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Die Erfindung betrifft eine Karosserie-Bodenstruktur für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Der Fahrzeuginnenraum eines solchen Fahrzeugs ist in der Fahrzeughochrichtung nach unten durch ein Bodenblechteil begrenzt, in dem ein nach unten offener Mitteltunnel in der Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Das Bodenblechteil ist mit seinem Mitteltunnel im Fahrzeugfondbereich an einem hochkant aufgestellten Fersenblechteil angeschlossen, das im weiteren Verlauf zum Fahrzeugheck in ein horizontales Fondblechteil übergeht, auf dem die Rücksitzbank montierbar ist.
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Eine derartige gattungsgemäße Karosserie-Bodenstruktur ist aus der
EP 2 390 164 A2 bekannt. Demzufolge ist zwischen dem, einen Fußraum nach hinten begrenzenden Fersenblechteil und einem Schließblechteil ein Querträger mit im Querschnitt geschlossenem Hohlprofil ausgebildet. Der Querträger erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung zwischen den seitlich äußeren Seitenschwellern. Zudem weist das Fersenblechteil einen U-förmigen, nach unten offenen Blechausschnitt auf, an dem die Mitteltunnel-Oberseite sowie die Mitteltunnel-Seitenflanken angebunden sind. In der
EP 2 390 164 A2 ist der Mitteltunnel mit seiner Oberseite direkt an den steifigkeitsgebenden Querträger angebunden. Dies führt zu einer hohen Verbindungssteifigkeit zwischen dem Mitteltunnel und dem Querträger, wodurch sich die Fahrzeugakustik verbessert und die Schwingungsanregung der Vordersitze reduziert wird. Zudem ist in der
EP 2 390 164 A2 der Mitteltunnel mit in etwa gleichbleibender Tunnelhöhe bis an das Fersenblechteil herangeführt. Daraus ergeben sich Komforteinbußen im Fahrzeugfondbereich, insbesondere bei einem Ein-/Durchstieg, bei dem der Mitteltunnel als Störkontur wahrgenommen wird.
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Aus der
DE 10 2008 047 462 A1 ist eine weitere Karosserie-Bodenstruktur bekannt, bei der sich an einem Mitteltunnel des Fahrzeugs ein querverlaufendes Fersenelement in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten anschließt, das aus einem winkelförmigen Verstärkungsträger besteht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosserie-Bodenstruktur für ein zweispuriges Fahrzeug bereitzustellen, das im Fahrzeugfondbereich einen gesteigerten Komfort ermöglicht und gleichzeitig eine einwandfreie Fahrzeugakustik sowie eine reduzierte Schwingungsanregung der Vordersitze bereitstellt, und zwar unter Gewährleistung eines maximalen Tankvolumens des Kraftstofftanks.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass eine Reduzierung der Tunnelhöhe des Mitteltunnels im Fahrzeugfondbereich zwar eine Komfortsteigerung beim Ein-/Durchstieg ergibt. Eine solche Reduzierung der Tunnelhöhe führt jedoch dazu, dass der Mitteltunnel mit Abstand (das heißt um einen Höhenversatz) unterhalb des Querträgers am Fersenblechteil angefügt ist. In diesem Fall besteht keine unmittelbare Anbindung des Mitteltunnels am Querträger, was die Fahrzeugakustik beeinträchtigen würde und die Schwingungsanregung der Vordersitze steigern würde. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zumindest ein Verstärkungselement bereitgestellt, das den abgesenkten (das heißt mit reduzierter Tunnelhöhe versehenen) Mitteltunnel unter Überbrückung des oben erwähnten Höhenversatzes kraftübertragend mit dem Querträger verbindet. Auf diese Weise ergibt sich eine Steifigkeitserhöhung im Übergangsbereich vom Mitteltunnel zum Fersenblechteil-Bereich. Hierzu werden als Verstärkungselemente zusätzliche profilbildende Bauteile eingesetzt. Die Profilbildung der Verstärkungselemente erfolgt bis in den Bereich des Fersenteils. Um im Hinblick auf Bauraum-Einsparungen ein wirksames Verstärkungselement-Profil auszubilden, kann ein Anbindungspunkt für den Kraftstofftank, für die Abgasanlage und/oder für das Wärmeabschirmblech abgesenkt werden. Der Bauraum für eine Schraubspindel, der für das Fügen freigehalten werden muss, kann durch die Absenkung des Anbindungspunktes für die nachfolgend beschriebene Profilbildung des Verstärkungselementes genutzt werden.
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Nachfolgend sind weitere Erfindungsaspekte der Erfindung beschrieben: So kann das Fersenblechteil eine Anschlusskontur zur Anbindung des Mitteltunnels aufweisen. Die Anschlusskontur kann ein U-förmiger, nach unten offener Blechausschnitt im Fersenblechteil sein. An dessen Rändern können Fügeflansche abgestellt sein, die mit der Mitteltunnel-Oberseite und den davon nach unten abragenden Mitteltunnel-Seitenflanken in Verbindung sind.
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Am Übergang des Mitteltunnels in das Fersenblechteil ergibt sich, von der Fahrzeug-Unterseite betrachtet, ein Außeneckbereich zwischen der Mitteltunnel-Oberseite und dem Fersenblechteil. Bevorzugt kann das Verstärkungselement ein Winkelprofilteil sein, das den Außeneckbereich von unten umgreift.
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In einer technischen Umsetzung ist es bevorzugt, wenn das Verstärkungselement, in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet, nicht mittig die Mitteltunnel-Oberseite untergreift, und zwar im Hinblick auf den begrenzten Bauraum. Vielmehr ist es bevorzugt, wenn insgesamt genau zwei Verstärkungselemente bereitgestellt sind, die in der Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind. Jedes der beiden Verstärkungselemente kann am jeweiligen fahrzeugäußeren Rand, an dem sich die Mitteltunnel-Seitenflanken anschließen, der Mitteltunnel-Oberseite den Außeneckbereich umgreifen. Die beiden Verstärkungselemente können je nach Bauraum-Erfordernis baugleich oder eine unterschiedliche Bauteil-Geometrie aufweisen.
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Das Fondblechteil weist einen großflächigen horizontalen Montageabschnitt auf, an dem die Rücksitze montierbar sind. In einer bevorzugten technischen Realisierung geht der horizontale Montageabschnitt des Fondblechteils in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne an einer Vorderkante in eine Querträgerkontur über. Diese bildet zusammen mit einer korrespondierenden Querträgerkontur des Fersenblechteils den bereits erwähnten Querträger. Die Fondblechteil-Querträgerkontur kann eine von der Vorderkante vertikal nach unten abgewinkelte heckseitige Querträger-Seitenwand aufweisen. Diese kann im weiteren Verlauf nach fahrzeugvorne an einer Übergangskante in einen horizontal ausgerichteten Querträger-Boden übergehen. Vom Querträger-Boden kann ein nach unten abgestellter Randflansch abragen, der flächig in Kontakt mit dem Fersenblechteil ist und an dieses, zum Beispiel durch Punktschweißung, angebunden ist. Die Beschnittkante bzw. untere Randkante des Fersenblechteil-Randflansches ist über einen Höhenversatz von der Mitteltunnel-Oberseite beabstandet.
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Die Fersenblechteil-Querträgerkontur weist eine vertikal ausgerichtete frontseitige Querträger-Seitenwand auf, die an einer oberen Übergangskante im weiteren Verlauf nach fahrzeughinten in eine horizontale Querträger-Deckwand übergeht. Die Querträger-Deckwand des Fersenblechteils kann mit einem Randflansch am Fondblechteil angebunden sein. Bevorzugt ist der Fersenblechteil-Randflansch im Bereich der Fondblechteil-Vorderkante unmittelbar an dem horizontalen Montageabschnitt des Fondblechteils angebunden. Auf diese Weise ergibt sich ein im Wesentlichen flächenbündiger Übergang zwischen dem horizontalen Fondblechteil-Montageabschnitt und der horizontalen Querträger-Deckwand des Fersenblechteils.
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Bei dem obigen Blechteil-Aufbau wird zwischen dem Querträger-Boden des Fondblechteils und dessen nach unten abgestellten Randflansch ein Inneneckbereich aufgespannt. Das Verstärkungselement erstreckt sich in der Fahrzeughochrichtung bevorzugt konturangepasst an den obigen Inneneckbereich nach oben bis in Anlage mit dem Querträger-Boden des Fondblechteils. Zudem kann das Verstärkungselement in durchgängiger Anlage sowie in durchgängiger kraftübertragender Verbindung mit dem Querträger-Boden, dem davon abgestellten Randflansch sowie dem Fersenblechteil sein.
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Im Hinblick auf eine bauteilsteife Ausführung des Verstärkungselementes ist es bevorzugt, wenn das Verstärkungselement ein Blech-Winkelprofilteil ist. Das Winkelprofilteil kann bevorzugt randseitig umlaufende Profilflansche aufweisen, die am Mitteltunnel, an dem Fersenblechteil und/oder an dem Fondblechteil (zum Beispiel durch Punktschweißung) angebunden sind. Zur Steifigkeitserhöhung kann das Winkelprofilteil zudem ein schalenförmiges, versteifendes Kastenprofil aufweisen, das von den obigen Profilflanschen umzogen ist. In der Einbaulage kann das Kastenprofil des Winkelprofilteils zusammen mit dem Mitteltunnel, dem Fersenblechteil und/oder dem Fondblechteil einen im Wesentlichen geschlossenen steifigkeitsgebenden Hohlraum (das heißt Hohlprofil) bilden.
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Das Kastenprofil des Verstärkungselementes kann in Doppelfunktion eine Montagewand bereitstellen, an dem Funktionselemente montierbar sind, zum Beispiel eine Abgasanlage und/oder ein Wärmeabschirmblech und/oder ein Kraftstofftank. Bevorzugt ist die Montagewand ein in der Fahrzeughochrichtung nach unten weisender, horizontaler Profilboden, der beim Zusammenbau des Fahrzeugs fertigungstechnisch einfach von unten für Werkzeuge sowie für die Anbauteile zugänglich ist. Der horizontale Profilboden des Kastenprofils des Verstärkungselementes ist um einen Höhenversatz von dem Querträger-Boden des Fondblechteils beabstandet, wodurch sich ein Bauraum ergibt, der von dem Kastenprofil des Verstärkungselementes eingenommen werden kann.
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In der obigen Ausführungsvariante stellt das Verstärkungselement zumindest einen mittleren Anbindungspunkt bereit, an dem der Kraftstofftank - in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet - in etwa fahrzeugmittig montiert ist. Zudem ist der Kraftstofftank an fahrzeugäußeren Anbindungspunkten unmittelbar am Querträger-Boden des Querträgers montiert.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 ein zweispuriges Fahrzeug in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss;
- 2 eine Karosserie-Bodenstruktur des Fahrzeugs in einer perspektivischen Darstellung;
- 3 in einer vergrößerten Schnittdarstellung des Übergangsbereich zwischen dem Mitteltunnel und dem Fersenblechteil entlang einer Schnittebene A-A aus der 2;
- 4 den Übergangsbereich zwischen dem Mitteltunnel und dem Fersenblechteil in einer perspektivischen Darstellung von der Fahrzeugunterseite; und
- 5 eine Teilperspektivansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Wie aus der 1 hervorgeht, ist der fondseitige Fußraum 1 des Fahrzeugs in der Fahrzeughochrichtung z nach unten durch ein Bodenblechteil 3 begrenzt, in dem sich ein nach unten offener Mitteltunnel 5 in der Fahrzeuglängsrichtung x erstreckt. Der Mitteltunnel 5 weist eine Mitteltunnel-Oberseite 7 (2 und 3) auf, an der sich beidseitig in der Fahrzeugquerrichtung y nach fahrzeugaußen jeweils Mitteltunnel-Seitenflanken 9 anschließen. Der Fußraum 1 ist in der Fahrzeugquerrichtung y fahrzeugaußen durch seitlich äußere Seitenschweller 11 begrenzt. In der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten ist der Fußraum 1 durch ein hochkant aufgestelltes, vertikales Fersenblechteil 13 begrenzt. Wie aus den 1 und 2 weiter hervorgeht, ist die Tunnelhöhe des Mitteltunnels 5 in der Fahrzeuglängsrichtung x nicht durchgängig konstant, sondern beträgt diese im Frontbereich eine Tunnelhöhe h1, die bis zum Fondbereich des Fahrzeugs auf eine Tunnelhöhe h2 reduziert wird, wodurch der Ein-/Durchstieg im Fahrzeugfondbereich vereinfacht wird.
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Wie aus den Figuren hervorgeht, geht das Bodenblechteil 3 über das hochkant aufgestellte Fersenblechteil 13 in ein Fondblechteil 15 über, das in der Fahrzeughochrichtung z mit Bezug auf das Bodenblechteil 3 nach oben versetzt ist. Das Fondblechteil 15 ist mit einem in etwa horizontalen Montageabschnitt 17 ausgebildet, auf dem die Fahrzeug-Rücksitze montierbar sind. Die Höhe des horizontalen Montageabschnittes 17 des Fondblechteils 15 definiert sich entscheidend aus dem Tankvolumen des unterhalb des Fondblechteils 15 verbauten Kraftstofftank 63, dessen Außenkontur grob vereinfacht in der 3 angedeutet ist.
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Das Fondblechteil 15 und das in der Fahrzeuglängsrichtung x vorgelagerte Fersenblechteil 13 bilden gemeinsam einen in der Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden Querträger 19 mit einem, im Querschnitt geschlossenem Hohlprofil 21 (3).
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Nachfolgend ist der Blechteilaufbau der Karosserie-Bodenstruktur anhand der 3 beschrieben: So geht der horizontale Montageabschnitt 17 des Fondblechteils 15 in der Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne an einer Vorderkante 23 in eine Querträgerkontur 25 über. Diese bildet zusammen mit einer korrespondierenden Querträgerkontur 27 des Fersenblechteils 13 den hohlprofilförmigen Querträger 19. Die Fondblechteil-Querträgerkontur 25 weist eine von der Vorderkante 23 vertikal nach unten abgewinkelte heckseitige Querträger-Seitenwand 29 auf. Diese geht im weiteren Verlauf nach fahrzeugvorne an einer Übergangskante 31 in einen horizontal ausgerichteten Querträger-Boden 33 über. Vom Querträger-Boden 33 ragt ein schräg nach unten abgestellter Randflansch 35 ab, der in flächiger Anlage mit dem Fersenblechteil 13 ist und (zum Beispiel durch Punktschweißung) fest an diesem angebunden ist. Die untere Randkante bzw. die Beschnittkante 37 des Fondblechteil-Randflansches 35 ist über einen Höhenversatz Δz2 von der Mitteltunnel-Oberseite 7 beabstandet.
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Die Fersenblechteil-Querträgerkontur 27 weist eine in etwa vertikal ausgerichtete frontseitige Querträger-Seitenwand 39 auf, die an einer weiteren Übergangskante 41 nach fahrzeughinten in eine horizontale Querträger-Deckwand 43 übergeht. Die Querträger-Deckwand 43 ist mit einem Randflansch 46 am horizontalen Montageabschnitt 17 des Fondblechteils 15 befestigt.
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Wie aus der 3 weiter hervorgeht, weist das Fersenblechteil 13 neben der bereits erwähnten Querträger-Kontur 27 eine Anschlusskontur 45 auf, an die das einteilig oder mehrteilig (z.B. als Schweißgruppe) ausgeführte Bodenblechteil 3 mit seinem Mitteltunnel 5 angefügt ist. Der Mitteltunnel 5 ist in der 3 um einen Höhenversatz Δz1 unterhalb des Querträgers 19 am Fersenblechteil 13 angefügt. Hierzu weist die Anschlusskontur 45 einen U-förmigen, nach unten offenen Blechausschnitt im Fersenblechteil 13 auf, an dessen Rändern Fügeflansche 47 (3) abgestellt sind, die jeweils mit der Mitteltunnel-Oberseite 7 und mit den Mitteltunnel-Seitenflanken 9 in Fügeverbindung sind.
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Von der Fahrzeug-Unterseite betrachtet bildet die Mitteltunnel-Oberseite 7 und das Fersenblechteil 13 einen Außeneckbereich 49 (3), der von zwei Verstärkungselementen 51 umgriffen ist. Die beiden Verstärkungselemente 51 sind in der Fahrzeugquerrichtung y voneinander beabstandet. Jedes der Verstärkungselemente 51 am jeweiligen fahrzeugäußeren Rand der Mitteltunnel-Oberseite 7 den Außeneckbereich 49.
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In der 4 sind die beiden Verstärkungselemente 51 jeweils als ein Blech-Winkelprofilteil ausgeführt, und zwar mit randseitig umlaufenden Profilflanschen 53, die am Mitteltunnel 5, am Fersenblechteil 13 und/oder am Fondblechteil 15 fest angebunden sind. Zudem weist das Winkelprofilteil ein schalenförmiges, versteifend wirkendes Kastenprofil 55 auf, das von den Profilflanschen 53 umzogen ist. In der Einbaulage der Verstärkungselemente 51 bildet das Kastenprofil 55 zusammen mit dem Mitteltunnel 5, dem Fersenblechteil 13 und/oder dem Fondblechteil 15 einen im Wesentlichen geschlossenen versteifenden Hohlraum. In Doppelfunktion weist das Kastenprofil 55 des in der 4 rechts dargestellten Verstärkungselementes 51 einen nach unten weisenden horizontalen Profilboden 57 auf, an dem Funktionselemente montierbar sind, zum Beispiel die Abgasanlage und/oder ein Wärmeabschirmblech. Der horizontale Profilboden 57 des Kastenprofils 55 ist dabei um einen Höhenversatz Δz3 von dem Querträger-Boden 33 des Fondblechteils 15 beabstandet, wodurch sich ein Bauraum ergibt, in dem das Kastenprofil 55 des Verstärkungselementes 51 bauraumgünstig positionierbar ist.
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Wie aus der 3 weiter hervorgeht, sind die Profilflansche 53 der Verstärkungselemente 51 in fester Anbindung sowohl mit dem Mitteltunnel 5, dem Fersenblechteil 13 als auch dem Fondblechteil 15. Dabei verlaufen die Profilflansche 53 konturangepasst, das heißt in durchgängiger Anlage in einem Inneneckbereich 59, der zwischen dem Querträger-Boden 33 und dem nach unten abgestellten Randflansch 35 des Fondblechteils 15 aufgespannt ist.
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In der 3 sind insgesamt drei Funktionselemente montiert, nämlich das nur stark schematisch angedeutete Wärmeabschirmblech 61, die nicht dargestellte Abgasanlage und der ebenfalls nur grob angedeutete Kraftstofftank 63. Der Kraftstofftank 63 ist über ein Tankspannband 65 am Profilboden 57 des Verstärkungselements 51 montiert. Zudem ist in der 3 ein Halter 67 am Profilboden 57 des Verstärkungselements 51 montiert, an dem die Abgasanlage befestigbar ist.
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Demnach stellt das Verstärkungselement 51 einen in der Fahrzeughochrichtung z nach unten verlagerten mittleren Anbindungspunkt bereit, an dem der Kraftstofftank 63 - in der Fahrzeugquerrichtung y betrachtet - in etwa fahrzeugmittig montiert ist. Zudem ist der Kraftstofftank 63 an nicht gezeigten fahrzeugäußeren Anbindungspunkten unmittelbar am Querträger-Boden 33 des Querträgers 19 montiert.
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In der 5 weist die Oberseite 7 des Mitteltunnels 5 ein vorderes Segment 71 auf, das sich auf der Tunnelhöhe h1 befindet und im weiteren Verlauf zum Fahrzeugfond an einem schräggestellten Übergangssegment 73 in ein hinteres Segment 75 übergeht, das sich auf der Tunnelhöhe h2 befindet. Die Tunnelhöhe h2 ist gegenüber der Tunnelhöhe h1 reduziert. Im hinteren Segment 75 ist eine Sickengeometrie 77 eingeprägt, um lokale Defizite der Tunnel-Absenkung auszugleichen. Die Sickengeometrie 77 weist Längs- und Quersicken 79 auf, die sich bis in das Übergangssegment 73 erstrecken.
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Zudem ist in der 5 der Mitteltunnel 5 nicht als eine Schweißgruppe aus mehreren Blechteilen, sondern vielmehr aus einem einzigen Stahlblechteil in einem Warmumformverfahren hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fußraum
- 3
- Bodenblechteil
- 5
- Mitteltunnel
- 7
- Mitteltunnel-Oberseite
- 9
- Mitteltunnel-Seitenflanken
- 11
- Seitenschweller
- 13
- Fersenblechteil
- 15
- Fondblechteil
- 17
- Montageabschnitt
- 19
- Querträger
- 21
- Hohlprofil
- 23
- Vorderkante
- 25
- Fondblechteil-Querträgerkontur
- 27
- Fersenblechteil-Querträgerkontur
- 29
- heckseitige Querträgerseitenwand
- 31
- Übergangskante
- 33
- Querträger-Boden
- 35
- Randflansch
- 37
- Beschnittkante
- 39
- frontseitige Querträgerseitenwand
- 41
- Übergangskante
- 43
- Querträger-Deckwand
- 45
- Anschlusskontur
- 46
- Randflansch
- 47
- Fügeflansche
- 49
- Außeneckbereich
- 51
- Verstärkungselemente
- 53
- Profilflansche
- 55
- Kastenprofil
- 57
- Profilboden
- 59
- Inneneckbereich
- 61
- Wärmeabschirmblech
- 63
- Kraftstofftank
- 65
- Tankspannband
- 67
- Abgasanlagen-Halter
- Δz
- Höhenversätze
- 71
- vorderes Segment
- 73
- Übergangssegment
- 75
- hinteres Segment
- 77
- Sickengeometrie
- 79
- Längs- und Quersicken
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2390164 A2 [0003]
- DE 102008047462 A1 [0004]
