WO1992011161A1

WO1992011161A1 - Fahrzeugkarosserie für einen personenkrafwagen

Info

Publication number: WO1992011161A1
Application number: PCT/EP1991/002230
Authority: WO
Inventors: Ulrich Klages; Alois Feldschmid; Gundolf Kreis; Heinrich Timm
Original assignee: Audi Ag
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-11-26
Publication date: 1992-07-09
Also published as: DE59102528D1; US5466035A; EP0561826A1; EP0561826B1; JPH06503780A; JP2988725B2; ES2062826T3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie für einen Personenkraftwagen mit einer Tragstruktur aus Leichtmetall-Strangprofilen und Knotenelementen als Leichtmetall-Gussteilen. Ein Knotenelement liegt dabei zwischen einem vorderen Dachpfosten und einem vorderen Türpfosten und hält einen zur Fahrzeugfrontseite hinweisenden Strangprofilträger als Kotflügelbank (6). Erfindungsgemäss ist die Kotflügelbank (6) zumindest in einem Teil des zur Fahrzeugaussenseite hin liegenden Profilquerschnitts der Querschnittsform eines damit verbundenen Kotflügels (9) angepasst. Damit ist der Raum unterhalb des Kotflügels (9) für eine Querschnittsvergrösserung des Kotflügelbankprofils und somit einer Steifigkeitserhöhung genutzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Profilquerschnitt der Kotflügelbank (6) L-förmig mit zwei etwa rechteckigen Hohlkammerbereichen (11 und 12) ausgebildet, wobei der senkrecht stehende Hohlkammerbereich (12) zur Kotflügelaussenseite hin liegt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zudem ein weiterer Träger als Radhausträger (7) vorgesehen, der schräg zwischen der Kotflügelbank (6) und dem vorderen Türpfosten verläuft und die Anordnung weiter versteift.

Description

B E S C H R E I B U N G

Fahrzeugkarosserie für einen Personenkraftwagen

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie für einen Per¬ sonenkraftwagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Übliche selbsttragende Fahrzeugkarosserien für Personenkraft¬ wagen sind, einschließlich der Tragstruktur, aus Blechteilen hergestellt. Für eine Befestigung eines Kotflügels ist es bekannt, eine von einem mittleren Bereich eines Pfosten A zur Vorderseite des Fahrzeugs weisende Kotflügelbank anzubringen. Eine solche Kotflügelbank besteht üblicherweise aus zwei tief- gezogenen und miteinander verbundenen Blechen, die einen ge¬ schlossenen, aber im Längsverlauf nicht konstanten Quer¬ schnitt bilden und in den meisten Fällen im vorderen Bereich nur aus einem abgekanteten Blech bestehen. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Anordnung ist es weiter bekannt, ein Dreieck- Blech als Verstärkung zwischen der Kotflügelbank und dem unte¬ ren Teil des Pfosten A bzw. dem Türpfosten anzubringen.

Die zum Aufbau solcher Karosserien verwendeten Stahlbleche, werden im Tiefziehverfahren verformt. Die Preßwerkzeuge zum Verformen der Bleche sind verhältnismäßig teuer, lassen je¬ doch sehr hohe Stückzahlen zu, so daß für eine Großserienfer¬ tigung damit eine kostengünstige Lösung zur Verfügung steht. Aufgrund der hohen erkzeuginvestitionen gestaltet sich das beschriebene Verfahren für Kleinserien jedoch sehr kosten¬ intensiv. Zudem ist die bekannte Ausführung einer Kotflügel¬ bank mit Blechteilen hinsichtlich der Steifigkeit und des CrashVer altens verbesserungsfähig. Es ist daher insbesondere für Kleinserien bekannt (EP 0 146 716 Bl), Fahrzeugkarosserien für Personenkraftwagen mit einer Tragstruktur aus Hohlprofilen herzustellen, welche durch Kno¬ tenelemente miteinander verbunden sind. Die Hohlprofile sind dabei als Leichtmetall-Strangprofile und die Knotenelemente als Leichtmetall-Gußteile ausgebildet.

Ein Knotenelement liegt bei einer solchen Ausführung am Pfo¬ sten A zwischen einem vorderen Dachpfosten und einem vorderen Türpfosten. Dieses Knotenelement nimmt jeweils mit einem Ende den vorderen Dachpfosten und den vorderen Türpfosten sowie einen vorderen Querträger und eine zur Fahrzeugfrontseite wei¬ sende Kotflügelbank auf. Der vordere Dachpfosten, der vordere Türpfosten, der vordere Querträger und die Kotflügelbank sind als Leichtmetall-Strangprofile ausgeführt.

Die Kotflügelbank hat jedoch hier lediglich einen einfachen, etwa quadratischen Querschnitt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Kotflügel¬ bank so weiterzubilden, daß bei einer verbesserten Rau aus- nützung eine Verbesserung der Steifigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An¬ spruchs 1 gelöst.

Geir.äß Anspruch 1 ist die Kotflüge.¹ bank zumindest in einem Teil des zur Fahrzeugaußenseite hin liegenden Profilquer¬ schnitts der Querschnittsform eines damit verbundenen Kotflü¬ gels angepaßt. Damit wird der Raum unterhalb des Kotflügels für eine Querschnittsvergrößerung des Kotflügelbankprofils und somit insgesamt einer Steifigkeitserhöhung genutzt.

Eine solche Querschnittsanpassung ist durch das Herstellver¬ fahren als Strangprofil einfach erreichbar, da auch kompli¬ zierte Querschnittsformen herstellbar sind, wobei die Kotflu¬ gelbank in ihrem Längsverlauf für eine Längsanpassung noch re oαen werden kann. Durch die Querschnittsanpassung wird zudem nicht nur eine Querschnittsvergrößerung gegenüber dem quadratischen Quer¬ schnitt aus dem Stand der Technik möglich, sondern der Profil¬ umfang wird durch Nuten, Mulden und ggfs. Hinterschneidungen strukturiert, so daß das Strangprofil selbst insgesamt eine höhere Steifigkeit aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 ist der Profilquerschnitt der Kotflügelbank L-förmig gestaltet. Ein waagrechter L-Schenkel ist dabei als erster, etwa waagrecht und zur Fahrzeugmitte hin liegender, rechteckiger Hohlkammer¬ bereich ausgeführt. Ein senkrechter L-Schenkel ist als zwei¬ ter, zur Fahrzeugaußenseite hin liegender bzw. der Quer¬ schnittsform des Kotflügels angepaßter, rechteckiger Hohlkam¬ merbereich ausgeführt.

Nach Anspruch 3 ergibt sich mit einer solchen Profilausbil¬ dung eine günstige Anordnung und Befestigungsmöglichkeit für einen Kotflügel, wobei dieser an der Oberseite des ersten Hohlkammerbereichs mit einem Randflansch anliegt und dort mit Schrauben verbunden ist. Der Kotflügel folgt dann anschlie¬ ßend an den Randbereich mit seiner Querschnittskontur der Gestalt des zweiten Hohlkammerbereichs. Dabei wird der Raum unter dem Kotflügel optimal für die Gestalt des Kotflügelbank- profils ausgenützt. Zudem ist ein Winkelbereich oberhalb des ersten Hohlkammerbereichs gebildet, in den eine Motorhaube mit ihrem Rand und entsprechend ihrer Stärke bündig zur Außen¬ kontur des Kotflügels einbringbar ist.

Um die Steifigkeit der Kotflügelbank noch zu erhöhen, kann es je nach den Gegebenheiten gemäß Anspruch 4 vorteilhaft sein, die Kotflügelbank als Mehrkammer-Hohlprofil auszubilden, wo¬ bei die Hohlkammerbereiche durch Stege getrennt sind. Stabili¬ tätsanpassungen sind auch über unterschiedliche Wandstärken möglich.

Um die Stabilität der Anordnung weiter zu erhöhen, wodurch beispielsweise auch stabilere Anbringung- und Befestigungsmög- lichkeiten von Nebenaggregaten und Behältern geschaffen wer¬ den, wird mit Anspruch 5 vorgeschlagen, einen weiteren Träger als Radhausträger zu verwenden, der jeweils in einem Abstand zum Knotenelement zwischen der Kotflügelbank und dem vorderen Türpfosten verläuft und mit diesen verbunden ist. Damit wird die Kotflügelbank nach unten zum vorderen Türpfosten abge¬ stützt und bei einem Frontalaufprall eine günstige Kraftein¬ leitung und Verteilung der Aufprallenergie durchgeführt.

Nach Anspruch 6 ist es günstig, bei der Dimensionierung des Radhausträgers den maximal zur Verfügung stehenden Raum zu einem Fahrzeugreifen hin für die Schrägstellung und Länge aus¬ zunützen, um eine möglichst breite Basis für die Abstützung zu erhalten.

Gemäß Anspruch 7 soll auch der Radhausträger als Leichtme¬ tall-Strangprofil ausgeführt sein, der mit der Kotflügelbank und dem vorderen Türpfosten, bevorzugt durch Schweißen, ggfs. auch durch Kleben und/oder Nieten, verbunden ist. Als zweck¬ mäßig hat sich ein etwa quadratischer Profilquerschnitt erwie¬ sen, wobei die Breite des Profils auf die Breite der Kotflü¬ gelbank und des Türpfostens abgestimmt ist.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Tragstruktur im vorderen Bereich der Karosserie eines Personenkraft¬ wagens mit einem Türpfosten, einer Kotflügelbank, einem Knotenelement, einem Radhausträger und einem Reifen und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Kotflügelbank mit ange¬ schraubtem Kotflügel und einem Randbereich einer Motor¬ ha be. In Fig. 1 ist der vordere Bereich einer Tragstruktur der Fahr¬ zeugkarosserie 1 eines Personenkraftwagens dargestellt, mit der Ausbildung im Bereich des Pfosten A und des Radhauses.

Die Tragstruktur besteht aus einem Knotenelement 3 zwischen einem vorderen Dachpfosten 4 und einem vorderen, etwa senk¬ recht stehenden Türpfosten 5.

Der Dachpfosten 4 und der Türpfosten 5 sind mit jeweils einem Ende mit dem Knotenelement 3 verbunden. Zudem sind mit dem Knotenelement 3 zwei weitere Träger verbunden, wovon ein (nicht sichtbarer) Querträger als Unterseite der Frontscheibe in die Zeichenebene hinein verläuft und ein Träger als Kotflü¬ gelbank 6 zur Fahrzeugfrontseite hinweist. Der Dachpfosten 4, der Türpfosten 5, der Querträger und die Kotflügelbank 6 sind Hohlprofile als Aluminium-Strangprofile. Das Knotenelement 3 ist ein Aluminium-Gußteil.

Damit weisen die Trägerteile einen geschlossenen, konstanten Querschnitt über die gesamte Länge auf. Insbesondere ist durch die Verwendung von Strangprofilen die Kotflügelbank 6 einteilig mit der vorhandenen Steifigkeit über die gesamte Länge ausgeführt, was sich positiv auf das Crashverhalten aus¬ wirkt, da dieser Träger dann von Anfang an Aufprallenergie aufnehmen kann. Durch die große Steifigkeit bestehen stabile Anbringungs- und Befestigungsmöglichkeiten für Nebenaggregate und Behälter, die am Profil auch als Randst^ge angeformt sein können.

Ein weiterer Träger ist als Radhausträger 7 jeweils in einem Abstand zum Knotenelement 3 zwischen der Kotflügelbank 6 und dem vorderen Türpfosten 5 angeordnet und dort mit seinen End¬ seiten durch Schweißung verbunden. Die Länge des Radhausträ- gers 7 und sein schräger Verlauf sind ersichtlich so dimensio¬ niert, daß der maximal zur Verfügung stehende Raum zu einem Fahrzeugreifen 8 hin ausgenützt wird. Damit werden ein großes Stützdreieck und eine insgesamt stabile Anordnung erzielt. In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen Radhausträger 7 dar¬ gestellt, an dem ein Kotflügel 9 bereits angeschraubt ist und wo die Lage einer Motorhaube 10 zu erkennen ist.

Die Kotflügelbank 6 hat einen L-förmigen Profilquerschnitt. Ein erster, unterer L-Schenkel besteht aus einem ersten, etwa waagrecht zur Fahrzeugmitte hin liegenden, rechteckigen Hohl¬ kammerbereich 11. Ein zweiter L-Schenkel besteht aus einem zweiten, etwa senkrecht stehenden und zur Fahrzeugaußenseite hin liegenden, rechteckigen Hohlkammerbereich 12. Die beiden Hohlkammerbereiche 11 und 12 können ggfs. zur Erhöhung der Steifigkeit durch einen Steg 13 getrennt sein. Der Kotflügel 9 weist einen Randflansch 14 auf, mit dem er an der Oberseite des ersten Hohlkammerbereichs 11 anliegt und dort mit Schraub¬ verbindungen 15 befestigt ist.

Anschließend an den Randflansch 14 ist der Kotflügel 9 mit einer etwa senkrechten Wand 16 nach oben gebogen und umgreift anschließend den zweiten Hohlkammerbereich 12. Damit ist der Bereich 17 unter dem Oberteil des Kotflügels 9 für einen gro¬ ßen und L-förmig strukturierten Querschnitt der Kotflügelbank 6 ausgenützt.

In dem durch die L-Form der Kotflügelbank 6 gebildeten Be¬ reich 18 liegt die Motorhaube 10 mit ihrem Längsrand und ent¬ sprechend ihrer Stärke dergestalt, daß die Außenkontur des Kotflügels 9 und der Motorhaube 10 kontinuierlich ineinander überσeher..

Claims

rP A T E N T A N S P R Ü C H EFahrzeugkarosserie für einen Personenkraftwagen

1. Fahrzeugkarosserie für einen Personenkraftwagen

mit einer Tragstruktur aus Hohlprofilen, welche durch Kno¬ tenelemente miteinander verbunden sind und

die Hohlprofile als Leichtmetall-Strangprofile und die Kno¬ tenelemente als Leichtmetall-Gußteile ausgebildet sind,

wobei ein Knotenelement am Pfosten A zwischen einem vorde¬ ren Dachpfosten und einem vorderen Türpfosten angeordnet ist und den vorderen Dachpfosten und den vorderen Türpfo¬ sten sowie einen vorderen Querträger und eine zur Fahrzeug¬ frontseite weisende Kotflügelbank mit jeweils einem Ende aufnimmt und hält und

die Kotflügelbank ein Leichtmetall-Strangprofil i st ,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kotflügelbank (6) zumindest in einem Teil des zur Fanrzeugaußenseite hin liegenden Profilquerschnitts der Querschnittsform eines damit verbundenen Kotflügels (9) an¬ gepaßt ist und damit der Raum unterhalb des Kotflügels (9) für eine Querschnittsvergrößerung des Kotflügelbankprofils und somit einer Steifigkeitserhöhung genutzt wird.

2. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Profilquerschnitt der Kotflügelbank (6) L-för¬ mig ist,

mit einem ersten, etwa waagrecht und zur Fahrzeugmitte hin liegenden, rechteckigen Hohlkammerbereich (11) als waag¬ rechten L-Schenkel und mit einem zweiten, etwa senkrecht stehenden und zur Fahrzeugaußenseite hin liegenden, bzw. der Querschnittsform des Kotflügels (9) angepaßten, recht¬ eckigen Hohlkammerbereich (12) als senkrechten L-Schenkel.

3. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Kotflügel (9) mit einem Randflansch (14) an der Oberseite des ersten Hohlkammerbereichs (11) anliegt und dort mit Schrauben (15) verbunden ist,

daß der Kotflügel (9) anschließend an den Randflansch (14) mit seiner Querschnittskontur der Gestalt des zweiten Hohl¬ kammerbereichs (12) folgt und

daß eine Motorhaube (10) mit ihrem Längsrand im L-Bereich (18) zwischen dem ersten (11) und zweiten Hohlkammerbe- reich (12) liegt.

4. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Kotflügelbank (6) als Mehrkammer-Hohlpro- fil ausgebildet ist, wobei die Hohlkammerbereiche (11, 12) durch Stege (13) getrennt sind.

5. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß ein weiterer Träger als Radhaus¬ träger (7) jeweils in einem Abstand zum Knotenelement (3) zwischen der Kotflügelbank (6) und dem vorderen Türpfosten (5) verläuft und mit diesen verbunden ist.

6. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Länge des Radhausträgers (7) und sein schräσer Verlauf so dimensioniert sind, daß der maximal 3 zur Verfügung stehende Raum zu einem Fahrzeugreifen (8) hin ausgenützt ist.

7. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Radhausträger (7) ebenfalls als Leichtme¬ tall-Strangprofil mit einem etwa quadratischen Querschnitt ausgeführt ist.