DE4335043A1 - Fahrzeug-Aufbaustruktur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Aufbaustruktur mit aus Leichtmetall gefertigten Strangpreßprofilen, welche Längsträger, Querträger und vertikale Säulen bilden.

Eine Fahrzeug-Aufbaustruktur der vorstehenden Art ist beispielsweise in der DE-C-40 40 946 beschrieben. Gemäß dieser Schrift ist eine vertikale Säule aus Leichtmetall in eine Ausnehmung eines Längsträgers eingeschoben und in dieser Position durch eine Schweißnaht gehalten.

Die DE-A-40 09 401 zeigt auch schon eine Verbindung von Längsträgern und Querträgern mittels eines Knotenelemen­ tes, welches so ausgebildet ist, daß die zu verbindenden Träger in Aufnahmen des Knotenelementes eingeschoben und anschließend beispielsweise durch Kleben miteinander ver­ bunden werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Fahrzeug-Aufbaustruktur der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine für eine automatische Montage optimale Verbindung verschiedener Träger im Bereich eines als Türschweller ausgebildeten Längsträgers möglich ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein als Türschweller ausgebildeter Längsträger an seiner der Fahrzeuginnenseite zugewandten Innenseite nahe seiner Unterseite eine zur Fahrzeuginnenseite hin vorspringende Auflage für Endabschnitte der Querträger aufweist, welche zur Abstützung eines Fahrzeugbodens vorgesehen sind, und daß auf dem jeweiligen Endabschnitt jedes Querträgers von oben her eine Sitzschiene aufgesetzt ist, welche zusätz­ lich gegen die Innenseite des Längsträgers anliegt.

Durch diese Ausbildung wird es möglich, die Querträger einfach auf die Auflage des Längsträgers von oben her aufzulegen und in dieser Position durch die anschließende Befestigung der Sitzschiene zu halten. Die Endabschnitte der Querträger werden erfindungsgemäß zwischen der Unter­ kante der Sitzschiene und der Auflage des Längsträgers eingeklemmt, so daß sie allein durch ohnehin für andere Zwecke erforderliche Bauteile sicher und auf sehr einfa­ che Weise befestigt sind.

Die Verbindung ist für ein Verkleben optimal gestaltet, weil im Bereich der aufeinanderliegenden Flächen keine Scherkräfte auftreten können, wenn gemäß einer vorteil­ haften Weiterbildung der Erfindung die Auflage zumindest eine in Längsrichtung verlaufende Einprägung aufweist, in die die Querträger mit jeweils einem in Längsrichtung verlaufenden Vorsprung greifen.

Einen für ein Verkleben vorteilhaften, großflächigen Auf­ lagebereich erhält man, wenn die Auflage an ihrer Ober­ seite einen waagerechten Bereich mit der Einprägung, daran anschließend einen schräg nach unten abfallenden Bereich und nahe ihrer Unterseite einen zur Fahrzeugin­ nenseite gerichteten unteren Auflagevorsprung aufweist.

Eine zusätzliche Sicherung gegen auftretende Scherkräfte und einen besonders guten Verbund der aufeinanderstoßen­ den Teile wird erreicht, wenn der untere Auflagevorsprung an seiner fahrzeuginnenseitigen Vorderkante einen nach oben gerichteten Haltevorsprung aufweist, über den die Querträger mit einer Profileinprägung formschlüssig grei­ fen.

Die Sitzschiene wird nach der Montage der Querträger formschlüssig gegen die Innenseite des Längsträgers ge­ halten und ruht gleichzeitig aufgrund ihres Gewichtes auf den Endabschnitten der Querträger, wenn gemäß einer ande­ ren Weiterbildung der Erfindung die Querträger nahe ihrer äußeren Oberseite eine nach oben gerichtete, in Fahrzeug­ längsrichtung verlaufende Profilierung aufweisen, welche eine größere Höhe haben als der jeweilige Endabschnitt der Querträger, welcher auf der Auflage aufliegt.

Die aufeinanderstoßenden Teile können prinzipiell auf be­ liebige Weise miteinander verbunden werden, beispiels­ weise durch Schweißen. Besonders vorteilhaft ist es je­ doch, wenn die Längsträger, Querträger und die Sitz­ schiene durch Kleben miteinander verbunden sind.

Die Sitzschiene kann ihrerseits an der Innenseite des Längsträgers dadurch zusätzlich gehalten werden, daß oberhalb der Sitzschiene an der Innenseite des Längsträ­ gers ein von oben her gegen die Sitzschiene anliegendes und mit einem Frontsteg geringfügig über die Vorderkante der Sitzschiene greifendes Halteprofil befestigt ist.

Auch dieses Halteprofil kann durch eine automatische Mon­ tage an der Innenseite des Längsträgers formschlüssig fi­ xiert werden, wenn zur Befestigung des Halteprofils aus der Innenseite des Halteprofils eine schräg nach oben ge­ richtete, in eine Ausnehmung des Halteprofils greifende Halteleiste vorgesehen ist.

Ganz besonders einfach ist das Halteprofil zu montieren und bei Bedarf zu demontieren, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Halteprofil zum Einsetzen in eine Aufnahme der Innenseite des Längsträgers im oberen Bereich eine Kralle und im unteren Bereich die über die Halteleiste greifende Ausnehmung hat.

Zur weiteren Vereinfachung trägt es bei, wenn die Auf­ nahme und die Ausnehmung oder die Halteleiste zum Verha­ ken mit der Kralle bzw. der Halteleiste ausgebildet sind.

Eine besonders hohe Biegefestigkeit der Längsträger, wel­ che für die Steifigkeit eines Fahrzeugs im Falle eines Seitenaufpralls wichtig ist, ergibt sich, wenn gemäß ei­ ner anderen Ausgestaltung der Erfindung der als Tür­ schweller dienende Längsträger in seinem Inneren sich gitterartig kreuzende Aussteifungsstege aufweist.

Die verschiedenen Träger können alternativ auch dadurch miteinander verbunden werden, daß zur Verbindung von Längsträgern, senkrechten Säulen und Querträgern ein Kno­ tenelement vorgesehen ist, in welches die Längsträger, Querträger und senkrechten Säulen mit einem Einschiebebe­ reich greifen.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform für eine solche Steckverbindung besteht darin, daß das Kno­ tenelement auf seiner Oberseite einen nach oben ragenden Steg und zu beiden Seiten des Steges jeweils eine Durch­ brechung hat und daß der Endbereich der mit dem Knoten­ element zu verbindenden Säule zur Aufnahme des Steges einen entsprechenden Schlitz aufweist.

Eine besonders hohe Festigkeit im Verbindungsbereich er­ gibt sich, wenn das Knotenelement und der Längsträger sich gitterartig kreuzende Aussteifungsstege aufweisen und diese Aussteifungsstege des Längsträgers zugleich den Einschiebebereich zum Einschieben in das Knotenelement bilden. Durch diese Gestaltung erreicht man, daß die Bau­ teile sich mit sehr vielen Flächen berühren, was wiederum für ein Verkleben vorteilhaft ist.

Statt zum Einschieben der Querträger jeweils in ein Fen­ ster kann man auch vorsehen, daß das Knotenelement an zu­ mindest einer Längsseite einen kastenförmigen Ansatz hat, welcher zum Eingreifen in das Ende eines Querträgers aus­ gebildet ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend be­ schrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Fahrzeug-Aufbaustruktur im Bereich der Türschweller,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Aus­ führungsform des in Fig. 1 gezeigten Be­ reiches,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine geänderte Ausführungsform der Aufbaustruktur im Be­ reich eines Halteprofils,

Fig. 4 eine perspektivische Zusammenstellung des Knotenbereiches dreier aufeinanderstoßen­ der Bauteile nach einer dritten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer geänderten Ausführungsform,

Fig. 6 einen Schnitt durch die Anordnung nach der Fig. 5 entlang der Linie VI-VI in Fig. 5.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen als Türschweller ausgebildeten Längsträger 1, welcher an seiner Oberseite einen Steg 2 mit einer üblichen Dichtung 36 hat, gegen die eine Fahrzeugtüre 3 mit einer Türdichtung 4 anliegt. Eine zweite Türdichtung 5 stützt sich außenseitig an dem Längsträger 1 ab.

Wichtig für die Erfindung ist eine Auflage 6, welche am Längsträger 1 vorgesehen ist und zur Fahrzeuginnenseite vorspringt. Diese Auflage 6 hat einen waagerechten Be­ reich 7 mit einer in Längsrichtung verlaufenden Einprä­ gung 8, einem schräg nach unten hin abfallenden Bereich 9 und daran anschließend einen Auflagevorsprung 10 mit ei­ nem nach oben gerichteten Haltevorsprung 11. Auf der Auf­ lage 6 liegt ein Querträger 12 mit einem Endabschnitt 13 auf. Dieser hat an seinem äußersten Ende einen nach unten gerichteten Vorsprung 14, der genau in die Einprägung 8 paßt. Zur zusätzlichen Lagenfixierung greift der Querträ­ ger 12 mit einer Profileinprägung 15 über den Haltevor­ sprung 11 des Auflagevorsprunges 10.

Der Querträger 12 wird dadurch auf der Auflage 6 gehal­ ten, daß eine Sitzschiene 16 mit ihrer Unterkante den Endabschnitt 13 zwischen sich und dem waagerechten Be­ reich 7 der Auflage 6 einklemmt. Diese Sitzschiene 16 liegt gegen eine Innenseite 17 des Längsträgers 1 an. Der Querträger 12 hat an seiner Oberseite eine nach oben ge­ richtete, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Profilie­ rung 18, welche auf der Fahrzeuginnenseite teilweise nach oben hin über die Sitzschiene 16 greift. Die Sitzschiene 16 wird deshalb im unteren Bereich formschlüssig in der dargestellten Position gehalten.

Die dargestellten Bauteile greifen, was die Zeichnung zeigt, jeweils durch Schrägen, Nuten, Hintergreifungen zusammen, so daß eine automatische Montage leicht möglich ist. Gleichzeitig stehen jeweils relativ große Verbin­ dungsflächen zur Verfügung, was eine Klebeverbindung be­ günstigt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist oberhalb der Sitzschiene 16 an der Innenseite 17 des Längsträgers 1 ein Halteprofil 19 befestigt, welches von oben her auf der Sitzschiene 16 aufsitzt und diese mit einem Frontsteg 20 an der Vorderseite geringfügig übergreift. Das Halte­ profil 19 sichert deshalb die Sitzschiene 16 zusätzlich. Sie selbst ist durch eine schräg nach oben weisende, von der Innenseite 17 des Längsträgers 1 vorspringenden Hal­ teleiste 21 gehalten, die in eine entsprechende Ausneh­ mung 22 des Halteprofils 19 greift.

Die Fig. 2 läßt zusätzlich erkennen, daß der Längsträger 1 in seinem Inneren sich gitterartig kreuz ende Ausstei­ fungsstege 23, 24 hat, welche die Steifigkeit des Längs­ trägers 1 wesentlich erhöhen.

Die Fig. 3 zeigt, daß das Halteprofil 19 an seinem obe­ ren Ende eine bogenförmige Kralle 34 aufweisen kann, wel­ che in eine im Querschnitt kreissektorförmige Aufnahme 33 hinter einen Rastvorsprung 37 greift. Nahe ihres unteren Endes greift das Halteprofil 19 ähnlich wie bei der Aus­ führungsform nach Fig. 2 mit der Ausnehmung 22 über eine vorspringende Halteleiste 21, die allerdings bei dieser Ausführungsform zum Verhaken mit der Ausnehmung 22 eine widerhakenartige Rastnase 38 hat.

Die perspektivische Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt ein Knotenelement 25, welches zum Verbinden des Längsträgers 1, des Querträgers 12 und einer senkrechten Säule 26 dient, bei der es sich beispielsweise um die A-Säule des Kraftfahrzeugs handeln kann. Die zu verbindenden Teile werden jeweils mit einem Einschiebebereich in das Knoten­ element 25 eingeschoben. Ein solcher Einschiebebereich 27 ist bei dem Längsträger 1 durch aus dem geschlossenen Teil des Längsträgers 1 ragende Aussteifungsstege 23, 23b, 24 gebildet.

Zum Verbinden mit der Säule 26 hat das Knotenblech 25 an seiner Oberseite einen nach oben gerichteten Steg 28 und zu beiden Seiten des Steges 28 jeweils eine Durchbrechung 29, 30. Die Säule 26 hat in ihrem untersten Bereich einen nach unten hin offenen Schlitz 31, in den der Steg 28 paßt, so daß die Säule 26 in die Durchbrechungen 29, 30 geschoben werden kann.

Zum Einschieben des Querträgers 12 ist in einer Seiten­ wand des Knotenelementes 25 ein Fenster 32 vorgesehen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß das Knotenelement 25 an­ stelle des Fensters 32 auch einen Ansatz 35 haben kann, auf den der Querträger 12 aufgeschoben werden kann. Wei­ terhin ist in Fig. 5 zu erkennen, daß der Einschiebebe­ reich 27 auch statt aus einzelnen Stegen gebildet zu sein als geschlossener Hohlprofilansatz ausgebildet werden kann.

Claims (15)

1. Fahrzeug-Aufbaustruktur mit aus Leichtmetall gefer­ tigten Strangpreßprofilen, welche Längsträger, Quer­ träger und vertikale Säulen bilden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein als Türschweller ausgebildeter Längsträger (1) an seiner der Fahrzeuginnenseite zu­ gewandten Innenseite nahe seiner Unterseite eine zur Fahrzeuginnenseite hin vorspringende Auflage (6) für Endabschnitte (13) der Querträger (12) aufweist, welche zur Abstützung eines Fahrzeugbodens vorgese­ hen sind, und daß auf dem jeweiligen Endabschnitt (13) jedes Querträgers (12) von oben her eine Sitz­ schiene (16) aufgesetzt ist, welche zusätzlich gegen die Innenseite (17) des Längsträgers (1) anliegt.

2. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auflage (6) zumindest eine in Längsrichtung verlaufende Einprägung (8) aufweist, in die die Querträger (12) mit jeweils einem in Längsrichtung verlaufenden Vorsprung (14) greifen.

3. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auflage (6) an ihrer Oberseite einen waagerechten Bereich (7) mit der Einprägung (8), daran anschließend einen schräg nach unten ab­ fallenden Bereich (9) und nahe ihrer Unterseite einen zur Fahrzeuginnenseite gerichteten unteren Auflagevorsprung (10) aufweist.

4. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der untere Auflagevorsprung (10) an seiner fahrzeuginnenseitigen Vorderkante einen nach oben gerichteten Haltevorsprung (11) aufweist, über den die Querträger (12) mit einer Profileinprä­ gung (15) formschlüssig greifen.

5. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (12) nahe ihrer äußeren Oberseite eine nach oben gerichtete, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Profilierung (18) aufweisen, welche eine größere Höhe haben als der jeweilige Endabschnitt (13) der Querträger (12), welcher auf der Auflage (6) aufliegt.

6. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (1), Querträger (12) und die Sitz­ schiene (16) durch Kleben miteinander verbunden sind.

7. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Sitzschiene (16) an der Innenseite (17) des Längsträgers (1) ein von oben her gegen die Sitzschiene (16) anliegendes und mit einem Frontsteg (20) geringfügig über die Vorderkante der Sitz­ schiene (16) greifendes Halteprofil (19) befestigt ist.

8. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Befestigung des Halteprofils (19) aus der Innenseite (17) des Längsträgers (1) eine schräg nach oben gerichtete, in eine Ausnehmung (22) des Halteprofils (19) greifende Halteleiste (21) vorgesehen ist.

9. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteprofil (19) zum Einsetzen in eine Aufnahme (33) der Innenseite (17) des Längsträgers (1) im oberen Bereich eine Kralle (34) und im unteren Bereich die über die Halteleiste (21) greifende Ausnehmung (22) hat.

10. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aufnahme (33) und die Ausneh­ mung (22) oder die Halteleiste (21) zum Verhaken mit der Kralle (34) bzw. der Halteleiste (21) ausgebil­ det sind.

11. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Türschweller dienende Längsträger (1) in seinem Inneren sich gitterartig kreuzende Ausstei­ fungsstege (23, 24) aufweist.

12. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von Längsträgern (1), senkrechten Säulen (26) und Querträgern (12) in Knotenelement (25) vorgesehen ist, in welches die Längsträger (1), Querträger (12) und senkrechten Säulen (26) mit ei­ nem Einschiebebereich (27) greifen.

13. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenelement (25) auf sei­ ner Oberseite einen nach oben ragenden Steg (28) und zu beiden Seiten des Steges (28) jeweils eine Durch­ brechung (29, 30) hat und daß der Endbereich der mit dem Knotenelement (25) zu verbindenden Säule (26) zur Aufnahme des Steges (28) einen entsprechenden Schlitz (31) aufweist.

14. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenelement (25) und der Längsträger (1) sich gitterartig kreu­ zende Aussteifungsstege (23, 23b, 24) aufweisen und diese Aussteifungsstege (23, 23b, 24) des Längsträ­ gers (1) zugleich den Einschiebebereich (27) zum Einschieben in das Knotenelement (25) bilden.

15. Fahrzeug-Aufbaustruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenelement (25) an zumin­ dest einer Längsseite einen kastenförmigen Ansatz (35) hat, welcher zum Eingreifen in das Ende eines Querträgers (12) ausgebildet ist.