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Karosserieboden für Kraftfahrzeuge - Dokument DE102005024265A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005024265A1 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 102005024265
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 Karosserieböden sind entweder ganz aus Metall und Bestandteil einer ganzen Bodengruppe oder ganz aus Kunststoff und Bestandteil der Fahrerkabine. In manchen Fällen sind im Kunststoff Metalleinlagen vergossen, welche die Fahrerkabine versteifen sollen.
Der mehrteilige Karosserieboden wird in einen metallischen Rahmen eingesetzt, der Bestandteil der Karosserie in Rahmenbauweise ist und der einen großen Teil der Aufprallkräfte auffangen kann. Der Karosserieboden bildet auch einen die Karosserie zusätzlich versteifenden Mitteltunnel aus.
Derartige Karosserieböden werden 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.

Nachteilig bei einem solchen Aufbau ist es, den großen, einstückigen Karosserieboden in das Fahrzeuginnere einzubringen und zu montieren.

Aus der DE 102 29 401 A1 ist eine Aufbaustruktur für ein Fahrzeug bekannt, bei der die Fahrgastzelle mit dem Boden einstückig aufgebaut ist und die aus faserverstärktem Kunststoff besteht.

Nachteilig bei einem solchen Aufbau ist es, dass bei einer Beschädigung der Fahrgastzelle die komplette Fahrgastzelle ersetzt werden muss.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Karosserieboden für Kraftfahrzeuge aufzuzeigen, der einfach montiert werden kann und der bei einer Beschädigung kostengünstig ausgetauscht werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Karosserieboden mehrteilig ist, wobei beispielsweise ein Bodenteil die rechte Fahrzeugseite und ein anderes Bodenteil die linke Fahrzeugseite abdeckt und der Mitteltunnel durch eine Überlappung der Einzelböden ausgebildet wird.

Der Vorteil bei diesem Karosserieboden ist, dass bei einem solchen Aufbau des Karosseriebodens dieser einfach und auch nachträglich nach Aufbau der Karosserie in das Fahrzeug eingebracht werden kann und dass ein solcher Aufbau durch den durch Überlappung der Einzelteile ausgebildeten Mitteltunnel sehr steif ist. Hierbei kann ein Mitteltunnel mit doppelter Wandstärke oder mit zusätzlich ausgebildeten Hohlprofilen ausgebildet werden, da beide Einzelteile bereits den Mitteltunnel bzw. das eine Einzelteil die Innenwand und das andere Einzelteil die Außenwand des Mitteltunnels aufweisen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hierbei besteht der Karosserieboden aus einem kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoff, der besonders leicht ist. Weist ferner der Karosserieboden eine Wannenform auf, die sowohl Seitenwände als auch Vorder- und Rückwände ausbildet, so kann der Karosserieboden einfach und gut abdichtend mit der verbliebenden Karosserie verbunden werden. Um die Einzelböden miteinander zu verbinden, insbesondere im Tunnelbereich, ist eine Klebeverbindung am geeignetsten. Weist ferner der Karosserie-Gitterrahmen Auflageflächen aus, so kann der Karosserieboden einfach und schnell positioniert und fixiert werden. Auch ist das Verfahren zum Einbringen des Karosseriebodens in einen Gitterrahmen sehr einfach, da die Einzelböden einer nach dem anderen in den Gitterrahmen eingelegt und dann erst miteinander verbunden werden. Für ein solches Verfahren ist der Platz im Bereich des Frontscheibenrahmens ausreichend, um den Karosserieboden von oben in den Gitterrahmen einzusetzen.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen, die in den 1 bis 9 dargestellt sind, näher erläutert werden. Es zeigen:

1: Einbringen des rechten Karosseriebodenteils in den Karosserie-Gitterrahmen.

2: Funktionieren des rechten Karosseriebodenteils in dem Karosserie-Gitterrahmen.

3: Einschieben des linken Karosseriebodens in den Karosserie-Gitterrahmen.

4: Positionieren und Fixieren des linken Karosseriebodens.

5: Mehrteiliger Karosserieboden von unten.

6: Mehrteiliger Karosserieboden mit Schubfedern.

7: Karosserieboden ohne Sitzträger.

8: Karosserieboden mit Sitzträgern.

9: Querschnitt durch den Karosserieboden im Bereich des Tunnels.

1 zeigt einen Karosserie-Rahmen 10, der in diesem Ausführungsbeispiel ein Gitterrahmen ist. Um einen Karosserieboden in den Gitterrahmen 10 einzubringen, wird durch die Frontscheibenöffnung 12 eine Hälfte des Karosseriebodens 1, 2 eingebracht. Im Ausführungsbeispiel wird zuerst der rechte Einzelboden 1 durch die Frontscheibenöffnung 12 im Karosserie-Gitterrahmen 10 in die Fahrgastzelle eingeschoben. Der rechte Einzelboden 1 ist wannenförmig aufgebaut und weist eine Vorderwand 7, eine Rückwand 8, eine Seitenwand 6 und einen Teil des Mitteltunnels 4 auf, der als U-förmiges Profil ausgebildet ist. Dieses Profil dient einerseits zur Ausbildung des Tunnels und andererseits zur Stabilisierung des zusammengebauten Karosseriebodens. Ferner befinden sich auf dem rechten Einzelboden 1 die Sitzträger 13, an denen später zumindest ein Sitz für die Fahrzeuginsassen befestigt werden kann. Durch die Mehrteiligkeit des Karosseriebodens 1, 2 ist es möglich diesen nachträglich durch eine Fenster-, Tür- oder andere Öffnung des geschlossenen Karosserierahmens einzubringen. Das heißt der Karosserierahmen ist mit dem Dach aufgebaut. Das Dach muss nicht mehr nachträglich, nachdem der Karosserieboden eingebaut ist, an der Karosserie befestigt werden. Dieser Einzelboden besteht insbesondere aus Gewichts- und Kostengründen aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff.

2 zeigt den Karosserie-Gitterrahmen 10, in dem der rechte Einzelboden 1 positioniert ist. Hierfür weist der Karosserie-Gitterrahmen 10 Auflageflächen 11 auf, auf denen der Karosserieboden 1, 2 aufgelegt, positioniert und angebracht werden kann. Nach dem Einbringen des rechten Einzelbodens 1 durch die Frontscheibenöffnung 12 kann der linke Einzelboden 2, wie in 3 dargestellt, durch die Frontscheibenöffnung 12 eingebracht werden.

3 zeigt den linke Einzelboden 2, der gleichfallls wannenförmig aufgebaut ist. Der linke Einzelboden weist einen als Seitenwand dienenden Mitteltunnel 4 auf, der sich als U-förmiges Profil über die Gesamtlänge des Karosseriebodens erstreckt. Hierbei wird der Mitteltunnel 4 des linken Einzelbodens 2 über den Mitteltunnel 4 des rechten Einzelbodens 1 angebracht. Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Überlappungsflächen 5, wie später in 9 dargestellt, des rechten Einzelbodens 1 und des linken Einzelbodens 2 im Bereich des Mitteltunnels 4 miteinander verklebt werden. Jetzt weist der gesamte, zusammengesetzte Mitteltunnel 4 eine doppelte Wandstärke auf, wodurch die Stabilität der gesamten Karosserie erhöht wird. Alternativ dazu können sich beim Zusammensetzen der beiden Einzelböden im Bereich des Mitteltunnels auch zusätzliche Hohlprofile in Längs- aber auch in Querrichtung ausbilden, wobei der eine Einzelboden, einen Teil der Wandung des zusätzlichen Hohlprofils ausbildet und der restliche Teil der Wandung des zusätzlichen Hohlprofils vom anderen Einzelboden ausgebildet wird. Der in 4 zusammengesetzte Mitteltunnel dient hierbei als eine Art zusätzlicher, stabilisierender Mittellängsträger für die Karosserie. Auch der zweite Einzelboden besteht aus einem faserverstärktem Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärktem Verbundwerkstoff.

4 zeigt den Karosserie-Gitterrahmen 10 mit komplettem Karosserieboden 3, der wie in den vorhergehenden Figuren beschrieben in Teile zerlegt durch die Frontscheibenöffnung 12 eingebaut wurde. Der Karosserieboden 3 weist zwei wannenförmige Kammern auf, die in der Mitte durch den Mitteltunnel 4 geteilt sind. Die Seitenwände 6, die Vorderwand 7 und die Rückwand 8 stützen sich an den in dieser Abbildung nicht sichtbaren Auflageflächen 11 des Karosserie-Gitterrahmens 10 ab. Jedoch könnten auch weitere Auflageflächen am Karosserierahmen, insbesondere im Bereich unterhalb des Mitteltunnels 4, vorhanden sein. Sowohl im linken Einzelboden 2 als auch im rechten Einzelboden 1 sind die Sitzträger 13 bereits eingebracht. Hier dienen die Sitzträger 13 auch dazu, den Karosserieboden 3 verwindungssteifer zu machen. Mit einem solchen mehrteiligen Aufbau des Karosseriebodens 3 ist es möglich, diesem nachträglich in einen fertigen Karosserie-Gitterrahmen 10 einzubringen, zu positionieren und zu fixieren. Die Einzelböden 1, 2 weisen im Ausführungsbeispiel im Bereich des Mitteltunnels eine Klebeverbindung auf, die die beiden Böden im Mitteltunnelbereich miteinander verbinden.

Die Aufteilung der Einzelböden kann jedoch auch anders erfolgen. Beispielsweise kann auch ein vorderer und ein hinterer im wesentlichen rechteckige Einzelboden verwendet werden oder es können diagonal getrennte im wesentlichen dreieckige Einzelböden verwendet werden.

5 zeigt einen mehrteiligen Karosserieboden 3, der aus den Einzelböden 1, 2 besteht und der im Gitterrahmen positioniert ist, von unten. Hierbei werden die Auflageflächen 11 sichtbar, auf denen die beiden Einzelböden 1, 2 aufliegen. Auch der als U-Profil ausgeformte Mitteltunnel 4 wir hier von unten gezeigt. Zwischen den Auflageflächen 11 des Gitterrahmens und der Auflagefläche des Einzelbodens befinden sich Verbindungsmittel. Diese Verbindungsmittel können beispielsweise Klebstoffe sein oder auch Schrauben und Nieten oder Rastvorrichtungen. Die Verbindungsmittel dienen dazu die Einzelböden mit der Karosserie zu verbinden.

6 zeigt einen Karosserieboden 3 mit Abschlussschienen 14, die im Bereich des Mitteltunnels 4 und der seitlichen Auflageflächen 11 angeordnet sind. Diese Schienen werden im Ausführungsbeispiel von unten nach dem Einbringen des Karosseriebodens 3 in entsprechende Nuten eingeführt, die insbesondere im Bereich des Mitteltunnels angeordnet sind, so dass sich dadurch die Verwindungssteifigkeit des Karosseriebodens verbessert. Durch diese Abschlussschienen kann z.B. der Tunnel beispielsweise gegen Steinschlag und/oder Nässe und/oder Fahrtwind abgedichtet werden. Die Abschlussschienen können beispielsweise aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff bestehen. Sie können gleichfalls auf beliebige Weise mit dem Karosserie-Rahmen und/oder dem Karosserieboden verbunden werden.

In den 7 und 8 werden mehrteilige Karosserieböden 3 dargestellt, die aus einem rechten Einzelboden 1 und einem linken Einzelboden 2 bestehen, welche Sitzträger aufweisen und die zusammengebaut einen Mitteltunnel 4 ausbilden. Dieser Mitteltunnel 4 kann, wie in 7 dargestellt, zusätzlich mit einer Abdeckplatte, die auf dem Mitteltunnel 4 angeordnet ist, ausgesteift werden. Diese Abdeckplatte kann geschlossen sein oder aber auch Öffnungen aufweisen, die zum Befestigen der Handbremse und der Schaltung dienen.

9 zeigt einen Querschnitt durch den Karosserieboden im Bereich des Mitteltunnels 4. Hier ist der rechte Einzelboden 1 im Bereich des Mittelstunnels 4 vom linken Einzelboden 2 überdeckt. Der Bereich des Mitteltunnels 4 weist somit eine doppelte Wandstärke auf. In dem Bereich, in dem sich der rechte Einzelboden 1 und der linke Einzelboden 2 berührt, kann eine Klebung 9 ganz oder partiell die beiden Einzelböden 1, 2 miteinander fest verbinden. In diesem Bereich weist der Mitteltunnel 4 dann eine Wandverdickung 15 auf, die eine Verstärkung des Mitteltunnels 4 bewirkt. Im Ausführungsbeispiel ist der Überlappungsbereich 5, der verklebt werden kann, unterbrochen von Hohlräumen, die in den Ecken des Mitteltunnels angeordnet sind. Diese Hohlräume bilden weitere stabilisierende Längsprofile 16 aus, die aus den beiden Einzelböden 1, 2 gebildet werden. Diese Profile 16 dienen dazu das Fahrzeug zu versteifen. Alternativ zu einer Anordnung mit mehreren Profilen 16 am Mitteltunnel, kann auch nur ein einziges großes Profil ausgebildet werden. Auch die Ausbildung von Versteifungsrippen ist mit einer solchen Anordnung von Einzelböden realisierbar. Eine andere Alternative besteht darin, den gesamten Mitteltunnel 4 mit einer durchgehenden Wandverdickungen 15 auszustatten. Der Mitteltunnel 4 wird unten von einer Abschlussschiene 14 abgedeckt, die in einer Nutvorrichtung an einem oder beiden Einzelböden 1, 2 oder im Bereich der Auflagefläche zwischen Karosserie-Gitterrahmen und Karosserieboden 3 angeordnet ist.

Bei all diesen Ausführungsbeispielen kann der Karosserieboden 3 bzw. seine Einzelbestandteile 1, 2, 14 entweder ganz oder teilweise aus einem faserverstärktem Kunststoff bestehen, der das Fahrzeug auf besonders leichte Art im Bodenbereich verschließt. Alternativ dazu könnten auch die Einzelkomponenten aus anderen Materialien, wie beispielsweise, Metall, Kunststoff oder einem Materialmix bestehen. Der Gitterrahmen, in den der Karosserieboden 3 eingelegt wird, kann gleichfalls aus einem beliebigen Material besehen. Besonders geeignet für derartige Gitterrahmen sind Aluminiumprofile, die über Aluminiumgussteile miteinander verbunden sind. Anstatt des Gitterrahmenaufbaus können auch andere Tragstrukturen verwendet werden. Wichtig für diese Erfindung ist nur, dass die Karosserie eine Öffnung aufweist, die allerdings kleiner sein kann als der komplette Karosserieboden, durch die die Einzelböden in das Fahrzeuginnere eingebracht werden können. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, zuerst den kompletten Karosserie-Rahmen aufzubauen und dann erst den Karosserieboden einzubringen.

Alternativ zu den beiden Einzelböden, die im Ausführungsbeispiel in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind, können die Böden auch in Quer- oder Diagonalrichtung geteilt sein oder auch aus mehr als zwei Teilen bestehen. Als besonders vorteilhaft erweist es sich weiterhin, wenn zumindest zwei Einzelböden 1, 2 eine ähnliche Größe aufweisen.


Anspruch[de]
Karosserieboden (3) mit einem Mitteltunnel (4) für einen Karosserie-Rahmen (10), bestehend aus einem faserverstärkten Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass

der Karosserieboden aus mindestens zwei Einzelböden (1, 2) besteht, wobei ein erster Boden (1) in einer ersten Fahrzeugseite und

ein zweiter Boden (2) in einer zweiten Fahrzeugseite angeordnet ist und

der Mitteltunnel (4) mindestens eine Verstärkung aufweist, die durch eine Überlappung der Einzelböden (1, 2) ausgebildet wird.
Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserieboden (3) aus einem kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoff besteht. Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserieboden (3) eine Wannenform aufweist, die sowohl Seitenwände (6) als auch eine Vorder- und Rückwand (7, 8) aufweist. Karosserieboden (3) für Kraftfahrzeuge nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelböden (1, 2) miteinander verklebt sind Karosserie-Rahmen (10) mit einem Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserie-Rahmen (10) Auflageflächen (11) ausbildet, auf denen der Karosserieboden (3) aufliegt und an denen Verbindungsmittel zwischen Karosserie-Rahmen (10) und Karosserieboden (3) ausgebildet sind. Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung des Mitteltunnels (4) aus einer Wandverdickung (15) besteht. Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung des Mitteltunnels aus einem oder mehreren Profilen (16) besteht. Verfahren zum Einbringen eines Karosseriebodens (3), nach Patentanspruch 1 in einen Karosserie-Rahmen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelböden (1, 2) einzeln und nacheinander, insbesondere im Bereich des Frontscheibenrahmens (12), in den Karosserie-Rahmen (10) eingelegt, und dann erst miteinander verbunden werden. Verfahren zum Aufbau eines Fahrzeugs mit einem Karosserieboden (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst der gesamte Karosserie-Rahmen (10) aufgebaut wird und dann erst der Karosserieboden (3) am Karosserie-Rahmen (10) befestigt wird.






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