AT8606U1 - Kraftfahrzeug mit modular aufgebautem körper - Google Patents

Abstract

Kraftfahrzeug besteht aus einem Unterteil und einem Oberteil, welche an Schnittstellen (3) miteinander verklebt sind, wobei verschiedene Oberteile aufsetzbar sind. Um eine Verbindung zu schaffen, die allen statischen und dynamischen Kräften standhält und einen Toleranzausgleich ermöglicht, sind am Unterteil (1) oben offene Taschen (24) und Anschläge in Z-Richtung (22;33), und am Oberteil (2), in der Abbildung an der A-Säule (7) vertikal abwärts gerichtete Fortsätze (29) vorgesehen, welche in die Taschen (24) bis zu einer von den Anschlägen (22;33) bestimmten Tiefe (26) versenkbar sind, wobei die Taschen (24) in X-Richtung und Y-Richtung um ein Maß (36) weiter als die Fortsätze (29) und zur Herstellung der Verbindung mit einem Kleber (25) befüllt sind.

Description

2 AT 008 606 U1

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit aus einem Unterteil und einem Oberteil bestehenden Körper, welche an Schnittstellen mit Vertiefungen miteinander verklebt sind, von denen einige im Wesentlichen in der Gürtellinie ausgebildet sind.

Aus der DE 299 21 458 U1 ist ein derartiges Kraftfahrzeug bekannt. Dessen Rohkarosserie bildet den Unterteil, der bei hinreichender Steifigkeit mit verschiedenen - auch weniger steifen -Oberteilen kombiniert werden kann. Zur Verbindung von Ober- und Unterteil sind dort Anschraubflansche und weiterhin Auflageflächen zur Herstellung einer Klebeverbindung erwähnt.

Angesichts der auf ein Kraftfahrzeug einwirkenden statischen und dynamischen Kräfte ist eine Schraubverbindung von Flanschen ebenso problematisch wie eine Klebeverbindung zwischen Auflageflächen; insbesondere wenn eine A-Säule oder eine B-Säule auf diese Weise mit dem Fahrzeugunterteil verbunden werden soll. Auf die Gestaltung der Verbindungen ist auch nicht näher eingegangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung so zu gestalten, dass sie ohne die mit der Kontur eines Kraftfahrzeuges unvereinbaren Flansche allen statischen und dynamischen Kräften standhält, ein Toleranzausgleich möglich ist und auch erst in einem fortgeschrittenen Stadium der Fertigung von Oberteil und Unterteil herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass zur Ausbildung der Schnittstellen am Unterteil oben offene Taschen und Anschläge in Z-Richtung, und am Oberteil vertikal abwärts gerichtete Fortsätze vorgesehen sind, welche in die Taschen bis zu einer von den Anschlägen bestimmten Tiefe versenkbar sind, wobei die Taschen in X-Richtung und Y-Richtung weiter als die Fortsätze und zur Herstellung der Verbindung mit einem Kleber befüllt sind.

Die im Wesentlichen vertikal in die mit Kleber gefüllten Taschen mit erheblichem Spiel in x-Richtung und y-Richtung eintauchenden Fortsätze machen die Flansche überflüssig und ergeben bei Wahl eines geeigneten Klebers eine besonders haltbare Klebung, in der vorwiegend Scherspannungen zwischen großen vertikalen Flächen wirken. Die Größe der Flächen ist durch die Tiefe der Taschen und die Eintauchtiefe der Fortsätze bestimmt, welche baulich nicht begrenzt sind. So werden auch die bei verklebten Flanschen auftretenden Schälspannungen an der Klebestelle vermieden. Das erhebliche Spiel ergibt sich aus der Breite der Taschen. Es erlaubt einen Toleranzausgleich beim Zusammenbau in weiten Grenzen, ohne die Dichtheit der Verbindung zu gefährden, weil die Tasche ja mit Kleber gefüllt ist.

Die erfindungsgemäße Verbindung ist sowohl für die A-Säule und die B-Säule als auch für lange Schnittstellen (etwa zwischen dem unteren Windschutzscheibenrahmen und dem Unterteil) geeignet. Für die Verbindung der Säulen verlaufen die Taschen von oben gesehen rundum und haben eine äussere und eine innere vertikale Wand sowie einen ganzflächigen Boden und sind die Fortsätze die unten offenen Enden der geschlossene Profile bildenden Säulen des Oberteiles und in die rundum verlaufenden Taschen versenkt (Anspruch 2). So sind die Säulen über ihren gesamten geschlossenen Querschnitt angebunden.

Zur Positionierung des Obererteiles in Z-Richtung gibt es verschiedene Lösungen. Eine besonders einfache besteht darin, dass die Taschen einen im Wesentlichen ganzflächigen Boden haben, der als Anschlag in Z-Richtung für die Säulen dient (Anspruch 3). Vorzugsweise sind die Anschläge in Z-Richtung von einem ganzflächigen Boden aufwärts ragende Bolzen, auf denen im Wesentlichen horizontale Flächen der Säulen aufruhen (Anspruch 4). Soll bei der Montage eine Einstellung in Z-Richtung möglich sein, ist zwischen dem Boden (22) und dem Schott (32) ein Anschlag 33 vorgesehen und die Gewindebolzen (34) verbinden Oberteil (2) und Unterteil (1) fest (Anspruch 5).

Bei langen Schnittstellen ist eine Tasche eine längliche Nut, in die eine ungefähr vertikale Wand eintaucht (Anspruch 6). So kann eine über eine größere Strecke dichte Verbindung zwischen 3 AT 008 606 U1

Ober- und Unterteil hergestellt werden. Zur Erhöhung der von der Klebung aufgenommen Kräfte können die Fortsätze an in den Kleber eintauchenden Stellen zumindest ein Loch haben (Anspruch 7), durch das hindurch der auf beiden Seiten der Fortsätze Kleber in sich verbunden ist. 5

In Weiterbildung der Erfindung ist das untere Querprofil des Windschutzscheibenrahmens Teil des Unterteiles und im Querschnitt polygonal ausgebildet, sodass es für verschieden stark geneigte Windschutzscheiben eine Auflagefläche bildet (Anspruch 8). Die verschiedenen Neigungswinkel der Windschutzscheibe entsprechen verschiedenen Oberteilen, eine sehr stark io geneigte Windschutzscheibe einem Coupe.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar: 15 - Fig. 1: Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit möglichen Varianten, - Fig. 2: Detail A in Fig. 1, axonometrisch und explodiert, - Fig. 3: Schnitt nach lll-lll in Fig. 2, - Fig. 4: Detail B in Fig. 1, axonometrisch und explodiert, - Fig. 5: Schnitt nach V-V in Fig. 4, 20 - Fig. 6: Detail D in Fig. 1 im Vertikalschnitt in einer ersten Variante, - Fig. 7: Detail D in Fig. 1 im Vertikalschnitt in einer zweiten Variante.

In Fig. 1 ist der Unterteil eines Kraftwagenkörpers mit 1 bezeichnet. Er wird gebildet vom Kraftwagenkörper aufwärts bis zur Gürtellinie 12. Auf diesen sollen verschiedene Oberteile 2 aufge-25 setzt werden können, sodass mit ein und demselben Unterteil 1 verschiedene Varianten eines Kraftfahrzeuges entstehen können; mit dem Oberteil 2 eine Limousine mit Fließheck (in Fig. 1 unten, in der Mitte) oder mit 2' ein Cabriolet (unten links) oder mit einem Oberteil 2* ein Kombi (rechts unten). Für die Verbindung von Unterteil 1 und Oberteil 2 sind Schnittstellen 3,4,5, je weils auf beiden Seiten des Fahrzeuges und beispielsweise eine Schnittstelle 6 vorgesehen. An 30 der Schnittstelle 3 ist eine A-Säule des jeweiligen Oberteiles 2, an der Schnittstelle 4 eine B-Säule (entweder ganz oder nur deren oberer Teil) und an der Schnittstelle 5 eine C-Säule angebunden. An der Schnittstelle 6 kann über eine größere Breite in Y-Richtung der untere Windschutzscheibenrahmen 10 an den Unterteil 1 angebunden sein. Das Koordinatenkreuz 13 in Fig. 1 definiert die in der Beschreibung gebrauchten Begriffe ,X-Richtung“ etc. 35

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen im Detail die Schnittstelle 3. Von der A-Säule 7 ist nur der untere Teil mit seinem Fortsatz 29 zu sehen, welcher in Fig. 2 noch in einigem Abstand vor der Verbindung mit dem Fahrzeugunterteil 1 und in Fig. 3 bei fertiggestellter Verbindung gezeigt ist. Im Unterteil 1 bildet eine Wand 20 und ein U-Profil 21 eine äußere vertikale Wand und ein geschlossenes 40 Profil 23 eine innere vertikale Wand, zwischen denen eine umlaufende ringförmige Tasche 24 gebildet ist. Sie hat unten einen Boden 22 und ist oben offen. Diese ringförmige Tasche 24 ist von erheblicher Tiefe und mit einem geeigneten Kleber 25 gefüllt. Der Fortsatz 29 bildet hier ebenfalls ein geschlossenes Profil und ist (siehe Fig. 3, links von der Wellenlinie 30) bis auf den Boden 22, der hier den Anschlag bildet, in die mit Kleber 25 gefüllte Tasche versenkt. Der An-45 schlag 22 definiert die Position des Oberteiles 2 bezüglich des Unterteiles 1 in der Z-Richtung.

In der rechten Bildhälfte der Fig. 3 (rechts von der Wellenlinie 30) ist eine weitergebildete Ausführungsform der Verbindung dargestellt. Dort hat der untere Teil der A-Säule 7 am Übergang zu dem wieder ein geschlossenes Profil bildenden Fortsatz 29 ein Schott 32, das über ein 50 Stützrohr 33 als Anschlag bezüglich des Unterteiles 1 positioniert ist. Die Länge des Stützrohres 33 kann beim Zusammenbau von Oberteil 2 und Unterteil 1 angepasst werden. Ein Gewindebolzen 34 mit Mutter 35 spannt das Schott 32 und den Boden 22 der ringförmigen Tasche 24 unter Zwischenschaltung des Stützrohres 33 zusammen. Es ist zu erkennen, dass die Tasche 24 wesentlich breiter als der eintauchende Fortsatz 29 ist, sodass beim Zusammenbau von 55 Oberteil 2 und Unterteil 1 jeweils in X-Richtung und Y-Richtung ein Abstand 36 als möglicher 4 AT 008 606 U1

Verschiebeweg zur Verfügung steht. Wenn diese Einstellung in X-Richtung und Y-Richtung vorgenommen ist, wird der Gewindebolzen 34 angezogen. Schließlich kann in dem in den Kleber 25 eintauchenden Fortsatz 29 noch mindestens ein Loch 37 vorgesehen sein, durch das hindurch die innerhalb und außerhalb des Fortsatzes 29 befindlichen Teile des Klebers mitein-5 ander in Verbindung stehen und so die Klebeverbindung zwischen dem Kleber und dem Fortsatz 29 verstärken.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Schnittstelle 4, an der die B-Säule mit dem Unterteil 1 verbunden ist. Der Unterteil 1 hat dort ein doppelwandiges Seitenteil 40, in das ein länglicher Teil mit einer io äußeren vertikalen Wand 41 eingesetzt ist. Diese bildet gemeinsam mit einer inneren vertikalen Wand 43 und einem Boden 42 eine Tasche 44, die hier auch ringförmig, aber (siehe Fig. 4) in X-Richtung in die Länge gezogen ist. Damit entspricht sie der Form der D-Säule, deren Querschnitt ebenfalls in X-Richtung länglich ist. Die Tasche 44 ist wieder mit einem Kleber 45 gefüllt. Die B-Säule hat unten einen Fortsatz 49, der praktisch über die gesamte Tiefe der Tasche 44 in 15 diese eintaucht.

Der Fortsatz 49 hat ein Schott 52, an dem eine Mutter 55 drehfest angebracht ist. Ein Gewindebolzen 54 ist im Boden 42 in einer Hülse 53 drehbar aber in axialer Richtung fest geführt, sodaß bei Verdrehen des Gewindebolzens 54 in der Mutter 55 die Entfernung zwischen dem Boden 42 20 und dem Schott 52 eingestellt werden kann. So bildet die Hülse 53 einen verstellbaren Anschlag, der beim Zusammenbau eine genaue Einstellung der Position des Oberteiles 2 in Z-Richtung erlaubt. Die Breite der Tasche bietet bei entsprechender Ausbildung der Verschraubung auch Raum zum Einstellen der Position des Oberteiles 2 in X- und in Y-Richtung. Die Schnittstelle 5 kann ähnlich der Schnittstelle 4 ausgebildet sein oder aber ähnlich der im folgen-25 den zu beschreibenden Schnittstelle 6 zwischen einem Windschutzscheibenrahmen 10 oder einer Windschutzscheibe mit dem Unterteil 1.

In Fig. 6 besteht der untere Querholm des Windschutzscheibenrahmens 10 aus einem ersten und zweiten Blech 60, 61 die miteinander verbunden ein geschlossenes Profil bilden. Am unte-30 ren Blech 61 ist über die ganze Breite des Fahrzeuges oder nur über einen Teil der ganzen

Breite ein Winkelstück 64 befestigt, welches einen ungefähr vertikalen Fortsatz 65 bildet. Im Unterteil 1 ist am oberen Ende einer Spritzwand 66 eine Tasche 67 ausgebildet, welche wieder einen Kleber 68 enthält. Die Tasche 67 unterscheidet sich von denen der Schnittstellen 3 und 4 dadurch, dass sie nicht ringförmig sondern in Y-Richtung länglich ist. Dem entsprechend ist der 35 eintauchende Fortsatz 65 kein geschlossenes Profil sondern ein über zumindest Teile der Breite des Fahrzeuges reichender Streifen. Am oberen Blech 60 des Windschutzscheibenrahmens 10 ist in der üblichen Weise eine Windschutzscheibe 63 mittels einer Kleberaupe 62 befestigt.

In Fig. 7 ist der untere Querholm 70 des Windschutzscheibenrahmens fest mit dem Unterteil 1 40 verbunden. Er besteht wieder aus zwei miteinander verbundenen Profilen 71, 72, wovon das untere (72) mit einer Spritzwand 73 des Unterteiles 1 fest verbunden ist. Das obere Profil 71 hat zwei in verschiedenen Winkeln zur Z-Achse geneigte Flächen 74, 75 zur Anbringung der Windschutzscheibe 77 in zwei verschiedenen Neigungswinkeln, je nachdem welches Oberteil (2, 2' oder 2*) aufgesetzt werden soll. Für die Verbindung mit dem Oberteil 2 (Limousine) wird die 45 Windschutzscheibe 77 nach dem Aufsetzen des Oberteiles in einem etwas steileren Winkel mittels einer Kleberaupe 82 mit der unteren der beiden Flächen 74 verbunden. Für die Bildung eines Cabriolets wird die etwas stärker geneigte Windschutzscheibe 77' mittels einer Kleberaupe 82' mit der oberen der beiden Flächen 75 verklebt. so Der für die Verbindung des Oberteiles 2 mit dem Unterteil 1 verwendete Kleber ist ein Montagekleber, ähnlich dem zum Ankleben einer Windschutzscheibe verwendeten. Er soll etwas elastisch sein, um kleine Verformungsunterschiede zwischen Oberteil 2 und Unterteil 1 im Betrieb aufnehmen zu können und die Übertragung von Körperschall zu erschweren. Wird ein kaltaushärtender Kleber verwendet, so kann die Verbindung von Oberteil 2 und Unterteil 1 in einem 55 sehr fortgeschrittenen Stadium der Fahrzeugmontage vorgenommen werden, beispielsweise,

Claims (7)

1. 5 AT 008 606 U1 wenn die beiden Teile bereits lackiert und mit Verkleidungen und anderen Teilen versehen sind. Vorzugsweise ist der Kleber ein feuchtigkeitsreaktiver und einkomponentiger Polyurethan-Klebstoff. 5 Die erfindungsgemäß gestalteten Schnittstellen können in verschiedener Anordnung und in weiteren Varianten eingesetzt werden. Dadurch kann auf einem einheitlichen Fahrzeugunterteil - soferne es steif genug ausgebildet ist - eine Reihe von normalen und besonderen Karosserieformen aufgebaut werden, welch letztere dadurch mit nur geringen Mehrkosten auf ein und derselben Fertigungslinie hergestellt werden können. 10 Ansprüche: 1. Kraftfahrzeug mit aus einem Unterteil und einem Oberteil bestehenden Körper, welche an 15 Schnittstellen mit Vertiefungen miteinander verklebt sind, von denen einige im Wesentli chen in der Gürtellinie ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Schnittstellen (3,4,5,6) a) am Unterteil (1) oben offene Taschen (24;44;67) und Anschläge in Z-Richtung (22;33;53), und 20 b) am Oberteil (2;2';2*) vertikal abwärts gerichtete Fortsätze (29;49;65) vorgesehen sind, welche in die Taschen (24;44;67) bis zu einer von den Anschlägen (22;33;53) bestimmten Tiefe (26) versenkbar sind, c) wobei die Taschen (24;44;67) in X-Richtung und Y-Richtung weiter als die Fortsätze (29;49;65) und zur Herstellung der Verbindung mit einem Kleber (25;45;68) befüllt sind. 25
2. 2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (24;44) von oben gesehen rundum verlaufen und eine äussere (20,21 ;41) und eine innere (23;43) vertikale Wand sowie einen im Wesentlichen ganzflächigen Boden (22;42) haben und dass die Fortsätze (29;49) die unten offenen Enden der geschlossene Profile bildenden Säulen 30 (7,8,9) des Oberteiles (2) und in die rundum verlaufenden Taschen (24;44) versenkt sind.
3. 3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen ganzflächige Boden (22) der Taschen (24) als Anschlag in Z-Richtung für die Säulen (7,8,9) dient. 35
4. 4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge in Z-Richtung von einem ganzflächigen Boden (42) aufwärts ragende Gewindebolzen (54) sind, auf denen im Wesentlichen horizontale Schotten (52) der Säulen (8) aufruhen.
5. 5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Boden (22) und dem Schott (32) ein Anschlag 33 vorgesehen ist und die Gewindebolzen (34) Oberteil (2) und Unterteil (1) fest verbinden.
6. 6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tasche (67) eine 45 längliche Nut ist, in die eine ungefähr vertikale Wand (65) eintaucht.
7. 7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (29) an in den Kleber (25) eintauchenden Stellen zumindest ein Loch (37) haben. so 8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Querprofil (70) des Windschutzscheibenrahmens Teil des Unterteiles (1) und im Querschnitt polygonal ausgebildet ist, sodass zwei verschieden stark geneigte Flächen (74,75) als Auflagefläche für eine in dem einen oder anderen Neigungswinkel aufgeklebte Windschutzscheibe dient. 55 5 6 AT 008 606 U1 Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55