DE102010010477B4 - stiffening structure - Google Patents
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Abstract
Versteifungsstruktur (32) in Leichtbauweise für einen hinteren Bereich einer Fahrgastzelle (42) eines Personenkraftwagens, mit zwei innenseitig von jeweiligen Seitenwandbereichen (40) der Fahrgastzelle (42) positionierbaren seitlichen Strukturbereichen (34), welche über einen mittleren Strukturbereich (36) miteinander verbunden sind, wobei die Versteifungsstruktur (32) zumindest partiell aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Strukturbereiche (34) und/oder der mittlere Strukturbereich (36) wenigstens eine Durchtrittsöffnung (46) aufweisen.Lightweight structural stiffening structure (32) for a rear area of a passenger compartment (42) of a passenger car, having two lateral structural regions (34) positionable inside respective side wall portions (40) of the passenger compartment (42) interconnected by a central structural region (36) wherein the stiffening structure (32) is at least partially formed of a fiber-reinforced plastic, characterized in that the lateral structural regions (34) and / or the central structural region (36) at least one passage opening (46).
Description
Die Erfindung betrifft eine Versteifungsstruktur für einen hinteren Bereich einer Fahrgastzelle eines Personenkraftwagens nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 3.The invention relates to a stiffening structure for a rear area of a passenger compartment of a passenger car according to the preamble of claim 1 or claim 3.
Um die Karosserie von Personenkraftwagen, insbesondere von Cabrios, zu versteifen, werden üblicherweise mehrteilige metallische Versteifungsstrukturen gebildet. Diese umfassen Säulenversteifungen im Bereich der B- und C-Säule, die Rückwand, sowie Querträgerversteifungen. Aus der
Des Weiteren ist aus der
Weiterhin ist in der
Die
Bekannte Versteifungsstrukturen für Personenkraftwagen sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie ein hohes Eigengewicht aufweisen und aufwendig in der Herstellung und Montage sind.Known stiffening structures for passenger cars have the disadvantage that they have a high dead weight and are expensive to manufacture and assembly.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Versteifungsstruktur nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und 3 bereitzustellen, die besonders leicht und besonders einfach zu montieren ist.The present invention is therefore an object of the invention to provide a stiffening structure according to the preamble of claim 1 and 3, which is particularly easy and very easy to assemble.
Diese Aufgabe wird durch eine Versteifungsstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Versteifungsstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst.This object is achieved by a stiffening structure having the features of patent claim 1 and by a stiffening structure having the features of patent claim 3.
Eine solche Versteifungsstruktur für einen hinteren Bereich einer Fahrgastzelle eines Personenkraftwagens ist in Leichtbauweise ausgeführt und umfasst zwei innenseitig von jeweiligen Seitenwandbereichen der Fahrgastzelle positionierbare seitliche Strukturbereiche, die über einen mittleren Strukturbereich miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Versteifungsstruktur zumindest partiell aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Vorzugsweise wird hierzu ein kohlefaserverstärkter Kunststoff verwendet. Selbstverständlich sind auch andere Verstärkungsfasern wie Glas oder Kevlar denkbar. Die seitlichen Strukturbereiche und/oder der mittlere Strukturbereich weisen wenigstens eine Durchtrittsöffnung auf. Bei besonders hoher Steifigkeit der Versteifungsstruktur kann durch solche Materialien und Vorkehrungen ein gleichzeitig äußerst geringes Bauteilgewicht erreicht werden, so dass auch das Eigengewicht des Kraftwagens insgesamt reduziert wird. Dadurch sinken sowohl der Kraftstoffverbrauch des Kraftwagens in seinem Betrieb als auch dessen CO2-Emissionen.Such a stiffening structure for a rear area of a passenger compartment of a passenger car is designed in lightweight construction and comprises two on the inside of respective side wall portions of the passenger compartment positionable lateral structural areas, which are interconnected via a central structural area. According to the invention it is provided that the stiffening structure is at least partially formed of a fiber-reinforced plastic. Preferably, a carbon fiber reinforced plastic is used for this purpose. Of course, other reinforcing fibers such as glass or Kevlar are conceivable. The lateral structural areas and / or the central structural area have at least one passage opening. With particularly high rigidity of the stiffening structure can be achieved by such materials and precautions simultaneously extremely low component weight, so that the weight of the motor vehicle is reduced overall. This reduces both the fuel consumption of the motor vehicle in its operation and its CO 2 emissions.
Vorzugsweise werden die Durchtrittsöffnungen dabei so positioniert, dass sie außerhalb der Hauptlastpfade der Versteifungsstruktur angeordnet sind. Damit können besonders leichte Versteifungsstrukturen geschaffen werden. Die Durchtrittsöffnungen können darüber hinaus noch Zusatzfunktionen übernehmen und beispielsweise als Aufnahmen für Anbauteile, Komponenten oder dergleichen Verwendung finden.Preferably, the passage openings are thereby positioned so that they are arranged outside of the main load paths of the stiffening structure. In this way, particularly lightweight stiffening structures can be created. The passages can also take over additional functions and, for example, find as recordings for attachments, components or the like.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die seitlichen Strukturbereiche über wenigstens eine vor dem mittleren Strukturbereich, der allein die Rückwand der Fahrgastzelle ausbildet, verlaufende weitere Quertraverse miteinander verbunden, die auf Höhe des Fahrzeugbodens unterhalb der Fondsitze verläuft. Dies ist alternativ oder auch zusätzlich zur Ausbildung der Versteifungsstruktur aus einem faserverstärktem Kunststoff möglich. Die Quertraverse kann auf gewichtsparende Weise übliche Querträger, insbesondere die Fondsitzquerträger, ersetzen. Gleichzeitig wird so die gesamte Versteifungsstruktur noch weiter insbesondere in Querrichtung des Kraftwagens versteift.In a further aspect of the invention, the lateral structural regions are connected to one another via at least one further crossbeam extending in front of the central structural region, which alone forms the rear wall of the passenger compartment, which extends below the rear seats at the level of the vehicle floor. This is possible as an alternative or in addition to the formation of the stiffening structure of a fiber-reinforced plastic. The crossbeam can replace conventional crossbeams, in particular the rear seat crossbeams, in a weight-saving manner. At the same time as the entire stiffening structure is further stiffened especially in the transverse direction of the motor vehicle.
Die beiden genannten Aspekte der Erfindung können einzeln sowie in Kombination Anwendung finden. Die im Folgenden beschriebenen weiteren Fortbildungen der Erfindung sind mit beiden genannten Aspekten frei kombinierbar.The two mentioned aspects of the invention can be used individually as well as in combination. The further developments of the invention described below can be freely combined with both mentioned aspects.
Weiterhin ist es möglich, die Versteifungsstruktur mit zusätzlichen Befestigungselementen für solche Anbauteile, Komponenten oder dergleichen zu versehen. Hierbei kann es sich um Konsolen, Flansche oder ähnliches handeln.Furthermore, it is possible to provide the stiffening structure with additional fastening elements for such attachments, components or the like. These may be consoles, flanges or the like.
Auch elektrische Funktionen können in die Versteifungsstruktur integriert werden, indem elektrische Verbindungsmittel, insbesondere Litzen oder Drähte, in die Versteifungsstruktur eingebetet sind. Dies ist besonders zweckmäßig bei aus Faserverbundwerkstoffen gefertigten Versteifungsstrukturen, in welche solche elektrischen Verbindungsmittel bei der Fertigung der Versteifungsstruktur mit eingegossen bzw. eingespritzt werden können.Also electrical functions can be integrated into the stiffening structure by electrical connection means, in particular strands or wires are embedded in the stiffening structure. This is particularly useful in stiffening structures made of fiber composite materials into which such electrical connection means can be cast or injected during the production of the stiffening structure.
Vorzugsweise ist die Versteifungsstruktur einstückig ausgebildet, um so einen optimalen Kraftfluss durch die Knotenbereiche zwischen den seitlichen und mittleren Bereichen bzw. zwischen den seitlichen Bereichen und der Quertraverse sicherzustellen.Preferably, the stiffening structure is integrally formed, so as to ensure an optimal flow of force through the node areas between the lateral and central regions or between the lateral regions and the cross-beam.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Karosserie für einen Personenkraftwagen mit einer Fahrgastzelle, in welcher eine Versteifungsstruktur der oben beschriebenen Art angeordnet ist.The invention further relates to a body for a passenger car with a passenger compartment, in which a stiffening structure of the type described above is arranged.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Hereby show:
Eine insgesamt mit
Die Rückwand
In
Die Versteifungsstruktur
All diese Elemente können beim Urformen der Versteifungsstruktur
Die Anbindung an den Rohbau kann hier durch Kleben, Verschrauben, Verclipsen oder Klammern erfolgen. Dies kann bereits vor der Lackierung der Karosserie
Alternativ ist, insbesondere bei der modularen Verwendung der Versteifungsstruktur
Die Versteifungsstruktur
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