DE10061639B4

DE10061639B4 - Versteifungsstruktur an Kraftfahrzeugen,insbesondere Heckversteifungsstruktur

Info

Publication number: DE10061639B4
Application number: DE10061639A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kurth
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2020-12-12
Also published as: DE10206476A1; DE10061639A1

Abstract

Versteifungsstruktur an Kraftfahrzeugen, insbesondere Heckversteifungsstruktur, bestehend aus einem hinteren Quer- und Längsträgersystem, wobei einem Querträger (1) endseitig Längsträger (3, 4) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (1) einteilig ausgeführt ist, sich quer über annähernd die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt und endseitig jeweils unmittelbar mit einem geteilten Längsträger, jeweils in Form eines Längsträger-Hinterteils (3) und eines Längsträger-Vorderteils (4) fest verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versteifungsstruktur an Kraftfahrzeugen, insbesondere Heckversteifungsstruktur, bestehend aus einem hinteren Quer- und Längsträgersystem, wobei einem Querträger endseitig Längsträger zugeordnet sind.
Aus der Praxis ist es bekannt, die Längsträger des hinteren Quer- und Längsträgersystems an Kraftfahrzeugen einteilig auszuführen und über gesonderte Verbindungsteile mit einem Querträger fest zu verbinden.
Weiterhin ist aus der gattungsbildenden DE 197 24 624 A1 eine Heckversteifungsstruktur aus einem dreiteiligen Längsträger und einem Querträgerabschnitt bekannt. Der dreiteilige Längsträger für den Heckabschnitt ist aus einem vorderen Längsträgerabschnitt, einem Knotenelement als mittlerer Längsträgerabschnitt und einem hinteren Längsträgerabschnitt aufgebaut. In das Knotenelement ist ein Anschlussübergang an den Längsträgerabschnitt integriert.
Seitens der Kunden von Kraftfahrzeugen besteht die Anforderung an einer Erhöhung der Crashsicherheit, insbesondere Heckcrashsicherheit, die ihrerseits aber auch mit einer Verringerung des Fahrzeuggewichtes einhergehen soll.
Naheliegend ist es, das hintere Quer- und Längsträgersystem aus höher- oder höchstfestem Stahlblech zu fertigen.
Die Geometrie der Längsträger des hinteren Quer- und Längsträgersystems läßt eine Fertigung aus höher- oder höchstfestem Stahlblech wegen der notwendigen Umformvorgänge jedoch nicht zu.
Auch eine Ausführung der Längsträger des hinteren Quer- und Längsträgersystems als Hydroformingteil konnte in der Großserie bisher nicht realisiert werden.
Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Versteifungsstruktur an Kraftfahrzeugen, insbesondere Heckversteifungsstruktur, zu schaffen, die die Verarbeitung von höher- und höchstfestem Stahlblech gewährleistet, gleichzeitig eine Gewichtseinsparung des Kraftfahrzeugs zuläßt und für eine Großserienfertigung geeignet ist.
Erfindungsgemäß Wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass der Querträger einteilig ausgeführt ist, sich quer über annähernd die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt und endseitig jeweils unmittelbar mit einem geteilten Längsträger, jeweils in Form eines Längsträger-Hinterteils und eines Längsträger-Vorderteils fest verbunden ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weisen der Querträger und/oder die Längsträger-Hinterteile und/oder die Längsträger-Vorderteile in Abhängigkeit von gewünschten, gegebenenfalls lokal begrenzten Versteifungsanforderungen voneinander unabhängig gewählte und definierte Geometriequerschnitte und/oder Werkstoffe auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die bei einem Heckcrash besonders belasteten Bauteile des hinteren Quer- und Längsträgersystems, wie die Längsträger-Hinterteile und gegebenenfalls der Querträger, aus höher- oder höchstfestem Stahlblech gefertigt.
Ferner können der Querträger und/oder die Längsträger-Hinterteile und/oder die Längsträger-Vorderteile als Hydroformingteile ausgeführt sein.
Des Weiteren können die bei einem Heckcrash weniger belasteten Bauteile des hinteren Quer- und Längsträgersystems, wie die Längsträger-Vorderteile und gegebenenfalls der Querträger, aus gewichtsreduzierenden Werkstoffen gefertigt sein, wobei als gewichtsreduzierende Werkstoffe, Werkstoffe wie Leichtmetalle, Sandwichmaterialien und/oder Kunststoffe zur Anwendung kommen können.
Die Vorteile der Erfindung werden insbesondere darin gesehen, dass die crashrelevanten Längsträger-Hinterteile aufgrund einer nunmehr vorhandenen einfacheren Geometrie derselben, die ihrerseits mit weniger Umformvorgängen einhergeht, unabhängig von den übrigen Bauteilen des hinteren Quer- und Längsträgersystems aus höher- oder höchstfestem Stahlblech gefertigt werden können.
Auch kann die Geometrie der Längsträger-Vorderteile vereinfacht bzw. es können bisher separat eingeschweißte Bauteile, wie z. B. Längsträger-Oberteile, in das Längsträger-Vorderteil integriert werden, woraus wiederum Arbeitszeitersparniß resultiert.
Fernerhin kann das Kraftniveau des hinteren Quer- und Längsträgersystems für bestimmte Crashfälle definiert eingestellt und durch den Einsatz gewichtsreduzierender Werkstoffe, insbesondere für die Längsträger-Vorderteile und gegebenenfalls den Querträger, das Fahrzeuggewicht optimiert werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen hinteren Quer- und Längsträgersystems,
2 den Schnitt A-A nach 1,
3a–3c den Schnitt B-B nach 1 in drei ausgewählten Ausführungsvarianten.
Gem. 1 besteht das hintere Quer- und Längsträgersystem des Kraftfahrzeugs erfindungsgemäß aus einem sich quer über annähernd die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden einteiligen Querträger 1, der seinerseits im vorliegenden Ausführungsbeispiel an die beidseitig angeordneten Radhäuser 2 angeschlossen, vorzugsweise geschweißt oder mittels nicht näher dargestellter mechanischer Verbindungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder Nieten, befestigt sein kann (2).
Endseitig ist der Querträgers 1 jeweils mit einem geteilten Längsträger in Form eines Längsträger-Hinterteils 3 und eines Längsträger-Vorderteils 4 fest verbunden, wobei ebenfalls vorgenannte Fügeverfahren Verwendung finden können.
Gem. dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Querträger 1 als Flanschprofil, hier in Form eines nach oben offenen U-Profils ausgeführt, wobei sowohl die Längsträger-Hinterteile 3 als auch die Längsträger-Vorderteile 4 mit einer Stirnseite im endseitigen Bereich des Querträgers 1 am ihnen zugewandten Profilflansch angeschlossen sind.
Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf vorstehende Ausführung beschränkt ist, sondern beliebige weitere Möglichkeiten der Anbindung der Längsträger-Hinter- und -Vorderteile 3; 4 an den Querträger 1 in Abhängigkeit von den verwendeten Profilformen derselben denkbar sind und durch die Erfindung mit erfaßt werden.
Beispielsweise kann der Querträger 1 statt an den Radhäusern 2 auch an beliebigen Längsträgerabschnitten der Längsträger-Hinterteile 3 und/oder Längsträger-Vorderteile 4 direkt angeschlossen sein, wobei die Längsträger-Hinterteile 3 und die Längsträger-Vorderteile 4 stumpf aufeinander stoßen (nicht näher dargestellt).
Ausgewählte Ausführungsvarianten der Längsträger-Hinterteile 3 sind den 3a–3c zu entnehmen.
Die 3a und 3b zeigen beispielsweise ein einfaches U-Profil, welches mit wenigen Umformvorgängen erzeugbar ist und somit auch aus höher- oder höchstfestem Stahlblech gefertigt werden kann. Dasselbe ist seitlich am Radhaus 2 angeschlossen und oben mit dem Bodenblech 5 des Kraftfahrzeugs verbunden bzw. von diesem abgedeckt.
3c ist dagegen ein Kastenprofil zu entnehmen, welches aufgrund der begrenzten Längenausdehnung des Längsträger-Hinterteils 3 sich anbietet, als Hydroformingteil gefertigt zu werden. Dieses ist ebenfalls seitlich am Radhaus 2 angeschlossen und mit dem Bodenblech 5 des Kraftfahrzeugs verbunden.
Es versteht sich für den Fachmann nunmehr von selbst, dass sowohl der Querträger 1 als auch die Längsträger-Hinterteile 3 sowie Längsträger-Vorderteile 4 in Abhängigkeit von gewünschten, gegebenenfalls lokal begrenzten Versteifungsanforderungen voneinander unabhängig gewählte und definierte Geometriequerschnitte und/oder Werkstoffe aufweisen können, wobei für die Längsträger-Hinterteile 3 und gegebenenfalls den Querträger 1 sich, wie bereits dargetan, zur Erhöhung der Heckcrashsicherheit die Verwendung von höher- oder höchstfestem Stahlblech anbietet.
Dagegen können bei Heckcrash weniger belastete Bauteile, wie die Längsträger-Vorderteile 4 und gegebenenfalls der Querträger 1 aus gewichtsreduzierenden Werkstoffen, wie beispielsweise Leichtmetallen (Aluminium etc.), Sandwichmaterialien und/oder Kunststoffen, ausgeführt werden.
Schlußendlich darf nicht unbeachtet bleiben, dass, wie oben schon angedeutet, durch die erfindungsgemäß vereinfachte Geometrie bzw. Struktur der Längsträger-Vorderteile 4 bisher separat eingeschweißte Bauteile, wie z. B. Längsträgeroberteile 6, in das Längsträger-Vorderteil 4 integriert werden können, woraus wiederum Arbeitszeitersparniß resultiert.
Gleiches gilt selbstverständlich auch für den Querträger 1 und die Längsträger-Hinterteile 3.

Claims

Versteifungsstruktur an Kraftfahrzeugen, insbesondere Heckversteifungsstruktur, bestehend aus einem hinteren Quer- und Längsträgersystem, wobei einem Querträger (1) endseitig Längsträger (3, 4) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (1) einteilig ausgeführt ist, sich quer über annähernd die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt und endseitig jeweils unmittelbar mit einem geteilten Längsträger, jeweils in Form eines Längsträger-Hinterteils (3) und eines Längsträger-Vorderteils (4) fest verbunden ist.
Versteifungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (1) und/oder die Längsträger-Hinterteile (3) und/oder die Längsträger-Vorderteile (4) in Abhängigkeit von gewünschten, gegebenenfalls lokal begrenzten Versteifungsanforderungen voneinander unabhängig gewählte und definierte Geometriequerschnitte und/oder Werkstoffe aufweisen.
Versteifungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei einem Heckcrash besonders belasteten Bauteile des hinteren Quer- und Längsträgersystems, wie die Längsträger-Hinterteile (3) und gegebenenfalls der Querträger (1), aus höher- oder höchstfestem Stahlblech gefertigt sind.
Versteifungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (1) und/oder die Längsträger-Hinterteile (3) und/oder die Längsträger-Vorderteile (4) als Hydroformingteile ausgeführt sind.
Versteifungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bei einem Heckcrash weniger belasteten Bauteile des hinteren Quer- und Längsträgersystems, wie die Längsträger-Vorderteile (4) und gegebenenfalls der Querträger (1), aus gewichtsreduzierenden Werkstoffen gefertigt sind.
Versteifungsstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gewichtsreduzierenden Werkstoffe, Werkstoffe wie Leichtmetalle, Sandwichmaterialien und/oder Kunststoffe sind.