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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur eines Hinterwagens
eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer
derartigen Karosseriestruktur ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Aus
der
US 5,660,428 ist
eine gattungsgemäße Karosseriestruktur mit einer
Schottwand bekannt, welche aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium,
ausgebildet ist. In Fahrzeuglängsrichtung sind dabei mehrere
Schottwände sowohl im Hinterwagen- als auch im Vorderwagenbereich
angeordnet. Insgesamt ist dabei die Karosseriestruktur des Hinterwagens
aus einer Vielzahl einzelner Wandabschnitte und Verbindungsrohre
gebildet, wodurch eine vergleichsweise aufwendige Montage des Hinterwagens
bedingt ist.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine gattungsgemäße Karosseriestruktur
eines Hinterwagens, eine verbesserte oder zumindest eine alternative
Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere eine wirtschaftliche Montage
erlaubt.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Karosseriestruktur
eines Hinterwagens eines Kraftfahrzeuges nicht wie bisher üblich aus
einer Vielzahl von Einzelteilen aufzubauen, sondern im Großen
und Ganzen aus lediglich sechs Komponenten, nämlich zwei
Seitenwänden, einer Schottwand mit einem bodenseitigen
Querträger und einem Boden, wobei alle diese Komponenten
zur Gewichtsreduzierung aus einem Leichtmetallwerkstoff ausgebildet
sind. Im Vergleich zum Stand der Technik kann durch die erheblich
reduzierte Teileanzahl entscheidende Vorteile bei der Montage erzielt
werden, da im vorliegenden Fall lediglich noch sechs unterschiedliche
Komponenten miteinander verbunden werden müssen und nicht
eine deutlich größere Anzahl an unterschiedlichen
Teilen, wie dies im Stand der Technik beschrieben ist. Durch die
Ausbildung der einzelnen Komponenten aus einem Leichtmetallwerkstoff
kann zudem eine gewichtsoptimierte Karosseriestruktur geschaffen
werden, was im Kraftfahrzeugbau und insbesondere im Sportwagenbau von
großem Vorteil ist. Die einzelnen Komponenten, d. h. die
Seitenwände, die Schotwand, der bodenseitige Querträger
und der Boden, können dabei entweder jeweils einstückig
ausgebildet sein oder in einer Vormontage bereits so weit vorgefertigt
werden, dass ein einfacher und schneller Zusammenbau bei der Fertigung
der Karosseriestruktur des Hinterwagens möglich ist. Durch
die reduzierte Teileanzahl lassen sich darüber hinaus die
Lager- und Logistikkosten deutlich reduzieren.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung, sind die Seitenwandelemente aus Leichtmetalldruckguss,
insbesondere aus Aluminiumdruckguss, ausgebildet. Beim Aluminiumdruckguss
wird flüssiges oder teigiges Aluminium unter hohem Druck
in vorgewärmte Stahlformen gepresst und verdrängt
dabei die darin vorhandene Luft, wobei das Aluminium während
des Erstarrungsvorgangs unter Druck gehalten wird. Da reines Aluminium üblicherweise
Festigkeitseigenschaften aufweist, die für viele Verwendungszwecke
ungenügend sind, werden diesem Legierungsbestandteile,
wie bspw. Kupfer, Eisen, Silizium oder Magnesium beigemischt, wodurch
eine wesentliche Verbesserung der Gieß- und Festigkeitseigenschaften
erreicht werden kann. Die Verwendung von Aluminiumdruckguss bietet
einerseits den Vorteil, aufgrund seiner hohen Steifigkeit Kräfte
gut aufnehmen bzw. weiterleiten zu können, wodurch durch
die aus Aluminiumdruckguss gefertigten Seitenwandelemente und den
damit verbundenen Querträger eine hohe Steifigkeit des
Hinterwagens erzielt werden kann, was insbesondere bei Unfällen
von großem Vorteil ist. Zum anderen ist Aluminiumdruckguss
ein vergleichsweise leichter Werkstoff, der darüber hinaus
noch korrosionsbeständig ist, wodurch die Verwendung von
aus Aluminiumdruckguss hergestellten Elementen in einer Karosseriestruktur
eines Kraftfahrzeuges besonders vorteilhaft ist.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung, sind die beiden Seitenwände, die Schottwand
und der Boden miteinander verschweißt, verklebt oder vernietet.
Bereits diese Aufzählung lässt erahnen, dass die
einzelnen Komponenten der Karosseriestruktur des Hinterwagens auf
unterschiedlichste Weise miteinander verbunden werden können.
Bei einem Verschweißen erfolgt eine stoffschlüssige
Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten, während
bei einem Verkleben oder einem Vernieten separate Verbindungsmaterialien
verwendet werden. Beim Vernieten ist darauf zu achten, dass zwischen
den Nieten und den zu vernietenden Bauteilen eine korrosionsunterbindende
Trennschicht vorhanden ist, um insbesondere eine Kontaktkorrosion
zu verhindern. Sämtliche der genannten Verbindungsverfahren
sind heutzutage auch automatisiert durchzuführen, sodass
eine Verbindung der einzelnen Bauteile der Karosseriestruktur des Hinterwagens
bspw. mittels Schweiß- oder Kleberoboter und dadurch qualitativ
hochwertig und kostengünstig möglich ist.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
erfindungsgemäße Karosseriestruktur eines Hinterwagens
eines Kraftfahrzeuges in montiertem Zustand,
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2 eine
Darstellung wie in 1, jedoch in einer Explosionsdarstellung.
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Entsprechend
den 1 und 2, weist eine erfindungsgemäße
Karosseriestruktur 1 eines Hinterwagens eines Kraftfahrzeuges
mehrere Komponenten, nämlich zwei Seitenwände 2 und 2',
eine Schottwand 3 mit einem bodenseitigen Querträger 4 sowie
einen Boden 5 auf. Sämtliche dieser aufgezählten
Komponenten sind dabei aus einem Leichtmetallwerkstoff ausgebildet,
wodurch ein insgesamt vergleichsweise leichter Hinterwagen geschaffen werden
kann. Als Leichtmetallwerkstoff kommt hierbei insbesondere ein Leichtmetalldruckguss
bzw. ein Leichtmetallblech in Frage, wobei üblicherweise
Seitenwandelemente 6, 6' der Seitenwände 2, 2' sowie der
Querträger 4 aus Leichtmetalldruckguss ausgebildet
sind, während die Schottwand 3 und der Boden 5 vorzugsweise
aus Leichtmetallblech ausgebildet sind. Als bevorzugtes Leichtmetall
wird hierbei Aluminium eingesetzt, welchem ggf. Legierungselemente, wie
bspw. Silizium, Magnesium oder Kupfer beigemischt werden, um die
gewünschten Festigkeits- bzw. Zähigkeitseigenschaften
zu erreichen. Sämtliche der genannten Komponenten der Karosseriestruktur 1 sind
dabei fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt,
verklebt oder vernietet.
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Betrachtet
man die 2, so kann man erkennen, dass jede Seitenwand 2, 2' ebenfalls
aus mehreren Komponenten zusammengesetzt ist. Jede der Seitenwände 2, 2' umfasst
dabei ein Seitenwandelement 6, 6', ein Radhaus 7, 7' sowie
verschiedene Adapterelemente 8, 8' zum Anschluss
weiterer Fahrzeugkomponenten, wie bspw. einer Überrollschutzeinrichtung.
In das jeweilige Seitenwandelement 6, 6' ist bspw.
eine Federbeinaufnahme 9, 9' integriert, wobei
die beiden Seitenwandelemente 6, 6' an ihren jeweiligen
vorderen Endbereich mit dem Querträger 4 verbunden,
insbesondere verschweißt, verklebt oder vernietet sind.
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Im
Unterschied zu den beiden Seitenwandelementen 6, 6',
sind der Boden 5, die Schottwand 3 sowie die beiden
Radkästen 7, 7' aus einem Leichtmetallblech,
insbesondere aus einem Aluminiumblech hergestellt. Die Adapterelemente 8, 8' sind üblicherweise
aus Stahl hergestellt und fest mit dem zugehörigen Seitenwandelement 6, 6' verbunden.
Um trotz des relativ leichten Werkstoffs Leichtmetall die nötige
Festigkeit und Steifigkeit im Seitenwandelement 6, 6' erzeugen
zu können, weisen diese jeweils entsprechend ausgeformte
bzw. angeordnete Aussteifungskonturen 10, 10' auf,
welche bspw. als Verstärkungsrippen ausgebildet sind. Die
Lage, die Orientierung und die Stärke der Aussteifungskonturen kann
dabei bspw. mittels eines entsprechenden Berechnungsprogramms, insbesondere
eines sog. Finite-Elemente-Programms vorab berechnet und festgelegt
werden, sodass die Aussteifungskonturen 10, 10' lediglich
an den Stellen angeordnet sind, an denen sie zur Aufnahme erhöhter
Belastungen auch erforderlich sind. Hierdurch lassen sich die Seitenwandelemente 6 und 6' nicht
nur bzgl. ihres Gewichtes, sondern zugleich auch bzgl. ihrer Steifigkeit
bzw. Festigkeit optimieren. Sämtliche mögliche
Verbindungstechniken zwischen den einzelnen Komponenten der Karosseriestruktur 1 sind
dabei vorzugsweise so gewählt, dass sie voll automatisch,
bspw. von einem entsprechenden Roboter ausgeführt werden können,
wodurch die Montage der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur 1 einerseits
kostengünstig und andererseits mit hoher reproduzierbarer
Qualität möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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