DE102007033570A1

DE102007033570A1 - Karosseriestruktur

Info

Publication number: DE102007033570A1
Application number: DE200710033570
Authority: DE
Inventors: Thomas Schilling; Gunnar Hüter; Ulf Blosat
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-01-22

Abstract

Die Aufgabe, eine verbesserte Karosseriestruktur mit je einem beidseitig der Kraftfahrzeugkarosserie angeordneten unteren Längsträger (1), der seinerseits durch ein im Wesentlichen nach oben offenes Hohlprofil gebildet und zur Fahrzeugmitte hin versetzt am hinteren Radhaus (2) des Kraftfahrzeugs ent des Hohlprofils am Radhaus (2) festgelegt ist, sowie mit einem Trägerteil (4), das einenends mit einem äußeren Längsträger in Form eines Schwellers verbunden und anderenends an das Radhaus (2) angeschlossen ist, zu schaffen, welche zur Erhöhung der Crashperformance des Kraftfahrzeugs einen durchgängigen Lastpfad vom Trägerteil (4) in den Längsträger (1) aufweist, wird im Wesentlichen durch ein Verstärkungsteil (5) für den Längsträger (1) gelöst, welches sich, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, zwischen dem äußeren Seitensteg (3) und einem gegenüberliegend angeordneten inneren Seitensteg (6) des Hohlprofils erstreckt und an diesen festgelegt ist, und ferner, in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, sich zumindest bis zum Trägerteil (4) erstreckt und an diesem festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
In der Praxis werden Längsträger-Hinten aus den verschiedensten Gründen zur Fahrzeugmitte hin versetzt am hinteren Radhaus des Kraftfahrzeugs entlang geführt und an demselben festgelegt, wogegen ein sogenanntes Trägerteil, das einenends mit einem äußeren Längsträger in Form eines an sich bekannten Schwellers verbunden ist, anderenends weitestgehend stumpf an das Radhaus angeschlossen und mit demselben fest verbunden ist.
Aus dieser, den internen Stand der Technik der Anmelderin darstellenden Anordnung resultieren Probleme dahingehend, dass an sich ein „Bruch" im Lastpfad Trägerteil/Längsträger zu verzeichnen ist, der lediglich durch das vergleichsweise dünne Radhaus überbrückt wird. Um im Crashfall dennoch eine relativ stabile Karosseriestruktur im relevanten Bereich zu bewerkstelligen, ist es herkömmlich angezeigt, größere Materialstärken für die in Rede stehenden Bauteile, insbesondere für das Radhaus, in Anwendung zu bringen.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Karosseriestruktur der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die ihrerseits zur Erhöhung der Crashperformance des Kraftfahrzeugs einen durchgängigen Lastpfad vom Trägerteil in den Längsträger aufweist.
Ausgehend von einer Karosseriestruktur an Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, mit je einem beidseitig der Kraftfahrzeugkarosserie angeordneten unteren Längsträger, der seinerseits durch ein im Wesentlichen nach oben offenes Hohlprofil gebildet und zur Fahrzeugmitte hin versetzt am hinteren Radhaus des Kraftfahrzeugs entlang geführt und über einen äußeren Seitensteg des Hohlprofils am Radhaus festgelegt ist, sowie mit einem Trägerteil, das einenends mit einem äußeren Längsträger in Form eines Schwellers verbunden und anderenends an das Radhaus angeschlossen ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Verstärkungsteil für den Längsträger vorgesehen ist, welches zumindest im Bereich des Radhauses, ein im Querschnitt weitestgehend geschlossenes Hohlprofil ausbildend, sich in Fahrzeugquerrichtung gesehen zwischen dem äußeren Seitensteg und einem gegenüberliegend angeordneten inneren Seitensteg des Hohlprofils erstreckt und an diesen festgelegt ist, und ferner in Fahrzeuglängsrichtung gesehen sich zumindest bis zum Trägerteil erstreckt und an diesem festgelegt ist.
Durch diese Maßnahme ist im Wesentlichen ein durchgängiger Lastpfad vom Schweller, über das Trägerteil in den Längsträger-Hinten zu verzeichnen, wodurch insbesondere im Crashfall eine verbesserte Krafteinleitung vom Forderwagen in eine Vielzahl von Karosseriebauteilen des Hinterwagens und demgemäß eine wirkungsvollere und für die Fahrzeuginsassen vorteilhaftere Absorption der in die Fahrzeugkarosserie eingeleiteten Kräfte gestattet ist. Eine derartige Ausbildung der Karosseriestruktur gestattet ferner eine Blechreduzierung insbesondere des Radhauses, die ihrerseits weiter vorteilhaft mit einer allgemeinen Gewichtsreduzierung des Kraftfahrzeugs einhergeht.
In umfangreichen Versuchen hat sich besonders ein Verstärkungsteil bewährt, welches als Winkelprofil mit einem oberen, sich im Bereich des Radhauses in einer weitestgehend horizontalen Querebene erstreckenden Profilabschnitt und mit einem nach unten abgestellten Profilsteg ausgebildet ist, wobei der obere Profilabschnitt im Bereich des Radhauses plan auf einem abgestellten Steg des inneren Seitensteges des Längsträgers abgestützt ist und besagter nach unten abgestellter Profilsteg sich sowohl an der Innenkontur des äußeren Seitensteges des Längsträgers als auch am Trägerteil anschmiegt und mit denselben fest verbunden ist.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann der obere Profilabschnitt des Verstärkungsteils im Bereich des Trägerteils einen Verlauf aufweisen, der dem Verlauf des Trägerteils entspricht, zumindest jedoch an dessen Verlauf angelehnt ist, wodurch die Krafteinleitung vom Forderwagen in den Hinterwagen über Schweller, Trägerteil und Längsträger-Hinten weiter verbessert ist. Insoweit kann der obere Profilabschnitt des Verstärkungsteils im Bereich des Trägerteils in Anpassung an dessen Verlauf einen nach oben gekrümmten wellenförmigen Verlauf aufweisen.
Wie die Erfindung noch vorsieht, können am Verstärkungsteil zumindest crashrelevante Befestigungspunkte für eine Sitzbefestigung und/oder einen Sicherheitsgurt vorgesehen sein. Vorteilhaft können besagte Befestigungspunkte im oberen Profilabschnitt des Winkelprofils des Verstärkungsteils angeordnet sein. Weiter vorteilhaft können der Befestigungspunkt für die Sitzbefestigung im Bereich des Radhauses und der Befestigungspunkt für den Sicherheitsgurt in Richtung der Fahrzeugfront gesehen vor dem Befestigungspunkt für die Sitzbefestigung angeordnet sein. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Befestigungspunkt für den Sicherheitsgurt im Bereich des nach oben gekrümmten wellenförmigen Verlaufes des oberen Profilabschnittes des Verstärkungsteils anzuordnen.
In besonders vorteilhafter Weise sind des Weiteren über die Wahl des Materials, der Materialstärke und der Erstreckung des oberen Profilabschnittes und/oder des nach unten abgestellten Profilsteges des Verstärkungsteils das Verformungsverhalten des Längsträgers im falle eines etwaigen Crashereignisses in weiten Grenzen einstellbar sowie das Aufsprungverhalten des Längsträgers während der Fertigung der Rohbaukarosserie kompensierbar.
Schließlich wird vorgeschlagen, dass Längsträger, Radhaus, Trägerteil und Verstärkungsteil untereinander stoffschlüssig und/oder mittels an sich bekannter mechanischer Befestigungsmittel verbunden sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 die perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Karosseriestruktur im Bereich des hinteren linken Radhauses,
2 den Schnitt I-I nach 1,
3 den Schnitt II-II nach 1, und
4 den Schnitt III-III nach 1.
Gemäß 1 ist danach ein unterer Längsträger 1 gezeigt, der seinerseits durch ein im Wesentlichen nach oben offenes Hohlprofil gebildet und zur Fahrzeugmitte hin versetzt am hinteren Radhaus 2 des Kraftfahrzeugs entlang geführt ist.
Vorzugsweise ist besagter Längsträger 1 über den äußeren Seitensteg 3 des gebildeten Hohlprofils am Radhaus 2 durch Schweißung festgelegt. Sicherlich sind auch andere Befestigungsmaßnahmen, wie Kleben und/oder an sich bekannte mechanische Befestigungsmittel denkbar und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst.
Wie die 1 weiter zeigt, ist ferner ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes Trägerteil 4 vorgesehen, welches seinerseits einenends mit Einem nicht näher dargestellten, jedoch an sich bekannten äußeren Längsträger in Form eines Schwellers und anderenends stumpf an das Radhaus 2 vorzugsweise durch Schweißung angeschlossen ist.
Um nunmehr gemäß der gestellten Aufgabe einen durchgängigen Lastpfad vom Trägerteil 4 in den unteren Längsträger 1 zu realisieren, ist ein Verstärkungsteil 5 für den besagten Längsträger 1 vorgesehen, welches sich zumindest im Bereich des Radhauses 2 in Fahrzeugquerrichtung gesehen zwischen dem äußeren Seitensteg 3 und dem gegenüberliegenden angeordneten inneren Seitensteg 6 des Hohlprofils des Längsträgers 1 erstreckt und an diesen vorzugsweise durch Schweißung festgelegt ist. In Fahrzeuglängsrichtung gesehen erstreckt sich dasselbe zumindest bis zum Trägerteil 4 und ist an diesem ebenfalls festgelegt.
Infolge dieser Maßnahme ist, wie bereits oben dargetan, ein durchgängiger Lastpfad vom Schweller, über das Trägerteil 4 in den Längsträger-Hinten 1 zu verzeichnen, woraus insbesondere im Crashfall eine verbesserte Krafteinleitung vom Forderwagen in eine Vielzahl von Karosseriebauteilen des Hinterwagens resultiert und wodurch demgemäß eine wirkungsvollere und für die Fahrzeuginsassen vorteilhaftere Absorption der in die Fahrzeugkarosserie eingeleiteten Kräfte gestattet ist. Zum anderen wirkt sich ein Verstärkungsteil 5 der vorstehenden Art auch besonders vorteilhaft während der Fertigung der Rohbaukarosserie aus, da aus der Fertigung des Längsträgers 1 durch Tiefziehen resultierendes und an sich nicht vermeidbares, in Grenzen undefinierbares und demgemäß nachteiliges Aufsprungverhalten des Längsträgers 1 weitestgehend durch besagtes Verstärkungsteil 5 kompensiert werden kann.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, ist das Verstärkungsteil 5 als Winkelprofil mit einem oberen, sich im Bereich des Radhauses 2 in einer weitestgehend horizontalen Querebene erstreckenden Profilabschnitt 5a und mit einem nach unten abgestellten Profilsteg 5b ausgebildet, wobei der obere Profilabschnitt 5a plan auf einem abgestellten Steg 7 des inneren Seitensteges 6 des Längsträgers 1 respektive dessen Hohlprofils abgestützt und befestigt Ist.
Der nach unten abgestellte Profilsteg 5b schmiegt sich seinerseits an der Innenkontur des äußeren Seitensteges 3 des Längsträgers 1 und an einem weitestgehend vertikal bzw. nach unten ausgerichteten Abschnitt des Trägerteils 4 an und ist mit denselben ebenfalls vorzugsweise durch Schweißung fest verbunden (insbes. 2 bis 4).
1 zeigt des Weiteren einen oberen Profilabschnitt 5a des Verstärkungsteils 5, welcher im Bereich des Trägerteils 4 einen Verlauf 8, vorliegend einen nach oben gekrümmten wellenförmigen Verkauf 8 aufweist, der dem Verlauf 9 des Trägerteils 4 entspricht, zumindest jedoch an dessen Verlauf 9 angelehnt ist.
In besagten umfangreichen Versuchen wurde erkannt, dass hierdurch während eines Frontalcrashs die Krafteinleitung vom Forderwagen in den Hinterwagen über Schweller, Trägerteil 4 und Längsträger-Hinten 1 und während eines Heckcrashs in umgekehrter Reihenfolge vorteilhaft unterstützt und demgemäß weiter verbessert ist.
Das vorstehend beschriebene Verstärkungsteil 5 bietet sich insbesondere zur Aufnahme von crashrelevanten Befestigungspunkten 10, 11 sowohl für eine Sitzbefestigung als auch für einen Sicherheitsgurt an, da das Verstärkungsteil 5 im Zusammenwirken mit dem benachbarten Längsträger 1 und dem Trägerteil 4 sowie in Grenzen mit dem Radhaus 2 ein starres tragendes Bauteil darstellt, welches im Falle eines Crashereignisses weitestgehend seine Position beibehält und demgemäß die Vorraussetzungen für eine ordnungsgemäße Funktion von Sicherheitseinrichtungen, vorliegend insbesondere des Sicherheitsgurtes, gewährleistet.
Die Befestigungspunkte 10, 11, vorliegend in Form von Aussparungen, wobei die Aussparung des Befestigungspunktes 10 für die Sitzbefestigung obendrein noch verstärkt ausgebildet ist, sind zweckmäßigerweise im oberen Profilabschnitt 5a des Verstärkungsteils 5 angeordnet und zwar ein Befestigungspunkt 10 für die Sitzbefestigung im Bereich des Radhauses 2 und ein Befestigungspunkt 11 für den Sicherheitsgurt in Richtung der Fahrzeugfront (Pfeilrichtung) gesehen vor dem Befestigungspunkt 10 für die Sitzbefestigung, vorzugsweise im Bereich des nach oben gekrümmten wellenförmigen Verlaufes 8 des oberen Profilabschnittes 5a des Verstärkungsteils 5.
Natürlich steht es dem Fachmann frei, in Abhängigkeit von beispielsweise aktuell gegebenen Bauraumverhältnissen auch eine andere Anordnung der Befestigungspunkte 10, 11 im Bereich des Verstärkungsteils 5 und an demselben zu favorisieren, wie z. B. im Bereich des nach unten abgestellten Profilsteges 5b des Verstärkungsteils 5, wodurch der Längsträger 1 unmittelbar in eine etwaige erhöhte Lastaufnahme mit einbezogen wird.
Für den Fachmann sicherlich leicht nachvollziehbar, ist über die Wahl des Materials, der Materialstärke und der Erstreckung des oberen Profilabschnittes 5a und/oder des nach unten abgestellten Profilsteges 5b des Verstärkungsteils 5 insbesondere das Verformungsverhalten des Längsträgers 1 im Falle eines etwaigen Crashereignisses in weiten Grenzen einstellbar. Sicherlich ist durch diese Maßnahme auch das bereits oben erwähnte Aufsprungverhalten des Längsträgers 1 während der Fertigung der Rohbaukarosserie vorteilhaft beeinflussbar bzw. kompensierbar.

1: Längsträger
2: Radhaus
3: äußerer Seitensteg (Längsträger 1)
4: Trägerteil
5: Verstärkungsteil
5a: oberer Profilabschnitt (Verstärkungsteil 5)
5b: Profilsteg (Verstärkungsteil 5)
6: innerer Seitensteg (Längsträger 1)
7: Steg (innerer Seitensteg 6)
8: Verlauf des Profilabschnittes 5a
9: Verlauf des Trägerteils 4
10: Befestigungspunkt (Sitzbefestigung)
11: Befestigungspunkt (Sicherheitsgurt)

Claims

Karosseriestruktur an Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, mit je einem beidseitig der Kraftfahrzeugkarosserie angeordneten unteren Längsträger (1), der seinerseits durch ein im Wesentlichen nach oben offenes Hohlprofil gebildet und zur Fahrzeugmitte hin versetzt am hinteren Radhaus (2) des Kraftfahrzeugs entlang geführt und über einen äußeren Seitensteg (3) des Hohlprofils am Radhaus (2) festgelegt ist, sowie mit einem Trägerteil (4), das einenends mit einem äußeren Längsträger in Form eines Schwellers verbunden und anderenends an das Radhaus (2) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstärkungsteil (5) für den Längsträger (1) vorgesehen ist, welches zumindest im Bereich des Radhauses (2), ein im Querschnitt weitestgehend geschlossenes Hohlprofil ausbildend, sich in Fahrzeugquerrichtung gesehen zwischen dem äußeren Seitensteg (3) und einem gegenüberliegend angeordneten inneren Seitensteg (6) des Hohlprofils erstreckt und an diesen festgelegt ist, und ferner in Fahrzeuglängsrichtung gesehen sich zumindest bis zum Trägerteil (4) erstreckt und an diesem festgelegt ist.
Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (5) als Winkelprofil mit einem oberen, sich im Bereich des Radhauses (2) in einer weitestgehend horizontalen Querebene erstreckenden Profilabschnitt (5a) und mit einem nach unten abgestellten Profilsteg (5b) ausgebildet ist, wobei der obere Profilabschnitt (5a) im Bereich des Radhauses (2) plan auf einem abgestellten Steg (7) des inneren Seitensteges (6) des Längsträgers (1) abgestützt ist und besagter nach unten abgestellter Profilsteg (5b) sich sowohl an der Innenkontur des äußeren Seitensteges (3) des Längsträgers (1) als auch am Trägerteil (4) anschmiegt und mit denselben fest verbunden ist.
Karosseriestruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Profilabschnitt (5a) des Verstärkungsteils (5) im Bereich des Trägerteils (4) einen Verlauf (6) aufweist, der dem Verlauf (9) des Trägerteils (4) entspricht, zumindest jedoch an dessen Verlauf (9) angelehnt ist.
Karosseriestruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Profilabschnitt (5a) des Verstärkungsteils (5) im Bereich des Trägerteils (4) in Anpassung an dessen Verlauf (9) einen nach oben gekrümmten wellenförmigen Verlauf (8) aufweist.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Verstärkungsteil (5) zumindest Befestigungspunkte (10, 11) für eine Sitzbefestigung und/oder einen Sicherheitsgurt vorgesehen sind.
Karosseriestruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Befestigungspunkte (10, 11) im oberen Profilabschnitt (5a) des Winkelprofils des Verstärkungsteils (5) angeordnet sind.
Karosseriestruktur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungspunkt (10) für die Sitzbefestigung im Bereich des Radhauses (2) und der Befestigungspunkt (11) für den Sicherheitsgurt in Richtung der Fahrzeugfront gesehen vor dem Befestigungspunkt (10) für die Sitzbefestigung angeordnet ist.
Karosseriestruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungspunkt (11) für den Sicherheitsgurt im Bereich des nach oben gekrümmten wellenförmigen Verlaufes (8) des oberen Profilabschnittes (5a) des Verstärkungsteils (5) angeordnet ist.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass über die Wahl des Materials, der Materialstärke und der Erstreckung des oberen Profilabschnittes (5a) und/oder des nach unten abgestellten Profilsteges (5b) des Verstärkungsteils (5) das Verformungsverhalten des Längsträgers (1) im Falle eines etwaigen Crashereignisses in weiten Grenzen einstellbar sowie das Aufsprungverhalten des Längsträgers (1) während der Fertigung der Rohbaukarosserie kompensierbar sind.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Längsträger (1), Radhaus (2), Trägerteil (4) und Verstärkungsteil (5) untereinander stoffschlüssig und/oder mittels an sich bekannter mechanischer Befestigungsmittel verbunden sind.