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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Unterbodenaufbau bzw. eine
Unterbodenstruktur für
ein Kraftfahrzeug.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bekannt
ist eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech mit einem
vorderen Bodenabschnitt, der ein Paar von seitlich beabstandeten
Seitenschwellen miteinander verbindet, und mit einem Tunnelbereich,
der sich längswärts entlang
der seitlichen Mitte davon erstreckt, einem Steilstufenabschnitt
bzw. Kick-up-Abschnitt, der sich aufwärts von einem hinteren Ende
des vorderen Bodenabschnitts erstreckt, und einem hinteren Bodenabschnitt,
der sich von einem oberen Ende des hinteren Steilstufenabschnitts
rückwärtig und
etwa linear erstreckt. Es ist im Allgemeinen auch bekannt, ein Paar
von seitlich beabstandeten Bodenrahmen bereitzustellen, die angeordnet
sind, um sich längs
in einer solchen Weise zu erstrecken, dass der Tunnelbereich dazwischen angeordnet
ist, und angebracht an eine untere Fläche von dem vorderen Bodenabschnitt,
und einen Querträger,
der angeordnet ist, um sich seitlich so zu erstrecken, dass jede
der Seitenschwellen und der Tunnelbereich verbunden sind und angebracht
an der oberen Fläche
von dem vorderen Bodenabschnitt.
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Als
eine üblicherweise
verwendete Technik ist, wenn ein Paar von seitlich beabstandeten
Vorderrahmen vor dem Bodenblech angeordnet ist, weiterhin jeder
der Bodenrahmen so aufgebaut, dass er sich an einer rückwärtigen Ausdehnungslinie
von einem entsprechenden der Vorderrahmen in der Draufsicht befindet,
und sie ein Vorderende von dem Bodenrahmen mit einem Hinterende
des Vorderrahmens verbinden, damit eine rückwärtige Belastung während eines
Frontalzusammenstoßes
wirksam von dem Vorderrahmen zu dem Bodenrahmen überführt werden kann.
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Im
Allgemeinen ist jeder von den Bodenrahmen angeordnet, um sich gerade
oder linear und parallel zu einer Längsachse der Kraftfahrzeugkarosserie
zu erstrecken und sich senkrecht mit dem Querträger in einer Draufsicht miteinander
zu schneiden. Obwohl die nachstehende Patentveröffentlichung 1 (
Japanische Patent-Offenlegung Veröffentlichung
Nr. 11-078959 ) ein Paar von seitlich beabstandeten Bodenrahmen,
die sich jeweils allmählich
seitlich einwärts
zum Rückende
davon neigen, offenbart, wird keine technische Bedeutung des Neigens
der Bodenrahmen, wie vorstehend, darin offenbart, da ein technisches
Problem das darin erkannt wurde, keine direkte Beziehung mit den
Bodenrahmen aufweist. Es wurde festgestellt, dass jeder der Vorderrahmen
aufgebaut ist, um einfach an einer rückwärtigen Ausdehnungslinie von
einem entsprechenden der Vorderrahmen angeordnet zu sein, die voneinander
durch einen Abstand beabstandet sind, der zu den Vorderenden davon
zunimmt, weil eine in der Patentveröffentlichung 1 offenbarte Technik
durch Anwenden einer einzigartigen Struktur gekennzeichnet ist,
bei der ein Unterrahmen, der zwischen dem Paar von seitlich beabstandeten
Vorderrahmen angeordnet ist, in einer etwa dreieckigen Form, verbreitert
zum Vorderende davon in der Draufsicht, ausgebildet ist, und die
Rahmen voneinander durch einen Abstand beabstandet sind, der zu
den Vorderenden davon in Übereinstimmung
mit der Form des Unterrahmens zunimmt (allmählich seitliche Neigung auswärts zu den Vorderenden
davon).
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Während eines
Frontalzusammenstoßes wird
eine Aufprallbelastung, die auf jeden der Vorderrahmen rückwärts trifft,
zu dem entsprechenden Bodenrahmen übertragen. Bei diesem Verfahren
wirkt die rückwärtige Belastung,
die in den Bodenrahmen gelangt, auf den Querträger als eine Biege- oder Scherkraft,
gegen die der Querträger
bezüglich
der Materialdynamik einen schwachen Widerstand ausübt. Somit
bleibt, im Hinblick auf wirksame Nutzung des Querträgers als
Maßnahme
gegen Kollisionen, ein Punkt zu lösen.
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EP-A-0 937 631 offenbart
einen Kraftfahrzeugkarosserierahmen mit einem Paar Vorderseitenrahmen,
einem Paar Rückseitenrahmen,
einem Paar Seitenschwellen, einem Bodentunnel, einem mittleren Querträger, einem
Paar Bodenträger,
Blechschienenklammern, und einem Träger. Die Bodenträger sind
derart angeordnet, dass der Abstand zwischen ihnen allmählich in
der Rückwärtsrichtung
ansteigt. Diese Offenbarung deckt die Merkmale des Oberbegriffs
von Anspruch 1.
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Die
nachveröffentlichte
EP-A-1 531 115 offenbart
einen Kraftfahrzeugkarosserieblechaufbau mit Vorderseitenrahmen,
Seitenschwellen, Bodenseitenrahmen, Hinterseitenrahmen, Querträger, Querträger, Unterquerträger, Querträger und
Querträger. Zwischen
den Seitenschwellen wird ein Paar von Bodenseitenrahmen bereitgestellt,
die sich in einer Karosserie in Längsrichtung erstrecken.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau
bereitzustellen, der während
eines Frontalzusammenstoßes
einen Stoß wirksam
absorbieren kann. Weiterhin sollte der Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau
mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau mit den
in Anspruch 1 offenbarten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
werden in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Wie
in Anspruch 1 der beigefügten
Ansprüche
beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau
bereit, mit: einem Bodenblech bzw. -paneel mit einem vorderen Bodenabschnitt,
der ein Paar von seitlich beabstandeten Seitenschwellen bzw. -schweller
miteinander verbindet, und mit einem Tunnelbereich, der sich längswärts entlang
der seitlichen Mitte davon erstreckt, einem Steilstufenabschnitt
bzw. hinteren Stufenabschnitt, der sich aufwärts von einem hinteren Ende
des vorderen Bodenabschnitts erstreckt, und einem hinteren Bodenabschnitt,
der sich von einem oberen Ende des hinteren Steilstufenabschnitts
rückwärtig und
etwa linear erstreckt; einem Paar von seitlich beabstandeten Bodenrahmen,
angeordnet, um sich längs
in einer solchen Weise zu erstrecken, dass der Tunnelbereich dazwischen
angeordnet ist, und angebracht an einer bzw. verbunden mit einer
Unterfläche
von einem vorderen Bodenabschnitt; einem Querträger, angeordnet, um sich seitlich
so zu erstrecken, dass jede der Seitenschwellen und der Tunnelbereich
verbunden ist und angebracht an bzw. verbunden mit dem vorderen
Bodenabschnitt; einem Paar von seitlich beabstandeten Vorderrahmen,
jeweils mit einem hinteren Ende, angebracht an dem vorderen Ende
eines entsprechenden von den Bodenrahmen. Jeder der Bodenrahmen
weist ein hinteres Ende auf, das sich bis zu der Nähe des hinteren Steifstufenabschnitts
erstreckt, und jeder der Bodenrahmen ist seitlich einwärts zu dem
hinteren Ende davon so geneigt, dass er in der Draufsicht in Bezug
auf den Querträger
schräg
angeordnet ist.
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Gemäß der vorstehend
genannten Lösung werden
aufgrund des Auftretens eines Frontalzusammenstoßes, wenn die Bodenrahmen eine
rückwärtige Belastung
von den etwas rückwärts angeordneten Vorderrahmen
aufnehmen, die Bodenrahmen eine Druckkraft auf einen Bereich des
Querträgers,
der seitlich auswärts
zu jedem der Bodenrahmen angeordnet ist, und eine Zugkraft auf den
Bereich des Querträgers,
der an der seitlichen, einwertigen Seite bezüglich zu jedem der Bodenrahmen
angeordnet ist, ausüben.
Somit kann der Querträger
die Belastung während
des Frontalzusammenstoßes
in Form von Verdichtung und Zug, gegen den der Querträger einen
steifen Widerstand bezüglich
Materialdynamik aufweist, aufnehmen, sodass die Belastung während des
Frontalzusammenstoßes
effektiv durch den Querträger
aufgenommen oder absorbiert werden kann. Verglichen mit einem Paar
Bodenrahmen, die jeweils angeordnet sind, um sich gerade und parallel zu
der Längsachse
einer Kraftfahrzeugkarosserie zu erstrecken, machen es die Bodenrahmen
möglich, zuverlässig die
gesamte Länge
davon zu erhöhen. Dies
ist beim Verstärken
einer, den Schlag absorbierenden Funktion der Bodenrahmen selbst
auch erwünscht.
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Diese
und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden beim Lesen der nachstehenden Beschreibung im Einzelnen, zusammen
mit den beigefügten
Zeichnungen, deutlicher.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht von einem Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie 2-2 in 1.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung von Kraftträgern, wie
ein Bodenrahmen, ein Querträger,
eine Seitenschwelle und ein Rückrahmen,
in 1 zeigt.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen verbundenen Zustand des
Bodenrahmens, des Querträgers
und eines vorderen Bodenrahmens zeigt.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die eine verbindende Beziehung des Bodenrahmens,
des Querträgers
relativ und eines vorderen Bodenabschnitts, genommen entlang der
Linie 5-5 in 6, zeigt.
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6 ist
eine Teildraufsicht, die eine Schnittfläche zwischen dem Bodenrahmen
und dem Querträger
zeigt.
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7 ist
eine perspektivische Teilunteransicht, die die Schnittfläche zwischen
dem Bodenrahmen und dem Querträger
zeigt, wobei der vordere Bodenabschnitt weggelassen wird.
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8 ist
eine erläuternde,
perspektivische Explosions-Darstellung einer zusammenführenden Beziehung
von vorderen und hinteren Abschnitten des Bodenrahmens.
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9 ist
eine Seitenansicht, die einen zusammenführenden Bereich zwischen den
vorderen und hinteren Abschnitten des Bodenrahmens zeigt.
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10 ist
eine Schnittansicht, die eine Lagebeziehung des Querträgers und
der vorderen und hinteren Abschnitte des Bodenrahmens und eine zusammenführende Beziehung
davon, genommen entlang der Linie 10-10 in 7, zeigt.
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11 ist
eine Teildraufsicht, die einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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12 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang Linie 12-12 in 11.
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13 ist
eine Draufsicht von einem Verbindungsbauteil, erläutert in 11.
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14 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 14-14 in 13.
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15 ist
eine Schnittansicht entsprechend 12, die
einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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16 ist
eine Draufsicht entsprechend 1, die einen
Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau
zu einer noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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17 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 17-17 in 16.
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18 ist
eine perspektivische Unteransicht, die die Einzelheiten in der Umgebung
eines hinteren Endabschnitts von einem Bodenrahmen zeigt.
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19 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel von einem bogenförmigen Querträger zeigt.
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20 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 20-20 in 18.
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21 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 21-21 in 18.
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22 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 22-22 in 18.
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23 ist
ein erläuterndes
Schema eines Übertragungsmodus
von einer rückwärtigen Belastung
auf einen vierten Querträger.
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24 ist
eine Draufsicht entsprechend 1, die einen
Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau gemäß einer
anderen weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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25 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 25-25 in 24.
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26 ist
eine Detailansicht, die die Umgebung eines Verbindungsrahmens zeigt,
wobei ein Bodenblech weggelassen wird.
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27 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines fünften Querträgers zeigt.
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28 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 28-28 in 26.
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29 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 29-29 in 26.
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30 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 30-30 in 26.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
IM EINZELNEN
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In 1 und 2 weist
die Bezugsziffer 1 ein Bodenblech aus, das durch Verbinden
einer Vielzahl von Blechbauteilen, gebildet als längs geteilte Stücke, hergestellt
wird. Dieses Bodenblech 1 umfasst im Allgemeinen einen
vorderen Bodenabschnitt 2, einen Steilstufenabschnitt 3,
der sich aufwärts
von einem hinteren Ende des vorderen Bodenabschnitts 2 um
einen kurzen Abstand erhöht,
und einen hinteren Bodenabschnitt 4, der sich rückwärts von
einem oberen Ende des hinteren Steilstufenabschnitts 3 erstreckt.
Der vordere Bodenabschnitt 2 hat ein vorderes Ende, das
mit einem unteren Ende von einem Armaturenbrett 5, das
sich vertikal zum Abtrennen zwischen der Passagierkabine und einem
Motorenraum erstreckt, verbunden ist.
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Der
vordere Bodenabschnitt 2 wird mit einem Tunnelbereich 6,
der sich längs
und entlang der seitlichen Mitte davon erstreckt, gebildet. Dieser
Tunnelbereich 6 hat ein vorderes Ende (vorwärts öffnend), verbunden
mit dem Armaturenbrett, und ein hinteres Ende (rückwärts öffnend), verbunden mit dem
Steilstufenabschnitt 3. Dieser vordere Bodenabschnitt 2 hat
entgegen gesetzte seitliche Enden, die entsprechend zu einem Paar
von seitlich beabstandeten Seitenschwellen 7 angebracht
sind, die sich jeweils längswärts erstrecken
und als ein Befestigungsträger dienen.
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Ein
Brennstofftank 8 wird genau hinter dem hinteren Steilstufenabschnitt 3 und
unmittelbar unter dem hinteren Bodenabschnitt 4 angeordnet.
Ein Bereich von dem hin teren Bodenabschnitt 4 an der Rückwärtsseite
des Kraftstofftanks 8 erstreckt sich abwärts, um
einen Lagerungsabschnitt 9 zu bilden, der in der Lage ist,
einen Ersatzreifen oder dergleichen darin zu lagern.
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Wie
in 1 bis 3 gezeigt, sind ein Paar von
seitlich beabstandeten Bodenrahmen 10 auf einer Bodenfläche des
vorderen Bodenabschnitts 2 angebracht und der Tunnelabschnitt 6 ist
zwischen den Bodenrahmen 10 angeordnet. Jeder von den Bodenrahmen 10 ist
so angeordnet, dass er sich zwischen dem Tunnelabschnitt 6 und
einer benachbarten von den Seitenschwellen 7 in der Seitenrichtung
der Kraftfahrzeugkarosserie befindet. Obwohl jeder von den Bodenrahmen 10 sich
längs und
linear als ein Ganzes erstreckt, ist er bezüglich der Längsachse der Kraftfahrzeugkarosserie
geneigt. Insbesondere ist jeder der Bodenrahmen 10 allmählich seitlich
einwärts
(um näher
zu dem Tunnelabschnitt 6 zu kommen) zu einem hinteren Ende
davon geneigt. Das heißt,
ein seitlicher Abstand zwischen entsprechenden Vorderenden der Bodenrahmen 10 wird
so eingestellt, dass er größer ist,
als der seitliche Abstand zwischen entsprechenden Rückenden
der Bodenrahmen 10. Jeder der Bodenrahmen 10 ist
so angeordnet, dass er den gleichen Neigungswinkel aufweist. Jeder
der Bodenrahmen 10 ist im Schnitt in einer umgekehrten
Hutform ausgebildet, welcher eine Aufwärtsöffnung, wie später im Einzelnen
beschrieben, aufweist, sodass ein geschlossener Abschnitt definiert
werden kann, wenn jeder der Bodenrahmen 10 an dem vorderen
Bodenabschnitt 2 angebracht ist.
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Außerdem Bezug
nehmend auf 4 ist jedes vordere Ende der
Bodenrahmen 10 zusammengefügt und direkt mit einem entsprechenden
der hinteren Enden eines Paars von seitlich beabstandeten Vorderrahmen 11 verbunden.
Insbesondere ist das Paar von Vorderrahmen 11 parallel
zueinander und jeder der Vorderrahmen 11 ist parallel zu
der Längsachse
der Kraftfahrzeugkarosserie (ohne Neigung in der Draufsicht) angeordnet.
Ein seitlicher Abstand zwischen entsprechenden Hinterenden der Vorderrahmen 11 wird
eingestellt, um ungefähr
gleich zu dem seitlichen Abstand zwischen den Vorderenden der Bodenrahmen 10 zu
sein. Diese Anordnung der Vorderrahmen 11 selbst ist die
gleiche wie jene eines üblicherweise
angewendeten Unterbodenaufbaus. Dies macht es möglich, einen Motor (Triebstrang), unter
Verwendung der Vorderrahmen 11, in einer herkömmlichen
Weise, ohne Veränderung
zu befestigen.
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Das
hintere Ende von jedem der Vorderrahmen 11 ist so aufgebaut,
dass es, bezogen auf jedes vordere Ende von den Seitenschwellen 7,
rückwärts angeordnet
ist. Dann werden ein hinterer Endbereich von dem Vorderrahmen 11 und
ein vorderer Endbereich der entsprechenden Seitenschwelle 7 und
ein vorderer Endbereich von dem entsprechenden Bodenrahmen 10 miteinander
zu einer Torque-Box 12, die als ein Verstärkungsbauteil
dient, verbunden.
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Zwei
Reihen von längs
beabstandeten Querträgern 15, 16 werden
auf einer oberen Fläche
von dem vorderen Bodenteil 2 verbunden. Insbesondere ist
der erste Querträger 15,
der sich an der Vorderseite befindet, auf einer längs ungefähr dazwischen
liegenden Position von dem vorderen Bodenabschnitt 2, angeordnet
und ein zweiter Querträger 16,
der sich an der Rückseite
befindet, ist an einer ungefähr
dazwischen liegenden Position zwischen dem ersten Querträger 15 und
dem hinteren Steilstufenabschnitt 3 angeordnet. Jeder von
den ersten und zweiten Querträgern 15, 16 ist
aus zwei Unterträgern,
die seitlich segmentiert sind, durch den Tunnelbereich 6 zusammengesetzt.
Jeder von den ersten und zweiten Querträgern 15, 16 verbindet
jeweils eine einwärts
weisende Fläche
der Seitenschwellen 7 und eine auswärts weisende Fläche des
Tunnelbereichs 6. Jeder von den ersten und zweiten Querträgern 15, 16 wird
in einer ungefähren
Hutform im Schnitt ausgebildet, die sich nach Unten öffnet, um
einen geschlossenen Abschnitt definieren zu können, wenn jeder der ersten
und zweiten Querträger 15, 16 mit dem
vorderen Bodenabschnitt 2 verbunden wird. Wie bei einem
herkömmlichen
Unterbodenaufbau wird jeder der ersten und zweiten Querträger 15, 16 so
angeordnet, dass er sich in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse
der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt, oder schiefwinklig bezüglich zu
dem der Bodenrahmen 10 in der Draufsicht angeordnet ist.
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Ein
Paar von seitlich beabstandeten hinteren Rahmen 17 wird
mit einer Bodenfläche
des hinteren Bodenabschnitts 4 verbunden. Jeder der hinteren Rahmen 17 hat
einen Vorderendenbereich, der mit einem entsprechenden der hinteren
Endbereiche von den Seitenschwellen 7 verbunden ist. Diese
hinteren Rahmen 17 sind miteinander bei einem Abschnitt zwischen
dem Kraftstofftank 8 und dem Lagerungsbereich 9 durch
einen dritten Querträger 18 verbunden,
der sich seitwärts
erstreckt. Jeder der hinteren Rahmen 17 wird in einer umgekehrten
Hutform im Schnitt gebildet, die sich nach Oben öffnet, sodass ein geschlossener
Bereich definiert werden kann, wenn jeder der hinteren Rahmen 17 mit
dem hinteren Bodenabschnitt 4 verbunden ist.
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Mit
Bezug auf 5 bis 7, wird
eine Beziehung zwischen den jeweiligen verbundenen Bereichen der
Querträger 15, 16 und
der Bodenrahmen 10, bezogen auf den vorderen Bodenabschnitt 2,
im Einzelnen beschrieben. Wie in 5 und 7 gezeigt,
hat jeder der Bodenrahmen 10 ein Paar von seitlich beabstandeten
Seitenwänden 10a,
eine Bodenwand 10b, die entsprechend untere Enden der Seitenwände 10a miteinander
verbinden, und ein Paar von seitlich beabstandeten Flanschen 10c,
die sich jeweils etwa horizontal aus einem entsprechenden der oberen
Enden der Seitenwände 10a erstrecken.
Nachdem die Flansche 10c auf der Bodenfläche des
vorderen Bodenabschnitts 2 eingesetzt sind, wird jeder
der Bodenrahmen 10 mit dem vorderen Bodenabschnitt 2 (in 7 wird
der vordere Bodenabschnitt 2 weggelassen) verbunden (in
dieser Ausführungsform
geschweißt).
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Jeder
der Querträger 15, 16 wird
mit dem vorderen Bodenteil 2 und den Bodenrahmen 10 in der
gleichen Weise verbunden. Somit erfolgt die nachstehende Beschreibung
in Hinblick auf den ersten Querträger 15. Der erste
Querträger 15 hat
ein Paar von längs
beabstandeten Seitenwänden 15a, eine
obere Wand 15b, die jeweilige obere Enden der Seitenwände 15a miteinander
verbinden, und ein Paar von längs
beabstandeten Flanschen 15c, die sich jeweils etwa horizontal
von einem entsprechenden der unteren Enden der Seitenwände 15a erstrecken.
Nachdem die Flansche 15c auf die obere Fläche des
vorderen Bodenabschnitts 2 aufgesetzt sind, wird der erste
Querträger 15 mit
dem vorderen Bodenabschnitt 2 (in 7 ist der
vordere Bodenabschnitt 2 weggelassen) verbunden (in dieser
Ausführungsform
geschweißt).
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Wie
in 1, 6 und 7 ersichtlich, schneiden
sich die seitlich beabstandeten Flansche 10c von jedem
der Bodenrahmen 10 und die längs beabstandeten Flansche 15c von
dem Querträger 15 (das
Gleiche gilt für
den Querträger 16)
miteinander bei insgesamt vier Positionen. Die seitlich beabstandeten
Flansche 10c und die längs
beabstandeten Flansche 15c werden miteinander in diesen,
sich einander schneidenden Positionen verbunden, die durch die Bezugsmarkierung "α" in 5 und 6 angezeigt
werden. Wie in 5 ersichtlich, werden unter
der Bedingung, dass der vordere Bodenabschnitt 2 sandwichartig
zwischen einem der Flansche 10c von einem der Bodenrahmen 10 und
einem der Flansche 15c des Querträgers 15 (16)
angeordnet ist, die zwei Flansche 10c, 15c und
der vordere Bodenabschnitt 2 in einer Drei-Schicht-Struktur
miteinander verbunden (in dieser Ausführungsform geschweißt).
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In
der vorstehend genannten Struktur wird eine Aufprallbelastung während eines
Frontalzusammenstoßes
in jeden der vorderen Rahmen 11 gelangen. Dann wird die
Aufprallbelastung von dem vorderen Rahmen 11 auf den entsprechenden
Bodenrahmen 11 übertragen
und gleichzeitig zu den entsprechenden Seitenschwellen 7 durch
die Torque-Box 12 geleitet. Jeder der Bodenrahmen 10,
der die Aufprallbelastung aufnimmt, wird den Schlag selbst und durch
den damit verbundenen vorderen Bodenabschnitt 2 absorbieren.
Gleichzeitig, in Verbindung mit einer rückwärtigen Verschiebung der Bodenrahmen 10,
die durch die aufgenommene Aufprallbelastung verursacht wurde, wird
die Aufprallbelastung von den Bodenrahmen 10 zu den Querträgern 15, 26 übertragen
und die Querträger 15, 26 werden
auch den Schlag, wie später
im Einzelnen beschrieben, absorbieren. Jeder von den Bodenrahmen 10 ist
geneigt oder winklig angeordnet. Somit kann, verglichen mit Bodenrahmen,
die ohne Neigung angeordnet sind, jeder der Bodenrahmen 10 eine
erhöhte
Gesamtlänge
aufweisen, sodass die Bodenrahmen selbst und der vordere Bodenabschnitt,
die mit den Bodenrahmen 10 verbunden sind, effektiv eine
den Schlag absorbierende Funktion ausüben können.
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Jeder
der Bodenrahmen 10 ist bezüglich der Querträger 15, 16 geneigt
angeordnet. Somit wird die Aufprallbelastung von den Bodenrahmen 10 zu
den Querträgern 15, 16 in
einer geneigten bzw. schrägen Richtung,
bezogen auf die Seitenachse der Kraftfahrzeugkarosserie, übertragen.
Das heißt,
in jedem der Querträger 15, 16 empfängt ein
Bereich von der Seite von einer der Seitenschwellen 7,
bezogen auf den Bodenrahmen 10, benachbart dazu, eine Druckkraft, und
ein Bereich von der Seite des Tunnelbereichs 6, bezogen
auf den Bodenrahmen 10, empfängt eine Zugkraft. Die Querträger 15, 16 üben einen
großen Widerstand
gegen eine Druck- oder Zugkraft aus und können dabei wirksamer eine rückwärtige Schlagkraft
aufnehmen, wenn mit herkömmlichen
Querträgern,
die einfach so aufgebaut sind, dass sie nur eine Biege- oder Scherkraft
aufzunehmen, verglichen wird.
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Unter
den zwei Reihen von längs
beabstandeten Querträgern 15, 16,
verglichen mit dem zweiten Querträger 16, der an der
Rückseite
angeordnet ist, wird eine größere rückwärtige Aufprallbelastung auf
den ersten Querträger 15,
der an der Vorderseite angeordnet ist, übertragen. In anderen Worten,
wird eine rückwärtige Aufprallbelastung,
die auf den zweiten Querträger 16,
der auf der Rückseite
angeordnet ist, übertragen
werden soll, zu einem relativ kleinen Wert vermindert, um eine zu
starke rückwärtige Verschiebung
von jedem Rückende
der Bodenrahmen 10 zu verhindern oder zu unterdrücken.
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Mit
Bezug auf 8, wird ein weiterer bevorzugter
Aspekt der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben. 8 bis 10 zeigen
ein Beispiel, wo jeder der Bodenrahmen 10 einen vorderen Abschnitt 10A und
einen hinteren Abschnitt 10B aufweisen, wobei jeder davon
aus einem anderen Material hergestellt ist. Insbesondere ist in
jedem von den Bodenrahmen 10 der Vorderabschnitt 10A aus
hochfestem Stahl hergestellt, weil eine große Aufprallbelastung darauf übertragen
wird, und dadurch wird eine relativ hohe Festigkeit gegen plastische
Deformation gefordert, und der hintere Abschnitt 10B ist aus
gewöhnlichem
Stahl hergestellt, weil nur eine kleine Aufprallbelastung darauf,
verglichen mit dem vorderen Abschnitt 10A, übertragen
wird. Weiterhin sind ein hinterer Endbereich von dem vorderen Abschnitt 10A und
ein Vorderendbereich von dem hinteren Abschnitt 10B, wie
nachstehend im Einzelnen beschrieben, miteinander verbunden. Der
vordere Abschnitt 10A in jedem der Bodenrahmen 10 hat
ein vorderes Ende, angeordnet bei einer längs ungefähr dazwischen liegenden Position
des zweiten Querträgers 16 (die
längs ungefähr dazwischen
liegende Position des zweiten Querträgers 16 entspricht
einer Position, wo der vordere Abschnitt 10A und der hintere
Abschnitt 10B in 10 sind)
angeordnet ist. Diese Anordnung erlaubt (der vordere Abschnitt 10A von)
jedem der Bodenrahmen 10, eine Aufprallbelastung bis zu
dem zweiten Querträger 16,
der an der Rückseite
angeordnet ist, zuverlässig
ohne das Auftreten von Verziehen darin, zu übertragen.
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Obwohl
die Verbindung zwischen dem vorderen Abschnitt 10A und
dem hinteren Abschnitt 10B in jedem der Bodenrahmen 10 durch
Stumpfschweißen
ausgeführt
wird, ist es bevorzugt, eine Montagetechnik in der nachstehenden
Weise, im Hinblick auf das Sichern der Verbindungsfestigkeit, anzuwenden. Insbesondere
wird der Vorderendbereich von dem hinteren Abschnitt 10B in
jedem der Bodenrahmen 10 als ein vergrößerter Bereich 25 gebildet.
Anschließend
wird der hintere Endbereich von dem vorderen Abschnitt 10A in
den vergrößerten Bereich 25 montiert,
und dann wird der hintere Endbereich von dem vorderen Abschnitt 10A und
der vergrößerte Bereich 25 von
dem hinteren Abschnitt 10B aneinandergeschweißt. Der
vergrößerte Bereich 25 wird
durch leichtes Versetzen der Flansche 10c und der Bodenwand 10b von
dem hinteren Abschnitt 10B abwärts und leichtes Versetzen
von jeder der seitlich beabstandeten Seitenwände 10a in dem hinteren
Abschnitt 10B auswärts
gebildet. Wenn somit der hintere Endbereich von dem vorderen Abschnitt 10A in den
vergrößerten Bereich 25 eingepasst
wird, werden entsprechende Bereiche des vorderen Abschnitts 10A und
des hinteren Abschnitts 10B, ausgenommen für den vergrößerten Bereich 25 (seitlich beabstandete
Seitenwände 10a,
die Bodenwand 1b, die seitlich beabstandeten Flansche 10c),
miteinander ausgeglichen, um glatte Kontinuität dazwischen bereitzustellen.
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Wie
in 10 gezeigt, wird der Vorderseitenflansch 16c des
zweiten Querträgers 16 mit
den Flanschen 10c von dem vorderen Abschnitt 10A (Verbindungsposition
ist durch die Bezugsmarkierung "α" angezeigt) verbunden,
und der Hinterseitenflansch 16c von dem zweiten Querträger 16 wird
mit den Flanschen 10c des hinteren Abschnitts 10B (Verbindungsposition
wird durch die Bezugsmarkierung "α" angezeigt) verbunden.
Auf diese Weise dient der zweite Querträger 16 auch als ein
Bindungsbauteil zwischen dem vorderen Abschnitt 10A und
dem hinteren Abschnitt 10B in jedem der Bodenrahmen 10, um
höhere
Bindungsfestigkeit zwischen dem vorderen Abschnitt 10A und
dem hinteren Abschnitt 10B bereitzustellen.
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11 bis 14 zeigen
einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau mit einem Verbindungsbauteil,
das die jeweiligen hinteren Endbereiche von dem Paar von seitlich
beabstandeten Bodenrahmen 10 verbindet, gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Insbesondere wird, wie in 11 gezeigt,
ein Verbindungsbauteil 30 zwischen dem zweiten Querträger 16 und
dem Steilstufenabschnitt 3 angeordnet, um sich seitlich
zu erstrecken und entsprechende Hinterendbereiche von dem Paar von
seitlich beabstandeten Bodenrahmen 10 werden miteinander über dieses
Verbindungsbauteil 30 verbunden. Wie in 12 bis 14 gezeigt,
wird das Verbindungsbauteil 30 mit einer Wulst 30a,
die sich seitlich erstreckt, um eine große Verbiege- oder Biegesteifigkeit
bereitzustellen, gebildet. Zum Beispiel kann die Wulst 30a durch
ein Pressformverfahren, unter Anwendung einer auf Eisen basierenden Metallplatte,
gebildet werden. Das Verbindungsbauteil 30 hat entgegen
gesetzte, seitliche Endbereiche, die jeweils mit zwei Befestigungslöchern 30b (siehe 13)
gebildet werden.
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Die
seitlichen Endbereiche des Verbindungsbauteils 30 werden
entsprechend auf die Bodenflächen
(Bodenwände)
der Bodenrahmen 10 aufgesetzt und dann entsprechend an
den Bodenrahmen 10 befestigt. Insbesondere wird eine Mutter 31 an
jedem der Bodenrahmen 10 vorher befestigt, und das Verbindungsbauteil 30 wird
an jedem der Bodenrahmen 10 durch Einschieben eines Bolzens 32 in
jedes der Befestigungslöcher 30a und
gewindemäßig eingreifenden
Bolzen 32 mit der Mutter 31 befestigt. Ein Bereich
von dem Verbindungsbauteil, rund um jedes der Befestigungslöcher 30a,
wird in einer relativ oberen Position eingestellt, um zu verhindern,
dass der Kopf von dem Bolzen 32 abwärts von der untersten Position
des Verbindungsbauteils 30 herausragt (hindert den Kopf
des Bolzens 32 am direkten In-Kontakt-Kommen mit einem Vorsprung oder erhobenen Teil
auf einer Straßenfläche; siehe 12 und 14).
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Das
Verbindungsbauteil 30 kann eine zu starke Rückwärtsdeformation
von jedem Hinterende des Bodenrahmens 10 während eines
Frontalzusammenstoßes
verhindern oder unterdrücken
(insbesondere während
einer Verschiebungs-Kollision). Zusätzlich kann das Verbindungsbauteil 30 die
seitliche Ausdehnung des Tunnelbereichs 6, um die Steifigkeit,
insbesondere die Drehsteifigkeit, der Kraftfahrzeugkarosserie zu
erhöhen,
verhindern oder unterdrücken.
Der Abstand zwischen den hinteren Enden der Bodenrahmen 10 wird
bei einem relativ kleinen Wert eingestellt und dabei kann das Verbindungsbauteil 30 eine
relativ kurze Länge
aufweisen.
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Wie
in 12 gezeigt, wird das Verbindungsbauteil 30 angeordnet,
um sich seitlich linear zu erstrecken in Hinblick auf die Längsrichtung
der Kraftfahrzeugkarosserie, und quer (eine Abwärtsöffnung von) zu dem Tunnelbereich 6 (das
Verbindungsbauteil 30 wird unterhalb seitlich beabstandeter
Seitenwände
und einer oberen Wand des Tunnelbereichs 6 angeordnet).
Das heißt,
wenn ein Abgasrohr oder dergleichen in einem inneren Abstand von dem
Tunnelbereich 6 angeordnet ist, erlaubt die vorstehende
Anordnung, dass das Verbindungsbauteil 30 befestigt werden
kann, nach dem das Abgasrohr oder dergleichen angeordnet sind. Das
Verbindungsbauteil 30 kann mit zwei aufwärts erhöhten Abschnitten
in der Umgebung des Tunnelbereichs 6 und an beiden seitlichen
Seiten des Tunnelbereichs 6 gebildet werden, und diese
erhöhten
Abschnitte können mit
dem vorderen Bodenabschnitt 2 verbunden werden (zum Beispiel
Schweißverbindung,
oder eine Verbindung, unter Verwendung eines Befestigungsbauteils,
wie eines Bolzens). Dieser Aufbau ist erwünschter beim Erhöhen der
Steifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie, weil er zuverlässiger die
seitliche Ausdehnung des Tunnelbereichs 6 verhindern oder unterdrücken kann.
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15 zeigt
eine Modifizierung des vorstehenden Verbindungsbauteils 30.
Ein Verbindungsbauteil in 15 ist
das gleiche wie das Verbindungsbauteil 30, das in 11 bis 14 in
dem Punkt des Verbindens bezüglich
hinterer Endbereiche der Bodenrahmen 10 zueinander erläutert wird. Das
Verbindungsbauteil 36, das in 5 erläutert wird,
wird zum Beispiel aus einer auf Eisen basierenden Metallplatte gebildet,
und entlang der Bodenfläche
des vorderen Bodenabschnitts 2 und der inneren Fläche des
Tunnelbereichs 6 angeordnet. Das heißt, das Verbindungsbauteil 36 dient
als ein Mittel zum teilweisen Erhöhen der Wanddicke des Tunnelbereichs 6 und
eines Bereichs von dem vorderen Bodenabschnitt 2 zwischen
den Bodenrahmen 10. Dieses Verbindungsbauteil 36 hat
entgegen gesetzte seitliche Enden, wobei jedes davon sandwichartig zwischen
dem vorderen Bodenbereich 2 und (den Flanschen 10c von)
einem entsprechenden der Bodenrahmen 10 angeordnet ist,
und zusammen mit dem vorderen Bodenabschnitt 2 und dem
Bodenrahmen 10, in einer Drei-Schicht-Struktur geschweißt ist (jeder
Verbindungsabschnitt ist durch die Bezugsmarkierung "α" angezeigt). Weiterhin wird das Verbindungsbauteil 36 auch
an den vorderen Bodenabschnitt 2 in der Nachbarschaft des
Tunnelbereichs 6 und an beiden Seiten des Tunnelbereichs 6 verschweißt (jeder
Verbindungsabschnitt ist durch die Bezugsmarkierung "α" angezeigt). Dies kann die seitliche
Ausdehnung des Tunnelbereichs 6 verhindern oder unterdrücken.
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16 und 17 zeigen
einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau mit einem Querträger 61, gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren ist die gleiche Komponente
oder das gleiche Bauteil wie jene/jenes in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen
durch die gleiche Bezugsziffer oder Markierung definiert und ihre
Beschreibung wird weggelassen.
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Wie
in 16 und 17 gezeigt,
ist jeder hintere Endbereich von einem Paar von seitlich beabstandeten
Bodenrahmen 10 mit einem vierten Querträger 61 verbunden,
der in der Nachbarschaft von einem Steilstufenabschnitt 3 angeordnet
ist, um als ein Querträger
zu dienen. Dieser vierte Querträger 61 ist angeordnet,
um sich seitwärts
zu erstrecken und ist in einer Bogenform, die vorwärts aus
der Draufsicht herausragt, ausgebildet.
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Mit
Bezug auf 18 bis 22 wird
nachstehend die Einzelheit des vierten Querträgers 61 beschrieben.
Der vierte Querträger 61 hat
im Allgemeinen eine Form wie in 19 gezeigt,
und schließt
einen Abschnitt in einer umgekehrten Hutform im Schnitt ein, der
mit einer Bodenfläche
des vorderen Bodenabschnitts 2 verbunden werden soll. Die
Bezugsziffer 61d zeigt einen mit dem vorderen Bodenabschnitt 2 zu
verbindenden Flansch an. Ein Hinterabschnitt des Flansches 61d wird
in einer Bogenform, die vorwärts
in der Draufsicht herausragt, um eine große Fläche aufzuweisen, gebildet,
und eine Rückwand 61e erstreckt
sich aufwärts
von einem Hinterende des hinteren Flanschbereichs 61d.
Weiterhin wird ein Flansch 61f an einem oberen Ende der hinteren
Wand 61e gebildet, um als ein Verbindungsbereich zu einer
Bodenfläche
von einem hinteren Bodenabschnitt 4 zu dienen.
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Der
vierte Querträger 61 wird
mit der Bodenfläche
von dem vorderen Bodenabschnitt 2 durch einen Flansch 61d davon
(siehe 18, 20 und 21)
verbunden, und mit der Bodenfläche
von dem hinteren Bodenabschnitt 4 durch den Flansch 61d davon
verbunden (siehe 20 und 21). Auf
diese Weise definiert der vierte Querträger 61 einen geschlossenen
Bereich, in Verbindung mit dem Steilstufenabschnitt 3.
Der vierte Querträger 61 hat auch
entgegen gesetzte seitliche Enden, die entsprechend mit einem Paar
von seitlich beabstandeten Seitenschwellen 7 verbunden
sind (siehe 22).
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Der
etwa umgekehrt hutförmige
Abschnitt des vierten Querträgers 61 ist
so ausgebildet, dass er eine kreisförmige Bogenform mit einem Mittelpunkt, der
beispielsweise an der Hinterseite der Kraftfahrzeugkarosserie lokalisiert
ist, aufweist. Der Mittelpunkt kann bei einem Schnittpunkt zwischen
der Längsachse
der Kraftfahrzeugkarosserie, die durch die seitliche Mitte davon
gelangt, und jeder rückwärtigen Ausdehnungslinie der
Bodenrahmen 10 eingestellt werden. 23 zeigt
eine rückwärtige Belastungsübertragung
bei einer Schnittfläche
zwischen jedem der Bodenrahmen 10 und dem vierten Querträger 61,
die in der vorstehenden Weise bestimmt ist. In 23 werden
die Bodenrahmen 10 und der vierte Querträger 61 vereinfacht
und nur ihre Achsen werden gezeigt. Wie in 23 ersichtlich,
wird eine rückwärtige Belastung
von jedem der Bodenrahmen 10 seitlich rückwärts an der Schnittfläche zwischen dem
Bodenrahmen 10 und dem vierten Querträger 61 verteilt, und
die seitlich rückwärtig verteilte
Belastung wird zu dem vierten Querträger 61 überführt. Diese,
seitlich rückwärtig verteilte
Belastung wirkt auf den vierten Querträger 61 als eine Druckkraft.
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In 23 ist
die Ein-Punkt-Kettenlinie eine virtuelle Linie Y, die durch den
Schnittbereich zwischen jeden der Bodenrahmen 10 und dem
vierten Querträger 61 gelangt,
und die Achse des Bodenrahmens 10 mit einem rechten Winkel
schneidet. Der vierte Querträger 61 ist
so aufgebaut, dass er rückwärts, bezogen
auf diese virtuelle Linie Y, angeordnet ist. In anderen Worten ist
der vierte Querträger 61 so aufgebaut,
dass er rückwärts in der
Axialrichtung von jedem der Bodenrahmen 10 angeordnet ist,
da ein Abstand von der Achse des Bodenrahmens 10 erhöht ist.
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Wenn
eine rückwärtige Belastung
von jedem der Bodenrahmen 10 in den vierten Querträger 61 eindringt,
nimmt der vierte Querträger 61 die
rückwärtige Belastung
in Form von Verdichtung bzw. Zusammendrücken auf, gegen die er eine
starke Beständigkeit
bezüglich,
wie vorstehend beschriebener, Metalldynamik aufweist, oder sicher
die rückwärtige Belastung
aufnimmt. Außerdem
wird die rückwärtige Belastung
von jedem der Bodenrahmen 10 weiter zu einem Paar von seitlich
beabstandeten hinteren Rahmen 17 durch den vierten Querträger 61 übertragen und
sicherer aufgenommen. Der vierte Querträger 61 kann natürlich die
Steifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie verstärken und eine Belastung während einer Seitenaufprallkollision
aufnehmen. Dies ist auch im Hinblick auf Maßnahmen gegen eine Seitenaufprallkollision
erwünscht.
Weiterhin kann der vierte Querträger 61 zum
Verhindern oder Unterdrücken
einer Rückwärtsbewegung
der Bodenrahmen während
eines Frontalzusammenstoßes
beitragen. Dies ist beim Schützen
des Brennstofftanks 8 und anderem erwünscht.
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Der
vierte Querträger 61,
der in 18 bis 22 erläutert wird,
kann so aufgebaut sein, dass er nur den etwa umgekehrt hutförmigen Abschnitt
im Schnitt aufweist und keinen geschlossenen Schnitt in Verbindung
mit dem Steilstufenabschnitt 3 definiert (definiert nur
einen geschlossenen Abschnitt in Verbindung mit dem vorderen Bodenabschnitt 2).
In diesem Fall wird ein nutzbarer Raum, der unter dem vorderen Bodenabschnitt 2 vorwärts herausragt,
gebildet und gerade hinter dem vierten Querträger 61. Somit kann
der Kraftstofftank 8 sich bis zu dem verwendbaren Raum
erstrecken, um die Kapazität
des Brennstofftanks 8 zu erhöhen.
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24 bis 30 zeigen
einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau mit einem Verbindungsrahmen 40 gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren wird die gleiche Komponente
oder das gleiche Bauteil wie jene in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen
durch die gleiche Bezugsziffer oder Markierung definiert und ihre
Beschreibung wird weggelassen.
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Wie
in 24 und 25 gezeigt,
werden entsprechende Vorderendbereiche von einem Paar von seitlich
beabstandeten Hinterrahmen 17 in dieser Ausführungsform
miteinander durch einen fünften Querträger 41,
der sich seitlich erstreckt, um als ein hinterer Querträger zu dienen,
verbunden. Entsprechende hintere Endbereiche von einem Paar von seitlich
beabstandeten Bodenrahmen 10 werden mit dem fünften Querträger verbunden.
Der fünfte
Querträger 41 hat
im Allgemeinen eine wie in 27 gezeigte
Form. Insbesondere wird der fünfte
Querträger 41 mit
den Hinterrahmen 17 durch Anwendung eines Paars von Flanschen 41c verbunden,
die jeweils an entgegen gesetzten Seitenenden davon gebildet werden,
und mit einer Bodenfläche
des hinteren Endbereichs von dem vorderen Bodenabschnitt 2 durch Anwendung
eines Flansches 41d, der an einem unteren Ende davon gebildet
wird, verbunden. Weiterhin wird der fünfte Querträger 41 mit einer Bodenfläche eines
vorderen Endbereichs von einem hinteren Bodenabschnitt 4 durch
Anwendung eines Flansches 41e, der an einem oberen Ende
davon gebildet wird, verbunden. Dieser fünfte Querträger 41 definiert einen
geschlossenen Bereich, in Verbindung mit dem hinteren Endbereich
des vorderen Bodenabschnitts 2, einem Steilstufenabschnitt 3 und
dem vorderen Endbereich von dem hinteren Bodenabschnitt 4.
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Wie
in 24 und 26 gezeigt,
ist eine Schnittfläche
mit einem zweiten Querträger 16 in
jedem hinteren Endbereich der Bodenrahmen 10 mit dem vorderen
Endbereich des entsprechenden Hinterrahmens 17 durch ein
von einem Paar von Verbindungsrahmen 40 verbunden (in dieser
Ausführungsform
ist jeder der Verbindungsrahmen 40 mit einem entsprechenden
der Hinterrahmen 17 in einer derartigen Weise verbunden,
dass ein Hinterende von dem Verbindungsrahmen 40 schräg mit einem
Vorderende des Hinterrahmens 17 in Kontakt kommen kann).
Insbesondere hat jeder von den Verbindungsrahmen 40 im
Allgemeinen eine umgekehrte Hutform im Schnitt. Jeder von den Verbindungsrahmen 40 ist mit
der Bodenfläche
des vorderen Bodenabschnitts 2 durch Anwendung eines Flansches 40c davon
verbunden, und zu einer einwärts
weisenden Fläche
von einem entsprechenden Paar von seitlich beabstandeten Schwellen 7,
durch Anwendung des Flansches 40c, verbunden.
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Mit
Bezug auf 26 bis 30, wird
der Verbindungsrahmen 40 und der fünfte Querträger 41 im Einzelnen
beschrieben. Wie in 26 und 28 gezeigt,
werden der fünfte
Querträger 41 und
einer von den Bodenrahmen 10 miteinander in einer derartigen
Weise verbunden, dass das Hinterende des Bodenrahmens 10 in
Kontakt mit der Vorderfläche
des unteren Endbereichs von dem fünften Querträger 41 tritt
(der fünfte
Querträger 41 hat
eine Schnittform wie in 28 gezeigt über die
gesamte Länge
davon). Das heißt,
diese Verbindungsstruktur ist aufgebaut, um einer rückwärtigen Belastung
während
eines Frontalzusammenstoßes
zu erlauben, effektiv in den Bodenrahmen 10 in dem fünften Querträger 41 einzudringen.
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Eine
Verbindungsstruktur des Verbindungsrahmens 40 und des fünften Querträgers 41 zu
dem entsprechenden Hinterrahmen 17 werden in 26, 29 und 30 gezeigt.
Insbesondere ist der vordere Endbereich des Hinterrahmens 17 mit
dem hinteren Endbereich der entsprechenden Seitenschwellen 7 verbunden.
Der Flansch 40c von dem Verbindungsrahmen 40 wird
mit einer einwärts
weisenden Fläche
und einer Bodenfläche
von dem hinteren Rahmen 17 verbunden und mit der einwärts weisenden Fläche von
Seitenschwellen 7. Auf diese Weise erlaubt die vorstehende
Verbindungsstruktur, eine rückwärtige Aufprallbelastung,
die in den Verbindungsrahmen 40 eindringt, nicht nur auf
den Hinterrahmen 17 direkt zu übertragen, sondern auch auf die
Seitenschwelle 7. Insbesondere ist der Verbindungsrahmen 40 mit
dem hinteren Rahmen 17 in einer derartigen Weise verbunden,
dass das Hinterende von dem Ver bindungsrahmen 40 mit einem
vorderen Ende des Hinterrahmens 17, obwohl schräg, in Kontakt
kommt. Dies macht es sehr effektiv, die rückwärtige Aufprallbelastung von
dem Verbindungsrahmen 40 zu dem Hinterrahmen 17 zu übertragen.
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Der
fünfte
Querträger 41 wird
mit der einwärts
weisenden Fläche
des Hinterrahmens 17 durch den Flansch 41c davon
verbunden. Weiterhin wird ein Teil von dem Flansch 41c mit
dem fünften
Querträger 41 zu
dem Hinterrahmen 17 durch einen Teil des Flansches 40c des
Verbindungsrahmens 40 in einer Drei-Schicht-Struktur verbunden.
Um weiterhin den Verbindungsvorgang zu erleichtern, wird eine Bodenfläche des
vorderen Endbereichs von dem hinteren Rahmen 17 mit einem
Arbeitsloch 17a zum Schweißen, wie in 26 gezeigt,
gebildet.
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Der
Verbindungsrahmen 40 macht es möglich, eine spezielle Fläche des
vorderen Bodenabschnitts 2 von der Vorderseite des Steilstufenabschnitts 3 (fünfter Querträger 41),
auf der Rückwärtsseite
von dem zweiten Querträger 16,
auf der Einwärtsseite
von der Seitenschwelle 7 und auf der Auswärtsseite
von dem Tunnelbereich 6, in der Draufsicht, ausreichend
zu verstärken.
Das heißt,
in der speziellen Fläche
werden ein erster dreieckiger Bereich, der vom Bodenrahmen 10 umgeben
ist, der fünfte
Querträger 41 und
der Verbindungsrahmen 40, und ein zweiter dreieckiger Bereich,
umgeben von dem Verbindungsrahmen 40, der Seitenschwelle 7 und
dem zweiten Querträger 16,
definiert. Dies erlaubt, dass die spezielle Fläche, sehr hohe Festigkeit (Steifigkeit)
in ihrer Gesamtheit aufweist. Dann wird die Position von dem zweiten
Querträger 16 in
der Längsrichtung
der Kraftfahrzeugkarosserie bei einer Position angeordnet, bei der
ein unterer Endbereich einer B-Säule
(nicht gezeigt) mit dem Unterbodenaufbau verbunden ist. Die zwei
dreieckigen Bereiche entsprechen einem Bereich, bei dem die B-Säule verbunden
ist, oder einen Bereich, der als eine Basis von der B-Säule dient.
Die dreieckigen Bereiche haben eine signifikant hohe Festigkeit,
die für
eine solche Walze geeignet ist.
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In
zwei Reihen von längs
beabstandeten Querträgern 15, 16 wird
eine große
rückwärtige Aufprallbelastung
von dem Bodenrahmen 10 auf den ersten Querträger 15,
der an der Vorderseite angeordnet ist, verglichen mit dem zweiten
Querträger 16, der
auf der Rückseite
angeordnet ist, übertragen.
In anderen Worten, die rückwärtige Aufprallbelastung, die
auf den zweiten Querträger 16,
der auf der Rückseite
ange ordnet ist, zu übertragen
ist, wird zu einem relativ kleinen Wert vermindert, um einen übermäßigen rückwärtigen Ersatz
von jedem hinteren Ende von den Bodenrahmen 10 zu verhindern
oder zu unterdrücken.
Weiterhin macht es der fünfte
Querträger 41 möglich, zuverlässig die
rückwärtige Verschiebung
von jedem hinteren Ende der Bodenrahmen 10 zu verhindern
oder zu unterdrücken.
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Zusätzlich zu
den vorstehend genannten Vorteilen, kann die rückwärtige Aufprallbelastung, die in
die Bodenrahmen 10 eindringt, wirksam durch die Seitenschwellen 7 und
die Hinterrahmen 17 durch die Verbindungsrahmen 40 aufgenommen
werden und weiterhin effektiv durch den fünften Querträger 41 aufgenommen
werden. Weiterhin kann auch eine seitliche Belastung während einer
Seitenaufprallkollision wirksam durch die Verbindungsrahmen 40 und den
fünften
Querträger 41 aufgenommen
werden, und weiterhin effektiv durch die Bodenrahmen 40 über die
Verbindungsrahmen 40 aufgenommen werden. Somit kann dieser
Unterbodenaufbau effektiv als ein Maß für sowohl einen Frontalzusammenstoß, als auch
eine Seitenaufprallkollision dienen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die vorstehend genannten
speziellen Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung auf
diese Ausführungsformen zu
beschränken.
Es ist für
den Fachmann augenscheinlich, dass verschiedene Veränderungen
und Modifizierungen darin gemacht werden können, ohne vom Gedanken und
Umfang davon, wie in den beigefügten
Ansprüchen
angeführt,
abzuweichen. Zum Beispiel ist es beabsichtigt, dass die nachstehenden Modifizierungen
innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung umfasst sein können. Der
Bodenrahmen 10 kann aus dem gleichen Material über die gesamte
Länge davon
(zum Beispiel hergestellt aus hochfestem Stahl über die gesamte Länge) hergestellt
werden. Die Anzahl an Querträgern,
die sich mit dem Bodenrahmen 10 in der Draufsicht schneiden, ist
nicht auf zwei Reihen begrenzt, kann jedoch eine Reihe oder drei
Reihen oder mehr sein. Der Querträger 15, 16 kann
mit der Bodenfläche
des vorderen Bodenabschnitts 2 verbunden sein. Der vierte
Querträger 61 oder 71 kann
mit der oberen Fläche
des vorderen Bodenabschnitts 2 verbunden sein. Der vierte
Querträger 61 kann
so aufgebaut sein, dass er in der vertikalen Länge vermindert ist, um das
obere Ende davon zu hindern, den hinteren Bodenabschnitt 4 zu
erreichen, und ein geschlossener Bereich kann nur zwischen dem hin teren
Endbereich und dem vorderen Bodenabschnitt 2 und dem unteren
Endbereich von dem hinteren Steilstufenabschnitt 3 definiert
werden. Alternativ kann der Unterbodenaufbau ohne den vierten Querträger 61 aufgebaut
sein. Es wird verständlich,
dass der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht auf einen explizit
hierin beschriebenen beschränkt
ist, jedoch ist es beabsichtigt, dass beliebige Gegenstände im Wesentlichen als
bevorzugte oder vorteilhafte Aspekte ausgedrückt werden, die implizit darin
eingeschlossen sind.
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In
der Summe stellt die vorliegende Erfindung einen Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau
bereit, mit: einem Bodenblech mit einem vorderen Bodenabschnitt,
der ein Paar von seitlich beabstandeten Seitenschwellen 7 miteinander
verbindet, und mit einem Tunnelbereich, der sich längswärts entlang
der seitlichen Mitte davon erstreckt, einem Steilstufenabschnitt,
der sich aufwärts
von einem hinteren Ende des vorderen Bodenabschnitts erstreckt,
und einem hinteren Bodenabschnitt, der sich von einem oberen Ende
des hinteren Steilstufenabschnitts rückwärtig und etwa linear erstreckt;
einem Paar von seitlich beabstandeten Bodenrahmen, angeordnet, um
sich längs
in einer solchen Weise zu erstrecken, dass der Tunnelbereich 6 dazwischen
angeordnet ist, und angebracht an eine Unterfläche von dem vorderen Bodenabschnitt;
einem Querträger,
angeordnet, um sich seitlich zu erstrecken, sodass jede der Seitenschwellen
und der Tunnelbereich verbunden sind und angebracht an dem vorderen
Bodenabschnitt; und einem Paar von seitlich beabstandeten Vorderrahmen,
jeweils mit einem hinteren Ende, angebracht an dem vorderen Ende,
eines entsprechenden von dem Bodenrahmen. Jeder von den Bodenrahmen
hat ein hinteres Ende, das sich bis zu der Nähe des hinteren Steilstufenabschnitts
erstreckt, und jeder der Bodenrahmen ist seitlich einwärts zu dem
hinteren Ende davon so geneigt, dass er in der Draufsicht, in Bezug
auf den Querträger,
schräg
angeordnet ist.
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Gemäß der vorstehend
genannten Lösung, aufgrund
des Auftretens von einem Frontalzusammenstoß, wenn die Bodenrahmen, die
eine rückwärtige Belastung
von den Vorderrahmen aufnehmen, gerade rückwärts ersetzt werden, werden
die Bodenrahmen eine Druckkraft auf einen Bereich des Querträgers, der
seitlich auswärts,
bezogen auf jeden der Bodenrahmen, angeordnet ist, und eine Zugkraft
auf einen Bereich von dem Querträger,
der seitlich einwärts
bezüglich
zu jedem der Bodenrahmen angeordnet ist, ausüben. Somit kann der Querträger die Belastung
während
des Fron talzusammenstoßes
in der Form von Druck und Zug aufnehmen, wohingegen der Querträger eine
starke Beständigkeit
bezüglich
Materialdynamik aufweist, sodass die Belastung während des Frontalzusammenstoßes wirksam
aufgenommen und durch den Querträger
absorbiert werden kann. Verglichen mit einem Paar von Bodenrahmen,
die jeweils angeordnet sind, um sich gerade und parallel zu der
Längsachse
einer Kraftfahrzeugkarosserie zu erstrecken, machen es die geneigten Bodenrahmen
möglich,
zuverlässig
die gesamte Länge
davon zu erhöhen.
Dies ist auch beim Verstärken einer
Stoß-absorbierenden
Funktion der Bodenrahmen selbst erwünscht.
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Bevorzugte
Ausführungsformen,
die auf der vorstehenden Lösung
basieren, werden in den Ansprüchen
2 bis 9 der beigefügten
Ansprüche
beschrieben.
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Der
Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau kann ein Verbindungsbauteil, das
sich seitlich benachbart zu dem Steilstufenabschnitt erstreckt,
um entsprechende Hinterendbereiche der Bodenrahmen miteinander zu
verbinden, einschließen
(entsprechend Anspruch 2). In diesem Fall kann das Verbindungsbauteil
einen übermäßigen rückwärtigen Austausch
an jedem hinteren Ende der Bodenrahmen verhindern oder unterdrücken. Dies
ist beim Schützen
eines Kraftstofftanks, der im Hinteren der Bodenrahmen angeordnet
ist, erwünscht.
Außerdem
ist die Verbindung zwischen den hinteren Endbereichen der Bodenrahmen
durch das Verbindungsbauteil beim Erhöhen der Steifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie
in ihrer Gesamtheit erwünscht.
Weiterhin wird ein Abstand zwischen den hinteren Enden der Bodenrahmen
auf weniger als einen Abstand zwischen den vorderen Enden der Bodenrahmen
eingestellt. Dies ermöglicht
dem Verbindungsbauteil, dass es eine relativ kurze seitliche Länge aufweist.
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Das
vorstehende Verbindungsbauteil kann mit dem vorderen Bodenabschnitt
in der Umgebung des Tunnelbereichs und bei entsprechenden seitlichen
Positionen, die den Tunnelbereich dazwischen schneiden, verbunden
sein (entsprechend Anspruch 3). In diesem Fall kann das Verbindungsbauteil
effektiv zum Verhindern, dass der Tunnelbereich sich seitlich ausdehnt,
verwendet werden. Dies ist zum ausreichenden Sichern der Steifigkeit
der Kraftfahrzeugkarosserie erwünscht.
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Jeder
von den Bodenrahmen kann aus zwei miteinander verbundenen Bauteilen,
die als die vorderen und hinteren Abschnitte davon dienen, zusammengesetzt
sein, und im Allgemeinen in einer nahezu umgekehrten Hutform im
Schnitt gebildet werden, was ein Paar von seitlich beabstandeten
Seitenwänden,
eine Bodenwand, die die entsprechenden unteren Enden der Seitenwände miteinander
verbindet, und ein Paar von seitlich beabstandeten Flanschen, die
sich von einem entsprechenden Oberende der Seitenwände erstrecken,
aufweist. Weiterhin kann jeder hintere Abschnitt von den Bodenrahmen
einen vorderen Endbereich aufweisen, der als ein vergrößerter Bereich,
vergrößert abwärts und
seitlich, gebildet wird, und jeder vordere Bereich von dem Bodenrahmen
kann einen hinteren Endbereich aufweisen, der in den vergrößerten Bereich
des entsprechenden hinteren Abschnitts passt. Die vorderen und hinteren Abschnitte
sind miteinander in dem passenden bzw. montierten Zustand verbunden
(entsprechend Anspruch 4). In diesem Fall können die vorderen und hinteren
Abschnitte des Bodenrahmens fest miteinander verbunden sein, während jeder
Bodenrahmen in einer üblicherweise
verwendeten umgekehrten Hutform im Schnitt gebildet werden kann.
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Der
Querträger
kann einen ersten Querträger,
der bei einer längs
nahezu Zwischenposition von dem vorderen Bodenabschnitt angeordnet
ist, und einen zweiten Querträger,
der zwischen dem ersten Querträger
und einem Steilstufenabschnitt angeordnet ist, einschließen. Weiterhin
kann jeder von den Bodenrahmen bezüglich zu den ersten und zweiten Querträgern in
der Draufsicht schräg
angeordnet sein (entsprechend Anspruch 5). In diesem Fall kann eine
Belastung während
eines Frontalzusammenstoßes
wirksam durch die zwei Reihen von längs beabstandeten Querträgern aufgenommen
werden.
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Jeder
der ersten Querträger
und zweiten Querträger
kann ein Paar von längs
beabstandeten Flanschen, die zu einer Fläche von dem vorderen Bodenabschnitt
verbunden sind, aufweisen, und jeder der Bodenrahmen kann ein Paar
von seitlich beabstandeten Flanschen aufweisen, die mit der Bodenfläche des
vorderen Bodenabschnitts verbunden sind. Weiterhin können die
längs beabstandeten Flansche
von jedem der Querträger
und die seitlich beabstandeten Flansche von jedem der Bodenrahmen
jeweils miteinander mit dem vorderen Bodenabschnitt in einer Drei-Schicht-Struktur
verbunden sein, bei entsprechenden Positionen, wo die längs beabstandeten
und seitlich beabstandeten Flansche einander in der Draufsicht schneiden
(entsprechend Anspruch 6). In diesem Fall kann eine Belastung von den Bodenträgern effektiv
zu den Querträgern
durch die Verbindungsbereiche mit der Drei-Schicht-Struktur übertragen
werden, wobei jeder der Querträger und
der Bodenrahmen mit dem vorderen Bodenabschnitt mit Hilfe eines üblicherweise
verwendeten Flansches verbunden werden kann.
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Die
Vorderrahmen können
sich längs
und parallel zueinander erstrecken, und ein Abstand zwischen den
entsprechenden Vorderenden der Bodenrahmen kann ungefähr gleich
zu einem Abstand zu den entsprechenden Hinterenden der Vorderrahmen eingestellt
sein (entsprechend Anspruch 7). In diesem Fall kann eine Belastung
während
eines Frontalzusammenstoßes
wirksam von den Vorderrahmen zu den entsprechenden Bodenrahmen übertragen werden,
unter Anwendung einer üblicherweise
verwendeten parallelen Anordnung der Vorderrahmen an sich, damit
ein Motor und andere Komponenten zwischen den Vorderrahmen in einer üblichen
Weise montiert werden können.
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Der
Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau kann weiterhin einen Querträger, der
mit dem vorderen Bodenabschnitt verbunden ist, und angeordnet ist,
um sich seitlich zu erstrecken, sodass er sich mit jedem von den
Bodenrahmen schneidet, und ein Paar von seitlich beabstandeten Hinterrahmen,
die, um sich unter dem Hinterrahmenabschnitt längs zu erstrecken, angeordnet
sind, einschließen.
Weiterhin kann der Querträger
jeden hinteren Endbereich von dem Bodenrahmen und einen vorderen
Endbereich von dem Hinterrahmen zu einem weiteren verbinden, und der
Querträger
kann in ungefährer
Bogenform, der vorwärts
in der Draufsicht herausragt, gebildet werden. Weiterhin kann jeder
der Hinterrahmen einen vorderen Endbereich aufweisen, der mit einem
hinteren Endbereich von einer entsprechenden der Seitenschwellen
verbunden ist (entsprechend Anspruch 8). In diesem Fall wird während eines
Frontalzusammenstoßes
auch eine rückwärtige Belastung,
die von den Vorderrahmen übertragen
wird, zu dem Querträger
geleitet, und der Querträger
wird die Belastung während
des Frontalzusammenstoßes
in Form von Druck, gegen den der Querträger eine starke Beständigkeit
bezüglich
Materialdynamik aufweist, sodass die Belastung während des Frontalzusammenstoßes wirksam
aufgenommen oder durch den Querträger absorbiert werden kann,
aufnehmen. Insbesondere, wenn der Querträger gerade in Reaktion auf
einen rückwärts eindringende
Belastung dabei deformiert wird, in einer derartigen Weise, dass
die Bogenform zu einer seitlich linearen Form verän dert ist,
kann der Querträger
eine große
Widerstandskraft gegen eine solche Deformation hervorbringen. Dies
ist beim zuverlässigen
Aufnehmen der rückwärtigen Belastung durch
einen Querträger
erwünscht.
Zusätzlich
ist der vorstehende Aufbau so konstruiert, dass der Querträger mit
dem Hinterrahmen verbunden ist. Dies erlaubt der rückwärtigen Belastung,
von den Vorderrahmen zusätzlich
durch den Hinterrahmen aufgenommen zu werden, der üblicherweise
keine Funktion zum Aufnehmen der rückwärtigen Belastung aufweist.
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Der
Kraftfahrzeug-Unterbodenaufbau kann weiterhin ein Paar von seitlich
beabstandeten Hinterrahmen einschließen, die unter dem hinteren
Bodenabschnitt angeordnet sind, um sich längs zu erstrecken, und einen
Verbindungsrahmen, der die Bodenfläche des vorderen Bodenabschnitts
verbindet. Weiterhin kann jeder der hinteren Rahmen einen vorderen
Endbereich aufweisen, der mit einem hinteren Endbereich einer entsprechenden
der Seitenschwellen verbunden ist, und der Verbindungsrahmen kann einen
hinteren Endbereich aufweisen, der mit jedem vorderen Endbereich
der Hinterrahmen verbunden ist, und einen vorderen Endbereich, der
bei einer Position von der Bodenfläche von dem vorderen Bodenabschnitt,
entsprechend einer sich schneidenden Fläche, zwischen jedem der Bodenrahmen
und dem Querträger
angeordnet ist (entsprechend Anspruch 9). In dem vorstehend erwähnten Aufbau
ist aufgrund der geneigten Anordnung der Bodenrahmen, jedes hintere
Ende von dem Bodenrahmen ziemlich entfernt von jeder der Seitenschwellen
angeordnet. Dies mag ein Problem von NVH verursachen (Geräusch, Vibration,
Schärfe)
in einem speziellen Bereich, der zwischen jeder der Seitenschwelle
und dem dazu benachbarten Bodenrahmen angeordnet ist und in dem Bereich
von dem Steilstufenabschnitt von dem Querträger vor dem hinteren Steilstufenabschnitt.
Im Gegensatz dazu, wird gemäß diesem
Aufbau, die spezielle Fläche
durch den Verbindungsrahmen verstärkt. Dies ist zum Vermindern
von NVH erwünscht.
Weiterhin wird eine rückwärtige Belastung,
die in die Vorderrahmen, aufgrund von Frontalzusammenstoß, eindringt,
zusätzlich
durch die Hinterrahmen durch den Verbindungsrahmen aufgenommen.
Dies ist beim Erhöhen
der Steifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie erwünscht. Zusätzlich kann der Verbindungsrahmen
eine Belastung, die die Seitenschwellen während einer Seitenaufprallkollision
aufnimmt und die Seitenaufprallbelastung zu den Bodenrahmen übermitteln.
Dies ist bezüglich
der Messungen gegen Seitenaufprallkollision erwünscht.
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Wie
vorstehend angeführt,
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Belastung während
eines Frontalzusammenstoßes
durch den Querträger wirksam
aufgenommen werden. Zusätzlich
kann die Länge
von jedem der Bodenrahmen maximiert werden, um verstärkte Schlag-absorbierende
Funktion zu erhalten.