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Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 für eine Kraftwagenkarosserie.
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Aus der
DE-OS 196 44 531 ist eine Karosserietragstruktur für einen Personenkraftwagen bekannt, welche aus zwei miteinander verbundenen bzw. verbindbaren Abschnitten oder Modulen besteht, wobei ein erster Abschnitt bzw. ein erstes Modul dem Frontbereich, insbesondere dem Aggregateraum oder dem Heckbereich zugeordnet ist und wobei jeweils ein zweiter Abschnitt bzw. ein zweites Modul den jeweils anderen Abschnitt der Karosserietragstruktur bildet. Dabei sind die beiden einander zu einer Karosserietragstruktur ergänzenden Module bzw. Abschnitte aus unterschiedlichen Materialien, wechselweise Stahl und Aluminium gefertigt. Über Möglichkeiten des Zusammenbaues der beiden einander zu einer Karosserietragstruktur ergänzenden Abschnitte bzw. Module gibt die
DE-OS 196 44 531 keine Auskunft.
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Aus der
DE-PS 198 33 398 ist eine Kraftwagenkarosserietragstruktur bekannt, die aus wenigstens zwei Aufbaumodulen besteht, wobei ein erstes Aufbaumodul als Basismodul die Fahrgastzelle im Wesentlichen eine Bodenstruktur mit seitlichen Längsträgern und einem Bodenblech sowie komplette A-Säulen und einen vorderen Dachquerträger umfasst. Ein zweites Aufbaumodul umfasst im Wesentlichen die B-Säulen, Bordkantenabschnitte sowie einen Heckversteifungsabschnitt, welche B-Säulen über jeweils einen Anschlussfuß mit einem Längsträger der Bodenstruktur verbindbar sind.
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Keine der beiden vorgenannten, bekannten Bauweisen von Karosserietragstrukturen besitzt Mittel bzw. konstruktive Vorkehrungen um unfallbedingte, insbesondere aufprallbedingte Stoßkräfte in Karosserielängsrichtung vom Vorderwagen zum Hinterwagen hin bzw. umgekehrt weiterzuleiten. Dies resultiert nicht zuletzt aus der Art der gegenseitigen Verbindung der beiden Module bzw. Aufbaumodule der Karosserie- bzw. Karosserietragstruktur. Zum Weiteren scheint in beiden Fällen, wenn überhaupt, so doch lediglich eine sehr kurze gegenseitige Überdeckung benachbarter Abschnitte bzw. Module der jeweiligen Kraftwagenkarosserietragstruktur vorgesehen zu sein, woraus naturgemäß eine vergleichsweise wenig stabile Verbindung der einzelnen Abschnitte bzw. Module untereinander resultiert.
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Die
DE-OS 198 60 794 befasst sich weiterhin mit einer aus mehreren austauschbaren Modulen zusammensetzbare Karosserietragstruktur bekannt, wobei zumindest drei Module, nämlich ein Vorderwagenmodul, ein Fahrerkabinenmodul und ein Hinterwagenmodul erforderlich und miteinander zu einer Karosserietragstruktur verbindbar sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass einerseits ein auswählbares Vorderwagenmodul mit zugeordneten Anlageflächen und Anlageprofilen an die Vorderseite eines in jedem Fall ein Basismodul bildenden Fahrerkabinenmoduls und dass andererseits ein auswählbares Hinterwagenmodul mit zugeordneten Anlageflächen und Anlageprofilen an die Rückseite des das Basismodul bildenden Fahrerkabinenmoduls angefügt wird; die Fügeverbindungen sind jeweils als Schraubverbindungen ausgebildet sind. Hierbei sollen die einzelnen einander zu einer Fahrzeugkarosserie ergänzenden Module jeweils eine eigene Rahmenstruktur aufweisen und entlang der aufragenden Bereiche ihrer Rahmenstrukturen miteinander verbunden werden. Damit ergibt sich bei zusammengebauten Modulen zwar wenigstens im Bereich des Bodens der Fahrerkabine eine vom Vorderwagen bis zum Hinterwagen durchgehende Rahmenstruktur, jedoch ist die Verwirklichung einer solchen Modulbauweise einerseits mit einem beträchtlichen Produktionsaufwand an Arbeitszeit und Material verbunden und führt andererseits nicht unbedingt zu einer ausreichenden Weiterleitung aufprallbedingter Stoßkräfte vom Vorderwagen zum Hinterwagen und umgekehrt.
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Die
DE 195 24 758 A1 offenbart eine Tragstruktur für eine Personenkraftwagenkarosserie mit einem Vorderwagen, einer Fahrgastzelle und einem Hinterwagen.
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Die Tragstruktur besteht aus zwei einander ergänzenden, miteinander verbidbaren Modulen, wobei jedes Modul einen Teil der Tragstruktur bildet. Eines dieser Module wird durch den Vorderwagen gebildet. Das andere der beiden Module wird durch die Fahrgastzelle und den Hinterwagen gebildet. Jedes der beiden Module ist mit wenigstens einem die Länge der Fahrgastzelle überspannenden Längsträger derart ausgestattet, dass die beiden Module einander über die Länge der Fahrgastzelle hin übergreifen. Bei dem den Vorderwagen bildenden Modul sind zwei seitliche Längsträger vorgesehen. Bei dem die Fahrgastzelle und den Hinterwagen bildenden Modul werden die Längsträger durch die Türschweller gebildet. Ferner ist dieser Anordnung zu entnehmen, dass zumindest eines der beiden Module in herkömmlicher Stahlbauweise ausgeführt sein kann.
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Die
US 5,619,784 A zeigt ebenfalls eine Tragstruktur für eine Personenkraftwagenkarosserie mit einem Vorderwagen, einer Fahrgastzelle und einem Hinterwagen. Die Tragstruktur besteht aus zwei einander ergänzenden, miteinander verbindbaren Modulen, wobei jedes Modul einen Teil der Tragstruktur bildet. Eines dieser Module wird durch den Vorderwagen und das damit verbundene Bodenblech gebildet. Das andere Modul wird durch die Fahrgastzelle und den Hinterwagen gebildet. Jedes der beiden Module ist mit wenigstens einem die Länge der Fahrgastzelle überspannenden Längsträger derart ausgestattet, dass die beiden Module einander über die Länge der Fahrgastzelle hin übergreifen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Tragstruktur für eine Kraftwagenkarosserie zu schaffen, welche mit lediglich zwei Modulen auskommt und zugleich den Einsatz unterschiedlicher Bauweisen, insbesondere einen wechselweisen Einsatz einer herkömmliche Stahlblechbauweise und einer Aluminium-Spaceframe-Bauweise für die einzelnen Module zulässt, ohne eine unzureichende Stabilität bzw. eine unzulängliche Weiterleitung aufprallbedingter Stoßkräfte vom Vorderwagen zum Hinterwagen und umgekehrt in Kauf nehmen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die wechselweise Ausstattung beider einander zu einer Tragstruktur ergänzender Module mit die Länge der Fahrgastzelle überspannenden Längsträgern, insbesondere die Zuordnung der Längsträger bildenden Schweller zum einen und die Zuordnung eines den Mitteltunnel aussteifenden Längsträgers zum anderen Modul führt zu einer steifen, den auftretenden Beanspruchungen standhaltenden Verbindung der beiden Module. Insbesondere ermöglicht eine derart feste Verbindung der beiden Module auch die Weiterleitung und zumindest teilweise Abstützung aus einem Aufprall resultierender Stoßkräfte an einem der die Fahrgastzelle begrenzenden und der jeweiligen Aufprallstelle gegenüberliegenden Strukturquerträger. Daraus folgt eine optimierte Aufteilung der aus einem Aufprall resultieren Längskräfte innerhalb der Tragstruktur und damit die Möglichkeit zur Gewichtsverringerung, und zwar gegenüber den bekannten, aus Modulen gebildeten Tragstrukturen. Darüber hinaus gestattet die erfindungsgemäße Aufteilung der die Länge der Fahrgastzelle überspannenden Längsträger den Einsatz unterschiedlicher Bauweisen und unterschiedlicher Materialien für die Ausbildung der beiden Module, wobei eine vorteilhafte Gestaltungsweise darin gesehen wird, dass das den Vorderwagen und das Bodenblech der Fahrgastzelle umfassende Modul als eine in herkömmlicher Weise aus Stahlblech hergestellte Rahmenstruktur und das den Hinterwagen bildende Modul als eine in Aluminium-Spaceframe-Bauweise hergestellte Rahmenstruktur ausgebildet sind.
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Das Bodenblech kann über seine beiderseits des Mitteltunnels liegenden Bereiche hin in vorteilhafter Weise mittels, beispielsweise durch Nieten oder Schrauben gebildeter Fügemittel, mit dem Fersenträger der Rahmenstruktur des Hinterwagens und über seine an den Mitteltunnel angrenzenden Bereiche in vergleichbarer Weise mit dem den Mitteltunnel aussteifenden Längsträger verbunden werden, wobei das Bodenblech jeweils mit nach oben gerichteten Randabstellungen versehen ist, so dass der entsprechende, seiner Befestigung an einem der den Längsträger bildenden Profilmaterialabschnitte dienende Randbereich des Bodenbleches jeweils auf einem entsprechenden Randbereich des jeweiligen Profilmaterialabschnittes aufliegend angeordnet ist.
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Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine Explosionsdarstellung der beiden einander zu einer Tragstruktur ergänzenden Module,
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2 eine schaubildliche Darstellung einer aus zwei Modulen bestehenden Tragstruktur,
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3 eine Seitenansicht der Tragstruktur gemäß 2,
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4 Einen Teilschnitt durch die die Fahrgastzelle nach vorne begrenzende Stirnwand,
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5 einen Teilschnitt durch den Anschluss des Bodenbleches an den die Fahrgastzelle nach hinten begrenzenden Fersenträger,
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6 einen Teilschnitt durch den Anschluss des Bodenbleches an den den Mitteltunnel aussteifenden Längsträger.
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In der gezeigten Ausführungsform besteht ein den Vorderwagen 1 und das Bodenblech 3 umfassendes erstes Modul 2 aus einer herkömmlichen Stahlblech-Rahmenkonstruktion. Der Vorderwagen umfasst obere 4 und untere Längsträger 4, 5 sowie einen stirnseitigen Querträger 6 und eine Aussteifungstraverse 7. Die oberen und unteren Längsträger 4, 5 sind hinterendig an A Säulen 8 angeschlossen, wobei die A Säulen 8 über einen oberen 9 und einen unteren Stirnwandquerträger 10 gegeneinander abgestützt sind. An die A-Säulen 8 ist diesen gegenüber aufragend ein Windschutzscheibenrahmen 11 angeschlossen. Das Bodenblech 3 erstreckt sich von einem unter einem Winkel zur Vertikalen angestellten Stirnwandblech 12 ausgehend über die gesamte Länge der Fahrgastzelle 16 hin in einer im wesentlichen horizontalen Ebene und weist beiderseits eines Mitteltunnels 13 je einen Teilbereich 14 bzw. 15 auf. Entlang seiner beiden außenliegenden Seiten ist das Bodenblech 3 bzw. die Fahrgastzelle 16 durch Längsträger bildende Schweller 17 und 18 begrenzt. Das zweite, den Hinterwagen 19 umfassende Modul 20 besteht im Wesentlichen aus den beiden B-Säulen 21 und 22, oberen 23 und unteren Längsträgern 24 sowie die hinteren, freien Enden der oberen und der unteren Längsträger 23, 24 untereinander verbindenden Querträgern 25 und 26. Im Bereich der Radaufhängung der Hinterräder sind an die unteren Längsträger 24 des Hinterwagens 19 durch Formteile gebildete Feder- bzw. Federbeindome 27 angeschlossen, wobei die Feder- bzw. Federbeindome 27 die unteren Längsträger 24 mittels abgewinkelter Haltestege 28 außenseitig übergreifen. Die beiden Feder- bzw. Federbeindome 27 sind in Querrichtung untereinander durch einen Querträger 29 ausgesteift. Zusätzlich sind die oberen Längsträger 23 über Stützen 30a gegen die Feder- bzw. Federbeindome 27 abgestützt. Die beiden B-Säulen 21 und 22 sind durch Formteile, insbesondere aus einem Leichtmetall gebildet und mit Anschlüssen 30 und 31 für die oberen und die unteren Längsträger 23 und 24 des Hinterwagens 19 ausgestattet. Ferner sind die B-Säulen 21 und 22 an ihrem unteren Ende mit Aufnahmen 32 für den Anschluss der Schweller 17 bzw. 18 ausgestattet. Wie im Einzelnen besonders deutlich aus der Darstellung der 2 ersichtlich erstreckt sich zwischen den beiden B-Säulen 21 und 22 ein die Fahrgastzelle 16 nach hinten begrenzender Fersenträger 33, welcher im Bereich des Mitteltunnels 13 bei 34 nach oben durchgewölbt ist. Zur Aussteifung des Mitteltunnels 13 ist an den Hinterwagen 19 ein aus zwei zueinander parallel ausgerichteten Profilmaterialabschnitten 35 und 36 bestehender Längsträger 37 angeschlossen, wobei die beiden Profilmaterialabschnitte 35 und 36 untereinander über Querstege 60 verbunden sind. Die beiden Profilmaterialabschnitte 35 und 36 bestehen, wie dies besonders deutlich aus der Darstellung der 6 ersichtlich ist jeweils aus einem Hohlprofilmaterial, welches in der gezeigten Ausführungsform drei übereinanderliegend angeordnete Profilkammern 38, 39 und 40 unterschiedlicher Größe aufweist, wobei die Einbauanordnung der Profilmaterialabschnitte 36 und 36 so getroffen ist, dass die Profilkammergröße von oben nach unten abnehmend ist. Der den Mitteltunnel 13 aussteifende Längsträger 37 ist mit seinem vorderen Ende 41 in einer vermittels Fügemittel 42 mit dem Stirnwandquerträger 10 verbundenen Konsole 43 aufgenommen, wie dies besonders deutlich in der 4 dargestellt ist. Mit dem Stirnwandquerträger 10 ist ferner das Stirnwandblech 12 in einem oberhalb seines zur horizontalen geneigten Teiles liegendem Bereich verbunden. Die beiden Bereiche 14 und 15 des Bodenbleches 3 sind in ihren an den Mitteltunnel 13 angrenzenden Bereichen 44 mit einer nach oben gerichteten, eine Abstufung 45 aufweisenden Randabstellung 46 ausgestattet. Die Randabstellung 46 ist mit einem parallel zur Oberseite 47 des benachbarten Profilmaterialabschnittes 35 bzw. 36 ausgerichteten Befestigungsrand 48 versehen, so dass die Randabstellung 46 der Bodenblechbereiche 14 bzw. 15 vermittels Fügemittel, insbesondere Schrauben 49, am jeweils zugehörigen Profilmaterialabschnitt 35 bzw. 36 festlegbar ist. An den Oberseiten 47 der Profilmaterialabschnitte 35 und 36 ist ferner ein die Oberseite des Mitteltunnels 13 bildender Deckel 51 mittels weiterer, vorzugsweise gleichfalls durch als Schrauben 52 ausgeführter Fügemittel befestigt. Am hinteren Ende der Fahrgastzelle 16 sind die beiden Bereiche 14 und 15 des Bodenbleches 3 mit einer nach oben gerichteten Randabwinkelung 53 versehen und über diese sowie durch Fügemittel mit der vertikal ausgerichteten vorderen Profilwand 54 des die Fahrgastzelle 16 nach hinten begrenzenden Fersenträgers 33 verbunden, wie dies im Einzelnen in der 5 gezeigt ist.
