DE102005024264B4

DE102005024264B4 - Body floor for motor vehicles

Info

Publication number: DE102005024264B4
Application number: DE102005024264.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schneidewind; Werner Holl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2025-05-28
Also published as: DE102005024264A1

Abstract

Aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehender wannenförmiger Karosserieboden (3) für eine Fahrzeugkarosserie (10) mit mindestens einem Metall-Schweller (14), dadurch gekennzeichnet, dass am Schweller (14) mindestens zwei voneinander getrennte, in unterschiedlichen horizontalen Ebenen angeordnete Auflageflächen (11, 12) ausgebildet sind, am Karosserieboden (3) mindestens zwei zusammenhängende Auflageflächen (1, 2) ausgebildet sind, die auf den Auflageflächen (11, 12) des Schwellers (14) aufliegen und mit diesen verbunden sind.From a fiber-reinforced plastic existing trough-shaped body floor (3) for a vehicle body (10) with at least one metal sill (14), characterized in that the sill (14) at least two mutually separate, arranged in different horizontal planes bearing surfaces (11, 12 ) are formed on the body floor (3) at least two contiguous bearing surfaces (1, 2) are formed, which rest on the bearing surfaces (11, 12) of the sill (14) and are connected thereto.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Karosserieboden für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a body floor for motor vehicles according to the preamble of patent claim 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.From the EP 0812 282 B1 is known a body floor, which is integrally attached to a body, wherein the body has a grid structure. The one-piece body floor here consists of a plastic composite material on which a center tunnel is formed. At this body floor, a connecting flange is formed above. This connecting flange is placed on the sill with a rectangular cross section and connected thereto.

Nachteilig bei einem solchen Aufbau ist es, dass die Verwindungssteifigkeit des Karosseriebodens schlecht ist.A disadvantage of such a structure is that the torsional rigidity of the body floor is bad.

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.From the DE 102 29 401 A1 For example, a body structure for a vehicle is known in which the entire passenger compartment is constructed in one piece with the sill and the floor. The passenger compartment is made of fiber-reinforced plastic. In this case, the front compartment of the passenger compartment and the rear compartment of the rear compartment are mounted in the front area.

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 des Fehlens von durchgehenden Trägern kann sich bei einem Aufprall der Hinterwagen und/oder der Vorderwagen von der Fahrgastzelle ablösen.A disadvantage of such a structure is that there is no continuous metal support in such a support structure, which extend from the front end through the passenger compartment into the rear carriage. Due to the lack of continuous carriers, the rear compartment and / or the front vehicle can be detached from the passenger compartment in the event of an impact.

Die DE 37 22 490 C2 offenbart einen faserverstärkten mehrschichtigen Kunststoffboden, der den Schweller mit einem Oberteil und mit einem Unterteil umgreift.The DE 37 22 490 C2 discloses a fiber reinforced multilayer plastic floor which engages around the sill with a top and a bottom.

Nachteilig hierbei ist jedoch das hohe Gewicht des Aufbaus.The disadvantage here, however, is the high weight of the structure.

Aus der DE 33 11 386 C2 ist ein Kunststoffboden bekannt, der zusammen mit einer aufgesetzten Blechhalbschale einen Schweller ausbildet.From the DE 33 11 386 C2 is a plastic floor known which forms a sill together with an attached sheet metal half shell.

Nachteilig bei diesem Aufbau ist die geringe Steifigkeit des zusammengesetzten Schwellers.A disadvantage of this structure is the low rigidity of the composite sill.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbindungsaufbau zwischen einem Karosserieboden und Karosserietragern aufzuzeigen, der die Verwindungssteifigkeit verbessert, ohne durch zusätzliche Sollbruchstellen die Karosserie zu schwächen.The object of the invention is to show a connection between a body floor and body supports, which improves the torsional rigidity, without weakening the body by additional predetermined breaking points.

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.This object is achieved in the connection structure in that at least two different bearing surfaces are formed on the side rail, in particular rocker for the body floor, which are mounted in a different horizontal height.

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.The advantage of this connection structure is that the body floor can be positioned exactly. Furthermore, by the double attachment of the body floor to the body mounts in two different levels of construction torsion resistant. Another advantage of such a construction is that if the body floor is damaged, it is also easily replaceable.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages and advantageous developments emerge from the subclaims.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments that are illustrated in the figures. Show it:

1: Querschnitt im Bereich der Karosserie. 1 : Cross section in the area of the body.

2: Karosserie mit Kunststoffboden von oben. 2 : Body with plastic bottom from above.

3: Karosserie mit Kunststoffboden von unten. 3 : Body with plastic bottom from below.

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. 1 shows a cross section through a body with plastic bottom 3 , This plastic floor 3 is trough-shaped and has a central tunnel 4 on. Preferably, the plastic is a Fiber-reinforced composite material, in particular CFRP (carbon fiber reinforced plastic) or GRP (glass fiber reinforced plastic). From these materials can be easily and inexpensively produced stable tub-shaped floors. On the side wall 6 There is a flange at the top of the wall 11 acting as upper sill bearing surface 11 serves. The tub floor 5 serves in the edge area of the side wall 6 as lower sill support surface 12 , Furthermore, the body frame, in which the body floor is inserted, sills 14 on, which serve as outer side members. Each of the two sills 14 has two flanges 1 . 2 on, the upper and lower bearing surface for the body floor 3 form. At the sill 14 it is preferably an aluminum hollow profile. The flanges 1 . 2 can be integrally formed on the hollow profile. Alternatively, they can also subsequently in any form individually or together on the sill 14 be attached for example by welding. In the exemplary embodiment is located between the upper body floor support surface 1 and the upper sill bearing surface 11 adhesive 9 , which is a permanent and tight attachment between sill 14 and the trough-shaped body floor 3 guaranteed. Due to the fact that the body floor 3 in two levels 11 . 12 - an upper and a lower level - at the sill 14 is mounted, the torsional rigidity of the passenger compartment is substantially improved. With an arrangement in which the lower and the upper connecting surfaces are arranged continuously along the entire sill, the sill forms 14 with the sidewall 6 of the body floor 3 an additional continuous hollow profile 15 out, which acts like an additional side member. It is particularly advantageous if the upper and lower sill bearing surface 11 . 12 as shown in the figure offset from each other. Placed arranged here means that the upper connection surface is located closer to the sill than the lower connection surface, so that the bottom is simply introduced from above and on the lower flange 2 at the sill 14 can be applied without a complicated positioning is required and the upper edge 11 of the body floor 3 automatically on the upper body floor support surface 1 of the sill 14 comes to rest. The adhesive 9 can then be mounted in advance in the connection area between the sill and body floor.

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.Alternatively to a permanent adhesive bond 9 , which also seals at the same time, or any welded connection can also be a screw, rivet or locking connection can be selected. In contrast to the structure shown in the figure, the upper and lower bearing flanges or the bearing surfaces on sill 14 and body floor 3 be designed arbitrarily. That is especially on the body floor 3 it may also be a multi-piece construction, in which the support flange or the support surface is attached to the floor or formed integrally on the sill in profile. Also, for the body floor, a material mix, for example, metal / plastic be beneficial.

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. 2 shows a body with such a body floor. In this illustration, the trough-shaped body floor consists of two separate parts, the right and the left body floor 3 that are in the area of the center tunnel 4 glued together. In this embodiment, the body floor is also 3 with the two sills 14 glued throughout. In this perspective, however, only the upper sill bearing surface 11 to see this area 11 is glued to the sill. Other type of connection or combinations of other types of connection are just as useful here. In such a two-part construction, the bottom can be introduced through the windshield opening and then placed on the lower support surface on the sill. Here is already an adhesive layer 9 , which the lower body floor bearing surface 2 with the lower sill support surface 12 combines. The body floor support surface may be arranged continuously or only partially. However, this fact is not visible in the perspective shown.

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. Zeichenerklärung 1 Obere Karosserieboden-Auflagefläche 2 Untere Karosserieboden-Auflagefläche 3 Wannenförmiger Karosserieboden 4 Mitteltunnel 5 Bodenwand 6 Seitenwand 9 Klebstoff 10 Karosserie 11 Obere Schweller-Auflagefläche 12 Untere Schweller-Auflagefläche 14 Schweller 3 shows another embodiment in which the body 10 with the trough-shaped body floor 3 viewed from below. In this embodiment, it is shown that the formed by the sill lower body floor-bearing surface 2 not only continuously but also only partially trained. By attaching the body floor 3 at the sill 14 in two different horizontal planes 2/12, 1/11 is the torsional rigidity of the body floor 3 and also the entire body 10 improved. It proves to be particularly advantageous if the actual bottom plate of the tub-shaped body floor 3 with the lower support surface 5 at the sill 14 is connected. Adhesive is suitable for joining the two parts 9 especially good as it also seals the structure at the same time so that moisture can not get into the vehicle interior at the connection point. However, these compounds can also be constructed as detachable compounds, in particular screws, notches, or as insoluble compounds, in particular welding. Depending on the requirement at certain points, the connecting surfaces between floor and body support may be different in size. Explanations 1 Upper body floor support surface 2 Lower body floor support surface 3 Tub-shaped body floor 4 center tunnel 5 bottom wall 6 Side wall 9 adhesive 10 body 11 Upper sill support surface 12 Lower sill support surface 14 sill

Claims

From a fiber-reinforced plastic existing trough-shaped body floor ( 3 ) for a vehicle body ( 10 ) with at least one metal sill ( 14 ), characterized in that at the sill ( 14 ) at least two mutually separate, arranged in different horizontal planes bearing surfaces ( 11 . 12 ) are formed on the body floor ( 3 ) at least two contiguous support surfaces ( 1 . 2 ) are formed on the bearing surfaces ( 11 . 12 ) of the sill ( 14 ) and are connected to these.

Body floor ( 3 ) according to claim 1, characterized in that a lower bearing surface ( 12 ) of the trough-shaped body floor ( 3 ) from the bottom of the tub ( 5 ) is formed and this lower bearing surface ( 12 ) of the body floor ( 3 ) on a lower support surface ( 2 ) of the sill ( 14 ) rests.

Body floor ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the upper bearing surface ( 11 ) of the trough-shaped body floor ( 3 ) of a flange on the side wall ( 6 ) is formed and this upper bearing surface ( 11 ) on an upper support surface ( 1 ) of the sill ( 14 ) rests.

Body floor ( 3 ) for motor vehicles according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the support surfaces ( 1 . 11 . 2 . 12 ) between body floor ( 3 ) and sills ( 14 ) are glued together.