DE4340445C2 - Tragstruktur für einen offenen Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für einen offenen Per­ sonenkraftwagen mit Vorbau- und Hecklängsträgern, sowie mit im Bereich einer Fahrgastzelle angeordneten seitlichen Längsträ­ gern, wobei jeder seitliche Längsträger ein zur Fahrzeugmitte hin gezogenes wannenartiges Hohlprofil aufweist, das sich über die Länge der Fahrgastzelle erstreckt und zwischen die zugeord­ neten Vorbau- und Hecklängsträger eingebunden ist.

Aus der DE-PS 8 66 760 ist eine Tragstruktur für einen Personen­ kraftwagen bekannt, die ein doppelwandiges, wannenförmiges Un­ tergestell aufweist. Die seitlichen Längsträger auf Höhe der Fahrgastzelle sind als zur Fahrzeugmitte hin gezogene wannen­ artige Hohlprofile ausgebildet. Diese seitlichen Wannenprofile bilden auch Vorbau- und Hecklängsträger, da das wannenförmige Untergestell sich bis in den Vorbau- und den Heckbereich des Personenkraftwagens erstreckt.

Die DE-PS 6 90 822 beschreibt einen Fahrzeugrahmen für ein Kraftfahrzeug, der mit einem als Hohlkörper gestalteten Boden versehen ist. Die Versteifung dieses Hohlbodens wird durch ein­ geprägte Verbindungstöpfe erzielt, die sich über die gesamte Fläche des Hohlbodens verteilen. Diese Versteifungen dienen vor allem zur Lagerung von Funktionsteilen wie Motor oder Getriebe.

Die DE-PS 5 48 589 offenbart ein Fahrgestell für ein Kraftfahr­ zeug, das jedoch keine selbsttragende Karosserie und demzufolge auch keine tragende Bodengruppe aufweist. Für die Anbindung ei­ nes offenen Trägerprofiles an ein geschlossenes Trägerprofil sind in dem geschlossenen Trägerprofil zwei Schlitze vorgese­ hen, in die zwei parallel zueinander von einer Grundwand abra­ gende Wandungen des offenen Trägerprofiles eingeschoben werden. Die Grundwand des offenen Trägerprofiles liegt an der Außensei­ te des geschlossenen Trägerprofiles an.

Es ist auch bekannt (DE-AS 12 75 372), bei einem Kraftfahrzeug mit einem aus Kunststoff bestehenden Wagenkasten wannenförmige Formteile vorzusehen, deren Ränder unter Bildung von Hohlträ­ gern Längsträger eines aus Blechpreßteilen bestehenden Rahmens umschließen. Dabei ist das äußere Formteil durch ein sich längs erstreckendes Blechprofilband versteift und an mehreren zuein­ ander beabstandeten Stellen mit dem äußeren Formteil verbunden. Die wannenförmige Bodengruppe ist daher um die eigentlichen Rahmenlängsträger der Tragstruktur geschlossen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine hohe Steifigkeit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder seitliche Längs­ träger zweischalig aus einer Außenschale und einer Innenschale gebildet ist, die mittels mehrerer, über die Länge der Fahr­ gastzelle verteilter Verbindungstöpfe gegeneinander fixiert sind, und daß die A-Säule und die B-Säule jeweils dreischalig aufgebaut sind, wobei die jeweils mittlere Schale als Verstär­ kungselement bis in den Grund jedes zweischaligen seitlichen Längsträgers geführt ist. Die wannenartige Ausbildung der seit­ lichen Längsträger gestattet eine Reduzierung des Herstellungs­ aufwandes. Zusätzliche Formteile der Bodengruppe zur Umhüllung der Längsträger können vermieden werden. Die erfindungsgemäße Tragstruktur ist als Blechkonstruktion gestaltet und erreicht bereits durch die Ausgestaltung der seitlichen Längsträger ohne eine zusätzliche Ummantelung mit Formteilen eine hohe Steifig­ keit. Durch die wannenförmige Ausbildung der seitlichen Längs­ träger wird der zur Verfügung stehende Fußraum im Personen­ kraftwagen nicht beeinträchtigt. Die erfindungsgemäß vorgesehe­ nen Verbindungstöpfe tragen maßgeblich zur Versteifung der seitlichen Längsträger bei. Durch die erfindungsgemäße Einbin­ dung der A- und B-Säulen in die Bodengruppe ergibt sich für den Personenkraftwagen eine insgesamt steife Tragstruktur.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Stirnwand­ bereich ein Pedalbodenquerträger vorgesehen, in dessen Bereich die innenschale wannenartig nach oben gezogen ist und mit die­ sem abschließt. Dadurch wird eine ausreichende Versteifung der Fahrgastzelle im Stirnwandbereich erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der seitliche Längsträger unter Übertragung einer nahezu geradlinigen Kraft­ flußlinie zwischen den Vorbaulängsträger und den Hecklängsträ­ ger eingebunden. Eine seitliche Umleitung von Aufprallbelastun gen durch das gesamte Fahrzeug wird dadurch vermieden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungs­ beispiele der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht die Anord­ nung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tragstruktur in einem offenen, zweisitzigen Personen­ kraftwagen,

Fig. 2 schematisch eine Draufsicht auf die Tragstruktur des offenen Personenkraftwagens nach Fig. 1,

Fig. 3 als Ausschnitt im Profil einen seitlichen Längsträger der Tragstruktur nach Fig. 1 auf Höhe der Schnitt­ ebene III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Tragstruktur im Bereich eines wannenartigen, seitlichen Längsträgers, wobei der Schnittverlauf der Schnittlinie IV in Fig. 2 entspricht,

Fig. 5 einen Schnitt durch den seitlichen Längsträger nach Fig. 4 in der Schnittebene V, die in Längsrichtung des Personenkraftwagen verläuft,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Längsträgerprofil entspre­ chend der Schnittebene VI in Fig. 4, wobei die Schnittebene durch einen Verbindungstopf zur Verbin­ dung von Innen- und Außenschale des seitlichen Längs­ trägers verläuft und

Fig. 7 schematisch eine weitere Ausführungsform eines wannen­ artigen Längsträgers ähnlich Fig. 4, bei der eine Versteifungsschale der A-Säule in den seitlichen Längsträger hineingeführt und mit einem Versteifungs­ profil innerhalb des Längsträgers versehen ist.

Ein offener Personenkraftwagen weist nach Fig. 1 einen Rohbau auf, dem eine steife Tragstruktur zugrunde liegt. Diese Trag­ struktur ist mit zwei Vorbaulängsträgern (2) versehen, die an ihrem in Fahrtrichtung vorderen Ende durch einen Frontquerträ­ ger (3) miteinander verbunden sind. In Längsrichtung nach hin­ ten schließen die Vorbaulängsträger (2) an jeweils einen seit­ lichen Längsträger (4) an, der sich über die Länge einer Fahr­ gastzelle (1) des offenen Personenkraftwagens erstreckt. An die seitlichen Längsträger (4) wiederum schließen zwei Hecklängs­ träger (6) an, die am Fahrzeugheck durch einen Heckträger (7) und auf Höhe der Hinterradachse durch einen Querträger (9) mit­ einander verbunden sind. Im Bereich einer Front der Fahrgast­ zelle (1) ist eine A-Säule (10) vorgesehen, die sich in die seitlichen Längsträger (4) hineinerstreckt. Im hinteren Bereich der Fahrgastzelle (1) ist außerdem eine B-Säule in die seitli­ chen Längsträger (4) eingebunden, die einen im oberen Bereich des Fahrzeugaufbaus verlaufenden Versteifungsquerträger (5) aufweist. Unterhalb des Versteifungsquerträgers (5) ist außer­ dem ein quer über die Fahrzeugbreite verlaufendes Versteifungs­ profil (8) vorgesehen, das sich zwischen den Hecklängsträgern (6) erstreckt. Jeder seitliche Längsträger (4) weist ein win­ kelformiges Hohlprofil auf (Fig. 3), indem der seitliche Längs­ träger (4) in einem unteren Bereich seitlich zur Fahrzeugmitte hin gezogen ist. Dieser seitlich zur Fahrzeugmitte hin nach innen gezogene Bereich erstreckt sich so weit nach innen, daß er etwa bündig in Längsrichtung mit der Innenkante des jewei­ ligen Vorbaulängsträgers (2) und des Hecklängsträgers (6) ab­ schließt. Dadurch ergibt sich zwischen Vorbaulängsträger (2) seitlich am Längsträger (4) und Hecklängsträger (6) eine nahezu geradlinige Kraftflußlinie.

Der seitliche Längsträger (4) bildet im seitlichen Bereich der Fahrgastzelle (1) eine Bodenwanne. Der seitliche Längsträger (4) ist zweischalig aufgebaut und weist eine gewölbte Außen­ schale (11) auf, die im Profil C-förmig seitlich nach außen ge­ wölbt ist. Das Hohlprofil des bodenwannenartigen seitlichen Längsträgers (4) wird durch eine an die Außenschale (11) an­ schließende, mit einem Z-förmigen Profil versehene Innenschale (12) gebildet, die im Bereich längs verlaufender Stoßkanten und Falzungen mit der Außenschale (11) verschweißt ist. Sowohl die Innenschale als auch die Außenschale stellen Blechteile dar. Der durch die Innenschale (12) und die Außenschale (11) gebil­ dete wannenartige, längs erstreckte Hohlkörper weist einen zur Seite hin äußeren Bereich auf, der einen Türschweller bildet. An diesen Bereich schließt sich seitlich nach innen ein flach nach innen gezogener Bereich an, wodurch zur Fahrgastzelle (1) nach oben eine Stufe zwischen dem Türschwellerbereich und dem nach innen gezogenen Bereich entsteht. Zusätzlich sind Innen­ schale (12) und Außenschale (11) in einem nach innen an den Türschwellerbereich anschließenden Bereich des Hohlprofils durch mehrere über die Länge der Fahrgastzelle (1) verteilte Verbindungstöpfe (15) miteinander verschweißt, die als von einer Ober- und von einer Unterseite her eingeprägte kegel­ stumpfähnliche Vertiefungen ausgebildet sind. Dadurch erhält das Hohlprofil des wannenartigen seitlichen Längsträger (4) eine erhöhte Steifigkeit.

In Längsrichtung nach vorne schließt an die Außenschale (11) des seitlichen Längsträgers (4) ein sich quer nach innen ver­ streckender Pedalbodenquerträger (19) an, der unterhalb einer Stirnwand (18) im Bereich der Front der Fahrgastzelle (1) ver­ läuft. Die Innenschale (12) ist im vorderen Abschlußbereich (13) derart nach oben gewölbt, daß sie an die Stirnwand (18) anschließt (Fig. 5).

Die A-Säule (10) ist dreischalig aufgebaut und weist eine mitt­ lere Schale (16) auf, die als Verstärkungselement bis in den Grund des seitlichen Längsträgers (4) gezogen ist und dort mit der Innenseite der Außenschale (11) verschweißt ist. Die mitt­ lere Schale (16) verläuft im Bereich der Verbindungskante zwi­ schen Innenschale (12) und Außenschale (11) in das Hohlprofil hinein und ist in diesem Bereich sowohl mit der Innenschale (12) als auch mit der Außenschale (11) verschweißt. An die mittlere Schale (16) ist ein schalenartiges Außenprofil (17) und ein schalenartiges Innenprofil (18) angebunden, die zusam­ men das Hohlprofil der A-Säule (10) ergeben. Das Außenprofil (17) und das Innenprofil (18) sind außen auf die Außenschale (11) bzw. die Innenschale (12) aufgesetzt und mit diesen ver­ schweißt.

Die Einbindung der A-Säule bei der Ausführung nach Fig. 7 ent­ spricht im wesentlichen der nach Fig. 4, dort ist jedoch die mittlere Schale (22) zusätzlich innerhalb des Hohlprofils des seitlichen Längsträgers mit Schottblechen (25) versehen, die mit der Innenseite der Außenschale (20) des seitlichen Längs­ trägers verbunden sind. Das Außenprofil (23) und das Innenpro­ fil (24) zur Bildung des Hohlprofils der A-Säule entsprechen im wesentlichen denen nach Fig. 4. Auch die Innenschale (21) des seitlichen Längsträgers und die Außenschale (20) entsprechen denen der Ausführungen nach Fig. 4. Bei der Ausführung nach Fig. 7 schließt an den durch die Außenschale (20) und durch die Innenschale (21) gebildeten seitlichen Längsträger zur Fahr­ zeugmitte hin nach innen ein Bodenblech (26) an, das im Bereich eines nicht dargestellten Mitteltunnels nach oben gezogen ist. Wie auch bei der Ausführung nach Fig. 4 sind die Innenschale (21) und die Außenschale (20) durch mehrere Verbindungstöpfe (15) miteinander verschweißt.

Die Einbindung der B-Säule im hinteren Bereich der seitlichen Längsträger (4) entspricht im wesentlichen der der A-Säule, so daß diese nicht weiter beschrieben werden muß.

Claims (4)

1. Tragstruktur für einen offenen Personenkraftwagen mit Vor­ bau- und Hecklängsträgern sowie mit im Bereich einer Fahrgast­ zelle angeordneten seitlichen Längsträgern, wobei jeder seitli­ che Längsträger (4) ein zur Fahrzeugmitte hin gezogenes wannen­ artiges Hohlprofil aufweist, das sich über die Länge der Fahr­ gastzelle (1) erstreckt und zwischen die zugeordneten Vorbau- und Hecklängsträger (2, 6) eingebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder seitliche Längsträger (4) zweischalig aus einer Außen­ schale (11) und einer Innenschale (12) gebildet ist, die mit­ tels mehrerer, über die Länge der Fahrgastzelle (1) verteilter Verbindungstöpfe (15) gegeneinander fixiert sind, und daß die A-Säule (10) und die B-Säule jeweils dreischalig aufgebaut sind, wobei die jeweils mittlere Schale (16, 22) als Verstär­ kungselement bis in den Grund jedes zweischaligen seitlichen Längsträgers (4) geführt ist.

2. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Schale (22) mit Schottblechen (25) versehen ist, die mit der Außenschale (20) des wannenartigen seitlichen Längsträgers (4) verbunden sind.

3. Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Stirnwandbereich ein Pedalbodenquerträger (19) vorgesehen ist, in dessen Bereich die Innenschale (12) wannen­ artig nach oben gezogen ist und mit diesem abschließt.

4. Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Längsträger (4) unter Übertragung einer nahe­ zu geradlinigen Kraftflußlinie zwischen den Vorbaulängsträger (2) und den Hecklängsträger (6) eingebunden ist.