Karosseriestruktur, insbesondere Bodenstruktur, für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur, insbesondere eine Bodenstruktur, für ein

Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Bereich des Automobilbaus besteht ein dauerhaftes Bestreben, das Fahrzeuggesamtgewicht abzusenken oder bei verbesserten Ausstattungen das Fahrzeuggesamtgewicht nicht ansteigen zu lassen. Dies kann jedoch nur realisiert werden, wenn das Gewicht bestimmter

Fahrzeugkomponenten abgesenkt wird. Hierbei wird insbesondere versucht, das Gewicht der Fahrzeugrohkarosserie deutlich gegenüber früheren Karosseriegestaltungen abzusenken.

Gleichzeitig sind jedoch auch die Anforderungen an die Sicherheit, insbesondere die

Personensicherheit, im Kraftfahrzeug und an das Verhalten einer Karosseriestruktur bei einer Crashsituation gestiegen. So wird insbesondere gefordert, dass die Rohkarosserie bei gleichzeitig verringertem Gewicht nach wie vor eine hohe bzw. erhöhte Festigkeit und Steifigkeit bei einem definierten Verformungsverhalten zeigt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden im modernen Fahrzeugbau Karosserien eingesetzt, bei denen sowohl Bauteile aus Leichtmetall als auch aus Stahlblech gefertigte Karosseriebauteile Verwendung finden.

In diesem Zusammenhang ist es weiter allgemein bekannt, bestimmte Stahlblech- Karosseriebauteile aus warmumgeformten Blechen auszubilden, die eine gegenüber kaltumgeformten Blechbauteilen höhere Festigkeit aufweisen. Mit dem Einsatz derartiger warmumgeformter, hoch- bzw. höchstfester Bauteile kann für bestimmte Karosseriebereiche eine höhere Festigkeit zur Verfügung gestellt werden. Derartige warmumgeformte Bleche werden im Automobilbau auch als formgehärtete Blechbauteile bezeichnet. Nachstehend werden daher die Begriffe„Formhärten" und„Warmumformen" synonym verwendet und darunter in einem weiten Sinne solche Blechbauteile verstanden, die eine gegenüber kaltumgeformten Blechen höhere Festigkeit aufweisen.

Beispielsweise ist der Einsatz derartiger warmumgeformter bzw. formgehärteter Blechbauteile bereits aus der DE 10 2004 037 789 B3 bekannt, bei der eine Bodengruppe für die Karosserie eines Kraftfahrzeugs eine Bodenplatte mit einem Fußraum, einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Tunnel sowie Anbindungsabschnitte für die vorderen und hinteren Längsträger aufweist. Die Bodenplatte ist hier aus einer einteiligen, umgeformten Blechplatine hergestellt,

BESTÄTIGUNGSKOPIE wobei zur Einstellung des Deformationsverhaltens bestimmte Bereiche vorgesehen sind, die gegenüber anderen Bereich der Bodenplatte eine höhere Festigkeit aufweisen. Hierzu sind die Bereich höherer Festigkeit partiell warmgeformt und vergütet. Die Bereiche höherer Festigkeit können dabei im Fußraum liegen oder am Tunnel angeordnet sein. Im Fall von an der

Bodenplatte angeformten Seitenschweilern können auch diese warmgeformt und vergütet sein. Das Gleiche gilt für in der Bodenplatte ausgeformte Sitzquerträger. Auch diejenigen Bereiche der einstückigen Blechplatine, an denen vordere bzw. hintere Längsträger angebunden werden sollen, können mit einer höheren Festigkeit walztechnisch warmumgeformt werden. Ein zur DE 10 2004 037 789 B3 ähnlicher Aufbau ist weiter auch aus der DE 10 2004 044 925 B3 bekannt.

Der Einsatz von warmumgeformten Blechen ist auch aus der DE 10 2004 021 553 A1 bekannt, bei der ein Längshohlträger aus zwei Einzelprofilen zusammengesetzt ist, wobei die

Einzelprofile unterschiedliche Festigkeiten aufweisen.

Ferner ist aus der EP 1 382 514 A1 eine Bodenstruktur für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der jeder Sitzquerträger der Bodenstruktur aus einem quer zur Fahrzeuglängsachse angeordneten mittleren Trägerprofil mit endseitigen, in Fahrzeuglängsrichtung weisenden hohlprofilartigen, hutförmigen Sitzaufnahmen besteht, wobei die jeweils tunnelseitig angeordnete Sitzaufnahme als Verstärkungselement für den Mitteltunnel ausgebildet ist und sich in die Außenkontur des Mitteltunnels erstreckt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Karosseriestruktur,

insbesondere eine Bodenstruktur, für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, die in

Verbindung mit dem Einsatz von gewichtsgünstig gestalteten Karosseriebauteilen ein nach wie vor ausgezeichnetes Deformationsverhalten in unterschiedlichsten Crashsituationen aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Karosseriestruktur, insbesondere eine Bodenstruktur, für ein Kraftfahrzeug mit definierte Lastpfade für Crashsituationen ausbildenden Trägerbauteilen vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die im Bereich wenigstens eines definierten Lastpfades, insbesondere eines Frontcrash-Lastpfades und/oder eines Seitencrash-Lastpfades und/oder eines Heckcrash-Lastpfades, liegenden Trägerbauteile wenigstens zum Teil durch hochfeste Trägerbauteile, vorzugsweise durch komplett

durchgehärtete oder partiell bzw. teilweise durchgehärtete hochfeste Trägerbauteile, aus einem warmumgeformten bzw. formgehärteten Stahlblech gebildet sind, die unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, miteinander verbunden sind, insbesondere kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei weiter bevorzugt vorgesehen ist, dass die nicht im Bereich des oder der definierten Lastpfade liegende Karosseriebauteile oder Beplankungen wenigstens zum Teil aus einem gegenüber den hochfesten Trägerbauteilen niederfesten Stahlmaterial und/oder aus einem Leichtmetall und/oder gegebenenfalls sogar aus einem Kunststoffmaterial, zum Beispiel einem faserverstärkten Kunststoffmaterial, hergestellt sind.

Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Lösung wird somit ein konsequenter Einsatz von warmumgeformten bzw. formgehärteten Stahlblechen in den crashseitig hochbelasteten Bereichen erzielt, um die Deformation in denjenigen Bereichen zu verringern, wo die

Karosseriestruktur keine oder nur wenige Verformungen bei einer definierten Crashsituation zulassen soll. Gleichzeitig können damit das Gewicht und die Teilevielfalt der Karosseriestruktur vorteilhaft reduziert werden und somit günstige Bedingungen insbesondere im Hinblick auf den C0 ₂ -Ausstoß und die Kosten erreicht werden .

Gemäß einer bevorzugten konkreten ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die im Bereich eines Frontcrash-Lastpfades liegenden hochfesten Trägerbauteile wenigstens durch jeweils ein, bezogen auf die Fahrzeugquerachse, auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten liegendes Längsträgerbauteil und/oder jeweils ein, bezogen auf die Fahrzeugquerachse auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten liegendes Schwellerbauteil, vorzugsweise ein

innenliegendes Schwellerbauteil, und/oder jeweils ein, bezogen auf die Fahrzeugquerachse, auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten liegendes A-Säulenbauteil und/oder ein in

Fahrzeuglängsrichtung verlaufendes Mitteltunnelbauteil und/oder einen in

Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Fußraum-Querträger gebildet sind. Insbesondere die Kombination sämtlicher bzw. der meisten der zuvor genannten Bauteile bildet einen hochfesten Bauteilverbund aus, der hervorragend geeignet ist, um in Verbindung mit einem Frontcrash keine oder nur wenig Verformung zuzulassen.

Unter einem innenliegenden Bauteil wird hier, wie auch nachfolgend, vornehmlich ein Bauteil verstanden, das im montierten Zustand, bezogen auf die Lage im Fahrzeug, mehr zur

Fahrzeuginnenseite hin liegt als ein damit verbundenes Außenteil derselben Baugruppe.

Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, dass das hochfeste Längsträgerbauteil durch eine Längsträgerverlängerung gebildet ist, die sich an einen vorderen Längsträger, vorzugsweise an einen vorderen Längsträger aus einem demgegenüber niederfesten

Stahlmaterial, anschließt und die unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit dem hochfesten A-Säulenbauteil und/oder mit dem hochfesten Schwellerbauteil und/oder mit dem hochfesten Fußraum-Querträger verbunden ist. Dadurch, dass quasi lediglich die Längsträgerverlängerung aus einem hochfesten Stahlmaterial ausgebildet ist, kann der sich daran nach vorne anschließende vordere Längsträger aus einem gewichtsgünstigen und ein definiertes Beul- bzw. Crashverhalten aufweisenden Längsträger gebildet sein, über den bei einem Frontalcrash in ausgezeichneter Weise Kräfte aufgenommen und in den zum Großteil aus hochfesten Bauteilen gebildeten Frontcrash-Lastpfad eingeleitet werden können.

Insbesondere in Verbindung mit einem derartigen Aufbau ist es von Vorteil, wenn das hochfeste Schwellerbauteil vorzugsweise unmittelbar mit dem hochfesten A-Säulenbauteil und/oder mit dem Fußraum-Querträger verbunden ist bzw. wenn das hochfeste Mitteltunnelbauteil unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar mit dem Fußraum-Querträger verbunden ist.

Mit einem derartigen Karosserieaufbau können die Frontcrashkräfte in vorteilhafter Weise über die vorderen Längsträger bzw. das hochfeste Längsträgerbauteil auf den Schweller sowie über den hochfesten Fußraum-Querträger auch auf das hochfeste Mitteltunnelbauteil übertragen werden, wodurch sich eine hervorragende Kraftableitung und damit ein besonders günstiges Deformationsverhalten im Falle eines Frontcrashes ergibt. In diesem Zusammenhang soll explizit erwähnt werden, dass mittels der Warmumformung bzw. dem Formhärten einzelner hochfester Trägerbauteile gleichzeitig eine deutliche Reduzierung der Bauteilvielfalt einhergeht; so können die hochfesten Bauteile, wie zum Beispiel das hochfeste Mitteltunnelbauteil, im Rahmen des Herstellvorgangs gemäß dem Tailored-Rolled-Blank-Verfahren mit

unterschiedlichen Materialstärken sowie vor allem einstückig hergestellt werden, so dass aufwendige Blechkonstruktionen mit zusätzlichen Verstärkungsblechen entfallen können.

Das Crashverhalten der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie lässt sich bei einem

Frontcrash noch zusätzlich dadurch erhöhen, dass auf in Fahrzeugquerrichtung

gegenüberliegenden Fahrzeugseiten jeweils ein erster, vorderer Längsträger aus einem niederfesten Stahlmaterial angeordnet ist, an den sich jeweils eine hochfeste

Längsträgerverlängerung anschließt, die an einem in Fahrzeughochachsrichtung unteren Bereich des sich in etwa über die Türhöhe erstreckenden hochfesten A-Säulenbauteils angebunden ist, während gleichzeitig an einem demgegenüber oberen Bereich des hochfesten A-Säulenbauteils ein weiterer, zweiter, sich in etwa in Fahrzeuglängsrichtung erstreckender vorderer Längsträger angebunden ist. Dieser vordere zweite Längsträger verläuft bevorzugt in Fahrzeughochachsrichtung oberhalb und/oder in Fahrzeugquerachsenrichtung gesehen weiter außen liegend als der jeweils zugeordnete erste Längsträger. Mit einer derartigen doppelten Längsträgeranordnung auf den gegenüberliegenden Fahrzeugseiten ergibt sich insbesondere bei Frontcrashsituationen, die seitlich angelegt sind, eine vorteilhafte Krafteinleitung über zwei seitliche Längsträger, und zwar einmal, bezogen auf die Fahrzeughochachsennchtung, von der oberen Seite sowie weiter von der unteren Seite des A-Säulenbauteils her, so dass die eingeleiteten Frontcrashkräfte bereits hier vorteilhaft aufgeteilt und anschließend auf die weiteren tragenden sowie im wesentlichen hochfesten Bauteile weitergeleitet werden können.

Konkret können die im Bereich zwischen den beiden gegenüberliegenden A-Säulenbauteilen verlaufenden Bauteile oder Beplankungen, vorzugsweise eine Stirnwand, höchstbevorzugt eine am hochfesten Fußraumquerträger angebundene Stirnwand, und/oder ein

windschutzscheibennaher Querträger, vorzugsweise ein an einer Stirnwand angebundener Querträger, aus einem niederfesten Stahlmaterial und/oder einem Leichtmetall bzw.

gegebenenfalls sogar aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein und unmittelbar oder mittelbar mit den hochfesten A-Säulenbauteil und/oder den hochfesten

Längsträgerverlängerungen und/oder den zweiten Längsträgern und/oder dem hochfesten Fußraum-Querträger verbunden sein, wodurch sich eine gewichtsgünstig und kompakt aufgebaute sowie hinsichtlich des Frontcrashverhaltens optimierte Karosseriestruktur ergibt.

In diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, dass die im Bereich zwischen den beiden Längsträgern oder zwischen den Längsträgern und/oder der Längsträgerverlängerung vorgesehenen oder angebundenen Bauteile oder Beplankungen, vorzugsweise ein

Radhausbauteil und/oder ein Federbeindombauteil, aus einen niederfesten Stahlmaterial und/oder aus einem Leichtmetall bzw. gegebenenfalls sogar aus einem Kunststoffmaterial, zum Beispiel einem faserverstärkten Kunststoffmaterial, ausgebildet sind.

Ein noch weiter optimiertes Crashverhalten ergibt sich mit einer Ausgestaltung, bei der sich an die hochfeste Längsträgerverlängerung ein sich im montierten Zustand in den

Fahrgastzellenbereich hinein erstreckender Längsträgerbereich anschließt, der in etwa parallel zum hochfesten Mitteltunnelbauteil und/oder zu den hochfesten Schwellerbauteilen verläuft und/oder der aus einem niederfesten Stahlmaterial oder aus einem Leichtmetall oder aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist, und/oder der sich in etwa bis zu einem heckseitigen

Fersenblechteil und/oder einem heckseitigen Querträgerbauteil der Fahrgastzelle erstreckt und/oder der den Fußraum-Querträger durchgreift oder untergreift, insbesondere untergreift und abstützt. Mit einem derartigen gewichtsgünstigen fahrgastzellenseitigen Längsträgerbereich können die Frontcrashkräfte vorteilhaft neben der Verteilung auf den hochfesten Mitteltunnel bzw. die hochfesten Schwellerbauteile zusätzlich auch noch auf diese weiteren

Längsträgerbereiche übertragen werden, so dass sich eine hochwertige, auf zahlreiche

Kraftflusswege verteilte Kraftableitung über die im Wesentlichen gesamte Bodenbaugruppe ergibt, ohne dass diese Bodenbaugruppe einstückig herzustellen wäre. Wie bereits zuvor in Verbindung mit dem hochfesten Mitteltunnelbauteil erwähnt, ist es von besonderem Vorteil, dass durch die Warmumformung bzw. durch das Formumhärten hochfeste Trägerbauteile hergestellt werden können, deren Teilevielfalt zudem reduziert ist. Dies gilt auch für die Ausbildung des Fußraum-Querträgers, der grundsätzlich einstückig, bevorzugt aber zweiteilig aus sich zwischen den gegenüberliegenden Fahrzeugseiten erstreckenden und/oder miteinander verbundenen einstückigen Querträgerteilen aufgebaut ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch das hochfeste A-Säulenbauteil durch ein, bezogen auf die Lage im Fahrzeug, inneres sowie unterhalb der Gürtellinie verlaufendes, einstückiges Bauteil ausgebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindungsidee ist vorgesehen, dass die im Bereich eines definierten Seitencrash-Lastpfades liegenden

hochfesten Trägerbauteile wenigstens durch jeweils ein, bezogen auf die Fahrzeugquerachse, auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten liegendes, vorzugsweise innenliegendes

Schwellerbauteil und/oder einen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vorderen Fußraum-Querträger und/oder einen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, hinteren Träger, insbesondere ein Fersenblech, und/oder einen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Sitzquerträger gebildet sind. Dabei können der vordere hochfeste Fußraum-Querträger und/oder der hochfeste

Sitzquerträger und/oder das hochfeste Fersenblech unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit dem hochfesten Schwellerbauteil verbunden sein. Weiter kann alternativ oder zusätzlich dazu vorgesehen sein, dass der Sitzquerträger unmittelbar oder mittelbar mit einem hochfesten Mitteltunnelbauteil verbunden ist, das sich in Fahrzeuglängsrichtung gesehen zwischen dem Fußraum-Querträger und dem Fersenblech erstreckt und das mit dem Fußraum- Querträger und/oder mit dem Fersenblech unmittelbar oder mittelbar verbunden ist. Weiter können alternativ oder zusätzlich der Fußraum-Querträger und/oder das Schwellerbauteil unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit einem A-Säulenbauteil verbunden sein, das sich vorzugsweise vom Schwellerbereich bis zur Gürtellinie eines Fahrzeugs erstreckt.

Mit diesen Maßnahmen, insbesondere mit der Kombination sämtlicher oder wenigstens eines Großteils dieser Maßnahmen, können die Seitenaufprallkräfte vorteilhaft über das jeweilige Schwellerbauteil auf den Fußraumquerträger bzw. den Sitzquerträger und das Fersenblech aufgeteilt, abgestützt und abgeleitet werden.

Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang weiter eine konkrete Ausgestaltung, bei der die im Bereich eines Seitencrash-Lastpfades liegenden hochfesten Trägerbauteile einen bodenseitig und/oder fahrgastzellenseitig verlaufenden, in etwa ring- oder rechteckförmigen Rahmen aüs hochfesten Trägerbauteilen ausbilden. Bevorzugt ist in Verbindung mit einem derartigen ringförmigen Aufbau vorgesehen, dass zur Ausbildung eines netz- oder gitterförmigen Aufbaus gegebenenfalls wenigstens ein weiteres, bevorzugt in

Fahrzeugquerrichtung oder in Fahrzeuglängsrichtung verlaufendes hochfestes Trägerbauteil, vorzugsweise ein hochfestes Mitteltunnelbauteil und/oder wenigstens ein hochfester

Sitzquerträger, strebenartig im bzw. innerhalb des Rahmens verläuft und/oder mit diesem mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.

Auch mit einem derartigen Aufbau können somit vorteilhaft die im Bereich zwischen den gegenüberliegenden Schwellerbauteilen und/oder zwischen dem Mitteltunnelbauteil und den Schwellerbauteilen und/oder zwischen dem Fußraum-Querträger und dem hinteren Träger, insbesondere dem Fersenblech, liegenden Bauteile oder Beplankungen, insbesondere eine Bodenwand, aus einem niederfesten Stahlmaterial und/oder aus einem Leichtmetall und/oder aus gegebenenfalls sogar einem Kunststoffmaterial gewichtsgünstig hergestellt sein. Dadurch ergeben sich die zuvor genannten Vorteile einer sowohl gewichtsgünstig aufgebauten

Karosserie mit optimiertem Crashverhalten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten, konkreten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die im Bereich eines definierten Heckcrash-Lastpfades liegenden hochfesten Trägerbauteile wenigstens durch jeweils einen, bezogen auf die Fahrzeugquerachse, auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten liegenden, hinteren bzw. heckseitigen Längsträger und/oder durch einen in Fahrzeugquerachsenrichtung verlaufenden, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, hinteren, vorzugsweise einstückigen, Querträger und/oder durch ein in Fahrzeugquerachsenrichtung verlaufendes, vorzugsweise einstückiges Fersenblech und/oder durch jeweils ein, bezogen auf die Fahrzeugquerachse, auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten liegendes, vorzugsweise innenliegendes Schwellerbauteil gebildet ist.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die hochfesten hinteren

Längsträger unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit dem zugeordneten, hochfesten Schwellerbauteil und/oder mit dem hochfesten hinteren Querträger und/oder mit dem hochfesten Fersenblech und/oder mit einem fahrgastzellenseitigen Längsträgerbereich, der nachfolgend noch näher gewürdigt wird, verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Fersenblech unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit dem jeweils zugeordneten hochfesten Schwellerbauteil und/oder mit dem hochfesten hinteren Querträger und/oder mit einem vorzugsweise hochfesten Mitteltunnelbereich und/oder mit einem fahrgastzellenseitigen Längsträgerbereich, der nachfolgend noch näher beschrieben wird, verbunden sein.

Mit einem derartigen Aufbau des heckseitigen Karosseriebereichs wird eine zuverlässige Kraftaufteilung und Kraftverteilung bei einem Heckcrash erzielt, da die Heckcrashkräfte durch die hinteren Längsträger in die Schwellerbauteile bzw. die fahrgastzellenseitigen Längsträgerbereiche sowie auch in das Fersenblech bzw. den hinteren Querträger eingeleitet und damit vorteilhaft vielfältigst aufgeteilt und verteilt werden können. Dadurch können auch große Crashkräfte, wie auch bei den beiden zuvor beschriebenen Seitencrash- bzw.

Frontcrash-Lastpfaden, vorteilhaft mit nur wenig Verformung und damit mit einem optimierten Insassenschutz aufgenommen werden.

Der zuvor bereits angesprochene fahrgastzellenseitige Längsträgerbereich wird bevorzugt durch eine Verlängerung eines vorderen Längsträgerbauteils gebildet, insbesondere durch einen sich an ein vorderwagenseitig angeordnetes, hochfestes Längsträgerbauteil

anschließenden Längsträgerbereich gebildet, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der fahrgastzellenseitige Längsträgerbereich aus einem niederfesten Stahlmaterial und/oder aus einem Leichtmetall und/oder aus einem Kunststoff hergestellt ist. Das hochfeste,

vorderwagenseitig angeordnete Längsträgerbauteil schließt dabei wiederum bevorzugt an einen demgegenüber niederfesten und/oder aus einem Leichtmetall und/oder aus einem

Kunststoffmaterial gefertigten vorderen Längsträger an, wie dies zuvor in Verbindung mit der Diskussion eines bevorzugten Frontcrash-Lastpfades bereits ausführlich beschrieben worden ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das hochfeste

Schwellerbauteil in Fahrzeuglängsrichtung sowie nach hinten in Richtung Heckseite gesehen, über das Fersenblech hinaus mit einer demgegenüber aus einem niederfesten Stahlmaterial und/oder aus einem Leichtmetall- und/oder gegebenenfalls sogar einem Kunststoffmaterial hergestelltem Schwellerteilverlängerung verlängert und mit dieser Schwellerteilverlängerung mit dem jeweils zugeordneten hinteren hochfesten Längsträger und/oder mit dem hochfesten hinteren Querträger unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, verbunden ist.

Dadurch ergibt sich eine besonders bevorzugte Befestigungsmöglichkeit, die bei einfachem und preiswerten sowie gewichtsgünstigem Aufbau zudem sehr funktionssicher ist.

Weiter kann das hochfeste Schwellerbauteil mit dem hochfesten hinteren Querträger unmittelbar oder mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, verbunden sein, um insgesamt einen sehr hochfesten Bauteilverbund auszubilden. Besonders vorteilhaft ist dabei insgesamt eine solche Geometrie, bei der die den Heckcrash-Lastpfad ausbildenden hochfesten hinteren Längsträger mitsamt den hochfesten fahrgastzellenseitigen Schwellerbauteilen einerseits sowie der hochfeste hintere Querträger und/oder das hochfeste Fersenblech andererseits eine

bodenseitige, hochfeste H-förmige Struktur ausbilden. Auch in Verbindung mit einer derartigen Heckcrash-Lastpfadausgestaltung ist es wiederum vorteilhaft, dass die im Bereich zwischen den gegenüberliegenden hinteren hochfesten

Längsträgern und/oder dem hochfesten Fersenblech bzw. dem hinteren Querträger liegenden und/oder angeordneten bzw. die dort unmittelbar oder mittelbar angebundenen Bauteile und/oder Beplankungen, insbesondere eine Bodenwand und/oder ein rücksitzseitiger

Sitzquerträger, aus einem demgegenüber niederfesten Stahlmaterial und/oder aus einem Leichtmetall und/oder ggf. sogar aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind. Dadurch ergeben sich wiederum die zuvor in Verbindung mit dem Seitencrash- bzw. Frontcrash-Lastpfad genannten Vorteile im Hinblick auf einen gewichtsgünstigen Aufbau.

Es versteht sich von selbst, dass die zuvor diskutierten und in den Ansprüchen beanspruchten Teilmerkmale beliebig untereinander ausgetauscht und/oder miteinander kombiniert werden können, um einen für den jeweiligen Einsatzfall optimierten Karosserieaufbau zur Verfügung zu stellen. Grundsätzlich kann an einer Fahrzeugkarosserie aber auch nur einer der zuvor beschriebenen Lastpfadaufbauten oder zwei der zuvor näher diskutierten Lastpfadaufbauten, zum Beispiel der Frontcrash- und der Seitencrash-Lastpfadaufbau oder der Seitencrash- und der Heckcrash-Lastpfadaufbau oder auch der Frontcrash- und Heckcrash-Lastpfadaufbau, umgesetzt sein. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Karosseriegestaltung, bei der sämtliche zuvor diskutierten Lastpfad-Aufbauten umgesetzt sind, da hierdurch insgesamt ein hochfester Trägerbauteilaufbau genau in denjenigen crashseitig hochbelasteten Bereichen zur Verfügung gestellt wird, in denen die Deformationen dort, wo die Karosseriestruktur keine oder nur wenig Verformung bei einem Crash zulassen soll, verringert werden können, bei gleichzeitiger Reduzierung von Gewicht und Teilevielfalt und damit der Kosten.

Die Fertigung der hochfesten Trägerbauteile, wie sie zuvor im Einzelnen näher diskutiert worden sind, kann zum Beispiel im sogenannten Tailored-Blank-Verfahren erfolgen, mit dem die hochfesten Bauteile mit unterschiedlichen Werkstoffgüten oder Blechdicken gestaltet werden können. Besonders vorteilhaft ist hierbei der Einsatz des Tailored-Rolled-Blank-Verfahrens, um präzise gefertigte Blechteile zu erzeugen.

Bevorzugt werden die hochfesten, warm umgeformten bzw. formgehärteten Bauteile dabei so hergestellt, dass Stahlplatinen oder vorgeformte Stahlteile glühend heiß gepresst und anschließend in Sekundenschnelle heruntergekühlt werden. Die rasche Abkühlung bewirkt eine Gefügeveränderung im Material und sorgt für extreme Festigkeit der Karosserieteile.

Gewichtseinsparung, eine hohe Crashsicherheit und eine positive Energiebilanz sind weitere Vorteile einer derartigen Verfahrensführung. Konkret wird bei der Herstellung der

erfindungsgemäßen hochfesten Trägerbauteile im Rahmen des Formhärtens das jeweilige Stahlteil bzw. Blechteil in einem Ofen, zum Beispiel einem Rollenherdofen, auf über 900°C erhitzt. Anschließend greift ein Roboterarm das heranrollende glühende Teil und legt es in ein wassergekühltes Werkzeug. Die Presse fährt zu, innerhalb einer definierten Zeitspanne, zum Beispiel von 10 bis 15 Sekunden, wird das Teil auf zum Beispiel 170°C abgekühlt. Danach entnimmt ein Roboter das erkaltete und gehärtete Teil und befördert es in Transportgestelle.

Durch die vollständige bzw. wenigstens partielle Durchhärtung der Bauteile können dabei weitere vorteilhafte Bauteileigenschaften genau dort eingestellt werden, wo dies erforderlich ist, zum Beispiel an einem hochfesten Bauteil Bereiche mit unterschiedlichen Härten bzw.

Härtegraden ausgebildet werden oder hochfeste Bauteile mit unterschiedlichen Härten bzw. Härtegraden ausgebildet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Bodengruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie,

Fig. 2 die in der Fig. 1 in der Explosionsdarstellung gezeigte Fahrzeugkarosserie im

zusammengebauten Zustand,

Fig. 3 die Bodengruppe der Fahrzeugkarosserie nach Fig. 2 bei einem Frontcrash,

Fig. 4 die Bodengruppe der Fahrzeugkarosserie gemäß Fig. 2 bei einem Seitencrash, und

Fig. 5 die Bodengruppe der Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Fig. 2 bei einem Heckcrash.

In der Fig. 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur 1 für eine Kraftfahrzeugkarosserie in einer Explosionsdarstellung gezeigt, aus der heraus die einzelnen Bauteile sehr gut ersichtlich sind. In der Fig. 2 ist der zusammengebaute Zustand dieser Bodenstruktur 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt.

Im einzelnen weist die Bodenstruktur 1 folgenden Aufbau auf:

In einem Vorderwagenbereich 2 weist die Bodenstruktur 1 zwei vordere, erste Längsträger 3 aus einem niederfesten, beispielsweise kaltumgeformten Stahlmaterial auf, an die sich in Fahrzeuglängsachsenrichtung x gesehen eine warmumgeformte bzw. formgehärtete und damit hochfeste Längsträgerverlängerung 5 anschließt. An die hier beispielhaft ggf. auch nach außen wölbbare (Fig. 2) Längsträgerverlängerung 5 schließt sich ein sich im montierten Zustand in den Fahrgastzellenbereich 4 hinein

erstreckender Längsträgerbereich 6 an, der beispielhaft aus einem niederfesten Stahlmaterial ausgebildet ist.

An die Längsträgerverlängerungen ^' 5 aus einem hochfesten Stahlmaterial ist, wie dies insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, auf in Fahrzeugquerrichtung y gegenüberliegenden Fahrzeugseiten jeweils ein A-Säulenbauteil 7 aus einem warmumgeformten bzw.

formgehärteten Stahlmaterial angebunden, das sich in Fahrzeughochachsenrichtung z nach oben erstreckt. Die Anbindung der Längsträgerverlängerung 5 erfolgt dabei in einem, bezogen auf die Fahrzeughochachsenrichtung, unteren Säulenbereich (vergleiche insbesondere Fig. 2), während an einem demgegenüber oberen Säulenbereich ein zweiter vorderer Längsträger 8 aus einem gegenüber dem hochfesten A-Säulenbauteil 7 niederfesterem Stahlmaterial angeschlossen ist, der sich in Fahrzeuglängsachsenrichtung x nach vorne erstreckt und in etwa parallel bzw. beabstandet von dem ersten, vorderen Längsträger mehr zur Fahrzeugseite hin angeordnet ist.

Im Bereich zwischen den beiden Längsträgern 3, 8 bzw. den A-Säulenbauteilen 7 ist zum einen eine Stirnwand 9 und desweiteren ein oberhalb der Stirnwand 9 verlaufender bzw. mit dieser verbundener windschutzscheibennaher Querträger 10 angeordnet, die vorzugsweise beide aus einem Leichtmetall, zum Beispiel Aluminium, hergestellt sind.

Weiter sind im Vorderwagenbereich 2 jeweils im Bereich zwischen dem ersten Längsträger 3 und dem zweiten Längsträger 8 weitere Bodenstrukturbauteile angeordnet, nämlich ein Radhaus- und Federbeindom 11 , der beispielsweise materialeinheitlich aus einem Aluminium oder einem niederfesten Stahlmaterial oder aber auch in Mischbauweise aus einem

Aluminiumteil 12 und einem Stahlteil 13 hergestellt sein kann, wie dies lediglich in der Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

Im Bereich der Stirnwand 9 bzw. im Bereich zwischen den beiden A-Säulenbauteilen 7 verläuft ein hier beispielhaft zweiteiliger Fußraum-Querträger 14 aus einem warmumgeformten bzw. formgehärteten, hochfesten Stahlmaterial, wobei die beiden Querträgerteile 15, 16 fest miteinander verbunden sind und sich jeweils als einstückige Bauteile im Wesentlichen über die gesamte Karosseriebreite, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, erstrecken.

Im Bereich des Fußraum-Querträgers 14 bzw. im Bereich der A-Säulenbauteile 7 ist desweiteren ein sich in Fahrzeuglängsrichtung x über den Fahrgastzellenbereich 4 erstreckender innerer Schweller 17 angeordnet bzw. angebunden, der ebenfalls aus einem hochfesten, warmumgeformten bzw. formgehärteten Material hergestellt ist. Dieser hochfeste innere Schweller 17 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung gesehen bis zu einem In der Fig. 1 mehrteilig ausgebildeten Fersenblech 20. Dieses Fersenblech 20 kann jedoch auch, wie in der Fig. 2 dargestellt, einstückig ausgebildet sein und aus einem hochfesten, warmumgeformten bzw. formgehärteten Stahlmaterial bestehen.

Im weiteren Unterschied zwischen den beiden in der Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Varianten weist der innere Schweller 17 in der in der Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung an seinem, in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, hinteren, heckseitigen Ende zudem eine mit diesem verbundene Schwellerteilverlängerung 18 aus einem zum Beispiel niederfesten Stahlmaterial auf.

Wie dies den beiden Figuren weiter entnommen werden, ist im Fahrgastzellenbereich 4 ferner ein einstückiger Mitteltunnel 19 aus einem hochfesten, warmumgeformten bzw. formgehärteten Stahlmaterial vorgesehen, der zwischen dem Fußraum-Querträger 14 und dem Fersenblech 20 verläuft bzw. dort angebunden ist.

An den Mitteltunnel 19 schließen sich zu beiden Seiten zum jeweiligen Schweller 17 hin Bodenbleche 21 aus einem niederfesten Stahlmaterial an.

Weiter können, in Fahrzeugquerrichtung y gesehen, im Bereich zwischen dem Mitteltunnel 19 und dem inneren Schweller 7 jeweils Sitzquerträger 22 angeordnet bzw. mit diesen mittelbar oder unmittelbar verbunden sein, die bevorzugt ebenfalls aus einem formgehärteten, warmumgeformten und damit hochfesten Material oder aber auch aus einem niederfesten Stahlmaterial hergestellt sein können.

Im heckseitigen Fahrzeugbereich 23 ist ferner ein, in etwa parallel zum Fersenblech 20 verlaufender, hinterer Querträger 24 aus einem warmumgeformten bzw. formgehärteten und damit hochfesten Stahlmaterial angeordnet, der im Bereich zwischen zwei hinteren, auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordneten Längsträgern 25 verläuft, die ebenfalls aus einem warmumgeformten bzw. formgehärteten und damit hochfesten Stahlmaterial hergestellt sind.

Diese hinteren Längsträger 25 sind zum Beispiel mit dem Fersenblech 20 bzw. mit dem hinteren Querträger 24 und/oder mit dem inneren Schweller 17 bzw. dessen

Schwellerteilverlängerung 18 fest verbunden. Im Bereich der hinteren Längsträger 25 sind ferner Radhäuser 26 aus zum Beispiel einem Leichtmetall, wie zum Beispiel Aluminium, angeordnet, während sich im Bereich zwischen den beiden hinteren Längsträgern 25 ein Bodenblech 27 aus zum Beispiel einem niederfesten Stahlmaterial erstreckt. Dieses Bodenblech 20 überdeckt im montierten Zustand, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, mit einem Teilbereich den hinteren Querträger 24 zum Fersenblech 20 hin und kann damit vorzugsweise von unten her entsprechend abgestützt sein.

Die beiden fahrgastzellenseitigen Längsträgerbereiche 6 erstrecken sich im montierten Zustand bevorzugt bis zum Fersenblech 20 und sind mit diesem mittelbar oder vorzugsweise unmittelbar verbunden.

Damit wird insgesamt eine Bodenstruktur 1 ausgebildet, die für einen Frontalcrash 28, einen Seitencrash 29 und einen Heckcrash 30 so optimiert ausgelegt ist, dass die für diese jeweiligen Crashsituationen vorgegebenen Lastpfade, über die die Hauptbelastungskräfte, insbesondere die Kraftmaxima der Crashkräfte, geleitet werden, zum Großteil bzw. gegebenenfalls sogar vollständig aus warmumgeformten bzw. formgehärteten und damit hochfesten Trägerbauteilen bestehen, was nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 3 bis 5 näher erläutert wird:

Die Fig. 3 zeigt eine schematische, perspektivische Unteransicht der Bodenstruktur 1 für den Fall eines Frontalcrashes, bei dem die über die beiden vorderen Längsträger 3, 8 eingeleiteten Kräfte zum einen über die Längsträgerverlängerung 5 in den unteren Säulenbereich des A- Säulenbauteils 7 und von dort weiter zum inneren Schweller 17 bzw. von der

Längsträgerverlängerung 5 ausgehend zum Fußraum-Querträger 14 und zum

fahrgastzellenseitigen Längsträgerbereich 6 geleitet werden. Vom Fußraum-Querträger 14 ausgehend erfolgt ferner noch eine Kraftableitung über den hochfesten Mitteltunnel 19.

Dies ist in der Fig. 3 durch die Pfeile dargestellt, die den Kraftfluss äußerst schematisch und beispielhaft zeigen.

Wie dies aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, wird die über den zweiten, vorderen Längsträger 8 eingeleitete Kraft in das A-Säulenbauteil 7 eingeleitet, und zwar entweder nach oben, in die hier nicht gezeigte obere A-Säule oder nach unten, in Richtung zur Längsträgerverlängerung 5, zum Fußraum-Querträger 14 und/oder zum inneren Schweller 17.

Diese in der Fig. 3 gezeigte Kraftverteilungsmöglichkeit bewirkt somit einen optimierten

Kraftfluss und damit eine optimierte Kraftableitung in einer Frontalcrashsituation im

Wesentlichen über die hochfesten Trägerbauteile der Bodenstruktur 1 , während die restlichen Beplankungen bzw. Karosseriebauteile, die nicht im Hauptkraftfluss liegen, deshalb gewichtsgünstiger und preiswerter aus einem niederfesten Stahlmaterial und/oder aus einem Aluminium hergestellt werden können.

Das Gleiche gilt vom Prinzip her für die in der Fig. 4 dargestellte Seitencrashsituation, bei der die über den inneren Schweller 17 eingeleitete Kraft ringförmig über den Fußraum-Querträger 14 bzw. das Fersenblech 20 sowie den Sitzquerträger 22 abgeleitet werden kann.

Das zuvor zur Frontalcrashsituation Gesagte gilt hier identisch.

Ebenso trifft das zuvor Gesagte auf die in der Fig. 5 gezeigte Heckcrashsituation zu, bei der die über die hinteren Längsträger 25 eingeleiteten Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen im wesentlichen H-förmig über den inneren Schweller 17 bzw. die fahrgastzellenseitigen

Längsträgerbereiche 6 sowie auch über das Fersenblech 20 bzw. den hinteren Querträger 24 verteilt und abgeleitet werden können.

Bezugszeichenliste Bodenstruktur

Vorderwagenbereich

erster, vorderer Längsträger

Fahrgastzellenbereich

Längsträgerverlängerung

Längsträgerbereich

A-Säulenbauteil

zweiter, vorderer Längsträger

Stirnwand

Querträger

Radhaus- und Federbeindom

Aluminiumteil

Stahlteil

Fußraum-Querträger

erstes Querträgerteil

zweites Querträgerteil

innerer Schweller

Schwellerteilverlängerung

Mitteltunnel

Fersenblech

Bodenblech

Sitzquerträger

heckseitiger Fahrzeugbereich

hinterer Querträger

hinterer Längsträger

Radhaus

Bodenblech

Frontalcrash

Seitencrash

Heckcrash