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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein heckseitiges Bodenmodul zur Anordnung zwischen zwei im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgern einer Fahrzeugkarosserie.
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Hintergrund
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Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie sind typischerweise über einen oder mehrere Querträger im Heckbereich der Karosserie, etwa zur Bildung eines geschlossenen Heck- oder Hinter-Rahmens, miteinander verbunden. Die Position des Querträgers kann dabei in Fahrzeuglängsrichtung gesehen variieren und an die jeweilige Konfiguration des Kraftfahrzeugs oder des Kraftfahrzeugtyps angepasst werden.
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Je nachdem, ob das Kraftfahrzeug z. B. mit einer Anhänger-Zugvorrichtung oder einem ausziehbaren Lastenträger auszustatten ist, kann dies entsprechende Eingriffe in die Gestaltung der Fahrzeugkarosserie insbesondere im Hinblick auf die Position des Querträgers erfordern. Dies gilt gleichermaßen für unterschiedliche Fahrzeugtypen, so beispielsweise für Sedan- oder Caravan- bzw. Kombifahrzeuge oder -Limousinen.
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Zudem erfordern neuartige Antriebskonzepte für Fahrzeuge, insbesondere für hybrid- oder brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge eine veränderte oder variabel anpassbare Bauraumaufteilung zur Unterbringung für den jeweiligen Antrieb vorgesehener Energiespeichermodule oder Treibstoffbehälter. Insbesondere für hybrid- oder rein elektromotorisch betriebene Fahrzeuge ist es erstrebenswert, die hierfür erforderlichen Akkumulatoren etwa zur Verbesserung der Schwerpunktlage des Fahrzeugs möglichst tief im Fahrzeug liegend vorzusehen.
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So ist aus der
DE 10 2007 047 037 A1 eine Kraftfahrzeugkarosserie mit zwei gegenüberliegend angeordneten hinteren Seitenlängsträgern bekannt, wobei zumindest ein Hilfsrahmen und/oder ein oder mehrere Querträger den hinteren Seitenlängsträgern zuordenbar und an denselben festlegbar sind.
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Die Seitenlängsträger, der Hilfsrahmen oder die Querträger sind hierbei bereits vorab mit einer Anzahl an Fügestellen versehen, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in Abhängigkeit von einer aktuell gewünschten Ausstattung des Kraftfahrzeug-Hinterrahmens frei wählbar ein oder mehrere entsprechend angepasste Aggregate und/oder Anbauteile modulartig im Bereich der Fügestellen an den Seitenlängsträgern festlegbar sind.
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Das Vorhalten einer Vielzahl unterschiedlicher Karosserievarianten, bei denen z. B. Blechbauteile der Karosserie für jeden Fahrzeugtyp gesondert anzufertigen und zu entwerfen sind erweist sich herstellungs- und montagetechnisch als aufwendig und kostenintensiv.
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Kraftfahrzeuge weisen neben dem Karosserieaufbau ein Fahrgestell auf, welches im Herstellungsprozess des Kraftfahrzeugs parallel zur Karosserie gefertigt und in einem gemeinhin als Hochzeit bezeichneten Fügeprozess als Ganzes mit der vorkonfigurierten Karosserie verbunden wird. Das Fahrgestell weist insbesondere im Heckbereich eine Radaufhängung mit seitlichen, schwenkbar gelagerten Achsschenkeln auf, wobei linker und rechter Achsschenkel typischerweise mit einem Watt-Gestänge miteinander gekoppelt sind. Das Watt-Gestänge ist bei bekannten Fahrzeuganordnungen an tragenden Strukturbauteilen der Karosserie zu lagern bzw. schwenkbar hieran zu befestigen.
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So kann eine Watt-Gestänge-Anbindung im Bereich einer die beiden Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie in Fahrzeugquerrichtung (y) verbindenden Querträgerstruktur erfolgen. Gerade zur Befestigung und Montage eines Watt-Gestänges an der Karosserie sind eine Vielzahl einzelner Montageschritte unter Verwendung mehrerer Bauteile erforderlich.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen hinsichtlich Gewicht und Einbauvariabilität verbesserten heckseitigen Querträger einer Kraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen, der sich sowohl im Hinblick auf geringere Herstellungs- und Montagekosten als auch hinsichtlich einer Verringerung seines Gewichts auszeichnet. Es ist dabei ferner Zielsetzung der Erfindung, eine fahrzeug-plattform-übergreifende, individuell an unterschiedliche Fahrzeugtypen und -Ausstattungen anpassbare Heck-Querträgerstruktur zu schaffen, die sich durch eine einfache Montage auszeichnet.
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Ferner soll die Verbindung von Kraftfahrzeugkarosserie und Fahrgestell unter Einsparung von Montageschritten und unter Reduzierung einer für die Montage erforderlichen Bauteileanzahl vereinfacht und optimiert werden.
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Diese Aufgabe wird mit einem heckseitigen Bodenmodul gemäß Patentanspruch 1, mit einer Kraftfahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 13 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen sind hierbei Gegenstand jeweils abhängiger Patentansprüche.
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Das heckseitige Bodenmodul ist für eine Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildet und zur Anordnung zwischen zwei im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden heckseitigen Längsträgern der Fahrzeugkarosserie bestimmt. Das Bodenmodul weist hierbei eine sich im Wesentlichen flächig zwischen den Längsträgern der Fahrzeugkarosserie erstreckende Bodenwanne und zumindest einen integrierten Querträger auf.
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Der in die Bodenwanne integrierte Querträger ist dabei zur Übertragung mechanischer Kräfte mit den Längsträgern gesondert verbindbar und weist ferner eine Verbindungsstruktur auf, an welcher zumindest eine Komponente eines Fahrzeug-Fahrgestells unmittelbar befestigbar ist.
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Anstelle einer gesonderten, mit mehreren Montageschritten und unter Zuhilfenahme mehrerer Befestigungsbauteile zu verwirklichenden Watt-Gestänge-Anbindung an die Kraftfahrzeugkarosserie kann eine unmittelbare Anbindung etwa eines Watt-Gestänges an einen in ein heckseitiges Bodenmodul integrierten Querträger erfolgen.
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Hierbei kann das Bodenmodul vorab mit einem Watt-Gestänge verbunden werden, insbesondere um eine aus Bodenmodul und Watt-Gestänge vorkonfigurierte Einbaueinheit zu schaffen, die auch erst nach der Hochzeit von Karosserie und Fahrgestell am Fahrzeug anordenbar ist.
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Das Bodenmodul ist hierbei bevorzugt als strukturverstärktes Kunststoffbauteil, ggf. als Hybrid-Bauteil mit strukturverstärkenden Metalleinlegern ausgebildet.
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Das Bodenmodul, ist dazu vorgesehen, erst im Zuge einer Fahrzeug-Endmontage mit den tragenden Strukturbauteilen des Kraftfahrzeuges, bzw. seiner Karosserie verbunden zu werden.
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Durch Bereitstellen des heckseitigen Bodenmoduls kann der Montageprozess durch Verringerung der Teileanzahl vereinfacht werden. Zudem kann die Fehleranfälligkeit des Montageprozesses reduziert werden. Denn mit Montage des Querträgers an den Längsträgern erreicht auch die Bodenwanne die für sie vorgesehene End-Montageposition und umgekehrt. Auch können unterschiedlich konfigurierte Bodenmodule, welche jeweils einen oder mehrere in Fahrzeugslängsrichtung (x) unterschiedlich positionierte Querträger aufweisen, stets in einer weitgehend identischen Art und Weise an den Längsträger befestigt werden, Karosserie- insbesondere längsträgerseitig sind somit keine redundanten Fügestellen für das Bodenmodul, respektive für den Querträger vorzusehen.
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Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Bodenwanne und/oder der Querträger zumindest bereichsweise aus Kunststoff gefertigt sind. Bevorzugt bestehen die Bodenwanne und/oder der Querträger im Wesentlichen aus Kunststoff.
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Die Verwendung eines Kunststoff-Materials für die Bodenwanne und/oder für den Querträger ermöglicht eine Verringerung des Gesamt-Fahrzeuggewichts und kann insoweit zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs beitragen. Die Ausbildung als Kunststoffmodul ermöglicht zudem eine flexible Anpassung der Position des Querträgers innerhalb des Bodenmoduls und/oder in Bezug auf die Längsträger. Insgesamt kann hierdurch ein plattform- und fahrzeugtyp-unabhängiges Montagekonzept bereitgestellt werden, wobei jeweils lediglich das Bodenmodul an variierende Bauraumaufteilungen des Fahrzeugs und dementsprechend variierende Positionen des Querträgers, insbesondere in Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung, anzupassen ist.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, die Bodenwanne und den Querträger einstückig auszubilden. Bodenwanne und Querträger sind bevorzugt als Kunststoff-Spritzgussbauteil zu fertigen. Je nach vorgegebener Einbausituation können hierbei eine Vielzahl unterschiedlich konfigurierter, auf einen jeweiligen Fahrzeugtyp oder eine Fertigungsplattform individuell abgestimmte Bodenmodule z. B. in einem Kunststoff-Spritzguss-Prozess vorgefertigt werden.
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Die hierdurch erhältliche Palette unterschiedlicher Bodenmodule kann beispielsweise hinsichtlich der Position ihres oder ihrer Querträger variieren, um den teils unterschiedlichen Einbaugegebenheiten des jeweiligen Fahrzeugs oder Fahrzeugtyps Rechnung zu tragen.
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Weiterhin erweist es sich von Vorteil, wenn die Bodenwanne an wenigstens einem seitlichen Begrenzungsrand ein an die Geometrie des zugeordneten Längsträgers angepasstes Befestigungsprofil zur Anbindung an zumindest einen der Längsträger aufweist. So kann insbesondere ein vom Seitenrand der Bodenwanne hervorstehendes Befestigungsprofil vorgesehen werden, welches beispielsweise an der Oberseite, der Unterseite oder an einer innenliegenden Seitenwandung des zugeordneten Längsträgers zur Anlage gelangt und dort mit diesem verbunden werden kann.
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Der bevorzugt strukturverstärkte Querträger erstreckt sich, bezogen auf die Fahrzeughochrichtung (z) unterhalb und/oder oberhalb des seitlichen Befestigungsprofils der Bodenwanne. Er kann ferner innerhalb des Höhenniveaus der Bodenwanne und/oder deren Befestigungsprofils liegen. Insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei welcher der Querträger unterhalb der Bodenwanne bzw. unterhalb oder angrenzend an ein seitliches Befestigungsprofil zu liegen kommt, kann der Querträger eine Anbindungsstruktur zur Aufnahme der naturgemäß unterhalb und/oder überlappend mit dem Bodenmodul zu liegen kommenden Fahrgestellkomponenten verbunden werden.
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Indem der in das Bodenmodul integrierte Querträger mit seinen in Fahrzeugquerrichtung liegenden Endabschnitten unterhalb der Längsträger zu liegen kommt, können die Längsträger und der bodenmodulseitige Querträger einen vergleichsweise großen, sich nahezu über die gesamte Breite des Quer- und/oder Längsträgers erstreckenden wechselseitigen Anbindungsbereich aufweisen, der eine möglichst verwindungssteife und feste kraftübertragende Verbindung von Längs- und Querträgern ermöglicht.
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Das heckseitige Bodenmodul erfüllt insoweit eine Doppelfunktion. Seine Bodenwanne füllt den Zwischenraum zwischen den sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden heckseitigen Seitenlängsträgern aus. Der in das Bodenmodul integrierte Querträger fungiert hingegen als strukturverstärkendes Bauteil, wird aber bevorzugt aufgrund der einteiligen Ausgestaltung von Bodenwanne und Querträger zusammen mit dem Bodenmodul an der Fahrzeugkarosserie, bevorzugt an deren heckseitigen Längsträgern befestigt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Querträger eine Verbindungsstruktur zur unmittelbaren Anbindung zumindest einer Fahrgestellkomponente am Querträger und somit am Bodenmodul auf. Der bevorzugt strukturverstärkt auszubildende Querträger kann von daher auch als Aufnahme oder Anbindungspunkt für die mit der Karosserie zu verbindenden Komponenten eines Fahrgestells fungieren. Anstelle einer gesonderten, etwa mit den Längsträgern der Karosserie separat zu verbindenden Anbindungsstruktur kann diese bei der vorliegenden Ausführungsform unmittelbar in den bevorzugt als Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildeten Querträger integriert werden.
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Des Weiteren kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn an einer Unterseite des Bodenmoduls, etwa in Fahrzeuglängsrichtung an den Querträger angrenzend eine Vertiefung zur Aufnahme der zumindest einen Fahrgestellkomponente vorgesehen ist. Indem das Bodenmodul bevorzugt als Spritzgusskomponente auszubilden ist, kann es ohne konstruktiven oder montagetechnischen Mehraufwand nahezu jegliche geometrische Kontur aufweisen und somit auch an die spätere Lage und Position von weiteren Fahrzeug- insbesondere Fahrgestellkomponenten angepasst sein.
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In Weiterbildung hiervon kann es sich als besonders vorteilhaft erweisen, wenn der Querträger zur Aufnahme bzw. zur Lagerung eines Watt-Gestänges des Fahrgestells ausgebildet ist. Eine separate oder gesonderte Anbindungsstruktur an die karosserieseitigen heckseitigen Längsträger für die Aufnahme eines Watt-Gestänges kann somit in vorteilhafter Weise entfallen. Das Watt-Gestänge kommt mit Erreichen einer Endmontageposition bevorzugt in der an den Querträger angrenzenden Vertiefung des Bodenmoduls zu liegen.
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Indem ferner die für das Watt-Gestänge vorgesehene bodenmodulseitige Aufnahme unmittelbar an den Querträger angrenzt, kann ein in das Querträgermaterial eingelassenes oder eingebettetes strukturverstärkendes Element, etwa eine zur Aufnahme des Watt-Gestängelagers vorgesehene Metallhülse oder Buchse aufweisen. Es erweist sich hierbei ferner von Vorteil, wenn sich die Hülse bzw. die am Querträger vorzusehende Verbindungsstruktur im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung (z) erstreckt, um das Watt-Gestänge mit dem Querträger im Zuge der Hochzeit von Karosserie und Fahrgestell in Fahrzeuglängs- oder -hochrichtung miteinander verschrauben oder andersartig verbinden zu können.
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Es ist aber auch denkbar, das Watt-Gestänge im Fertigungsprozess bereits vor der Hochzeit von Karosserie und Fahrgestell vorkonfiguriert gesondert am Bodenmodul anzuordnen, bzw. zu befestigen und das Watt-Gestänge erst beim Einbau des Bodenmoduls mit dem Fahrgestell funktionell zu verbinden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist in den Querträger eine im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) oder in Fahrzeughochrichtung (z) ausgerichtete Hülse integriert, die zur Aufnahme eines Lagers oder eines Lagerbolzens des Watt-Gestänges des Fahrgestells dient. Die Ausrichtung der Hülse entspricht hierbei entweder der Ausrichtung des Watt-Gestängelagers und/oder der durch den Fertigungsprozess des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Montage- oder Befestigungsrichtung.
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Die Ausgestaltung des querträgerseitigen Anbindungsbereichs des Bodenmoduls kann mittels des im Wesentlichen als Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildeten Bodenmoduls weitgehend variabel und nahezu kostenneutral an vorgegebene Einbaubedingungen angepasst werden.
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Des Weiteren kann in Weiterbildung hiervon vorgesehen werden, dass in einer an eine Vertiefung des Bodenmoduls in Längsrichtung angrenzenden Wange eine fluchtend mit der trägerseitigen Hülse oder Verstärkungsstruktur zu liegen kommende Aufnahme ausgebildet ist. Die Aufnahme dient, wie auch bereits die trägerseitige Hülse, der Anbindung bzw. Lagerung des Lagers des Watt-Gestänges. Sofern eine in Fahrzeughochrichtung vorgesehene Montagerichtung strikt eingehalten werden soll, kann abweichend hiervon auch vorgesehen werden, im Bereich des Watt-Gestänge-Lagers sozusagen fahrwerkseitig bereits eine Anbindungsstruktur zu schaffen, die in eine hiermit korrespondierende, etwa am Querträger und/oder an einer hiervon in Fahrzeuglängs- oder -querrichtung beabstandeten weiteren Anbindungsstruktur in z-Richtung montierbar, vorzugsweise verschraubbar ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung steht der Querträger mit seinen in Fahrzeugquerrichtung liegenden Endabschnitten seitlich von der Bodenwanne des Bodenmoduls hervor und weist an den hervorstehenden Endabschnitten eine mit einem Befestigungsmittel versehene oder zu versehende Stützfläche auf, mittels welcher sich der Querträger bei Erreichen seiner Endmontageposition am jeweils zugeordneten Längsträger der Karosserie von unten abstützen kann.
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Von Vorteil weist die Stützfläche eine der Außenkontur des zugeordneten Längsträgers korrespondierende Formgebung auf, damit eine möglichst große, etwa annähernd vollflächige wechselseitige Abstützung von Stützfläche und Unterseite des zugeordneten Längsträgers erfolgen kann. Längsträger und/oder Stützfläche können ferner mit einzelnen Befestigungsmitteln, etwa mit Schrauben, Nieten, Schraublöchern und/oder Schweißmuttern versehen sein, um das bevorzugt als Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildete Bodenmodul mit den in Blechschalen-Bauweise gefertigten Längsträgern strukturell zu verbinden.
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Gerade für ein Kunststoff-Bodenmodul können an den Verbindungsabschnitten, insbesondere für die Aufnahme von Schrauben, in das Kunststoffmaterial eingelassene oder eingebettete Metallhülsen bzw. lokale Metalleinleger vorgesehen werden, um das Kunststoffbauteil, insbesondere in seinen an andere Komponenten der Karosserie angrenzenden Verbindungsbereichen hinreichend stabil auszubilden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich an der Oberseite des Bodenmoduls, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) etwa in Höhe des zumindest einen Querträgers ein zwischen den randseitigen gegenüberliegenden Befestigungsprofilen verlaufender Quersteg. Dieser kann dem Bodenmodul zusätzliche Steifigkeit verleihen.
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Insbesondere kann das Bodenmodul in dem Querstegbereich mit einem strukturverstärkenden Metalleinleger versehen werden, um zum einen den Querträger, zum anderen aber auch dem wannenartig ausgebildeten Bodenmodul an sich eine erhöhte Festigkeit und Struktursteifigkeit zu verleihen. Auch kann der Quersteg als eine nach oben gerichtete, das flächige Bodenmodul durchsetzenden Verlängerung des Querträgers betrachtet werden.
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Generell kann in weiteren Ausgestaltungen des Bodenmoduls beliebig vorgesehen werden, zumindest im Bereich des wenigstens einen Querträgers, im Bereich zumindest eines randseitigen Befestigungsprofils, im Bereich eines Querstegs, im Bereich der zumindest einen Bodenwanne und/oder im Bereich der Verbindungsstruktur für die Fahrgestellkomponente zumindest einen strukturverstärkenden Metalleinleger vorzusehen.
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Der oder die Metalleinleger können hierbei eine an den jeweiligen Einsatzzweck und an den vorgesehenen Einbauort angepasste Geometrie aufweisen und insbesondere die am Bodenmodul vorgesehenen Anbindungs- oder Befestigungspunkte strukturell verstärken.
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So sind für eine Verschraubung des Bodenmoduls mit angrenzenden Karosserie- und/oder Fahrgestellkomponenten von Vorteil einzelne Hülsen oder Metallgewinde eingelassen, die eine verschraubende oder von einem Bolzen durchsetzende Verbindung entsprechender Verbindungsstellen mit den angrenzenden Karosseriekomponenten ermöglichen.
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Des Weiteren kann vorgesehen werden, das Bodenmodul, insbesondere seinen Querträger, aber auch die Bodenwanne als faser- oder anderweitig verstärkten Kunststoff, insbesondere als glas- oder kohlefaserverstärkten Kunststoff auszubilden, um evtl. die auf die Querträger einwirkenden Querkräfte und -Momente aufnehmen und ggf. in angrenzende Karosseriekomponenten, wie etwa die heckseitigen Längsträger ableiten zu können.
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Als Kunststoffmaterialien kommen hierbei bevorzugte thermoplastische Elastomere, insbesondere solche auf Polypropylen (PP)- oder Polyamid(PA)-Basis sowie Duroplaste, inbesondere ungesättigte Polyesterharze (UP) infrage. Des Weiteren können in dem Bodenmodul, insbesondere im Bereich seines Querträgers strukturverstärkende Rippen ausgebildet sein, die sich bevorzugt parallel, senkrecht, aber auch in einer gekreuzten, gitterartigen oder hexagonalen Struktur, bezogen auf die Längs- und/oder Querrichtung des Querträgers erstrecken können.
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Ferner ist nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Bodenwanne des heckseitigen Bodenmoduls wenigstens eine Vertiefung zur Aufnahme von Fahrzeugkomponenten und Funktionsteilen, wie etwa zur Aufnahme eines Ersatzrades und/oder einer Batterie und/oder wenigstens eines Kraftstoffbehälters, etwa eines Mineralöl- oder Flüssiggasbehälters, aufweist. Insbesondere für hybrid- oder rein elektrobetriebene Kraftfahrzeuge kann im Bereich der Bodenwanne eine zur Aufnahme von Akkumulatoren ausgebildete Vertiefung vorgesehen werden.
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Die Bodenwanne kann beispielsweise durch den sich oberhalb des Wannenniveaus befindlichen Querträger in zwei bevorzugt zusammenhängende Abschnitte unterteilt werden. So kann beispielsweise eine Aufteilung vorgesehen werden, bei welcher dem Querträger in Fahrtrichtung vorgelagert ein oder mehrere Aufnahmen für eine oder mehrere Batterien oder Akkumulatoren vorgesehen sind und/oder hinter dem zumindest einen Querträger liegend eine Ersatzradmulde im Bodenmodul ausgebildet ist.
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Die Anordnung des Querträgers als auch seine geometrische Ausgestaltung und Dimensionierung richtet sich bevorzugt nach einer Optimierung des zur Verfügung stehenden Bauraumes. Je nachdem, ob und inwieweit das Kraftfahrzeug mit einem Ersatzrad, mit Akkumulatoren, Batterien und Kraftstofftanks oder weiteren funktionalen Bauteilen, wie etwa eines ausziehbaren Lastenträgers im Heckbereich zu versehen ist, kann die Position des Querträgers, in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, durch Bereitstellen eines jeweils auf die Einbauerfordernisse individuell abgestimmten heckseitigen Bodenmoduls aus Kunststoff angepasst werden. Eine jeweilige Anpassung der eigentlichen Karosserie und der Längsträger ist insoweit nicht mehr erforderlich.
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Nach einem weiteren Aspekt ist ferner eine Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen, welche zumindest zwei heckseitige seitliche Längsträger und zumindest ein zwischen den Längsträgern angeordnetes Bodenmodul aufweist, wobei ein sich zwischen den Längsträgern erstreckender und in das Bodenmodul integrierter Querträger mit seinen gegenüberliegenden Endabschnitten an den Längsträgern angeordnet und dort gesondert mit den jeweiligen Längsträgern verbunden ist.
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Dieses Bodenmodul kann sämtliche zuvor erwähnten Eigenschaften und Vorteile aufweisen.
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Es ist in Weiterbildung hiervon ferner vorgesehen, dass die beiden Längsträger mehrere, in Fahrzeuglängsrichtung nach einem vorgegebenen Raster voneinander beabstandete Befestigungspunkte oder Befestigungsstellen aufweisen, die mit variierenden Querträgerpositionen unterschiedlich konfigurierter Bodenmodule korrespondieren. Insoweit kann ohne gesonderte Anpassung der Längsträger ein auf die jeweilige Fahrzeugkonfiguration abgestimmtes Bodenmodul mit zum Beispiel in Fahrzeuglängsrichtung unterschiedlich positionierten Querträgern vorgesehen und mit den universell, mit mehreren Befestigungspunkten versehenen Längsträgern verbunden werden.
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Auf diese Art und Weise kann für unterschiedlichste Konfigurationen eines Fahrzeugtyps, der zum Beispiel als Hybridfahrzeug, mit oder ohne Heckgepäckträger, als Caravan oder als Limousine ausgebildet sein kann, durch entsprechende Auswahl eines jeweils gesondert für die Fahrzeugkonfiguration vorgesehenen Bodenmoduls angepasst werden, ohne dass hierfür Veränderungen an den Metall- oder Blechbauteilen der Karosserie, insbesondere an deren heckseitigen Längsträgern vorzunehmen wären.
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Somit kann ein und derselbe Typ Längsträger für unterschiedlichste Fahrzeugkonfigurationen Verwendung finden. Sofern das Fahrzeug zum Beispiel mit einem hybrid- oder elektromotorischen Antriebskonzept versehen werden soll, kann durch Auswahl eines jeweils für die Fahrzeugkonfiguration vorgesehenen Bodenmoduls die konkrete Position des Querträgers sowohl die Modulaufteilung, insbesondere hinsichtlich Aufnahmevertiefungen für Not- oder Ersatzrad sowie für Batterien und/oder Treibstofftanks variieren.
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Es ist ferner denkbar, dass das Bodenmodul nicht nur einen, sondern mehrere, etwa in Fahrzeuglängsrichtung (x) voneinander beabstandete Querträger aufweist, die jeweils gesondert mit den heckseitigen Längsträgern der Karosserie verbunden werden können.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ferner ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welches zumindest eines der zuvor beschriebenen heckseitigen Bodenmodule aufweist und/oder mit einer zuvor beschriebenen Karosserie versehen ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmal sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Hierbei zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung des Bodenmoduls zusammen mit einem daran befestigten Watt-Gestänge,
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2 die Darstellung gemäß 1 in einer möglichen Einbausituation an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs,
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3 eine detaillierte und vergrößerte Darstellung der in 1 angedeuteten Lagerung eines Watt-Gestänges,
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4 eine perspektivische isolierte Darstellung des Bodenmoduls von schräg hinten und
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5 das Bodenmodul gemäß 4 von der Unterseite aus betrachtet.
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Detaillierte Beschreibung
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Das in den 1, 2 4 und 5 in verschiedenen Konfigurationen und perspektivisch in unterschiedlichen Ansichten dargestellte heckseitige Bodenmodul 10 weist einen sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Querträger 14 sowie eine einteilig hiermit ausgebildete Bodenwanne 12 auf. Die Bodenwanne 12 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als ein annähernd rechteckig gestaltetes Flächengebilde ausgebildet, welches mit den in Fahrzeugquerrichtung (y) außen liegende Randprofilen 18 mittels darin eingelassenen Durchgangsöffnungen 26, die ihrerseits bevorzugt mit Metalleinlegern versehen sind, an den in 2 gezeigten seitlichen Längsträgern 54, 56 einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigbar sind.
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Das Bodenmodul 10 ist ferner zur unmittelbaren Aufnahme einer Fahrgestellkomponente, vorliegend zur Befestigung eines Watt-Gestänges 46, 48 ausgebildet. Es weist insoweit eine Verbindungsstruktur oder Befestigungsabschnitt 40 auf, an welcher fahrgestellseitige Komponenten 46, 48 unmittelbar mit dem Bodenmodul 10 verbunden werden können. Das im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Watt-Gestänge 46, 48 verbindet die beiden in 1 und 2 dargestellten Achsschenkel 50, 52 und ist im Bereich einer zentrisch zwischen den Längsträgern 54, 56 zu liegen kommenden Lagerung mittels eines Bolzens 42 am Querträger 14 des Bodenmoduls 10 befestigt. Zur Aufnahme des Watt-Gestänges 46, 48, insbesondere zur Lagerung des die beiden Stangen 46, 48 miteinander verbindenden Gelenks 45 ist, wie in 3 gezeigt, im Bereich des Querträgers 14 eine zur Aufnahme des Lagerbolzens 42 ausgebildete Hülse in den Querträger 14, ggf. auch in die gegenüberliegende Wangenstruktur 44 der Aufnahmevertiefung 24 eingelassen bzw. dort in das Kunststoffbauteil eingebettet.
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Das Watt-Gestänge 46, 48 kann insbesondere vor einer Hochzeit von Karosserie und Fahrgestell vorkonfiguriert mit oder an dem Bodenmodul 10 verbunden werden, sodass auch nach einer wechselseitigen Montage von Karosserie und Fahrgestell das mit dem Watt-Gestänge 46, 48 vormontierte Bodenmodul 10 als bauliche Einheit mit der Karosserie, bzw. mit dem Fahrgestell verbunden werden kann.
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In 3 ist in vergrößerter Darstellung ferner gezeigt, dass der Querträger 14 dem Wattgelenk 45 zugewandt, mit einer konkaven Ausbuchtung 47 versehen ist, die eine kollisionsfreie Montage und Beweglichkeit des Gelenks 45 im Bereich des Bodenmoduls 10 ermöglicht. In 6 ist ferner die Verschraubung des Wattgelenks 45 mit Hilfe einer sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Schraube, Schraubbolzen bzw. Schraubenmutter 16 gezeigt.
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In der Darstellung gemäß den 2 und 4 sind ferner entsprechende, die Durchgangsöffnungen 26 durchsetzende Schrauben oder Schraubbolzen 58 angedeutet. Da die karosserieseitigen Längsträger 54, 56 bevorzugt in Blechschalenbauweise unter Bildung seitlicher, nach außen bzw. nach innen abstehender Flanschabschnitte gefertigt sind, ist für die Anbindung des Randprofils 18 des Bodenmoduls 10 vorgesehen, das bodenmodulseitige Randprofil 18 an der Innenseite der am Längsträger 54, 56 vorspringenden Flanschabschnitte anzuschrauben.
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Der gezeigte Querträger 14 weist an seinen in Fahrzeugquerrichtung (y) liegenden Endabschnitten 28 eine gegenüber der Bodenwanne 12 seitlich vorspringende Struktur auf, die nach oben, einer Unterseite der Längsträger 54, 56 zugewandt, eine im Wesentlichen eben ausgebildete Stützfläche 30 mit einzelnen Befestigungslöchern 26 aufweist. Der Stützfläche 30 abgewandt, an dem in 5 gezeigten unteren Rand weist der Querträger 14 den Durchgangs- bzw. Befestigungsöffnungen 26 zugeordnete Durchgangslöcher 36 auf, die es ermöglichen, durch einen zumindest bereichsweise hohl oder hohlkammerprofilartig ausgebildeten Querträger 14 hindurch einen z. B. nach oben ragenden Schraubbolzen 58 in den Längsträger 54, 56 bzw. in dessen Anbindungsflansch zu schrauben.
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Nach vorn, in Fahrtrichtung (x) angrenzend an die Stützfläche 30 des Querträgers 14 ist eine in etwa kreisförmige Ausnehmung 34 vorgesehen, die zur Aufnahme eines Federbeins dient. Dieser Ausnehmung 34 vorgelagert erstreckt sich in Verlängerung der Stützfläche 30 ein weiterer vorderer seitlicher Flanschabschnitt 32, der gleichermaßen, wie auch die Stützfläche 30 mit der Unterseite eines zugeordneten Längsträgers 54, 56 unmittelbar verbunden, bevorzugt mit diesem verschraubt werden kann.
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Das in den 1, 2, 4 und 5 gezeigte Bodenmodul 10 weist in seinem hinteren Abschnitt eine nach Art einer Ersatzradmulde 16 ausgebildete Vertiefung auf, in welcher ein Befestigungsdom 20 zur Befestigung des Ersatzrades vorgesehen ist. Nach vorn grenzt die Ersatzradmulde 16 an einen Quersteg 22 an, der, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) in etwa mit der Position des unten liegenden Querträgers 14 zusammenfällt. Vor dem Quersteg 22 liegend ist eine weitere, etwa taschenartige Vertiefung 24 vorgesehen, die bevorzugt zur Aufnahme weiterer Funktionsbauteile, wie z. B. einer oder mehrerer Fahrzeugbatterien, Treibstofftanks oder dergleichen energiespeichernder Module dienen kann.
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Der Quersteg 22 kann sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) auch etwas breiter als der Querträger 14 erstrecken. Auf diese Art und Weise kann an der in 1 gezeigten Unterseite des Bodenmoduls 10 zwischen Querträger 14 und einer dem Querträger 14 zugewandten Seitenwange 44 der Aufnahmevertiefung 24 eine das Bodenmodul 10 in Fahrzeugquerrichtung (Y) annähernd durchsetzende Mulde 62 ausgebildet werden, die, wie in den 1, 2 und 3 gezeigt, zur Aufnahme eines Watt-Gestänges 46, 48 vorgesehen sein kann.
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In 2 sind an unterschiedlichen Positionen in Fahrzeuglängsrichtung (x) einzelne Befestigungsstellen 64 schematisch angedeutet, an welchen jeweils ein oder mehrere Querträger 14 unterschiedlich ausgestalteter Bodenmodule 10 mit jeweils unterschiedlichen Querträgerpositionen angeordnet werden können. Auf diese Art und Weise kann allein durch Verwendung eines auf eine bestimmte Fahrzeugkonfiguration abgestimmten Bodenmoduls 10 der Bauraum an die jeweilige fahrzeugspezifischen Erfordernisse angepasst werden, ohne dass hierfür eine Anpassung sonstiger karosserieseitiger Komponenten, wie etwa der Längsträger 54, 56 erforderlich wäre. Auch können die unterschiedlich konfigurierten Bodenmodule mit Ausnahme ihres jeweiligen Querträgers 14 mit einem stets gleich bleibenden Außenumfang in einer gleichbleibenden Art und Weise an den Längsträgern 54, 56 der Karosserie befestigt werden.
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Von Vorteil ist nahezu das gesamte Bodenmodul 10 als Kunststoff-Spritzgussteil und/oder als Hybridbauteil auf Kunststoffbasis mit lokal vorgesehenen Metalleinlegern ausgebildet. Gegenüber einem aus Stahl oder Metall ausgebildeten Querträger 14 kann dies zu einer Minimierung des Fahrzeuggewichts beitragen.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bodenmodul
- 12
- Bodenwanne
- 14
- Querträger
- 16
- Ersatzradmulde
- 18
- Befestigungsprofil
- 20
- Befestigungsdom
- 22
- Quersteg
- 24
- Aufnahmevertiefung
- 26
- Befestigungspunkt
- 28
- Endabschnitt
- 30
- Abstützfläche
- 32
- Flächenabschnitt
- 34
- Ausnehmung
- 36
- Durchgangsöffnung
- 40
- Verbindungsstruktur
- 42
- Hülse/Schraubbolzen
- 44
- Wange
- 45
- Gelenk
- 46
- Gestänge
- 47
- Ausnehmung
- 48
- Gestänge
- 50
- Achsschenkel
- 52
- Achsschenkel
- 54
- Längsträger
- 56
- Längsträger
- 58
- Befestigungsschraube
- 60
- Schraube/Schweißmutter/Schraubbolzen
- 62
- Aufnahmevertiefung
- 64
- Befestigungsabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007047037 A1 [0005]
