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Die
Erfindung betrifft einen vorderen Karosserieboden eines Kraftfahrzeugs,
d. h. den Teil des Karosseriebodens, der den Tunnel umfasst. Unter
einer Karosserie soll hierbei eine Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs,
beispielsweise eines Pkw, verstanden werden.
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In
der Automobilbranche bezeichnet eine Architektur eine technische
Basis, auf der äußerlich verschiedene
Fahrzeugmodelle aufbauen. Diese technische Basis bestimmt Aufbau
und Formgebung der Rohkarosserie. Durch Nutzung einer Architektur lässt sich
eine Vielzahl von Fahrzeugmodellen unter verringertem Entwicklungsaufwand
kostengünstig anbieten.
Der Kostenvorteil ergibt sich daraus, dass bei der Architekturstrategie
der Anteil der Gleichteile innerhalb einer Architektur hoch ist.
Unter Gleichteilen wird hierbei ein Karosseriemodul oder ein Karosserieeinzelteil
verstanden, das in mindestens zwei Fahrzeugmodellen derselben Architektur
eingesetzt wird.
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Eine
selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie besitzt einen die Fahrgastzelle
nach unten hin abschließen den
Karosserieboden, der über
Hochstreben, meist A-, B- und
C-Säule
genannt, mit dem Dach verbunden ist. Der Karosserieboden selbst
besteht aus mehreren Modulen, die herkömmlicherweise als Blechteile
im Rahmen der Fertigung zusammengeschweißt werden. Hierzu gehören unter
anderem die Seitenschweller, Sitzquerträger, Sitzauflagen und der Tunnel.
Zwischen diesen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Modulen
befinden sich Bodenplatten. Im Bereich des vorderen Karosseriebodens
befindet sich in etwa unter den Vordersitzen der Boden vorne auf
beiden Seiten des Tunnels, im mittleren Karosseriebereich hinter
dem Fersenblech der Boden hinten und im hinteren Karosseriebereich
hinter dem Hinterachsquerträger
die Verlängerung
Boden hinten mit der Reserveradmulde.
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Es
ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der
Erfindung, einen vorderen Karosserieboden für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen,
der architekturübergreifend
einsetzbar ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte
Weiterbildungen und weitere Ausführungsformen ergeben
sich mit den Merkmalen der abhängigen
Ansprüche.
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In
einer ersten Ausführungsform
wird ein vorderer Karosserieboden für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen,
dessen Tunnel als Rollprofil ausgebildet ist.
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Durch
die Wahl eines kostengünstigen
Rollprofils lassen sich für
den Tunnel kleinere Krümmungsradien als
beim Tiefziehen, das konventionellerweise für Karosserieunterböden verwendet
wird, realisieren. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Raumausnutzung,
weil beim Rollformen die Abweichungen der Ist-Geometrie von der
Soll-Geometrie geringer ausfallen. Die insofern wegfallenden fertigungsbedingten
Ziehschrägen
führen
zu größeren Freiräumen bei
der Anordnung der Fahrzeugteile, was seinerseits Raum für das Design
eines vorderen Karosseriebodens schafft, der für zwei oder mehr Karosseriearchitekturen
und damit architekturübergreifend
einsetzbar ist. Durch die fertigungstechnische Bereitstellung einer
Tunnelgeometrie, die an die Vorgaben der Entwickler möglichst
dicht heranreicht, lässt
sich beispielsweise die Position der Kardanwelle innerhalb des Tunnels
freier wählen,
was die simultane Realisierung unterschiedlicher Antriebskonzepte,
nämlich
Vorder-, Hinter- und Allradantrieb, erleichtert. Unterschiedliche
Antriebskonzepte lassen sich bislang im Regelfall nur über verschiedene
Karosseriearchitekturen realisieren. Durch Längenanpassung in Tunnellängsrichtung
lässt sich
zudem der Tunnel als Längsteil
leicht an unterschiedliche Fahrzeuglängen anpassen.
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Weiterhin
fallen die ansonsten beim alternativ eingesetzten Tiefziehprozess
einhergehenden Einschränkungen
bei der Ziehtiefe weg bzw. sind mit einem Rollprofil größere Profilquerschnitte
möglich. Auch
dies bedingt mehr Freiheit beim Design eines vorderen Karosseriebodens
und die Möglichkeit,
ihn für
zwei oder mehr Karosseriearchitekturen geeignet auszulegen.
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Durch
die Wahl eines rollgeformten Tunnels ist der Einsatz hochfester
Materialien möglich,
durch die die Längsversteifung
des Karosseriebodens gesteigert werden kann. So werden bei einer
weiteren Ausführungsform
Materialien mit einer Streckfestigkeit bis 1400 N/mm2,
z. B. einer Streckfestigkeit von 800 N/mm2 bis
1400 N/mm2 eingesetzt. Alternativ kann bei
als ausreichend erachtetem Verhalten bei einem Frontalzusammenstoß durch
den Einsatz hochfester Materialien die Blechdicke verringert und dadurch
das Gewicht reduziert werden, wobei gleichzeitig die Produktionskosten
gesenkt werden können.
Ferner lassen sich die Materialgüte
und die Wandstärke
des Rollprofils flexibel wählen,
sodass die Bereitstellung von Längsträgervarianten
für unterschiedliche
Fahrzeugmodelle innerhalb derselben Architektur, aber auch für verschiedene
Architekturen leichter fällt.
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Eine
weitere Ausführungsform
sieht einen vorderen Karosserieboden vor, der ein erstes Modul umfasst,
welches mindestens ein Submodul besitzt, wobei das Submodul ausgebildet
ist, Bestandteil von korrespondierenden ersten Modulen von Karosserien
zu sein, die zu unterschiedlichen Karosseriearchitekturen gehören.
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Unter
einem Submodul im Sinne dieser Erfindungsbeschreibung soll eine
funktionell selbstständige,
in sich geschlossene Baueinheit verstanden werden, die aus Einzelteilen
und/oder aus Komponenten zusammengesetzt ist, und die anschließend in
ein Submodul oder in ein Modul eingebaut wird. Eine Komponente besteht
aus Einzelteilen bzw. Hilfsmitteln wie zum Beispiel Ölen, Fetten etc.,
die zu einer für
sich selbstständigen,
in sich geschlossenen funktionierenden Komponente zusammengesetzt
ist.
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Unter
einem Modul im Sinne dieser Erfindungsbeschreibung soll eine funktionell
selbstständige,
in sich geschlossene autonome Baueinheit aus Einzelteilen und/oder
aus Submodulen verstanden werden. Solche Module wurden traditionellerweise separat
in die Fahrzeugkarosserie eingebaut. Ein Modul erfüllt eine
genau definierte Teilfunktion des Kraftfahrzeugs vollständig und
kann losgelöst
vom restlichen Kraftfahrzeug entwickelt, produziert und getestet
werden. Ein Modul verfügt über mindestens eine
externe Schnittstelle, die genau definiert ist, und über die
es mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist bzw. kommunizieren kann.
Im Regelfall wird es als funktionsfähige OK-Einheit zum Einbau
in das übergeordnete
System (Modul oder Fahrzeug) angeliefert und kann mit geringem Aufwand
an neue Aufgaben bzw. Markterfordernisse angepasst werden, z. B.
durch Hinzufügung
neuer oder zusätzlicher
Funktionen oder um es architekturübergreifend einsetzbar zu machen.
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Die
genannte Ausführungsform
ermöglicht es
einem Fahrzeughersteller, den Produktionsaufwand bei der Herstellung
von vorderen Karosserieböden
für unterschiedliche
Karosseriearchitekturen zu verringern. Die zueinander korrespondierenden ersten
Module von Karosserien unterschiedlicher Architekturen besitzen
hierzu dasselbe Submodul, das insofern ein architekturübergreifend
einsetzbares Gleichteil darstellt. Der vordere Karosseriebo den kann
beispielsweise ein erstes Modul „Tunnel" haben, dem die Submodule „Tunnelkappe" und „Tunnelverstärkung" zugeordnet sind.
Das erste Modul „Tunnel" ist architekturspezifisch,
wohingegen die genannten Submodule architekturübergreifend einsetzbar sind.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
besitzt der vordere Karosserieboden ein zweites Modul, das mindestens
ein Submodul besitzt, wobei sich Submodule von korrespondierenden
zweiten Modulen, die zu Karosserien unterschiedlicher Karosseriearchitekturen
gehören,
durch Zuschnitt ineinander überführen lassen.
So kann der vordere Karosserieboden beispielsweise ein zweites Modul „Sitzbefestigung" haben, zu dem die
Submodule „Sitzaufnahme" und „Sitzquerträger" gehören. Das
Submodul „Sitzquerträger" lässt sich
durch einen Zuschnitt, hier einem Ablängen, für eine Sitzbefestigung einer
anderen Architektur geeignet machen bzw. in einen Sitzquerträger für eine andere
Architektur überführen.
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In
einer Ausführungsform
des vorderen Karosseriebodens unterscheiden sich Submodule von korrespondierenden
zweiten Modulen, die zu Karosserien unterschiedlicher Karosseriearchitekturen
gehören,
lediglich in ihrer Breite, Länge
oder Höhe.
Ein Beispiel hierfür
ist wieder das zweite Modul „Sitzbefestigung", dessen Submodul „Sitzquerträger" sich von anderen
Sitzquerträgern
anderer Fahrzeugarchitekturen nur in der Länge unterscheidet.
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Ferner
ist eine Ausführungsform
vorgesehen, die ein drittes Modul aufweist, das mindestens ein Submodul besitzt,
wobei das dritte Modul ausgebildet ist, sich im Vergleich zu korrespondierenden dritten
Modulen von Karosserien anderer Karosseriearchitekturen nur durch
das Submodul zu unterscheiden. So ist es denkbar, dass der vordere
Karosserieboden 1 ein Modul „Boden vorne" links bzw. rechts mit
den Submodulen 4 (Längsverstärkung) und 5 (Verlängerung
Längsverstärkung) zu
bilden, wobei z. B die Schnittstelle der jeweiligen Submodule zum Modul „Boden
vorne" gleich ist,
aber sich die Submodule zum Beispiel in der Geometrie (Wandstärke, Form,
Materialgüte,
Verbindungstechnik zu Modul Boden vorne ...) unterscheiden können.
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Eine
weitere Ausführungsform
des vorderen Karosseriebodens verfügt ferner über ein viertes Modul. Dieses
ist derart ausgebildet, dass es sich im Vergleich zu korrespondierenden
vierten Modulen von Karosserien anderer Architekturen lediglich
in der geometrischen oder räumlichen
Verteilung seiner Submodule unterscheidet. Die einander korrespondierenden
vierten Module haben in diesem Fall dieselben Submodule, jedoch
sind diese in der Fläche oder
im Raum anders angeordnet. Der für
die Anpassung an die jeweilige Architektur erforderliche Aufwand
ist hier sehr gering und kann sich zum Beispiel auf die unterschiedliche
Durchführung
von Montageoperationen bei der Herstellung des vierten Moduls beschränken. Ein
Beispiel wäre
ein viertes Modul „Boden
vorne", das über das
Submodul „Auspuffbefestigung" verfügt. Ist
das Modul "Boden
vorne" architekturübergreifend
einsetzbar, so ergibt sich bei einer anderen Architektur wegen der
dort eingesetzten anderen Motoren oder Katalysatorsystemen eine
an dere geometrische Anordnung des Submoduls "Auspuffbefestigung". Neben der anderen geometrischen Anordnung
vom Submodul „Auspuffbefestigung" kann es auch notwendig
sein, dasselbe Submodul zweimal im Tunnel zu platzieren.
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Es
versteht sich von selbst, dass die obigen Ausführungsformen auch in Kombination
vorkommen können.
Die Unterschiede zu einander korrespondierenden Modulen unterschiedlicher
Architekturen sind hierbei dann besonders gering, wenn, wie bei
einer anderen Ausführungsform
vorgeschlagen, sämtliche
Submodule des vorderen Karosseriebodens solche eines ersten, zweiten,
dritten oder vierten Moduls sind.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug,
die einen vorderen Karosserieboden wie oben beschrieben umfasst.
Unter einer Karosserie soll hierbei eine Rohkarosserie verstanden
werden. Ferner betrifft ein Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug,
insbesondere einen Pkw, mit einer derartigen Karosserie.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
erkennbar, die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben
sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren
nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den
Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigt:
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1 einen
vorderen Karosserieboden;
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2 einen
Sitzquerträger
mit Befestigung.
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1 zeigt
einen vorderen Karosserieunterboden 1 eines Kraftfahrzeugs,
beispielsweise eines Pkw. Zusammen mit 2 erkennt
man, dass er aus verschiedenen Modulen und Submodulen zusammengesetzt
ist.
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Der
Tunnel 3 des vorderen Karosseriebodens 1 ist als
Rollprofil ausgebildet und besteht aus einem hochfesten Stahl mit
einer Streckfestigkeit von 1200 N/mm2. Derart
hochfeste Materialien erlauben es ganz allgemein, in Kombination
mit dem Bearbeitungsverfahren besonders kleine Krümmungsradien von
ca. 6 mm zu realisieren, zum Beispiel in den Bereichen B1 und B2.
Damit fällt
bei diesem Bestandteil des vorderen Karosseriebodens 1 die
Abweichung der Ist-Geometrie von der Soll-Geometrie besonders klein
aus, was die Realisierung eines Designs erleichtert, das für mehrere
Kraftfahrzeugplattformen und damit plattformübergreifend einsetzbar ist.
Zusätzlich
kann dadurch auch der vorhandene Bauraum besonders effizient ausgenutzt
werden, was zu einem Mehr an designerischer Freiheit bei der Fahrzeugentwicklung
führt.
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Der
vordere Karosserieboden 1 verfügt über ein erstes Modul 3 in
Gestalt eines Tunnels 3a. Der Tunnel 3a ist zunächst für eine konkrete
Karosserie einer ersten Karosseriearchitektur einsetzbar. Die Submodule 6 (Tun nelkappe)
und 7 (Tunnelverstärkung)
des ersten Moduls 3 sind ausgebildet, Bestandteil von korrespondierenden
ersten Modulen 3 bzw. Tunneln 3a von Karosserien
zu sein, die zu unterschiedlichen Karosseriearchitekturen gehören. Dies
bedeutet, dass die Submodule 6 und 7 ohne bauliche
Veränderung
auch bei anderen Karosseriearchitekturen im jeweiligen ersten Modul 3 eingesetzt werden
können.
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Der
vordere Karosserieunterboden 1 verfügt ferner über zweite Module 2 (Boden
vorne links bzw. rechts), das Submodule 5 (Verlängerung
Längsverstärkung) und 10 (Sitzbefestigung)
besitzt. Die Sitzbefestigung 10 umfasst hierbei ein Submodul 9 (Sitzquerträger). Die
zweiten Module 2 finden zunächst im vorderen Karosserieunterboden 1 einer
Karosserie Verwendung, die zu einer ersten Karosseriearchitektur
gehört.
Durch Zuschnitt sind die Submodule 5, 9 anpassbar
für eine
zweite Karosseriearchitektur. Werden diese Submodule 5, 9 in
Längsrichtung
abgeschnitten, so entsteht aus ihnen ein entsprechendes Submodul
für eine
zweite Karosseriearchitektur.
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Durch
Zuschnitt lassen sich gegebenenfalls die Submodule 5 und 9 auch
für ein
anderes Fahrzeugmodell innerhalb ein und derselben Karosseriearchitektur
anpassen. Gleiches gilt ggf. für
die Module 2 selbst. So kann es ausreichend sein, die Module 2 parallel
zur Längsrichtung
abzulängen,
um einen anderen Radstand zu realisieren.
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Wie
bereits ausgeführt
zeigt 2 ein zweites Modul 10 in Gestalt einer
Sitzbefestigung. Das zweite Modul 10 ist seinerseits aus
zwei Submodulen 8 und 9 zu sammengesetzt. Das Submodul 9,
ein Sitzquerträger,
muss zwecks Anpassung an eine andere Karosseriearchitektur nur abgelängt werden. Das
Submodul 8, eine Sitzaufnahme, ist architekturspezifisch.
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Das
Submodul 9 ist ein geschlossenes Rollprofil, das vertikal
beabstandet zum Modul 2 angeordnet ist. Die vertikale Beabstandung
gelingt mit an Modulen 2 angeschweißten Submodulen 8,
deren ausgestellte Flansche (nicht gezeigt) die Vertikallage des
Moduls 9 vorgeben.
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Die
geschlossene Ausbildung des Submoduls 9 und die Wahl eines
hochfesten Materials bedingen eine hohe Struktursteifigkeit des
vorderen Karosseriebodens 1, was zu einem günstigen
Intrusionsverhalten bei einem Seitenaufprall führt. Die Vertikalbeabstandung
ermöglicht
dabei auf konstruktiv einfache Weise die Nutzung des Raums unter
dem Submodul 9, um dort Luftschläuche für die Innenraumheizung zu verlegen.
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Obwohl
vorstehend konkrete Ausführungsformen
beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass die Beschreibung
dieser Ausführungsformen
nicht zum Zweck hat, die Erfindung in der angegebenen Form zu beschränken. Die
Erfindung soll vielmehr alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen
umfassen, die in den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung fallen.
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- 1
- vorderer
Karosserieboden
- 2
- drittes
Modul/Boden vorne
- 3
- erstes
Modul
- 3a
- Tunnel
- 4
- Submodul/Längsverstärkung
- 5
- Submodul/Verlängerung
Längsverstärkung
- 6
- Submodul/Tunnelkappe
- 7
- Submodul/Tunnelverstärkung
- 8
- Submodul/Sitzaufnahme
- 9
- Submodul/Sitzquerträger
- 10
- zweites
Modul/Sitzbefestigung
- B1
- Bereich
- B2
- Bereich