjected to water and/or or snow/ice entry has sufficient robustness and stability.

Dabei kann generell gesagt werden, dass das Unterbodenverkleidungselement, insbesondere bei Nutzung im Hinterwagen, eine grundsätzlich rechteckige Grundform mit beidseitigen Aussparungen für Räder und/oder Achskomponenten aufweisen kann. Achskomponenten könnten beispielsweise Querlenker, Federlenken, Dämpferaufnahmen oder dergleichen umfassen.It can generally be said that the underbody cladding element, particularly when used in the rear vehicle, can have a fundamentally rectangular basic shape with recesses on both sides for wheels and/or axle components. Axle components could include, for example, wishbones, spring steering, damper mounts or the like.

Das erfindungsgemäße Unterbodenverkleidungselement ist insbesondere ein hinteres Unterbodenverkleidungselement, welches also auf der Unterseite des Hinterwagens anzuordnen ist. Im Bereich des Hinterwagens treten bei Kraftfahrzeugen mit einem längerem Heck und/oder einem langen Radstand am Heck häufig Schwingungen und Vibrationen auf, die durch die Strukturelemente aufgrund ihrer Duktilität aufgenommen beziehungsweise bedämpft werden. Zudem kommt es bei anderen Fahrzeugtypen, beispielsweise Cabrios, gerade im Bereich des Hinterwagens zu Steifigkeitseinbußen, die durch das Unterbodenverkleidungselement vorteilhaft ausgeglichen werden können.The underbody cladding element according to the invention is in particular a rear underbody cladding element, which is therefore to be arranged on the underside of the rear vehicle. In the area of the rear of motor vehicles with a longer rear and/or a long wheelbase, oscillations and vibrations often occur at the rear, which are absorbed or dampened by the structural elements due to their ductility. In addition, in other vehicle types, such as convertibles, there are losses in rigidity, especially in the area of the rear vehicle, which can be advantageously compensated for by the underbody cladding element.

Gerade im Hinterwagenbereich, beispielsweise bei Cabrios, Sportwagen, LWB-Fahrzeugen und dergleichen, wo es auch zu ungewollten Schwingungen und/oder Vibrationen kommen kann, ist aufgrund der Duktilität des Verstärkungsmaterials, insbesondere Metalls, ein schwingungsdämpfender Effekt gegeben. Zu diesen massiven Vorteilen kommen auch die grundsätzlichen Vorteile einer Unterbodenverkleidung, nämlich verbesserte Aerodynamik und Schutz vor Gegenständen, Fahrbahnbelag, Dreck, Witterungseinflüssen und dergleichen, wie dieser teilweise bislang nicht realisiert werden konnte.Especially in the rear vehicle area, for example in convertibles, sports cars, LWB vehicles and the like, where unwanted oscillations and/or vibrations can occur, a vibration-damping effect is present due to the ductility of the reinforcing material, in particular metal. In addition to these massive advantages, there are also the fundamental advantages of underbody cladding, namely improved aerodynamics and protection from objects, road surfaces, dirt, weather influences and the like, some of which have not been possible to date.

Konkret kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines des wenigstens einen Strukturelements ein Stab und/oder ein Profilelement, insbesondere ein Strangpressprofil, und/oder eine Schubplatte und/oder ein Schubfeld und/oder ein Gitterelement ist. Auch bezüglich der Form und Gestalt des Strukturelements bietet die vorliegende Erfindung aufgrund der Integration eines vorgefertigten Teils, also Halbzeugs, in den Grundkörper eine hohe Flexibilität, um die gewünschten Lastpfade innerhalb des Unterbodenverkleidungselements umzusetzen. Während Stäbe und/oder Platten, die auch als Vollprofile verstanden werden können, einfach herstellbar sind und eine hohe Stabilität aufweisen, können durch Hohlprofile, beispielsweise Strangpressprofile, hier gegebenenfalls weitere Vorteile bei reduziertem Gewicht herbeigeführt werden. Gitterartige Strukturelemente haben den Vorteil, in zwei zueinander senkrechten Richtungen Lastpfade zu definieren, beispielsweise in einer Längsrichtung und einer Querrichtung als Strukturrichtungen. Die Verwendung einzelner Stäbe beziehungsweise stabartiger Profilelemente bietet den Vorteil die Strukturrichtung, beispielsweise entlang der Querrichtung, zu variieren, beispielsweise zentral einen Stab in Längsrichtung vorzusehen, an denen seitlich jeweils ein oder mehrere Stäbe beziehungsweise stabartige Hohlprofile in Schrägrichtungen (Diagonalrichtungen) als Strukturrichtungen anschließen, mithin mit einem Winkel gegen die Längsrichtung, um als Diagonalstreben beziehungsweise Schrägstreben zu wirken.Specifically, it can be provided that at least one of the at least one structural element is a rod and/or a profile element, in particular an extruded profile, and/or a shear plate and/or a shear panel and/or a grid element. With regard to the shape and form of the structural element, the present invention also offers a high degree of flexibility due to the integration of a prefabricated part, i.e. semi-finished product, into the base body in order to achieve the desired load paths within the Implement underbody cladding element. While rods and/or plates, which can also be understood as solid profiles, are easy to produce and have a high level of stability, hollow profiles, for example extruded profiles, can possibly bring about further advantages with reduced weight. Grid-like structural elements have the advantage of defining load paths in two mutually perpendicular directions, for example in a longitudinal direction and a transverse direction as structural directions. The use of individual rods or rod-like profile elements offers the advantage of varying the structural direction, for example along the transverse direction, for example to provide a rod centrally in the longitudinal direction, to which one or more rods or rod-like hollow profiles are connected laterally in oblique directions (diagonal directions) as structural directions, i.e with an angle against the longitudinal direction in order to act as diagonal struts or oblique struts.

Nachdem das erfindungsgemäße Unterbodenverkleidungselement die Gesamtsteifigkeit des Kraftfahrzeugs vorteilhaft verbessern soll, insbesondere im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs, kann das wenigstens eine Strukturelement durchaus einen größeren Anteil an dem Unterbodenverkleidungselement bilden. So kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Strukturelement mehr als 20 % des Gesamtgewichts und/oder Gesamtvolumens umfasst.Since the underbody cladding element according to the invention is intended to advantageously improve the overall rigidity of the motor vehicle, in particular during normal operation of the motor vehicle, the at least one structural element can certainly form a larger proportion of the underbody cladding element. It can thus be provided that the at least one structural element comprises more than 20% of the total weight and/or total volume.

Das Strukturelement ist in den Grundkörper integriert, mithin insbesondere zumindest oberseitig und unterseitig, insbesondere allseitig, von dem Grundkörper umgeben, insbesondere also auch von diesem gehalten. Dies ermöglicht erhöhte Stabilität, Robustheit und deutlich verbesserter Handhabbarkeit, insbesondere im Hinblick auf sich gegebenenfalls lösende Strukturelemente.The structural element is integrated into the base body, and is therefore surrounded by the base body at least on the top and bottom, in particular on all sides, and in particular is also held by it. This enables increased stability, robustness and significantly improved handling, especially with regard to structural elements that may come loose.

Zur konkreten Ausgestaltung des Grundkörpers existiert im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Mehrzahl an Möglichkeiten, wobei bevorzugt der Grundkörper eine Sandwichstruktur aufweisen kann, wobei das wenigstens eine Strukturelement zwischen zwei Außenlagen angeordnet, insbesondere zwischen diesen verpresst oder vergossen, ist.There are also a number of options for the specific design of the base body within the scope of the present invention, wherein the base body can preferably have a sandwich structure, with the at least one structural element being arranged between two outer layers, in particular pressed or cast between them.

Mit besonderem Vorteil kann dabei das wenigstens eine Basismaterial einen LWRT-Werkstoff umfassen. LWRT steht dabei für „Low Weight Reinforced Thermoplast“ und beschreibt Werkstoffe, die beispielsweise auf einem Vliesmaterial basieren können und durch eine Mischung aus Glasfasern und thermoplastischen Fasern, beispielsweise auch Polypropylen oder Polyester, gebildet sein können. Insbesondere bieten LWRT-Werkstoffe hohe Steifigkeit bei niedrigem Gewicht. LWRT-Werkstoffe können in mehreren Lagen vorgesehen werden, um die gewünschten Eigenschaften bereitzustellen, die sich auch auf akustische Dämpfungen beziehen können. Das bedeutet, unter Verwendung von LWRT-Werkstoffen kann auch ein akustisches Bedämpfen, insbesondere hin zum Innenraum des Kraftfahrzeugs, erreicht werden. LWRT-Werkstoffe weisen eine bestimmte Verarbeitungstemperatur auf, sodass es beispielsweise denkbar ist, dass Strukturelement zwischen jeweils wenigstens einer Lage des LWRT-Werkstoffs zu positionieren, den LWRT-Werkstoff auf die Verarbeitungstemperatur zu erwärmen und das Unterbodenverkleidungselement, konkret den Grundkörper, durch Pressen oder eine andere entsprechende Technik zu erhalten. Entsprechend kann bei anderen textilen Werkstoffen vorgegangen werden. Auch für andere textile Materialien, mit denen eine Sandwichbauweise realisiert werden kann, ist eine akustische Wirksamkeit, konkret eine geräuschdämpfende Wirkung, erreichbar. Textile Werkstoffe, insbesondere LWRT-Werkstoffe, stellen mithin Beispiele für geräuschdämpfende Basismaterialen dar. Dabei wird durch Verwendung des besonders bevorzugten LWRT-Werkstoffs eine besonders bevorzugte Ausgestaltung erreicht, denn die zusätzlichen Eigenschaften des geringen Gewichts und der hohen akustischen Wirksamkeit hinsichtlich der Geräuschdämpfung stellen zusätzliche, häufig gewünschte vorteilhafte Eigenschaften dar.With particular advantage, the at least one base material can comprise an LWRT material. LWRT stands for “Low Weight Reinforced Thermoplastic” and describes materials that can, for example, be based on a nonwoven material and can be formed by a mixture of glass fibers and thermoplastic fibers, for example polypropylene or polyester. In particular, LWRT materials offer high rigidity with low weight. LWRT materials can be provided in multiple layers to provide desired properties, which may also relate to acoustic attenuation. This means that using LWRT materials can also achieve acoustic damping, particularly towards the interior of the motor vehicle. LWRT materials have a specific processing temperature, so that it is conceivable, for example, to position the structural element between at least one layer of the LWRT material, to heat the LWRT material to the processing temperature and to press the underbody cladding element, specifically the base body, or a to obtain other appropriate technology. The same procedure can be applied to other textile materials. Acoustic effectiveness, specifically a noise-damping effect, can also be achieved for other textile materials with which a sandwich construction can be realized. Textile materials, in particular LWRT materials, therefore represent examples of noise-absorbing base materials. By using the particularly preferred LWRT material, a particularly preferred embodiment is achieved, because the additional properties of low weight and high acoustic effectiveness with regard to noise attenuation represent additional, often desired advantageous properties.

Insbesondere im Hochleistungsbereich kann es jedoch auch zweckmäßig sein, Faserverbundwerkstoffe zu verwenden, beispielsweise CFK-Lagenbauteile, die als Kern die lasttragenden Strukturelemente aufweisen. Dies ist insbesondere für die Anwendung im Rennsport oder bei Sportwagen besonders vorteilhaft. Zur Herstellung kann auch hier vorgesehen sein, das wenigstens eine Strukturelement zunächst zwischen jeweils wenigstens einer Lage eines entsprechenden Fasermaterials zu platzieren, wobei der Grundkörper durch Hinzufügen, beispielsweise vergießen, mit einem Matrixmaterial, insbesondere Harz, hergestellt werden kann.However, particularly in the high-performance sector, it can also be expedient to use fiber composite materials, for example CFRP layer components, which have the load-bearing structural elements as their core. This is particularly advantageous for use in racing or sports cars. For production, it can also be provided here that the at least one structural element is first placed between at least one layer of a corresponding fiber material, whereby the base body can be produced by adding, for example casting, with a matrix material, in particular resin.

In einer besonders einfach und kostengünstig realisierbaren Variante kann auch vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Basismaterial einen Kunststoff umfasst, mit dem das wenigstens eine Strukturelement umspritzt ist. Hierbei können grundsätzlich bekannte Kunststoffe eingesetzt werden.In a particularly simple and cost-effective variant, it can also be provided that the at least one base material comprises a plastic with which the at least one structural element is encapsulated. In principle, known plastics can be used here.

Neben dem Unterbodenverkleidungselement betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Kraftfahrzeugrohbau, umfassend eine Karosserie und wenigstens ein Unterbodenverkleidungselement der erfindungsgemäßen Art. Sämtliche Ausführungen bezüglich des Unterbodenverkleidungselements lassen sich analog auf den Kraftfahrzeugrohbau übertragen, mit welchem mithin ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.In addition to the underbody cladding element, the present invention also relates to a motor vehicle bodyshell, comprising a body and at least one underbody cladding element of the type according to the invention. All statements regarding the underbody cladding element can be applied analogously to the motor vehicle bodyshell carry, with which the advantages already mentioned can also be obtained.

In diesem Zusammenhang kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass das Unterbodenverkleidungselement über Befestigungsmittel an wenigstens einer Komponente der Karosserie und/oder einem Batterieträger, insbesondere einem Unterfahrschutz, für eine Hochspannungsbatterie des Kraftfahrzeugs und/oder wenigstens einem weiteren Unterbodenverkleidungselement befestigt ist, wobei die Befestigungsmittel unterbodenverkleidungselementseitig wenigstens teilweise an wenigstens einem des wenigstens einem Strukturelements befestigen. Im Fall eines hinteren Unterbodenverkleidungselements kann dieses bei einem Elektrokraftfahrzeug beispielsweise nach hinten an einen Batterieträger beziehungsweise einen Unterfahrschutz für eine Hochspannungsbatterie anschließen, der üblicherweise zentral in dem Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Das hintere Unterbodenverkleidungselement kann über die Befestigungsmittel dann beispielsweise an einem Fahrzeugrahmen und/oder Schwellern und/oder einer Reserveradmulde und/oder einem Staufach unter dem Ladeboden und/oder an einem Karosserie-Längsträger und/oder anderen Karosseriekomponenten befestigt sein; zusätzlich oder alternativ zu einer Befestigung an den Schwellern kann auch eine Befestigung an dem Batterieträger erfolgen, der bevorzugt als Unterfahrschutz der Hochspannungsbatterie einen Teil der Unterbodenverkleidung bildet, mithin auch als ein weiteres Unterbodenverkleidungselement verstanden werden kann. Der Batterieträger kann auch als Batterierahmen, insbesondere umfassend Quer- und/oder Längsträger, ausgebildet sein und/oder die Befestigung kann über eine Anbindekonsole erfolgen.In this context, it can be particularly advantageously provided that the underbody cladding element is fastened via fastening means to at least one component of the body and/or a battery carrier, in particular an underrun protection, for a high-voltage battery of the motor vehicle and/or at least one further underbody cladding element, the fastening means being on the underbody cladding element side at least partially attach to at least one of the at least one structural element. In the case of a rear underbody paneling element, in an electric motor vehicle this can, for example, be connected to the rear of a battery carrier or an underrun protection for a high-voltage battery, which is usually provided centrally in the motor vehicle. The rear underbody paneling element can then be attached via the fastening means, for example, to a vehicle frame and/or sills and/or a spare wheel well and/or a storage compartment under the loading floor and/or to a body side member and/or other body components; In addition or as an alternative to attachment to the sills, attachment to the battery carrier can also take place, which preferably forms part of the underbody paneling as underrun protection for the high-voltage battery, and can therefore also be understood as a further underbody paneling element. The battery carrier can also be designed as a battery frame, in particular comprising cross and/or longitudinal members, and/or the attachment can take place via a connecting console.

Im allgemeinen Fall erfolgt die Befestigung grundsätzlich unter insbesondere randseitiger Anbindung des wenigstens einen Strukturelements an den restlichen Rohbau, um die gewünschten vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich der Biege- und Torsionssteifigkeit des gesamten Kraftfahrzeugs herbeizuführen. Aufgrund der Versteifung mittels der integrierten, vorgefertigten Strukturelemente ist eine (zusätzliche) Befestigung in einem Mittenbereich nicht notwendig, auch nicht bezüglich Wasser- und/oder Schnee-/Eiseintrags.In the general case, the attachment is basically carried out with the at least one structural element being connected to the remaining bodyshell, in particular at the edge, in order to bring about the desired advantageous properties with regard to the bending and torsional rigidity of the entire motor vehicle. Due to the stiffening using the integrated, prefabricated structural elements, (additional) fastening in a central area is not necessary, not even with regard to water and/or snow/ice entry.

Dabei kann konkret vorgesehen sein, dass als Befestigungsmittel ein an der Komponente und/oder dem Batterieträger befestigter, durch eine Durchgangsöffnung des Unterbodenverkleidungselements durchragender Bolzen mit einer das Unterbodenverkleidungselement befestigenden Mutter und/oder ein separater Halter mit Verschraubung und/oder eine in oder an der Komponente und/oder dem Batterieträger befestigte Gewindeklammer und eine zugeordnete, das Unterbodenverkleidungselement befestigende Schraube vorgesehen sind. Besonders bevorzugt sind dabei Ausgestaltungen, in denen ein von der Karosseriekomponente und/oder dem Batterieträger abstehender Bolzen verwendet wird, der durch ein entsprechendes Durchgangsloch in dem Unterbodenverkleidungselement geführt werden kann, woraufhin dieses mittels einer Mutter einfach befestigt werden kann. In Ausführungsbeispielen ist es denkbar, dass der Bolzen direkt an der Komponente beziehungsweise dem Batterieträger ausgebildet ist. Möglich ist es jedoch auch, diesen daran zu befestigen. Der Bolzen weist ein geeignetes Gewinde für die Mutter auf. Insbesondere an Batterieträgern ist es auch möglich, eine Gewindeklammer daran zu befestigen und das Unterbodenverkleidungselement, insbesondere durch eine entsprechende Durchgangsöffnung, mittels einer Schraube zu befestigen. Weniger bevorzugt ist ein Halter als zusätzliches Element, der entsprechend an die Komponente beziehungsweise den Batterieträger sowie das Unterbodenverkleidungselement angeschraubt werden kann.It can specifically be provided that the fastening means is a bolt fastened to the component and/or the battery carrier and protruding through a through opening in the underbody cladding element with a nut fastening the underbody cladding element and/or a separate holder with a screw connection and/or one in or on the component and/or a threaded clamp attached to the battery carrier and an associated screw fastening the underbody paneling element are provided. Particularly preferred are embodiments in which a bolt protruding from the body component and/or the battery carrier is used, which can be guided through a corresponding through hole in the underbody paneling element, whereupon this can be easily fastened using a nut. In exemplary embodiments, it is conceivable that the bolt is formed directly on the component or the battery carrier. However, it is also possible to attach it to it. The bolt has a suitable thread for the nut. In particular on battery carriers, it is also possible to attach a threaded clamp to it and to attach the underbody cladding element, in particular through a corresponding through opening, by means of a screw. Less preferred is a holder as an additional element, which can be screwed onto the component or the battery carrier and the underbody paneling element.

Der Kraftfahrzeugrohbau kann dabei insbesondere für ein Elektrokraftfahrzeug (BEV) vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei dem Kraftfahrzeug, für das der Kraftfahrzeugrohbau vorgesehen ist, um ein Cabrio und/oder ein Kraftfahrzeug mit einem langen Radstand und/oder ein Kraftfahrzeug mit einem besonders langem Heck handeln.The vehicle bodyshell can be intended in particular for an electric vehicle (BEV). Additionally or alternatively, the motor vehicle for which the motor vehicle shell is intended may be a convertible and/or a motor vehicle with a long wheelbase and/or a motor vehicle with a particularly long rear.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Unterbodenverkleidungselements, insbesondere eines hinteren Unterbodenverkleidungselements, für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, wobei das Unterbodenverkleidungselement einen aus wenigstens einem Basismaterial ausgebildeten, zumindest im Wesentlichen plattenartigen Grundkörper umfasst. Das Verfahren weist erfindungsgemäß folgende Schritte auf:

  • - Bereitstellen wenigstens eines vorgefertigten, aus duktilem und versteifenden Verstärkungsmaterial bestehenden Strukturelements,
  • - Herstellung des Grundkörpers unter Integration des Strukturelements derart, dass das Strukturelement den Grundkörper in zumindest einer Strukturrichtung zumindest im Wesentlichen vollständig durchläuft, wobei das lasttragende Strukturelement zumindest zwischen randseitigen Anbindepunkten in der Strukturrichtung lastführend wirkt und Lastpfade definiert sowie insgesamt duktil ist und als Dämpfungselement zur Schwingungsreduktion wirkt.
Finally, the invention also relates to a method for producing an underbody cladding element, in particular a rear underbody cladding element, for a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, wherein the underbody cladding element comprises an at least essentially plate-like base body formed from at least one base material. According to the invention, the method has the following steps:
  • - Providing at least one prefabricated structural element consisting of ductile and stiffening reinforcing material,
  • - Production of the base body with integration of the structural element in such a way that the structural element at least essentially completely passes through the base body in at least one structural direction, wherein the load-bearing structural element acts as a load-carrying force in the structural direction at least between edge-side connection points and defines load paths and is ductile overall and as a damping element for vibration reduction works.

Auch für das Verfahren gilt, dass sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidungselements sowie auch des Kraftfahrzeugrohbaus entsprechend fortgelten, sodass hier ebenso die entsprechenden Vorteile erhalten werden können. Insbesondere kann also das Verstärkungsmaterial ein Metall oder eine Metalllegierung sein.It also applies to the method that all statements regarding the underbody cladding element according to the invention as well as the Motor vehicle shell construction continues to apply accordingly, so that the corresponding advantages can also be obtained here. In particular, the reinforcing material can be a metal or a metal alloy.

Entsprechend der bereits angesprochenen Varianten (textiler Werkstoff, Faserverbundwerkstoff beziehungsweise Kunststoff) kann die Herstellung des Grundkörpers auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So kann in einer ersten Variante vorgesehen sein, dass bei der Verwendung eines textilen Werkstoffs und/oder eines LWRT-Werkstoffs als Basismaterial das Strukturelement zwischen jeweils einer Lage des textilen Werkstoffs und/oder LWRT-Werkstoffs platziert wird und der Grundkörper durch Verpressen hergestellt wird. Bei Verwendung eines Faserverbundwerkstoffs als Basismaterial kann vorgesehen sein, dass das Strukturelement zwischen jeweils wenigstens einer Lage eines Fasermaterials platziert wird, woraufhin der Grundkörper durch Vergießen mit Harz hergestellt wird. In der dritten Variante kann schließlich vorgesehen sein, dass bei Verwendung eines Kunststoffs als Basismaterial das Strukturelement zur Herstellung des Grundkörpers mit dem Kunststoff umspritzt wird.According to the variants already mentioned (textile material, fiber composite material or plastic), the base body can be produced in different ways. In a first variant, it can be provided that when using a textile material and/or an LWRT material as the base material, the structural element is placed between each layer of the textile material and/or LWRT material and the base body is produced by pressing. When using a fiber composite material as the base material, it can be provided that the structural element is placed between at least one layer of a fiber material, whereupon the base body is produced by casting with resin. In the third variant, it can finally be provided that when using a plastic as the base material, the structural element is encapsulated with the plastic to produce the base body.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrohbaus,
  • 2 eine Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines hinteren Unterbodenverkleidungselements,
  • 3 eine Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines hinteren Unterbodenverkleidungselements,
  • 4 eine Aufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines hinteren Unterbodenverkleidungselements,
  • 5 eine Aufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel eines hinteren Unterbodenverkleidungselements,
  • 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Unterbodenverkleidungselements in einer ersten Ausführungsform,
  • 7 eine schematische Querschnittsansicht eines Unterbodenverkleidungselements in einer zweiten Ausführungsform,
  • 8 eine erste mögliche Ausgestaltung eines Befestigungsmittels, und
  • 9 eine zweite mögliche Ausgestaltung eines Befestigungsmittels.
Further advantages and details of the present invention emerge from the exemplary embodiments described below and from the drawings. Show:
  • 1 a schematic sketch of a motor vehicle bodyshell according to the invention,
  • 2 a top view of a first exemplary embodiment of a rear underbody paneling element,
  • 3 a top view of a second embodiment of a rear underbody paneling element,
  • 4 a top view of a third embodiment of a rear underbody paneling element,
  • 5 a top view of a fourth embodiment of a rear underbody paneling element,
  • 6 a schematic cross-sectional view of an underbody cladding element in a first embodiment,
  • 7 a schematic cross-sectional view of an underbody cladding element in a second embodiment,
  • 8th a first possible design of a fastener, and
  • 9 a second possible embodiment of a fastener.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Querschnitts eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrohbaus für ein Kraftfahrzeug, hier ein Elektrokraftfahrzeug (BEV). Der Kraftfahrzeugrohbau 1 umfasst zunächst eine Karosserie 2, die verschiedene Karosseriekomponenten umfassen kann. Zur Realisierung einer Unterbodenverkleidung 3 umfasst der Rohbau 1 ein vorderes Unterbodenverkleidungselement 4 und ein hinteres Unterbodenverkleidungselement 5, welche gemeinsam mit einem Unterfahrschutz 6 als Batterieträger einer Hochspannungsbatterie, von der in 1 nur das Batteriegehäuse 7 gezeigt ist, die vollständig geschlossene Unterbodenverkleidung 3 bilden. Seitlich des Unterfahrschutzes 6 können an den Schwellern ergänzend auch Schwellerverkleidungselemente vorgesehen werden (nicht gezeigt). Wenigstens das hintere Unterbodenverkleidungselement 5 weist dabei einen Grundkörper 8 auf, in dem, der Übersichtlichkeit halber nur an einer Stelle schematisch angedeutet, wenigstens ein Strukturelement 9 integriert ist, welches aus Metall beziehungsweise einer Metalllegierung besteht, mithin aus einem duktilen und versteifenden Verstärkungsmaterial. Zumindest in einer Strukturrichtung erstreckt sich das Strukturelement 9 über die gesamte Länge beziehungsweise Ausdehnung des Grundkörpers 8 und somit des Unterbodenverkleidungselements 5. Das Unterbodenverkleidungselement 5 ist über hier nicht näher gezeigte Befestigungsmittel mit weiteren Komponenten des Rohbaus 1 verbunden, wobei die Befestigungsmittel grundsätzlich an dem wenigstens einen Strukturelement 9 angreifen, mithin ein feste Verbindung zwischen diesem und der anderen Komponente des Rohbaus 1 herstellen. 1 shows a schematic sketch of a cross section of a motor vehicle bodyshell according to the invention for a motor vehicle, here an electric motor vehicle (BEV). The motor vehicle bodyshell 1 initially comprises a body 2, which can include various body components. To realize an underbody cladding 3, the bodyshell 1 comprises a front underbody cladding element 4 and a rear underbody cladding element 5, which together with an underbody protection 6 act as a battery carrier of a high-voltage battery, of which in 1 Only the battery housing 7 is shown, forming the completely closed underbody panel 3. On the side of the underrun protection 6, sill trim elements can also be provided on the sills (not shown). At least the rear underbody cladding element 5 has a base body 8, in which, for the sake of clarity, only one structural element 9 is indicated schematically at one point, which is made of metal or a metal alloy, i.e. a ductile and stiffening reinforcing material. At least in one structural direction, the structural element 9 extends over the entire length or extent of the base body 8 and thus of the underbody cladding element 5. The underbody cladding element 5 is connected to further components of the shell 1 via fastening means not shown here, the fastening means basically being on the at least one Attack structural element 9, thus establishing a firm connection between this and the other component of the shell 1.

Dabei kann das hintere Unterbodenverkleidungselement 5 beispielsweise mit einem Fahrzeugrahmen, dem Unterfahrschutz 6, den Schwellern und/oder anderen Komponenten des Rohbaus 1 über die Befestigungsmittel verbunden sein.The rear underbody cladding element 5 can be connected, for example, to a vehicle frame, the underrun protection 6, the sills and/or other components of the bodyshell 1 via the fastening means.

2 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines hinteren Unterbodenverkleidungselements 5. In den Grundkörper 8 sind hier, gestrichelt gekennzeichnet, zwei Strukturelemente 9 integriert, die als Diagonalstreben wirken. Diese decken vorliegend mithin zwei Strukturrichtungen 10 ab, definieren mithin Lastpfade in den entsprechenden Strukturrichtungen 10. Dabei kann in Anwendungsfällen der gegenüber der Längsachse 11 des Kraftfahrzeugs schräge beziehungsweise gewinkelte Verlauf einer Hauptlastrichtung entsprechen. 2 shows a schematic top view of a first exemplary embodiment of a rear underbody cladding element 5. Two structural elements 9, which act as diagonal struts, are integrated into the base body 8, marked with dashed lines. In the present case, these cover two structural directions 10 and therefore define load paths in the corresponding structural directions 10. In applications, the oblique or angled course relative to the longitudinal axis 11 of the motor vehicle can correspond to a main load direction.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hinteren Unterbodenverkleidungselements 5, bei dem wiederum mehrere, in diesem Fall in Längsrichtung als Strukturrichtung 10 verlaufende Strukturelemente 9 gezeigt sind. Dabei sind die beiden obersten und die beiden untersten Strukturelemente 9 aufgrund der Aussparungen 12 für die Hinterräder und Achskomponenten ersichtlich nicht durchgängig gestaltet. 3 shows a second exemplary embodiment of a rear underbody cladding element 5 according to the invention, in which several structural elements 9 are shown, in this case running in the longitudinal direction as structural direction 10. These are the top two and the two The lowest structural elements 9 are obviously not designed consistently due to the recesses 12 for the rear wheels and axle components.

Es sei angemerkt, dass auch allgemein der Grundkörper 8 plattenartig ausgebildet sein und/oder eine rechteckige Bounding-Box aufweisen kann, jedoch seitliche Aussparungen für die Hinterräder und Achskomponenten aufweisen kann.It should be noted that in general the base body 8 can also be designed like a plate and/or have a rectangular bounding box, but can have side recesses for the rear wheels and axle components.

4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines hinteren Unterbodenverkleidungselements 5, bei dem das dort einzige Strukturelement 9 als ein Gitterelement ausgebildet ist, welches Lastpfade in zwei zueinander senkrechten Strukturrichtungen 10 ausbildet, nämlich der Längsrichtung und der Querrichtung. 4 shows a third exemplary embodiment of a rear underbody cladding element 5, in which the only structural element 9 there is designed as a grid element, which forms load paths in two mutually perpendicular structural directions 10, namely the longitudinal direction and the transverse direction.

5 zeigt schließlich ein viertes Ausführungsbeispiel, in dem das einzige Strukturelement 9 als eine Schubplatte ausgebildet ist. 5 finally shows a fourth exemplary embodiment in which the only structural element 9 is designed as a push plate.

Grundsätzlich können die Strukturelemente 9 in all diesen und weiteren denkbaren Ausführungsbeispielen als Vollprofile, insbesondere stab- oder plattenartig oder auch als Hohlprofile ausgebildet sein. Sie können, um eine gewünschte, signifikante Verbesserung der Biege- und Torsionssteifigkeit des gesamten Kraftfahrzeugs beziehungsweise gesamten Rohbaus bereitstellen zu können auch mehr als 20 % des Gesamtvolumens und/oder Gesamtgewichts des Unterbodenverkleidungselements 5 ausmachen.In principle, the structural elements 9 in all of these and other conceivable exemplary embodiments can be designed as solid profiles, in particular rod- or plate-like, or also as hollow profiles. In order to provide a desired, significant improvement in the bending and torsional rigidity of the entire motor vehicle or entire bodyshell, they can also make up more than 20% of the total volume and/or total weight of the underbody cladding element 5.

Die Strukturelemente 9 sind in den Grundkörper 8 integriert, der aus wenigstens einem Basismaterial, beispielsweise einem textilen Werkstoff, einem Faserverbundwerkstoff und/oder einem Kunststoff bestehen kann. Bevorzugt sind dabei, wenn auch hier eine Geräuschdämpfung, mithin akustische Wirkung, des Unterbodenverkleidungselements 5 gewünscht ist, textile Werkstoffe, insbesondere LWRT-Werkstoffe, welche besonders leicht sind. Bei Hochleistungsanwendungen bieten sich Faserverbundwerkstoffe wie CFK an, für kostengünstigere Anwendungen Kunststoffe. Je nach dem wenigstens einen verwendeten Basismaterial ergeben sich unterschiedliche Bauweisen und konkrete Herstellungsverfahren, nachdem beispielsweise bei textilen Werkstoffen, insbesondere LWRT-Werkstoffen und Faserverbundwerkstoffen eine sandwichartige Struktur genutzt wird, bei der wenigstens eine Lage oberhalb und wenigstens eine Lage unterhalb des wenigstens einen Strukturelements 9 vorgesehen ist. Bei Kunststoffen ist das Strukturelement 9 umspritzt.The structural elements 9 are integrated into the base body 8, which can consist of at least one base material, for example a textile material, a fiber composite material and/or a plastic. Preference is given to textile materials, in particular LWRT materials, which are particularly light, even if noise dampening, i.e. acoustic effect, of the underbody cladding element 5 is desired here. Fiber composite materials such as CFRP are suitable for high-performance applications, and plastics for more cost-effective applications. Depending on the at least one base material used, different construction methods and specific manufacturing processes result, for example in the case of textile materials, in particular LWRT materials and fiber composite materials, a sandwich-like structure is used, in which at least one layer is provided above and at least one layer below the at least one structural element 9 is. In the case of plastics, the structural element 9 is encapsulated.

6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform, in der die vorliegend als metallische Hohlprofile ausgebildeten Strukturelemente 9 oberseitig und unterseitig in einer Sandwichstruktur von einem textilen Werkstoff 13, beispielsweise LWRT-Werkstoff 13, überdeckt sind. Die Herstellung des Grundkörpers 8 kann dann durch Verpressen erfolgen. 6 shows a schematic cross section through an embodiment in which the structural elements 9, which are designed here as metallic hollow profiles, are covered on the top and bottom in a sandwich structure by a textile material 13, for example LWRT material 13. The base body 8 can then be produced by pressing.

7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform, in der ein Kunststoff 14 verwendet wurde, um die Strukturelemente 9 zu umspritzen, wobei hier beispielhaft (von links nach rechts) ein Hohlprofil, ein Vollprofil (Stab) und ein Schubfeld beziehungsweise eine Schubplatte gezeigt sind. 7 shows a schematic cross section through a further embodiment in which a plastic 14 was used to encapsulate the structural elements 9, with a hollow profile, a solid profile (rod) and a shear field or a shear plate being shown here as an example (from left to right).

8 zeigt als beispielhafte Realisierung der Befestigungsmittel 15 eine Anbindung des hinteren Unterbodenverkleidungselements 5 an den Unterfahrschutz 6 der Hochspannungsbatterie. An dem Unterfahrschutz 6 ist eine Gewindeklammer 16 befestigt, in die eine Schraube 17 eingeführt ist, die sich durch eine Durchgangsöffnung erstreckt, welche auch in wenigstens einem des wenigstens einen Strukturelements 9 vorgesehen ist. 8th shows, as an exemplary implementation of the fastening means 15, a connection of the rear underbody paneling element 5 to the underrun protection 6 of the high-voltage battery. A threaded clamp 16 is attached to the underrun protection 6, into which a screw 17 is inserted, which extends through a through opening, which is also provided in at least one of the at least one structural element 9.

Eine zweite mögliche Ausführungsform der Befestigungsmittel 15 ist in 9 für die Anbindung des hinteren Unterbodenverkleidungselements 5 an einem Lastaufnahmepunkt bzw. Anbindepunkt der Karosserie 2 mit ausreichend Anbindesteifigkeit, hier einer beispielhaft gezeigten Karosseriekomponente 18 der Karosserie 2, gezeigt. An der Karosseriekomponente 18 ist ein Bolzen 19 befestigt, der sich wiederum durch eine Durchgangsöffnung erstreckt, die auch in wenigstens einem des wenigstens einen Strukturelements 9 vorgesehen ist. Auf den Bolzen 19 ist eine Mutter 20 mittels eines entsprechenden Gewindes aufgeschraubt.A second possible embodiment of the fastening means 15 is shown in 9 for the connection of the rear underbody paneling element 5 to a load-bearing point or connection point of the body 2 with sufficient connection rigidity, here a body component 18 of the body 2 shown as an example. A bolt 19 is attached to the body component 18, which in turn extends through a through opening which is also provided in at least one of the at least one structural element 9. A nut 20 is screwed onto the bolt 19 using a corresponding thread.

Auch andere Ausgestaltungen der Befestigungsmittel 15 sind grundsätzlich denkbar, beispielsweise die Verwendung eines separaten Halters, aber weniger bevorzugt.Other configurations of the fastening means 15 are also fundamentally conceivable, for example the use of a separate holder, but are less preferred.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
KraftfahrzeugrohbauMotor vehicle shell construction
22
Karosseriebody
33
UnterbodenverkleidungUnderbody paneling
44
UnterbodenverkleidungselementUnderbody cladding element
55
UnterbodenverkleidungselementUnderbody cladding element
66
UnterfahrschutzUnderrun protection
77
BatteriegehäuseBattery case
88th
GrundkörperBasic body
99
StrukturelementStructural element
1010
StrukturrichtungStructural direction
1111
LängsachseLongitudinal axis
1212
Aussparungrecess
1313
Werkstoffmaterial
1414
Kunststoffplastic
1515
BefestigungsmittelFasteners
1616
GewindeklammerThreaded clamp
1717
Schraubescrew
1818
KarosseriekomponenteBody component
1919
Bolzenbolt
2020
MutterMother

Claims (15)

Unterbodenverkleidungselement (5) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, wobei das Unterbodenverkleidungselement (5) einen aus wenigstens einem Basismaterial ausgebildeten, zumindest im Wesentlichen plattenartigen Grundkörper (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterbodenverkleidungselement (5) in den Grundkörper (8) integriert wenigstens ein vorgefertigtes, aus einem duktilen und versteifenden Verstärkungsmaterial bestehendes, den Grundkörper (8) in zumindest einer Strukturrichtung (10) zumindest im Wesentlichen vollständig durchlaufendes Strukturelement (9) umfasst, wobei das lasttragende Strukturelement (9) zumindest zwischen randseitigen Anbindepunkten in der Strukturrichtung lastführend wirkt und Lastpfade definiert sowie insgesamt duktil ist und als Dämpfungselement zur Schwingungsreduktion wirkt.Underbody cladding element (5) for a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, wherein the underbody cladding element (5) comprises an at least essentially plate-like base body (8) formed from at least one base material, characterized in that the underbody cladding element (5) is inserted into the base body (8) integrates at least one prefabricated structural element (9), consisting of a ductile and stiffening reinforcing material, which at least essentially completely runs through the base body (8) in at least one structural direction (10), the load-bearing structural element (9) at least between edge-side connection points in the structural direction acts as a load-carrying element and defines load paths and is overall ductile and acts as a damping element to reduce vibrations. Unterbodenverkleidungselement (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmaterial ein Metall oder eine Metalllegierung ist, insbesondere Stahl, Aluminium oder Titan, und/oder eine Bruchdehnung von mehr als 8 % aufweist und/oder dass das wenigstens eine Basismaterial ein geräuschdämmendes Material umfasst.Underbody paneling element (5). Claim 1 , characterized in that the reinforcing material is a metal or a metal alloy, in particular steel, aluminum or titanium, and / or has an elongation at break of more than 8% and / or that the at least one base material comprises a noise-insulating material. Unterbodenverkleidungselement (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strukturrichtung (10) eine Diagonalrichtung und/oder eine Längsrichtung und/oder eine Querrichtung bezüglich der Längsachse (11) des Kraftfahrzeugs im Verbauzustand umfasst und/oder wenigstens zwei jeweils durch wenigstens eines des wenigstens einen Strukturelements (9) abgedeckte Strukturrichtungen (10) vorgesehen sind.Underbody paneling element (5). Claim 1 or 2 , characterized in that at least one structural direction (10) comprises a diagonal direction and / or a longitudinal direction and / or a transverse direction with respect to the longitudinal axis (11) of the motor vehicle in the installed state and / or at least two each through at least one of the at least one structural element (9) covered structural directions (10) are provided. Unterbodenverkleidungselement (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, wenigstens eines des wenigstens einen Strukturelements (9) ein Stab und/oder ein Profilelement, insbesondere ein Strangpressprofil, und/oder eine Schubplatte und/oder ein Schubfeld und/oder ein Gitterelement ist und/oder das wenigstens eine Strukturelement (9) mehr als 20 % des Gesamtgewichts und/oder Gesamtvolumens umfasst.Underbody cladding element (5) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the at least one structural element (9) is a rod and/or a profile element, in particular an extruded profile, and/or a shear plate and/or a shear field and/or a grid element and/or the at least one structural element (9) comprises more than 20% of the total weight and/or total volume. Unterbodenverkleidungselement (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturelement (9) zumindest oberseitig und unterseitig, insbesondere allseitig, von dem Grundkörper (8) umgeben ist.Underbody cladding element (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the structural element (9) is surrounded by the base body (8) at least on the top and bottom, in particular on all sides. Unterbodenverkleidungselement (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (8) eine Sandwichstruktur aufweist, wobei das wenigstens eine Strukturelement (9) zwischen zwei Außenlagen angeordnet, insbesondere zwischen diesen verpresst oder vergossen, ist.Underbody cladding element (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (8) has a sandwich structure, the at least one structural element (9) being arranged between two outer layers, in particular pressed or cast between them. Unterbodenverkleidungselement (5) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Basismaterial einen LWRT-Werkstoff (13) und/oder einen textilen Werkstoff (12) und/oder einen Faserverbundwerkstoff umfasst.Underbody paneling element (5). Claim 6 , characterized in that the at least one base material comprises an LWRT material (13) and/or a textile material (12) and/or a fiber composite material. Unterbodenverkleidungselement (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Basismaterial einen Kunststoff (14) umfasst, mit dem das wenigstens eine Strukturelement (9) umspritzt ist.Underbody cladding element (5) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one base material comprises a plastic (14) with which the at least one structural element (9) is encapsulated. Kraftfahrzeugrohbau (1), umfassend eine Karosserie (2) und wenigstens ein Unterbodenverkleidungselement (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Motor vehicle bodyshell (1), comprising a body (2) and at least one underbody cladding element (5) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeugrohbau (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterbodenverkleidungselement (5) über Befestigungsmittel (15) an wenigstens einer Komponente des Kraftfahrzeugrohbaus (1), insbesondere einer Karosseriekomponente und/oder einem Batterieträger (6) für eine Hochspannungsbatterie des Kraftfahrzeugs und/oder einem weiteren Unterbodenverkleidungselement (4), befestigt ist, wobei die Befestigungsmittel (15) unterbodenverkleidungselementseitig wenigstens teilweise an wenigstens einem des wenigstens einen Strukturelements (9) befestigen.Motor vehicle bodyshell (1). Claim 9 , characterized in that the underbody cladding element (5) is attached via fastening means (15) to at least one component of the motor vehicle bodyshell (1), in particular a body component and/or a battery carrier (6) for a high-voltage battery of the motor vehicle and/or a further underbody cladding element (4). , is fastened, wherein the fastening means (15) attach the underbody cladding element side at least partially to at least one of the at least one structural element (9). Kraftfahrzeugrohbau (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (15) ein an der Komponente befestigter, durch eine Durchgangsöffnung des Unterbodenverkleidungselements (5) durchragender Bolzen (19) mit einer das Unterbodenverkleidungselement (5) befestigenden Mutter (20) und/oder ein separater Halter mit Verschraubung und/oder eine in oder an der Komponente befestigte Gewindeklammer (16) und eine zugeordnete, das Unterbodenverkleidungselement (5) befestigende Schraube (17) vorgesehen sind.Motor vehicle bodyshell (1). Claim 10 , characterized in that the fastening means (15) is a bolt (19) fastened to the component and protruding through a through opening in the underbody cladding element (5) with a nut (20) fastening the underbody cladding element (5) and/or a separate holder with screw connection and /or one in or on Threaded clamp (16) attached to the component and an associated screw (17) fastening the underbody paneling element (5) are provided. Verfahren zur Herstellung eines Unterbodenverkleidungselements (5) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, wobei das Unterbodenverkleidungselement (5) einen aus wenigstens einem Basismaterial ausgebildeten, zumindest im Wesentlichen plattenartigen Grundkörper (8) umfasst, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Bereitstellen wenigstens eines vorgefertigten, aus duktilem und versteifendem Verstärkungsmaterial bestehenden Strukturelements (9), - Herstellung des Grundkörpers (8) unter Integration des Strukturelements (9) derart, dass das Strukturelement (9) den Grundkörper (8) in zumindest einer Strukturrichtung (10) zumindest im Wesentlichen vollständig durchläuft, wobei das lasttragende Strukturelement (9) zumindest zwischen randseitigen Anbindepunkten in der Strukturrichtung lastführend wirkt und Lastpfade definiert sowie insgesamt duktil ist und als Dämpfungselement zur Schwingungsreduktion wirkt.Method for producing an underbody cladding element (5) for a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, wherein the underbody cladding element (5) comprises an at least essentially plate-like base body (8) formed from at least one base material, characterized by the following steps: - providing at least one prefabricated, structural element (9) consisting of ductile and stiffening reinforcing material, - production of the base body (8) with integration of the structural element (9) in such a way that the structural element (9) at least essentially completely passes through the base body (8) in at least one structural direction (10). , wherein the load-bearing structural element (9) acts as a load-carrying force in the structural direction at least between edge-side connection points and defines load paths and is overall ductile and acts as a damping element to reduce vibration. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines textilen Werkstoffs (13) und/oder eines LWRT-Werkstoffs (13) als Basismaterial das Strukturelement (9) zwischen jeweils wenigstens einer Lage des textilen Werkstoffs und/oder LWRT-Werkstoffs (13) platziert wird und der Grundkörper (8) durch Verpressen hergestellt wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that when using a textile material (13) and / or an LWRT material (13) as the base material, the structural element (9) is placed between at least one layer of the textile material and / or LWRT material (13) and the base body (8) is produced by pressing. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Faserverbundwerkstoffs als Basismaterial das Strukturelement (9) zwischen jeweils wenigstens einer Lage eines Fasermaterials platziert wird, woraufhin der Grundkörper (8) durch Vergießen mit Harz hergestellt wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that when using a fiber composite material as the base material, the structural element (9) is placed between at least one layer of a fiber material, whereupon the base body (8) is produced by casting with resin. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Kunststoffs (14) als Basismaterial das Strukturelement (9) zur Herstellung des Grundkörpers (8) mit dem Kunststoff (14) umspritzt wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that when using a plastic (14) as the base material, the structural element (9) is overmolded with the plastic (14) to produce the base body (8).
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