DE102009031779A1

DE102009031779A1 - Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009031779A1
Application number: DE102009031779A
Authority: DE
Inventors: Martin Schwarz; Stephan Rosenplänter
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-13
Also published as: RU2541614C2; US8505662B2; CN101941466B; US20110000729A1; CN101941466A; GB2471752A; RU2010127862A; GB2471752B; GB201010990D0

Abstract

Eine Bodenstruktur (1) eines Kraftfahrzeuges hat in einem an Radläufe (5) für hintere Räder (7) angrenzenden Querträger (13) eine Aufnahme (16) für eine Starterbatterie (17). Der Querträger (13) weist zwei Versteifungsstege (14, 15) auf und ist zwischen den Versteifungsstegen (14, 15) wannenförmig gestaltet. Hierdurch ist die Starterbatterie (17) zuverlässig vor einem Crash geschützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug mit in Fahrtrichtung angeordneten, die Bodenstruktur seitlich begrenzenden Längsträgern, mit einem Bodenblech, mit quer zur Fahrtrichtung angeordneten und die Längsträger miteinander verbindenden, auf dem Bodenblech montierten Versteifungsstegen und mit Radläufen für vordere und für hintere Räder.
Solche Bodenstrukturen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Die Versteifungsstege bilden Querträger, mit denen die Bodenstruktur versteift ist. Verschiedene, in dem Kraftfahrzeug anzuordnende Bauteile werden meist auf an dem Bodenblech befestigten Schienen, Halterungen oder dergleichen montiert. Hierdurch benötigen die Bauteile jedoch einen großen Bauraum, welcher insbesondere im Heckbereich der Bodenstruktur die Möglichkeit der Anordnung eines Ersatzrades oder eines möglichst großen Volumens eines Kraftstoffbehälters einschränkt. Die Halterungen oder Schienen können zudem die Anordnung der Querträger einschränken, so dass die Sicherstellung einer erforderlichen Steifigkeit der Bodenstruktur einen sehr großen Aufwand erfordert. Eine hohe Steifigkeit der Bodenstruktur ist insbesondere im Bereich der Fahrgastzelle unter den Sitzen notwendig, um eine Crashsicherheit zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Bodenstruktur der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass sie einen möglichst großen Bauraum für verschiedene Bauteile bietet und eine besonders hohe Steifigkeit aufweist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwei an die Radläufe der hinteren Räder angrenzende Versteifungsstege eine Aufnahme für weitere Bauteile begrenzen.
Durch diese Gestaltung wird eine Aufnahme von Versteifungsstegen im Bereich der Radläufe gebildet. Hierdurch lassen sich zusätzlich zu montierende Halterungen vermeiden. Da die Aufnahme direkt an den Versteifungsstegen angeordnet ist, lassen sich die an der Bodenstruktur zu montierenden Bauteile besonders Platz sparend montieren. Weiterhin sind die in der Aufnahme montierten Bauteile von den Versteifungsstegen, den Radläufen der hinteren Räder und der Längsträger bei einem Crash besonders zuverlässig geschützt.
Zur weiteren Platz sparenden Anordnung der Aufnahme trägt es bei, wenn die Aufnahme oberhalb eines Torsionsrohres einer Hinterachse angeordnet ist.
Zur weiteren Erhöhung der Crashsicherheit der erfindungsgemäßen Bodenstruktur trägt es bei, wenn die Aufnahme unterhalb oder unmittelbar hinter einem Rücksitz des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Diese Anordnung der Aufnahme unter oder unmittelbar hinter dem Rücksitz des Kraftfahrzeuges hat zudem den Vorteil, dass die in der Aufnahme angeordneten Bauteile besonders crashsicher geschützt sind, da die Fahrgastzelle mit den Rücksitzen meist eine besonders hohe Steifigkeit aufweist.
Die Aufnahme vermag gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zur Versteifung der Bodenstruktur beizutragen, wenn die Aufnahme Wannen förmig, in ihrer von dem Bodenblech abgewandten Seite hin offen gestaltet ist.
Die Aufnahme lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn ein einzelner, die Längsträger miteinander verbindender und mit dem Bodenblech verschweißter Querträger die beiden Versteifungsstege aufweist. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass der die Versteifungsstege aufweisende Querträger durch die wannenförmige Aufnahme versteift ist. Dieser Querträger kann damit besonders breit zur Aufnahme der weiteren Bauteile gestaltet sein.
Die erfindungsgemäße Bodenstruktur gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn die Versteifungsstege an zwei die Längsträger miteinander verbindenden und mit dem Bodenblech verschweißten Querträgern angeordnet sind.
Das Bodenblech könnte beispielsweise einen Boden der Aufnahme bilden. Dies führt jedoch dazu, dass in die Aufnahme eingesetzte Bauteile sehr hoch angeordnet sind. In die Aufnahme eingesetzte Bauteile lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders tief anordnen, wenn das Bodenblech eine Aussparung für die Aufnahme hat.
In der Aufnahme angeordnete Bauteile lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach mit dem elektrischen Netz des Kraftfahrzeuges verbinden, wenn der die Versteifungsstege und die Aufnahme aufweisende Querträger zwischen den Versteifungsstegen eine Öffnung zur Durchführung elektrischer Leitungen hat.
Zur weiteren Vereinfachung der Montage des die erfindungsgemäße Bodenstruktur aufweisenden Kraftfahrzeuges trägt es bei, wenn ein Träger mit der Starterbatterie eine vormontierbare bauliche Einheit bildet und in die Aufnahme eingeklebt ist. Vorzugsweise wird der Kunststoffträger neben der Verklebung zusätzlich formschlüssig, beispielsweise durch Verschraubung mit der Aufnahme verbunden.
Der Träger könnte beispielsweise aus Stahlblech gefertigt sein. Die erfindungsgemäße Bodenstruktur weist jedoch ein besonders geringes Gewicht auf, wenn der Träger aus Kunststoff, Leichtmetall oder einem Verbundwerkstoff gefertigt ist.
Ein hoher Schutz einer Starterbatterie lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach erreichen, wenn in der Aufnahme eine Starterbatterie einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Hierdurch ist die Starterbatterie beim Crash vor einer Beschädigung und damit vor einem Auslaufen geschützt. Weiterhin können hierdurch Berührungen der Kontakte der Starterbatterie mit Metallteilen der Kraftfahrzeugkarosserie weitgehend verhindert werden. Neben der Starterbatterie kann zudem auch eine elektronische Steuereinrichtung in der Aufnahme angeordnet sein.
Zur weiteren Vereinfachung der Montage des die erfindungsgemäße Bodenstruktur aufweisenden Kraftfahrzeuges trägt es bei, wenn der Träger die Öffnung zur Durchführung elektrischer Leitungen verschließt. Vorzugsweise hat der Kunststoffträger zum Verschließen der Öffnung eine dauerelastische Abdichtung.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur,
2 perspektivisch die Bodenstruktur aus 1 mit einer darin angeordneten Starterbatterie,
3 vergrößert eine Schnittdarstellung durch die Bodenstruktur aus 2 entlang der Linie III-III,
4 perspektivisch einen Träger mit der Starterbatterie aus 2,
5 einen Querträger mit einer zwischen zwei Versteifungsstegen angeordneten Aufnahme für den Träger aus 5,
6 einen Teilbereich einer weiteren Ausführungsform der Bodenstruktur des Kraftfahrzeuges.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer Bodenstruktur 1 und mit darin in Fahrtrichtung angeordneten vorderen Sitzen 2 und mit Rücksitzen 3. Die Bodenstruktur 1 hat Radläufe 4, 5 für vordere und hintere Räder 6, 7 und eine Mulde 8 für ein Ersatzrad 9.
Die Bodenstruktur 1 ist in 2 perspektivisch dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass die Bodenstruktur 1 ein Bodenblech 10 aufweist und seitlich von in Fahrtrichtung weisenden Längsträgern 11, 12 begrenzt ist. Die Längsträger 11, 12 sind im Bereich der hinteren Radläufe 5 und damit unmittelbar hinter den Rücksitzen 3 über einen Querträger 13 miteinander verbunden. Der Querträger 13 befindet sich damit vor der Mulde 8 für das Ersatzrad 9 und weist zwei die Längsträger 11, 12 miteinander verbindende Versteifungsstege 14, 15 auf. Zwischen den Versteifungsstegen 14, 15 ist eine Aufnahme 16 für eine Starterbatterie 17 angeordnet.
3 zeigt in einer Schnittdarstellung durch die Bodenstruktur 1 aus 2 entlang der Linie III-III, dass die Starterbatterie 17 auf einem Träger 18 angeordnet ist, welcher in den Querträger 13 eingeklebt und zudem verschraubt ist. Der Querträger 13 ist an dem Bodenblech 10 der Bodenstruktur 1 von unten her verschweißt. Weiterhin zeigt 3, dass ein Kraftstoffbehälter 19 in Fahrtrichtung vor dem Querträger 13 angeordnet ist. In 3 ist zudem ein Torsionsrohr 20 einer nicht näher dargestellten Hinterachse in verschiedenen Einfedertiefen dargestellt. Der Querträger 13 mit der Aufnahme 16 für die Starterbatterie 17 ist derart erhöht, dass eine Berührung mit dem Torsionsrohr 20 auch bei maximaler Einfederung ausgeschlossen ist. In Fahrtrichtung gesehen hinter der Mulde 8 ist zudem ein hinterer Querträger 21 angeordnet.
4 zeigt perspektivisch den Träger 18 mit der Starterbatterie 17 aus den 2 und 3. Hierbei ist zu erkennen, dass der Träger 18 wannenförmig gestaltet ist. Eine elektrische Leitung 22 für den Pluspol der Starterbatterie 17 ist nach unten weg durch den Träger 18 geführt.
5 zeigt den Querträger 13 mit der Aufnahme 16 für die Starterbatterie 17 vor der Montage an der Bodenstruktur 1. Hierbei ist zu erkennen, dass die Versteifungsstege 14, 15 vertikal angeordnet sind und Flansche 23, 24 zur Verbindung mit dem in 3 dargestellten Bodenblech 10 aufweisen. Zwischen den Versteifungsstegen 14, 15 ist die Aufnahme 16 angeordnet. Die Aufnahme 16 hat zudem eine Öffnung 25 für die elektrische Leitung 22 der Starterbatterie 17. Die Öffnung 25 wird von dem in 4 dargestellten Träger 18 verschlossen.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Bodenstruktur 1, bei der eine Aufnahme 26 für die Starterbatterie 17 zwischen zwei separaten Querträgern 27, 28 angeordnet ist. Die Querträger 27, 28 weisen jeweils an die Aufnahme angrenzende Versteifungsstege 29, 30 auf und verbinden zwei Längsträger 31, 32 miteinander. Horizontale Stege 33, 34 der Querträger 27, 28 bilden ein gegenüber einem Bodenblech 35 erhöhtes Podest.
Bezugszeichenliste

1: Bodenstruktur
2: Sitz
3: Rücksitz
4, 5: Radlauf
6, 7: Rad
8: Mulde
9: Ersatzrad
10: Bodenblech
11, 12: Längsträger
13: Querträger
14, 15: Versteifungssteg
16: Aufnahme
17: Starterbatterie
18: Träger
19: Kraftstoffbehälter
20: Torsionsrohr
21: hinterer Querträger
22: Leitung
23, 24: Flansch
25: Öffnung
26: Aufnahme
27, 28: Querträger
29, 30: Versteifungssteg
31, 32: Längsträger
33, 34: Steg
35: Bodenblech

Claims

Bodenstruktur (1) für ein Kraftfahrzeug mit in Fahrtrichtung angeordneten, die Bodenstruktur (1) seitlich begrenzenden Längsträgern (11, 12, 31, 32), mit einem Bodenblech (10, 35), mit quer zur Fahrtrichtung angeordneten und die Längsträger (11, 12, 31, 32) miteinander verbindenden, auf dem Bodenblech (10, 35) montierten Versteifungsstegen (14, 15, 29, 30) und mit Radläufen (4, 5) für vordere und für hintere Räder (6, 7), dadurch gekennzeichnet, dass zwei an die Radläufe (5) der hinteren Räder (7) angrenzende Versteifungsstege (14, 15, 29, 30) eine Aufnahme (16, 26) für weitere Bauteile begrenzen.
Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (16, 26) oberhalb eines Torsionsrohres (20) einer Hinterachse angeordnet ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (16, 26), unterhalb oder unmittelbar hinter einem Rücksitz (3) des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (16, 20) wannenförmig, in ihrer von dem Bodenblech (10, 35) abgewandten Seite hin offen gestaltet ist.
Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner, die Längsträger (11, 12) miteinander verbindender und mit dem Bodenblech (10) verschweißter Querträger (13) die beiden Versteifungsstege (14, 15) aufweist.
Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstege (29, 30) an zwei die Längsträger (31, 32) miteinander verbindenden und mit dem Bodenblech (35) verschweißten Querträgern (27, 28) angeordnet sind.
Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenblech (10) eine Aussparung für die Aufnahme (16) hat.
Bodenstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Versteifungsstege (14, 15) und die Aufnahme (16) aufweisende Querträger (13) zwischen den Versteifungsstegen (14, 15) eine Öffnung (25) zur Durchführung elektrischer Leitungen (22) hat.
Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (18) mit der Starterbatterie (17) eine vormontierbare bauliche Einheit bildet und in die Aufnahme (16) eingeklebt ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) aus Kunststoff, Leichtmetall oder einem Verbundwerkstoff gefertigt ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (16, 26) eine Starterbatterie (17) einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) die Öffnung (25) zur Durchführung elektrischer Leitungen (22) verschließt.