DE69808340T2

DE69808340T2 - Kraftfahrzeug und dafür vorgesehene Bodenplatte zum Schutz des Motorblocks

Info

Publication number: DE69808340T2
Application number: DE69808340T
Authority: DE
Inventors: Stephen Richard Cragg; Jitesh Dahyabhai Mistry; Nicola Kerri Wilkinson
Original assignee: Land Rover Group Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: EP1050448A1; GB0118839D0; DE69801618D1; US6202778B1; GB2326852B; GB2362360A; GB9714724D0; EP0891917A1; GB2362360B; DE69801618T2; EP1050448B1; GB2326852A; DE69808340D1; EP0891917B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge und insbesondere Bodenplattenanordnungen für Kraftfahrzeuge.
Es ist bekannt, eine Ölwannenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die aus einem starren plattenartigen Glied oder einer Bodenplatte besteht, das/die mittels starrer Halterungen mit einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Eine solche Ölwannenschutzanordnung soll die Folge eines Aufpralls zwischen einem auf dem Boden liegenden Objekt und dem unteren Ende der Motoranordnung bei ungenügender Bodenfreiheit verhindern oder verringern, so daß der Motor ohne Berührung darüber passieren kann.
Die DE-U-93 02 419 offenbart eine Bodenwanne zur Befestigung unter dem Motor eines Kraftfahrzeugs, die durch mehrere in Schlitze in einem Querträger einsteckbare Zungen mit dem Querträger verbunden ist, wobei die Zungen ein schnelles Anbringen der Bodenwanne gestatten, welche dann schließlich durch Schrauben befestigt wird. Diese Schrift offenbart ein Kraftfahrzeug mit dem Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Ölwannenschutzanordnungen nach dem Stand der Technik weisen das Problem auf, daß sie die zur Verfügung stehende Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs weiter verringern, was sich nachteilig auswirken kann, wenn das Fahrzeug entlang einer Straße mit tiefen Furchen oder in tiefem Schnee gefahren wird. Dies liegt daran, daß der Ölwannenschutz dazu neigt, das Vorderende des Fahrzeugs von der Straßenoberfläche abzuheben, wodurch die Last auf die Vorderräder verringert wird, was die Lenkung des Kraftfahrzeugs und, wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb oder Vierradantrieb handelt, die von den Vorderrädern verfügbare Traktion beeinträchtigt.
Obgleich diese Probleme bei Fahrzeugen, die in erster Linie als Geländefahrzeug oder zum Einsatz in der Landwirtschaft verwendet werden, wo eine sehr große Bodenfreiheit vorgesehen werden kann, nicht zu schwerwiegend sind, kommen sie zum Tragen, wenn ein Fahrzeug sowohl als Straßen- als auch Geländefahrzeug verwendet werden soll, da das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs durch eine große Bodenfreiheit nachteilig beeinflußt wird.
Die DE-A-33 46 421 offenbart eine Bodenplatte mit einem kleinen, tiefer liegenden mittleren Teil, der sich entlang einem seiner Ränder um ein Gelenk drehen kann.
Gemäß der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einer mindestens einen Fahrgastraum und einen Motorraum definierenden Karosseriestruktur, einem im Motorraum montierten Motor und einer Bodenplatte bereitgestellt, die mit einem Teil der Karosseriestruktur verbunden ist und so zumindest teilweise die Unterseite des Motorraums bedeckt, wobei die Bodenplatte durch zwei oder mehr flexible Verbindungen derart an einem Teil der Kraftfahrzeug-Karosseriestruktur befestigt ist, daß eine Relativbewegung dazwischen gestattet wird, wenn die Bodenplatte einer von unten angelegten Last ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte aus einem elastischen Material besteht und mindestens eine der flexiblen Verbindungen eine Halterung enthält und daß ein zur Verbindung der Halterung mit der Bodenplatte verwendetes Befestigungsmittel derart ausgeführt ist, daß es eine Relativbewegung zwischen der Halterung und der Bodenplatte gestattet, wenn die Bodenplatte einer angelegten Last ausgesetzt ist.
In der Bodenplatte kann eine Öffnung ausgebildet sein, durch die sich ein zur Befestigung der Halterung an der Bodenplatte verwendetes Befestigungsmittel erstreckt. Vorzugsweise ist die Öffnung in der Bodenplatte bedeutend größer als das sich dadurch erstreckende Befestigungsmittel, so daß eine Relativbewegung zwischen der Bodenplatte und der Halterung gestattet wird, wenn die Bodenplatte einem Aufprall ausgesetzt ist.
Die Halterung kann zur Verbindung eines hinteren Endes der Bodenplatte mit der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Bodenplatte so ausgebildet, daß sie an ihrem Vorderende im Bereich ihrer Befestigungsstelle an der Karosseriestruktur ein Kunststoffgelenk bildet.
Vorzugsweise ist die Bodenplatte auf jeder Seite durch eine flexible Montagehalterung, von denen eine die Halterung enthält, mit einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verbunden.
Vorzugsweise besteht die Halterung oder jede der flexiblen Montagehalterungen aus einem elastischen Material, damit sie elastisch verformt werden kann, wenn die Bodenplatte einer von unten angelegten Last ausgesetzt ist, ohne dauerhaft verformt zu werden.
Vorzugsweise ist die Bodenplatte eine im wesentlichen planare Konstruktion mit einer relativ glatten Unterseite.
Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
Fig. 2 eine bildliche Darstellung einer Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung; und
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil der in Fig. 2 gezeigten Bodenplatte, der - in einem vergrößerten Maßstab - das Befestigungsmittel einer Z- förmigen Halterung an der Bodenplatte zeigt.
Auf die Fig. 1 bis 3 Bezug nehmend, wird ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Motorraum 12, einem Fahrgastraum 13 und einem im Motorraum 12 montierten Motor 11 gezeigt.
Das untere Ende des Motors 11 wird durch eine Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung 14 geschützt.
Die Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung 14 umfaßt eine Bodenplatte 15 und einen Ölwannenschutz 16.
Der Ölwannenschutz 16 umfaßt einen Querträger 17 aus Aluminium und zwei stranggepreßte Längsträger 18 aus Aluminium. Der Ölwannenschutz 16 ist an seinem Vorderrand mittels mehrerer an den Längsträgern 18 und dem Querträger 17 befestigter Platten 26, in denen jeweils eine Öffnung zur Aufnahme eines zur Befestigung des Ölwannenschutzes 16 an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verwendeten Befestigungselements vorgesehen ist, mit einem Teil der Karosseriestruktur des Fahrzeugs verbunden.
An dem hinteren Ende jedes Längsträgers 18 ist eine Platte 27 zur Befestigung des hinteren Endes des Ölwannenschutzes 16 an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs angebracht. In den Platten 27 sind zwei Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln ausgebildet, die zur Befestigung des hinteren Endes des Ölwannenschutzes 16 an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Die Bodenplatte 15 ist mittels Blindniete, wie zum Beispiel POP-Niete 6 (eingetragenes Warenzeichen der Firma Tucker Fasteners Limited), an einem Vorderende des Querträgers 17 befestigt und im Bereich der Niete 6 durch eine Metalleiste 3 verstärkt. Die Vorderkante der Bodenplatte 15 weist zwei von ihr wegragende Laschen 4 auf, die zur Befestigung der Bodenplatte 15 am Querträger 17 verwendet werden. Die Kombination aus Verstärkungsleisten 3 und Laschen 4 ist derart, daß die Verbindung zwischen dem Querträger 17 und der Bodenplatte 15 bewirkt, daß die Bodenplatte als ein Paar beabstandeter Kunststoffscharniere an einer gemeinsamen Scharnierachse XX wirkt. Die Hinterkante 1 der Bodenplatte 15 kann deshalb um die Scharnierachse XX schwenken.
Jede Seite der Bodenplatte 15 ist mittels einer flexiblen Kunststoffhalterung 20 mit dem benachbarten Längsträger 18 verbunden. Die flexiblen Halterungen 20 sind über Blindniete, wie zum Beispiel POP-Niete 60, mit den Längsträgern 18 und über Blindniete, wie zum Beispiel POP-Niete 70, mit der Bodenplatte verbunden. Die flexiblen Kunststoffhalterungen 20 gestatten, daß sich die Bodenplatte 15 relativ zu den Längsträgern 18 bewegt, wenn die Bodenplatte einem Aufprall von unten ausgesetzt ist, und sie sind auch so flexibel, daß sie jegliche eventuelle Biegung der Bodenplatte aufnehmen können.
Die Hinterkante 1 der Bodenplatte ist mittels eines Paars Z-förmiger Federstahl-Halterungen 19 direkt an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs 10 befestigt. In jeder der Halterungen 19 ist eine erste Öffnung 23 zur Verbindung der Halterung 19 mit der Bodenplatte 15 und eine zweite Öffnung 24 zur Aufnahme einer Schraube, die zur Verbindung der Halterung mit einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs 10 verwendet wird, ausgebildet. Neben den zweiten Öffnungen ist eine nach oben gedrehte Lasche 25 gebildet, die zur Ausrichtung der Halterung 19 auf eine an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs 10 festgehaltene Gewindebefestigung verwendet wird.
Die Halterungen 19 sind durch Niete 71 an der Bodenplatte 15 befestigt. Jeder der Niete 71 erstreckt sich durch die Öffnung 23 in der Halterung 19, eine Öffnung 22 in der Bodenplatte 15 und durch eine an der Unterseite der Bodenplatte 15 angeordnete Unterlegscheibe 72.
Die Öffnung 22 in der Bodenplatte 15 ist viel größer als der Durchmesser des sich dort hindurch erstreckenden Niets 71, damit sich die Bodenplatte relativ zur Halterung 19 verschieben kann, wenn sie einem Aufprall ausgesetzt ist. Unter normalen Bedingungen reicht die Klemmkraft der Niete 71 jedoch aus, um die Bodenplatte sicher an jeder der Halterungen 19 festzuhalten.
Obgleich die Bodenplatte 15 ein im wesentlichen planares Element ist, ist darin ein Paar voneinander beabstandeter Wellungen 21 ausgebildet, die sich von der Hinterkante 1 der Bodenplatte zur Vorderkante 2 der Bodenplatte hin erstrecken. Die Wellungen 21 erhöhen die Biegesteifigkeit in einer Längsrichtung, wirken sich aber sehr wenig auf die Biegefestigkeit der Bodenplatte in Querrichtung aus. Dadurch wird ermöglicht, daß die Bodenplatte sehr flexibel bleibt, aber dennoch genügend Steifigkeit besitzt, um Resonanz zu widerstehen, die bei großen, flachen Oberflächen ein weit verbreitetes Problem darstellt, wenn diese Vibrationen ausgesetzt sind.
Die Bodenplatte 15 besteht aus einem glasfaserverstärkten Thermoplast mit einer Polypropylenmatrix, in der ungeordnet Glasfasern eingebettet sind. Dieses Material bietet eine sehr gute Stoßfestigkeit und besitzt dabei auch genügend Flexibilität und Elastizität, um einem Aufprall ohne Rißbildung zu widerstehen.
Im Gebrauch funktioniert die Bodenplattenanordnung wie folgt: Wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung 'F' über ein Hindernis 'O', wie zum Beispiel einen Stein oder Felsblock, fährt, dessen vertikale Höhe 'h' größer ist als die Bodenfreiheit 'c' des Kraftfahrzeugs 10, dann kommt es zu einer Berührung zwischen dem Querträger 17 und dem oberen Rand des Objektes 'O'. Aufgrund der Neigung des vorderen Querträgers 17 rutscht dieser über das Hindernis 'O' und bewirkt eine Aufwärtsverschiebung des Vorderteils des Kraftfahrzeugs 10 und somit eine Vergrößerung der momentanen oder dynamischen Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs. Nachdem der vordere Querträger 17 über das Hindernis 'O' passiert ist, kommt letzteres mit der Bodenplatte 15 in Berührung, aber aufgrund der flexiblen und im wesentlichen planaren Beschaffenheit der Bodenplatte 15 neigt das Fahrzeug dazu, über das Hindernis 'O' zu gleiten. Die Bodenplatte 15 wird durch den Aufprall auf das Hindernis 'O' gegen den durch die flexiblen Halterungen 20 und die Z-förmigen Halterungen 19 gebotenen Widerstand nach oben gebogen, bis sie das untere Ende des Motors 11 berührt. Die elastische Beschaffenheit der Bodenplatte ist derart, daß sie selbst bei Drücken der Bodenplatte 15 gegen das untere Ende des Motors 11 durch das Hindernis 'O' dahingehend wirkt, jegliche durch das Hindernis 'O' auf das untere Ende des Motors 11 ausgeübte Aufprallkraft zu verteilen, wodurch jegliche eventuelle Beschädigung auf ein Minimum reduziert wird.
Eine solche Verschiebung der Bodenplatte wird durch die flexiblen Halterungen 20 und die Z-förmigen Halterungen 19 aufgenommen.
Nachdem das Fahrzeug das Hindernis passiert hat, führt die Eigenelastizität und Flexibilität der Halterungen 19, 20 die Bodenplatte 15 wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.
Somit ist ersichtlich, daß die Bodenplatte 15 es dem Fahrzeug ermöglicht, "schlittenartig" über Hindernisse zu fahren, auf die es sonst auflaufen würde, wenn die Bodenplatte starrer Beschaffenheit und starr an dem Kraftfahrzeug 10 befestigt wäre. Darüber hinaus ist die allgemein planare Beschaffenheit der Bodenplatte insofern vorteilhaft, als sie eine saubere, aerodynamische Oberfläche für die Unterseite des Motorraumbereichs bietet, wodurch der Luftwiderstands- Beiwert des Kraftfahrzeugs verringert wird. Durch Verwendung eines elastischen Materials, wie zum Beispiel eines glasfaserverstärkten Thermoplasten, wirkt die Bodenplatte des weiteren als ein akustischer Dämpfer, der ein Ausbreiten von Lärm vom unteren Ende des Motorraums verhindert.
Des weiteren versteht sich für Fachleute, daß bei einer herkömmlichen starren Ölwannenschutz- Bodenplattenkonstruktion zwischen dem unteren Ende des Motors und der Ölwannenschutz- oder Bodenplattenanordnung normalerweise ein beträchtlicher freiraum bereitgestellt wird. Dadurch soll gewährleistet werden, daß normale vertikale Durchbiegungen des Motors an seinen Lagerungen nicht zu einer Berührung zwischen der Ölwannenschutz- Bodenplattenanordnung und dem unteren Ende des Motors führen. Jedoch kann dieser zusätzliche Freiraum von Nachteil sein, wenn das Fahrzeug entlang einer Straße mit tiefen Furchen fährt, da die Ölwannenschutz- Bodenplattenanordnung die zur Verfügung stehende Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs praktisch verringert hat. Bei einer erfindungsgemäßen Ölwannenschutz- Bodenplattenanordnung braucht der Ölwannenschutz nur so tief wie das untere Ende des Motors zu sein, so daß er die Bodenfreiheit eigentlich überhaupt nicht verringert. Die Bodenplatte kann jedoch bei normalem Gebrauch weiter nach unten ragen und so für den erforderlichen Freiraum zwischen dem Motor und der Bodenplatte sorgen, aber sie wird bei Berührung mit der Oberseite einer Furche in der Straße leicht nach oben geschoben, wodurch sich die Gefahr eines Auflaufens des Fahrzeugs oben auf die Straßenoberfläche zwischen den Furchen vermindert.
Des weitere versteht sich, daß die Erfindung zwar als Ölwannenschutz beschrieben worden ist, aber zum Schutz anderer ungeschützter Komponenten, wie - zum Beispiel Getriebegehäuse oder Differentialgehäuse, genauso effektiv ist.

Claims

1. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung (14) für ein Kraftfahrzeug (10), die ein starres Ölwannenschutzglied (16) zur starren Verbindung mit einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs (10) und eine elastische Bodenplatte (15) zur beweglichen Befestigung an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölwannenschutz (16) einen starren Querträger (17) und zwei beabstandete Längsträger (18) zur Bildung eines U-förmigen Glieds, in das die Bodenplatte (15) eingepaßt wird, aufweist.

2. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (15) an ihrer Vorderkante mit dem Querträger (17) verbunden ist.

3. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (15) so geformt ist, daß sie im Bereich ihrer Befestigungsstelle am Querträger des Ölwannenschutzes ein Kunststoffscharnier bildet.

4. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (15) zwei Laschen (4) aufweist, die das Kunststoffscharnier bilden.

5. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (15) eine oder mehrere elastische Halterungen (20) aufweist, die in der Nähe ihrer Hinterkante befestigt sind und über die sie im Gebrauch mit einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs (10) verbunden ist.

6. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (15) aus einem elastischen Material hergestellt ist.

7. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (15) an ihren Seitenkanten über flexible Halterungen (20) mit den Längsträgern (18) des Ölwannenschutzes (16) verbunden ist.

8. Ölwannenschutz-Bodenplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (15) eine im wesentlichen planare Konstruktion mit einer relativ glatten Unterseite ist.