DE10356547A1 - Laderaumboden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Laderaumboden (3) für den Laderaum (2) eines Kraftfahrzeugs (1). Der Laderaumboden (3) weist eine in Längsrichtung des Laderaums (2) verlagerbare Bodenplatte (4) auf. Diese besitzt zumindest eine Sollknickstelle (5). Die Bodenplatte (4) besteht aus einer Blechplatine und weist abwechselnd Bereiche H mit einer gegenüber den anderen Bereichen W höheren Härte auf. Vorzugsweise ist die Bodenplatte (4) in den Bereichen H mit höherer Härte partiell vergütet.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Laderaumboden für den Laderaum eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
• Ein solcher Laderaumboden zählt durch die DE 197 49 158 C2 zum Stand der Technik. Die Bodenplatte des Laderaumbodens ist ausfahrbar und weist eine oder mehrere Sollknickstellen auf. Im Crashfall soll es so zu einer gezielten Faltung der Bodenplatte im Bereich der Sollknickstellen kommen. Dieser Ansatz ist viel versprechend, da hierdurch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht werden kann.
• Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Laderaumboden mit einer anwendungstechnisch, insbesondere im Verformungsverhalten bei einem Crash verbesserten Bodenplatte zu schaffen.
• Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Laderaumboden gemäß Patentanspruch 1.
• Danach besteht die Bodenplatte des Laderaumbodens aus einer Blechplatine und weist zumindest einen Bereich mit einer gegenüber den anderen Bereichen der Bodenplatte höheren Härte auf. Bevorzugt ist eine Vielzahl von abwechselnd harten und weichen Bereichen vorgesehen, wodurch im Falle eines Crashs einen gezielte zieharmonikaartige Faltung der Bodenplatte erfolgt. Die Sollknickstellen werden hierbei durch die weicheren Bereiche der Bodenplatte realisiert. Insgesamt dient so die gesamte Bodenplatte als Crashabsorber. Ein Durchbrechen der Bodenplatte wird vermieden.
• Grundsätzlich können die Bereiche höherer und geringerer Härte der Bodenplatte in ihren geometrischen Abmessungen, ebenso wie in ihrer Konfiguration verschiedenartig gestaltet sein. So ist beispielsweise eine Sandwich- oder Hohlprofilstruktur der Bodenplatte denkbar. Vorzugsweise jedoch sind die Bereiche höherer Härte durch eine partielle Vergütung der Bodenplatte erzeugt, wie dies Patentanspruch 2 vorsieht.
• Eine vorteilhafte Art der Vergütung ist das Laserhärten. Hierbei kann in der Praxis besonders vorteilhaft eine Hochleistungs-Diodenlaservorrichtung zur Anwendung gelangen. Das Laserhärten ermöglicht die Fertigung der Bodenplatte mit präzise abgestimmten Bereichen hoher Festigkeiten und einem martensitischen Werkstoffgefüge. Die anderen, nicht vergüteten Bereiche besitzen demgegenüber eine höhere Duktilität und ein ferritisch-perlitisches Werkstoffgefüge mit geringerer Festigkeit. Die Übergänge zwischen den Bereichen können stufenlos gestaltet werden. Auf diese Weise werden nachteilige Festigkeitssprünge vermieden. Die Vorgehensweise zum partiellen Härten der Bodenplatte ist kostengünstig und geeignet, verschiedene geometrische Varianten von Bodenplatten in einer Fertigungslinie zu vergüten.
• Der Härteprozess in den gewünschten Bereichen erfolgt durch die partielle Erwärmung der Bodenplatte über die Austenitisierungstemperatur und die anschließende Selbstabschreckung durch das nicht erwärmte Grundmaterial. Das Ergebnis ist ein gleichmäßiger und feinkörniger Martensit. In diesen Bereichen weist die Bodenplatte die gewünschte hohe Festigkeit auf. Vorteilhaft sind die Übergänge zwischen den Bereichen unterschiedlicher Härte bzw. Festigkeit und Dehnbarkeit fließend, d.h. ohne Festigkeitssprünge ausgeführt.
• Vorzugsweise kommt eine Blechplatine aus einer Stahllegierung mit einem Kohlenstoffanteil zwischen 0,15 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% für die Fertigung der Bodenplatte zur Anwendung (Patentanspruch 3). Dieser Werkstoff lässt sich wirtschaftlich partiell vergüten sowie auch warm umformen und weist die notwendigen Werkstoffeigenschaften hinsichtlich der geforderten Festigkeit und des Crashabsorbtionsverhaltens auf.
• Insbesondere bietet sich eine Stahllegierung an, die in Gewichtsprozenten ausgedrückt besteht aus Kohlenstoff (C) 0,18 % bis 0,3 %, Silizium (Si) 0,1 bis 0,7 %, Mangan (Mn) 1,0 % bis 2,50 %, Chrom (Cr) 0,1 % bis 0,8 %, Molybdän (Mo) 0,1 % bis 0,5 %, Titan (Ti) 0,02 % bis 0,05 %, Bor (B) 0,002 bis 0,05 %, Aluminium (Al) 0,01 % bis 0,06 %, Schwefel (S) maximal 0,01 %, Phosphor (P) maximal 0,025 %, wobei der Rest aus Eisen (Fe) besteht einschließlich von etwaigen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen.
• Eine den grundsätzlichen Erfindungsgedanken weiterbildende Maßnahme sieht gemäß Patentanspruch 4 vor, dass die Bodenplatte aus einer im Bereich der Sollknickstelle bzw. der Sollknickstellen walztechnisch umgeformten Blechplatine hergestellt ist. Die Sollknickstellen werden folglich schon bei der Herstellung der Blechplatine für die Bodenplatte, also vor etwaigen weiterverarbeitenden Schritten erzeugt. Hierzu erfolgt ein bauteil- und anforderungsgerechtes Einwalzen der Sollknickstellen in die Platine. Vorher, insbesondere jedoch im Anschluss an die walztechnische Umformung erfolgt die gezielte Vergütung der Bodenplatte mit der gewollten und vordefinierbaren Einstellung der Härte in den jeweiligen Bereichen. Auf diese Weise kann die erfindungs gemäß angestrebte, faltenartige Deformation der Bodenplatte begünstigt werden.
• Denkbar ist auch, dass die Härte der einzelnen Bereiche verteilt über die Länge der Bodenplatte variiert, beispielsweise mit einer zur Fahrzeuginnenseite hin zunehmenden gestuften Härte.
• Im Fahrzeugboden ist die Bodenplatte des Laderaumbodens so verankert, dass sie Kräfte aufnehmen kann und diese in den Fahrzeugboden einleitet. Hierzu ist die Bodenplatte gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 5 fahrzeuginnenseitig an einer Bodengruppenverstärkung abgestützt.
• Eine die praktische Anwendung des erfindungsgemäßen Laderaumbodens verbessernde Maßnahme besteht nach Patentanspruch 6 darin, dass die Bodenplatte gegenüber der Horizontalen in der Neigung verstellbar ist. Dies ist insbesondere für den Beladevorgang vorteilhaft, da die Bodenplatte aus dem Laderaum herausgefahren und geneigt werden kann.
• Zweckmäßigerweise wirkt die Bodenplatte mit einem Aktuator zusammen, über den die Neigungsverstellung erfolgt (Patentanspruch 7). Als Aktuator kommt insbesondere ein sogenannter pneumatischer Muskel zur Anwendung. Die lineare Verlagerung und die Neigungsverstellung der Bodenplatte kann aber auch elektro-hydraulisch erfolgen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• 1 technisch vereinfacht einen Ausschnitt aus dem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit der Darstellung des Laderaums und einem vertikalen Längsschnitt durch die Bodenplatte;
• 2 eine Draufsicht auf die Bodenplatte gemäß der Darstellung von 1 und
• 3 eine weitere Ausführungsform einer Bodenplatte in der Seitenansicht mit der Darstellung eines Aktuators für die Neigungsverstellung.
• 1 zeigt den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs 1. Bei dem Kraftfahrzeug 1 kann es sich beispielsweise um einen Van, einen Kombi oder einen Pick Up handeln.
• Im Laderaum 2 des Kraftfahrzeugs 1 ist ein Laderaumboden 3 vorgesehen, welcher eine in Längsrichtung (Pfeil P) verlagerbare Bodenplatte 4 aufweist. Die Bodenplatte 4 besteht aus einer Blechplatine aus einem hochfesten Stahl und weist abwechselnd Bereiche H mit einer hohen Härte und Bereiche W mit einer demgegenüber geringeren Härte auf.
• Wie insbesondere in der 2 ersichtlich, erstrecken sich die Bereiche H und W quer über die gesamte Breite der Bodenplatte 4. In den Bereich H hoher Härte ist die Bodenplatte 4 durch eine gezielte partielle Warmvergütung in der Festigkeit bzw. Härte gesteigert. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Laserhärten. Die Vergütung kann über die gesamte Dicke der Bodenplatte 4 durchgeführt sein. Grundsätzlich ist aber auch nur eine Härtung der oberen Schichten in den Bereichen H möglich, so dass die Bereiche H dann einen mittleren Kern mit einem duktilen Werkstoffgefüge aufweisen.
• Die relativ weicheren Bereiche W fungieren als Sollknickstellen 5. Im Falle eines Heckaufpralls wird über die Sollknickstellen 5 eine gezielte, annähernd zieharmonikaartige Faltung der Bodenplatte 4 eingeleitet. Hierdurch kann die Aufprallenergie aufgenommen, umgewandelt und in den Fahrzeugboden eingeleitet werden. Hierzu stützt sich die Bodenplatte 4 fahrzeuginnenseitig an einer Bodengruppenverstärkung 6 ab. Die Bodengruppenverstärkung 6 ist zwischen zwei auf beiden Längsseiten des Kraftfahrzeugs angeordneten Türsäulen 7, beispielsweise der B- oder der C-Säule, quer integriert. Mit 8 sind in der 2 die Radkästen und mit 9 die unteren Seitenschweller bezeichnet.
• In der 3 ist eine Bodenplatte 10 aus einer Stahlblechplatine dargestellt, welche ebenfalls in abwechselnder Reihenfolge Bereiche H mit hoher Härte und Bereiche W mit demgegenüber geringerer Härte aufweist. Die Bereiche W fungieren als Sollknickstellen 11. In den Bereichen W der Sollknickstellen 11 ist die Blechplatine der Bodenplatte 10 walztechnisch in der Wanddicke reduziert. Die Profilierung ist hierbei auf der dem Laderaum 2 abgewandten Unterseite 12 der Bodenplatte 10 vorgenommen. Diese gezielte Wanddickenreduktion der Bodenplatte 10 unterstützt die angestrebte faltenartige Deformation der Bodenplatte 10 im Falle eines Crashs.
• Durch die in der 3 dargestellten Pfeile P1 und P2 ist angedeutet, dass die Bodenplatte 10 sowohl linear im Laderaum ausfahrbar als auch in der Neigung gegenüber der Horizontalen verstellbar ist. Hierzu ist die Bodenplatte 10 über einen Verstellmechanismus 13 in einer Linearführung 14 geführt und mittels eines Akuators 15, beispielsweise einem pneumatischen Muskel, in der Neigung verstellbar.

1

Kraftfahrzeug

2

Laderaum

3

Laderaumboden

4

Bodenplatte

5

Sollknickstelle

6

Bodengruppenverstärkung

7

Türsäule

8

Radkasten

9

Seitenschweller

10

Bodenplatte

11

Sollknickstelle

12

Unterseite v. 10

13

Verstellmechanismus

14

Linearführung

15

Aktuator

P

Pfeil

P1

Pfeil

P2

Pfeil

H

Bereich hart

W

Bereich weich

Claims (7)

1. Laderaumboden für den Laderaum (2) eines Kraftfahrzeugs, welcher eine in Längsrichtung des Laderaums (2) verlagerbare Bodenplatte (4, 10) aufweist, die zumindest eine Sollknickstelle (5, 11) besitzt, dadurch ge kennzeichnet, dass die Bodenplatte (4, 10) aus einer Blech-platine besteht und zumindest einen Bereich (H) mit einer gegenüber den anderen Bereichen (W) der Bodenplatte (4, 10) höheren Härte aufweist.
2. Laderaumboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (H) höherer Härte partiell vergütet ist.
3. Laderaumboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechplatine aus einer Stahllegierung mit einem Kohlenstoffanteil zwischen 0,15 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% besteht.
4. Laderaumboden nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (10) aus einer im Bereich der Sollknickstelle (11) walztechnisch umgeformten Blechplatine hergestellt ist.
5. Laderaumboden nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (4) fahrzeuginnenseitig an einer Bodengruppenverstärkung (6) abgestützt ist.
6. Laderaumboden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (10) gegenüber der Horizontalen in der Neigung verstellbar ist.
7. Laderaumboden nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (10) durch einen Aktuator (15) in der Neigung verstellbar ist.