DE19724557A1 - Selbsttragende Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttragende Fahr­ zeugkarosserie mit einer Stirnwand, einem Bodenblech und einem Tunnel, wobei die Stirnwand eine rückwärtige hori­ zontale Verlängerung mit einer an das Bodenblech ansto­ ßenden Abschlußkante aufweist, wobei die rückwärtige Ver­ längerung und das Bodenblech den Boden der Fahrgastzelle bilden.

Eine solche Fahrzeugkarosserie ist in der DE 24 26 050 A1 beschrieben. Als zusätzliche Versteifungen der Stirnwand sind zwei als Spritzwandstützen bezeichnete Längsprofile vorgesehen, die links und rechts des Tunnels, ausgehend von einem horizontalen Abschnitt der Stirnwand, bis zu einem quer liegenden Versteifungsteil am Boden geführt sind.

Generell besteht das Problem, die Fahrgastzelle, d. h. insbesondere die Stirnwand und den vorderen Abschnitt des Bodenblechs bei einem Frontalcrash vor Stauchungen zu be­ wahren, d. h. daß die Fahrgastzelle bei einem Unfall in ihrer Struktur möglichst erhalten bleiben soll. Insbeson­ dere bei Kleinfahrzeugen ist dies äußerst schwierig zu realisieren, da der Vorbau vor der Fahrgastzelle nicht sehr lang ist, so daß für die Aufnahme von Verformungs­ energie nur eine kurze Knautschzone zur Verfügung steht.

Es wurde schon versucht, dieses Problem durch zahlreiche Versteifungsrippen, die an der Stirnwand und dem Boden­ blech angebracht werden, zu lösen. Nachteilig dabei ist der hohe Produktionsaufwand. Außerdem müssen die Flan­ sche, mit denen die Versteifungsprofile an der Karosserie befestigt sind, versiegelt und komplett abgedichtet wer­ den, da sie sich im vom Spritzwasser erreichbaren und da­ her korrosionsgefährdeten Bodenbereich befinden.

Das zu lösende Problem besteht somit darin, eine Struktur der Fahrgastzelle im vorderen Bereich darzustellen, die einerseits ausreichend steif und andererseits leicht her­ stellbar ist. Daher wird gemäß der Erfindung vorgeschla­ gen, die Stirnwand mit einer Aussparung zu versehen, in die ein einen Abschnitt des Tunnels bildendes Einsatz­ stück eingesetzt ist, und daß das Einsatzstück zu beiden Seiten des Tunnelabschnitts jeweils mindestens eine U-förmige Längsrippe aufweist, die unter das Bodenblech ge­ führt ist.

Die Versteifung der Stirnwand bzw. der Fahrgastzelle bil­ det damit ein integrales Bestandteil des Einsatzstückes, das in einfacher Weise in die Stirnwand eingesetzt ist und einen Abschnitt des Tunnels formt.

Die Verwendung eines Einsatzstückes hat darüber hinaus einige weitere Vorteile: Die Steifigkeit des Tunnels be­ stimmt entscheidend die Steifigkeit der gesamten vorderen Struktur der Fahrgastzelle. Wenn der Tunnel einstückig mit der Stirnwand ausgeführt ist, ergeben sich nur wenig Möglichkeiten, den Tunnel mit der geforderten Strukturfe­ stigkeit zu versehen. Da gemäß der Erfindung der Tun­ nel Teil eines Einsatzstückes ist, kann dessen Wandstärke z. B. dicker gewählt werden als die der Stirnwand, so daß auch bei einem niedrigen Gewicht der Stirnwand eine aus­ reichend hohe Steifigkeit erzielt werden kann. Aus der DE 38 31 480 C2 ist zwar bekannt, ein einen Tunnel formendes Einsatzstück mit zwei U-förmigen Profilabschnitten vorzu­ sehen. Dieses Einsatzstück erstreckt sich aber über die gesamte Länge des Bodenblechs und kann daher nur schlecht an die besonderen Steifigkeitsanforderungen im Frontbe­ reich der Fahrgastzelle angepaßt werden.

Es erscheint vielmehr sinnvoll, wie dies die Erfindung weiterhin vorschlägt, den hinteren Tunnelabschnitt ein­ stückig mit dem Bodenblech auszuformen, da die Steifig­ keitsanforderungen im hinteren Bereich des Bodens nicht so hoch sind. Es wird außerdem vorgeschlagen, daß die rückwärtige Verlängerung in einer geraden Stoßkante ab­ schließt, so daß sich über die Breite des Fahrzeuges eine gerade verlaufende Schweißnaht zwischen der Stirnwand und dem Bodenblech ergibt. Diese Naht läßt sich von einem Schweißautomaten leicht herstellen.

Zur weiteren Versteifung des vorderen Bereichs der Fahr­ gastzelle können im Einsatzstück weitere U-förmig ausge­ bildete Längsrippen vorgesehen werden. Das Einsatzstück besteht damit aus einer Schürze und dem daran angeformten Tunnelabschnitt, wobei die Schürze passend zur Stirnwand gebildet ist und die Längsrippen als U-förmige Profile aus der Schürze ausgeformt sind. Die Schürze endet nach vorne hin in einen Längsflansch, die auf Höhe der Ober­ kante des Tunnels verläuft.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert werden. Dabei zeigt in einer Ansicht von schräg oben:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Stirnwand mit einer Aussparung und ein Einsatzstück mit jeweils zwei Längsrippen zu beiden Seiten des Tunnels.

Die Fig. 1 zeigt eine Stirnwand 1, bestehend aus einem eine Spritzwand 2 bildenden Abschnitt und einer einen Teil des Bodens bildenden horizontal verlaufenden Verlän­ gerung 3. Zwei Ausbeulungen 5, 6 in der Spritzwand 2 bil­ den Teile von Radkästen; erkerartige Verformungen 6 die­ nen der Befestigung von Aggregaten im Motorraum und in der Fahrgastzelle.

In der Stirnwand 1 ist eine Aussparung 7 vorgesehen, die an der hinteren Abschlußkante 8 der Verlängerung beginnt und sich bis in die Spritzwand 2 erstreckt. Die Ausspa­ rung 7 dient der Aufnahme eines Einsatzstückes 10 zur Bildung des vorderen Abschnitts 11 eines Tunnels, der sich von der Spritzwand bis in den hinteren Teil der Fahrgastzelle erstreckt. Zur Befestigung des Einsatzstückes 10 sind die Ränder der Aussparung 7 zu einem Flansch 9 abgekantet.

Die hintere Abschlußkante 8 der Verlängerung 3 verläuft gerade und schließt an ein nicht dargestelltes Bodenblech an, das entlang dieser Kante mit der Verlängerung 3 ver­ schweißt wird. Der gerade Verlauf der Abschlußkante 8 er­ möglicht eine einfache Verschweißung. Der hintere Ab­ schnitt des Tunnels ist aus dem Bodenblech ausgeformt.

Die Stirnwand 1 ist aus einer einzigen Blechplatine ge­ formt und bietet allein schon wegen der sie versteifenden Abknickung zwischen der Spritzwand 2 und der Verlängerung 3 eine gewisse Steifigkeit. Diese Struktur kann aber durch das Einsatzstück 10, das aus einem Tunnelabschnitt 11 und einer sich zu beiden Seiten anschließenden Schürze 12 besteht, weiter in gezielter Weise versteift werden. Der Tunnelabschnitt 11 bildet ein nach unten offenes U-förmiges Profil mit zwei Seitenwänden 13, 14 und einer oberen Abschlußwand 15. Das Tunnelprofil ist der Ausspa­ rung 7 angepaßt und füllt diese aus. Es wird von unten in die Aussparung 7 eingesetzt und mit den abgekanteten Flanschen 9 verschweißt. Dabei ragt die hintere Abschluß­ kante 16 des Tunnelabschnitts 11 über die Abschlußkante 8 der Verlängerung 3 hinaus, so daß eine Überlappung mit dem im Bodenblech ausgebildeten Tunnelabschnitt gebildet ist.

Zu beiden Seiten des Tunnels 11 erstrecken sich jeweils zwei U-förmige, nach oben offene Längsrippen 20, 21, die paarweise spiegelsymmetrisch zur Tunnellängsachse ange­ ordnet sind, so daß im folgenden nur die im vorderen Teil des Bildes zu erkennenden Längsrippen beschrieben sind. Jede Längsrippe 20, 21 besteht aus einem im vorderen Be­ reich nach oben abgewinkelten Bodenbereich 22, 23, an den sich seitlich jeweils Wände 24, 25 bzw. 26, 27 anschlie­ ßen. Da die erste Längsrippe 20 unmittelbar am Tunnelab­ schnitt angrenzt, bildet die eine Wand 24 einen Teil der Seitenwand 13 des Tunnels.

Ein erster Abschnitt des Bodens 22, 23 verläuft horizon­ tal zur Verlängerung 3, so daß in diesem Bereich die Ver­ steifung eine kastenförmige Struktur hat. Ein etwas schräg verlaufender Bereich des Bodens 22, 23 verläuft etwas steiler als die Spritzwand 2 und geht in einen obe­ ren Längsflansch 30 der Schürze 12, die etwas oberhalb der oberen Abschlußwand 15 über die gesamte Breite der Schürze verläuft. Dieser Längsflansch 30 kommt zur Anlage an die Spritzwand 2 und wird mit ihr verschweißt. Auf diese Weise entsteht ein keilförmiger Raum zwischen den schräg verlaufenden Bodenbereichen der Längsrippen 20, 21 und der Spritzwand 2.

Die benachbarten Seitenwände 25, 26 der Längsrippen 20 bzw. 21 sind über einen Verbindungsflansch 31 an ihren Oberkanten miteinander verbunden. Der Verbindungsflansch 31 liegt von unten an der Spritzwand bzw. an der horizon­ talen Verlängerung an und wird ebenfalls mit der Stirn­ wand verschweißt.

Die äußere Seitenwand 27 der äußeren Längsrippe 21 geht über in einen Auflageflansch 32 (bzw. 32'). Das rückwär­ tige Ende der Schürze 12 wird im Bereich der Längsrippen von einem Abschlußflansch 33 abgeschlossen. Der Längs­ flansch 30, die Auflageflansche 32, 32' und der Abschluß­ flansch 33 bilden eine Art Rahmen, der von unten an die Stirnwand bzw. an das Bodenblech angelegt wird und ver­ schweißt eine wasserdichte Verbindung des Einsatzstückes mit der Karosserie bildet.

Beide Längsrippen 20, 21 sind nach hinten über die Ab­ schlußkante 16 des Tunnels hinaus verlängert und erstrecken sich unter das Bodenblech. Die Übergangslinie zwi­ schen der Stirnwand und dem Bodenblech ist mit 8' be­ zeichnet. Das Einsatzstück ist aus einem dickeren Mate­ rial gefertigt als die Stirnwand 1 und ist daher in der Lage, die Stirnwand 1 und damit die Fahrgastzelle bei ei­ nem Frontalcrash gegen Verformungen zu schützen.

Darüber hinaus läßt es sich relativ leicht in die Karos­ serie eingliedern. Eine Abdichtung gegen Spritzwasser braucht lediglich entlang der äußeren Flansche erfolgen.

Claims (6)

1. Selbsttragende Fahrzeugkarosserie mit einer Stirn­ wand, einem Bodenblech und einem Tunnel, wobei die Stirnwand eine rückwärtige horizontale Verlängerung mit einer an das Bodenblech anstoßenden Abschlußkan­ te aufweist, wobei die rückwärtige Verlängerung so­ wie das Bodenblech den Boden einer Fahrgastzelle bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (1) eine Aussparung (7) aufweist, in die ein einen Abschnitt (11) des Tunnels bildendes Einsatzstück (10) eingesetzt ist, und daß das Einsatzstück (10) zu beiden Seiten des Tunnelabschnitts (11) jeweils mindestens eine U-förmige Längsrippe (20, 21) auf­ weist, die unter das Bodenblech geführt ist.

2. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Einsatzstück (10) eine größere Wanddicke aufweist als die Stirnwand (1).

3. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Tunnelabschnitt (11) des Einsatzstückes (10) ein weiterer Tunnelabschnitt an­ schließt, der einstückig mit dem Bodenblech geformt ist.

4. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu beiden Seiten der dem Tunnelabschnitt (11) benach­ barten Längsrippen (20) weitere Längsrippen (21) verlaufen.

5. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatz­ stück (10) aus einer Schürze (12) und einem daran angeformten Tunnelabschnitt (11) besteht, wobei die Schürze (12) der Stirnwand (1) angepaßt ist und daß die Längsrippen (20, 21) als U-förmige Profile aus der Schürze (12) ausgeformt sind.

6. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schürze (12) einen gerade verlau­ fenden Flansch (30) auf Höhe der oberen Abschlußwand (15) des Tunnelabschnitts (11) aufweist.