DE102008036176A1

DE102008036176A1 - Karosserie für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008036176A1
Application number: DE102008036176A
Authority: DE
Inventors: Andreas Winkler; Werner Holl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-08-02
Filing date: 2008-08-02
Publication date: 2010-02-04

Abstract

Eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug weist einen Vorderwagen, einen Hinterwagen, zwei seitliche, den Vorderwagen mit dem Hinterwagen verbindende Schweller, eine Bodenstruktur und ein Dach auf, welches einen Dachabschnitt und zumindest A-Säulen und B-Säulen aufweist. Der Vorderwagen, der Hinterwagen und die Schweller bestehen aus einem metallischen Werkstoff. Die Bodenstruktur und das Dach bestehen aus einem Faserverbundwerkstoff.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Die EP 1 440 870 B1 beschreibt eine gattungsgemäße Fahrzeugkarosserie, die zumindest zwei aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehende Baugruppen aufweist. Insbesondere ist ein aus einem Leichtmetallwerkstoff bestehendes Vorderwagenmodul mittels eines flächigen Adapters an einer Fahrgastzelle angebracht.
Aus der DE 10 2005 024 265 A1 ist ein aus mindestens zwei Einzelböden bestehender Karosserieboden für ein Kraftfahrzeug bekannt, dessen Mitteltunnel eine durch eine Überlappung der Einzelböden gebildete Verstärkung aufweist. Auf diese Weise soll der Karosserieboden einfach montiert und bei einer Beschädigung kostengünstig ausgetauscht werden können.
Ein Problem bei der Konstruktion von Fahrzeugkarosserien sind häufig die sich widersprechenden Forderungen nach möglichst geringem Gewicht einerseits und möglichst großer Festigkeit andererseits, was mit den bestehenden Fahrzeugkarosserien noch nicht optimal gelöst werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche einerseits ein möglichst geringes Gewicht und andererseits eine möglichst hohe Steifigkeit aufweist, wobei sich die Karosserie darüber hinaus auch möglichst gut für eine Serienfertigung eignen sollte.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß bestehen diejenigen Karosseriebereiche, die im Crashfall Energie absorbieren müssen, nämlich der Vorderwagen, der Hinterwagen und die den Vorderwagen mit dem Hinterwagen verbindenden Schweller, aus einem metallischen Werkstoff, der aufgrund seiner Duktilität eine zuverlässige Energieabsorption im Crashfall bietet. Dagegen bestehen erfindungsgemäß diejenigen Karosserieberei che, welche im Crashfall üblicherweise nicht oder nur in sehr geringem Maße deformiert werden, aus eine Faserverbundwerkstoff, wodurch sich gegenüber der Verwendung eines metallischen Werkstoffs erhebliche Gewichtseinsparungen ergeben.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Faserverbundwerkstoffs für diese Bereiche der Karosserie bestehen in der sehr hohen Festigkeit und der sich daraus ergebenden Steifigkeit für die Karosserie sowie in den gegenüber der Verwendung eines metallischen Werkstoffs verhältnismäßig geringen Werkzeugkosten.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass sich verschiedene Teile der Karosserie zu einer einteiligen Baugruppe zusammenfassen und damit kostengünstig herstellen lassen. So ist es in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beispielsweise möglich, dass die A-Säulen, die B-Säulen und die C-Säulen einteilig mit dem Dachabschnitt verbunden sind.
Des weiteren kann im Sinne einer Vereinfachung des Herstellungsprozesses vorgesehen sein, dass die Bodenstruktur zwei Seitenteile, einen zwischen den Seitenteilen angeordneten Mitteltunnel und wenigstens zwei Sitzquerträger aufweist, wobei die Seitenteile, der Mitteltunnel und die Sitzquerträger der Bodenstruktur einteilig miteinander ausgebildet sind.
Als sowohl bezüglich der Festigkeit als auch bezüglich der Bearbeitbarkeit hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Faserverbundwerkstoff CFK ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:
1 eine sehr schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Karosserie;
2 ein Dach der erfindungsgemäßen Karosserie;
3 eine Bodenstruktur der erfindungsgemäßen Karosserie; und
4 einen aus einem Vorderwagen, einem Hinterwagen und zwei Schwellern bestehenden Karosseriebereich der erfindungsgemäßen Karosserie.
1 zeigt eine Karosserie 1 für ein in seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der Karosserie 1 um eine Karosserie eines zweisitzigen Sportwagens, an welche besonders hohe Anforderungen hinsichtlich einer hohen Karosseriesteifigkeit und eines möglichst geringen Gewichts gestellt werden.
Die Karosserie 1 weist einen ersten, zentralen Karosseriebereich mit einem Vorderwagen 2, einem Hinterwagen 3 und zwei den Vorderwagen 2 mit dem Hinterwagen 3 verbindenden Schwellern 4 auf, von denen in 1 aufgrund der Seitenansicht nur einer dargestellt ist. Die Schweller 4 befinden sich in einem Türeinstiegsbereich der Karosserie 1, also in einem Bereich, in dem in einem späteren Fertigungsabschnitt auf beiden Seiten des Kraftfahrzeugs jeweils eine nicht dargestellte Fahrzeugtür montiert wird.
Des weiteren weist die Karosserie 1 eine Bodenstruktur 5 und ein Dach 6 auf, welches wiederum einen Dachabschnitt 7 sowie jeweils zwei A-Säulen 8, zwei B-Säulen 9 und zwei C-Säulen 10 aufweist, von denen aufgrund der Seitenansicht jeweils ebenfalls lediglich eine erkennbar ist. In einer anderen Ausführungsform der Karosserie 1 könnte gegebenenfalls auch auf die C-Säulen 10 verzichtet werden.
Um eine in einem Crashfall ausreichende Energieabsorption der Karosserie 1 sicherzustellen, bestehen der Vorderwagen 2, der Hinterwagen 3 und die Schweller 4 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Aluminiumwerkstoff. Mit dem Begriff Aluminiumwerkstoff sind sämtliche zur Herstellung dieses Bereichs der Karosserie 1 geeignete Aluminiumlegierungen umfasst.
Die Bodenstruktur 5 und das Dach 6 bestehen aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus CFK. Auf diese Weise lässt sich eine erhebliche Gewichtseinsparung gegenüber der Verwendung eines metallischen Werkstoffs für diese Bereiche der Karosserie 1 erreichen, wobei dennoch im normalen Fahrbetrieb eine hohe Steifigkeit sichergestellt ist.
Die Verbindung des Dachs 6 mit dem Vorderwagen 2 und/oder dem Hinterwagen 3 kann durch Verschrauben, Vernieten und/oder Verkleben erfolgen. In gleicher Weise kann auch die Bodenstruktur 5 mit dem Vorderwagen 2, dem Hinterwagen 3 und/oder den Schwellern 4 durch Verschrauben, Vernieten und/oder Verkleben verbunden sein. Durch diese Verbindung des Dachs 6 und der Bodenstruktur 5 mit den restlichen Bereichen der Karosserie 1 wird sichergestellt, dass die vorhandene Steifigkeit des Dachs 6 und der Bodenstruktur 5 zur Steifigkeit der gesamten Karosserie 1 beitragen.
In den 2, 3 und 4 sind die einzelnen Teile bzw. Bereiche der Karosserie 1 nochmals einzeln und detailliert dargestellt. So ist in 2 zu erkennen, dass die A-Säulen 8, die B-Säulen 9 und die C-Säulen 10 einteilig mit dem Dachabschnitt 7 verbunden sind, wodurch sich eine besonders einfache Herstellung und Montage des Dachs 6 ergibt.
In 3 ist zu erkennen, dass auch die Bodenstruktur 5, welche zwei Seitenteile 11, einen zwischen den Seitenteilen 11 angeordneten Mitteltunnel 12, wenigstens zwei sich auf den Seitenteilen 11 befindliche Sitzquerträger 13 und eine Rückwand 14 aufweist, aus einem Teil besteht, d. h. dass die Seitenteile 11, der Mitteltunnel 12, die Sitzquerträger 13 und die Rückwand 14 einteilig miteinander ausgebildet sind. Die Sitzquerträger 13 sind nicht notwendigerweise vorhanden, es können jedoch ein oder mehrere Sitzquerträger 13 in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hintereinander und, wie dargestellt, in Querrichtung nebeneinander, vorgesehen sein. Dadurch, dass Dach 6 wie oben erläutert einteilig ausgeführt ist, ist es möglich, die Bodenstruktur 5 von oben in der Karosserie 1 zu montieren und das Dach 6 erst in einem späteren Verfahrensschritt anzubringen.
In 4 ist der zentrale Bereich der Karosserie 1 mit dem Vorderwagen 2, dem Hinterwagen 3 und den beiden den Vorderwagen 2 mit dem Hinterwagen 3 verbindenden Schwellern 4 nochmals detaillierter dargestellt. Die Zellenstruktur des Vorderwagens 2 und des Hinterwagens 3 kann bei einer anderen Form der Karosserie 1 oder einem anderen Anwendungszweck derselben selbstverständlich vollkommen anders ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1440870 B1 [0002]
- DE 102005024265 A1 [0003]

Claims

Karosserie für ein Kraftfahrzeug, mit einem Vorderwagen, einem Hinterwagen, zwei seitlichen, den Vorderwagen mit dem Hinterwagen verbindenden Schwellern, einer Bodenstruktur und einem Dach, welches einen Dachabschnitt und zumindest A-Säulen und B-Säulen aufweist, wobei der Vorderwagen, der Hinterwagen und die Schweller aus einem metallischen Werkstoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstruktur (5) und das Dach (6) aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen.
Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (6) neben den A-Säulen (8) und den B-Säulen (9) C-Säulen (10) aufweist.
Karosserie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die A-Säulen (8), die B-Säulen (9) und die C-Säulen (10) einteilig mit dem Dachabschnitt (7) verbunden sind.
Karosserie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstruktur (5) zwei Seitenteile (11), einen zwischen den Seitenteilen (11) angeordneten Mitteltunnel (12) und wenigstens zwei Sitzquerträger (13) aufweist.
Karosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (11), der Mitteltunnel (12) und die Sitzquerträger (13) der Bodenstruktur (5) einteilig miteinander ausgebildet sind.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff CFK ist.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderwagen (2), der Hinterwagen (3) und die Schweller (4) aus einem Aluminiumwerkstoff bestehen.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (6) mit dem Vorderwagen (2) und/oder dem Hinterwagen (3) durch Verschrauben, Vernieten und/oder Verkleben verbunden sind.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstruktur (5) mit dem Vorderwagen (2) und dem Hinterwagen (3) und/oder den Schwellern (4) durch Verschrauben, Vernieten und/oder Verkleben verbunden ist.