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Dokumentenidentifikation DE102005014925A1 26.10.2006
Titel Bodenstruktur
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Winkler, Andreas, 74074 Heilbronn, DE;
Haffner, Peter, 32683 Barntrup, DE
DE-Anmeldedatum 01.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005014925
Offenlegungstag 26.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.10.2006
IPC-Hauptklasse B62D 25/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Bodenstruktur (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für den Hinterwagenbereich (2) eines Kraftfahrzeugs, umfasst eine Mulde (10) zur Aufnahme eines Reserverads. Um mit einfachen konstruktiven Mitteln auch dem Bereich der Reserveradmulde einen noch stärkeren Beitrag zur Fahrzeugsteifigkeit und zur Stoßenergieabsorption zu ermöglichen, ist die Reserveradmulde (10) von einem äußeren, umlaufenden Versteifungsprofil (12) umgeben.

Beschreibung[de]

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik und mechanisch steifen Fahrzeugkonstruktion, insbesondere von Kraftfahrzeugen, und betrifft eine Bodenstruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Reserveradmulden sind bei heutigen Fahrzeugen Standard und dienen zur Aufnahme und zum geschützten Transport von Reserverädern. Unter dem Begriff "Reserverad" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl ein vollwertiges, mit den übrigen Fahrzeugrädern gleichartiges Rad als auch ein so genanntes Notrad zu verstehen, das zumeist unter gewissen Betriebs- und Geschwindigkeitsbeschränkungen bei einem Reifenschaden als Ersatzrad ausreicht, die nächstgelegene Werkstatt oder Servicestation zu erreichen.

Eine Bodenstruktur der eingangs genannten Art geht aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 101 10 163 A1 hervor. Bei dieser bekannten Bodenstruktur ist eine – üblicherweise als Schalenkonstruktionen aus Blech oder Kunststoff konzipierte – Reserveradmulde im Hinterwagenbereich eines Fahrzeugs zwischen den beiden Längsträgern vorgesehen. Bei dieser Konzeption kann die Reserveradmulde nur einen vergleichsweise geringen Beitrag zur Steifigkeit der Fahrzeugbodenstruktur leisten. Deshalb kann bei einem seitlichen oder rückwärtigen Heckaufprall nur relativ wenig Aufprallenergie durch eine Verformung der Bodenstruktur absorbiert werden. Mit anderen Worten: Ein großer Anteil der Aufprallenergie bliebe unabsorbiert und könnte zu einer Schädigung der Fahrzeuginsassen und/oder zu erheblichen Verformungen der tragenden Karosserieteile und damit zu schweren Unfallschäden führen. Vor diesem Hintergrund sieht die DE 101 10 163 A1 in den seitlich hinteren Bereichen neben der Reserveradmulde zwei symmetrisch angeordnete U-förmige Verstärkungsprofile vor, die mit jeweils einem der Längsträger verbunden sind. Damit ist eine Versteifung dieser Heckbereiche realisiert. Dies erfordert allerdings einen erheblichen konstruktiven und montageseitigen Aufwand und dennoch ist bei einer direkten heckseitigen Kollision (also in Längsachse des Fahrzeugs) im zentralen Fahrzeugbereich nicht in jedem Fall eine ausreichende Absorption der Aufprallenergie gewährleistet.

Vor diesem Hintergrund liegt nun der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, dem Bereich der Reserveradmulde einen noch stärkeren Beitrag zur Fahrzeugsteifigkeit und zur Stoßenergieabsorption zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bodenstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demgemäß ist bei der erfindungsgemäßen Bodenstruktur vorgesehen, dass die Reserveradmulde von einem äußeren, umlaufenden Versteifungsprofil umgeben ist.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht unter anderem darin, die unmittelbare Umgebung der Reserveradmulde durch ein konstruktiv einfaches Bauteil mechanisch erheblich zu stärken.

Dies hat den Vorteil, dass somit auch dieser Bodenbereich zur Erhöhung der Fahrzeugsteifigkeit und im Kollisionsfall zur Umwandlung von Stoßenergie in Verformungsenergie beiträgt, ohne dass dabei irreparable oder nur sehr aufwendig zu beseitigende Schäden an der Fahrzeugkarosserie entstehen. So können bei der erfindungsgemäßen Bodenstruktur zum Beispiel nach einem Auffahrunfall mit vergleichsweise geringem Aufwand die Bodenstruktur, also insbesondere die Reserveradmulde und das Versteifungsprofil als vergleichsweise preiswerte Ersatzteile, ausgetauscht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Eine konstruktiv bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Reserveradmulde in ihrem Innenbereich eine Ausstülpung aufweist, die von einem umlaufenden Versteifungsprofil verstärkt ist. Durch die Ausstülpung wird einerseits eine weitere Versteifung der Reserveradmulde in deren Boden bewirkt. Andererseits kann die Ausstülpung auch zur Halterung oder Fixierung des in die Reserveradmulde eingelegten Reserverades dienen. Das zusätzliche, die Ausstülpung verstärkende Versteifungsprofil trägt vorteilhafterweise zur Gesamtversteifung im zentralen Muldenbereich bei.

Gemäß einer ebenfalls bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist das Versteifungsprofil ringförmig. Es kann so als vorgefertigter Verstärkungsring leicht montiert und fixiert werden. Das Versteifungsprofil kann als zum Beispiel ringförmiges Profil die Ausstülpung je nach vorhandenem Bauraum entweder innenseitig oder im Außenbereich der Ausstülpung – das heißt in dem Aufnahmebereich für das Reserverad – angeordnet sein.

Eine weitere Erhöhung der Steifigkeit des Profils und damit der Verstärkungswirkung für die Bodenstruktur kann dadurch erreicht werden, dass als Versteifungsprofil ein geschlossenes Profil dient.

Das Profil kann weiter bevorzugt als Hohlprofil ausgestaltet sein. Dies hat den Vorteil einer vergleichsweise geringen Erhöhung des Fahrzeugsgewichts durch das zusätzliche Versteifungsprofil bei dennoch relativ hoher Steifigkeit. Außerdem ermöglicht ein Hohlprofil nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung darin zusätzliche Bauteile, zum Beispiel so genannte Package-Komponenten wie beispielsweise Steuergeräte, unterzubringen. Damit wird nicht nur der Bauraum für das Versteifungsprofil besonders effektiv genutzt, sondern im Falle einer Kollision oder einer Stoßeinwirkung auch ein gegenüber einer freien Anbringung der weiteren Bauteile erhöhter Bauteilschutz gewährleistet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Versteifungsprofil zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig aus einem einzigen Gussteil gefertigt. Alternativ wäre es auch denkbar, wenn das Versteifungsprofil aus einem oder mehreren Blechteilen gefertigt ist. In ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltungen kann das Versteifungsprofil zumindest teilweise ein ein Strangpressprofil enthaltendes Material und/oder ein aus Pressteilen gefertigtes Material aufweisen.

Als Material für das Versteifungsprofil kommt vorzugsweise Aluminium, Magnesium, Stahl und/oder Kunststoff in Frage, wobei es sich versteht, dass das Versteifungsprofil vorzugsweise vollständig, zumindest aber teilweise aus diesen Materialen gefertigt ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 in Aufsicht die grundsätzliche Anordnung einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur,

2 eine erfindungsgemäße Bodenstruktur im Querschnitt und

3 eine Variante einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur im Querschnitt.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente- sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

Die in 1 gezeigte Bodenstruktur 1 befindet sich im Heckbereich 2 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Der Heckbereich ist wie üblich von zwei Längsträgern 3, 4 durchzogen, die heckseitig enden und mit Pralltöpfen 5, 6 abgeschlossen sind, die im Kollisionsfall zusätzlich Aufprallenergie absorbieren. Zudem sind ein heckseitiger Querträger 7 und ein in Fahrzeuglängsrichtung R gesehen davor liegender Querträger 8 vorgesehen, die den Bereich der Bodenstruktur 1 umgeben. In der Bodenstruktur ist eine Reserveradmulde 10 eingeformt, beispielsweise durch Tiefziehen des Bodenblechs in diesem Bereich. Die Reserveradmulde dient zur Aufnahme eines nicht gezeigten Reserverades. Sie ist von einem andeutungsweise erkennbaren Versteifungsprofil in Form eines geschlossenen Ringes 12 umgeben.

Das vorbeschriebene Konstruktionsprinzip wird in nachfolgender Zusammenschau mit der Schnittdarstellung in 2 noch deutlicher. Man erkennt die Längsträger 3, 4, auf denen sich die eigentliche Reserveradmulde 10 bzw. die Bodenstruktur 1 mit einem radial auskragenden Flansch 14 abstützt. Die Bodenstruktur 1 kann über den Flansch 14 mit den Längsträgern 3, 4 zum Beispiel durch stoffschlüssige Verfahren wie Schweißen oder Kleben, aber auch durch Nieten oder Schrauben verbunden sein.

Unterhalb des Flansches befindet sich das Versteifungsprofil 12, das durch Schweißen oder andere Fügeverfahren mit der Reserveradmulde 10 verbunden sein und somit eine vorgefertigte Baueinheit bilden kann. Das Versteifungsprofil ist zur Unterseite hin von einer umlaufenden Blende 15 abgedeckt. In diesem Beispiel ist das Versteifungsprofil als massiver Ring ausgestaltet.

Durch strichlierte Darstellung ist als zusätzliche Variante eine verstärkende Ergänzung der Bodenstruktur angedeutet. Hierzu weist der Boden 17 der Reserveradmulde 10 eine sich in den Aufnahmeraum für das Reserverad erstreckende Erhebung oder Ausstülpung 18 auf. Diese kann vorteilhafterweise dem Profil des Reserverades, beispielsweise der Topographie der Reserveradfelge, angepasst sein und so durch Formschluss für eine Fixierung, zumindest aber für eine Stabilisierung des Reserverades in der Mulde sorgen. Die Ausstülpung 18 kann in Fortbildung der Erfindung ihrerseits von einem Versteifungsprofil 20 und/oder 21 umgeben sein. Dabei kann das Versteifungsprofil 20 im Außenbereich der Mulde, also innerhalb der Ausstülpung vorgesehen sein. Sofern das Raumangebot innerhalb der Mulde es zulässt, kann das Versteifungsprofil 21 aber auch innerhalb der Mulde vorgesehen sein und so die Wand 22 der Ausstülpung umgeben.

3 zeigt im Querschnitt eine Variante der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Bodenstruktur. Hier weist die zwischen Längsträgern 30, 31 angeordnete Bodenstruktur 32 wie zuvor beschrieben eine Reserveradmulde 34 auf, die von einem Versteifungsprofil 35 umgeben ist. Dieses Versteifungsprofil ist als Hohlprofil 36 mit einem Rechteckquerschnitt 37 ausgestaltet. In den Innenraum 38 des Hohlprofils sind andeutungsweise gezeigte Bauteile 39 oder Baugruppen 40 des Fahrzeugs – so genannte Package-Komponenten – wie zum Beispiel Steuergeräte eingebracht. Bei der Variante nach 3 hat die Bodenstruktur zudem einen stufigen Absatz 41, auf dem das Versteifungsprofil 35 aufliegt. Der Absatz ist von einer umlaufenden Abdeckung 42 umgeben. Diese kann lösbar oder unlösbar befestigt sein.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere kann die Bodenstruktur auch im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein und/oder auch für andere Fahrzeugarten mit Reserveradmulde vorteilhaft zum Einsatz kommen.

R
Fahrzeuglängsrichtung
1
Bodenstruktur
2
Heckbereich
3, 4
Längsträger
5, 6
Pralltöpfe
7, 8
Querträger
10
Reserveradmulde
12
Versteifungsprofil
14
Flansch
15
Blende
17
Boden
18
Ausstülpung
20, 21
Versteifungsprofile
22
Wand
30, 31
Längsträger
32
Bodenstruktur
34
Reserveradmulde
35
Versteifungsprofil
36
Hohlprofil
37
Rechteckquerschnitt
38
Innenraum
39
Bauteile
40
Baugruppen
41
Absatz
42
Abdeckung


Anspruch[de]
Bodenstruktur (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für den Hinterwagenbereich (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Reserveradmulde (10) zur Aufnahme eines Reserverads, dadurch gekennzeichnet, dass die Reserveradmulde (10) von einem äußeren, umlaufenden Versteifungsprofil (12) umgeben ist. Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reserveradmulde (10) in ihrem Innenbereich eine Ausstülpung (18) aufweist, die von einem umlaufenden Versteifungsprofil (20, 21) verstärkt ist. Bodenstruktur nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsprofil (12, 20, 21) ringförmig ausgebildet ist. Bodenstruktur nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsprofil (12, 20, 21) geschlossen ist. Bodenstruktur nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsprofil (12, 20, 21) als Hohlprofil ausgebildet ist. Bodenstruktur nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsprofil (12) zur Aufnahme von Bauteilen (39, 40) ausgebildet ist. Bodenstruktur nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsprofil zumindest teilweise aus einem Gussteil und/oder einem Blechteil besteht. Bodenstruktur nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsprofil zumindest teilweise ein ein Strangpressprofil enthaltendes Material und/oder ein aus Pressteilen gefertigtes Material aufweist. Bodenstruktur nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsprofil zumindest teilweise ein Aluminium und/oder Stahl und/oder Magnesium und/oder ein Kunststoff enthaltendes Material aufweist.






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