WO2005056370A1 - Tragrahmenstruktur mit karosseriebauteil aus dünnwandigem stahlguss - Google Patents

Tragrahmenstruktur mit karosseriebauteil aus dünnwandigem stahlguss Download PDF

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WO2005056370A1
WO2005056370A1 PCT/DE2003/004080 DE0304080W WO2005056370A1 WO 2005056370 A1 WO2005056370 A1 WO 2005056370A1 DE 0304080 W DE0304080 W DE 0304080W WO 2005056370 A1 WO2005056370 A1 WO 2005056370A1
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WO
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support
cross member
frame structure
support frame
sill
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PCT/DE2003/004080
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French (fr)
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Jürgen Bösselmann
Konrad Eipper
Arndt Gerick
Wolfgang KLEINEKATHÖFER
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Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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    • B62D25/02Side panels
    • B62D25/025Side sills thereof

Definitions

  • Support frame structure with body component made of thin-walled cast steel
  • the present invention relates to a support frame structure for a self-supporting bodyshell of a motor vehicle, in particular a passenger car, with the features of the preamble of claim 1.
  • the body component which is designed as a thin-walled steel cast part, can be a roof rack or a door pillar, in particular an A pillar or a B pillar, of the supporting frame structure -? -
  • a side part inner frame can be designed as a thin-walled steel cast part.
  • a truss-like support frame structure which comprises a multiplicity of rod elements which are connected to one another via a corresponding number of node elements.
  • the node elements can preferably be designed as thin-walled steel castings.
  • An embodiment is preferred in which a rod element is integrated in a node element.
  • the respective body component can optionally be provided with welding bosses for coupling further components.
  • WO 03/031252 AI it is known to design a body component designed as a thin-walled steel cast part in such a way that it has an essentially framework-like shell which is at least partially filled by a core made of metal foam or from metallic hollow spheres and is therefore reinforced.
  • the body component constructed in this way is preferably a roof pillar, in particular an A pillar in a convertible.
  • the present invention is concerned with the problem of specifying an improved embodiment for a support frame structure of the type mentioned at the outset, which is characterized in particular by advantageous applications of thin-walled cast steel.
  • the present invention is based on the general idea of designing at least one body component as a thin-walled steel casting within a base assembly of the support frame structure in a support frame structure of the type mentioned at the outset. That way they can Advantages of the thin-walled steel casting are also advantageous in areas of the supporting frame structure that have not previously been taken into account, here within the base assembly.
  • the support frame structure within the floor assembly can be made lighter than was previously possible when using a plurality of sheet metal components.
  • a price advantage can also be achieved if the cast components are complex and thus replace several individual steel sheets of a conventional construction that have to be joined together in order to form the respective structure.
  • the invention thus uses the knowledge that thin-walled steel castings can form not only as rod-shaped column elements, as in the case of the conventional supporting frame structures, but also other components of a self-supporting body shell in the area of the floor assembly, which can be profiled as desired.
  • This knowledge was not to be expected due to the different dynamic and static loads that occur on the one hand with roof racks or pillars and on the other hand with components of the floor assembly.
  • the body component which is designed as a thin-walled steel cast part, can be a tunnel that extends at least partially inside the passenger compartment in the longitudinal direction of the vehicle, or a tunnel reinforcement that is placed on the tunnel from above and reinforces it.
  • a conventional tunnel or a conventional tunnel reinforcement consists of several elaborately shaped sheet metal components which, by means of material doubling, joining technology and shaping, produce the rigidity required for the tunnel or for the tunnel reinforcement.
  • the body component formed as a thin-walled steel casting can be a rear seat cross member that extends below a rear seat row transversely to the vehicle longitudinal direction.
  • a rear seat cross member contributes on the one hand to stiffening the floor structure and on the other hand has to support the rear seats and their loading. Accordingly, the rear seat cross member is exposed to high static and dynamic loads during vehicle operation.
  • several complex shaped sheet metal components are required to assemble the rear seat cross member. The effort for this is correspondingly large. In contrast to this, the assembly effort for the rear seat cross member according to the invention is considerably less.
  • a weight advantage can also be achieved here, since the cast component can be optimized better than sheet metal components with regard to the loads that occur.
  • the body component which is designed as a thin-walled steel casting
  • the body component can be a single seat cross member which extends below an individual seat transversely to the longitudinal direction of the vehicle.
  • Such single-seat cross members are exposed to high loads during operation of the vehicle, so that with conventional construction, a corresponding number of complexly shaped sheet metal parts is required in order to be able to ensure the desired stability by means of material doubling and corresponding joining technology.
  • the single-seat cross member designed according to the invention as a thin-walled steel cast part can be seen particularly easily. Lich weight and resilience can be optimized, while at the same time making installation easier.
  • the body component which is designed as a thin-walled steel casting
  • a floor cross member is also exposed to high dynamic and static loads during operation of the vehicle and is required in particular to achieve a required torsional rigidity of the floor assembly or the support frame structure. Accordingly, here too, in the case of conventional construction with sheet metal parts, complex shaping and targeted material doubling with suitable joining technology are required in order to achieve the desired strength for the floor cross member.
  • the floor cross member designed as a thin-walled steel cast part according to the invention simplification for assembly and a weight advantage can also be achieved here.
  • the floor support can be an integral part of a ring-shaped through-loading.
  • a "through-loading" refers to a ring-shaped closed frame which is arranged in the region of the rear window between the passenger compartment and a trunk and which, when the backrests of a row of rear seats are folded down, enable cargo to be loaded from the trunk into the passenger compartment - de-Rahmen increases the torsional stiffness of the supporting frame structure in the area of the C-pillars and must have a corresponding stiffness.
  • a conventional through-loading is assembled from a large number of individual sheet metal parts which, due to complex shape, material doubling and joining technology, bring about the desired stiffening through-loading Components can be integrated into the floor crossmember, the stronger the advantages of thin-walled cast steel.
  • the entire load-through can be designed as a one-piece, integral thin-walled steel casting.
  • the assembly of the through-loading or the support frame structure can be considerably simplified as a result, in particular with regard to assembly time and shape accuracy due to low manufacturing tolerances.
  • the body component designed as a thin-walled steel cast part can also be a sill which extends in the longitudinal direction of the vehicle and delimits a side entry opening of the vehicle at the bottom.
  • Such sills or outer side members are also exposed to high dynamic and static loads during vehicle operation. This applies all the more to convertible vehicles where the sills are exposed to particularly high loads.
  • the desired strength for the respective sill can only be achieved by a correspondingly complex design of the sheet metal parts, by a correspondingly large number of sheet metal parts and by a suitable connection technique with corresponding overlaps or material doublings. The manufacturing effort for such a sill is very high.
  • the advantages of the sill designed according to the invention as a thin-walled cast steel component have a particularly pronounced effect here.
  • the achievable weight advantages can also be of interest here if the sill is at least partially given a framework structure that can also be biologically optimized.
  • the body component which is designed as a thin-walled steel casting
  • the jack bracket consists of several sheet metal parts which, thanks to the doubling of the material and suitable connection technology, enable a very compact structure to be able to concentrate the required high forces on the floor structure at one point. The duplication of material makes this component particularly heavy.
  • the jack console designed according to the invention as a thin-walled cast steel component
  • weight advantages in particular can be achieved here, since the shape of the cast component can be optimized with regard to the load-bearing capacity.
  • the body components designed as thin-walled steel castings which have been listed by way of example, each form a component in a passenger compartment area of the floor assembly, in other embodiments the body components designed as thin cast parts can also be arranged in a front area or in a rear area of the floor assembly.
  • the body component which is designed as a thin-walled steel casting, can be part of an end module arranged at the front end of the front region or at the rear end of the rear region.
  • an end module has several functions.
  • the end module closes the support frame structure at its end, which increases the torsional rigidity of the support frame structure.
  • a is connected via the end module Bumper group on the support frame structure.
  • a desired deformation kinematics is defined in the end module for a crash, which gives the vehicle a crumple zone. Because of these diverse Anfor ⁇ changes to the respective end module is a conventional end module necessarily a plurality of individual sheet metal parts that are assembled at the respective end module.
  • the castings are subject to lower manufacturing tolerances than the components assembled from several sheet metal parts, in which the tolerances of the individual sheet metal parts add up to form relatively large tolerance chains can.
  • the assembly of the floor assembly or the support frame structure is simplified when using the cast steel components according to the invention.
  • FIG. 1 to 4 are perspective exploded views of a support frame structure according to the invention with a floor assembly in the area of a passenger compartment,
  • FIG. 5 and 6 are perspective exploded views of the support frame structure in the area of a side sill of the floor assembly
  • a base group 1 of a support frame structure for a self-supporting bodyshell of a motor vehicle, in particular a passenger car, which is only partially shown, comprises a large number of individual components which each form a body component and are designed as sheet metal parts in a conventional design.
  • the area of the floor assembly 1 shown in FIG. 1 belongs to a passenger compartment in which, in the finished vehicle, at least two individual vehicle seats and, if appropriate, a row of rear seats are arranged.
  • the present invention now provides to provide at least one of the components of the base assembly 1 in the form of a thin-walled steel casting.
  • a body component produced as a thin-wall cast usually has a wall thickness of 1.0 to 4.0 mm, preferably 1.5 to 3.0 mm.
  • Steel castings of this type can have a very complex shape and in particular can be produced with a lost shape.
  • the advantages and advantages of thin-wall cast components have a greater impact the more individual sheet metal parts can be integrated in one piece in such a thin-wall cast part and thus replaced.
  • the integration of several components in the respective cast part reduces the tolerance chain composed of the individual tolerances of the individual components.
  • the integral cast component has relatively tight manufacturing tolerances, which facilitates its installation in the floor assembly.
  • bionically optimized support structure which enables sufficient strength with a considerably reduced weight.
  • bionic optimization can be implemented, for example, using FEM technology, that is, by using the finite element method.
  • the body component configured as a thin-walled cast part can be a tunnel 2.
  • This tunnel 2 extends in the longitudinal direction of the vehicle, preferably centrally in the vehicle floor, at least partially within the passenger compartment.
  • the tunnel 2 separates a transmission or a drive train from the passenger compartment and is also an important component for the rigidity of the floor assembly 1.
  • the tunnel 2, which is designed as a cast part according to the invention can be designed to be particularly favorable for the loads on the tunnel 2 by suitable shaping.
  • a tunnel wall element 3 is expediently integrated in the tunnel 2, which is designed in the shape of a half-shell and has a profile which is open at the bottom.
  • the tunnel 2 is expediently provided with a tunnel reinforcement 4, which is arranged on the upper side, that is to say inside the passenger compartment on the tunnel 2 or on the tunnel wall element 3.
  • the tunnel reinforcement 4 serves to stiffen the tunnel 2.
  • Both the tunnel wall element 3 and the tunnel reinforcement 4 can be integrated in one piece in the tunnel 2 in order to increase the complexity of the cast component.
  • the weight advantage achievable with the aid of the thin-wall cast part can be improved with the same rigidity.
  • the tunnel reinforcement 4 can also be designed as a separate component and designed as a thin-walled steel casting.
  • the tunnel reinforcement 4 can then be rigidly connected to the tunnel 2 for stiffening, the tunnel 2 then also being able to be designed as a conventional sheet metal component.
  • the tunnel reinforcement 4, which is designed as a thin-walled cast part, is a component of a reinforcement assembly (not specified in any more detail), which can additionally comprise at least one of the following elements: a longitudinal support element 5, a reinforcement element 6, a left and a right bearing element 7 and a left and a right extension element 8.
  • the longitudinal beam element 5 extends in the installed state along the top of the tunnel 2 or the tunnel wall element 3.
  • the longitudinal beam element 5 here shows a type of leadframe structure which has a particularly high torsional rigidity and bending rigidity.
  • the reinforcement element 6 is equipped as a yoke-shaped bracket with a U-profile and is arranged in the installed state at the top of the longitudinal beam element 5 such that the legs of the reinforcement element 6 overlap the longitudinal beam element 5 and the tunnel 2 or tunnel wall element 3 on both sides on the outside.
  • the reinforcing element 6 brings about an intensive stiffening of the tunnel 2 and a connection of the tunnel 2 to the longitudinal beam element 5.
  • the bearing elements 7 are arranged at the top of the reinforcing element 6 at the corners thereof.
  • the extension elements 8 are attached in a front end section of the longitudinal beam element 5 to the longitudinal beam element 5, wherein they extend parallel to the longitudinal direction of the vehicle and thereby extend the longitudinal beam element 5 to the front. At the same time, the longitudinal beam element 5 is thereby stiffened in the overlap area. Furthermore, the extension elements 8 support the stiffening of the tunnel 2 or the tunnel wall element 3. In addition, further components of the vehicle body can be attached to the extension elements 8.
  • the aforementioned elements of the reinforcement assembly can each be designed as sheet metal parts or as thin-walled steel castings. Preferably, two or more of these elements can be combined to form an integral and integral thin-wall cast part. Of particular interest is an embodiment in which one or more, in particular all, of these elements are integrated in one piece in the tunnel reinforcement 4, as a result of which a particularly complex cast part is produced, the assembly of which is particularly simple.
  • the floor assembly 1 also includes a rear seat cross member 9, which according to the invention can be designed as a thin-walled steel casting.
  • the rear seat cross member 9 extends below a rear seat row, not shown here, transversely to the vehicle longitudinal direction. With respect to a footwell in the rear, the rear seat cross member 9 forms a rear boundary wall.
  • This rear seat cross member 9 is also an important body component for the rigidity of the floor assembly 1. Due to the design as a thin-wall cast part, stiffness advantages and / or weight advantages can be achieved here.
  • the rear seat crossmember 9 is part of a crossmember assembly, which is not described in any more detail and, in addition to the rear seat crossmember 9, can additionally have at least one of the following elements: a wall element 10, a reinforcing element 11, a left and a right closing element 12 and a left and a right plate element 13.
  • the wall element 10 forms the rear boundary of the rear footwell and is already integrated in the rear seat cross member 9. Basically, this wall element 10 can also be designed as a separate component.
  • the reinforcement element 11 is arranged on the rear seat cross member 9 with respect to the vehicle longitudinal direction and serves to brace it.
  • the reinforcing element 11 extends transversely to the longitudinal direction of the vehicle along the rear seat cross member 9. If the rear seat cross member 9 has a profile which is open to the rear, the reinforcing element 11 can close this profile, as a result of which the rear seat cross member 9 obtains a particularly high degree of flexural rigidity and torsional strength.
  • the rear seat cross member 9 is configured here so that it is open at its lateral ends.
  • the open ends result from the attachment of the wall element 10 and the reinforcing element 11 to the rear seat cross member 9.
  • the lateral ends of the rear seat cross member 9 can now be closed, whereby the rigidity of the rear seat cross member 9 is further increased.
  • the rear seat crossmember 9 can be better connected to side components of the floor assembly, such as side members 14, for example, via the closing elements 12 or via connection contours formed thereon.
  • the plate elements 13 are arranged on the front of the wall element 10. They are used to attach or hold another component. For example, for connecting a rear outer end of a floor panel 15.
  • the individual elements can each be designed as sheet metal components or as thin-wall castings. At least two elements are preferably combined to form an integral, integral thin-wall cast part. In a preferred embodiment, one or more, in particular all, of these elements are integrated in one piece in the rear seat crossmember 9, which again provides a particularly complex thin-walled casting, the installation of which in the base assembly 1 is simplified.
  • the base assembly 1 comprises at least one single seat cross member 16, which according to the invention can be designed as a thin-walled steel casting.
  • the floor assembly 1 comprises four such individual seat cross members 16, of which two, namely a front and a rear, are assigned to an individual seat of the vehicle, that is to say a driver's seat or a front passenger seat.
  • the individual seat cross members 16 extend below the respectively assigned individual seat transversely to the vehicle longitudinal direction and serve to support the respective individual seat. Usually, a rail arrangement is mounted on the individual seat cross members 16, which enables a longitudinal displacement of the respective individual seat.
  • the individual seat cross members 16 as thin-walled castings, these can be optimized particularly easily in terms of strength and weight.
  • stiffening and / or fastening and / or holding elements 17, which are not explained in more detail, can be integrated in one piece in the individual seat cross member 16, with the aid of which the rigidity of the individual seat cross member 16 or its functionality can be improved.
  • the integration of one or more additional elements of this type also simplifies the assembly of the respective individual seat cross member 16 and can in particular also be used to save weight.
  • the floor assembly 1 can also have a floor cross member 19, which according to the invention is designed as a thin-walled steel casting.
  • the floor cross member 19 is positioned in the support frame structure such that it extends transversely to the longitudinal direction of the vehicle and is thereby arranged between the passenger compartment and a rear loading space of the vehicle. At this point, the floor cross member 19 serves to stiffen the floor assembly 1.
  • the floor cross member 19 is located in the region of a rear axle of the vehicle, where stiffening against twisting of the support frame is particularly important. Due to the design as a thin-walled casting, the desired rigidity can be particularly easy for the floor cross member
  • the floor cross member 19 is an element of a special assembly which, in its entirety, has a ring-shaped closed frame which is referred to as a through-loading
  • This frame or the through-loading 20 is arranged essentially standing between the passenger compartment and the loading space and serves as a rear support for the backrests of the rear row of seats.
  • the loading space communicates with the passenger compartment through the through-loading 20, as a result of which a particularly large loading volume can be provided in the vehicle.
  • the through-loading assembly 20 generally comprises at least the following elements: middle lower console element 21, left and right outer lower reinforcing element 22, left and right outer console element 23, left and right outer upper front reinforcing element 24, left and right outer upper rear Reinforcing element 25, upper cross member 26, middle reinforcing element 27, left and right reinforcing element 28, left and right th angle element 29 and additional fastening and / or holding elements 30.
  • the middle lower console element 21 is arranged on the floor cross member 19 in the middle and at the front and there stiffens the floor cross member 19. At the same time, the console element 21 is designed for attachment to a base plate 77 of the base assembly 1. This additionally increases the rigidity of the floor assembly 1 in the area of the floor cross member 19.
  • the outer lower reinforcing elements 22 are each arranged laterally on the floor cross member 19 and enable the bottom cross member 19 to be fastened to a side wall 78 of the support frame structure.
  • the outer console elements 23 each form a quasi extension of the assigned outer lower reinforcement element 22, these console elements 23 also being designed for connection to the respectively assigned side wall 78.
  • the outer upper reinforcing elements also serve in a corresponding manner
  • the outer upper reinforcing elements 24 and 25 complement each other to form a box-shaped body which is characterized by increased rigidity.
  • the elements arranged laterally and one above the other, that is to say the reinforcing elements 22, 23 and 25 and the console element 23, enable intensive power transmission from the floor cross member 19 into the side walls 78 or into the C-pillars or into the respective cross members of the supporting frame structure.
  • the upper cross member '26 is now supported at its ends to the outer top reinforcing members 24 and
  • the rigidity within the through-loading 20 is significantly improved.
  • the stability of the cross member 26 and the rigidity of the through-loading 20 can additionally be increased by the central reinforcing element 27 and by the reinforcing elements 28.
  • the middle reinforcing element 27 is arranged at the rear on the upper cross member 26, at the same time extending transversely to the vehicle longitudinal direction along the upper cross member 26.
  • the two reinforcing elements 28 are arranged here between the upper cross member 26 and the middle reinforcing element 27, which causes an intensive stiffening of the through-loading 20 in the area of the upper cross member 26.
  • the angle elements 29 can be arranged at the transition between the upper cross member element 26 and the outer upper reinforcement elements 24, 25, as a result of which the angle elements 29 additionally fix the two reinforcement elements 24, 25 to one another and close their box structure to the vehicle interior.
  • the connection of the angular elements 29 to the cross member 26 intensifies the associated corner area of the through-loading 20.
  • additional components of the vehicle can be attached or fastened to the through-loading 20 in a particularly simple manner.
  • the individual elements of the through-loading assembly 20 can be formed as sheet metal parts or as thin-wall castings. Here, too, preferably two or more of these elements are combined to form an integral, integrated thin-walled casting. According to a preferred embodiment, one or more, in particular all, of these elements are now integrated in one piece in the floor cross member 19. In this way, a complex thin-walled casting can also be provided here, which can be optimized in terms of weight and strength and is particularly easy to assemble. In the extreme case it is complete through-loading 20 designed as a one-piece thin-wall casting.
  • the through-loading 20 can also be designed as a two-part thin-wall casting. In Fig. 4, a possible parting plane is oriented horizontally and designated 31.
  • the base assembly 1 also includes a sill 32, which according to the invention can be designed as a thin-walled steel casting.
  • a sill 32 is a side member located on the outside, which accordingly extends in the longitudinal direction of the vehicle and which forms a lower boundary for a side entry opening of the vehicle. Such entry openings weaken the support frame structure. In order to ensure the desired rigidity for the support frame structure, the moments and forces that occur must be guided around the manholes. Accordingly, the sill 32 is a very important component for the strength of the support frame structure. Its importance for the strength of the supporting frame structure increases again in a vehicle that is designed as a convertible, since a transmission of force or torque via the roof is then not possible. By executing the sill 32 as a thin-walled steel casting, the required strength can be achieved, while at the same time an excessive component weight can be avoided.
  • the sill 32 is part of a sill assembly 33, which is characterized in FIG. 5 by a frame shown with a broken line.
  • the sill 32 is a hollow body with an inwardly open profile, which can be essentially U-shaped.
  • the sill assembly 33 may include the following elements cumulatively or alternatively: inner reinforcing element 34, outer reinforcing element 35, front coupling element element 36, rear coupling element 37, front stiffening element 38, rear stiffening element 39, one or more cross-sectional stiffening elements 40 and a front closing element 41 and a rear closing element 42.
  • the inner reinforcing element 34 is designed here as a wall and is arranged on the inside on the open side of the rocker 32, as a result of which it is closed. Overall, the bending and torsional rigidity of the sill 32 is considerably increased.
  • the inner reinforcing element 34 extends inside along the rocker 32 in the vehicle longitudinal direction.
  • the outer reinforcing element 35 also extends in the longitudinal direction of the vehicle, but on the outside along the rocker 32.
  • the outer reinforcing element 35 is arranged on the rocker 32 on the side facing away from the inner reinforcing element 34 and can additionally brace it against bending.
  • the front coupling element 36 is located at a front end of the rocker panel 32 and enables the connection of a diagonal support (not shown here) of the support frame structure to the rocker panel 32.
  • the rear coupling element 37 is arranged at a rear end of the rocker panel 32, where it is Connection of a diagonal support, also not shown, to the rocker 32 enables.
  • the connection points for the respective diagonal support on the sill 32 are reinforced with the aid of the coupling elements 36, 37.
  • the sill 32 designed as a hollow body can be stiffened intensively, in that the cross-sectional stiffening elements 40 are arranged in the sill 32 in certain longitudinal sections in order to specifically stiffen the cross-section of the sill 32 there.
  • the open longitudinal ends of the sill 32 designed as a hollow body can be closed with the aid of the closing elements 41, 42. The closing its longitudinal ends cause an intensive stiffening of the rocker 32 at its ends. Overall, this results in an extremely compact sill 32 with high stiffness values for bending and torsion.
  • the individual elements can each be designed as sheet metal parts or as thin-wall castings.
  • the rocker 32 can be designed such that at least one, preferably several and in particular all of these elements are or are integrated in one piece in the rocker 32 in the rocker 32 designed as a thin-walled casting.
  • This construction allows the sill 32 to be designed to be particularly rigid, which is particularly important in the case of convertible vehicles.
  • the rocker panel 32 can be designed to be comparatively light, which is possible in particular through a half-timbered construction with bionic optimization.
  • the sill 32 is the sill 32 of a two-door passenger car which is arranged on the left with respect to the direction of travel. It is clear that even in a four-door vehicle, the front and / or rear sills can be designed as thin-walled cast steel parts.
  • FIG. 6 shows, among other things, the sill 32 integrated into a side wall of the vehicle with an A-pillar 43 connected to it.
  • the base assembly in the area of the sill or sills 32 comprises one or more jack brackets 44 and 45.
  • Embodiment relating to a two-door passenger car are the only one on each side of the vehicle Sill 32, two jack brackets, namely a front jack console 44 and a rear jack console 45 assigned.
  • the jack brackets 44, 45 are arranged on the rocker 32. If the sill 32 is designed as a hollow body, the jack brackets 44, 45 are preferably arranged in the sill 32.
  • the jack brackets 44, 45 individual assemblies are again provided, which consist of several elements, which together form the respective jack jacks 44, 45 or which comprise the jack jacks 44, 45 as one of their elements.
  • the respective assemblies are the following elements: the front or rear stiffening element 38 or 39, the front or rear coupling element 36 or 37 and a jack coupling element 46.
  • the jack coupling elements 46 are each arranged on one of the stiffening elements 38, 39 in such a way that in the installed state they penetrate the sill 32 laterally on the outside with an end section.
  • the jack coupling elements 46 form an engagement for a jack, not shown, which is supported on the ground for lifting the vehicle laterally.
  • the jack coupling element 46 is formed here by a simple tube.
  • the stiffening elements 38, 39 are designed such that they distribute the forces transmitted from the jack to the rocker 32 during operation of the jack console 44, 45 over a large area in order to avoid deformation of the rocker 32.
  • the stiffening elements 38, 39 are compact for this purpose.
  • the stiffening elements 38, 39 are designed in such a way that they come into contact with the sill 32, which is designed here as an inwardly open hollow body. support within the sill profile both on a lower wall section 47 and on an upper wall section 48, whereby the introduction of force into the sill 32 is improved.
  • the coupling elements 36 and 37 are arranged here such that they are each arranged between the stiffening element 38, 39 and the lower wall section 47 of the rocker 32. In this way, the power transmission can also be improved there.
  • the knot formed on the longitudinal ends of the sill 32 can be made particularly rigid in this construction.
  • the individual elements of the respective assemblies can be designed as sheet metal parts or as thin-walled steel castings. Preferably two or more of the elements are combined into a single thin-walled casting. According to a preferred embodiment, one or more or in particular all of these elements are integrated in one piece in the jack console 44 or 45.
  • the jack brackets 44, 45 or their jack coupling element 46 can also be integrated in the sill 32 designed as a thin-wall cast part.
  • the floor assembly 1 also includes a front area and a rear area.
  • the body component designed as a thin-walled steel casting can also be a component in the front area or in the rear area of the floor assembly 1.
  • FIGS. 7 and 8 show an end module 49 arranged in the front area of the base assembly for different embodiments and in each case with different integration levels. In front- preferably at least one component of this end module 49 is now formed by the body component designed as a thin-walled steel casting.
  • the end modules 49 shown in FIGS. 7 and 8 include, by way of example, at least some of the end module components listed below: middle cross member 50, vertical reinforcement element 51, left and right upper reinforcement element 52, left and right lower reinforcement element 53, left and right support element 54, left and right stiffening element 55, left and right diagonal support element 56, left and right inner support element 57, left and right bearing element 58, left and right side support element 59, left and right holding plate element 60, left and right outer support element 61, left and right holding element 62, left and right bearing element 63, left and right longitudinal beam element 64, left and right strut element 65, transverse support element 66.
  • Further components of the end module 49 are, for example, a bending beam 67, a left and a right crash box 68 and various fastening elements 69.
  • the central cross member 50 extends transversely to the longitudinal direction of the vehicle, causes transverse stiffening of the end module 49 and is used in the front area to hold a radiator of the motor vehicle. In the rear area, a lock can be arranged on the cross member 50, which interacts with a tailgate.
  • the middle cross member 50 is used for transverse support or cross bracing of the end module 49 above the bending beam 67.
  • the vertical reinforcing element 51 is arranged centrally on the cross member 50 and can also be used for Bracket of a hood lock can be designed. Furthermore, the reinforcing element 51 can be supported on the flexible support 67.
  • the upper reinforcing elements 52 are arranged laterally on the cross member 50 in such a way that they protrude laterally therefrom.
  • the lower reinforcing elements 53 are also arranged laterally on the cross member 50, although they extend along the associated upper reinforcing elements 52.
  • the upper reinforcing element 52 is braced intensively. With the help of the two support elements 54, vertical stiffening of the end module 59 can be achieved.
  • the support elements 54 are arranged laterally on the cross member 50, whereby they protrude downward therefrom.
  • the support elements 54 are designed for attachment to another component of the support frame structure. In the present case, the support elements 54 are connected to the crash boxes 68.
  • the stiffening elements 55 are arranged on each side of the vehicle at the transition between the cross member 50 and the respective upper reinforcing element 52 in order to additionally reinforce or stiffen the connection between the cross member 50 and the upper reinforcing element 52.
  • the diagonal support elements 56 are additionally provided, which are fixed on the inside of the cross member and are attached on the outside to the associated support element 54.
  • the support elements 54 are also fixed on the bending beam 67.
  • the inner support elements 57 are designed for mounting or connection to another component of the support frame structure.
  • the carrier elements 57 are each attached to an end face of a front longitudinal member of the base assembly 1. introduced.
  • the inner carrier elements 57 are also designed to hold or support the vehicle radiator.
  • the bearing elements 58 are each arranged at a lower and front end of the associated inner carrier element 57 and are expediently designed such that they can mount the vehicle radiator on its underside.
  • the side support elements 59 are also arranged in the region of this lower and front end of the respective inner support element 57. In the front-end module 49, these side support elements 49 are designed for lateral support of the vehicle radiator.
  • the holding plate elements 60 are attached to the ends of the crash boxes 68 facing away from the bending carrier 67 and are arranged on the associated inner carrier element 57.
  • the outer support elements 61 are each arranged at their upper end on the upper reinforcing element 52 and / or on the lower reinforcing element 53. At their lower end, the outer support elements 61 are each directly or indirectly connected to the bending support 67. In the present case, the outer carrier elements 61 are each indirectly connected to the bending carrier 67, namely via the associated holding elements 62. At the transition between the outer support element 61 and the associated holding element 62, one of the bearing elements 63 is arranged in each case, which serves to guide the end module 49 there. On each side of the vehicle, the upper reinforcement element 52, possibly the lower reinforcement element 53, the outer support element 61 and the holding element 62, form a lateral border for a lighting unit of the vehicle arranged in the corner region of the end module 49.
  • one of the longitudinal support elements 64 can be arranged on the inner support element 57 at the bottom.
  • the longitudinal beam elements 64 are used for a cross support tongue or transverse stiffening of the end module 49 below the bending beam 67 is used.
  • the two longitudinal beam elements 64 are supported on one another via the transverse support element 66 in the transverse direction of the vehicle.
  • the strut elements 65 are each arranged at their lower ends on the associated longitudinal beam element 64 and at their upper end each on the bending beam 67.
  • the aforementioned fastening elements 69 can additionally be used to connect the bending beam 67 to the end module 49.
  • the end module components described above can be designed in a conventional manner as sheet metal parts or, according to the invention, can be designed as thin-walled steel castings. Embodiments are preferred in which two or more end module components are combined to form a one-piece, integral thin-wall cast part.
  • the combined end module components can thereby form one-piece and integral assemblies which considerably simplify the assembly of the end module 49.
  • the following assemblies can be implemented: a left and a right upper side support assembly 70, a left and a right lower side support assembly 71, a left and a right entire side support assembly 72, a left and a right cooler holding assembly 73, an upper large assembly 74 , a left and a right bending support assembly 75 and a lower large assembly 76.
  • Each upper side support assembly 70 comprises the upper reinforcement element 52, the lower reinforcement element 53, the support element 54 and - if present - the diagonal support element 56.
  • the left and the right lower side support assembly 71 each comprise the outer support element 61, the holding element 62 and - if present - the bearing element 63.
  • the left and the right entire side support assembly 72 each include the upper side support assembly 70 and the lower side support assembly 71 on the associated vehicle side.
  • the left and right radiator support assemblies 73 each contain the inner support element 57, the side support element 59, the bearing element 58 and the holding plate element 60.
  • the left and right bending support support assemblies 75 each again contain the inner support element 57, the long support element 64 and if available - the strut element 65.
  • the upper large assembly 74 comprises the left and the right entire side support assembly 72, that is to say the left and right upper side support assembly 70 and the left and right lower side support assembly 71.
  • the left and right entire side support assembly 72 are connected to one another by the cross member 50.
  • the lower large assembly 76 comprises the left and the right bending support assembly 75, which are connected to one another by the cross support element 66.
  • the advantages of thin-walled cast steel can be exploited to a particular degree.
  • the desired strength values can be achieved with a comparatively low component weight.
  • the complex components can be optimized bionically. With such complex assemblies, however, reducing the manufacturing tolerances is of particular importance, which overall considerably simplifies the manufacture of the end module 49.
  • the associated assemblies can better meet the respective requirement profile, a weight and cost advantage being achievable at the same time.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragrahmenstruk­tur für eine selbsttragende Rohbaukarosserie eines Kraft­fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit wenigstens einem als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebil­deten Karosseriebauteil. Um die Vorteile einer derartigen Bauweise besser ausnut­zen zu können, wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Karosseriebauteil eine Komponente (2; 4) einer Bo­denbaugruppe (1) der Tragrahmenstruktur ist.

Description

Tragrahmenstruktur mit Karosseriebauteil aus dünnwandigem Sta lguss
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragrahmenstruktur für eine selbsttragende Rohbaukarosserie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der EP 1 138 581 A2 ist es bekannt, bei einer Tragrahmenstruktur der eingangs genannten Art wenigstens ein Karosseriebauteil als dünnwandiges Stahlgussteil auszubilden. Mit einem Karosseriebauteil, das aus dünnwandigem Stahlguß hergestellt und nicht - wie bisher üblich - aus mehreren Blechteilen zusammengebaut ist, kann eine erhebliche Gewichtseinsparung, z.B. in der Größenordnung von etwa 25 %, erreicht werden. Des Weiteren können Wanddicke sowie Formgebung nahezu beliebig an die jeweiligen Festigkeitserfordernisse angepasst werden. Insbesondere lassen sich somit Wandstärken erreichen, die bei vergleichbaren, herkömmlichen Karosseriebauteilen aus Blech auftreten. Ebenso lassen sich sehr komplexe Bauteile in einem einzigen Stück herstellen, so dass der Aufwand für das Zusammenbauen mehrerer einzelner Blechbauteile entfällt.
Gemäß der vorstehend genannten EP 1 138 581 A2 kann das als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildete Karosseriebauteil ein Dachträger oder eine Türsäule, insbesondere eine A-Säule oder eine B-Säule, der Tragrahmenstruktur - ? -
sein. Des Weiteren kann ein Seitenteilinnenrahmen als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildet sein. Besondere Vorteile werden auch bei einer fachwerkartigen Tragrahmenstruktur erreicht, die eine Vielzahl von Stabelementen umfasst, die über eine entsprechende Anzahl von Knotenelementen miteinander verbunden sind. Bei einem derartigen Fachwerktragrahmen können vorzugsweise die Knotenelemente als dünnwandige Stahlgussteile ausgestaltet sein. Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher ein Stabelement in ein Knotenelement integriert ist. Das jeweilige Karosseriebauteil kann optional mit Schweißbuckeln zur Ankopplung weiterer Bauteile versehen sein.
Aus der WO 03/031252 AI ist es bekannt, ein als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildetes Karosseriebauteil so auszugestalten, dass es eine im wesentlichen fachwerkar- tige Hülle besitzt, die zumindest teilweise durch einen Kern aus Metallschaum oder ' aus metallischen Hohlkugeln gefüllt und somit verstärkt ist. Das auf diese Weise aufgebaute Karosseriebauteil ist vorzugsweise eine Dachsäule, insbesondere eine A-Säule bei einem Cabriolet.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Tragrahmenstruktur der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch vorteilhafte Anwendungen des dünnwandigen Stahlgusses auszeichnet.
Dieses Problem wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Tragrahmenstruktur der eingangs genannten Art innerhalb einer Bodenbaugruppe der Tragrahmenstruktur wenigstens ein Karosseriebauteil als dünnwandiges Stahlgussteil auszubilden. Auf diese Weise können die Vorteile des dünnwandigen Stahlgusses in vorteilhafter Weise auch in bisher nicht berücksichtigten Bereichen der Tragrahmenstruktur, hier innerhalb der Bodenbaugruppe, zur Geltung kommen. Durch die erfindungsgemäße Bauweise kann die Tragrahmenstruktur innerhalb der Bodenbaugruppe leichter ausgestaltet werden als dies bisher bei der Verwendung von mehreren Blechbauteilen möglich war. Des Weiteren kann auch ein Preisvorteil erzielt werden, wenn die Gussbauteile komplex gestaltet sind und dadurch mehrere einzelne Stahlbleche einer herkömmlichen Konstruktion ersetzen, die miteinander gefügt werden müssen,- um die jeweilige Struktur auszubilden. Die Erfindung nutzt somit die Erkenntnis, dass dünnwandige Stahlgussteile nicht nur als stabförmige Säulenelemente, wie bei den herkömmlichen Tragrahmenstrukturen, sondern auch andere, quasi beliebig profilierte Bauteile einer selbsttragenden Rohbaukarosserie im Bereich der Bodenbaugruppe bilden können. Diese Erkenntnis war aufgrund der unterschiedlichen dynamischen und statischen Belastungen, die einerseits bei Dachträgern oder Säulen und andererseits bei Komponenten der Bodenbaugruppe auftreten, nicht zu erwarten.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil ein Tunnel, der sich in Fahrzeuglängsrichtung in der Fahrzeugmitte zumindest teilweise innerhalb der Fahrgastzelle erstreckt, oder eine Tunnelverstärkung sein, die von oben auf den Tunnel aufgesetzt ist und diesen verstärkt. Ein herkömmlicher Tunnel bzw. eine herkömmliche Tunnelverstärkung besteht aufgrund der erforderlichen, relativ komplexen Formgebung aus mehreren aufwändig geformten Blechbauteilen, die mittels Materialdopplungen, Fügetechnik und Formgebung die für den Tunnel bzw. für die Tunnelverstärkung erforderlichen Steifigkeit erzeugen. Durch die Gestaltung des Tunnels bzw. der Tunnelverstärkung als dünnwandiges Stahlgussteil kann hier eine erhebliche Vereinfachung geschaffen werden, da die Anzahl der zu fügenden Teile erheblich reduziert werden kann. Des Weiteren lässt sich eine Gewichtsreduzierung erzielen, beispielsweise wenn der Tunnel bzw. die Tunnelverstärkung zumindest bereichsweise eine Fachwerkstruktur erhält, die außerdem bionisch optimiert sein kann.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil ein Fondsitzquerträger sein, der sich unterhalb einer Fondsitzreihe quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Ein derartiger Fondsitzquerträger trägt einerseits zur Aussteifung der Bodenstruktur bei und muss andererseits die Fondsitze sowie deren Beladung abstützen. Dementsprechend ist der Fondsitzquerträger im Betrieb des Fahrzeugs hohen statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt. Bei herkömmlicher Bauweise sind somit mehrere kompliziert geformte Blechbauteile erforderlich, um den Fondsitzquerträger zusammenbauen zu können. Der Aufwand hierzu ist entsprechend groß. Im Unterschied dazu ist der Montageaufwand für den erfindungsgemäßen Fondsitzquerträger erheblich geringer. Des Weiteren kann auch hier ein Gewichtsvorteil erzielt werden, da sich das Gussbauteil hinsichtlich der auftretenden Belastungen besser als Blechbauteile optimieren lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil ein Einzelsitzquerträger sein, der sich unterhalb eines Einzelsitzes quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Derartige Einzelsitzquerträger sind im Betrieb des Fahrzeugs hohen Belastungen ausgesetzt, so dass bei herkömmlicher Bauweise eine entsprechende Anzahl komplex geformter Blechteile erforderlich ist, um mittels Materialdopplungen und entsprechender Fügetechnik die gewünschte Stabilität gewährleisten zu können. Im Unterschied dazu kann der erfindungsgemäß als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildete Einzelsitzquerträger besonders leicht hinsieht- lich Gewicht und Belastbarkeit optimiert werden, wobei gleichzeitig eine Montageerleichterung erzielbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil auch ein Bodenquerträger sein, der sich zwischen einer Fahrgastzelle und einem heckseitigen Laderaum quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Auch ein derartiger Bodenquerträger ist im Betrieb des Fahrzeugs hohen dynamischen und statischen Belastungen ausgesetzt und wird insbesondere zur Erzielung einer erforderlichen Verwindungsstei- figkeit der Bodenbaugruppe bzw. der Tragrahmenstruktur benötigt. Dementsprechend ist auch hier bei herkömmlicher Bauweise mit Blechteilen eine komplexe Formgebung sowie eine gezielte Materialdopplung mit geeigneter Fügetechnik erforderlich, um die gewünschte Festigkeit für den Bodenquerträger zu erreichen. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildeten Bodenquerträgers kann auch hier eine Vereinfachung für die Montage sowie ein Gewichtsvorteil erzielt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann der Bodenträger integraler Bestandteil einer ringförmig geschlossenen Durchlade sein. Als „Durchlade" wird z.B. bei einem Personenkraftwagen mit Stufenheck ein ringförmig geschlossener Rahmen bezeichnet, der im Bereich der Heckscheibe zwischen der Fahrgastzelle und einem Kofferraum angeordnet ist und bei umgeklappten Rückenlehnen einer Fondsitzreihe das Durchladen von Ladegut vom Kofferraum in die Fahrgastzelle ermöglicht. Ein derartiger Durchla- de-Rahmen erhöht die Verwindungssteifigkeit der Tragrahmenstruktur im Bereich der C-Säulen und muss eine entsprechende Steifigkeit besitzen. Dementsprechend wird eine herkömmliche Durchlade aus einer Vielzahl von einzelnen Blechteilen zusammengebaut, die aufgrund komplexer Formgebung, Materialdopplungen und Fügetechnik die gewünschte Versteifung bewirken. Je mehr Durchlade- Bestandteile in den Bodenquerträger integriert werden können, desto stärker wirken sich die Vorteile des dünnwandigen Stahlgusses aus. Im Idealfall kann die gesamte Durchlade als einstückiges integrales dünnwandiges Stahlgussteil ausgestaltet sein. Die Montage der Durchlade bzw. der Tragrahmenstruktur lässt sich dadurch erheblich vereinfachen, insbesondere im Hinblick auf Montagezeit und Formtreue aufgrund geringer Fertigungstoleranzen.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform kann das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil auch ein Schweller sein, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und eine seitliche Einstiegsöffnung des Fahrzeugs nach unten begrenzt. Derartige Schweller oder äußere Längsträger sind im Betrieb des Fahrzeugs ebenfalls hohen dynamischen und statischen Belastungen ausgesetzt. Dies gilt umso mehr für Cabriolet-Fahrzeuge, bei denen die Schweller besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind. Bei herkömmlicher Bauweise mit Blechteilen kann für den jeweiligen Schweller die gewünschte Festigkeit nur durch eine entsprechend aufwändige Gestaltung der Blechteile, durch eine entsprechend große Anzahl an Blechteilen und durch eine geeignete Verbindungstechnik mit entsprechenden Überlappungen bzw. Materialdopplungen erreicht werden. Der Fertigungsaufwand für einen derartigen Schweller ist somit sehr hoch. Dementsprechend wirken sich die Vorteile des erfindungsgemäß als dünnwandiges Stahlgussbauteil ausgebildeten Schwellers hier besonders deutlich aus. Von Interesse können hier auch die erzielbaren Gewichtsvorteile sein, wenn der Schweller zumindest teilweise eine Fachwerkstruktur erhält, die außerdem bio- nisch optimiert sein kann.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil auch eine Wagenheberkonsole sein, die in oder an einem Schweller angeordnet ist. Über eine derar- tige Wagenheberkonsole muss im Extremfall zumindest das halbe Fahrzeuggewicht in die Tragrahmenstruktur eingeleitet werden können. Bei herkömmlicher Bauweise besteht die Wagenheberkonsole dementsprechend aus mehreren zusammengefügten Blechteilen, die durch Materialdopplungen und geeignete Verbindungstechnik einen sehr kompakten Aufbau ermöglichen, um die erforderlichen hohen Kräfte konzentriert über einen Punkt in die Bodenstruktur einleiten zu können. Durch die Materialdopplungen wird dieses Bauteil besonders schwer. Mit Hilfe der erfindungsgemäß als dünnwandiges Stahlgussbauteil ausgebildeten Wagenheberkonsole können hier insbesondere Gewichtsvorteile erzielt werden, da die Formgebung des Gussbauteils im Hinblick auf die Belastbarkeit optimiert werden kann. Des Weiteren erleichtert sich dadurch der Einbau der Wagenheberkonsole in den Schweller, der seinerseits konventionell aus Blechbauteilen oder nach der Erfindung als Dünngussbauteil ausgebildet sein kann.
Während die bislang exemplarisch aufgezählten besonderen Anwendungsformen der als dünnwandige Stahlgussteile ausgebildeten Karosseriebauteile jeweils eine Komponente in einem Fahrgastzellenbereich der Bodenbaugruppe bilden, können bei anderen Ausführungsformen die als Dünngussteile ausgestalteten Karosseriebauteile auch in einem Frontbereich oder in einem Heckbereich der Bodenbaugruppe angeordnet sein.
Beispielsweise kann bei einer besonderen Ausführungsform das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil ein Bestandteil eines am vorderen Ende des Frontbereichs oder am hinteren Ende des Heckbereichs angeordneten Endmoduls sein. Ein derartiges Endmodul hat mehrere Funktionen. Zum einen schließt das Endmodul die Tragrahmenstruktur an deren Ende, wodurch die Verwin- dungssteifigkeit der Tragrahmenstruktur erhöht wird. Des Weiteren erfolgt über das Endmodul die Anbindung einer Stoßfängergruppe an die Tragrahmenstruktur. Des Weiteren wird im Endmodul für einen Crashfall eine gewünschte Verformungskinematik definiert, wodurch das Fahrzeug eine Knautschzone erhält. Aufgrund dieser vielfältigen Anfor¬ derungen an das jeweilige Endmodul besteht ein herkömmliches Endmodul zwangsläufig aus einer Vielzahl einzelner Blechteile, die zum jeweiligen Endmodul zusammengebaut sind. Die hierbei auftretenden Toleranzen sind insgesamt relativ groß, wodurch sich die Fertigung erschwert. Des weiteren führt die Vielzahl an Überlappungen und Dopplungen zu einem erhöhten Gewicht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines mehr oder weniger komplexen Bestandteils des Endmoduls als dünnwandiges Stahlgussteil kann hier ein entsprechender Vorteil im Hinblick auf Gewichtseinsparung, engere Toleranzen und erleichterte Montage erzielt werden. Dabei ist es grundsätzlich erstrebenswert, das Endmodul so weit wie möglich in ein einziges als Dünnwandgussteil ausgestaltetes Bauteil zu integrieren. Zweckmäßig kann aber auch eine Ausführung sein, bei der das Endmodul weitgehend aus mehreren Baugruppen zusammengebaut ist, die jeweils als dünnwandige Stahlgussteile ausgestaltet sind.
Grundsätzlich gilt für sämtliche als dünnwandige Stahlgussteile ausgestaltete Karosseriebauteile, die mehrere herkömmliche Blechbauteile körperlich und funktioneil in sich integrieren, dass die Gussteile mit geringeren Herstellungstoleranzen behaftet sind als die aus mehreren Blechteilen zusammengebauten Bauteile, bei denen sich die Toleranzen der einzelnen Blechteile zu relativ großen Toleranzketten aufaddieren können. Insoweit vereinfacht sich bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Stahlgussbauteile die Montage der Bodenbaugruppe bzw. der Tragrahmenstruktur. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind m den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ahnliche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 bis 4 perspektivische Explosionsdarstellungen einer erfindungsgemaßen Tragrahmenstruktur mit einer Bodenbaugruppe im Bereich einer Fahrgastzelle,
Fig. 5 und 6 perspektivische Explosionsdarstellungen der Tragrahmenstruktur im Bereich eines seitlichen Schwellers der Bodenbaugruppe,
Fig. 7 und 8 perspektivische Explosionsdarstellungen der Tragrahmenstruktur in einem frontseitigen o- der heckseitigen Endbereich der Bodenbaugruppe . Entsprechend Fig. 1 umfasst eine nur teilweise dargestellte Bodengruppe 1 einer Tragrahmenstruktur für eine selbsttragende Rohbaukarosserie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, eine Vielzahl einzelner Komponenten, die jeweils ein Karosseriebauteil bilden und bei einer herkömmlichen Bauweise als Blechteile ausgestaltet sind. Der in Fig. 1 wiedergegebene Bereich der Bodenbaugruppe 1 gehört zu einer Fahrgastzelle, in der beim fertigen Fahrzeug zumindest zwei einzelne Fahrzeugsitze sowie gegebenenfalls eine Fondsitzreihe angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung sieht nun vor, zumindest eine der Komponenten der Bodenbaugruppe 1 in Form eines dünnwandigen Stahlgussteils bereitzustellen. Ein als Dünn- wandguss hergestelltes Karosseriebauteil besitzt üblicherweise eine Wandstärke von 1,0 bis 4,0 mm, vorzugsweise von 1,5 bis 3,0 mm. Derartige Stahlgussteile können sehr komplex geformt sein und insbesondere mit verlorener Form hergestellt werden. Die Vorzüge und Vorteile der Dünnwandgussbauteile wirken sich um so stärker aus, je mehr einzelne Blechteile in ein derartiges Dünnwandguss- teil einstückig integriert und somit ersetzt werden können.
Insbesondere reduziert sich durch die Integration mehrere Bestandteile in das jeweilige Gussteil die aus den einzelnen Toleranzen der Einzelbauteile zusammengesetzte Toleranzkette. Das integrale Gussbauteil besitzt relativ enge Herstellungstoleranzen, was dessen Einbau in die Bodenbaugruppe erleichtert.
Insbesondere bei aufwändigen Dünnwandgußteilen kann auch mit einer bionisch optimierten Tragwerkstruktur gearbeitet werden, die eine hinreichende Festigkeit bei erheblich reduziertem Gewicht ermöglicht. Eine derartige bionische Optimierung kann beispielsweise mittels FEM-Technik, also durch Anwendung der Finite- Elemente-Methode realisiert werden.
Beispielsweise kann gemäß Fig. 1 das als dünnwandiges Gussteil ausgestaltete Karosseriebauteil ein Tunnel 2 sein. Dieser Tunnel 2 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung vorzugsweise mittig entlang des Fahrzeugbodens zumindest teilweise innerhalb der Fahrgastzelle. Der Tunnel 2 trennt ein Getriebe bzw. einen Antriebsstrang von der Fahrgastzelle und ist außerdem ein wichtiges Bauteil für die Steifigkeit der Bodenbaugruppe 1. Der erfindungsgemäß als Gussteil ausgebildete Tunnel 2 kann durch eine geeignete Formgebung besonders günstig für die Belastungen des Tunnels 2 ausgelegt werden. In den Tunnel 2 ist zweckmäßig ein Tunnelwandelement 3 integriert, das halb- schalenförmig ausgestaltet ist und ein nach unten offenes Profil besitzt. Des Weiteren ist der Tunnel 2 zweckmäßig mit einer Tunnelverstärkung 4 versehen, die an der Oberseite, also innerhalb der Fahrgastzelle am Tunnel 2 bzw. am Tunnelwandelement 3 angeordnet ist. Die Tunnelverstärkung 4 dient zur Aussteifung des Tunnels 2. Sowohl das Tunnelwandelement 3 als auch die Tunnelverstärkung 4 können einstückig in den Tunnel 2 integriert sein, um die Komplexität des Gussbauteils zu vergrößern. Gleichzeitig kann dadurch der mit Hilfe des Dünnwandgussteils erzielbare Gewichtsvorteil bei gleicher Steifigkeit verbessert werden.
Die Tunnelverstärkung 4 kann jedoch auch als separates Bauteil ausgestaltet und für sich als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildet sein. Die Tunnelverstärkung 4 kann dann zur Aussteifung des Tunnels 2 mit diesem fest verbunden werden, wobei der Tunnel 2 dann auch als herkömmliches Blechbauteil ausgestaltet sein kann. Die als Dünnwandgussteil ausgebildete Tunnelverstärkung 4 ist ein Bestandteil einer nicht näher bezeichneten Verstärkungsbaugruppe, die zusätzlich wenigstens eines der folgenden Elemente umfassen kann: ein Längsträgerelement 5, ein Verstärkungselement 6, ein linkes und ein rechtes Lagerelement 7 sowie ein linkes und ein rechtes Verlängerungselement 8.
Das Längsträgerelement 5 erstreckt sich im Einbauzustand entlang der Oberseite des Tunnels 2 bzw. des Tunnelwandelements 3. Das Längsträgerelement 5 zeigt hier eine Art Leiterrahmenstruktur, die eine besonders hohe Verwin- dungssteifigkeit und Biegesteifigkeit besitzt. Das Verstärkungselement 6 ist als jochförmiger Bügel mit einem U-Profil ausgestattet und ist im Einbauzustand oben am Längsträgerelement 5 angeordnet, derart, dass die Schenkel des Verstärkungselements 6 das Längsträgerelement 5 sowie den Tunnel 2 bzw. das Tunnelwandelement 3 an beiden Seiten außen übergreift. Hierdurch bewirkt das Verstärkungselement 6 eine intensive Aussteifung des Tunnels 2 sowie eine Anbindung des Tunnels 2 mit dem Längsträgerelement 5. Die Lagerelemente 7 sind oben am Verstärkungselement 6 an dessen Ecken angeordnet. Mit Hilfe der Lagerelemente 7 kann ein anderes Bauteil, wie zum Beispiel eine hier nicht gezeigte Stirnwand, über den Tunnel 2 an der Tragrahmenstruktur abgestützt werden. Die Verlängerungselemente 8 sind in einem vorderen Endabschnitt des Längsträgerelements 5 am Längsträgerelement 5 angebracht, wobei sie sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und dadurch das Längsträgerelement 5 nach vorn verlängern. Gleichzeitig wird dadurch das Längsträgerelement 5 im Überlappungsbereich ausgesteift. Des Weiteren unterstützen die Verlängerungselemente 8 die Aussteifung des Tunnels 2 bzw. des Tunnelwandelements 3. Außerdem können an den Verlängerungselementen 8 weitere Bauteile der Fahrzeugkarosserie angebracht werden. Die genannten Elemente der Verstärkungsbaugruppe können jeweils für sich als Blechformteile oder als dünnwandige Stahlgussteile ausgestaltet sein. Vorzugsweise können dabei zwei oder mehr dieser Elemente zu einem einstückigen und integralen Dünnwandgussteil zusammengefasst sein. Von besonderem Interesse ist eine Ausführungsform, bei der eines oder mehrere, insbesondere sämtliche, dieser Elemente einstückig in die Tunnelverstärkung 4 integriert sind, wodurch ein besonders komplexes Gussteil erzeugt wird, dessen Montierbarkeit besonders einfach ist.
Entsprechend Fig. 2 umfasst die Bodenbaugruppe 1 außerdem einen Fondsitzquerträger 9, der erfindungsgemäß als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildet sein kann. Der Fondsitzquerträger 9 erstreckt sich unterhalb einer hier nicht gezeigten Fondsitzreihe quer zur Fahrzeuglängsrichtung. Bezüglich eines Fußraums im Fond bildet der Fondsitzquerträger 9 eine hintere Begrenzungswand. Auch dieser Fondsitzquerträger 9 ist ein für die Steifigkeit der Bodenbaugruppe 1 wichtiges Karosseriebauteil. Durch die Ausgestaltung als Dünnwandgussteil können hier Steifig- keitsvorteile und/oder Gewichtsvorteile erzielt werden.
Der Fondsitzquerträger 9 ist Bestandteil einer nicht näher bezeichneten Querträgerbaugruppe, die neben dem Fondsitzquerträger 9 zusätzlich wenigstens eines der folgenden Elemente aufweisen kann: ein Wandelement 10, ein Verstärkungselement 11, ein linkes und ein rechtes Schließelement 12 sowie ein linkes und ein rechtes Plattenelement 13.
Das Wandelement 10 bildet die rückseitige Begrenzung des Fondfußraums und ist hier bereits in den Fondsitzquerträger 9 integriert. Grundsätzlich kann dieses Wandelement 10 auch als separates Bauteil ausgestaltet sein. Das Verstärkungselement 11 ist bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung hinten am Fondsitzquerträger 9 angeordnet und dient zu dessen Aussteifung. Dabei erstreckt sich das Verstärkungselement 11 quer zur Fahrzeuglängsrichtung entlang des Fondsitzquerträgers 9. Sofern der Fondsitzquerträger 9 ein nach hinten offenes Profil besitzt, kann das Verstärkungselement 11 dieses Profil schließen, wodurch der Fondsitzquerträger 9 eine besonders hohe Biegesteifigkeit und Torsionsfestigkeit erhält. Der Fondsitzquerträger 9 ist hier so ausgestaltet, dass er an seinen seitlichen Enden offen ist. Beispielsweise entstehen die offenen Enden durch den Anbau des Wandelements 10 und des Verstärkungselements 11 an den Fondsitzquerträger 9. Mit Hilfe der Schließelemente 12 können nun die seitlichen Enden des Fondsitzquerträgers 9 verschlossen werden, wodurch sich die Steifigkeit des Fondsitzquerträgers 9 zusätzlich erhöht. Gleichzeitig kann der Fondsitzquerträger 9 über die Schließelemente 12 bzw. über daran angeformte Anschlusskonturen besser mit seitlichen Bauteilen der Bodengruppe, wie zum Beispiel Längsträgern 14 verbunden werden. Die Plattenelemente 13 sind an der Vorderseite des Wandelements 10 angeordnet. Sie dienen zur Befestigung bzw. Halterung eines anderen Bauteils. Beispielsweise zur Anbindung eines hinteren äußeren Endes eines Bodenblechs 15.
Auch bei dieser Querträgerbaugruppe können die einzelnen Elemente jeweils für sich als Blechbauteil oder als Dünnwandgussteil ausgestaltet sein. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Elemente zu einem einstückigen, integralen Dünnwandgussteil zusammengefasst . Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind in den Fondsitzquerträger 9 eines o- der mehrere, insbesondere sämtliche dieser Elemente einstückig integriert, wodurch wieder ein besonders komplexes Dünnwandgussteil bereitgestellt wird, dessen Einbau in die Bodenbaugruppe 1 vereinfacht ist.
Entsprechend Fig. 3 umfasst die Bodenbaugruppe 1 zumindest einen Einzelsitzquerträger 16, der erfindungsgemäß als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildet sein kann. Im vorliegenden Fall umfasst die Bodenbaugruppe 1 vier derartige Einzelsitzquerträger 16 von denen jeweils zwei, nämlich ein vorderer und ein hinterer, einem Einzelsitz des Fahrzeugs, also einem Fahrersitz bzw. einem Beifahrersitz zugeordnet sind.
Die Einzelsitzquerträger 16 erstrecken sich dabei unterhalb des jeweils zugeordneten Einzelsitzes quer zur Fahrzeuglängsrichtung und dienen zur Unterstützung des jeweiligen Einzelsitzes. Üblicherweise wird an den Einzelsitzquerträgern 16 eine Schienenanordnung montiert, die eine Längsverschiebung des jeweiligen Einzelsitzes ermöglicht.
Durch die Ausbildung der Einzelsitzquerträger 16 als Dünnwandgußteile können diese besonders einfach hinsichtlich Festigkeit und Gewicht optimiert werden. Insbesondere können in die Einzelsitzquerträger 16 nicht näher erläuterte Versteifungs- und/oder Befestigungs- und/oder Halteelemente 17 einstückig integriert werden, mit deren Hilfe die Steifigkeit des Einzelsitzquerträgers 16 bzw. dessen Funktionalität verbessert werden kann. Die Integration eines oder mehrerer derartiger zusätzlicher Elemente vereinfacht auch hier die Montage des jeweiligen Einzelsitzquerträgers 16 und kann insbesondere auch zu einer Gewichtseinsparung genutzt werden.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der in den jeweiligen Einzelsitzquerträger 16 zumindest eine kanalför ige Leitungs- und/oder Kanaldurchführung 18 integriert ist, was durch eine entsprechende Formgebung des Dünngußbauteiles vergleichsweise einfach realisierbar ist. Auf diese Weise erhält der jeweilige Einzelsitzquerträger 16 eine zusätzliche Funktionalität, was die Montage des Fahrzeugs, hier die Verlegung von Kabeln und Leitungen, vereinfacht. Entsprechend Fig. 4 kann bei einer anderen Ausführungsform die Bodenbaugruppe 1 auch einen Bodenquerträger 19 aufweisen, der erfindungsgemäß als dünnwandiges Stahlgußteil ausgestaltet ist. Der Bodenquerträger 19 ist in der Tragrahmenstruktur so positioniert, dass er sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und dabei zwischen der Fahrgastzelle und einem heckseitigen Laderaum des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Bodenquerträger 19 dient an dieser Stelle zur Aussteifung der Bodenbaugruppe 1. Der Bodenquerträger 19 befindet sich dabei im Bereich einer Heckachse des Fahrzeugs, wo eine Aussteifung gegen Ver- windung des Tragrahmens besonders wichtig ist. Durch die Ausgestaltung als Dünnwandgußteil kann hier die gewünschte Steifigkeit besonders leicht für den Bodenquerträger
19 realisiert werden.
Der Bodenquerträger 19 ist auch hier Element einer speziellen Baugruppe, die in ihrer Gesamtheit einen als Durchlade bezeichneten, ringförmig geschlossenen Rahmen
20 bildet. Dieser Rahmen bzw. die Durchlade 20 ist im wesentlichen stehend zwischen Fahrgastzelle und Laderaum angeordnet und dient als rückseitige Abstützung von Rückenlehnen der Fondsitzreihe. Bei umgeklappten Rückenlehnen kommuniziert der Laderaum mit der Fahrgastzelle durch die Durchlade 20, wodurch ein besonders großes Ladevolumen im Fahrzeug bereitgestellt werden kann.
Die Durchladebaugruppe 20 umfasst neben dem Bodenquerträger 19 in der Regel zumindest folgende Elemente: mittleres unteres Konsolenelement 21, linkes und rechts äußeres unteres Verstärkungselement 22, linkes und rechts äußeres Konsolenelement 23, linkes und rechtes äußeres oberes vorderes Verstärkungselement 24, linkes und rechtes äußeres oberes hinteres Verstärkungselement 25, oberes Querträgerelement 26, mittleres Verstärkungselement 27, linkes und rechtes Verstärkungselement 28, linkes und rech- tes Winkelelement 29 sowie zusätzliche Befestigungsund/oder Halteelemente 30.
Das mittlere untere Konsolenelement 21 ist am Bodenquerträger 19 mittig und vorn angeordnet und bewirkt dort eine Versteifung des Bodenquerträgers 19. Gleichzeitig ist das Konsolenelement 21 zur Befestigung an einer Bodenplatte 77 der Bodenbaugruppe 1 ausgestaltet. Hierdurch wird die Steifigkeit der Bodenbaugruppe 1 im Bereich des Bodenquerträgers 19 zusätzlich erhöht. Die äußeren unteren Verstärkungselemente 22 sind jeweils seitlich am Bodenquerträger 19 angeordnet und ermöglichen die Befestigung des Bodenquerträgers 19 an einer Seitenwand 78 der Tragrahmenstruktur. Die äußeren Konsolenelemente 23 bilden quasi jeweils eine Verlängerung des zugeordneten äußeren unteren Verstärkungselements 22, wobei auch diese Konsolenelemente 23 zur Anbindung an die jeweils zugeordnete Seitenwand 78 ausgestaltet sind. In entsprechender Weise dienen auch die äußeren oberen Verstärkungselemente
24 und 25 zur Verlängerung der äußeren Konsolenelemente 23, wobei sie gleichzeitig auch zur Anbindung an die Seitenwand 78 bzw. an eine nicht gezeigte C-Säule bzw. an ein ebenfalls nicht gezeigtes oberes Querträgerelement vorgesehen sein können. Die äußeren oberen Verstärkungselemente 24 und 25 ergänzen sich dabei zu einem kastenförmigen Körper, der sich durch eine erhöhte Steifigkeit auszeichnet. Die seitlich und übereinander angeordneten Elemente, also die Verstärkungselemente 22, 23 und 25 sowie das Konsolenelement 23 ermöglichen eine intensive Kraftübertragung vom Bodenquerträger 19 in die Seitenwände 78 bzw. in die C-Säulen bzw. in die jeweiligen Querträger der Tragrahmenstruktur.
Das obere Querträgerelement ' 26 stützt sich nun an seinen Enden an den äußeren oberen Verstärkungselementen 24 und
25 ab, wodurch der Tragrahmenring der Durchlade 20 geschlossen wird. Die Steifigkeit innerhalb der Durchlade 20 wird dadurch erheblich verbessert. Die Stabilität des Querträgerelements 26 sowie die Steifigkeit der Durchlade 20 kann zusätzlich durch das mittlere Verstärkungselement 27 sowie durch die Verstärkungselemente 28 gesteigert werden. Das mittlere Verstärkungselement 27 ist zu diesem Zweck hinten am oberen Querträgerelement 26 angeordnet, wobei es sich gleichzeitig quer zur Fahrzeuglängsrichtung entlang des oberen Querträgerelements 26 erstreckt. Die beiden Verstärkungselemente 28 sind hier zwischen dem o- beren Querträgerelement 26 und dem mittleren Verstärkungselement 27 angeordnet, was eine intensive Aussteifung der Durchlade 20 im Bereich des oberen Querträgerelements 26 bewirkt. Des Weiteren können die Winkelelemente 29 am Übergang zwischen dem oberen Querträgerelement 26 und den äußeren oberen Verstärkungselementen 24, 25 angeordnet werden, wodurch die Winkelelemente 29 die beiden Verstärkungselemente 24, 25 zusätzlich aneinander fixieren und deren Kastenstruktur zum Fahrzeuginnenraum hin verschließen. Gleichzeitig bewirkt die Anbindung der Winkelelemente 29 an das Querträgerelement 26 eine intensive Aussteifung des zugeordneten Eckbereichs der Durchlade 20. Mit Hilfe der Befestigungs- und/oder Halteelemente 30 können zusätzliche Bestandteile des Fahrzeugs besonders einfach an der Durchlade 20 gehaltert bzw. befestigt werden.
Die einzelnen Elemente der Durchladebaugruppe 20 können als Blechformteile oder als Dünnwandgußteile ausgebildet sein. Vorzugsweise sind auch hier zwei oder mehr dieser Elemente zu einem einstückigen integrierten Dünnwandgußteil zusammengefasst . Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind nun eines oder mehrere, insbesondere sämtliche dieser Elemente einstückig in den Bodenquerträger 19 integriert. Auf diese Weise kann auch hier ein komplexes Dünnwandgußteil bereitgestellt werden, das sich hinsichtlich Gewicht und Festigkeit optimieren lässt und besonders einfach montierbar ist. Im Extremfall ist die komplette Durchlade 20 als einstückiges Dünnwandgussteil ausgebildet. Ebenso kann die Durchlade 20 als zweiteiliges Dünnwandgußteil ausgestaltet sein. In Fig. 4 ist eine mögliche Trennebene horizontal orientiert und mit 31 bezeichnet .
Entsprechend Fig. 5 gehört zur Bodenbaugruppe 1 auch ein Schweller 32, der erfindungsgemäß als dünnwandiges Stahlgußteil ausgestaltet sein kann. Bei einem Schweller 32 handelt es sich um einen seitlich außenliegenden Längsträger, der sich dementsprechend in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und der eine untere Begrenzung für eine seitliche Einstiegsöffnung des Fahrzeugs bildet. Derartige Einstiegsöffnungen schwächen die Tragrahmenstruktur. Um die gewünschte Steifigkeit für die Tragrahmenstruktur gewährleisten zu können, müssen die auftretenden Momente und Kräfte um die Einstiegsöffnungen herumgeführt werden. Dementsprechend handelt es sich beim Schweller 32 um ein für die Festigkeit der Tragrahmenstruktur sehr wichtiges Bauteil. Seine Bedeutung für die Festigkeit der Tragrahmenstruktur nimmt bei einem Fahrzeug, das als Cabriolet ausgestaltet ist, nochmals zu, da eine Kraft- bzw. Momentübertragung über das Dach dann nicht möglich ist. Durch die Ausführung des Schwellers 32 als Dünnwandstahlgußteil kann hier die erforderliche Festigkeit erreicht werden, wobei gleichzeitig ein übermäßiges Bauteilgewicht vermieden werden kann.
Der Schweller 32 ist Bestandteil einer Schwellerbaugruppe 33, die in Fig. 5 durch einen mit unterbrochener Linie dargestellten Rahmen gekennzeichnet ist. Der Schweller 32 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform ein Hohlkörper mit einem nach innen offenen Profil, das im wesentlichen U-förmig sein kann. Zusätzlich zum Schweller 32 kann die Schwellerbaugruppe 33 die folgenden Elemente kumulativ o- der alternativ enthalten: inneres Verstärkungselement 34, äußeres Verstärkungselemente 35, vorderes Kopplungsele- ment 36, hinteres Kopplungselement 37, vorderes Aussteifungselement 38, hinteres Aussteifungselement 39, ein o- der mehrere Querschnittsversteifungselemente 40 sowie ein vorderes Schließelement 41 und ein hinteres Schließelement 42.
Das innere Verstärkungselement 34 ist hier als Wand ausgestaltet und ist innen an der offenen Seite des Schwellers 32 angeordnet, wodurch diese verschlossen wird. Insgesamt wird dadurch die Biege- und Torsionssteifigkeit des Schwellers 32 erheblich vergrößert. Das innere Verstärkungselement 34 erstreckt sich dabei innen entlang des Schwellers 32 in Fahrzeuglängsrichtung. Das äußere Verstärkungselement 35 erstreckt sich ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung, jedoch außen entlang des Schwellers 32. Das äußere Verstärkungselement 35 ist dabei an der vom inneren Verstärkungselement 34 abgewandten Seite am Schweller 32 angeordnet und kann diesen zusätzlich gegen Biegung aussteifen. Das vordere Kopplungselement 36 befindet sich an einem vorderen Ende des Schwellers 32 und ermöglicht dort die Anbindung eines hier nicht gezeigten Diagonalträgers der Tragrahmenstruktur an den Schweller 32. In entsprechender Weise ist das hintere Kopplungselement 37 an einem hinteren Ende des Schwellers 32 angeordnet, wo es die Anbindung eines ebenfalls nicht gezeigten Diagonalträgers an den Schweller 32 ermöglicht. Gleichzeitig werden mit Hilfe der Kopplungselemente 36, 37 die Anbindungsstellen für den jeweiligen Diagonalträger am Schweller 32 verstärkt. Mit Hilfe der Querschnittversteifungselemente 40 kann der als Hohlkörper ausgestaltete Schweller 32 intensiv ausgesteift werden, in dem die Querschnittsversteifungselemente 40 im Schweller 32 in bestimmten Längsabschnitten angeordneten werden, um dort gezielt den Querschnitt des Schwellers 32 auszusteifen. Schließlich können die offenen Längsenden des als Hohlkörper ausgestalteten Schwellers 32 mit Hilfe der Schließelemente 41, 42 verschlossen werden. Das Schließen seiner Längsenden bewirkt eine intensive Aussteifung des Schwellers 32 an seinen Enden. Insgesamt ergibt sich somit ein äußerst kompakt bauender Schweller 32 mit hohen Steifigkeitswerten für Biegung und Torsion.
Auch bei der Schwellerbaugruppe 33 können die einzelnen Elemente jeweils als Blechteile oder als Dünnwandgußteile ausgestaltet sein. Vorzugsweise sind auch hier zwei oder mehrere der Elemente zu einem integralen einstückigen Dünnwandgußteil zusammengefasst . Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Schweller 32 so ausgestaltet sein, dass in den Schweller 32 zumindest eines, vorzugsweise mehrere und insbesondere sämtliche dieser Elemente in den als Dünnwandgußteil ausgestalteten Schweller 32 einstückig integriert ist bzw. sind. Durch diese Bauweise kann der Schweller 32 besonders steif ausgestaltet werden, was insbesondere bei Cabriolet-Fahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Gleichzeitig kann der Schweller 32 vergleichsweise leicht gestaltet werden, was insbesondere durch eine Fachwerkbauweise mit bionischer Optimierung möglich ist.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform handelt es sich beim Schweller 32 um den bezüglich der Fahrtrichtung links angeordneten Schweller 32 eines zweitürigen Personenkraftwagens. Es ist klar, dass auch bei einem viertürigen Fahrzeug die vorderen und/oder die hinteren Schweller als dünnwandige Stahlgußteile ausgestaltet sein können.
Fig. 6 zeigt unter anderem den in eine Seitenwand des Fahrzeugs integrierten Schweller 32 mit daran angebundener A-Säule 43. Gemäß Fig. 6 umfasst die Bodenbaugruppe im Bereich des oder der Schweller 32 eine oder mehrere Wagenheberkonsolen 44 bzw. 45. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel, das einen zweitürigen Personenkraftwagen betrifft, sind an jeder Fahrzeugseite dem einzigen Schweller 32, zwei Wagenheberkonsolen, nämlich eine vordere Wagenheberkonsole 44 und eine hintere Wagenheberkonsole 45 zugeordnet. Die Wagenheberkonsolen 44, 45 sind am Schweller 32 angeordnet. Sofern der Schweller 32 als Hohlkörper ausgebildet ist, sind die Wagenheberkonsolen 44, 45 vorzugsweise im Schweller 32 angeordnet.
Zur Realisierung der Wagenheberkonsolen 44, 45 sind auch hier wieder einzelne Baugruppen vorgesehen, die aus mehreren Elementen bestehen, die zusammen die jeweilige Wagenheberkonsole 44, 45 bilden oder die die Wagenheberkonsolen 44, 45 als eines ihrer Elemente umfassen. Im Einzelnen handelt es sich bei den jeweiligen Baugruppen um folgende Elemente: das vordere bzw. hintere Aussteifungselement 38 bzw. 39, das vordere bzw. hintere Kopplungselement 36 bzw. 37 sowie jeweils ein Wagenheberkopplungselement 46.
Die Anordnung und Funktion der Aussteifungselemente 38, 39 und der Kopplungselemente 36, 37 ist bereits weiter o- ben zu Fig. 5 erläutert worden. Die Wagenheberkopplungselemente 46 sind hier jeweils an einem der Aussteifungselemente 38, 39 angeordnet, derart, dass sie im Einbauzustand den Schweller 32 seitlich außen mit einem Endabschnitt durchdringen. Die Wagenheberkopplungselemente 46 bilden dabei einen Eingriff für einen nicht gezeigten Wagenheber, der sich zum seitlichen Anheben des Fahrzeugs am Untergrund abstützt. Das Wagenheberkopplungselement 46 ist hier durch ein einfaches Rohr gebildet. Die Aussteifungselement 38, 39 sind so ausgestaltet, dass sie die im Betrieb der Wagenheberkonsole 44, 45 vom Wagenheber auf den Schweller 32 übertragenen Kräfte möglichst großflächig verteilen, um eine Verformung des Schwellers 32 zu vermeiden. Die Aussteifungselemente 38, 39 bauen zu diesem Zweck kompakt. Die Aussteifungselemente 38, 39 sind dabei so gestaltet, dass sie sich bei dem hier als nach innen offenen Hohlkörper ausgestalteten Schweller 32 in- nerhalb des Schwellerprofils sowohl an einem unteren Wandabschnitt 47 als auch an einem oberen Wandabschnitt 48 abstützen, wodurch die Krafteinleitung in den Schweller 32 verbessert wird. Des Weiteren sind die Kopplungselemente 36 und 37 hier so angeordnet, dass sie jeweils zwischen dem Aussteifungselement 38, 39 und dem unteren Wandabschnitt 47 des Schwellers 32 angeordnet sind. Auf diese Weise kann auch dort die Kraftübertragung verbessert werden. Gleichzeitig kann der an den Längsenden des Schwellers 32 ausgebildete Knoten bei dieser Bauweise besonders steif ausgestaltet werden.
Die einzelnen Elemente der jeweiligen Baugruppen können als Blechteile oder auch als Dünnwandstahlgußteile ausgestaltet sein. Vorzugsweise sind zwei oder mehr der Elemente zu einem einzigen Dünnwandgußteil zusammengefasst . Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in die Wagenheberkonsole 44 bzw. 45 eines oder mehrere oder insbesondere sämtliche dieser Elemente einstückig integriert. Die auf diese Weise als komplexe Dünnwandgußteile ausgestalteten Wagenheberkonsolen 44, 45 können besonders einfach verbaut werden.
Im Hinblick auf die in Fig. 5 beschriebene Ausführungsform ist klar, dass die Wagenheberkonsolen 44, 45 bzw. deren Wagenheberkopplungselement 46 auch in den als Dünnwandgußteil ausgestaltetem Schweller 32 integriert sein können.
Die Bodenbaugruppe 1 umfasst auch einen Frontbereich sowie einen Heckbereich. Erfindungsgemäß kann nun das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgestaltete Karosseriebauteil auch eine Komponente im Frontbereich oder im Heckbereich der Bodenbaugruppe 1 sein. In den Fig. 7 und 8 ist ein im Frontbereich der Bodenbaugruppe angeordnetes Endmodul 49 für unterschiedliche Ausführungsformen und jeweils bei unterschiedlichen Integrationsstufen dargestellt. Vor- zugsweise ist nun zumindest ein Bestandteil dieses Endmoduls 49 durch das als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildete Karosseriebauteil gebildet. Obwohl die nachfolgende Erläuterung nur ein frontseitig angeordnetes Endmodul 49 betrifft, ist klar, dass grundsätzlich entsprechendes dann auch für ein im Heckbereich angeordnetes Endmodul 49 gelten kann.
Die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Endmodule 49 umfassen exemplarisch zumindest einige der im folgenden aufgezählten Endmodulbestandteile: mittleres Querträgerelement 50, vertikales Verstärkungselement 51, linkes und rechtes oberes Verstärkungselement 52, linkes und rechtes unteres Verstärkungselement 53, linkes und rechtes Stützelement 54, linkes und rechtes Versteifungselement 55, linkes und rechtes Diagonalstützelement 56, linkes und rechtes inneres Trägerelement 57, linkes und rechtes Lagerelement 58, linkes und rechtes Seitenstützelement 59, linkes und rechtes Halteplattenelement 60, linkes und rechtes äußeres Trägerelement 61, linkes und rechtes Halteelement 62, linkes und rechtes Lagerelement 63, linkes und rechtes Längsträgerelement 64, linkes und rechtes Strebenelement 65, Querabstützelement 66. Weitere Bestandteile des Endmoduls 49 sind beispielsweise ein Biegeträger 67, eine linke und eine rechte Crashbox 68 sowie verschiedene Befestigungselemente 69.
Das mittlere Querträgerelement 50 erstreckt sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung, bewirkt eine Queraussteifung des Endmoduls 49 und dient im Frontbereich zur Halterung eines Kühlers des Kraftfahrzeugs. Im Heckbereich kann am Querträgerelement 50 ein Schloss angeordnet sein, das mit einer Heckklappe zusammenwirkt. Das mittlere Querträgerelement 50 wird dabei zur Querabstützung bzw. Queraussteifung des Endmoduls 49 oberhalb des Biegeträgers 67 genutzt. Das vertikale Verstärkungselement 51 ist mittig am Querträgerelement 50 angeordnet und kann ebenfalls zur Halterung eines Haubenschlosses ausgestaltet sein. Des Weiteren kann das Verstärkungselement 51 am Biegeträger 67 abgestützt sein.
Die oberen Verstärkungselemente 52 sind seitlich am Querträgerelement 50 angeordnet, derart, dass sie seitlich davon abstehen. Die unteren Verstärkungselemente 53 sind ebenfalls seitlich am Querträgerelement 50 angeordnet, wobei sie sich allerdings entlang der zugehörigen oberen Verstärkungselemente 52 erstrecken. Dabei wird das obere Verstärkungselement 52 intensiv ausgesteift. Mit Hilfe der beiden Stützelemente 54 kann eine vertikale Aussteifung des Endmoduls 59 erreicht werden. Die Stützelemente 54 sind dabei seitlich am Querträgerelement 50 angeordnet, wobei sie von diesem nach unten abstehen. Die Stützelemente 54 sind zur Anbringung an ein anderes Bauteil der Tragrahmenstruktur ausgestaltet. Im vorliegenden Fall sind die Stützelemente 54 an die Crashboxen 68 angeschlossen. Des Weiteren sind die Versteifungselemente 55 an jeder Fahrzeugseite jeweils am Übergang zwischen dem Querträgerelement 50 und dem jeweiligen oberen Verstärkungselement 52 angeordnet, um dort die Verbindung zwischen Querträger 50 und oberem Verstärkungselement 52 zusätzlich zu verstärken bzw. auszusteifen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind zusätzlich die Diagonalstützelemente 56 vorgesehen, die innen am Querträgerelement fixiert sind und außen am zugehörigen Stützelement 54 angebracht sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Stützelemente 54 außerdem am Biegeträger 67 festgelegt .
Im Hinblick auf Fig. 7 sind die inneren Trägerelemente 57 zur Halterung bzw. Anbindung an ein anderes Bauteil der Tragrahmenstruktur ausgestaltet. Beispielsweise werden die Trägerelemente 57 jeweils an einem stirnseitiges Ende eines vorderen Längsträgers der Bodenbaugruppe 1 ange- bracht. Beim hier gezeigten frontseitigen Endmodul 49 sind die inneren Trägerelemente 57 außerdem zur Halterung bzw. Unterstützung des Fahrzeugkühlers ausgestaltet. Dementsprechend sind die Lagerelemente 58 jeweils an einem unteren und vorderen Ende des zugehörigen inneren Trägerelements 57 angeordnet und zweckmäßig so ausgestaltet, dass sie den Fahrzeugkühler an dessen Unterseite lagern können. Auch die Seitenstützelemente 59 sind im Bereich dieses unteren und vorderen Endes des jeweiligen inneren Trägerelements 57 angeordnet. Beim Frontendmodul 49 sind diese Seitenstützelemente 49 zur seitlichen Abstützung des Fahrzeugkühlers ausgestaltet.
Die Halteplattenelemente 60 sind an den vom Biegeträger 67 abgewandten Enden der Crashboxen 68 angebracht sowie am zugehörigen inneren Trägerelement 57 angeordnet.
Die äußeren Trägerelemente 61 sind an ihrem oberen Ende jeweils am oberen Verstärkungselement 52 und/oder am unteren Verstärkungselement 53 angeordnet. An ihrem unteren Ende sind die äußeren Trägerelemente 61 jeweils direkt o- der indirekt mit dem Biegeträger 67 verbunden. Im vorliegenden Fall sind die äußeren Trägerelemente 61 jeweils indirekt, nämlich über die zugehörigen Halteelemente 62 mit dem Biegeträger 67 verbunden. Am Übergang zwischen äußerem Trägerelement 61 und zugehörigem Halteelement 62 ist jeweils eines der Lagerelemente 63 angeordnet, das dort zur Seitenführung des Endmoduls 49 dient. An jeder Fahrzeugseite bildet das obere Verstärkungselement 52, ggf. das untere Verstärkungselement 53, das äußere Trägerelement 61 und das Halteelement 62 eine seitliche Einfassung für eine im Eckbereich des Endmoduls 49 angeordnete Beleuchtungseinheit des Fahrzeugs .
Entsprechend Fig. 8 kann am inneren Trägerelement 57 unten eines der Längsträgerelemente 64 angeordnet sein. Die Längsträgerelemente 64 werden dabei für eine Querabstüt- zung oder Queraussteifung des Endmoduls 49 unterhalb des Biegeträgers 67 genutzt. Zu diesem Zweck stützen sich die beiden Längsträgerelemente 64 über das Querabstützelement 66 in der Fahrzeugquerrichtung aneinander ab.
Mit Hilfe der Strebenelemente 65 kann nun eine zusätzliche Aussteifung des Endmoduls 49 erzielt werden. Dabei sind die Strebenelemente 65 an ihren unteren Enden jeweils am zugehörigen Längsträgerelement 64 angeordnet und an ihrem oberen Ende jeweils am Biegeträger 67 befestigt. Zur Anbindung des Biegeträgers 67 am Endmodul 49 können zusätzlich die zuvor genannten Befestigungselemente 69 genutzt werden.
Die vorstehend beschriebenen Endmodulbestandteile können in herkömmlicher Weise als Blechteile ausgestaltet sein oder erfindungsgemäß als dünnwandige Stahlgussteile ausgestaltet sein. Bevorzugt werden dabei Ausführungsformen, bei welchen zwei oder mehr Endmodulbestandteile zu einem einstückigen integralen Dünnwandgussteil zusammengefasst sind. Die zusammengefaßten Endmodulbestandteile können dadurch einstückige und integrale Baugruppen bilden, die den Zusammenbau des Endmoduls 49 erheblich vereinfachen. Beispielsweise lassen sich folgende Baugruppen realisieren: Eine linke sowie eine rechte obere Seitenträgerbau- gruppe 70, eine linke sowie eine rechte untere Seitenträ- gerbaugruppe 71, eine linke sowie eine rechte gesamte Seitenträgerbaugruppe 72, eine linke sowie eine rechte Kühlerhaltebaugruppe 73, eine obere Großbaugruppe 74, eine linke sowie eine rechte Biegeträgerhaltebaugruppe 75 sowie eine untere Großbaugruppe 76.
Jede obere Seitenträgerbaugruppe 70 umfasst dabei jeweils das obere Verstärkungselement 52, das untere Verstärkungselement 53, das Stützelement 54 und - soweit vorhanden - das Diagonalstützelement 56. Die linke und die rechte untere Seitenträgerbaugruppe 71 umfassen jeweils das äußere Tragerelement 61, das Halteelement 62 und - soweit vorhanden - das Lagerelement 63. Die linke und die rechte gesamte Seitenträgerbaugruppe 72 beinhalten jeweils an der zugeordneten Fahrzeugseite die obere Seitenträgerbaugruppe 70 und die untere Seitenträgerbaugruppe 71.
Die linke und die rechte Kuhlerhaltebaugruppe 73 beinhalten jeweils das innere Tragerelement 57, das Seitenstutz- element 59, das Lagerelement 58 sowie das Halteplattenelement 60. Die linke und die rechte Biegetragerhaltebau- gruppe 75 beinhalten jeweils wieder das innere Tragerelement 57, das Langstragerelement 64 und - soweit vorhanden - das Strebenelement 65.
Die obere Großbaugruppe 74 umfasst die linke und die rechte gesamte Seitenträgerbaugruppe 72, also linke und rechte obere Seitenträgerbaugruppe 70 sowie linke und rechte untere Seitenträgerbaugruppe 71. Dabei sind die linke und die rechte gesamte Seitenträgerbaugruppe 72 durch das Quertragerelement 50 miteinander verbunden.
Die untere Großbaugruppe 76 umfasst die linke und die rechte Biegetragerhaltebaugruppe 75, wobei diese durch das Querabstutzelement 66 miteinander verbunden sind.
Durch die bei den vorgenannten exemplarisch und nicht abschließend aufgezahlten Baugruppen erzielbare hohe Integrationsstufe lassen sich die Vorteile des dünnwandigen Stahlgusses in besonderem Maße ausnutzen. Insbesondere können die erwünschten Festigkeitswerte bei vergleichsweise geringem Bauteilgewicht erzielen. Des Weiteren können die komplexen Bauteile bionisch optimiert werden. Von besonderer Bedeutung ist jedoch bei derart komplexen Baugruppen die Reduzierung der Herstellungstoleranzen, was insgesamt die Fertigung des Endmoduls 49 erheblich vereinfacht. Insbesondere im Hinblick auf die unterschied- lichsten Funktionen des Endmoduls 49 und die damit zusammenhängenden unterschiedlichsten Belastungszustände können die zugehörigen Baugruppen das jeweilige Anforderungsprofil besser erfüllen, wobei gleichzeitig ein Gewicht- und Kostenvorteil erzielbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Tragrahmenstruktur für eine selbsttragende Rohbaukarosserie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit wenigstens einem als dünnwandiges Stahlgussteil ausgebildeten Karosseriebauteil, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens eines Karosseriebauteil eine Komponente einer Bodenbaugruppe (1) der Tragrahmenstruktur ist.
2. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Komponente in einem Fahrgastzellenbereich der Bodenbaugruppe (1) angeordnet ist.
3. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karossierbauteil ein sich in Fahrzeuglängsrichtung in der Fahrzeugmitte zumindest teilweise innerhalb der Fahrgastzelle erstreckender Tunnel (2) o- der eine Tunnelverstärkung (4) ist, die von oben auf den Tunnel (2) aufgesetzt ist und diesen verstärkt.
4. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - dass in die Tunnelverstärkung (4) wenigstens ein E- lement aus folgender Gruppe einstückig integriert ist : • Längsträgerelement (5) , das sich im Einbauzustand oben entlang des Tunnels (2) erstreckt, • Verstärkungselement (6), das in einem vorderen Abschnitt des Tunnels (2) und oben am Längsträgerelement (5) angeordnet ist, • linkes und rechtes Lagerelement (7), das oben am Verstärkungselement (6) angeordnet ist und zur Lagerung und/oder Unterstützung eines über den Tunnel (2) an der Tragrahmenstruktur abgestützten Bauteils dient, • linkes und rechtes Verlängerungselement (8), das jeweils das Längsträgerelement (5) nach vorn verlängert, und/oder - dass in den Tunnel (2) ein Tunnelwandelement (3) und/oder die Tunnelverstärkung (4) einstückig integriert ist/sind.
5. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karosseriebauteil ein Fondsitzquerträger (9) ist, der sich unterhalb einer Fondsitzreihe quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
6. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Fondsitzquerträger (9) wenigstens ein E- lement aus folgender Gruppe einstückig integriert ist: • Wandelement (10), das sich am vorderen Ende der Fondsitzreihe quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, • Verstärkungselement (11), das hinten am Fondsitzquerträger (9) angeordnet ist, • linkes und rechtes Schließelement (12), welches ein seitliches Ende des Fondsitzquerträgers (9) verschließt, • linkes und rechtes Plattenelement (13), das an der Vorderseite des Wandelements (10) angeordnet ist und zur Befestigung und/oder Halterung eines anderen Bauteils dient.
7. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karosseriebauteil ein Einzelsitzquerträger (16) ist, der sich unterhalb eines Einzelsitzes quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
8. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - dass in den Einzelsitzquerträger (16) wenigstens ein Versteifungs- und/oder Befestigungs- und/oder Halteelement (17) einstückig integriert ist, und/oder - dass im Einzelsitzquerträger (16) wenigstens eine kanalförmige Leitung- und/oder Kabeldurchführung (18) ausgeformt ist.
9. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karossierbauteil ein Bodenquerträger (19) ist, der sich zwischen einer Fahrgastzelle und einem heckseitigen Laderaum quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt .
10. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Bodenquerträger (19) wenigstens ein Element aus folgender Gruppe integriert ist: • mittleres unteres Konsolenelement (21) , das mittig am Bodenquerträger (19) angeordnet ist und zur Anbringung an einer Bodenplatte (77) der Bodenbaugruppe (1) ausgebildet ist, linkes und rechtes äußeres unteres Verstärkungselement (22), das seitlich am Bodenquerträger (19) angeordnet und zur Anbindung an eine Seitenwand (78) der Tragrahmenstruktur ausgebildet ist, linkes und rechtes äußeres Konsolenelement (23), das oben an das zugehörige äußere untere Verstärkungselement (22) angrenzt und zur Anbindung an die Seitenwand (78) ausgebildet ist, linkes und rechtes äußeres oberes vorderes Verstärkungselement (24), das oben und von vorn an das zugehörige äußere Konsolenelement (23) angrenzt und zur Anbindung an die Seitenwand (78) und/oder an eine C-Säule und/oder an ein oberes Querträgerelement ausgebildet ist, linkes und rechtes äußeres oberes hinteres Verstärkungselement (25) , das oben und von hinten an das zugehörige äußere Konsolenelement (23) angrenzt und zur Anbindung an die Seitenwand (78) und/oder an eine C-Säule und/oder an ein oberes Querträgerelement ausgebildet ist, oberes Querträgerelement (26) , das zwischen den äußeren oberen Verstärkungselementen (24, 25) angeordnet ist, mittleres Verstärkungselement (27), das hinten am oberen Querträgerelement (26) angeordnet ist und sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung entlang des oberen Querträgerelements (26) erstreckt, linkes und rechtes Verstärkungselement (28), das zwischen dem oberen Querträgerelement (26) und dem mittleren Verstärkungselement (27) angeordnet ist, linkes und rechtes Winkelelement (29) , das am Übergang zwischen dem oberen Querträgerelement (26) und den zugehörigen äußeren oberen Verstärkungselementen (24, 25) angeordnet ist.
11. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bodenquerträger (19) integraler Bestandteil einer ringförmig geschlossenen Durchlade (20) ist.
12. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karossierbauteil ein Schweller (32) ist, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und eine seitliche Einstiegsöffnung des Fahrzeugs nach unten begrenzt .
13. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Schweller (32) wenigstens ein Element aus folgender Gruppe einstückig integriert ist: • inneres Verstärkungselement (34), das sich in Fahrzeuglängsrichtung innen entlang des Schwellers (32) erstreckt, • äußeres Verstärkungselement (35) , das sich in Fahrzeuglängsrichtung außen entlang des Schwellers (32) erstreckt, • vorderes (36) und hinteres (37) Kopplungselement, das am vorderen oder hinteren Ende des Schwellers (32) angeordnet ist und zur Anbindung eines Diagonalträgers der Tragrahmenstruktur dient, • vorderes (38) und hinteres (39) Aussteifungselement, das hinten oder vorne am Schweller (32) angeordnet ist und zur Aussteifung des Schwellers (32) dient, derart, dass daran ein Wagenheber angreifen kann, • Querschnittversteifungselement (40) , das in einem Längsabschnitt des Schwellers (32) angeordnet ist und dort dessen Querschnitt aussteift, • vorderes (41) und hinteres (42) Schließelement, das am vorderen oder hinteren Ende des Schwellers (32) angeordnet ist und dort dessen Hohlprofil verschließt.
14. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karossierbauteil eine vordere (44) oder hintere (45) Wagenheberkonsole ist, die in oder an einem Schweller (32) angeordnet ist, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und eine seitliche Einstiegsöffnung des Fahrzeugs nach unten begrenzt.
15. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in die Wagenheberkonsole (44, 45) wenigstens ein Element aus folgender Gruppe integriert ist: • Aussteifungselement (38, 39), das hinten oder vorne im Schweller (32) angeordnet ist und in dessen Profil einen unteren Wandabschnitt (47) an einem oberen Wandabschnitt (48) abstützt, • Wagenheberkopplungselement (46) , das am Aussteifungselement (38, 39) angeordnet ist und den Schweller (32) seitlich außen durchdringt und einen Eingriff für einen Wagenheber bildet, • Kopplungselement (36, 37), das zwischen dem Aussteifungselement (38, 39) und dem oberen o- der unteren Wandabschnitt (47, 48) des Schwellerprofils angeordnet ist und zur Anbindung eines Diagonalträgers der Tragrahmenstruktur an den Schweller (32) dient.
16. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Komponente in einem Frontbereich oder in einem Heckbereich der Bodenbaugruppe (1) angeordnet ist .
17. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karossierbauteil ein Bestandteil eines am vorderen Ende des Frontbereichs oder am hinteren Ende des Heckbereichs angeordneten Endmoduls (49) ist.
18. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Endmodulbestandteil wenigstens ein Element aus folgender Gruppe einstückig integriert ist: • mittleres Querträgerelement (50), das sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, • vertikales Verstärkungselement (51) , das mittig am Querträgerelement (50) angeordnet ist und zur Halterung eines Bauteils dient, • linkes und rechtes oberes Verstärkungselement (52), das seitlich am Querträgerelement (50) angeordnet ist und seitlich davon absteht, • linkes und rechtes unteres Verstärkungselement (53) , das seitlich am Querträgerelement (50) angeordnet ist und sich unten entlang des zugehörigen oberen Verstärkungselements (52) erstreckt, • linkes und rechtes Stützelement (54), das seitlich am Querträgerelement (50) angeordnet ist, davon nach unten absteht und zur Anbindung an ein anderes Bauteil der Tragrahmenstruktur dient, • linkes und rechtes Versteifungselement (55) , das am Übergang zwischen dem Querträgerelement (50) und dem jeweiligen oberen Verstärkungselement (52) angeordnet ist, linkes und rechtes Diagonalstützelement (56), das innen am Querträgerelement (50) und außen am zugehörigen Stützelement (54) angeordnet ist, linkes und rechtes inneres Trägerelement (57) , das zur Anbindung an ein anderes Bauteil der Tragrahmenstruktur dient, linkes und rechtes Lagerelement (58), das am zugehörigen inneren Trägerelement (57) angeordnet ist, linkes und rechts Seitenstützelement (59), das am zugehörigen inneren Trägerelement (57) angeordnet ist, linkes und rechtes Halteplattenelement (60), das am zugehörigen inneren Trägerelement (57) angeordnet ist und zur Halterung einer Crasbox (68) dient, linkes und rechtes äußeres Trägerelement (61), das oben am zugehörigen oberen und/oder unteren Verstärkungselement (52, 53) angeordnet ist und unten direkt oder indirekt mit einem Biegeträger (67) verbunden ist, der sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, linkes und rechtes Halteelement (62), das innen mit dem Biegeträger (67) verbunden und außen am zugehörigen äußeren Trägerelement (61) angeordnet ist, linkes und rechtes Lagerelement (63), das am Ü- bergang zwischen äußerem Trägerelement (61) und Halteelement (62) angeordnet ist und zur Seitenführung dient, linkes und rechtes Längsträgerelement (64), das unten am zugehörigen inneren Trägerelement (57) angeordnet ist und zur Querabstützung des gegenüberliegenden Längsträgerelements (64) sowie zur Unterstützung des Biegeträgers (67) dient, • linkes und rechtes Strebenelement (65), das unten am zugehörigen Längsträgerelement (64) angeordnet und oben am Biegeträger (67) befestigt ist, • Querabstützelement (66), dass sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und einenends am linken Längsträgerelement (64) und andere- nends am rechten Längsträgerelement (64) angeordnet ist.
19. Tragrahmenstruktur nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Endmodulbestandteil eine einstückige integrale Baugruppe für das Endmodul (49) wie folgt bildet: • linke oder rechte obere Seitenträgerbaugruppe (70), umfassend oberes Verstärkungselement (52), unteres Verstärkungselement (53), Stützelement (54) und - soweit vorgesehen - Diagonalstützelement (56) , • linke oder rechte untere Seitenträgerbaugruppe (71), umfassend äußeres Trägerelement (61), Halteelement (62) und - soweit vorgesehen - Lagerelement (63), • linke oder rechte gesamte Seitenträgerbaugruppe (72), umfassend obere Seitenträgerbaugruppe (70) und untere Seitenträgerbaugruppe (71) , • linke oder rechte Kühlerhaltebaugruppe (73), umfassend inneres Trägerelement (57), Seitenstützelement (59), Lagerelement (58), Halteplattenelement (60), • obere Großbaugruppe (74), umfassend linke und rechte gesamte Seitenträgerbaugruppe (72) , die durch das Querträgerelement (50) miteinander verbunden sind, • linke und rechte Biegeträgerhaltebaugruppe (75), umfassend inneres Trägerelement (57), Längsträgerelement (64) und - soweit vorgesehen - Strebenelement (65), untere Großbaugruppe (76) , umfassend linke und rechte Biegeträgerhaltegruppe (75), die durch das Querabstützelement (66) miteinander verbunden sind.
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