DE10260393B4

DE10260393B4 - Tunnelstruktur

Info

Publication number: DE10260393B4
Application number: DE10260393A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Carle; Kai Buttkus
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-12-21
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-22
Also published as: DE10260393A1

Abstract

Tunnelstruktur eines Kraftfahrzeuges, mit einem zentralen, als Gußteil gefertigten Grundkörper (36) und mit daran angeordneten Anbauteilen (28, 30, 32, 34, 40, 42, 44, 46), dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundkörper (36) zu dessen Verstärkung quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Hauptrippen (52) vorgesehen sind, die derart angeordnet und dimensioniert sind, daß Kräfte eines Seitenaufpralles sicher abgeleitet werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tunnelstruktur eines Kraftfahrzeuges.
Aus dem deutschen AUDI – Patent DE 41 39 331 C2 ist eine Tunnelstruktur bekannt, bei der auf zwei Abschnitte des Tunnels bildende Gußteile, die in der Mitte miteinander verbunden sind, ein Blechteil aufgesetzt ist. An die Gußteile, die gemeinsam hutartig geformt sind, schließen sich Sitzquerträger an.
Die Ausgestaltung einer Tunnelstruktur mit einem Guß- und einem Blechteil ist auch aus DE 43 23 178 A1 bekannt. In dieser Anmeldung wird von einer vollständig gegossenen Struktur ausgegangen, bei der Rippen sternförmig um Knoten angeordnet sind.
Ferner beschreibt die DE 199 42 383 A1 Kraftfahrzeugböden mit Wölbstrukturierung, bei denen die Torsionssteifigkeit durch die Strukturierung gefördert werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tunnelstruktur zur Verfügung zu stellen, mit der die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bei einem Seitenaufprall weiter erhöht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 8.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer Tunnelstruktur eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftfahrzeuges, mit einem zentralen, als Gußteil gefertigten Grundkörper und mit daran angeordneten Anbauteilen an dem Grundkörper zu dessen Verstärkung quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Hauptrippen vorgesehen sind.
Die Hauptrippen sind derart dimensioniert, daß Kräfte eines Seitenaufpralles sicher abgeleitet werden können. Zwar ist es im Stand der Technik bekannt, zur Aussteifung von Bauteilen Rippen vorzusehen, es ist jedoch nicht bekannt, die Rippen an einer Tunnelstruktur quer zur Fahrzeuglängsachse auszubilden, so daß sie hinsichtlich eines Seitenaufpralles optimiert sind. So haben beispielsweise sternförmige angeordnete Rippen bei gleichem Gewicht nicht die Steifigkeit zur Folge, die optimierte Hauptrippen gemäß der Erfindung aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die an dem Grundkörper vorgesehenen Hauptrippen in regelmäßigen Abständen ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. Zwar ist es auch möglich Kreuzrippen vorzusehen, diese weisen jedoch gegenüber den bevorzugten quer verlaufenden Hauptrippen den Nachteil auf, daß sie sich nur mit einem höheren Aufwand herstellen lassen.
Vorzugsweise überspannen die Hauptrippen im wesentlichen die gesamte Breite des Grundkörpers. Dadurch wird verhindert, daß sich der Grundkörper in seinen Randbereichen unkontrolliert verformt, sollte es zu einem Seitenaufprall kommen.
Wenn die Hauptrippen scheibenartig ausgebildet sind, wobei die Hauptrippen in Längsrichtung nicht oder nur mit einer in Längsrichtung verlaufenden Nebenrippe miteinander verbunden sind, läßt sich mit einer geringen Wandstärke eine optimale Steifigkeit erzielen. Eine geringe Wandstärke hat dabei produktionstechnisch große Vorteile, da solche Bauteile gegen Verzug weniger anfällig sind. Die Herstellung wird ferner erleichtert, wenn der Abstand der Hauptrippen von einander 10 bis 200 mm, vorzugsweise 100 mm beträgt.
Um Gewicht einzusparen ist eine Ausgestaltung vorteilhaft, bei der die Länge des Gußteiles sich nicht über die gesamte Länge der Tunnelstruktur erstreckt.
Um ein Verziehen eines Kraftfahrzeuges insgesamt zu vermeiden und damit den Insassen einen größeren Schutz zu geben, ist es vorteilhaft, wenn das Gußteil den Abstand zwischen zwei in Längsrichtung beabstandeten Querträgern überbrückt, die an dem Gußteil angeschlossen sind.
Bei einem Seitenaufprall besteht die Gefahr, daß sich Fahrzeugsitze aus ihren Befestigungen reißen und dadurch die Fahrzeuginsassen gefährdet werden. Um dem zu begegnen, sind im Stand der Technik aufwendige Sitzbefestigungen vorgesehen. Dieses Problem wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Tunnelstruktur in dem Gußteil Strukturen zur Aufnahme von Fahrzeugsitzbefestigungen vorgesehen sind. Diese lassen sich mit geringerem Aufwand als herkömmliche Sitzbefestigungen herstellen und bieten zudem eine höhere Sicherheit. Dies gilt insbesondere, wenn die Strukturen in dem Gußteil ausgebildete Gewindedome sind.
Um das Gewicht des Gußteiles gering zu halten, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als Anbauteil mindestens eine quer zur Tunnelstruktur und zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Aussteifung vorgesehen ist. Diese ermöglicht es durch eine gezielte Dimensionierung und Anordnung Kräfte eines Seitenaufpralles auch dann noch sicher zu übertragen, wenn die Hauptrippen alleine versagen würden.
Um die Fahrzeugstruktur insgesamt hinsichtlich ihres Verhaltens bei einem Seitenaufprall zu verbessern, ist als Anbauteil mindestens ein Sitzquerträger vorgesehen. Wenn die Anbauteile aus Blech gefertigt sind, lassen sich bei geringen Kosten Fahrzeugmodell-abhängig optimierte Lösungen finden, wobei ein bereits vorhandener Grundkörper (Gußteil) verwendbar ist.
Wenn die Wandung des Grundkörpers einen Getriebeblock halbschalenartig mindestens teilweise umschließt, kann verhindert werden, daß Teile des Getriebes in das Fahrzeuginnere eintreten und Fahrzeuginsassen gefährden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze des Bodens eines Personenkraftfahrzeuges,
2 ein Schnitt durch einen Kraftfahrzeugboden in vereinfachter Darstellung gemäß der Linie II-II in 6,
3 einen weiteren Schnitt durch den Boden eines Kraftfahrzeuges gemäß der Linie III-III in 6,
4 einen Schnitt durch den Kraftfahrzeugboden gemäß der Linie IV-IV in 1,
5 die Rippenstruktur einer bevorzugten Ausführungsform eines Gußteiles einer erfindungsgemäßen Tunnelstruktur, und
6 ein das Gußteil in 5 an der Oberseite bereichsweise abdeckendes Blechteil.
Die in 1 gezeigte prinzipielle Struktur eines Fahrzeugbodens 10 weist an der Fahrzeugvorderseite 12 sowie an der Fahrzeugrückseite 14 vordere und rückseitige Längsträger 16, 18 auf, die mit Querträgern 20, 22 einer zentralen Rahmenstruktur 24 des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Die zentrale Rahmenstruktur 24 weist neben den Querträgern 20, 22 einen weiteren, die gesamte Fahrzeugbreite überspannenden Querträger 26 sowie vier kurze Querträger 28, 30, 32, 34 auf, die wie die vorderen Längsträger 16 als aus Blech gefertigte Anbauteile mit einem zentral angeordneten Gußteil 36 einer Tunnelstruktur 38 des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Die Tunnelstruktur 38 weist neben dem Gußteil 36 Blechteile 40, 42, 44 (2) sowie eine Querversteifung 46 (2) auf.
2 zeigt, wie die kurzen Querträger 32, 34, die auch als Sitzquerträger bezeichnet werden, als Anbauteile mit dem Gußteil 36 verbunden sind. Ferner ist aus 2 ersichtlich, wie die Querversteifung 46 das Gußteil 36 aussteift, wobei dazu die Querversteifung 46 an Schraubdomen 48 mit dem Gußteil 36 verschraubt ist.
Bei einem Seitenaufprall wird die in 1 mit dem Pfeil A verdeutlichte Kraft zunächst von einem Schweller 50, der Teil der zentralen Rahmenstruktur 24, ist aufgenommen und über die Querträger 28, 32 gemäß den Pfeilen B in das Gußteil 36 eingeleitet. In dem Gußteil 36 erfolgt der Kraftfluß im wesentlichen gemäß den Pfeilen C über Hauptrippen 52 des Gußteiles 36 sowie über die Queraussteifung 46 gemäß den Pfeilen D. Von der Tunnelstruktur 38 wird dann die Kraft gemäß den Pfeilen E in die Querträger 30, 34 eingeleitet.
Die bereits im Zusammenhang mit 2 angesprochenen Hauptrippen 52, erlauben es, das Gußteil mit einer geringen Wandstärke von 3 bis 15 mm auszuführen, wobei die Wandstärkenverteilung variiert. Die Wandstärkenverteilung, die in 3 ersichtlich ist, zeigt, daß zur Standfläche des Kraftfahrzeuges senkrecht oder schräg verlaufende Wandabschnitte 54 bzw. 56 dünner dimensioniert sind, als im wesentlichen parallel zur Fahrzeugstandfläche liegende Wandabschnitte 58 bzw. 60.
Neben der Wandstärkenverteilung zeigt 3, daß das Gußteil 36 der Tunnelstruktur 38 Schraubdome 62 als Aufnahmen für die Sitzbefestigung aufweist. Ferner ist ein Blechteil 64 gezeigt, welches das Gußteil 36 teilweise abdeckt. Das Gußteil 36 seinerseits überdeckt halbschalenartig ein Getriebe 66 sowie Teile der Abgasanlage 68.
Die Hauptrippen 52 sind wie aus 5 ersichtlich scheibenartig ausgebildet und verlaufen im wesentlichen parallel zueinander in Ebenen, die sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung und senkrecht zur Fahrzeugstandfläche erstrecken. Die Rippen sind ausschließlich über eine Mantelfläche 70 miteinander verbunden wobei die Mantelfläche 70 die zuvor beschriebene Wandstärkenverteilung aufweist.

Claims

Tunnelstruktur eines Kraftfahrzeuges, mit einem zentralen, als Gußteil gefertigten Grundkörper (36) und mit daran angeordneten Anbauteilen (28, 30, 32, 34, 40, 42, 44, 46), dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundkörper (36) zu dessen Verstärkung quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Hauptrippen (52) vorgesehen sind, die derart angeordnet und dimensioniert sind, daß Kräfte eines Seitenaufpralles sicher abgeleitet werden können.
Tunnelstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Grundkörper (36) vorgesehenen Hauptrippen (52) in regelmäßigen Abständen ausgebildet sind und parallel verlaufen.
Tunnelstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrippen (52) im wesentlichen die gesamte Breite des Grundkörpers (36) überspannen.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrippen (52) scheibenartig ausgebildet sind, wobei die Hauptrippen (52) in Längsrichtung nicht oder nur mit einer in Längsrichtung verlaufenden Nebenrippe miteinander verbunden sind.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Hauptrippen (52) voneinander 10 bis 200 mm, vorzugsweise 100 mm beträgt.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Gußteiles (36) sich nicht über die gesamte Länge der Tunnelstruktur (38) erstreckt.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil (36) den Abstand zwischen zwei Querträgern (28, 30, 32, 34) überbrückt, die an dem Gußteil (36) angeschlossen sind.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gußteil (36) Strukturen (48) zur Aufnahme von Fahrzeugsitzbefestigungen vorgesehen sind.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen (48) in dem Gußteil (36) ausgebildete Gewindedome sind.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Anbauteil mindestens eine quer zur Tunnelstruktur und Fahrzeuglängsachse verlaufende Aussteifung (46) vorgesehen ist.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Anbauteil mindestens ein Sitzquerträger (28, 30, 32, 34) vorgesehen ist.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbauteile (28, 30, 32, 34, 40, 42, 44, 46) aus Blech gefertigt sind.
Tunnelstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Grundkörpers (36) einen Getriebeblock (66) halbschalenartig mindestens teilweise umschließt.