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DE3035644A1 - Lightweight floor pan for car - has plastic moulded sections with flange attachment to metal sections - Google Patents

Lightweight floor pan for car - has plastic moulded sections with flange attachment to metal sections

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DE3035644A1
DE3035644A1 DE19803035644 DE3035644A DE3035644A1 DE 3035644 A1 DE3035644 A1 DE 3035644A1 DE 19803035644 DE19803035644 DE 19803035644 DE 3035644 A DE3035644 A DE 3035644A DE 3035644 A1 DE3035644 A1 DE 3035644A1
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DE
Germany
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sandwich
vehicle
flanges
metal
front part
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Withdrawn
Application number
DE19803035644
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German (de)
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Manfred 3171 Wasbüttel Babel
Asoke K. Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Basu
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Abstract

The front section of the floor pan (1) has a rigid plastic moulding with a central tunnel (5) and with a cross-ridge (6) to support the seats. The sides of the moulding have flanges to locate bolts to secure to the side metal sections of the body, with access from under the car. The front section is linked to the softer plastic moulded rear section (2) with a metal crush section. Securing flanges (21) of stamped metal are embedded in the moulding as are tags (20) to attch the seal mountings. The rear section, with softer crush facility, has a moulded recess (23) to take the spare wheel. Front section (1) comprises a GFR-polyurethane foam-GFR sandwich. The rear section comprises a polypropylene-polypropylene foam-polypropylene sandwich.

Description

Boden für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug Floor for a vehicle, in particular a motor vehicle

Die Erfindung betrifft einen Boden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a floor according to the preamble of the patent claim 1.

Ein in dieser Weise aufgebauter Boden ist aus der US-PS 2 612 964 bekannt. Diese bekannte Konstruktion trägt aber nicht den unterschiedlichen Beanspruchungen und demgemäß Anforderungen an den vorderen und den hinteren Bereich des Bodens sowie der erforderlichen Verformbarkeit des Bodens bei Unfällen Rechnung.A floor constructed in this way is disclosed in US Pat. No. 2,612,964 known. However, this known construction does not bear the various stresses and accordingly requirements for the front and rear areas of the floor as well the necessary deformability of the floor in the event of accidents.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Boden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, der bei einfacher Herstellung und Montage am Fahrzeugrahmen den unterschiedlichen Anforderungen in seinem vorderen Bereich, d.h. im Bereich einer Fahrgastzelle, und in seinem hinteren Bereich (beispielsweise Unterbringung eines Reserverads) Rechnung trägt und trotz Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe, also in erster Linie von Kunststoffen, in Sandwichbauweise die zur Umsetzung von Stoßenergie bei Unfällen erforderliche Verformung des Fahrzeugaufbaus außerhalb der Fahrgastzelle nicht behindert.The invention is accordingly based on the object of providing a floor according to to create the preamble of claim 1, which is easy to manufacture and mounting on the vehicle frame to meet the different requirements in its front Area, i.e. in the area of a passenger compartment, and in its rear area (for example Accommodation of a spare wheel) takes into account and despite the use of non-metallic Materials, i.e. primarily plastics, in sandwich construction that are used to implement external deformation of the vehicle body required by impact energy in the event of an accident the passenger compartment is not obstructed.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.The solution to this problem according to the invention consists in the characteristics of claim 1 specified features.

Ein grundlegender Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß nach wie vor der Boden als Fertigboden, d.h. als vorfabrizierte Einheit, von unten her an den Fahrzeugrahmen angesetzt und im wesentlichen von unten her, beispielsweise mittels Schrauben, mit diesem verbunden werden kann.A fundamental advantage of the invention can be seen in the fact that after as before the floor as a finished floor, i.e. as a prefabricated unit, from below at attached to the vehicle frame and essentially from below, for example by means of screws, can be connected to this.

Die Materialwahl für das Vorderteil, das also im montierten Zustand einen Bestandteil der Fahrgastzelle bildet, erfolgt in erster Linie im Hinblick auf hohe Festigkeit und Steifigkeit, so daß nicht nur bei einem Unfall die Fahrgastzelle möglichst unverformt bleibt, sondern, wie beispielsweise auch im Anspruch 5 zum Ausdruck gebracht, an bevorzugten Stellen des Vorderteils Befestigungsteile für Sitze oder dergl. vorgesehen sein können.The choice of material for the front part, i.e. in the assembled state forms part of the passenger compartment, is done primarily with a view to it on high strength and rigidity, so that the passenger compartment is not only used in the event of an accident Remains as undeformed as possible, but, for example, in claim 5 for Expressed at preferred points of the front part fastening parts for Seats or the like. Can be provided.

Demgegenüber besteht das Heckteil des Bodens aus einem Material, das zwar selbstverständlich auch die dort erforderlichen Festigkeitseigenschaften besitzen muß, primär aber im Hinblick auf eine leichte Formgebung zur Gewinnung einer Mulde, beispielsweise durch ein erprobtes Spritzgießverfahren, gewählt ist.In contrast, the rear part of the floor consists of a material that Of course, they also have the strength properties required there must, but primarily with a view to a light shape to obtain a trough, is selected for example by a tried and tested injection molding process.

In der Regel wird der gesamte erfindungsgemäße Boden nach seinem Einbau im Bereich aller seiner Ränder von Trägern des Fahrzeugrahmens gleichsam umschlossen sein. Wie bekannt, ist aber bei modernen Fahrzeugen der Fahrzeugrahmen so ausbildet, daß er bei einem Unfall mit Stoßkräften zumindest in Längsrichtung des Fahrzeugs Verformungen der Front- bzw. Heckpartie desselben zwecks Umsetzung von Stoßenergie in Verformungsarbeit zuläßt. Aus diesem Grunde liegt bei dem erfindungsgemäßen Boden zwischen den eben nochmals beschriebenen Vorder-und Heckteilen und damit bei einem Pkw hinter der Fahrgastzelle desselben ein Blechprofilkörper, der als Deformationsprofil ausgebildet ist, also beispielsweise aus Stahlblech solcher Stärke besteht, daß im normalen Betrieb des Fahrzeugs die erforderliche Steife gewährleistet ist, dagegen bei einem Unfall der beschriebenen Art durch Verringerung des Abstands zwischen Vorder- und Heckteil unter Verformung des Deformationsprofils die genannte Energieumsetzung erfolgt.As a rule, the entire floor according to the invention is after its installation enclosed in the area of all of its edges by supports of the vehicle frame, as it were be. As is known, but in modern vehicles, the vehicle frame is designed so that in the event of an accident with impact forces, at least in the longitudinal direction of the vehicle Deformations of the front or rear of the same for the purpose of converting impact energy allows in deformation work. It is for this reason that the floor according to the invention lies between the front and rear parts just described again and thus with one Car behind the passenger compartment of the same a sheet metal profile body, which is used as a deformation profile is formed, so for example consists of sheet steel of such strength that the required rigidity is guaranteed in normal operation of the vehicle, however in an accident of the type described by reducing the distance between Front and rear part with deformation of the deformation profile, the aforementioned energy conversion he follows.

An dieser Stelle sei eingefügt, daß Kraftfahrzeugböden, allerdings solche aus Blech, mit querverlaufenden Hohlprofilen an sich aus den DE-OS 26 10 299 und 26 36 365 bekannt sind. Hier dienen diese querverlaufenden Hohlprofile aber ganz anderen Zwecken, nämlich im Fall der erstgenannten Offenlegungsschrift zur Herstellung unterschiedlich langer Böden unter Verwendung desselben Vorder- und Heckteils durch unterschiedliche Überlappung im Bereich der Querträger, und im Falle der zweitgenannten Offenlegungsschrift zur Abdeckung von Undichtigkeiten im Bereich von Schweißverbindungen.At this point it should be added that motor vehicle floors, however those made of sheet metal, with transverse hollow profiles per se from DE-OS 26 10 299 and 26 36 365 are known. Here, however, these transverse hollow profiles are used quite other purposes, namely in the case of the first-mentioned publication on production floors of different lengths using the same front and rear section different overlap in the area of the cross members, and in the case of the latter Offenlegungsschrift for covering leaks in the area of welded joints.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von Vorder- und Heckteil des Bodens schräg von oben, Fig. 2 die in Fig. 1 bei II angedeutete Schnittansicht, Fig. 3 die in Fig. 1 bei III angedeutete Schnittansicht, Fig. 4 die in Fig. 1 bei IV angedeutete Schnittansicht, Fig. 5 die in Fig. 1 bei V angedeutete Schnittansicht und Fig. 6 die in Fig. 1 bei VI angedeutete Schnittansicht.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawing explained. The figures show: FIG. 1 a perspective view from the front and rear part of the floor obliquely from above, FIG. 2 that indicated in FIG. 1 at II Sectional view, FIG. 3 the sectional view indicated at III in FIG. 1, FIG. 4 the sectional view indicated at IV in FIG. 1, FIG. 5 that indicated at V in FIG Sectional view and FIG. 6 the sectional view indicated in FIG. 1 at VI.

In den verschiedenen Figuren sind dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In the different figures, the same parts are given the same reference numerals Mistake.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist von dem erfindungsgemäßen Boden nur das Vorderteil 1 und das Heckteil 2 dargestellt; zwischen beiden, d.h. im Bereich des Abstands 3, erstreckt sich der nur in Fig. 6 dargestellte und mit 4 bezeichnete, quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende und als Deformationsprofil dienende Blechprofilkörper.Looking first at Fig. 1, it is of the floor according to the invention only the front part 1 and the rear part 2 shown; between the two, i.e. in the area of the distance 3, extends that shown only in Fig. 6 and denoted by 4, across Sheet-metal profile bodies that run in the longitudinal direction of the vehicle and serve as a deformation profile.

Betrachtet man zunächst weiter Fig. 1, und zwar vorerst das Vorderteil 3 des Bodens, so erkennt man den längsverlaufenden, in das Vorderteil 1 eingeformten Tunnel 5 zur Aufnahme der Abgasleitung bei einem Fahrzeug mit Frontmotor, gegebenenfalls der Antriebswelle und anderer Einrichtungen sowie den querverlaufenden, fest aufgesetzten, ausgeschäumten Sitzträger 6. Sowohl der Tunnel 5 als auch der Sitzträger 6 (siehe auch Fig. 2) sind nach unten offen; der Sitzträger wird unten durch den Boden des Vorderteils 1 geschlossen.If one first continues to look at FIG. 1, for the time being the front part 3 of the bottom, one recognizes the longitudinal one molded into the front part 1 Tunnel 5 for receiving the exhaust pipe in a vehicle with a front engine, if necessary the drive shaft and other devices as well as the transverse, firmly attached, Foamed seat support 6. Both the tunnel 5 and the seat support 6 (see also Fig. 2) are open at the bottom; the seat support is pushed through the bottom of the Front part 1 closed.

An seinen Seitenkanten und an seiner hinteren, dem Heckteil 2 zugekehrten Kante ist das Vorderteil 1, wie die Fig. 2, 3, 4 und 6 erkennen lassen, mit Flanschen 7, 8 bzw. 9 versehen, die als Befestigungsflansche Durchtrittslöcher für Schrauben 10, 11 bzw. 12 aufweisen, die ihrerseits zur von unten her erfolgenden Befestigung des Vorderteils 1 des Bodens an seitlichen Längsträgern 13 und 14 bzw. an dem Flansch 15 des Blechprofilkörpers 4 dienen Insbesondere aus dem in Fig. 2 dargestelltenSchnittbild ist der Aufbau des das Vorderteil 1 bildenden Sandwichmaterials ersichtlich; Es enthält zwischen zwei beispielsweise 1,5 mm dicken glasfaserverstärkten Kunststoffschichten 16 und 17 die Kernschicht 18 aus PUR-Hartschaum, beispielsweise mit einem Raumgewicht von etwa 70 kg/m3. Eine derartige Materialwahl garantiert nicht nur eine hohe gewichtsbezogene Tragfähigkeit und gute dynamische Eigenschaften, sondern auch eine einwandfreie Schalldämmung.At its side edges and at its rear, facing the rear part 2 Edge is the front part 1, as can be seen in FIGS. 2, 3, 4 and 6, with flanges 7, 8 and 9 provided, the mounting flanges through holes for screws 10, 11 and 12, which in turn are used for fastening from below of the front part 1 of the floor on the side longitudinal members 13 and 14 or on the flange 15 of the sheet metal profile body 4 are used in particular from the sectional view shown in FIG the structure of the sandwich material forming the front part 1 can be seen; It contains between two, for example, 1.5 mm thick glass fiber reinforced plastic layers 16 and 17 the core layer 18 made of rigid PUR foam, for example with a volume weight of about 70 kg / m3. Such a choice of material not only guarantees a high weight-related one Load capacity and good dynamic properties, but also impeccable Soundproofing.

Selbstverständlich ist es möglich, den Tunnel 5 innen mit einer Wärmeisolation 19, beispielsweise aus Asbest, zu versehen.It is of course possible to provide the tunnel 5 with thermal insulation on the inside 19, for example made of asbestos.

Der Sitzträger 6 ist in dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel mit aus Metall bestehenden Haltegliedern 20 für nicht gezeichnete Fahrzeugsitze versehen, die ebenso wie die durch metallene Anschlußwinkel 21 gebildeten stirnseitigen Befestigungsflansche am Sitzquerträger 6 im Material desselben gehalten sind.The seat support 6 is in the exemplary embodiment shown Metal existing retaining members 20 provided for vehicle seats not shown, the front mounting flanges formed by metal connection brackets 21 as well as the are held on the seat cross member 6 in the material of the same.

Diese Flansche 21 dienen zur Verschraubung mit nach innen weisenden Flächen bzw.These flanges 21 are used for screwing with inwardly facing Surfaces or

Wänden der seitlichen Längsträger.Walls of the side longitudinal members.

Auch das Heckteil 2 des Bodens besteht aus einem Kunststoffmaterial in Sandwichbauweise, das jedoch primär unter dem Gesichtspunkt der leichten Formgebung gewählt ist, da hier die Reserveradmulde 23 integriert sein soll; siehe vor allem Fig. 5. Als zweckmäßig hat sich für das Heckteil die Verwendung von Polypropylen-Material in Sandwichbauweise erwiesen Aus demselben Material kann der Deckel 24 für die Mulde 23, die übrigens bei Verzicht auf ein Reserverad auch zur Aufnahme von Gepäck dienen kann, bestehen.The rear part 2 of the floor also consists of a plastic material in sandwich construction, but primarily from the point of view of light shaping is chosen because the spare wheel well 23 should be integrated here; see above all Fig. 5. The use of polypropylene material has been found to be expedient for the rear part made of the same material can be used for the cover 24 for the trough 23, which, by the way, can also be used to hold luggage if you do not have a spare wheel can exist.

Einen wesentlichen dritten Bestandteil des Bodens bildet der beispielsweise aus Stahlblech bestehende Blechprofilkörper 4 (siehe Fig. 6), der sowohl den nach vorne weisenden Befestigungsflansch 15 für das Vorderteil 1 als auch den nach hinten weisenden Befestigungsflansch 25 für das Heckteil 2 des Bodens besitzt. Im übrigen besteht dieser Blechprofilkörper aus zwei über die genannten Befestigungsflansche 15 und 25, die demgemäß Doppelflansche bilden, zusammengehaltenen Einzelprofilen 26 und 27 solcher Stärke und Ausbildung, daß bei einer Stoßkraft vorgegebener Größe in Fahrzeuglängsrichtung eine Annäherung der Befestigungsflansche 15 und 25 unter Verformung der beiden Einzelprofile 26 und 27 erfolgt.For example, it forms an essential third component of the floor made of sheet steel sheet profile body 4 (see Fig. 6), which both after front-facing mounting flange 15 for the front part 1 as well as the rear facing mounting flange 25 for the rear part 2 of the floor. Furthermore this sheet-metal profile body consists of two above-mentioned mounting flanges 15 and 25, which accordingly form double flanges, single profiles held together 26 and 27 of such strength and training that with an impact force of a predetermined size in the vehicle longitudinal direction an approach of the mounting flanges 15 and 25 below Deformation of the two individual profiles 26 and 27 takes place.

Die Konzeption des erfindungsgemäßen Bodens gestattet in einfacher Weise eine Anpassung an die Verhältnisse in der einzelnen Fahrzeugkonstruktion. So kann, wie in Fig. 3 dargestellt, das Vorderteil 1 ein zugleich als Längsversteifung dienendes Profil 28 mit einer schrägen Innenwand besitzen, die zur Befestigung der Sitzschiene 29 eines in Längsrichtung verschiebbaren Fahrzeugsitzes durch Verkleben dient. Entsprechendes gilt -siehe Fig. 1- für die Formgebung des Tunnels 5; auch dort kann eine entsprechende Schiene 30 festgelegt sein.The design of the floor according to the invention allows a simple Way an adaptation to the conditions in the individual vehicle construction. Thus, as shown in FIG. 3, the front part 1 can also act as a longitudinal stiffener Serving profile 28 have a sloping inner wall that is used to attach the Seat rail 29 of a longitudinally displaceable vehicle seat by gluing serves. The same applies - see Fig. 1- for the shape of the tunnel 5; even A corresponding rail 30 can be fixed there.

ZweckmäRigerweise ist eine elastische, im Querschnitt U-förmige Dichtung 31 in das Sandwichmaterial teilweise mit eingeschäumt (Fig. 3).An elastic seal with a U-shaped cross-section is expedient 31 partially foamed into the sandwich material (FIG. 3).

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Claims (6)

Patentansprüche I.B den für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, der unter Verwendung chtmetallischer Werkstoffe in Sandwichbauweise vorgefertigt und zur Befestigung im wesentlichen an der Unterseite eines Fahrzeugrahmens ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden zumindest zwei aus unterschiedlichen nichtmetallischen Werkstoffen bestehende, in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgende Teile enthält, von denen das Vorderteil (1) aus Sandwichmaterial mit den Festigkeitseigenschaften eines GFK/PUR-llartschaum/GFK-Sandwich, dagegen das mit einer integrierten Mulde (23) c)U5-geführte Heckteil (2) aus Sandwichmaterial mit den Formgebungseigenschaften eines PP/PP-Schaum/PP-Sandwich besteht, und zwischen denen sich ein quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Blechprofilkörper (4) als Deformationsprofil erstreckt. Claims I.B for a vehicle, in particular a motor vehicle, prefabricated in sandwich construction using non-metallic materials and configured for attachment substantially to the underside of a vehicle frame is, characterized in that the bottom is at least two of different non-metallic materials, successive in the longitudinal direction of the vehicle Contains parts, of which the front part (1) made of sandwich material with the strength properties a GFK / PUR-llartschaum / GFK-Sandwich, on the other hand the one with an integrated trough (23) c) U5-guided rear section (2) made of sandwich material with the shaping properties a PP / PP foam / PP sandwich, and between which there is a transverse to the longitudinal direction of the vehicle extending sheet metal profile body (4) extends as a deformation profile. 2. Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden Schraubendurchgangslöcher aufweisende Flansche (7,8,9) besitzt für Schraubverbindungen mit dem Fahrzeugrahmen und/oder dem Deformationsprofil (4). 2. Bottom according to claim 1, characterized in that the bottom screw through holes having flanges (7,8,9) for screw connections to the vehicle frame and / or the deformation profile (4). 3. Boden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Vorderteil (1) ein längsverlaufender Tunnel (5) eingeformt ist und auf das Vorderteil (1) zumindest ein quer verlaufender Sitzträger (6) aufgesetzt ist, der an seinen Stirnseiten Flansche (21) zur Befestigung an im wesentlichen nach innen weisenden Flächen von Längsträgern (13,14) des Fahrzeugrahmens besitzt. 3. Floor according to claim 1 or 2, characterized in that in the Front part (1) a longitudinal tunnel (5) is formed and on the front part (1) at least one transverse seat support (6) is attached, the at its end faces flanges (21) for attachment to essentially inward has facing surfaces of side members (13,14) of the vehicle frame. 4. Boden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche am Sitzträger (6) durch im Sandwichmaterial gehaltene Metallwinkel (21) gebildet sind.4. Floor according to claim 3, characterized in that the flanges formed on the seat support (6) by metal brackets (21) held in the sandwich material are. 5. Boden nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Sandwichmaterial des Sitzträgers (6) Metallteile C20), insbesondere zur Befestigung von Sitzen, gehalten sind.5. Floor according to claim 3 or 4, characterized in that the sandwich material of the seat support (6) metal parts C20), in particular for fastening seats, held are. 6. Boden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (31) in das Sandwichmaterial teilweise eingeschäumt ist.6. Floor according to one of claims 1 to 5, characterized in that that a seal (31) is partially foamed into the sandwich material.
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