WO2020083742A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2020083742A1
WO2020083742A1 PCT/EP2019/078238 EP2019078238W WO2020083742A1 WO 2020083742 A1 WO2020083742 A1 WO 2020083742A1 EP 2019078238 W EP2019078238 W EP 2019078238W WO 2020083742 A1 WO2020083742 A1 WO 2020083742A1
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WO
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motor vehicle
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sill
pillar
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PCT/EP2019/078238
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English (en)
French (fr)
Inventor
Piotr KOTLARSKI
Gagan Saket
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the motor vehicle according to the invention has a
  • Body / bodyshell that includes a front body, a floor structure and a rear body.
  • the floor structure adjoins the front car and comprises a floor panel, on the two long sides of which a sill is arranged, which runs from an A-pillar adjoining the front car to a C-pillar.
  • An inner side member runs along each long side of the floor panel of the floor structure. Furthermore, an end wall is provided, which between the front car and the
  • each of the sills is constructed from an inner C-profile and an outer C-profile, the first and second profile flanges of which are arranged to overlap and are connected to the inner side member, welding being a particularly preferred embodiment of this connection.
  • the peculiarity of the overlapping flanges of the two C-profiles means that all sheets can be attached to one another using the same connection technology, whereby the floor panel is no longer welded to the side member in the Y direction, but to the inner C sill in the Z direction.
  • directions are one under the Y direction and the Z direction
  • the X direction corresponds to the longitudinal axis of the body, but is directed against the forward direction of travel of the motor vehicle.
  • the Y direction points to the right
  • Vehicle side and the Z direction points upwards, i.e. towards the roof of the body.
  • the inner C-profile is understood to mean the profile which faces the inner region of the body, while the outer C-profile is arranged on the outside of the floor structure.
  • the inner C-profile has a first leg adjoining the first profile flange, which is connected via a connecting leg to a second leg, to which the second profile flange adjoins.
  • the base plate is connected to the second leg of the inner C-profile, a welded connection again being particularly preferred as the connection technique.
  • transverse bulkheads and / or foam inserts in the inner and / or outer C-profile.
  • an outer side frame profile is arranged outside the outer C-profile, which is fixed to the side longitudinal member.
  • the front end has two spaced apart, preferably in
  • the connecting profile can run laterally under the end wall in the Y direction, the motor mount and the connecting profiles forming an outside angle of 90 °, preferably an angle greater than 90 °.
  • the connecting profiles are preferably constructed from two sheets.
  • a support beam between a left and a right can be on the front wall of the body
  • a central region of the support beam preferably runs along the course of a tunnel, which extends from the front wall at least essentially along the center of the vehicle in the direction of the rear end. This makes it possible to support the support beam in the floor assembly through the tunnel, the motor beams preferably connecting bluntly to the support beam and the cross section of the support beam closing the respective C-profile of the sills through the connection to the end wall.
  • Front axle carriers which are arranged on each side of the vehicle, with the respective assigned engine carrier over two, but preferably three,
  • the outer connecting profiles By positioning the outer connecting profiles according to the invention, there is advantageously the possibility on the underside of the body to move the rear screwing point of the front axle carrier adjacent to the passenger compartment to the outside.
  • the bearing point is therefore on the underside of the outer connecting profile and leads to a curved shape of the suspension, which in a crash with less overlap favors the sliding of a rim, and advantageously reduces the momentum in the front crash and allows a more stable guidance of the chassis (better support of the Y - Forces in the lower level).
  • a rear longitudinal member is provided on each longitudinal side of the vehicle, which is arranged adjacent to the rear carriage and in each case has an extension part which is connected to the inner C-profile of the associated sill.
  • this connection is preferably provided overlapping behind a heel plate.
  • extension part can preferably laterally on
  • assigned sills are attached, in particular welded on, with the floor panel adjoining the extension part at the top, so that a homogeneous stiffness curve between the sill and the respective side member is made possible.
  • Motor vehicle defined as an independently tradable object.
  • FIG. 1 shows a schematically, slightly simplified perspective illustration of an embodiment of a body shell / body of a motor vehicle according to the invention
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of the body according to FIG. 1, in which the roof of the body has been removed for better illustration of a floor structure
  • Figure 3 is a partial perspective view of the body in the area of
  • Figure 4 is a schematic, highly simplified representation of a
  • Figure 5 is a partial perspective view of the body area in which a front axle beam is arranged.
  • Figure 6 is an end view of the body to explain the structure and operation of a support beam of the front wall of the body.
  • the body 1 comprises a front body 17, a floor structure 18 and a rear body 24 as basic components.
  • the floor structure 18 adjoins the front car 17 in the direction of the rear car 24 and has a floor panel 10.
  • a sill 5A and 5B is arranged on the longitudinal sides LS1 and LS2 of the floor panel 10, which extends from an A-pillar 2A, 2B of the body 1 adjoining the front end 17, to a C-pillar of the body 1 , of the two C-pillars in Figures 1 and 2, the C-pillar 4 is visible.
  • the body 1 has an inner side member on each side LS1 and LS2 of the floor panel 10, due to the selected
  • the body 1 has an end wall 12 which is visible in FIGS. 1 and 2 and which is arranged between the front body 17 and the floor structure 18.
  • FIGS. 1, 4 and 6 show a coordinate system K with an X-axis, a Y-axis and a Z-axis, which is drawn in to explain the course of forces and arrangements of components of the body 1.
  • FIG. 1 also shows the forward direction of travel VFR with an arrow, which shows that the X direction of the coordinate system K is oriented counter to this direction of travel VFR.
  • the Y direction points to the right side of the vehicle, which is symbolized by the long side LS2.
  • the Z direction points upwards, that is, in the direction of a roof 9 of the body 1.
  • each of the sills 5A and 5B has an inner C-profile 1 1 and an outer C-profile 7, the first and second profile flanges 1 1 A, 1 1 B or 7A and 7B are arranged to overlap and rest on the inner side member 6 to which they are connected, such as by means of a weld.
  • the inner C-profile which is referred to as the inner profile because it points to the interior of the body 1, has a first profile flange 1 1A, which connects to a first leg 1 1 C and via one
  • Connecting leg 1 1 D is connected to a second leg 11 E, to which the second profile flange 1 1 B connects.
  • these legs and the flanges are each at a right angle to one another, which, however, as indicated in FIG. 4, does not always have to be the case, since in the illustration in FIG. 4, for example, the leg 11 C forms an angle of more than 90 ° to Connection leg 1 1 D has.
  • the alignment of the legs and the flanges can be adapted to the respective body conditions.
  • FIG. 4 also illustrates, in a schematically highly simplified representation, the base plate 10, which in this particularly preferred embodiment is connected to the second leg 11 E, preferably via a welded connection 25.
  • FIG. 4 further illustrates that outside the outer C-profile 7, which is arranged on the outside of the body 1, there is an outer side frame 8 which can be connected to the side member 6 at a first area and a second area.
  • Fig. 1 further illustrates that the front car 17 two to each other
  • motor supports 16A and 16B each of which is fastened via an outer connecting profile 20A and 20B to a front region 26 of the respective associated sill 5A or 5B pointing towards the front end 17.
  • the outer connecting profiles 20A and 20B are preferably provided in front of and below the end wall 12.
  • FIG. 1 illustrates here using the motor mount 16A, which, like the motor mount 16B with the associated connecting profile 20A or 20B, at least essentially encloses an angle of 90 °, preferably more than 90 °.
  • each of the connecting profiles 20A and 20B constructed from two sheets to be joined together. However, it is also possible to use a larger number of sheets.
  • a support bracket 21 is arranged on the front wall 12 between a left and a right vehicle half LFH or RFH.
  • the support beam 21 has a central region 21 C, which follows a tunnel 23 of the body 1.
  • the respectively assigned motor mount 16A or 16B preferably connects bluntly to the support beam 21, the cross section of the support beam 21 closing the associated C-profile of the respective sill 5A or 5B through the connection to the end wall 12.
  • Fig. 6 further illustrates that the support bracket 21 has two edge portions 21 A and 21 B, which are inclined downwards, that is to say inclined to the Z axis, and are connected over their entire length to the respectively associated connecting profile 20A or 20B.
  • a weld or another suitable type of connection is also preferably provided for this connection.
  • the support bracket 21 can preferably be pulled down to the sills 5A, 5B and a connection between the support bracket 21 and the outer connection profiles 20A, 20B can be realized.
  • a connection between the support bracket 21 and the outer connection profiles 20A, 20B can be realized.
  • an extension of the inner C-profile 1 1 to the front area of the connecting profile 20A, 20B is possible.
  • the front end 17 has a front axle support 27 on each side of the vehicle and is connected to the associated engine support 16A or 16B.
  • FIG. 5 only illustrates the arrangement of the screw connection 30 in the region of the connecting profile 20A.
  • This positioning results in better Y support for better driving dynamics and pulse reduction in the event of a front crash thanks to greater flexibility in the front axle longitudinal tube.
  • FIG. 3 illustrates a further particularly preferred embodiment in which a rear side member is provided on each side of the vehicle.
  • a rear side member is provided on each side of the vehicle.
  • the longitudinal beam 15 is arranged adjacent to the rear carriage 24 and has an extension part 40 which is connected to the inner C-profile 11 of the sill. This fulfills the
  • Extension part 40 of the rear longitudinal member 15 has the comparable function as the front connecting profile.
  • the crash load is transferred from a carrier to the double-C sill 5 or 5A.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie (1), die aufweist einen Vorderwagen (17), eine Bodenstruktur (18), die sich an den Vorderwagen (17) anschließt und ein Bodenblech (10) aufweist, an dessen beiden Längsseiten (LS1, LS2) jeweils ein Schweller (5A, 5B) angeordnet ist, der von einer an den Vorderwagen (17) anschließenden A-Säule (2A, 2B) der Karosserie (1) bis zu einer C-Säule (4) der Karosserie (1) verläuft, einen inneren Längsträger (6) auf jeder Längsseite (LS1, LS2) des Bodenblechs (10), und eine Stirnwand (12), die zwischen dem Vorderwagen (17) und der Bodenstruktur (18) angeordnet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schweller (5A, 5B) aus einem inneren C-Profil (11) und einem äußeren C-Profil (7) aufgebaut ist, deren erste und zweite Profilflansche (11A, 11B bzw. 7A, 7B) überlappend angeordnet mit dem inneren Längsträger (6) verbunden, insbesondere verschweißt, sind.

Description

Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Auslegung der Fahrzeugkarosserie eines derartigen Kraftfahrzeugs gibt es eine Vielzahl von Aspekten, Anforderungen und Gesetzen, die zu beachten sind. Besonders wichtig ist dabei die Crashsicherheit des Kraftfahrzeugs, für die ein großer Aufwand betrieben wird. Neben der Crashsicherheit sind aber auch Eigenschaften wie die Steifigkeit der Karosserie, die Einflüsse auf die
Fahrdynamik, sowie der Fahrkomfort und die Geräuschkulisse von Bedeutung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, dessen Karosserie eine Verbesserung der fahrdynamischen Eigenschaften und eine Erhöhung der Crashsicherheit ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Im Einzelnen weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug eine
Karosserie/Rohkarosserie auf, die einen Vorderwagen, eine Bodenstruktur und einen Hinterwagen umfasst. Die Bodenstruktur schließt sich hierbei an den Vorderwagen an und umfasst ein Bodenblech, an dessen beiden Längsseiten jeweils eine Schweller angeordnet ist, der von einer an den Vorderwagen anschließenden A-Säule bis zu einer C-Säule verläuft. Ein innerer Längsträger verläuft entlang jeder Längsseite des Bodenblechs der Bodenstruktur. Ferner ist eine Stirnwand vorgesehen, die zwischen dem Vorderwagen und der
Bodenstruktur angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist hierbei jeder der Schweller aus einem inneren C-Profil und einem äußeren C-Profil aufgebaut, deren erste und zweite Profilflansche überlappend angeordnet sind und mit dem inneren Längsträger verbunden sind, wobei eine Verschweißung eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieser Verbindung ist.
Die Besonderheit der überlappenden Flansche der beiden C-Profile ergibt die Möglichkeit, sämtliche Bleche miteinander mit derselben Verbindungstechnik zu befestigen, wobei das Bodenblech nicht mehr in Y-Richtung am Längsträger, sondern am inneren C-Schweller in Z-Richtung verschweißt wird. Damit werden die Schweißpunkte am Bodenblechflansch auf Scherung beansprucht, wodurch sie doppelt so viel Last im Vergleich zur bisherigen Verbindung aufnehmen können.
Unter Y-Richtung und Z-Richtung sind hierbei Richtungen eines
Koordinatensystems der Karosserie zu verstehen, indem die X-Richtung der Längsachse der Karosserie entspricht, jedoch gegen die Vorwärts-Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gerichtet ist. Die Y-Richtung weist auf die rechte
Fahrzeugseite hin und die Z-Richtung weist nach oben, also in Richtung auf das Dach der Karosserie.
Zur Erläuterung ist ferner hervorzuheben, dass unter dem inneren C-Profil das Profil verstanden wird, das dem Innenbereich der Karosserie zugewandt ist, während das äußere C-Profil auf der Außenseite der Bodenstruktur angeordnet ist.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das innere C-Profil einen sich an den ersten Profilflansch anschließenden ersten Schenkel auf, der über einen Verbindungsschenkel mit einem zweiten Schenkel verbunden ist, an dem sich der zweite Profilflansch anschließt.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bodenblech mit dem zweiten Schenkel des inneren C-Profils verbunden ist, wobei als Verbindungstechnik wiederum eine Schweißverbindung besonders bevorzugt ist. Hierdurch ergibt sich der zuvor bereits erläuterte Vorteil, dass das Bodenblech nicht mehr in Y-Richtung am Längsträger, sondern am inneren C- Schweller in Z-Richtung befestigt, insbesondere verschweißt, werden kann.
Zur Verstärkung der C-Profile und damit der Schweller ist es möglich, im inneren und/oder äußeren C-Profil Querschotte und/oder Schaumeinlagen anzuordnen.
Ferner wird außerhalb des äußeren C-Profils ein äußeres Seitenrahmenprofil angeordnet, der am seitlichen Längsträger fixiert wird.
Der Vorderwagen weist zwei zueinander beabstandete, vorzugsweise in
Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Motorträger aufweisen, die jeweils über ein äußeres Verbindungsprofil an einem auf den Vorderwagen weisenden vorderen Bereich des jeweiligen Schwellers / A-Säule befestigt sind.
Hierbei ist es möglich, dass das Verbindungsprofil seitlich unter der Stirnwand in Y-Richtung verläuft, wobei die Motorträger und die Verbindungsprofile außen einen 90°-Winkel, vorzugsweise einen Winkel größer 90°, bilden.
Bevorzguterweise sind die Verbindungsprofile aus zwei Blechen aufgebaut.
Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, den Lastpfad von den Motorträgern möglichst gut auf die Doppel-C-Schweller zu übertragen und einen Y- und Z- Versatz zwischen den Motorträgern und dem Boden bzw. Schweller homogen zu überführen, so dass die Motorträger möglichst breit abgestützt werden können.
Hierzu ist es ferner vorzugsweise möglich, die äußeren Verbindungsprofile sowohl in der Y-als auch in der Z-Richtung schräg zu stellen, was die freie Biegelänge der Motorträger verringert. Hierbei ist es bevorzugterweise möglich, die Verbindungsprofile formschlüssig an den Motorträgern anzuschweißen und am zugeordneten Schweller, nicht mehr wie bisher seitlich zu montieren, sondern als Verlängerungsteil anzubinden. Die äußeren Verbindungsprofile können somit vorzugsweise auf Stoß mit dem jeweiligen Schweller verbunden werden, so dass die von den Motorträgern aufgenommene Kraft mit kleinerem Versatz in die Schweller eingeleitet werden kann. Ferner ist es vorzugsweise möglich, den Verbindungsprofilen eine
rampenförmige Form zu verleihen, die es erlaubt, bei einem Crash mit geringerer Überlappung ein Abgleiten der Felge möglich zu machen, was die
aufzunehmende Unfallenergie für die Karosserie verringert.
Ferner ist es vorzugsweise möglich, die Verbindungsprofile mit einem
zusätzlichen rampenförmigen Blech auf ihrer Rückseite zu versehen, was die Verbindungsprofile verstärkt und eine formschlüssige Anbringung an den Motorträgern möglich macht. Ferner ermöglicht dies eine seitliche Anbringung an den Schwellern, vorzugsweise über doppelte Schweißpunktreihen. Ferner ist es vorzugsweise möglich, die Verbindungsprofile durch Querschotten oder
Einbringen von Schäumen in ihren Querschnitt zu versteifen.
Ferner ergibt sich der Vorteil, dass die Abstützung der Motorträger sowohl in Z- als auch in Y-Richtung Vibrationen senkt, Schwingungsanregungen des
Bodenblechs verringert und die Crashsicherheit der Fahrgastzelle erhöht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann auf der Stirnwand der Karosserie ein Stützträger zwischen einer linken und einer rechten
Fahrzeughälfte angeordnet werden, wobei eine Überlappung mit der jeweiligen A-Säule bzw. dem zugeordneten Schweller möglich ist.
Bevorzugterweise verläuft ein Mittelbereich des Stützträgers entlang dem Verlauf eines Tunnels, der sich von der Stirnwand aus zumindest im Wesentlichen entlang der Fahrzeugmitte in Richtung auf den Hinterwagen erstreckt. Hierdurch ist es möglich, den Stützträger in der Bodengruppe durch den Tunnel abzustützen, wobei bevorzugterweise die Motorträger stumpf an den Stützträger anschließen und der Querschnitt des Stützträgers durch die Verbindung zur Stirnwand das jeweilige C-Profil der Schweller schließt.
Dadurch wird vorzugsweise erreicht, dass der Stützträger die Stirnwand stabilisiert und sich in der Mitte am Tunnel abstützt, so dass es möglich wird, die Last der Motorträger aufzunehmen. Ferner ist es vorzugsweise möglich, die beiden Endbereiche des Stützträgers in Z-Richtung herunterzuziehen, um die Last ohne Versatz in den jeweiligen Schweller einleiten zu können, da die beiden Bauteile in einen Knoten einlaufen, der durch den unteren Bereich der A-Säule und den zugeordneten Schweller gebildet wird, was durch eine Überlappung der Randabschnitte des Stützträgers mit den Verbindungsprofilen erreicht wird, was vorteilhafterweise eine bessere Versteifung der Stirnwand und eine Minderung von Vibrationen sowie eine erhöhte Steifigkeit der Fahrgastzelle ermöglicht.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform werden
Vorderachsträger, die auf jeder Fahrzeugseite angeordnet sind, mit dem jeweils zugeordneten Motorträger über zwei, bevorzugterweise jedoch drei,
insbesondere auf einer X-Linie liegenden Verschraubungen verbunden. Hierbei ist es möglich, eine Verschraubung unter der Stirnwand im Bereich des jeweiligen äußeren Verbindungsprofils anzuordnen.
Durch die erfindungsgemäße Positionierung der äußeren Verbindungsprofile ergibt sich vorteilhafterweise auf der Unterseite der Karosserie die Möglichkeit, den hinteren, der Fahrgastzelle benachbarten, Verschraubungspunkt des Vorderachsträgers nach außen zu verlegen. Der Lagerpunkt liegt somit auf der Unterseite des äußeren Verbindungsprofils und führt zu einer geschwungenen Form der Aufhängung, was im Crash mit geringerer Überdeckung das Abgleiten einer Felge begünstigt, und vorteilhafterweise den Impuls im Frontcrash reduziert und eine stabilere Führung des Fahrwerks erlaubt (bessere Abstützung der Y- Kräfte in der unteren Ebene).
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist auf jeder Fahrzeuglängsseite ein hinterer Längsträger vorgesehen, der benachbart zum Hinterwagen angeordnet ist und jeweils ein Verlängerungsteil aufweist, das mit dem inneren C-Profil des zugeordneten Schwellers verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass der jeweilige Schweller in den hinteren Längsträger mit den Aufnahmen für den Hinterachsträger überführt werden kann, wobei beide auf unterschiedlichem Z- und Y-Niveau verlaufen. Hierbei kann dieser Versatz über das Verlängerungsteil des Längsträgers eingeleitet werden und den Rest des Längsträgers hinten, also in Richtung auf den Hinterwagen, angeordnet werden. Hierbei ist es möglich, das vordere Ende des Verlängerungsteils des
Längsträgers mit dem hinteren Teil des inneren C-Profils des jeweiligen
Schwellers zu verbinden, wobei diese Verbindung vorzugsweise überlappend hinter einem Fersenblech vorgesehen wird.
Ferner ist es bevorzugterweise möglich, das hintere Ende des Verlängerungsteils des Längsträgers mit dem vorderen Ende des hinteren Längsträgers zu verbinden, wobei die Innenkante des Verlängerungsteils des Längsträgers hinten einen Y-Bogen umfasst, um den Y-Versatz auszugleichen.
Ferner ist es bevorzugterweise möglich, einen Untergurt des Verlängerungsteils des Längsträgers hinten mit einem Z-Bogen zu versehen, um den Z-Versatz auszugleichen.
Schließlich kann bevorzugterweise das Verlängerungsteil seitlich am
zugeordneten Schweller angebracht, insbesondere angeschweißt, werden, wobei oben an das Verlängerungsteil das Bodenblech hinten anschließt, damit ein homogener Steifigkeitsverlauf zwischen dem Schweller und dem jeweiligen Längsträger möglich gemacht wird.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass erfindungsgemäß folgende Vorteile erreichbar sind: deutlich steifere Karosserie durch die Doppel-C-Schweller und deren
Anbindung; homogenere Lastpfadverläufe von den Motorträgern zu den Doppel-C- Schwellern bis zum hinteren Längsträger; besserer Lastpfad im Schweller durch die Doppel-C-Profile und die überlappenden gemeinsamen Flansche;
Anbindung des Bodenblechs am jeweiligen Schweller in Z-Richtung und damit höhere Schweißpunktfestigkeit aufgrund Schwerbelastung im
Seitencrash; bessere Anbindung/Integration des Doppel-C-Schwellers zu den Lastpfaden der Motorträger vorne und hinten zum Längsträger; verbesserte Akustik und verbesserter Schwingungskomfort aufgrund der höheren Steifigkeit der Karosserie; verbesserte Fahrdynamik aufgrund der höheren Steifigkeit der Karosserie; sichere Fahrgastzelle im Crashfall aufgrund der höheren Steifigkeit der Karosserie.
In den Ansprüchen 17 und 18 ist eine Karosserie/Rohkarosserie für ein
Kraftfahrzeug als selbständig handelbares Objekt definiert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren der Zeichnung. Darin zeigt:
Figur 1 eine schematisch leicht vereinfachte perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Rohkarosserie/Karosserie eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Karosserie gemäß Figur 1 , bei der zur besseren Darstellung einer Bodenstruktur das Dach der Karosserie entfernt ist,
Figur 3 eine perspektivische Teildarstellung der Karosserie im Bereich ihrer
Bodenstruktur und des Hinterwagens,
Figur 4 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer
Schwellerausbildung,
Figur 5 eine perspektivische Teildarstellung des Karosseriebereichs, in dem ein Vorderachsträger angeordnet ist, und
Figur 6 eine Stirnansicht der Karosserie zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise eines Stützträgers der Stirnwand der Karosserie. Aus einer Zusammenschau der Figuren 1 bis 3 ergibt sich der generelle Aufbau einer Karosserie 1 , die auch als Rohkarosserie/Rohkarosse bezeichnet werden kann und die das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug repräsentiert, das neben den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Merkmalen natürlich sämtliche andere Merkmale eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Motor, Getriebe, Fahrwerk und Räder umfasst.
Die Karosserie 1 umfasst als Basiskomponenten einen Vorderwagen 17, eine Bodenstruktur 18 sowie einen Hinterwagen 24.
Die Bodenstruktur 18 schließt sich an den Vorderwagen 17 in Richtung auf den Hinterwagen 24 an und weist ein Bodenblech 10 auf. An den in Figur 1 bezeichneten Längsseiten LS1 und LS2 des Bodenblechs 10 ist jeweils ein Schweller 5A bzw. 5B angeordnet, der von einer an den Vorderwagen 17 anschließenden A-Säule 2A, 2B der Karosserie 1 bis zu einer C-Säule der Karosserie 1 verläuft, wobei von den beiden C-Säulen in Figuren 1 und 2 die C- Säule 4 sichtbar ist.
Ferner weist die Karosserie 1 einen inneren Längsträger auf jeder Längsseite LS1 und LS2 des Bodenblechs 10 auf, wobei aufgrund der gewählten
Darstellung dieser Längsträger 6 nur in der schematisch stark vereinfachten Prinzipskizze der Figur 4 sichtbar ist.
Ferner weist die Karosserie 1 eine Stirnwand 12 auf, die in den Figuren 1 und 2 sichtbar ist und die zwischen dem Vorderwagen 17 und der Bodenstruktur 18 angeordnet ist.
Schließlich ist in den Figuren 1 , 4 und 6 ein Koordinatensystem K mit einer X- Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse dargestellt, das zur Erläuterung des Verlaufes von Kräften und Anordnungen von Komponenten der Karosserie 1 eingezeichnet ist. In Figur 1 ist ferner mit einem Pfeil die Vorwärtsfahrtrichtung VFR dargestellt, wobei sich ergibt, dass die X-Richtung des Koordinatensystems K entgegen dieser Fahrtrichtung VFR ausgerichtet ist. Die Y-Richtung weist auf die rechte Fahrzeugseite, die durch die Längsseite LS2 symbolisiert wird. Die Z- Richtung weist nach oben, also in Richtung auf ein Dach 9 der Karosserie 1. Wie sich aus der Prinzipdarstellung der Figur 4 ergibt, weist jeder der Schweller 5A und 5B ein inneres C-Profil 1 1 und ein äußeres C-Profil 7 auf, deren erste und zweite Profilflansche 1 1 A, 1 1 B bzw. 7A und 7B überlappend angeordnet sind und an dem inneren Längsträger 6 anliegen, mit dem sie verbunden sind, wie beispielsweise mittels einer Verschweißung.
Das innere C-Profil, das als inneres Profil bezeichnet wird, weil es auf den Innenraum der Karosserie 1 weist, weist einen ersten Profilflansch 1 1A auf, der sich an einen ersten Schenkel 1 1 C anschließt und über einen
Verbindungsschenkel 1 1 D mit einem zweiten Schenkel 11 E verbunden ist, an denen sich der zweite Profilflansch 1 1 B anschließt. Bevorzugterweise stehen diese Schenkel und die Flansche jeweils in einem rechten Winkel zueinander, was jedoch, wie Figur 4 andeutet, nicht immer der Fall sein muss, da bei der Darstellung der Figur 4 beispielsweise der Schenkel 1 1 C einen Winkel von mehr als 90° zum Verbindungsschenkel 1 1 D aufweist. Die Ausrichtung der Schenkel und der Flansche kann hierbei an die jeweiligen Karosseriebedingungen angepasst werden.
Figur 4 verdeutlicht ferner in schematisch stark vereinfachter Darstellung das Bodenblech 10, das bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform mit dem zweiten Schenkel 1 1 E, vorzugsweise über eine Schweißverbindung 25, verbunden ist.
Ferner verdeutlicht Figur 4, dass außerhalb des äußeren C-Profils 7, das auf der Außenseite der Karosserie 1 angeordnet ist, ein äußerer Seitenrahmen 8 angeordnet ist, das mit dem Längsträger 6 an einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich verbunden werden kann.
Fig. 1 verdeutlicht ferner, dass der Vorderwagen 17 zwei zueinander
beabstandete, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende, Motorträger 16A und 16B aufweist, die jeweils über ein äußeres Verbindungsprofil 20A und 20B an einem auf den Vorderwagen 17 weisenden Vorderbereich 26 des jeweils zugeordneten Schwellers 5A bzw. 5B befestigt sind. Die äußeren Verbindungsprofile 20A und 20B sind hierbei bevorzugterweise vor und unterhalb der Stirnwand 12 vorgesehen.
Figur 1 verdeutlich hier anhand des Motorträgers 16A, das dieser, wie auch der Motorträger 16B mit dem zugeordneten Verbindungsprofil 20A bzw. 20B zumindest im Wesentlichen einen Winkel von 90°, vorzugsweise von mehr als 90° einschließt.
Wie eingangs bereits erläutert, ist bei einer besonders bevorzugten
Ausführungsform jedes der Verbindungsprofile 20A und 20B aus zwei miteinander zu verbindenden Blechen aufgebaut. Es ist jedoch auch möglich, eine größere Anzahl von Blechen zu verwenden.
Aus Figur 6 ergibt sich, dass bei einer weiteren besonders bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs bzw. der
erfindungsgemäßen Karosserie 1 ein Stützträger 21 auf der Stirnwand 12 zwischen einer linken und einer rechten Fahrzeughälfte LFH bzw. RFH angeordnet ist.
Der Stützträger 21 weist hierbei einen Mittelbereich 21 C auf, der einem Verlauf eines Tunnels 23 der Karosserie 1 folgt.
Der jeweils zugeordnete Motorträger 16A bzw. 16B schließt bevorzugterweise stumpf an den Stützträger 21 an, wobei der Querschnitt des Stützträgers 21 durch die Verbindung zur Stirnwand 12 das zugeordnete C-Profil des jeweiligen Schwellers 5A bzw. 5B schließt.
Fig. 6 verdeutlicht ferner, dass der Stützträger 21 zwei Randabschnitte 21 A und 21 B aufweist, die nach unten geneigt, also zur Z-Achse geneigt, verlaufen und über ihre gesamte Länge mit dem jeweils zugeordneten Verbindungsprofil 20A bzw. 20B verbunden sind. Für diese Verbindung ist ebenfalls bevorzugterweise eine Verschweißung oder eine sonstige geeignete Verbindungsart vorgesehen.
Bevorzugterweise kann der Stützträger 21 bis an die Schweller 5A, 5B heruntergezogen werden und dabei eine Verbindung zwischen dem Stützträger 21 und den äußeren Verbindungsprofilen 20A, 20B realisiert werden. Zusätzlich ist eine Verlängerung des inneren C-Profils 1 1 bis zum vorderen Bereich des Verbindungsprofils 20A, 20B möglich.
Aus der perspektivischen Darstellung der Figur 5 ergibt sich, dass bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorderwagen 17 einen Vorderachsträger 27 auf jeder Fahrzeugseite aufweist und der mit dem jeweils zugeordneten Motorträger 16A bzw. 16B verbunden ist. Hierbei sind bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform zwei, vor allem jedoch drei
insbesondere auf einer X-Linie liegende, Verschraubungen vorgesehen, wobei die letzte bzw. hinterste Verschraubung 30 bevorzugterweise unter der Stirnwand 12 im Bereich des jeweils äußeren Verbindungsprofils 20A bzw. 20B angeordnet ist. Aufgrund der gewählten Darstellung verdeutlicht hierbei Figur 5 nur die Anordnung der Verschraubung 30 im Bereich des Verbindungsprofils 20A.
Durch diese Positionierung ergibt sich nach außen eine bessere Y-Abstützung für eine bessere Fahrdynamik und Impulsreduktion bei einem Frontcrash durch eine größere Nachgiebigkeit im Vorderachsträgerlängsrohr.
Figur 3 verdeutlicht eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform, bei der auf jeder Fahrzeuglängsseite ein hinterer Längsträger vorgesehen ist. Aufgrund der in Figur 3 gewählten Darstellung ist nur einer der Längsträger mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet. Der Längsträger 15 ist hierbei benachbart zum Hinterwagen 24 angeordnet und weist ein Verlängerungsteil 40 auf, das mit dem inneren C-Profil 1 1 des Schwellers verbunden ist. Hierbei erfüllt das
Verlängerungsteil 40 des hinteren Längsträgers 15 die vergleichbare Funktion wie das vordere Verbindungsprofil. Im Falle eines Unfalls wird die Crashlast von einem Träger auf den Doppel-C-Schweller 5 bzw. 5A übertragen. Durch das Vorsehen des zweiten inneren C-Profils 1 1 lässt sich hierbei das
Verlängerungsteil 40 mit dem C-Schweller befestigen. Dies ergibt den Vorteil eines deutlich homogeneren Lastpfades.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zur Ergänzung der Offenbarung explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den Figuren 1 bis 6 Bezug genommen. Bezugszeichenliste:
1 Karosserie / Rohkarosserie
2A A-Säule
2B A-Säule
3 B-Säule
3A B-Säule
3B B-Säule
4 C-Säule
5A Schweller
5B Schweller
6 innerer seitlicher Längsträger
7 äußeres C-Profil
7A erster Profilflansch
7B zweiter Profilflansch
7C erster Schenkel
7D Verbindungsschenkel
7E zweiter Schenkel
8 äußeres Profil
9 Dach Bodenblech/Bodenplatte
inneres C-Profil
A erster Profilflansch
B zweiter Profilflansch
C erster Schenkel
D Verbindungsschenkel
E zweiter Schenkel
Stirnwand
Sitzquerträger
Fersenblech
hinterer Längsträger
A Motorträger
B Motorträger
Vorderwagen / Vorderwagenstruktur Bodenstruktur
Dachausschnitt
A äußeres Verbindungsprofil
B äußeres Verbindungsprofil
Stützträger
A Randabschnitt 21 B Randabschnitt
21 C Mittelbereich
23 Tunnel
24 Hinterwagen / Hinterwagenstruktur
25 Schweißverbindung
26 vorderer Bereich
27 Vorderachsträger
28 Verschraubung
30 Verschraubung
40 Verlängerungsteil
K Koordinatensystem
VFR Vorwärtsfahrtrichtung
LS1 Längsseite
LS2 Längsseite
LFH linke Fahrzeughälfte
RFH rechte Fahrzeughälfte

Claims

Patentansprüche:
1. Kraftfahrzeug
- mit einer Karosserie (1 ), die aufweist
• einen Vorderwagen (17),
• eine Bodenstruktur (18), die sich an den Vorderwagen (17)
anschließt und ein Bodenblech (10) aufweist, an dessen beiden Längsseiten (LS1 , LS2) jeweils ein Schweller (5A, 5B) angeordnet ist, der von einer an den Vorderwagen (17) anschließenden A- Säule (2A, 2B) der Karosserie (1 ) bis zu einer C-Säule (4) der Karosserie (1 ) verläuft,
• einen inneren Längsträger (6) auf jeder Längsseite (LS1 , LS2) des Bodenblechs (10), und
• eine Stirnwand (12), die zwischen dem Vorderwagen (17) und der Bodenstruktur (18) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass jeder Schweller (5A, 5B) aus einem inneren C-Profil (1 1 ) und einem äußeren C-Profil (7) aufgebaut ist, deren erste und zweite Profilflansche (1 1A, 1 1 B bzw. 7A, 7B) überlappend angeordnet mit dem inneren Längsträger (6) verbunden, insbesondere verschweißt, sind.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das innere C-Profil (11 ) einen sich an den ersten Profilflansch (11A) anschließenden ersten Schenkel (1 1 C) aufweist, der über einen Verbindungsschenkel
(1 1 D) mit einem zweiten Schenkel (1 1 E) verbunden ist, an den sich der zweite Profilflansch (1 1 B) anschließt.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bodenblech (10) mit dem zweiten Schenkel (1 1 E) des inneren C-Profils (1 1 ) verbunden ist.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als
Verbindung eine Schweißverbindung (25) vorgesehen ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren und/oder äußeren C-Profil (1 1 bzw. 7) Querschotte und/oder Schaumeinlagen angeordnet sind.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des äußeren C-Profils (7) eine äußeres Seitenrahmen- Profil (8) angeordnet ist.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderwagen (17) zwei zueinander beabstandete Motorträger (16A, 16B) aufweist, die jeweils über ein äußeres Verbindungsprofil (20A, 20B) an einem auf den Vorderwagen (17) weisenden vorderen Bereich (26) des jeweiligen Schwellers (5A bzw. 5B) befestigt sind.
8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verbindungsprofile (20A, 20B) seitlich vor und unterhalb der Stirnwand (12) verlaufen.
9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Motorträger (16A, 16B) mit dem zugeordneten Verbindungsprofil (20A bzw. 20B) außen einen Winkel von etwa 90°, vorzugsweise mehr als 90°, einschließt.
10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verbindungsprofil (20A, 20B) aus zwei oder mehreren Blechen aufgebaut ist.
11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass auf der Stirnwand (12) ein Stützträger (21 ) zwischen einer linken und einer rechten Fahrzeughälfte (LFH, RFH) angeordnet ist.
12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützträger (21 ) einen Mittelbereich (21 C) aufweist, der einem Verlauf eines Tunnels (23) der Karosserie (1 ) folgt.
13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Motorträger (16A, 16B) stumpf an den Stützträger (21 ) anschließt und dabei der Querschnitt des Stützträgers (21 ) durch die Verbindung zur Stirnwand (12) geschlossen ist.
14. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass der Stützträger (21 ) zwei Randabschnitte (21 A, 21 B) aufweist, die nach unten geneigt verlaufen und über ihre gesamte Länge mit dem jeweiligen Verbindungsprofil (20A bzw. 20B) verbunden, insbesondere verschweißt, sind, wobei die Randabschnitte (21 A, 21 B) und das jeweilige Verbindungsprofil (20A bzw. 20B) einen von einem unteren Bereich der jeweiligen A-Säule (2A bzw. 2B) und dem jeweiligen Schweller (5A, 5B) gebildeten Knoten überlappen.
15. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass der Vorderwagen (17) ferner einen Vorderachsträger (27) aufweist, der auf jeder Fahrzeugseite mit dem jeweiligen zugeordneten Motorträger (16A, 16B) über zwei, vorzugsweise drei insbesondere auf einer Linie liegende, Verschraubungen verbunden ist, wobei eine der Verschraubungen (30) unter der Stirnwand (12) im Bereich des jeweils äußeren Verbindungsprofils (20A, 20B) angeordnet ist.
16. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch einen hinteren Längsträger (15) auf jeder Fahrzeuglängsseite (LS1 , LS2), der benachbart zum Hinterwagen (24) angeordnet ist und ein
Verlängerungsteil (40) aufweist, das mit dem inneren C-Profil (1 1 ) des zugeordneten Schwellers (5A bzw. 5B) überlappend hinter einem
Fersenblech (14) verbunden ist.
17. Karosserie (1 ) für ein Kraftfahrzeug, die aufweist:
• einen Vorderwagen (17), • eine Bodenstruktur (18), die sich an den Vorderwagen (17) anschließt und ein Bodenblech (10) aufweist, an dessen beiden Längsseiten (LS1 , LS2) jeweils ein Schweller (5A, 5B) angeordnet ist, der von einer an den Vorderwagen (17) anschließenden A-Säule (2A, 2B) der Karosserie (1 ) bis zu einer C-Säule (4) der Karosserie (1 ) verläuft,
• einen inneren Längsträger (6) auf jeder Längsseite (LS1 , LS2) des Bodenblechs (10), und
• eine Stirnwand (12), die zwischen dem Vorderwagen (17) und der Bodenstruktur (18) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Schweller (5A, 5B) aus einem inneren C-Profil (11 ) und einem äußeren C-Profil (7) aufgebaut ist, deren erste und zweite Profilflansche (1 1 A, 1 1 B bzw. 7A, 7B) überlappend angeordnet mit dem inneren
Längsträger (6) verbunden, insbesondere verschweißt, sind.
18. Karosserie (1 ) nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale der Ansprüche 2 bis 16.
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