DE19943242C2 - Bodenanlage für einen Kraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenanlage für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen, der DE 39 05 650 C2 zu entnehmenden Bodenan­ lage eines Roadsters mit selbsttragendem Aufbau ist an der Unterseite des Wagenbodens eine Strebenanordnung zur Aus­ steifung gegen Verwindung vorgesehen. Die Strebenanordnung um­ fasst vier Streben, die mit ihrem jeweils einen Ende an seitlichen Schwellern und mit ihrem anderen Ende im Fahrzeug­ mittenbereich des Kraftwagens befestigt sind. Dabei verlaufen die Streben etwa in einem 45°-Winkel zur Fahrzeuglängsachse mit einem Teil ihrer Länge unterhalb der Sicherheitsfahrgastzelle, wobei sich die beiden vorderen Streben von den vorderen Enden der Schweller bis zum Vorbau des Kraftwagens und die beiden hinteren Streben von den hinteren Enden der Schweller bis zum Heck des Kraftwagens erstrecken.

Aus der EP 0 619 215 A1 ist eine Bodenanlage eines Kraftwagens bekannt, welche einen zwischen seitlichen Schwellern angeordne­ ten Wagenboden umfasst. Zur Verstärkung des Wagenbodens sind die beiden Schweller im Bereich unterhalb der Sicherheitsfahr­ gastzelle über zwei Querträger miteinander verbunden, wobei die Querträger aus unteren Blechschalen gestaltet sind, welche durch Befestigung am jeweils zugeordneten Bodenabschnitt des Wagenbodens zu einem kastenförmigen Hohlträger geschlossen sind. Eine Strebenanordnung ist in der EP 0 619 215 A1 nicht offenbart.

Die DE 28 41 796 A1 und die FR 870 383 zeigen jeweils eine Bo­ denanlage mit einem unterhalb einer Bodenplatte angeordneten Rahmen aus miteinander verbundenen Längs- und Querträgern. Da­ bei ist der Rahmen durch Diagonalträger verstärkt.

Der DE 24 21 203 A1 ist ein PKW mit einem vor und einem hinter der Fahrgastzelle angeordneten Achsaggregat entnehmbar, wobei die Aggregate über einen unterhalb der Fahrgatzelle verlaufen­ den Diagonalverband aus zwei Zugstreben miteinander verbunden sind.

Eine weitere Diagonalstrebenanordnung, welche unterhalb des Vorbaus eines PKW angeordnet ist, ist aus der US 5 417 454 A bekannt.

Schließlich zeigt die US 3 499 661 einen Rahmen für Kraftwagen, der durch zwei Diagonalstrebenanordnungen verstärkt ist. Die Diagonalstrebenanordnungen erstrecken sich jeweils von einem im Mittenbereich verlaufenden Querträger bis an das vordere und hintere Ende des Kraftwagens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenanlage ei­ nes Kraftwagens mit selbsttragendem Aufbau der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die im Be­ reich der Sicherheitsfahrgastzelle eine besonders gute Verwindungssteifigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodenanlage für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge­ löst. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiter­ bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der Bodenanlage nach der Erfindung ist durch den zwischen den Schwellern nach oben versetzt angeordneten Wagenboden mit den nach unten überstehenden Schwellerabschnitten und durch eine die Schweller in ihrem unteren Bereich miteinander verbin­ dende, in einem erheblichen Abstand unterhalb des Bodens der Sicherheitsfahrgastzelle angeordnete Strebenanordnung eine im Querschnitt kastenförmige Tragstruktur geschaffen, die eine gezielte Aussteifung im Bereich der Sicherheitsfahrgastzelle bewirkt. Durch die ausgesteifte Bodenanlage kann der darüber­ liegende Bereich der Sicherheitsfahrgastzelle beispielsweise aus Leichtbaugründen zumindest teilweise geringer dimensionier­ te, tragende Säulen und Rahmen aufweisen oder bei einem oben offenen Fahrzeug kann eine ausreichende Verwindungssteifigkeit der Tragstruktur ohne mittragendes Dach erreicht werden. Zudem kann mit der im Abstand unterhalb des Wagenbodens angeordneten Strebenanordnung auf einen zweiten tragenden Boden, wie er z. B. bei der Sandwichbauweise üblich ist, verzichtet werden. Viel­ mehr kann die Strebenanordnung an der Unterseite von einer nicht tragenden und daher leichten Unterbodenverkleidung abge­ deckt sein. Der durch die kastenförmige Tragstruktur mit der Unterbodenverkleidung entstandene Zwischenraum kann vorteilhaft als Trocken- oder Naßraum ausgebildet sein, innerhalb dem Ag­ gregate wie Tank oder dgl. angeordnet sein können. Die Streben­ anordnung ist nicht nur aus Gründen des Zugänglichkeit der Aggregate vorzugsweise abnehmbar ausgebildet. Vielmehr läßt sich mit der im Bedarfsfall nachträglich anbringbaren Streben­ anordnung eine Standardfahrgastzelle für den Serienfahrzeugbau verwenden, bei der auf einfache Weise eine gegenüber einer dachseitig geschlossenen eine offene Fahrgastzelle nachrüstbar ist.

Durch die Befestigung der Streben im vorderen und hinteren Endbereich der seitlichen Schweller wird eine sich über die annähernd gesamte Länge der Sicherheitsfahrgastzelle erstrec­ kende, besonders aussteifende Strebenanordnung geschaffen. Dabei wird durch zwei sich im Mittenbereich des Kraftwagens kreuzende Diagonalstreben eine baulich besonders einfache An­ ordnung der Streben erreicht.

Als vorteilhaft hat sich auch die Anbindung der Diagonalstreben im vorderen Knotenbereich zwischen A-Säule, Schweller und Längsträger und im hinteren Knotenbereich zwischen B-Säule, Schweller und einem Querträger erwiesen, da die seitlichen Knotenbereiche sehr steif ausgebildet sind.

Durch eine in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Schwel­ lern befestigte Schottwand wird die kastenförmige Tragstruktur im Bereich der hinteren Enden der Diagonalstreben zusätzlich verstärkt. Dabei ist der untere Bereich der Schottwand vorzugs­ weise von dem Querträger gebildet, der versteifend zwischen den beiden hinteren Knotenbereichen angeordnet ist.

Durch die im Kreuzungsbereich der Diagonalstreben vorgesehene Stütze können auf einfache Weise Schwingungen der Strebenanord­ nung verhindert werden.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Strebenan­ ordnung durch eine Unterbodenverkleidung zu überdecken, wodurch einerseits der Zwischenraum zur Unterbringung von Aggregaten und andererseits ein Schutz z. B. gegen Steinschlag, Schmutz oder dgl. für die Bodenanlage geschaffen ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung erge­ ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1 eine räumliche Ansicht auf die erfindungsgemäße Bodenanlage ohne Unterbodenverkleidung, die an der Unterseite des Wagenbodens eine Strebenan­ ordnung zur Aussteifung gegen Verwindung um­ faßt;

Fig. 2 eine räumliche Ansicht auf die Strebenanordnung mit zwei Diagonalstreben, die über Konsolen bzw. eine zentrale Stütze befestigt sind, sowie auf eine Schottwand, die im Bereich des hinte­ ren Endes des Wagenbodens angeordnet ist; und

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Bodenanlage mit der Unterbo­ denverkleidung in Fahrzeugquerrichtung.

In Fig. 1 ist in räumlicher Ansicht eine Bodenanlage für einen Kraftwagen mit selbsttragendem Aufbau gezeigt, die eine in einem Abstand unterhalb eines Wagenbodens 10 verlaufende Strebenanordnung 12 zur Aussteifung gegen Verwindung aufweist. Der als zweisitziges Subkompaktfahrzeug ausgebildete Kraftwagen umfaßt eine Sicherheitsfahrgastzelle 14, eine vor einer vor­ deren Stirnwand 16 liegenden vordere Knautschzone 18 und eine hintere Knautschzone 20. Der Kraftwagen ist hier mit einem offenen Dach ausgebildet, bei dem eine A- und eine B-Säule 22, 24 jeweils im Bereich des Dachs enden. Zwischen den oberen Enden der beidseitigen B-Säulen 24 ist ein die Karosserie zu­ sätzlich aussteifender Querträger 26 erkennbar. Natürlich kann die Bodenanlage auch bei einem Coupéfahrzeug oder einer Limou­ sine vorgesehen werden, bei denen die A- und die B-Säule über einen seitlich des Dachs verlaufenden Dachholm miteinander verbunden sind. Im vorderen Bereich der Bodenanlage sind je­ weils innenseitig des zugeordneten Radlaufes 28 angeordnete Längsträger 30 erkennbar, deren Querschnitt sich in Fahrzeug­ längsrichtung nach hinten vergrößert. Hinter den Radläufen 28 sind die Längsträger 30 in Richtung eines Knotenbereichs 31 nach außen gekrümmt, in dem sich der jeweilige Längsträger 30 mit einem zugeordneten seitlichen Schweller 32 und der zugeord­ neten A-Säule 22 treffen und fest miteinander verbunden sind. Wie in Fig. 1 erkennbar, vergrößert sich die Höhe des Schwellers 32 in Richtung der B-Säule 24. Wie insbesondere in Zusammen­ schau mit Fig. 3 ersichtlich, ist der Wagenboden 10 zwischen den Schwellern 32 nach oben versetzt angeordnet, so daß untere Schwellerabschnitte 37 in einem erheblichen Maß nach unten überstehen. Die beiden Längsträger 30 sind im Bereich der vor­ deren Knautschzone 18 über zwei Querträger 33, 34 verbunden; die beiden Schweller 32 sind über zwei weitere Querträger 35, 36 miteinander verbunden, die an der Unterseite des Wagenbodens 10 verlaufen. Im Bereich der hinteren Knautschzone 20 ist ein Integralträger 38 zur Aufnahme eines nicht dargestellten An­ triebsaggregates und eines ebenfalls nicht gezeigten Hinter­ achsmoduls angeordnet. Von der Strebenanordnung 12 der Bodenan­ lage sind in Fig. 1 zwei die Schweller 32 jeweils miteinander verbindende Diagonalstreben 39, 40 ersichtlich, die einander im Mittenbereich des Fahrzeugs kreuzen und im unteren, vorderen und hinteren Endbereich der Schweller 32 bzw. der nach unten abragenden Schwellerabschnitte 37 befestigt sind. Dabei ver­ laufen die beiden Diagonalstreben 39, 40 mit ihrer gesamten Länge unterhalb der Sicherheitsfahrgastzelle 14. Die beiden vorderen Enden 41, 42 der Diagonalstreben 39, 40 sind auf im weiteren noch näher erläuterte Weise im zugeordneten Knotenbe­ reich 31 zwischen Längsträger 30, Schweller 32 und A-Säule 22 befestigt. Die beiden hinteren Enden 43, 44 der Diagonalstreben 39, 40 sind in einem zugeordneten Knotenbereich 45 zwischen B- Säule 24, Schweller 32 und einem unten an einer Schottwand 46 angeordneten weiteren Querträger 48 auf im weiteren noch be­ schriebene Art abgestützt. Bei einer Limousine wären die hinte­ ren Enden 43, 44 der Diagonalstreben 39, 40 vorzugsweise in einem zugeordneten Knotenbereich zwischen einer C-Säule und dem Schweller 32 befestigt. Der Wagenboden 10, die nach unten abra­ genden Schwellerabschnitte 37 und die Strebenanordnung 12 bil­ den damit eine im Querschnitt kastenförmige, die statische und dynamische Torsions- und Biegesteifigkeit der Bodenanlage erhöhende Tragstruktur 50.

In Fig. 2 ist in räumlicher Ansicht die Strebenanordnung 12 mit den Diagonalstreben 39, 40 gezeigt, die hier als im Querschnitt etwa ovale Zug- und Druckstreben ausgebildet sind. Natürlich wäre anstelle des ovalen auch jeder andere gebräuchliche Quer­ schnitt denkbar. An den vorderen und hinteren Enden 41, 42, 43, 44 sind die Diagonalstreben 39, 40 über Konsolen 52 an den vorderen und hinteren Knotenbereichen 31, 45 der Schweller 32 befestigt, wobei die Konsolen 52 vorzugsweise in den Knotenbereichen 31, 45 mit den Schwellern 32 verschweißt sind. Die Diagonalstreben 39, 40 sind vorzugsweise lösbar, z. B. mit Schraubverbindungen 47 an den Konsolen festgelegt. Natürlich können die Diagonal­ streben 39, 40 auch direkt an den Schwellern 32 oder den Knoten­ bereichen 31, 45 angeschraubt sein. In ihrem Kreuzungsbereich 54 im Mittenbereich des Kraftwagens sind die beiden Diagonal­ streben 39, 40 über eine Schraubverbindung an einer zentralen Stütze 56 auf Abstand unterhalb des Wagenbodens 10 gehalten, die ihrerseits an dem Querträger 35 (Fig. 1) angeschweißt oder dgl. befestigt ist. Die kastenförmige Tragstruktur 50 ist im Bereich der hinteren Enden 43, 44 der Diagonalstreben 39, 40 durch die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende, die beiden Schweller 32 miteinander verbindende Schottwand 46 verstärkt, die hier über Befestigungslaschen 58 am hinteren Querträger 36 (Fig. 1) des Wagenbodens 10 befestigt ist. In der Schottwand 46 sind Ausnehmungen z. B. für Kabel oder aus Gründen der Gewichts­ ersparnis sowie Rippen zur zusätzlichen Versteifung vorgesehen. Der untere Bereich der Schottwand 46 ist durch den Querträger 48 verstärkt ausgebildet. Anstelle der Schottwand 46 könnten auch Streben vorgesehen werden, mit denen der jeweils hintere Endbereich der Schweller 32 am Wagenboden 10 abgestützt ist. Dabei könnten die Streben im Eckbereich zwischen Wagenboden 10 und zugeordnetem Schweller 32 als Eckversteifung einerends hinten am Schweller 32 und andernends am Querträger 48 be­ festigt sein. Anstelle dieser Eckstreben wären auch im wesent­ lichen dreieckförmige Eckversteifungen denkbar.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht durch die Bodenan­ lage in Fahrzeugquerrichtung, wobei die Schnittebene in Fahr­ zeuglängsrichtung betrachtet durch den an der Unterseite des Wagenbodens 10 angeordneten Querträger 35 und der unterhalb von diesem befestigten Stütze 56 verläuft. Dabei ist die im Quer­ schnitt kastenförmige Tragstruktur 50 mit dem zwischen den Schwellern 32 nach oben versetzt angeordneten Wagenboden 10 und mit der zwischen den nach unten abragenden Schwellerabschnitten 37 angeordneten Strebenanordnung 12 erkennbar. Die Schottwand 46 ist in dieser Darstellung nicht angedeutet. Die lösbar ange­ ordnete Strebenanordnung 12 ist durch eine Unterbodenver­ kleidung 62 aus Kunststoff abgedeckt, die sich in geringem Abstand unterhalb der Diagonalstreben 39, 40 erstreckt. Die Unterbodenverkleidung 62 ist beispielsweise über Rastmittel oder Schraubverbindungen an den seitlichen Schwellern 32 und an der Schottwand 46 lösbar befestigt. Der im wesentlichen durch den Wagenboden 10, die Schweller 32 und der Unterbodenver­ kleidung 62 gebildete Zwischenraum ist hier als Naßraum vorge­ sehen, innerhalb dem Aggregate wie ein nicht gezeigter Kraft­ stofftank oder dgl. angeordnet sind. Zum Ableiten von Wasser sind dabei in der Unterbodenverkleidung 62 Öffnungen 64 vorge­ sehen.

Claims (11)

1. Bodenanlage für einen Kraftwagen, die an der Unterseite des Wagenbodens eine Strebenanordnung zur Aussteifung gegen Ver­ windung aufweist, wobei jeweils ein Ende von mindestens zwei Streben der Strebenanordnung zumindest mittelbar an seitli­ chen Schwellern des Kraftwagens abgestützt ist, und wobei die Streben mit einem Teil ihrer Länge unterhalb der Sicherheits­ fahrgastzelle verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (39, 40) der Strebenanordnung (12) mit ihrer gesamten Länge unterhalb der Sicherheitsfahrgastzelle (14) verlaufen, daß der Wagenboden (10) zwischen den Schwellern (32) nach oben versetzt angeordnet ist, und daß die nach un­ ten überstehenden Schwellerabschnitte (37) in ihrem unteren Bereich durch die in einem Abstand unterhalb des Wagenbodens (10) angeordnete Strebenanordnung (12) miteinander verbunden sind, wodurch Wagenboden (10), Schwellerabschnitte (37) und Strebenanordnung (12) eine im Querschnitt kastenförmige Trag­ struktur (50) bilden.

2. Bodenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen und hinteren Endbereiche der seitlichen Schweller (32) über die Streben (39, 40) der Strebenanordnung (12) miteinander verbunden sind.

3. Bodenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebenanordnung (12) zwei Diagonalstreben (39, 40) umfaßt, die einander im Mittenbereich des Kraftwagens kreu­ zen, wobei die Schweller (32) beider Fahrzeugseiten über je­ de der Diagonalstreben (39, 40) miteinander verbunden sind.

4. Bodenanlage nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Enden (41, 42) der Diagonalstreben (39, 40) in einem Knotenbereich (31) zwischen A-Säule (22), Schweller (32) und Längsträger (30) auf der zugeordneten Fahrzeugseite abgestützt sind.

5. Bodenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Enden (43, 44) der Diagonalstreben (39, 40) in einem Knotenbereich (45) zwischen B-Säule (24), Schweller (32) und Querträger (48) auf der zugeordneten Fahrzeugseite abgestützt sind.

6. Bodenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kastenförmige Tragstruktur (50) im Bereich der hin­ teren Enden (43, 44) der Diagonalstreben (39, 40) durch eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schottwand (46) ver­ stärkt ist, die an den beiden Schwellern (32) und am Wagen­ boden (10) befestigt ist.

7. Bodenanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der Schottwand (46) von dem Querträ­ ger (48) gebildet ist.

8. Bodenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonalstreben (39, 40) im Kreuzungsbereich (54) mit­ einander verbunden und über eine Stütze (56) unter dem Wa­ genboden (10) auf Abstand gehalten sind.

9. Bodenanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (56) von einem Querträger (35) des Wagenbo­ dens (10) nach unten absteht.

10. Bodenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (39, 40) als Zug- und Druckstreben ausgebildet sind.

11. Bodenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebenanordnung (12) durch eine Unterbodenverklei­ dung (62) abgedeckt ist.