DE102016203673A1 - Karosserie-Bodenstruktur für ein Fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Karosserie-Bodenstruktur für ein Fahrzeug, mit einem Bodenblech (7), in dem ein in der Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufender Mitteltunnel (11) ausgebildet ist, und mit zumindest einem Sitzquerträger (15), der in der Fahrzeugquerrichtung (y) unter Zwischenlage eines tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteils (5) am Mitteltunnel (11) angebunden ist, welches Sitzaufnahme-Blechteil (5) im Querschnitt ein Winkelprofil aufweist, das mit einem bodenseitigen Inneneckbereich (32) des Mitteltunnels (11) einen Hohlraum (29) begrenzt und mit einem horizontalen Montageschenkel (23) am Mitteltunnel (11) angebunden ist sowie mit einem vertikalen Stützschenkel (27) am Bodenblech (7) angebunden ist. Erfindungsgemäß weist das Sitzaufnahme-Blechteil (5) in der Fahrzeugquerrichtung (y) in Flucht zum Sitzquerträger (15) eine muldenförmige Krafteinleitungsstruktur (K) auf, und zwar mit einem gegenüber dem horizontalen Sitzaufnahme-Montageschenkel (23) um eine Senktiefe (Δz) zurückgesetzten Muldenboden (35), der an einer Anbindungsstelle (A) am Sitzquerträger (15) angebunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Karosserie-Bodenstruktur für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Die Karosserie-Bodenstruktur eines solchen Fahrzeugs ist in gängiger Praxis als eine Schweißgruppe ausgebildet, bei der ein Bodenblech in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet durch seitliche Türschweller begrenzt ist. Im Bodenblech ist zudem ein entlang der Längsmittelebene des Fahrzeugs verlaufender Mitteltunnel ausgebildet. Zwischen dem Mitteltunnel und jedem der seitlichen Türschweller verläuft ein Sitzquerträger, der unter Zwischenlage eines tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteils am Mitteltunnel angebunden ist und unter Zwischenlage eines schwellerseitigen Sitzaufnahme-Blechteils am Türschweller angebunden ist. Die beiden Sitzaufnahme-Blechteile tragen den Vordersitz des Fahrzeugs. Der zwischen den Sitzaufnahme-Blechteilen abgestützte Sitzquerträger dient zur Versteifung der Bodenstruktur.
- Eine solche gattungsgemäße Karosserie-Bodenstruktur ist aus der
EP 1 382 514 B2 bekannt. Diese weist ein tunnelseitiges Sitzaufnahme-Blechteil auf, das im Querschnitt ein Winkelprofil bildet, und zwar mit einem horizontalen Montageschenkel, auf dem der Fahrzeugsitz montierbar ist, und einem davon abgewinkelten vertikalen Stützschenkel. Der horizontale Montageschenkel ist am Mitteltunnel angebunden, während der vertikale Stützschenkel am Bodenblech angebunden ist. - Bei einer Seitencrashsimulation ergibt sich ein Lastpfad, bei dem die seitlichen Aufprallkräfte vom crashzugewandten Türschweller in der Fahrzeugquerrichtung über den Sitzquerträger sowie über den tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteil zur crashabgewandten Tragstruktur, das heißt in den Mitteltunnel geleitet werden. In einem solchen Crashfall wird der Sitzquerträger in Richtung auf den Mitteltunnel geschoben und tendiert dieser dazu, nach oben auszuweichen. Dies führt zu Rissen im Tunnel- und Bodenbereich. Um eine crashbedingte Krafteinleitung in den Mitteltunnel zu verbessern, ist bekannt. zusätzliche Versteifungselemente am Anbindungsbereich zwischen dem Sitzquerträger und dem Mitteltunnel vorzusehen.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosserie-Bodenstruktur für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der in einfacher Weise sowie ohne Bereitstellung zusätzlicher Bauteile die Crashstabilität im Seitencrashfall erhöht ist.
- Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Stand der Technik zur Erhöhung der Crashstabilität Zusatz-Bauteile vorzusehen sind, die zu Mehrkosten, Mehrgewicht, zusätzlichen Fügeverbindungen sowie zu einer höheren Bauteil-Komplexität führen. Vor diesem Hintergrund werden gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 auf solche zusätzlichen Bauteile verzichtet. Anstelle dessen wird das tunnelseitige Sitzaufnahme-Blechteil materialeinheitlich sowie einstückig mit einer Krafteinleitungsstruktur ausgebildet, die den Anbindungsbereich zwischen dem Sitzquerträger und dem tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteil im Seitencrashfall versteift. Die Krafteinleitungsstruktur ist erfindungsgemäß in der Fahrzeugquerrichtung in Flucht zum Sitzquerträger angeordnet und weist einen gegenüber dem horizontalen Sitzaufnahme-Montageschenkel um eine Senktiefe zurückgesetzten Muldenboden auf, der am Sitzquerträger angebunden (das heißt verschweißt) ist. Im Hinblick auf eine großflächige Anlageverbindung ist es von Vorteil, wenn der Muldenboden der Krafteinleitungsstruktur planparallel zum Sitzaufnahme-Montageschenkel und/oder zur Sitzquerträger-Anschlussfläche ausgebildet ist.
- In einer technischen Umsetzung geht der Muldenboden der Krafteinleitungsstruktur an davon hochgezogenen Muldenseitenwänden in den horizontalen Montageschenkel und in den vertikalen Stützschenkel des Sitzaufnahme-Blechteils über.
- Bevorzugt kann der vertikale Sitzaufnahme-Stützschenkel eine Durchführungsöffnung aufweisen, durch die der Sitzquerträger endseitig in den Sitzaufnahme-Hohlraum einragt, der zwischen dem Sitzaufnahme-Blechteil und einem bodenseitigen Inneneckbereich des Mitteltunnels definiert ist. Das Sitzquerträger-Ende ist bevorzugt in der Fahrzeugquerrichtung über einen Montagespalt geringfügig vom Mitteltunnel beabstandet, um Montage- und Bauteiltoleranzen auszugleichen.
- Bevorzugt ist es, wenn die im Sitzaufnahme-Stützschenkel ausgebildete Durchführungsöffnung in der Fahrzeughochrichtung nach oben unmittelbar vom Muldenboden der Krafteinleitungsstruktur begrenzt ist. Zur Vergrößerung der Anlagefläche zum Sitzquerträger kann der Muldenboden der Krafteinleitungsstruktur in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen mit einem Randsteg verlängert sein, der materialeinheitlich und einstückig sowie ebenflächig am Muldenboden anschließt. Der Randsteg kann in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen um eine Steghöhe von dem Sitzaufnahme-Stützschenkel abragen.
- Bevorzugt kann die muldenförmige Krafteinleitungsstruktur einen kasten- oder quaderförmigen Muldenraum definieren. Dieser ist in der Fahrzeughochrichtung nach unten durch den Muldenboden begrenzt, der in der Fahrzeuglängsrichtung an vorderen und hinteren Muldenwänden sowie in der Fahrzeugquerrichtung an einer inneren Muldenwand in den horizontalen Montageschenkel und in den vertikalen Stützschenkel übergeht. Eine solche kasten- oder quaderförmige Krafteinleitungsstruktur ist im Hinblick auf eine Erhöhung der Verbindungssteifigkeit zwischen dem Sitzquerträger und dem Sitzaufnahme-Blechteil besonders günstig.
- Der oben erwähnte kasten- oder quaderförmige Muldenraum kann im Sitzaufnahme-Blechteil so positioniert sein, dass dieser in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen offen gestaltet ist (das heißt nicht durch eine Muldenwand begrenzt ist). Dabei kann die oben erwähnte innere Muldenwand der Krafteinleitungsstruktur bevorzugt um einen Querversatz von dem Mitteltunnel beabstandet sein.
- Das Sitzaufnahme-Blechteil kann in der Fahrzeughochrichtung den Sitzquerträger überragen. In diesem Fall weist das Sitzaufnahme-Blechteil ausgehend vom Bodenblech eine Bauteilhöhe auf, die größer ist als die Bauteilhöhe des Sitzquerträgers. Bevorzugt kann die Sitzquerträger-Bauteilhöhe gegenüber der Sitzaufnahme-Bauteilhöhe um die oben erwähnte Senktiefe der Krafteinleitungsstruktur reduziert sein.
- Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
- Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 in einer Seitenansicht ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit teilweisem Aufriss; -
2 in einer perspektivischen Teilansicht einen zwischen einem seitlichen Türschweller und einem Mitteltunnel verlaufenden Sitzquerträger; -
3 eine Teilschnittansicht entlang einer yz-Schnittebene aus der2 ; und -
4 eine Ansicht entsprechend der3 bei weggelassenem Sitzquerträger. - In der
1 ist in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein zweispuriges Kraftfahrzeug gezeigt, dessen Beifahrersitz1 in an sich bekannter Weise auf Sitzaufnahme-Blechteile3 ,5 einer Bodenstruktur der Fahrzeugkarosserie montiert ist. Von den beiden Sitzaufnahme-Blechteile3 ,5 ist in der1 lediglich das türschwellerseitige Sitzaufnahme-Blechteil3 gestrichelt angedeutet. - Wie aus der weiteren
2 hervorgeht, weist die Karosserie-Bodenstruktur ein, die Fahrgastzelle nach unten abschließendes Bodenblech7 auf, das in der Fahrzeugquerrichtung y betrachtet durch seitliche Türschweller9 begrenzt ist. In der2 ist lediglich das Innenteil eines der seitlichen Türschweller9 gezeigt. Die Karosserie-Bodenstruktur weist zudem einen entlang der Fahrzeuglängsmittelebene verlaufenden Mitteltunnel11 auf, durch den zum Beispiel die Abgasanlage und/oder eine Kardanwelle geführt ist. Zudem verlaufen in der2 an der Unterseite des Bodenblechs7 Karosserie-Längsträger13 sowie an der Oberseite des Blodenblechs7 ein Sitzquerträger15 . Der Sitzquerträger15 ist in der2 unter Zwischenlage des türschwellerseitigen Sitzaufnahme-Blechteils3 am Türschweller9 angebunden sowie unter Zwischenlage des tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteils5 am Mitteltunnel11 angebunden. In der2 weist der Sitzquerträger15 im Querschnitt ein U-förmiges Profil mit einem oberseitigen Profilgrund17 sowie davon hochgezogenen Seitenflanken19 auf, die über seitlich nach außen abgestellte Randflansche21 am Bodenblech7 verschweißt sind. - Die beiden Sitzaufnahme-Blechteile
3 ,5 sind jeweils im Querschnitt als Winkelprofil-Blechteile ausgeführt, und zwar mit einem horizontalen Montageschenkel23 , der an einer Längskante25 (2 ) in einen, in etwa vertikal verlaufenden Stützschenkel27 übergeht. Der horizontale Montageschenkel23 ist an seiner freien Randkante am Mitteltunnel11 verschweißt, während der vertikale Stützschenkel27 des Sitzaufnahme-Blechteils5 am Bodenblech7 verschweißt ist. Das tunnelseitige Sitzaufnahme-Blechteil5 begrenzt dabei zusammen mit einem bodenseitigen Inneneckbereich29 (3 oder4 ) des Mitteltunnels11 einen Hohlraum29 . Dieser ist in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet mittels Schließblechteile31 (2 ) geschlossen. Das tunnelseitige Sitzaufnahme-Blechteil5 weist in der2 an seinem horizontalen Montageschenkel23 Schraublöcher33 (2 ) zur Anbindung des Fahrzeugsitzes1 auf. - Der Sitzquerträger
15 ist an einer nachfolgend ausführlich beschriebenen fahrzeuginneren Anbindungsstelle A (3 ) am Sitzaufnahme-Blechteil5 angebunden. So weist der vertikale Stützschenkel27 des tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteils5 eine Durchführungsöffnung33 auf, durch die der U-förmige Sitzquerträger15 in den Sitzaufnahme-Hohlraum29 einragt. Das Sitzquerträger-Ende ist um einen Montagespalt m (3 ) geringfügig von dem Mitteltunnel11 beabstandet, um Fertigungs- oder Bauteiltoleranzen aufzunehmen. - Der Profilgrund
17 des Sitzquerträgers15 ist in der3 an der oben erwähnten Anbindungsstelle A (3 ) mit einem Muldenboden35 einer muldenförmigen Krafteinleitungsstruktur K verschweißt. Der Muldenboden35 der Krafteinleitungsstruktur K ist in der3 in der Fahrzeughochrichtung z um eine Senktiefe Δz von dem horizontalen Montageschenkel23 nach unten versetzt. Der Muldenboden35 geht zudem an vorderen und hinteren Muldenwänden41 sowie an einer, in der Fahrzeugquerrichtung y inneren Muldenwand43 jeweils in den horizontalen Montageschenkel23 sowie in den vertikalen Stützschenkel27 des Sitzaufnahme-Blechteils5 über. Die innere Muldenwand43 der Krafteinleitungsstruktur K ist um einen Querversatz Δy2 (3 ) vom Mitteltunnel11 beabstandet. Auf diese Weise begrenzen der Muldenboden35 zusammen mit den Muldenwänden41 ,43 einen in etwa kasten- oder quaderförmigen Muldenraum45 (2 ), der in der Fahrzeugquerrichtung y nach fahrzeugaußen offen gestaltet ist und der den an sich kontinuierlichen Verlauf der Längskante25 (2 ) des Sitzaufnahme-Blechteils5 unterbricht. - Die so ausgebildete Krafteinleitungsstruktur K ist in der
2 in der Fahrzeugquerrichtung y in Flucht zum Sitzquerträger15 angeordnet. Um die Anlageverbindung zwischen dem Sitzquerträger15 und dem Sitzaufnahme-Blechteil5 zu erhöhen, ist der Muldenboden35 der Krafteinleitungsstruktur K in der Fahrzeugquerrichtung y nach fahrzeugaußen mit einem Randsteg47 (4 ) ebenflächig verlängert, wobei der Randsteg47 um eine Steghöhe Δy1 von dem Sitzaufnahme-Stützschenkel27 nach fahrzeugaußen abragt und die Durchführungsöffnung33 nach oben begrenzt. - Die im Sitzaufnahme-Stützschenkel
27 ausgebildete Durchführungsöffnung33 ist zudem, in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet, durch vordere und hintere Randflansche49 begrenzt, die vom Öffnungsrand nach außen abgestellt sind und zusammen mit dem Muldenboden35 an den Seitenflanken19 des Sitzquerträgers15 verschweißt sind. - Gemäß der
3 weist das Sitzaufnahme-Blechteil5 ausgehend vom Bodenblech7 eine Bauteilhöhe hS auf, während der Sitzquerträger15 ausgehend vom Bodenblech7 eine reduzierte Bauteilhöhe hQ aufweist. Die Sitzquerträger-Bauteilhöhe hQ ist in der3 gegenüber der Sitzaufnahme-Bauteilhöhe hS um die Senktiefe Δz der Krafteinleitungsstruktur K reduziert. - Die anhand der
2 bis4 beschriebene Krafteinleitungsstruktur K ist materialeinheitlich und einstückig als eine Verprägung ausgeführt, die im Tiefziehverfahren in das Sitzaufnahme-Blechteil5 einformbar ist. Auf diese Weise ergibt sich zwischen dem Sitzquerträger15 und dem tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteil5 eine gesteigerte Verbindungssteifigkeit, die speziell im, in der2 angedeuteten Seitencrashfall von Vorteil ist: Bei einem solchen Seitencrashfall ergibt sich ein Lastpfad L, mit dem die seitlichen Aufprallkräfte FA über den crashzugewandten Türschweller9 , das schwellerseitige Sitzaufnahme-Blechteil3 , den Sitzquerträger15 sowie dem tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteil5 bis zum Mitteltunnel11 geleitet werden. Mittels der im tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteil5 eingeformten Krafteinleitungsstruktur K ergibt sich eine wesentlich stabilere Kraftüberleitung vom Sitzquerträger15 in das Sitzaufnahme-Blechteil5 , ohne dass die Anbindung an den Mitteltunnel11 beschädigt wird. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- EP 1382514 B2 [0003]
Claims (14)
- Karosserie-Bodenstruktur für ein Fahrzeug, mit einem Bodenblech (
7 ), in dem ein in der Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufender Mitteltunnel (11 ) ausgebildet ist, und mit zumindest einem Sitzquerträger (15 ), der in der Fahrzeugquerrichtung (y) unter Zwischenlage eines tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteils (5 ) am Mitteltunnel (11 ) angebunden ist, welches Sitzaufnahme-Blechteil (5 ) im Querschnitt ein Winkelprofil aufweist, das mit einem bodenseitigen Inneneckbereich (32 ) des Mitteltunnels (11 ) einen Hohlraum (29 ) begrenzt und mit einem horizontalen Montageschenkel (23 ) am Mitteltunnel (11 ) angebunden ist sowie mit einem vertikalen Stützschenkel (27 ) am Bodenblech (7 ) angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzaufnahme-Blechteil (5 ) in der Fahrzeugquerrichtung (y) in Flucht zum Sitzquerträger (15 ) eine muldenförmige Krafteinleitungsstruktur (K) aufweist mit einem gegenüber dem horizontalen Sitzaufnahme-Montageschenkel (23 ) um eine Senktiefe (Δz) zurückgesetzten Muldenboden (35 ), der an einer Anbindungsstelle (A) am Sitzquerträger (15 ) angebunden ist. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Muldenboden (
35 ) der Krafteinleitungsstruktur (K) an der Anbindungsstelle (A) mit dem Sitzquerträger (15 ) verschweißt ist. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der der Muldenboden (
35 ) der Krafteinleitungsstruktur (K) zum Sitzaufnahme-Montageschenkel (23 ) und/oder zu einem Profilgrund (17 ) des Sitzquerträgers (15 ) planparallel ausgebildet ist. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Muldenboden (
35 ) der Krafteinleitungsstruktur (K) an davon hochgezogenen Muldenseitenwänden (41 ,43 ) in den horizontalen Sitzaufnahme-Montageschenkel (23 ) und in den vertikalen Sitzaufnahme-Stützschenkel (27 ) übergeht. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Sitzaufnahme-Stützschenkel (
27 ) des Sitzaufnahme-Blechteils (5 ) eine Durchführungsöffnung (33 ) aufweist, durch die der Sitzquerträger (15 ) endseitig in den Sitzaufnahme-Hohlraum (29 ) einragt. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Sitzaufnahme-Stützschenkel (
27 ) ausgebildete Durchführungsöffnung (33 ) in der Fahrzeughochrichtung (z) nach oben vom Muldenboden (35 ) randseitig begrenzt ist. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrößerung seiner Anlagefläche zum Sitzquerträger (
15 ) der Muldenboden (35 ) in der Fahrzeugquerrichtung (y) nach fahrzeugaußen mit einem Randsteg (47 ) verlängert ist, und dass der Randsteg (47 ) in der Fahrzeugquerrichtung (y) um eine Steghöhe (Δy1) von dem Sitzaufnahme-Stützschenkel (27 ) abragt. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Sitzaufnahme-Stützschenkel (
27 ) ausgebildete Durchführungsöffnung (33 ) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) durch vordere und hintere abgestellte Randflansche (49 ) begrenzt sind, die zusammen mit dem Muldenboden (35 ) der Krafteinleitungsstruktur (K) am Sitzquerträger (15 ) angebunden sind. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der um eine Senktiefe (Δz) vom Sitzaufnahme-Montageschenkel (
23 ) höhenversetzte Muldenboden (35 ) der Krafteinleitungsstruktur (K) einen kasten- oder quaderförmigen Muldenraum (45 ) begrenzt. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Muldenboden (
35 ) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) an vorderen und hinteren Muldenwänden (41 ) sowie in der Fahrzeugquerrichtung (y) an einer inneren Muldenwand (43 ) in den horizontalen Sitzaufnahme-Montageschenkel (23 ) und in den vertikalen Sitzaufnahme-Stützschenkel (27 ) übergeht. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Muldenraum (
45 ) der Krafteinleitungsstruktur (K) in der Fahrzeugquerrichtung (y) nach außen offen ist. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Muldenwand (
43 ) der Krafteinleitungsstruktur (K) um einen Querversatz (Δy2) von dem Mitteltunnel (11 ) beabstandet ist. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzaufnahme-Blechteil (
5 ) ausgehend vom Bodenblech (7 ) eine Bauteilhöhe (hs) und der Sitzquerträger (15 ) ausgehend vom Bodenblech (7 ) eine Bauteilhöhe (hQ) aufweist, und dass die Sitzquerträger-Bauteilhöhe (hQ) gegenüber der Sitzaufnahme-Bauteilhöhe (hS) um die Senktiefe (Δh) der Krafteinleitungsstruktur (K) reduziert ist. - Karosserie-Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafteinleitungsstruktur (K) in einem Tiefziehvorgang als eine Verprägung im tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteil (
5 ) formbar ist.
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