DE19841331C2 - Karosseriebodenstruktur für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriebodenstruktur für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit ei­ nem Mitteltunnel, in dem eine Antriebswelle angeordnet ist.

Aus der amerikanischen Patentschrift US 4,570,321 ist eine Karosseriebodenstruktur für ein Cabriolet bekannt, bei der ein Mitteltunnel mit einer in Fahrzeugslängsrichtung verlau­ fenden Erhöhung versehen ist. Die Erhöhung des Mitteltunnels soll zur Versteifung der Bodenstruktur dienen. Der Mitteltun­ nel kann zur Unterbringung einer Antriebswelle für hintere, angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs oder auch für die Un­ terbringung eines Abgassystems verwendet werden.

Aus der EP 0 067 651 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem in einem Mitteltunnel anstelle einer Antriebswelle ein Kraftstofftank angeordnet ist. Das Fahrzeug soll dabei entwe­ der mit Vorderradantrieb und Frontmotor oder mit Hinterradan­ trieb und Heckmotor ausgestattet sein, so dass durch den Weg­ fall einer in Längsrichtung des Fahrzeuges ausgedehnten An­ triebswelle ein Bauraum für den Kraftstofftank zur Verfügung gestellt wird. Der Kraftstofftank ist durch ein separates Ge­ häuse gebildet, das unter Verwendung von stoßdämpfenden Stützelementen in den Mitteltunnel eingesetzt ist, wobei der Mitteltunnel nach unten durch ein Schutzblech abgeschlossen ist.

In der EP 0 067 576 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem in einem Mitteltunnel anstelle einer Antriebswelle ein Kraft­ stofftank angeordnet ist. Wie bei der EP 0 067 651 wird durch eine geeignete Anordnung von Motor und angetriebenen Rädern auf eine in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgedehnte An­ triebswelle verzichtet, so dass im Bereich des Mitteltunnels Bauraum für die Anordnung eines Kraftstofftanks zur Verfügung steht. Der Kraftstofftank besteht dabei aus zwei wannenförmi­ gen Längsteilen, die zu einem Hohlkörper zusammengesetzt sind.

Aus der EP 0 067 602 A1 ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb und Heckmotor bekannt, das einen erhöhten Mitteltunnel auf­ weist,
in dem anstelle einer Antriebswelle ein längsgeteilter Kraft­ stofftank angeordnet ist. Dabei ist der Mitteltunnel derart er­ höht ausgeführt, daß er abschnittsweise als Armlehne für Fahr­ zeugpassagiere dienen kann.

Aus der Patentschrift DD 114 561 ist ein vorderradgetriebenes Kraftfahrzeug mit Frontmotor bekannt, bei dem im Bereich der Fahrgastzelle ein Mitteltunnel vorgesehen ist, der einen Kraft­ stofftank beinhaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosseriebodenstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Raum­ ausnutzung und eine erhöhte Stabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb der Antriebswelle in einer Erhöhung des Mitteltunnels ein in Fahrzeuglängsrichtung ausgedehnter Kraftstofftank angeordnet ist. Dabei wird ein für eine Antriebswelle zwischen einem An­ triebsaggregat des Kraftfahrzeugs und den angetriebenen Rädern vorgesehener Mitteltunnel derart nach oben erweitert, daß ein in Fahrzeuglängsrichtung ausgedehnter Kraftstofftank in diesem Be­ reich Platz findet. Erfindungsgemäß dient der Mitteltunnel den­ noch weiterhin zur Führung der Antriebswelle. Eine derartige An­ ordnung eignet sich insbesondere für Cabriolet-Fahrzeuge, bei denen innerhalb der Karosserie ein Stauraum für das Verdeck bzw. das Klappdach des Fahrzeuges vorgesehen sein sollte, so daß das Raumangebot innerhalb der Fahrzeugkarosserie bereits stark ein­ geschränkt ist. Die Erhöhung des Mitteltunnels führt zu einer erhöhten Steifigkeit der Karosseriebodenstruktur. Gleichzeitig ist der Kraftstofftank platzsparend untergebracht, ohne daß fahrtechnische Antriebsfunktionen abgeändert werden müssen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Kraftstofftank in der Er­ höhung des Mitteltunnels integriert. Dabei wird das Raumangebot innerhalb der Erhöhung des Mitteltunnels durch einen entspre­ chend geformten Kraftstoffbehälter besonders gut ausgenutzt. Die Form des Mitteltunnels kann besser an die Anforderungen der Pas­ sagierraumgestaltung angepaßt sein, da gleichzeitig der Kraft­ stoffbehälter entsprechend anpaßbar ist und den zur Verfügung gestellten Bauraum optimal ausnutzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Erhöhung als ge­ sondertes, auf den Mitteltunnel aufgesetztes Tankgehäuse gestal­ tet. Das Tankgehäuse läßt sich getrennt von der Karosserieboden­ struktur herstellen, wobei der eigentliche Kraftstofftank in Form eines zusätzlichen Kraftstoffbehälters in das Tankgehäuse einsetzbar ist, oder das Tankgehäuse selbst den Kraftstofftank bildet. Der Kraftstofftank ist somit modular und mit entspre­ chenden Variationsmöglichkeiten ausgeführt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Tankgehäuse aus einem zum Werkstoff der übrigen Karosseriebodenstruktur unter­ schiedlichen Werkstoff hergestellt. Als Grundwerkstoffe für die Karosseriebodenstruktur kommen vorzugsweise Stähle und Alumini­ umlegierungen in Frage, während für das Tankgehäuse formstabile Kunststoffe, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, z. B. GFK, oder Metallgußwerkstoffe in Frage kommen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Tankgehäuse aus mehreren Teilen hergestellt, die stoffschlüssig miteinander ver­ bunden sind. Ein derartiges Tankgehäuse eignet sich auch für Spezialverfahren, wie Rollnahtschweißen oder Hartlöten im Durch­ laufofen, da es handhabbare Abmessungen aufweist und unabhängig von der Karosseriebodenstruktur behandelt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird wenigstens ein Wan­ dungsabschnitt des Mitteltunnels durch das Tankgehäuse gebildet. Dadurch ergibt sich auf einfache Weise ein reduzierter Material­ einsatz mit entsprechender Gewichtsersparnis.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Kraftstoff­ tank oder in dem Tankgehäuse wenigstens eine Querversteifung an­ geordnet. Eine solche Querversteifung kann eine Fortsetzung ei­ ner seitlich auf den Mitteltunnel treffenden Querversteifung der Karosseriebodenstruktur darstellen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Querversteifung als flächiges Drosselelement, insbesondere als Schwallblech oder Gitter, in einem den Kraftstofftank bildenden Tankgehäuse ge­ staltet. Eine derartige Querversteifung übernimmt eine Doppel­ funktion zum einen als Versteifungselement für den Mitteltunnel bzw. die gesamte Karosseriebodenstruktur und zum anderen als Dämpfer für im Kraftstofftank schwappenden Kraftstoff.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen darge­ stellt sind.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemä­ ßen Karosseriebodenstruktur,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch den Mittel­ tunnel der Karosseriebodenstruktur nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt analog dem in Fig. 2 durch ein zweites Aus­ führungsbeispiel eines Mitteltunnels einer erfindungsge­ mäßen Karosseriebodenstruktur,

Fig. 4 einen Schritt analog dem in Fig. 2 durch ein drittes Aus­ führungsbeispiel eines Mitteltunnels einer erfindungsge­ mäßen Karosseriebodenstruktur, und

Fig. 5 einen Schnitt analog dem in Fig. 2 durch ein viertes Aus­ führungsbeispiel eines Mitteltunnels einer erfindungsge­ mäßen Karosseriebodenstruktur.

Ein Personenkraftwagen-Cabriolet weist eine Karosserieboden­ struktur 1 auf, die in Fig. 1 dargestellt ist. Das Fahrzeug ist mit einem Frontmotor ausgerüstet und weist angetriebene Hinter­ räder auf, weshalb in der Karosseriebodenstruktur 1 des Fahrzeu­ ges ein in Längsrichtung desselben zwischen Motorraum und Hin­ terachse verlaufender Mitteltunnel 2 vorgesehen ist. Zur Ver­ steifung der Karosseriebodenstruktur umfaßt diese insbesondere mehrere Querträger 1a, 1b und 1c.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bietet der Mitteltunnel 2 einen Einbauraum für eine Antriebswelle 3 und zusätzlich auch für ei­ nes oder mehrere Auspuffrohre 4 samt Abgaskatalysator 5. Bei be­ kannten Mitteltunneln, deren Form 2' in Fig. 2 mit einer strich­ punktierten Linie angedeutet ist, richtet sich die Querschnitts­ form nicht nur nach den darin unterzubringenden Bauelementen 3, 4, 5, sondern auch nach den Anforderungen der Passagierraumge­ staltung, so daß der Mitteltunnel im allgemeinen an der Obersei­ te abgeflacht gestaltet und der eingenommene Bauraum nicht opti­ mal ausgenutzt ist. Der erfindungsgemäße Mitteltunnel 2 ist ge­ genüber bekannten Ausführungen mit einer definierten Erhöhung versehen, so daß in dem Mitteltunnel 2 ein ausreichender Raum für einen sich darin erstreckenden Kraftstofftank 6 zur Verfü­ gung gestellt ist. Der Kraftstofftank 6 ist oberhalb der An­ triebswelle 3 in der Erhöhung des Mitteltunnels 2 positioniert, wobei sein Querschritt derart gestaltet ist, daß er den zur Ver­ fügung gestellten Raum möglichst vollständig ausfüllt. Er er­ streckt sich in Fahrzeuglängsrichtung, vorzugsweise zwischen ei­ ner nicht dargestellten vorderen Querwand zwischen Motor- und Passagierraum einerseits und einem heckseitigen Kofferraum ande­ rerseits.

Der Mitteltunnel 2 weist eine abgeflachte Oberseite 2a auf, auf die ein Gehäuse für Seilzüge oder Stangen eines Schaltgetriebes aufgesetzt ist. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel kann ein derartiges Gehäuse auch in den Mitteltunnel 2 integriert sein.

Den Mitteltunnel 2 kreuzende Querträger 1a, 1b können wenigstens im oberen Bereich des Mitteltunnels durch diesen hindurch fort­ geführt sein, wobei der Kraftstofftank 6 entsprechend einge­ schnürt und nur im unteren Bereich durchgängig gestaltet ist, oder wobei in den Kraftstofftank 6 wie in den Mitteltunnel 2 entsprechende Querversteifungen, beispielsweise in Form von Schwallblechen oder Gittern, eingesetzt sind.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Karosse­ riebodenstruktur gemäß Fig. 3, in der gleichartige Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 versehen sind, beinhaltet einen Mitteltunnel 8, auf den ein als Erhöhung die­ nendes Tankgehäuse 9 aufgesetzt ist. Das Tankgehäuse ist aus ei­ nem Oberteil 9a und einem Fußteil 9b zusammengesetzt, die derart stoffschlüssig miteinander verbunden sind, daß das so gebildete Tankgehäuse flüssigkeitsdicht und zur Aufnahme von Kraftstoff geeignet ausgeführt ist. Dazu sind Oberteil 9a und Fußteil 9b in den Bereichen 10 vorzugsweise rollnahtgeschweißt miteinander verbunden. Das Tankgehäuse 9 enthält ferner mehrere in Längs­ richtung des Tankgehäuses bzw. des Mitteltunnels hintereinander angeordnete Querversteifungen in Form von Schwallblechen 12. Die Schwallbleche 12 üben eine Doppelfunktion aus, indem sie zum ei­ nen das Tankgehäuse 9 und mit ihm den Mitteltunnel 8 und somit die gesamte Karosseriebodenstruktur versteifen und zum anderen ein Schwappen des Kraftstoffs innerhalb des Tankgehäuses 9 in Fahrzeuglängsrichtung wirkungsvoll unterdrücken.

Der so gebildete Kraftstofftank ist auf den Mitteltunnel 8 auf­ gesetzt, wobei das Fußteil 9b im Bereich der Kontaktstellen 11 zum Mitteltunnel fest mit diesem verbunden ist. In den Befesti­ gungsbereichen 11 können beliebige Fügeverfahren, beispielsweise Punktschweißen, zur Anwendung kommen.

In Fig. 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Karosseriebodenstruktur dargstellt, die sich vom zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 dadurch unterscheidet, daß das als Erhöhung dienende Tankgehäuse 9 nach unten nicht durch ein Fußteil 9b, sondern durch den Mitteltunnel 8 abgeschlossen ist. Dabei sind Befestigungsbereiche 13 zwischen dem Oberteil 9a und dem Mitteltunnel 8 vorgesehen, in denen das Oberteil 9a stoff­ schlüssig, insbesondere rollnahtgeschweißt oder hartgelötet, mit dem Mitteltunnel 8 verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine ver­ einfachte Fertigung sowie eine Material- und Gewichtseinsparung.

In Fig. 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Karosseriebodenstruktur dargestellt, das sich von dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel dadurch unter­ scheidet, daß auf eine großflächige Querverbindung zwischen ei­ nem in Fahrtrichtung gesehen rechten Seitenteil 8a und einem linken Seitenteil 8b des Mitteltunnels 8 weitgegend verzichtet wird. Das Fußteil 9b, das in den Befestigungsbereichen 11 mit den Seitenteilen 8a, 8b des Mitteltunnels verschweißt ist, er­ möglicht gemeinsam mit den Schwallblechen 12 eine ausreichende Querversteifung des Mitteltunnels 8. Das Fußteil 9b läßt sich in nicht gezeichneter Weise auch derart formen, daß es wenigstens teilweise in den Mitteltunnel 8 eingreift und damit von den Bau­ elementen 3, 4, 5 nicht benötigten Raum für das als Erhöhung dienenden Tankgehäuse 9 umschließt und zur Kraftstoffspeicherung zur Verfügung stellt.

Claims (9)

1. Karosseriebodenstruktur (1) für ein Kraftfahrzeug, insbe­ sondere für einen Personenkraftwagen, mit einem Mitteltunnel (2, 8), in dem eine Antriebswelle (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Antriebswelle (3) eine Erhöhung des Mitteltun­ nels (2, 8) vorgesehen ist, in der ein in Fahrzeuglängsrichtung ausgedehnter Kraftstofftank (6, 9) angeordnet ist.

2. Karosseriebodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstofftank (6) in der Erhöhung des Mitteltunnels (2) integriert ist.

3. Karosseriebodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung als gesondertes, auf den Mitteltunnel (8) auf­ gesetztes Tankgehäuse (9) gestaltet ist.

4. Karosseriebodenstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tankgehäuse (9) aus einem zum Werkstoff der übrigen Ka­ rosseriebodenstruktur (1) unterschiedlichen Werkstoff herge­ stellt ist.

5. Karosseriebodenstruktur nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tankgehäuse (9) aus mehreren Teilen (9a, 9b), die stoff­ schlüssig miteinander verbunden sind, hergestellt ist.

6. Karosseriebodenstruktur nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Wandungsabschnitt des Mitteltunnels (8) durch das Tankgehäuse (9) gebildet wird.

7. Karosseriebodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitteltunnel (2, 8) aus einem zum Werkstoff der übrigen Karosseriebodenstruktur unterschiedlichen Werkstoff hergestellt ist.

8. Karosseriebodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kraftstofftank (6) und/oder in dem Tankgehäuse (9) wenigstens eine Querversteifung (12) angeordnet ist.

9. Karosseriebodenstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querversteifung als flächiges Drosselelement (12) in ei­ nem den Kraftstofftank bildenden Tankgehäuse (9), insbesondere als Schwallblech oder Gitter, gestaltet ist.