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Dokumentenidentifikation DE102005024264A1 14.12.2006
Titel Karosserieboden für Kraftfahrzeuge
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Schneidewind, Thomas, 52076 Aachen, DE;
Holl, Werner, 74196 Neuenstadt, DE
DE-Anmeldedatum 27.05.2005
DE-Aktenzeichen 102005024264
Offenlegungstag 14.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.12.2006
IPC-Hauptklasse B62D 25/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Bisherige wannenförmige Karosserieböden aus faserverstärktem Kunststoff, die auf einen Metall-Schweller gelegt werden, weisen einen Flansch an der Seitenwand auf, der mit dem Schweller verklebt wird.
Der neue Karosserieboden ist an zwei unterschiedlichen horizontalen Ebenen mit dem Schweller verbunden, der hierfür mehrere Auflageflächen ausbildet.
Derartige Karosserieböden werden unter anderem für Leichtbaukarosserien benötigt, insbesondere für zweisitzige Sportwagen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Karosserieboden für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 0812 282 B1 ist ein Karosserieboden bekannt, der einstückig an eine Karosserie angebracht wird, wobei die Karosserie eine Gitterstruktur aufweist. Der einteilige Karosserieboden besteht hier aus einem Kunststoffverbundmaterial, an dem ein Mitteltunnel ausgebildet ist. An diesem Karosserieboden ist oben ein Verbindungsflansch ausgebildet. Dieser Verbindungsflansch wird auf den Schweller mit einem rechteckigen Querschnitt gelegt und mit diesem verbunden.

Nachteilig bei einem solchen Aufbau ist es, dass die Verwindungssteifigkeit des Karosseriebodens schlecht ist.

Aus der DE 102 29 401 A1 ist eine Aufbaustruktur für ein Fahrzeug bekannt, bei der die gesamte Fahrgastzelle mit dem Schweller und dem Boden einstückig aufgebaut ist. Die Fahrgastzelle besteht aus faserverstärktem Kunststoff. Hierbei wird im vorderen Bereich der Fahrgastzelle der Vorderwagen und im hinteren Bereich der Hinterwagen angebracht.

Nachteilig bei einem solchen Aufbau ist es, dass es bei einer solchen Tragstruktur keine durchgehenden Metallträger gibt, die sich vom Vorderwagen durch die Fahrgastzelle hindurch in den Hinterwagen erstrecken. Aufgrund dem Fehlen von durchgehenden Trägern kann sich bei einem Aufprall der Hinterwagen und/oder der Vorderwagen von der Fahrgastzelle ablösen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbindungsaufbau zwischen einem Karosserieboden und Karosserieträgern aufzuzeigen, die die Verwindungssteifigkeit verbessert ohne durch zusätzliche Sollbruchstellen die Karosserie zu schwächen.

Diese Aufgabe wird bei dem Verbindungsaufbau dadurch gelöst, dass am Längsträger, insbesondere Schweller mindestens zwei verschiedene Auflageflächen für den Karosserieboden ausgebildet sind, die in einer unterschiedlichen horizontalen Höhe angebracht sind.

Der Vorteil bei diesem Verbindungsaufbau besteht darin, dass der Karosserieboden exakt positioniert werden kann. Ferner ist durch die doppelte Befestigung des Karosserieboden an den Karosserieträgern in zwei verschiedenen Ebenen der Aufbau verwindungssicher. Ein weiterer Vorteil eines solchen Aufbaus besteht darin, dass bei einer Beschädigung des Karosseriebodens dieser auch leicht austauschbar ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert werden. Es zeigen:

1: Querschnitt im Bereich der Karosserie.

2: Karosserie mit Kunststoffboden von oben.

3: Karosserie mit Kunststoffboden von unten.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Karosserie mit Kunststoffboden 3. Dieser Kunststoffboden 3 ist wannenförmig und weist einen Mitteltunnel 4 auf. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kunststoff um einen faserverstärkten Verbundwerkstoff, insbesondere CFK (Kohlefaser verstärkter Kunststoff ) oder GFK (Glasfaser verstärkter Kunststoff). Aus diesen Materialien können einfach und kostengünstig stabile wannenförmige Böden hergestellt werden. An der Seitenwand 6 befindet sich am oberen Wandrand ein Flansch 11, der als obere Schweller-Auflagefläche 11 dient. Der Wannenboden 5 dient im Randbereich der Seitenwand 6 als untere Schwellerauflagefläche 12. Ferner weist der Karosserierahmen, in den der Karosserieboden eingelegt wird, Schweller 14 auf, die als äußere Längsträger dienen. Jeder der beiden Schweller 14 weist zwei Flansche 1, 2 auf, die eine obere und eine untere Auflagefläche für den Karosserieboden 3 ausbilden. Bei dem Schweller 14 handelt es sich vorzugsweise um ein Aluminium-Hohlprofil. Die Flansche 1, 2 können einstückig am Hohlprofil ausgebildet sein. Alternativ dazu können sie auch in beliebiger Form nachträglich einzeln oder zusammen am Schweller 14 beispielsweise durch Anschweißen angebracht werden. Im Ausführungsbeispiel befindet sich zwischen der oberen Karosserieboden-Auflagefläche 1 und der oberen Schweller-Auflagefläche 11 Klebstoff 9, der eine dauerhafte und dichte Befestigung zwischen Schweller 14 und dem wannenförmigen Karosserieboden 3 gewährleistet. Aufgrund der Tatsache, dass der Karosserieboden 3 in zwei Ebenen 11, 12 – einer oberen und einer unteren Ebene- am Schweller 14 angebracht ist, wird die Verwindungssteifigkeit der Fahrgastzelle wesentlich verbessert. Mit einer Anordnung bei der die unteren und die oberen Verbindungsflächen durchgehend entlang des ganzen Schwellers angeordnet sind, bildet der Schweller 14 mit der Seitenwand 6 des Karosseriebodens 3 ein zusätzliches durchgehendes Hohlprofil 15 aus, das wie ein zusätzlicher Längsträger wirkt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die obere und untere Schwellerauflagefläche 11, 12 wie in der Abbildung dargestellt versetzt zueinander angeordnet sind. Versetzt angeordnet heißt hier, dass die obere Verbindungsfläche näher am Schweller angeordnet ist als die untere Verbindungsfläche, so dass der Boden einfach von oben eingebracht und auf den unteren Flansch 2 am Schweller 14 aufgelegt werden kann, ohne dass eine aufwendige Positionierung benötigt wird und der obere Rand 11 des Karosseriebodens 3 automatisch auf der oberen Karosserieboden- Auflagefläche 1 des Schwellers 14 zum Aufliegen kommt. Der Klebstoff 9 kann dann vorab im Verbindungsbereich zwischen Schweller und Karosserieboden angebracht werden.

Alternativ zu einer unlösbaren Klebeverbindung 9, die gleichzeitig auch abdichtet, oder eventuellen Schweißverbindung kann auch eine Schraub-, Niet- oder Rastverbindung gewählt werden.

Im Gegensatz zu dem in der Figur dargestellten Aufbau, können die oberen und unteren Auflageflansche bzw. die Auflageflächen an Schweller 14 und Karosserieboden 3 beliebig ausgestaltet sein. Das heißt insbesondere am Karosserieboden 3 kann es sich auch um einen mehrstückigen Aufbau handeln, bei dem der Auflageflansch bzw. die Auflagefläche extra am Boden angebracht wird oder auch am Schweller einstückig im Profil ausgebildet ist. Auch kann für den Karosserieboden ein Materialmix beispielsweise Metall/Kunststoff von Vorteil sein.

2 zeigt eine Karosserie mit einem solchen Karosserieboden. In Dieser Darstellung besteht der wannenförmige Karosserieboden aus zwei Einzelteilen, dem rechten und dem linken Karosserieboden 3, die im Bereich des Mitteltunnels 4 miteinander verklebt sind. In diesem Ausführungsbeispiel wird auch der Karosserieboden 3 mit den beiden Schwellern 14 durchgehend verklebt. In dieser Perspektive ist jedoch nur die obere Schweller-Auflagefläche 11 zu sehen Dieser Bereich 11 ist mit dem Schweller verklebt. Andere Verbindungsart oder Kombinationen von anderen Verbindungsarten sind hierbei genauso zweckmäßig.

Bei einem solchen zweiteiligen Aufbau kann der Boden durch die Windschutzscheibenöffnung eingebracht und dann auf die untere Auflagefläche am Schweller aufgelegt werden. Hier befindet sich bereits ein Klebeschicht 9, welche die untere Karosserieboden-Auflagefläche 2 mit der unteren Schweller-Auflagefläche 12 verbindet. Die Karosserieboden-Auflagefläche kann durchgehend oder aber nur partiell angeordnet sein. Jedoch ist dieser Sachverhalt in der dargestellten Perspektive nicht sichtbar.

3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel bei dem die Karosserie 10 mit dem wannenförmigen Karosserieboden 3 von unten betrachtet wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird gezeigt, dass die vom Schweller ausgebildete untere Karosserieboden-Auflagefläche 2 nicht nur durchgehend sondern auch nur partiell ausgebildet sein kann. Durch die Befestigung des Karosseriebodens 3 am Schweller 14 in zwei verschiedenen horizontalen Ebenen 2/12, 1/11 wird die Verwindungssteifigkeit des Karosserieboden 3 und auch der gesamten Karosserie 10 verbessert. Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die eigentliche Bodenplatte des wannenförmigen Karosseriebodens 3 mit der unteren Auflagefläche 5 am Schweller 14 verbunden wird. Zum Verbinden der beiden Teilen eignet sich Klebstoff 9 besonders gut, da dieser auch gleichzeitig den Aufbau abdichtet, sodass an der Verbindungsstelle keine Feuchtigkeit in den Fahrzeuginnenraum gelangen kann. Jedoch können diese Verbindungen auch als lösbare Verbindungen, insbesondere Schrauben, Rasten, oder als unlösbare Verbindungen, insbesondere Schweißen, aufgebaut werden. Je nach Anforderung an bestimmten Stellen können die Verbindungsflächen zwischen Boden und Karosserieträger unterschiedlich groß sein.


Anspruch[de]
Aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehender wannenförmiger Karosserieboden (3) für eine Fahrzeugkarosserie (10) mit mindestens einem Metall-Schweller (14), dadurch gekennzeichnet, dass am Karosserieboden (3) und am Schweller (14) mindestens zwei Auflageflächen (1, 2, 11, 12) ausbilden sind, die in unterschiedlichen horizontalen Ebenen angeordnet sind. Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

eine untere Auflagefläche (12) des wannenförmigen Karosseriebodens (3) vom Wannenboden (5) gebildet wird und

diese untere Auflagefläche (12) des Karosseriebodens (3) auf einer unteren Auflagefläche (2) des Schweller (14) aufliegt.
Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Auflagefläche (11) des wannenförmigen Karosseriebodens (3) von einem Flansch an der Seitenwand (6) gebildet wird und diese obere Auflagefläche (11) auf einer oberen Auflagefläche (1) des Schwellers (14) aufliegt. Karosserieboden (3) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Auflageflächen (1, 11, 2, 12) zwischen Karosserieboden (3) und Schweller (14) miteinander verklebt sind.






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