-
Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
In der Automobilindustrie werden an die Karosseriestruktur beziehungsweise an die Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere muss die Tragstruktur eine Steifigkeit aufweisen, die bei einem Unfall beziehungsweise Crash die Beschädigung des Fahrzeuges und die Gefährdung der Insassen minimiert. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Krafteinleitung, die in einem Crashfall auftritt, gezielt zu steuern beziehungsweise zu verteilen. Hierfür kann beispielsweise eine Tragstruktur mit einer Dachstruktureinheit, einer Bodenstruktureinheit und zwei jeweils auf einer Karosserieseite angeordneten C-Säulen vorgesehen sein, die jeweils mit der Dachstruktureinheit und der Bodenstruktureinheit verbunden sind und somit ein zwischen den C-Säulen und der Dachstruktureinheit verlaufender erster Lastpfad und ein zwischen den C-Säulen und der Bodenstruktureinheit verlaufender zweiter Lastpfad zur Leitung von Kräften ausgebildet ist.
-
Aus der
DE 100 36 399 A1 ist eine gattungsgemäße Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie bekannt, welche ein karosserieaussteifendes Bauteil innerhalb eines Kofferraums umfasst. Die Tragstruktur umfasst eine Dachstruktureinheit, eine Bodenstruktureinheit und zwei jeweils auf einer Karosserieseite angeordnete C-Säulen, welche jeweils unter Ausbilden eines ersten Lastpfades mit der Dachstruktureinheit und unter Ausbilden eines zweiten Lastpfades mit der Bodenstruktureinheit verbunden sind. Das karosserieaussteifende Bauteil ist zwischen Rückwandheckabschluss, Radhaus und Seitenteil angeordnet und mit diesen fest verbunden und bildet mit denselben eine räumliche und annähernd kastenförmige Struktur aus. Zudem können die C-Säulen über das karosserieaussteifende Bauteil mit einer Hutablage verbunden werden.
-
Aus der
US 5,228,741 A ist eine Fahrzeugheckstruktur bekannt, welche eine innerhalb einer Säule angeordnete Stützstruktur umfasst.
-
Aus der
DE 10 2005 054 966 A1 ist ein Innverkleidungsbauteil für eine Kraftfahrzeugkarosserie und eine Rohbaustruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, bei welcher eine Hutablage mit einer Rückwand verbunden ist.
-
Aus der
DE 102 32 320 A1 ist eine Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie zumindest mit einer Dachstruktureinheit, einer Bodenstruktureinheit und zwei jeweils auf einer Karosserieseite angeordneten B-Säulen bekannt, die unter Bilden zweier Lastpfade zumindest mit der Dachstruktureinheit und der Bodenstruktureinheit verbunden sind. Zur Erhöhung der Steifigkeit der B-Säule ist die in Schalenbauweise ausgeführte B-Säule innen mit einem Rohr verstärkt. Das Rohr erstreckt sich über die ganze Länge der B-Säule von einem Schweller der Bodenstruktureinheit bis zu einem Dachrahmen der Dachstruktureinheit. Das Rohr ist mit seinem unteren Abschnitt über ein Deformationselement an der Fahrzeugkarosserie angebunden, so dass die Aufprallenergie bei einem Seitencrash durch eine Verformung der B-Säule und des Deformationselementes abgebaut wird.
-
In der
DE 197 44 664 A1 ist eine Karosserie einer Limousine mit einer Tragstruktur aus Längsträgern und Querträgern bekannt. Um einen Höhenversatz zwischen einem Fahrzeugdach und einem dahinter anschließenden Kofferraumdeckel auszugleichen, ist bei der Limousinenkarosserie im Bereich der Hutablage eine stabile Querversteifung angebracht.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, die bei einfacher und kostengünstiger Konstruktion eine ausreichende Steifigkeit, insbesondere im Bereich der C-Säulen, aufweist.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Um eine Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, die bei einfacher und kostengünstiger Konstruktion eine ausreichende Steifigkeit, insbesondere im Bereich der C-Säulen, aufweist, sind die C-Säulen über jeweils mindestens eine einen dritten Lastpfad ausbildende feste Karosseriestruktur mit einer als Montageteil ausgeführten Querträgereinheit verbunden, welche als Hutablage ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise wird durch die Bereitstellung der festen Karosseriestruktur bzw. des dritten Lastpfades eine konstruktiv einfache Vorrichtung zur Erhöhung der Steifigkeit der C-Säulen in der Tragstruktur realisierbar, über welche eine verbesserte Einleitung der auftretenden Aufprallenergie in die als Montageteil ausgeführte Querträgereinheit und eine gleichmäßigere Verteilung dieser Aufprallenergie in der Tragstruktur erfolgen kann. Vorzugsweise ist hierdurch nicht absorbierte Aufprallenergie in drei Lastpfade der Tragstruktur einleitbar. Insbesondere bei Beanspruchung der C-Säule bei einem Seitenaufprall und/oder Heckaufprall, erfolgt eine Weiterleitung der Aufprallenergie aus der C-Säule über die feste Karosseriestruktur in die als Hutablage ausgebildete Querträgereinheit. In besonders vorteilhafter Weise resultiert hieraus eine Reduktion der Lasten in der C-Säule. Dies bedeutet, dass die als Montageteil ausgebildete Hutablage mit der festen Karosseriestruktur einen Profilquerschnitt bildet, welcher einen Querlastpfad ausbildet, welcher bei einem Seitenaufprall und/oder einem Heckaufprall Aufprallenergie in die Tragstruktur einleitet. Über die erfindungsgemäße feste Karosseriestruktur kann in baulich einfacher und kostengünstiger Weise Aufprallenergie vorzugsweise definiert abgebaut und/oder an die Hutablage weitergeleitet werden, um die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie zu verbessern. In vorteilhafter Weise erhöht diese zusätzliche feste Karosseriestruktur insbesondere die Seitensteifigkeit der Karosseriestruktur, so dass die Fahrzeuginsassen insbesondere im Falle eines Seitenaufpralls und/oder eines Heckaufpralls besser geschützt sind. Im Ergebnis lässt sich somit ein verbesserter Insassenschutz des Kraftfahrzeugs dadurch realisieren, dass die C-Säule insbesondere im Falle eines Seitenaufpralls und/oder eines Heckaufpralls besser zur Verzehrung bzw. zur Weiterleitung von Energie insbesondere um die Fahrgastzelle herum in den Bereich der Hutablage bzw. Rückwandeinheit der Tragstruktur herangezogen werden kann. Ferner ergibt sich in vorteilhafter Weise innerhalb der festen Karosseriestruktur ein freier Raum, der als Aufnahmeraum für Packagekomponenten genutzt werden kann.
-
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist die mindestens eine feste Karosseriestruktur als Stützeinheit ausgeführt, welche innerhalb einer C-Säule der Tragstruktur angeordnet und mit der C-Säule fest verbunden ist. In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Verbesserung der Krafteinleitung in die Tragstruktur erzielt. Vorzugsweise ist die Stützeinheit so mit der C-Säule und weiteren Strukturteilen der Tragstruktur verbunden, dass die Tragstruktur die weitergeleitete Aufprallenergie möglichst großflächig aufnehmen kann. Vorzugsweise trägt die Stützeinheit dazu bei, dass selbst bei einem heftigen Seitenaufprall und/oder Heckaufprall die C-Säule weniger belastet wird, indem die Aufprallenergie über die Stützeinheit in die Hutablage weitergeleitet und/oder aufgenommen wird. In vorteilhafter Weise ist hierdurch die Karosseriesteifigkeit erhöht. Des Weiteren ermöglicht die Integration der Stützeinheit in die C-Säule eine Erhöhung der Karosseriesteifigkeit bei gleichbleibendem Bauraumbedarf.
-
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist die mindestens eine Stützeinheit mindestens teilweise als Hohlprofil ausgebildet. In vorteilhafter Weise ist hierdurch die Stützeinheit sehr leicht und verwindungssteif ausgeführt, kann aber trotz Leichtbauweise einen großen Teil von eventuell am Kraftfahrzeug angreifenden Kräften aufnehmen bzw. in die Tragstruktur weiterleiten. Insbesondere ergibt sich innerhalb des Hohlprofiles ein freier Raum, der zur Aufnahme von Packagekomponenten genutzt werden kann.
-
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist die mindestens eine Stützeinheit einteilig und/oder mehrteilig ausgebildet. In vorteilhafter Weise kann hierdurch der Verlauf der C-Säule durch die Stützeinheit besser nachgebildet werden. Dies bedeutet, die Stützeinheit kann ideal an die C-Säule angepasst werden, wodurch sich eine einfache und kostengünstige Fertigung der C-Säule ergibt. Insbesondere kann die Stützeinheit auf Grund ihrer erfindungsgemäßen Ausgestaltung die bei einem Aufprall entstehende Energie gezielt an die Tragstruktur weiterleiten.
-
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur erstreckt sich die Stützeinheit im Wesentlichen ausgehend von der Bodenstruktureinheit bis in Höhe der als Hutablage ausgebildeten Querträgereinheit innerhalb der C-Säule. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht im Falle eines Aufpralls auf einfache Weise eine sichere Einleitung und Weiterleitung von seitlich und/oder von hinten auf die Fahrzeugkarosserie einwirkender Aufprallenergie in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie.
-
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist die Hutablage zusätzlich zumindest mit einer Rückwandeinheit der Tragstruktur verbunden. In vorteilhafter Weise stehen hierdurch weitere Strukturbauteile der Tragstruktur zur Weiterleitung von nicht absorbierter Aufprallenergie in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie zur Verfügung. Durch diese zusätzliche Verbindung der Hutablage mit der Rückwandeinheit bzw. mit der Tragstruktur wird im Falle eines Aufpralls die Fahrgastzelle entlastet und die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht.
-
Bevorzugt erstreckt sich der dritte von der Stützeinheit gebildete Lastpfad zumindest von einer C-Säule und/oder einer Bodenstruktureinheit bis in die Hutablage und/oder die Rückwandeinheit der Fahrzeugkarosserie. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen im Falle eines Aufpralls auf einfache Weise eine sichere Einleitung und Weiterleitung von auf die Fahrzeugkarosserie einwirkender Energie in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie. In vorteilhafter Weise verringert sich die Belastung der Fahrgastzelle durch auftretende Aufprallkräfte durch die verbesserte Verstärkung der Tragstruktur und der Möglichkeit der Umlenkung bzw. Weiterleitung der nicht absorbierten Aufprallkräfte über den dritten Lastpfad von der C-Säule und/oder einer Bodenstruktureinheit bis in die Hutablage und/oder die Rückwandeinheit der Fahrzeugkarosserie. Vorzugsweise trägt die Stützeinheit dazu bei, dass selbst bei einem heftigen Seitenaufprall und/oder Heckaufprall die C-Säule weniger belastet wird, indem die Aufprallenergie über die Stützeinheit in die Hutablage bzw. in die Rückwandeinheit weitergeleitet und in der Rückwandeinheit aufgenommen wird. In vorteilhafter Weise ist hierdurch die Karosseriesteifigkeit erhöht.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
-
Dabei zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie im Bereich einer Hinterwagenstruktureinheit mit einer Dachstruktureinheit, einer Bodenstruktureinheit, einer als Querträgereinheit ausgeführten Hutablage und zwei C-Säulen, die unter Ausbilden von zwei Lastpfaden mit der Dachstruktureinheit und der Bodenstruktureinheit verbunden sind,
- 2 eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Tragstruktur aus 1, bei welcher eine C-Säule über eine erfindungsgemäße, als Stützeinheit ausgeführte feste Karosseriestruktur unter Ausbilden eines dritten Lastpfades mit der Hutablage verbunden ist,
- 3 eine Schnittdarstellung der C-Säule aus 2 mit der als Hohlprofil ausgeführten Stützeinheit, und
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stützeinheit.
-
Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, weist eine Tragstruktur 10 einer Fahrzeugkarosserie im dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest eine Dachstruktureinheit 12 mit zumindest einem Dachrahmen 30, eine Bodenstruktureinheit 14 mit zwei Schwellern 32 und zwei jeweils auf einer Karosserieseite angeordneten C-Säulen 16.1, 16.2, eine Rückwandeinheit 28 mit einer als Querträgereinheit ausgeführten Hutablage 26, und eine zwischen Dachstruktureinheit 12 und Bodenstruktureinheit 14 sowie zwischen den C-Säulen 16.1, 16.2 bzw. Rückwandeinheit 28 angeordnete Fahrgastzelle 34 auf. Die C-Säulen 16.1, 16.2 sind jeweils unter Ausbilden eines ersten Lastpfades 18.1, 18.2 mit der Dachstruktureinheit 12 und unter Ausbilden eines zweiten Lastpfades 20.1, 20.2 mit der Bodenstruktureinheit 14 verbunden.
-
Um eine Tragstruktur 10 einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, die bei einfacher und kostengünstiger Konstruktion eine ausreichende Steifigkeit, insbesondere im Bereich der C-Säulen 16.1, 16.2 aufweist, sind die C-Säulen 16.1, 16.2 erfindungsgemäß über jeweils mindestens eine einen dritten Lastpfad 22.1, 22.2 ausbildende feste Karosseriestruktur 24 mit einer als Montageteil ausgeführten Querträgereinheit 26 verbunden, welche als Hutablage ausgebildet ist. Zudem wirkt die Hutablage 26 in vorteilhafter Weise gleichzeitig als Interieurteil.
-
Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, ist die mindestens eine feste Karosseriestruktur als Stützeinheit 24 ausgeführt, welche innerhalb einer C-Säule 16.1, 16.2 der Tragstruktur 10 angeordnet und mit der C-Säule 16.1, 16.2 fest verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Stützeinheit 24 vorzugsweise in die C-Säule 16.1, 16.2 integriert ist. Vorzugsweise ist die Stützeinheit 24 gemäß 3 und 4 mindestens teilweise als Hohlprofil ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Hohlprofil 24 einen U-förmigen Querschnitt mit an den Schenkeln 24a anschließenden Kragen 24b auf, wobei das Hohlprofil 24 mit seinem geschlossenen Ende 24c und den Kragen 24b innerhalb der C-Säule 16.1, 16.2 anliegt. Bevorzugt ist die Stützeinheit 24 einteilig gemäß 4 ausgebildet. Alternativ kann die Stützeinheit aber auch mehrteilig ausgeführt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Stützeinheit 24 einen bogenförmigen, der C-Säule 16.1, 16.2 folgenden Verlauf auf.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Stützeinheit 24 gemäß 2 im Wesentlichen ausgehend von der Bodenstruktureinheit 14 bis in Höhe der als Hutablage ausgebildeten Querträgereinheit 26 in der C-Säule 16.1, 16.2. Die Verbindung der Stützeinheit 24 mit den C-Säulen 16.1, 16.2 kann über eine Schraub-, Kleb-, Schweiß- oder Nietverbindung beziehungsweise eine Kombination aus verschiedenen Verbindungstechniken erfolgen. Des Weiteren ist auch eine einteilige Ausführung der C-Säule 16.1, 16.2 mit der Stützeinheit 24 möglich.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich der dritte von der Stützeinheit 24 gebildete Lastpfad 22.1, 22.2 zumindest von einer C-Säule 16.1, 16.2 und/oder einer Bodenstruktureinheit 14 bis in die Hutablage 26 und/oder die Rückwandeinheit 28 der Fahrzeugkarosserie.
-
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die Hutablage 26 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich zumindest mit einer Rückwandeinheit 28 der Tragstruktur 10 verbunden. Die Hutablage 26 kann auf einfache, vorzugsweise großflächige und somit zuverlässige Weise zum Beispiel über eine Schraub-, Kleb-, Schweiß- oder Nietverbindung beziehungsweise eine Kombination aus verschiedenen Verbindungstechniken mit der Rückwandeinheit 28 der Tragstruktur 10 verbunden werden.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 erstreckt sich der erste Lastpfad 18.1, 18.2 vorzugsweise zumindest von den C-Säulen 16.1, 16.2 in die Dachstruktureinheit 12 und der zweite Lastpfad 20.1, 20.2 von den C-Säulen 16.1, 16.2 in die Bodenstruktureinheit 14 der Fahrzeugkarosserie. Der dritte von der erfindungsgemäßen Stützeinheit 24 gebildete Lastpfad 22.1, 22.2 erstreckt sich vorzugsweise zumindest von einer C-Säule 16.1, 16.2 und/oder der Bodenstruktureinheit 14 bis in die als Querträgereinheit ausgeführte Hutablage 26 und/oder die Rückwandeinheit 28 der Fahrzeugkarosserie.
-
Derartige Stützeinheiten 24 lassen sich in einer Vielzahl verschiedener Fahrzeuge einsetzen, so kann die erfindungsgemäße Tragstruktur 10 nicht nur in klassischen Personenkraftfahrzeugen, sondern beispielsweise auch in Omnibussen oder Lastkraftwagen eingesetzt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Tragstruktur
- 12
- Dachstruktureinheit
- 14
- Bodenstruktureinheit
- 16.1, 16.2
- C-Säule
- 18.1, 18.2
- erster Lastpfad
- 20.1, 20.2
- zweiter Lastpfad
- 22.1, 22.2
- dritter Lastpfad
- 24
- Stützeinheit (U-förmiges Hohlprofil)
- 24a
- Schenkel
- 24b
- Kragen
- 24c
- geschlossenes Ende
- 26
- Hutablage (Querträgereinheit)
- 28
- Rückwandeinheit
- 30
- Dachrahmen
- 32
- Schweller
- 34
- Fahrgastzelle
