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Die
Erfindung betrifft eine Querbrücke
für den
Tunnelbereich der Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit
Befestigungselementen für
die lösbare
Befestigung der Querbrücke
an gegenüberliegenden
Seitenwänden
des Tunnelbereichs und einem sich zwischen den Befestigungselementen
erstreckenden Brückenelement.
Die Erfindung betrifft auch einen Tunnelbereich einer Bodenstruktur
einer Kraftfahrzeugkarosserie mit wenigstens einer, den Tunnelbereich
in Fahrzeugquerrichtung überbrückenden
Querbrücke.
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Aus
der deutschen Patentschrift
DE
42 33 832 C2 ist eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodentunnel
bekannt, der durch in Kraftfahrzeuglängsrichtung durchgehende obere
und untere Versteifungen in einen oberen und einen unteren geschlossenen
Zwischenraum aufgeteilt ist. Im oberen Zwischenraum kann eine Antriebswelle
und im unteren Zwischenraum ein Abgasrohr verlaufen.
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Aus
der deutschen Patentschrift
DE
41 39 331 C2 ist eine Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs mit
einem Bodentunnel bekannt, bei der Sitzquerträger der Bodenstruktur mit einem
als Leichtmetallgussteil ausgebildeten Tunneljoch verbunden sind, das
die Sitzquerträger
bogenförmig über den
Bodentunnel fortsetzt. Bodenbleche links und rechts des Bodentunnels überlappen
das Tunneljoch teilweise und sind so mit diesem verbunden, dass
zwischen Bodenblechen und Tunneljoch eine Hohlprofilstruktur gebildet
ist. Darüber
hinaus ist auf das Tunneljoch ein halbschalenförmiger Getriebetunnel als Blechteil
aufgesetzt und mit dem Tunneljoch verbunden, so dass zwischen dem
Tunneljoch und dem Getriebetunnel ebenfalls eine Hohlprofilstruktur
gebildet ist. Das Tunneljoch bildet einen unlösbaren Bestandteil der Bodenstruktur.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 05 245 A1 ist eine Bodenstruktur eines
Kraftfahrzeugs mit einem Bodentunnel bekannt, der mittels Querbrücken versteift
ist. Die Querbrücken
werden an jeder Seitenwand des Tunnelbereichs mittels jeweils einer
Konsole befestigt, wobei die Konsolen ihrerseits. an den Seitenwänden gehalten
sind. Die Querbrücken
sind auf jeder Seite mit jeweils einer Schraube lösbar mit
den Konsolen verbunden. An ihrer dem Tunnelgrund zugewandten Seite
können
die Querbrücken
mit Befestigungen für
eine Getriebeschaltung versehen sein und im Zwischenraum zwischen
der dem Tunnelgrund zugewandten Seite der Querbrücken und dem Tunnelgrund kann
eine Antriebswelle verlaufen.
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Mit
der Erfindung soll eine lösbare
Querbrücke
mit guter Versteifungswirkung für
den Bodentunnel einer Kraftfahrzeugkarosseriestruktur sowie ein montagefreundlicher
und steifer Tunnelbereich einer Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie
geschaffen werden.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
eine Querbrücke für den Tunnelbereich
der Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit Befestigungselementen
für die
lösbare
Befestigung der Querbrücke
an gegenüberliegenden
Seitenwänden
des Tunnelbereichs und einem sich zwischen den Befestigungselementen
erstreckenden Brückenelement
vorgesehen, bei dem an jedem zur lösbaren Befestigung an jeweils
einer Seitenwand des Tunnelbereichs vorgesehenen Ende der Querbrücke wenigstens
zwei in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandete Befestigungselemente
vorgesehen sind.
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Aufgrund
von zwei in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandeten Befestigungselementen ist
eine stabile Anbindung der Querbrücke an den Tunnelbereich möglich, die
eine gute Kraft- und
Momentübertragung
vom Tunnelbereich auf die Querbrücke
und umgekehrt erlaubt. Dadurch kann die Querbrücke zur Steifigkeit der Bodenstruktur
beitragen und bei einem Seitenaufprall Kräfte über den Tunnelbereich hinweg
in die der Aufprallseite gegenüberliegende
Seite der Bodenstruktur einleiten. Als Befestigungselemente können beispielsweise Schraubbolzen,
gegebenenfalls in Verbindung mit formschlüssig eingreifenden Rastverbindungen
vorgesehen sein. Entscheidend ist, dass die Befestigungselemente
eine Kraft- und Momentübertragung über die
Querbrücke
ermöglichen.
Gegebenenfalls können
auf jeder Seite der Querbrücke
drei Schraubbolzen zur Verbindung der Querbrücke mit der Karosserie vorgesehen
sein.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens das Brückenelement
als verripptes Gussteil ausgebildet.
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Eine
solche Ausbildung erlaubt einerseits eine hohe Festigkeit des Brückenelements
und andererseits ein schwingungstechnisch günstiges Materialverhalten desselben.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind die Befestigungselemente als zueinander
im wesentlichen parallele Durchgangsbohrungen ausgebildet, die im montierten
Zustand im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen.
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Eine
solche Ausbildung ermöglicht
eine leichte Montage der Querbrücke,
da Befestigungsbolzen durch die Durchgangsbohrungen in Längsrichtung
des Bodentunnels eingeschoben werden können. Eine Demontage der Querbrücken ist
beispielsweise dann erforderlich, wenn eine oberhalb der Querbrücken verlaufende
Antriebswelle ausgetauscht werden soll.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind an der Querbrücke Befestigungsvorrichtungen
für Aggregate,
insbesondere eine Abgasanlage, vorgesehen.
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Durch
die Querbrücken
steht eine steife Anbindung für
Aggregate zur Verfügung.
Speziell Abgasanlagen sollten aufgrund ihres Schwingverhaltens an
bestimmten Stellen aufgehängt
werden. An den Stellen, an denen eine Aufhängung der Abgasanlage günstig wäre, ist
oftmals kein steifer Träger der
Karosserie vorhanden. Durch Vorsehen von Befestigungsvorrichtungen
an den Querbrücken,
die bezüglich
ihrer Platzierung im Bodentunnel wesentlich variabler sind als Karosserieträger, kann
eine Abgasanlage an schwingungstechnisch optimalen Stellen aufgehängt werden.
Generell ist die Aufhängung einer
Abgasanlage an einer steifen Querbrücke bezüglich einer möglichst
minimierten Schwingungsübertragung
auf die Kraftfahrzeugkarosserie günstig.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist an der Querbrücke wenigstens ein einstückig mit
dem Brückenteil
ausgebildeter Befestigungshaken vorgesehen. Ein solcher einstückig ausgebildeter
Befestigungshaken verursacht insbesondere bei der Herstellung der
Querbrücke
als Gussteil nur wenig Mehraufwand und stellt eine stabile Befestigung,
beispielsweise für
eine Abgasanlage zur Verfügung. Beispielsweise
kann ein Gummiring in den Befestigungshaken und in einen entsprechenden
Haken der Abgasanlage eingehängt
werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist die Querbrücke in Fahrzeuglängsrichtung
gesehen einen Querschnitt auf, der an seiner, einem Grund des Tunnelbereichs
zugewandten Oberseite, sowie an seiner, einer Fahrbahnoberfläche zugewandten
Unterseite mit jeweils einer allgemein U-förmigen Ausnehmung versehen
ist.
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Ein
solcher Querschnitt der Querbrücke schafft
Platz für
die Unterbringung einer Antriebswelle oberhalb der Querbrücke und einer
Abgasanlage unterhalb der Querbrücke.
Dennoch kann an den Tunnelseitenwänden ein großer Abstand
der Befestigungselemente in Fahrzeughochrichtung erreicht werden,
wodurch eine sehr steife Anbindung der Querbrücke an die Tunnelseitenwände möglich ist, durch
die die Querbrücken
hohe Kräfte
und Momente übertragen
können.
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Das
der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch einen Tunnelbereich
einer Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit wenigstens
einer, den Tunnelbereich in Fahrzeugquerrichtung überbrückenden
erfindungsgemäßen Querbrücke gelöst.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist an jeder Seitenwand des Tunnelbereichs
wenigstens eine Konsole zur Befestigung der Querbrücke angeordnet und
die Konsolen weisen in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandete
Befestigungselemente für den
Eingriff mit den Befestigungselementen der Querbrücke auf.
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Mittels
Konsolen wird eine stabile Befestigung der Querbrücken am
Tunnelbereich erreicht und darüber
hinaus dienen die Konsolen zur lokalen Versteifung des Tunnelbereichs.
Trotz gegebenenfalls geringer Blechstärken des Tunnelbereichs kann dadurch
eine stabile Befestigung der Querbrücken erreicht werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung greift die Querbrücke wenigstens abschnittsweise
formschlüssig
in die Konsolen ein.
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Eine
solche Ausbildung erlaubt eine stabile Befestigung der Querbrücke am Tunnelbereich,
mit der hohe Kräfte
und Momente übertragen
werden können.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind die Konsolen wenigstens abschnittsweise
als im Querschnitt U-förmiges
Profil ausgebildet, zwischen dessen Schenkeln die Querbrücke abschnittsweise
formschlüssig
aufgenommen ist.
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Auf
diese Weise wird bei einfacher konstruktiver Ausführung der
Konsolen ein Formschluss zwischen Querbrücke und Konsole erreicht.
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In
Weiterbildung der Erfindung verlaufen den Seitenwänden des
Tunnelbereichs zugewandte und sich zwischen den Befestigungselementen
erstreckende Stirnflächen
der Querbrücke
parallel zu der jeweiligen Seitenwand des Tunnelbereichs und/oder einer
jeweiligen Grundplatte der Konsolen.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung liegen die Seiten- bzw.
Stirnflächen
der Querbrücken aus
Toleranzgründen
nicht am Tunnel bzw. an der Konsolenwand an; jedoch ist der Abstand
gering zu halten. Auf diese Weise wird zuverlässig erreicht, dass im Falle
eines Seitenaufpralls die Querbrücken Aufprallkräfte von
einer Seite der Bodenstruktur über den
Tunnelbereich in die andere Seite der Bodenstruktur einleiten. Denn
bereits bei geringfügiger
Verformung der Bodenstruktur kann der geringe Zwischenraum zwischen
den Stirnflächen
der Querbrücken
und der jeweiligen Seitenwand des Tunnelbereichs oder einer Grundplatte
der Konsolen überbrückt bzw.
aufgezehrt werden, so dass Querbrücken dann ohne weiteres hohe
Kräfte über den
Tunnelbereich hinwegleiten können.
Dies gilt naturgemäß auch,
wenn die Stirnflächen
bereits im Normalzustand an der jeweiligen Seitenwand und/oder einer jeweiligen
Grundplatte der Konsolen anliegen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
zweier Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Querbrücke,
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2 eine Draufsicht auf eine
teilweise dargestellte, erfindungsgemäße Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs,
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3 eine perspektivische Ansicht
des Tunnelbereichs der Bodenstruktur der 2 von schräg unten,
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4 eine perspektivische Ansicht
des Tunnelbereichs der Bodenstruktur der 2 von schräg oben bei montierter Abgasanlage
und
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5 eine perspektivische Teilansicht
des Tunnelbereichs der Bodenstruktur der 2 von unten mit montierter Abgasanlage.
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In
der perspektivischen Darstellung der 1 sind
eine erste erfindungsgemäße Querbrücke 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform
und eine zweite erfindungsgemäße Querbrücke 12 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zu erkennen. Beide Querbrücken 10, 12 sind
als verrippte Gussteile ausgebildet und können dadurch hohe Kräfte und
Momente übertragen.
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In
Fahrzeuglängsrichtung
x gesehen weisen die Querbrücken 10, 12 eine
Querschnittsform auf, die an ihrer Ober- und Unterseite jeweils
eine angenähert
U-förmige
Ausnehmung aufweist. Auf der Oberseite der Querbrücken 10, 12 ist
dadurch Platz für
die Unterbringung einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs geschaffen.
Auf der Unterseite der Querbrücken 10, 12 steht
Platz für
die Unterbringung einer Abgasanlage zur Verfügung. Dennoch kann ein Abstand
von Durchgangsbohrungen 14, von denen auf jeder Seite der
Querbrücken 10, 12 jeweils
zwei vorgesehen sind, in Fahrzeughochrichtung z groß gewählt werden.
Dadurch können
große
Kräfte
und Momente in die Querbrücken 10, 12 eingeleitet
und von diesen auf eine Tunnelseitenwand übertragen werden.
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Die
Durchgangsbohrungen 14 sind für die Aufnahme von Schraubbolzen
vorgesehen und erstrecken sich parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung x.
In Fahrzeuglängsrichtung
x verläuft
auch die Erstreckungsrichtung eines Bodentunnels einer Kraftfahr zeugkarosserie.
Dadurch können
die Querbrücken 10, 12 auch
dann, wenn zu deren Befestigung vergleichsweise lange Schraubbolzen
vorgesehen sind, problemlos in einem Bodentunnel montiert werden,
da in Fahrzeuglängsrichtung
x genügend
Platz zum Einschieben der Schraubbolzen zur Verfügung steht. Eine Demontage
der Querbrücken 10, 12 ist beispielsweise
dann erforderlich, wenn eine oberhalb der Querbrücken 10, 12 im
Bodentunnel angeordnete Antriebswelle ausgetauscht werden soll.
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Die
Querbrücke 10 ist
an ihrer Unterseite, die im Einbauzustand einer Straßenoberfläche zugewandt
ist, mit zwei einstückig
angegossenen Befestigungshaken 16 versehen. Die Befestigungshaken 16 sind
zu den Seiten der Querbrücke 10 hin
geöffnet und
jeweils im Endbereich der Querbrücke 10 angeordnet,
der an einer jeweiligen Seitenwand des Tunnelbereichs befestigt
wird. Dadurch steht zwischen den Befestigungshaken 16 immer
noch Platz für
die Unterbringung einer Abgasanlage zur Verfügung.
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In
der Draufsicht der 2 auf
eine erfindungsgemäße Bodenstruktur
eines Kraftfahrzeugs ist ein Bodentunnelbereich 18 durchscheinend
dargestellt, so dass eine in der Draufsicht der 2 an und für sich nicht erkennbare, in
dem Bodentunnel 18 angeordnete Abgasanlage 20 dargestellt
ist. Dies gilt auch für
die an und für
sich nicht erkennbaren Querbrücken 10, 12.
Die beiden dargestellten Querbrücken 10 sind
jeweils in Verlängerung
von Sitzquerträgern 22 der
Bodenstruktur angeordnet. Die Querbrücken 10 verbinden
dadurch jeweils zwei gegenüberliegende
Sitzquerträger 22 über den
Tunnelbereich 18 hinweg. Dadurch können auf einen der Sitzquerträger 22 aufgebrachte
Kräfte
auf den jeweils gegenüberliegenden
Sitzquerträger 22 übergeleitet
werden. Dies ist insbesondere bei einem Seitenaufprall von Vorteil,
wenn in die Sitzquerträger 22 eingeleiteten
Aufprallkräfte
auf die gegenüberliegende
Seite der Bodenstruktur übergeleitet
werden können.
Die in der 2 dargestellte
Anordnung der Querbrücken 10 in
Verlängerung
der Sitzquerträger 22 versteift
aber auch im Normalbetrieb eines Kraftfahrzeugs des sen Bodenstruktur
in erheblichem Maß,
da mittels der Querbrücken 10 und
der Sitzquerträger 22 eine
im wesentlichen über
die gesamte Breite der Bodenstruktur laufende Trägerstruktur gebildet werden kann.
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In
der perspektivischen Ansicht der 3 ist der
Bodentunnelbereich 18 von schräg unten dargestellt. Im Gegensatz
zur 2 sind keine Sitzquerträger und
keine Abgasanlage dargestellt. Wie in der 3 zu erkennen ist, sind die Querbrücken 10 bzw. 12 mittels
Konsolen 24 bzw. 26 an den Seitenwänden des
Tunnelbereichs 18 befestigt. Die Konsolen 24, 26 weisen
jeweils zwei U-profilförmige
Abschnitte auf, die durch einen Materialstreifen miteinander verbunden
sind. Die Konsolen 24, 26 sind als einstückige Blechbiegeteile
ausgebildet und schmiegen sich mit einer Grundplatte an die Seitenwand
des Tunnelbereichs 18 an. Von der Grundplatte gehen die
Schenkel der beiden U-profilförmigen
Abschnitte aus und diese umfasst die Blechplatte, die die beiden
U-profilförmigen
Abschnitte verbindet. Im Bereich der Blechplatte sind die Konsolen
jeweils abgewinkelt, um dem Verlauf der Seitenwände des Tunnelbereichs 18 folgen
zu können.
Die den Seitenwänden des
Tunnelbereichs zugewandten Stirnflächen der Querbrücken 10, 12 sind
wie die Grundplatten der Konsolen 24, 26 ebenfalls
dem Verlauf der Seitenwände
des Tunnelbereichs 18 angepasst. Im montierten Zustand
verlaufen die Stirnflächen
der Querbrücken 10 und 12 somit
in geringem Abstand parallel zu den Grundplatten der Konsolen 24 bzw.
26. Somit ist sichergestellt, dass im Falle eines Seitenaufpralls
in die Bodenstruktur eingeleitete Aufprallkräfte über die Querbrücken 10 und 12 von
einer Seite der Bodenstruktur auf die andere weitergeleitet werden.
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Die
U-profilförmigen
Abschnitte der Konsolen 24, 26 nehmen jeweils
einen Abschnitt der Querbrücken 10, 12 formschlüssig auf
und sorgen dadurch für
einen sicheren Halt der Querbrücken 10, 12 in
den Konsolen 24, 26. Im jeweils äußeren Endbereich
der Konsolen 24, 26 sind die Schenkel der U-profilförmigen Abschnitte
mit jeweils einer Durchgangsbohrung versehen. Durch gangsbohrungen
in gegenüberliegenden
Schenkeln fluchten miteinander. Die Querbrücken 10, 12 können somit
mittels Schraubbolzen an den Konsolen 24, 26 befestigt werden,
die durch die Schenkel der U-profilförmigen Abschnitte und die Durchgangsbohrungen
in den Querbrücken 10, 12 gesteckt
und daraufhin angezogen werden. In der Darstellung der 3 ist zu erkennen, dass
der vergleichsweise große
Abstand der Schraubbolzen 28 einer Seite in Fahrzeughochrichtung,
mit denen die Querbrücken 10, 12 in
den Konsolen 24, 26 befestigt sind, eine äußerst wirkungsvolle
Versteifung des Tunnelbereichs 18 ermöglicht.
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Eine
weitere perspektivische Darstellung findet sich in der 4. Wie in der 2 ist der Bodentunnelbereich 18 durchscheinend
dargestellt, so dass die innerhalb des Bodentunnelbereichs 18 liegenden
und an und für
sich nicht zu erkennenden Querbrücken 10, 12,
Konsolen 24, 26 und die Abgasanlage 20 dargestellt
sind. Gut zu erkennen ist, dass sich die Grundplatten der Konsolen 24, 26 an
einer jeweiligen Seitenwand des Tunnelbereichs 18 anschmiegen.
Die Abgasanlage 20 ist mittels Gummiringen 30 an
einer der Querbrücken 10 befestigt.
Die Gummiringe 30 sind in Befestigungshaken der Querbrücke 10 sowie
in Befestigungshaken der Abgasanlage 20 verankert. Aufgrund
der im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen
Querschnittsform der Querbrücken 10, 12 kann
die Abgasanlage 20 gut im Tunnelbereich 18 untergebracht
werden und hat dennoch genügend
Freiraum, um auch bei Schwingungen im Betrieb nicht an den Querbrücken 10, 12 anzustoßen. Zwischen
der Oberseite der Querbrücken 10, 12 und
dem in der 4 oben liegenden
Tunnelgrund des Tunnelbereichs 18 ist genügend Platz
vorhanden, um eine Antriebswelle unterzubringen.
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Die
perspektivische Darstellung der 5 zeigt
die Aufhängung
der Abgasanlage 20 an einer der Querbrücken 10 detaillierter.
Insbesondere ist gut zu erkennen, wie ein Schalldämpfer der
Abgasanlage 20 in die U-förmigen Ausschnitte der Querbrücken 10 aufgenommen
ist und dennoch genügend
Abstand zu diesen hat, um im Betrieb nicht an diesen anzustoßen. Die
Gum miringe 30 sind an den Befestigungshaken 16 einer
der Querbrücken 10 eingehängt. Durch
Aufhängung
der Abgasanlage 20 an den gegenüber dem Bodentunnelbereich 18 vergleichsweise
steifen Querbrücken 10 werden Schwingungen
der Abgasanlage 20 nicht oder nur zu einem unwesentlichen
Teil auf die Kraftfahrzeugkarosserie übertragen. Auch kann die Abgasanlage 20 an
schwingungstechnisch günstigen
Punkten, beispielsweise in ihren Schwingungsknoten, aufgehängt werden,
da die Querbrücken 10 im
wesentlichen an beliebiger Stelle des Bodentunnelbereichs 18 angeordnet
werden können
und dadurch ein steifes Befestigungsteil für die Abgasanlage 20 bereitstellen.
Die Abgasanlage 20 kann dadurch auch an Stellen des Bodentunnelbereichs 18 aufgehängt werden,
an denen kein steifer Träger
der Karosseriestruktur zur Verfügung
steht.
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In
der Darstellung der 5 ebenfalls
gut zu erkennen ist, dass die U-profilförmigen Abschnitte der Konsolen 24 jeweils
einen Abschnitt der Querbrücken 10 formschlüssig aufnehmen.
Durch Anziehen der Schraubbolzen 28 werden die Schenkel
der U-profilförmigen
Abschnitte der Konsolen 24 gegen die Querbrücken 10 verspannt,
so dass deren steife Anbindung an die Konsolen 24 und somit
den Bodentunnelbereich 18 gewährleistet ist.