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Title:
SEPARATING DEVICE FOR THE BODYWORK OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/031251
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a separating device (4) for the self-supporting bodywork (2) of a motor vehicle, comprising a separation disposed on the front end of a rear area (6), extending in a transversal direction of said motor vehicle and over part of the height between the wheel housings (8) of the vehicle and being secured to defining walls of the rear area. The separating device (4) is embodied as a support device which strengthens the bodywork (2) with respect to buckling. The invention is characterized in that the separating device (4) is curved in relation to a vertical motor vehicle cross plane (SFQ) and a horizontal motor vehicle cross plane (WFQ). The separating device (4) has reinforcing elements (10) with a higher material thickness along the power flow lines.

Inventors:
ERNEY THOMAS (DE)
SEITZ DANIELA (DE)
SEEFRIED JOHANN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/009494
Publication Date:
April 17, 2003
Filing Date:
August 24, 2002
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
ERNEY THOMAS (DE)
SEITZ DANIELA (DE)
SEEFRIED JOHANN (DE)
International Classes:
B62D25/00; B62D25/08; (IPC1-7): B62D25/00
Foreign References:
DE19843025C12000-04-20
GB746584A1956-03-14
EP0915007A21999-05-12
Attorney, Agent or Firm:
Brückner, Ingo (Intellectual Property Management IPM - C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Trennanordnung für eine selbsttragende Karosserie (2) ei nes Kraftwagens mit. einer am vorderen Ende eines Heck raums (6) angeordneten Abtrennung, die sich in Fahrzeug querrichtung sowie über einen Teil ihrer Höhe zwischen hinteren Radhäusern (8) des Kraftwagens erstreckt und an Begrenzungswänden des Heckraums (6) befestigt ist, wobei die Trennanordnung (4) als für die Karosserie (2) gegen Verwindung aussteifende Stützeinrichtung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennanordnung (4) bezüglich einer senkrechten Fahrzeugquerebene (SFQ) und einer waagrechten Fahrzeug querebene (WFQ) gewölbt ist, wobei die Trennanordnung (4) entlang von berechneten Kraftflusslinien Verstärkungsstreben (10) in Form höherer Materialdicke aufweist.
2. Trennanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennanordnung (4) bezüglich der senkrechten Fahrzeugquerebene (SFQ) und bezüglich einer waagrechten Fahrzeugquerebene (WFQ) parallele Befestigungsflächen (12) aufweist.
3. Trennanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsflächen (12) mit Langlöchern (14) versehen sind.
4. Trennanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennanordnung (4) direkt an der Fahrzeugkaros serie (2) befestigt ist.
5. Trennanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennanordnung (4) aus LeichtmetallDruckguss, insbesondere MagnesiumDruckguss dargestellt ist.
6. Trennanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke zwischen den Verstärkungsstreben (10) weniger als 1,5 mm beträgt.
7. Trennanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche zwischen den Verstärkungsstreben (10) ausgespart sind.
8. Trennanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennanordnung (4) an der Karosserie (2) lösbar befestigt ist.
Description:
Trennanordnung für Fahrzeugkarosserie Die Erfindung betrifft Trennanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die sogenannte Karosseriesteifigkeit gilt zunehmend als eines der wichtigsten Kriterien für modernen Kraftfahrzeuge. Sie trägt entscheidend zur Sicherheit, Qualitätsanmutung und Kom- fort bei. Die Erhöhung der Karoseriesteifigkeit ist jedoch oftmals mit einer Erhöhung des Fahrzeuggewichtes verbunden, da mehrere Maßnahmen häufig mit zusätzlichen oder stärkeren Karosseriebauteilen verbunden sind.

Die DE 198 43 025 Cl beschreibt unter Ausnutzung eines stan- dardmäßig eingesetzten Bauteils, einer Tanktrennwand, die Möglichkeit, die Karosseriesteifigkeit bei reduzierter Masse zu erhöhen. Die Trennwand ist eben ausgestaltet und steht na- hezu parallel zu einer senkrechten Fahrzeugquerebene. An der Trennwand sind wiederum Winkelelemente und Schienen befes- tigt, mit denen die Trennanordnung an der Karosserie lösbar befestigt ist. Zusätzlich weist die Trennanordnung kreuzför- mige Verstrebungen auf, die auf der Trennanordnung montiert sind oder als U-Profil im Bauteil integriert sind.

Die US 5 195 780 beschreibt eine in etwa Kastenförmige Anord- nung, die den Tank umgibt und mit der Karosserie verbunden ist, wobei diese Anordnung ebenfalls zur Versteifung der Ka- rosserie beiträgt.

Aus der DE 196 42 820 Al ist ein Hinterwagen, insbesondere für ein Cabriolet bekannt, das derart ausgestaltet ist, dass die Kräfte, die über das Fahrwerk eingeleitet werden und über einen Querträger in einen zentralen Kraftflussmittelpunkt weiter geleitet werden. Von dort aus werden die Kräfte in mehrere Träger, die ähnlich einer Fachwerkstruktur angeordnet sind, verteilt. Die Anordnung ist jedoch in Hinblick auf eine Gewichtsreduktion nicht optimiert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Trennanordnung eines Kraftfahrzeug-Heckraums derart zu gestalten, dass die Karosseriesteifigkeit gegenüber dem Stand der Technik bei gleichzeitiger Massereduktion erhöht wird.

Die Lösung der Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Trennanordnung nach Anspruch 1 ist im vorderen Teil eines Heckraums eines Kraftfahrzeuges lösbar montiert. Sie dient unter anderem zur Abtrennung eines Tank- raums vom Heckraum. Die Positionierung der Trennanordnung ist derart gestaltet, dass sie bezüglich einer senkrechten Fahr- zeugquerebene (SFQ) und einer waagrechten Fahrzeugquerebene (WFQ) gewölbt ist. Bevorzugt ist die Trennanordnung bezüglich dieser Ebenen konkav gewölbt, bei entsprechender Raumvertei- lung zwischen Tankraum und Heckraum kann jedoch auch eine konvexe Wölbung zweckmäßig sein. Durch die Wölbung wird die Karosseriesteifigkeit gegenüber dem Stand der Technik erhöht.

Ein weiteres erfindungsgemäße Merkmal besteht darin, dass die Trennanordnung entlang der berechneten Kraftflusslinien eine erhöhte Materialstärke aufweist. Entsprechend kann außerhalb der Kraftflusslinien Material eingespart werden, was zur Ge- wichtsreduktion bei gleichzeitiger Erhöhung der Steifigkeit führt. Die Kraftflusslinien werden für die entsprechende Ka- rosserie an Hand von Standardbelastungsfällen (z. B. Torsion und Biegung der Karosserie) mit Hilfe der finiten Elemente Methode berechnet. Der Verlauf der Kraftflusslinien wird auf entsprechend der Erfindung auf die Trennanordnung angewandt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Trennanordnung an ihren Rändern Befestigungsflächen auf, die annähernd parallel zur senkrechten oder waagrechten Fahrzeug- querebenen ausgebildet sind. Dies führt zu einem höheren To- leranzausgleich in zwei Raumrichtungen bei der Montage des Karosserierohbaus (Anspruch 2).

Die Anwendung von Langlöchern in den Befestigungsebenen führt zusätzlich zu einem Toleranzausgleich in die dritte Raumrich- tung (Anspruch 3).

Die Trennanordnung ist vorzugsweise direkt an der Fahrzeugka- rosserie durch Verschraubung befestigt. Auf Zusatzelemente wie Winkelstücke und Schienen kann verzichtet werden. Die An- zahl der Schrauben wird reduziert. Diese Maßnahme trägt zur Gewichtsreduktion bei (Anspruch 4).

Eine weitere Gewichtsreduktion kann erfolgen, indem man die Trennanordnung in einem Leichtmetallguss, insbesondere Druck- guss herstellt. Unter Druckguss wird hierbei alle Arten des Gießens in eine Dauergießform bei erhöhtem Druck verstanden, z. B. Druckguss, Squeeze Casting, Thixocasting, Thixomolding, Varioguss oder Niederdruck-Kokillenguss. Sandgussverfahren oder Schwerkraft-Kokillenguss sind möglich, unter Kostenas- pekten jedoch nicht immer zweckmäßig.

Durch die genannten Gießverfahren ist es möglich, die erfin- dungsgemäße Trennanordnung aus Leichtmetallen darzustellen und insbesondere die Wandstärken erfindungsgemäß zu variie- ren. Dies führt zu einem geringeren Bauteilgewicht und zu hö- herer Karosseriesteifigkeit. Als Gießmetalle eignen sich Alu- miniumlegierung und Magnesiumlegierung wie die sogenannte AZ91 (Anspruch 5).

Ebenfalls zur Gewichtreduzierung trägt es bei, die Wandstär- ken zwischen den Verstärkungsstreben so dünn wie möglich zu gestalten, d. h., so dünn, wie es die aktuelle Gießtechnik zuläßt. An den besagten Stellen beträgt die Wandstärke ca.

1,5 mm oder weniger. Gießtechnisch sind derzeit 1,2 mm Wand- stärke zuverlässig darstellbar (Anspruch 6).

Besonders zweckmäßig in Hinblick auf die Gewichtsreduktion ist es, die Bereiche zwischen den Verstärkungsstreben materi- alfrei auszugestalten. Hierzu wird jedoch ein zusätzlicher Arbeitsgang und eventuell ein zusätzliches Stanzwerkzeug be- nötigt. Die Zweckmäßigkeit dieser Maßnahme wird im Einzelfall durch eine Kosten-Nutzen-Analyse berechnet (Anspruch 7).

Eine lösbare Befestigung der Trennanordnung ermöglicht War- tungsarbeiten in einem von der Trennanordnung verdeckten Tankraum (Anspruch 8).

Bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind in den folgenden Figuren dargestellt.

Es zeigen : Fig. 1 den Heckwagen einer selbstragenden Karosserie mit ei- ner Trennanordnung in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Trennanordnung.

Der in Fig. 1 dargestellte Ausschnitt einer selbstragenden Karosserie 2 umfasst einen Heckraum 6, der durch eine Trenn- anordnung 4 von einem nicht näher dargestellten Tankraum ge- trennt ist. Die Trennanordnung 4 erstreckt sich von einem Bo- den 7 des Heckraums 6 bis zu einem Querträger 9 und zwischen zwei Radhäusern 8, von denen in der perspektivischen Darstel- lung nur das rechte sichtbar ist. Die Trennanordnung 4 weist bezüglich einer waagrechten Fahrzeugquerebene WFQ und einer senkrechten Fahrzeugquerebene SFQ eine Wölbung auf.

Eine detaillierte Darstellung der Trennanordnung 4 wird durch die Fig. 2 gegeben. Die Wölbung der Trennebene ist bezüglich der WFQ und der SFQ konkav ausgebildet, was eine Vergrößerung des Tankraums bewirkt. Die Trennanordnung 4 weist Verstär- kungsstreben 10 auf, die den vom Fahrzeugtyp abhängigen Kraftflussrichtungen entsprechen.

Bei den Verstärkungsstreben 10 handelt es sich um Material- verstärkungen gegenüber der übrigen Wandstärke. Die Material- verstärkung lassen sich sehr gut in einem Gießprozess dar- stellen, da durch das Formwerkzeug lokal höhere Wandstärken abgebildet werden können. Die Verstärkungsstreben 10 weisen einen Querschnitt auf, dessen Breite zu Höhe Verhältnis grö- ßer als 1 ist, bevorzugt ist dieses Verhältnis größer als 4.

Die Verstärkungsstreben 10 sind somit als flach zu bezeich- nen, was sich vorteilhaft bei ihrem Verlauf über die Wölbung auswirkt. Hohe Verstärkungsstreben würden im Belastungsfall Gefahr laufen, über der Wölbung abzuknicken.

Zwischen Verstärkungsstreben 10 befinden sich Aussparungen 16, die nach einem Herstellungsprozess durch Druckguss aus der Trennanordnung 4 mechanisch herausgearbeitet werden. Die Aussparungen 16 sind hierbei in den Figuren 1 und 2 rein ex- emplarisch. Durch diese Darstellung werden lediglich die Ver- stärkungsstreben 10 deutlicheren hervorgehoben. Erfindungsge- mäß können die Zwischenräume zwischen den Verstärkungsstreben 10 ebenso mit Material von dünner Wandstärke, bevorzugt von 1,5 mm oder weniger bestehen.

Zur Montage weist die Trennanordnung 4 Befestigungsflächen 12 auf, die bezüglich der WFQ und der SFQ annähernd parallel verlaufen. Diese sogenannten netzparallelen Flächen 12 ermög- lichen einen Toleranzausgleich während der Montage in eine x- und z-Richtung (siehe Koordinatenkreuz in Fig. 1). In die Be- festigungsflächen 12 sind Langlöcher 14 eingelassen, die ei- nen zusätzlichen Toleranzausgleich in y-Richtung zulassen.

Durch die beschriebene Anordnung der Befestigungsflächen 12 und der Langlöcher 14 ist es möglich, auf weitere Hilfsmittel zur Befestigung der Trennanordnung 4 zu verzichten. Die Trennanordnung 4 wird direkt an der Karosserie 2 festge- schraubt. Eine feste Verbindung zwischen Trennanordnung 4 und Karosserie 2 ist denkbar, in den meisten Fällen nicht zweck- mäßig, da der Tankraum zugänglich sein sollte.

Die Trennanordnung in Fig. 2 weist zusätzlich Montagevorrich- tungen 18 zur Integration von elektronischen Komponenten auf.

Die Montagevorrichtungen 18 sind in Form von Erhöhungen aus- gestaltet, die bereits während des Gießprozesses durch Schie- ber mit Bohrungen versehen werden können. Durch diese Maßnah- me kann auf zusätzliche Befestigungshilfsmittel und das An- bringen von Bohrungen verzichtet werden, was zusätzliche Ar- beitsschritte, Materialkosten und Gewicht einspart. Die Mon- tagevorrichtung sind derart gestaltet, dass die gewünschte Positionierung der elektronischen Komponenten gewährleistet ist.