DE19651627A1

DE19651627A1 - Unterbaustruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE19651627A1
Application number: DE1996151627
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Kiefer; Franz-Josef Ringel; Ulrich Dipl Ing Koepcke
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: DE19651627B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Unterbaustruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie. Gegenstand der Erfindung ist insbesondere die Verbindung zwischen einem Längsträger und einem dem Längsträger benachbarten Türschweller im Bereich des Übergangs zwischen dem Vorbau und der Fahr gastzelle.

Stand der Technik

In der DE 41 39 292 A1 ist eine Unterbaustruktur darge stellt, bei der zwischen dem Längsträger und dem Tür schweller ein Verbindungselement vorgesehen ist, dessen Ausgestaltung aber nicht näher erläutert ist.

Gemäß der EP 0 494 116 B1 ist das Verbindungselement aus zwei übereinandergesetzten nach vorn und hinten offenen Kästen aus Strangpreßprofilen gebildet, die seitlich mit einem vorderen Längsträger und einem Seitenträger (Tür schweller) verbunden sind. In den Kästen befinden sich Innenwände, so daß sie eine wabenförmige Struktur besit zen. In eine mittlere Wabe ist ein hinterer Längsträger eingesteckt, auf dessen obere Seite die Bodenplatte des Fahrzeuges aufgelegt wird.

Der bisher beschriebene Stand der Technik bezieht sich jeweils auf eine Unterbaustruktur im vorderen Teil des Fahrzeuges. Die in der DE 39 24 973 beschriebene Struktur bezieht sich auf den hinteren Teil des Fahrzeuges. Der Längsträger besteht aus zwei hintereinander angeordneten Teilen mit einem am vorderen Längsträger (entspricht dem hinteren Längsträger im vorderen Bereich des Fahrzeuges) angeschweißten Steg, der das Verbindungselement zum Tür schweller bildet. Der Steg besteht aus einem quer ange ordneten U-förmigen Profil. An den Böden des Stegs und des hinteren Längsträgers ist eine Halterung für einen Achsträger angeschraubt.

Problem

Bei der Auslegung der Struktursteifigkeit insbesondere im vorderen Bereich eines Fahrzeuges im Übergang des Vorbaus zur Fahrgastzelle sind einige Randbedingungen zu beach ten. Dieser Bereich sollte nicht zu steif sein, damit die bei einem Frontalaufprall in die Längsträger eingeleite ten Kräfte diesen Bereich und nicht den dahinter liegen den Bodenbereich verformen.

Da der Achsträger bzw. ein Achsträgerrahmen in diesem Be reich am Längsträger befestigt ist, muß er andererseits ausreichend stabil sein, um die im Fahrbetrieb auftreten den Längs-, Hoch- und Querkräfte ohne Verwindung aufneh men zu können.

Des weiteren werden am Verbindungselement häufig Befesti gungspunkte für einen Montage- bzw. Transportrahmen vor gesehen, die damit die Referenzpunkte für den weiteren Aufbau der Karosserie bilden. Die Genauigkeit, mit der der Aufbau erfolgt, hängt entscheidend davon ab, daß das vorgegebene Abstandsmaß der Befestigungspunkte zum Längs träger eingehalten wird. Da die Maße der Einzelteile aber gewissen Toleranzen unterliegen (Form- und Dickentoleran zen), wurde bisher ein eine Schiene bildendes Zwischen stück zwischen dem Längsträger und dem Verbindungselement vorgesehen. Vor der endgültigen Fixierung wurde das Ver bindungselement solange im Zwischenstück verschoben, bis sich die Befestigungspunkte im vorgesehenen Abstand zum Längsträger befanden. Es besteht somit das weitere Pro blem, eine Unterbaustruktur mit Befestigungspunkten zu realisieren, die ohne zusätzliche Einstellmaßnahmen ge eignet ist, einen hinreichend genauen Karosserieaufbau zu gewährleisten.

Lösung

Es wird eine Unterbaustruktur einer Kraftfahrzeugkarosse rie mit einem vorderen Längsträger und einem teilweise unter dem Boden der Karosserie sich erstreckenden hinte ren Längsträger vorgeschlagen, wobei eine zwischen dem vorderen Längsträger und dem hinteren Längsträger ange ordnete, seitlich abstehende Strebe vorgesehen ist, an deren Außenseite ein Türschweller angebracht ist. Die Strebe wird gebildet aus einem Grundkörper, der aus einer sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Grundplatte und einem neben der Grundplatte verlaufenden Bodenab schnitt mit einer daran anschließenden Innenwand besteht, und einem Einsatzkörper, der aus einem Bodenabschnitt und einer Außenwand gebildet ist, wobei die beiden Bodenab schnitte übereinandergelegt sind.

In dieser Ausgestaltung ist die Strebe in der Lage, ei nerseits die über die Radaufhängung eingeleiteten Kräfte ohne Verwindung aufzunehmen und sich andererseits in ei nem Crashfall zu verformen, da der Grundkörper selbst - einteilig ausgeführt und aus relativ dünnem Blech gebil det - nur wenig versteift ist.

Bodenabschnitt und Innenwand des Grundkörpers bilden zu sammen mit dem Einsatzstück ein U-förmiges Profil, das sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und an dessen hinterem Ende der hintere Längsträger und an dessen vor derem Ende der vordere Längsträger angesetzt wird. Die Strebe bildet damit einen integralen Bestandteil des Längsträgers, was zum einen den Zusammenbau erleichtert und es ermöglicht, die Materialdicke den geforderten Steifigkeiten im Übergangsbereich Vorbau Fahrgastzelle anzupassen.

Wie schon erläutert, eignet sich die Strebe wegen ihres Aufbaus auch dazu, einen Achsträger zu befestigen. Dazu weisen die Bodenabschnitte des Grundkörpers und des Ein satzstückes jeweils einen horizontal verlaufenden Bereich auf, wobei im Bereich des Einsatzstückes ein Befesti gungselement vorgesehen ist und im Bereich des Grundkör pers ein Loch, um das Gegenstück zum Befestigungselement hindurchführen zu können.

Vorzugsweise ist zumindest abschnittsweise der Winkel, der von dem Bodenabschnitt des Einsatzstückes und der Außenwand eingeschlossen wird, kleiner als 90°. Auf diese Weise ist die Außenwand nach innen geneigt, so daß sie bei einem ausreichend breiten Bodenabschnitt nahe an die Radhüllkurve herangeführt werden kann.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels, dargestellt in zwei Zeichnungen, näher erläutert werden. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der wesentlichen Bauteile der Unterbaustruktur mit einer Strebe;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Quer schnitts durch die Achsaufnahme der Strebe.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Diese stellt in ihrem mittleren Teil eine Strebe 1 dar, die aus einem Grundkörper 2 und einem Einsatzstück 3 besteht. Der Grundkörper 2 wird von einer Grundplatte 4 und einem sich daran seitlich anschließenden, in Längsrichtung erstrec kenden Bodenabschnitt 5 gebildet, an dem sich eine Innen wand 6 anschließt. Die Bezeichnung Innenwand gibt an, daß diese Wand nach dem Aufbau der gesamten Unterbaustruktur zur Fahrzeugmitte, also nach innen weist. Die Grundplatte 4 weist zwei Aufnahmelöcher 7 und 8 auf, zwischen denen eine Längssicke zur Versteifung der Grundplatte 4 ver läuft. Im hinteren Bereich ist die Grundplatte 4 zur Bil dung eines Querstegs 10 aufgewölbt. Der hintere Teil des Bodenabschnitts 5 befindet sich etwas unterhalb des Ni veaus der Grundplatte 4, steigt aber nach vorne hin leicht an, um anschließend über eine Stufe in einen hori zontal verlaufenden Bereich 11 überzugehen, der mit einem Loch 12 versehen ist. An den horizontalen Bereich schließt sich ein bogenförmig aufsteigender Bereich 13 an. Entlang des Bodenabschnitts 5, gebildet aus dem hin teren Bereich, dem horizontalen Bereich 11 und dem bogen förmig aufsteigenden Bereich 13, verläuft die Innenwand 6, wobei ihre Oberkante in etwa in stets gleichbleibendem Abstand zum Bodenabschnitt 5 verläuft.

Das Einsatzstück 3 besteht aus einem Bodenabschnitt 15, der dem Bodenabschnitt 5 des Grundkörpers 2 angepaßt ist, also dieselbe Struktur mit entsprechenden Bereichen 11', 13' aufweist, und einer in etwa senkrecht anschließenden Außenwand 16, so daß der Einsatzkörper 3 im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ist. Da die beiden Bodenab schnitte 5, 15 aneinander angepaßt sind, kann das Ein satzstück 3 auf dem Bodenabschnitt 5 des Grundkörpers 2 aufgesetzt werden, wobei die Innenwand 6 und die Außen wand 16 parallel zueinander verlaufen. Auf diese Weise ist ein U-förmiger Längsträgerabschnitt mit einem doppel lagigen Boden und einem nach oben offenen Profil gebil det, an das sich der hintere Längsträger 20 anschließt.

Der vordere Längsträger 25 besteht aus einem U-förmigen Kastenprofil, das so ausgerichtet ist, daß die offene Seite nach außen zeigt. Demnach weist der Bodenabschnitt 26 nach innen, die eine Seitenwand 27 nach unten und die andere 28 nach oben. Mit seinem hinteren Ende schließt der vordere Längsträger wie folgt an die Strebe 1 an: Die untere Seitenwand 27 geht in den Bodenabschnitt 5 bzw. 15 des Grundkörpers 2 bzw. Einsatzstücks 3 und der Bodenab schnitt 26 des vorderen Längsträgers in die Innenwand 6 des Grundkörpers 2 über.

Im Bodenabschnitt 26 des vorderen Längsträgers 25 befin det sich eine Öffnung 29 für die Antriebswelle, wobei der Bodenabschnitt 26 im Bereich der Öffnung ggf. durch einen Verstärkungseinsatz 30 versteift wird. Im vorderen Be reich des vorderen Längsträgers 25 ist eine Stütze 31 für einen Vorderachsträger angeschweißt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Quer schnitts durch die hintere Achsaufnahme.

Die Innenwand 6 des Grundkörpers 2 sowie die Außenwand 16 des Einsatzstücks 3 bilden zusammen mit den beiden Boden abschnitten 5, 15 einen U-förmigen Kasten, der die Ver bindung zwischen dem vorderen und dem hinteren Längsträ ger 25, 20 herstellt und damit einen Teilabschnitt des Längsträgers darstellt. Entscheidend ist, daß der Winkel 32 zwischen dem Bodenabschnitt 15 des Einsatzstückes 3 und der Außenwand 16 kleiner als 90° ist, d. h., daß die Außenwand 16 leicht nach innen geneigt ist. Dadurch kann der Bereich des Längsträgers, der von der Strebe gebildet wird, so konstruiert werden, daß sich die Außenwand, den zur Verfügung stehenden Raum optimal ausnutzend, an die Radhüllkurve 33 anschmiegt.

Würde dieses Verbindungsstück im Längsträger durch ein einstückiges U-Profil realisiert, so müßte die Außenwand zwingend leicht nach außen geneigt sein, da mittels eines senkrecht eingeführten Preßwerkzeuges keine Winkel klei ner als 90° dargestellt werden können. Damit in diesem Fall die Außenwand die Radhüllkurve 33 an keiner Stelle berührt oder schneidet, wäre entweder die Bodenbreite kleiner zu wählen oder der Längsträger insgesamt nach in nen zu versetzen. Im ersten Fall würde die Steifigkeit des Längsträgers leiden, im zweiten Fall würde der Motor raum entsprechend verkleinert.

Dadurch, daß das Verbindungsstück zwischen dem vorderen Längsträger und dem hinteren Längsträger aus zwei einzeln gepreßten Teilen zusammengesetzt wird, kann vor allem das Einsatzstück 3 mit einem Öffnungswinkel kleiner als 90° versehen werden, so daß der Querschnitt der Strebe in diesem Bereich trapezförmig ist und die Außenwand 16 sich wie erläutert an die Radhüllkurve anschmiegt.

Um einen Achsträger 34 an der Strebe 1 befestigen zu kön nen, befinden sich in den beiden horizontal verlaufenden Bereichen 11, 11' des Grundkörpers 2 und des Einsatz stückes 3 zueinander fluchtende Löcher und auf der Ober seite des Einsatzstückes 3 ein Käfig 35 zur Aufnahme ei ner Mutter 36. Mittels einer in die Mutter 36 eingreifen den Schraube 37 wird der Achsträger 34 an der Unterseite der Strebe 1 befestigt.

Die Aufnahmelöcher 7, 8 bilden Befestigungspunkte für ei nen Montage- bzw. Transportrahmen. Da der Grundkörper einstückig ausgebildet und Teil des Längsträgers ist, sind lediglich die bei der Herstellung des Grundkörpers auftretenden Maßabweichungen zu beachten. Diese sind aber nicht so groß, daß die Genauigkeit des Karosserieaufbaus gefährdet wäre.

Die Erfindung wird am Beispiel des linken, vorne im Fahr zeug sich befindenden Längsträgers erläutert. Entspre chende Strukturen sind spiegelbildlich auf der hinteren Seite des Fahrzeugs vorzusehen. Die Längsträger im hinte ren Bereich des Fahrzeuges lassen sich nach den gleichen Prinzipien gestalten.

Bezugszeichenliste

1

Strebe

2

Grundkörper

3

Einsatzstück

4

Grundplatte

5

Bodenabschnitt

6

Innenwand

7

Aufnahmeloch

8

Aufnahmeloch

10

Quersteg

11

Bereich

11

' Bereich

12

Loch

13

Bereich

13

' Bereich

15

Bodenabschnitt

16

Außenwand

20

Längsträger

25

Längsträger

26

Bodenabschnitt

27

Seitenwand

28

Seitenwand

29

Öffnung

30

Verstärkungseinsatz

31

Stütze

32

Winkel

33

Radhüllkurve

34

Achsträger

35

Käfig

36

Mutter

37

Schraube.

Claims

1. Unterbaustruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem vorderen Längsträger (25) und einem sich teil weise unter dem Boden der Karosserie erstreckenden hinteren Längsträger (20), einer zwischen dem vorde ren und dem hinteren Längsträger angeordneten seit lich abstehenden Strebe (1), an deren Außenseite ein Türschweller angebracht werden kann, dadurch gekenn zeichnet, daß die Strebe (1) aus einem Grundkörper (2), der aus einer sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Grundplatte (4), einem neben der Grundplatte (4) verlaufenden Bodenabschnitt (5) so wie einer daran anschließenden Innenwand (6) be steht, und einem aus einem Bodenabschnitt (15) und einer Außenwand (16) bestehenden Einsatzkörper (3) gebildet ist, wobei die beiden Bodenabschnitte (5, 15) übereinandergelegt sind und mit den im wesentli chen parallel zueinander verlaufenden Wänden (6, 16) ein U-förmiges Profil bilden.

2. Unterbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der hintere Längsträger aus einem nach oben offenen U-förmigen Profil besteht, das mit dem aus den beiden übereinandergelegten Bodenabschnitten (5, 15) und den beiden Wänden (6, 16) gebildeten U-förmigen Profil fluchtet.

3. Unterbaustruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der vordere Längsträger (25) ein zur Seite offenes Profil aufweist, dessen Bodenab schnitt (26) in die Innenwand (6) und dessen untere Seitenwand (27) in die Bodenabschnitte (5, 15) der Strebe (1) übergeht.

4. Unterbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß an der Strebe (1) ein Befestigungsmit tel (35, 36) für einen Achsträger vorgesehen ist.

5. Unterbaustruktur nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß jeder Bodenabschnitt (5, 15) einen ho rizontal verlaufenden Bereich (11, 11') aufweist, wobei im Bereich (11') des Einsatzstückes (3) das Befestigungsmittel (35, 36) vorgesehen ist und der Bereich (11) des Grundkörpers (2) mit einem Loch (12) versehen ist, durch das das Gegenstück (37) zum Befestigungsmittel hindurchgeführt ist.

6. Unterbaustruktur nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß sich an die horizontal verlaufenden Bereiche (11, 11') in Richtung auf den vorderen Längsträger (25) jeweils ein aufsteigender Bereich (13, 13') anschließt.

7. Unterbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der von der Innenwand (16) und dem Bo denabschnitt (15) des Einsatzstückes (3) einge schlossene Winkel kleiner als 90° ist.

8. Unterbaustruktur nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grund platte (4) Ansatzpunkte (7, 8) für einen Montage- bzw. Transportrahmen vorgesehen sind.