DE4442741C2 - Bodenstruktur für einen Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenstruktur für einen Personen­ kraftwagen mit zwei sich übernahe zu die gesamte Fahrzeuglänge erstreckenden Längsträgern, zwischen denen mehrere in Fahrzeug­ längsrichtung hintereinander angeordnete Profilkästen vorgesehen sind.

Eine solche Bodenstruktur ist aus der US 21 89 719 bekannt. Die bekannte Bodenstruktur weist zwischen zwei Längsträgern mehrere in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete Profilkästen auf, die rahmenartig gestaltet sind. Diese Profilkästen sind einstückig gebogen und an ihren stumpf aneinander anschließenden Stirnenden miteinander verschweißt.

Aus der DE 42 32 574 A1 ist eine Fahrzeugbodengruppe für einen offenen Personenkraftwagen bekannt, die eine vierseitige Trä­ geranordnung sowie eine kreuzähnliche Trägeranordnung aus zwei diagonal verlaufenden Trägern aufweist. Die diagonal verlaufen­ den Träger sind an ihren Kreuzungsenden starr miteinander ver­ bunden und stehen an ihren Enden mit der vierseitigen Trägeran­ ordnung in Verbindung. Dadurch wird eine Bodengruppe mit hoher Torsions- und Schubsteifigkeit erzielt.

Die DE 42 32 574 A1 offenbart eine Trägeranordnung für ein Kraftfahrzeug, die ohne das Vorsehen seitlicher Längsträger di­ rekt die Bodengruppe des Kraftfahrzeugs bildet.

Die EP 0 001 176 A1 offenbart eine Tragkonstruktion, die mehrere quadratische Profilkästen aufweist, die durch die Zwischenlage­ rung zwischen geeignet gestalteten Deckplatten zu der stabilen Tragkonstruktion verbunden sind.

Aus der US 26 27 426 ist eine Bodengruppe für ein Kraftfahrzeug bekannt, deren Trägerteile zwei- oder mehrteilig ausgebildet sind. Diese Trägerteile sind miteinander verschweißt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bodenstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine hohe Torsionssteifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Profilkasten recht­ eckig gestaltet und aus hochkant angeordneten Kastenteilen zu­ sammengesetzt ist, mit seinen seitlichen Kastenteilen an die Längsträger starr angebunden ist und mit zwei diagonal verlau­ fenden und sich kreuzenden Verstärkungsstegen versehen ist, die hochkant in dem Profilkasten angeordnet sind, wobei die Höhe der Verstärkungsstege der Höhe der Kastenteile entspricht. Dadurch wird eine sehr hohe gewichtsspezifische Torsions- und Biegestei­ figkeit erzielt. Eine solche Bodenstruktur ist vorteilhaft für eine vollautomatische Serienfertigung geeignet. Die erfindungs­ gemäße Bodenstruktur weist eine verbesserte Kräfteverteilung und einen verbesserten Energieabbau bei einem Crash auf. Im Repara­ turfall ist es in einfacher Weise möglich, lediglich einzelne Profilkästen auszutauschen, ohne daß die gesamte Bodenstruktur demontiert werden muß. Durch die diagonal verlaufenden und sich kreuz enden Verstärkungsstege wird insbesondere die Biegesteifig­ keit des Profilkastens und damit der Bodenstruktur erhöht. Diese Vorteile ergeben sich insbesondere durch die Fachwerkbauweise der Bodenstruktur.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Kastenteile und die Ver­ stärkungsstege als Blechprofile ausgebildet und zu den Profilkä­ sten miteinander verschweißt. Dies ist eine einfache und kosten­ günstige Herstellungsweise. Dadurch wird mit einfachen Mitteln eine hohe Biegesteifigkeit des Profilkastens erzielt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Blechprofile mit Ausstanzungen und/oder Rändelungen versehen. Dadurch wird das Gewicht der Blechprofile weiter reduziert, so daß sich eine Bodenstruktur in Leichtbauweise ergibt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbei­ spiele der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur für einen Per­ sonenkraftwagen, die mehrere fachwerkartig zusammenge­ setzte Profilkästen aufweist,

Fig. 2 in vergrößerter perspektivischer Darstellung einen Pro­ filkasten der Bodenstruktur nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Bodenstruktur gemäß Fig. 1, bei der zwei sich parallel nebeneinander erstreckende Reihen von Profilkästen vorgesehen sind.

Eine Bodenstruktur (1) nach Fig. 1 ist für einen offenen Perso­ nenkraftwagen vorgesehen und weist zwei sich über nahezu die ge­ samte Fahrzeuglänge erstreckende Längsträger (2) auf, die paral­ lel und in Abstand zueinander angeordnet sind. Jeder Längsträger (2) ist aus zwei nicht näher bezeichneten Hohlprofilteilen zu­ sammengeschweißt, indem die beiden Hohlprofilteile stumpf anein­ andergesetzt sind. Die Bodenstruktur (1) ist im Baukastenprinzip aufgebaut. An einer Front des Personenkraftwagens weist die Bo­ dengruppe (1) einen vorderen Stoßfängerbiegeträger (3) auf, der starr mit den Stirnenden der beiden Längsträger (2) verbunden ist. Die Stirnenden der beiden Längsträger (2) sind außerdem durch einen Querträger (6) miteinander verbunden, der einen vor­ deren Querträger eines Motoraufnahmeraumes (5) darstellt. Ein hinterer Querträger (7) begrenzt den Motoraufnahmeraum (5) in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten. Im Bereich des Hecks des Per­ sonenkraftwagens weist die Bodengruppe (1) einen weiteren Stoß­ fängerbiegeträger (4) auf, der starr mit den hinteren Stirnenden der Längsträger (2) verbunden ist. In Fahrtrichtung an den hin­ teren Querträger (7) des Motoraufnahmeraumes (5) nach hinten an­ schließend weist die Bodengruppe (1) auf Höhe der Fahrgastzelle sowie eines Kofferraumes des Personenkraftwagens eine nachfol­ gend näher beschriebene Fachwerkstruktur auf.

Die Fachwerkstruktur wird durch fünf Profilkästen (8) gebildet, die jeweils eine rechteckige Form aufweisen und in Fahrzeug­ längsrichtung hintereinander angeordnet sind. Jeder rechteckige Profilkasten besteht aus vier Kastenteilen (11, 12), die jeweils als hochkant angeordnete Blechprofile ausgebildet sind (Fig. 2). Die Kastenteile (11, 12) jedes Profilkastens (8) sind zu der rechteckigen Form des Profilkastens (8) zusammengesetzt und ent­ sprechend miteinander verschweißt oder in anderer Art und Weise starr miteinander verbunden. Jeder der fünf Profilkästen (8) weist zwei breite Kastenteile (11) und zwei schmale Kastenteile (12) auf. Die beiden Kastenteile (11) erstrecken sich jeweils über eine Länge, die dem Abstand der beiden Längsträger (2) zu­ einander entspricht, so daß sich jedes Kastenteil (11) quer zwi­ schen den beiden Längsträgern (2) erstreckt. Die schmalen Ka­ stenteile (12) bilden die Seitenteile des Profilkastens (8). Diese seitlichen Kastenteile (12) sind über ihre gesamte Länge starr mit dem jeweils zugeordneten Längsträger (2) verbunden. Die einander zugewandten breiten Kastenteile (11) zweier benach­ barter Profilkästen (8) sind ebenfalls über ihre gesamte Länge flächig insbesondere durch Verschweißen miteinander verbunden. Alle Profilkästen (8) sind identisch ausgebildet. Jeder der fünf Profilkästen (8) ist zudem mit zwei diagonal verlaufenden und sich symmetrisch kreuzenden Verstärkungsstegen (9, 10) versehen. Jeder Verstärkungssteg (9, 10) ist aus einem Blechprofil herge­ stellt, das dem Blechprofil der Kastenteile (11, 12) entspricht. Auch die Verstärkungsstege sind - wie die Blechprofile der Ka­ stenteile - hochkant ausgerichtet, wobei die Höhe von Verstär­ kungsstegen und Kastenteilen identisch ist. Die Verstärkungsste­ ge (9, 10) jedes Profilkastens (8) sind in ihrem Kreuzungspunkt starr miteinander verbunden.

Durch die derart gebildete Bodenstruktur (1) ergibt sich eine hohe Torsionssteifigkeit bei gleichzeitig relativ geringem Ge­ wicht der Bodenstruktur (1). Zur weiteren Gewichtsreduzierung weist eine nicht dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform Profilkästen auf, bei denen sowohl die Blechprofile für die Ver­ stärkungsstege als auch die Blechprofile für die Kastenteile mit Ausstanzungen und/oder Rändelungen versehen sind. Dadurch ergibt sich eine Leichtbauversion für die Bodenstruktur. Bei einem wei­ teren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind lediglich Profilkästen ähnlich Fig. 1 vorgesehen, ohne daß diese Profilkästen jedoch mit sich kreuzenden und diagonal verlaufen­ den Verstärkungsstegen versehen sind. Bei einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Ober­ seiten und die Unterseiten der Profilkästen zusätzlich durch aus Blech hergestellte Deckplatten abgedeckt, die jeweils fest mit den zugeordneten Profilkästen verschweißt sind. Dadurch ergeben sich schachtelartige Profilkästen. Bei dieser Ausführungsform, bei denen die Profilkästen durch entsprechende Deckplatten ge­ schlossen sind, müssen für die Lackierung der Profilkästen Zu- und Ablauföffnungen für Lackflüssigkeit vorgesehen sein. Zweck­ mäßig sind die Durchmesser dieser Zu- und Ablauföffnungen derart aufeinander abgestimmt, daß der Stanzabfall für die Öffnung mit größerem Durchmesser den Verschlußdeckel für die Öffnung mit kleinerem Durchmesser ergibt.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind zwei Reihen von fünf hintereinander angeordneten Profilkästen (8a) parallel nebeneinander angeordnet. Die in Fahrzeuglängsrichtung nebeneinander angeordneten Profilkästen (8a) sind entlang einer in der Fahrzeugmittellängsachse verlau­ fenden Verstärkungsstrebe, die sich zwischen dem Querträger (7) und dem Stoßfängerbiegeträger (4) erstreckt, miteinander verbun­ den. Die Profilkästen (8a) entsprechen im wesentlichen den Pro­ filkästen (8) gemäß Fig. 1. Sie weisen jedoch lediglich etwa die halbe Breite auf, da jeweils zwei Profilkästen (8a) nebeneinan­ der angeordnet sind. Jeder Profilkasten (8a) ist aus Kastentei­ len (11a, 12a, 13) zusammengesetzt, wobei die hintereinander an­ geordneten Kastenteile (12a) in Längsrichtung miteinander fluch­ ten. Die zur Verstärkungsstrebe ragenden Kastenteile (13) ent­ sprechen den seitlichen Kastenteilen (12a). Die Profilkästen (8a) sind durch diagonale Verstärkungsstege (9a, 10a) verstärkt.

Claims (4)

1. Bodenstruktur für einen Personenkraftwagen mit zwei sich über nahezu die gesamte Fahrzeuglänge erstreckenden Längsträ­ gern, zwischen denen mehrere in Fahrzeuglängsrichtung hinterein­ ander angeordnete Profilkästen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Profilkasten (8, 8a) rechteckig gestaltet und aus hochkant angeordneten Kastenteilen (11, 12; 11a, 12a) zusammen­ gesetzt ist, mit seinen seitlichen Kastenteilen (12; 12a) an die Längsträger (2) starr angebunden ist und mit zwei diagonal ver­ laufenden und sich kreuzenden Verstärkungsstegen (9, 10) verse­ hen ist, die hochkant in dem Profilkasten (8) angeordnet sind, wobei die Höhe der Verstärkungsstege (9, 10) der Höhe der Ka­ stenteile (11, 12) entspricht.

2. Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kastenteile (11, 12) und die Verstärkungsstege (9, 10) als Blechprofile ausgebildet und zu den Profilkästen (8) mitein­ ander verschweißt sind.

3. Bodenstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechprofile mit Ausstanzungen und/oder Rändelungen ver­ sehen sind.

4. Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseiten und die Unterseiten der Profilkästen mit Deckplatten versehen sind, die starr mit den Kastenteilen jedes Profilkastens verbunden sind.