DE10045749A1 - Modular aufgebautes Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modular aufgebautes Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Fahrzeugkarosserie und mit einem Vorderachsmodul, das Vorderräder und deren Vorderradaufhängungen enthält. DOLLAR A Um die Ausbildung von Fahrzeug-Varianten zu vereinfachen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Fahrzeugkarosserie eine Karosserie-Tragstruktur besitzt, die unabhängig vom Vorderachsmodul selbsttragend ausgebildet ist, und dass das Vorderachsmodul eine Vorderachs-Tragstuktur besitzt, die unabhängig von der Fahrzeugkarosserie selbsttragend ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein modular aufgebautes Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein derartiges Fahrzeug ist beispielsweise aus der DE 198 09 520 A1 bekannt und zeigt eine Fahrzeugkarosserie, in die ein Heckmodul und ein Frontmodul eingebaut werden kann. Ein solches Frontmodul oder Vorderachsmodul enthält beispielsweise eine Vorderachse, eine Lenkanlage sowie Vorderräder und deren Vorderradaufhängungen. Im Rahmen einer Vormontage werden die einzelnen Module zusammengebaut. Im Rahmen einer Endmontage werden dann die einzelnen Module mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Eine derartige Modulbauweise ermöglicht zum einen eine Vereinfachung der Fahrzeugherstellung. Zum anderen wird die Ausbildung von Fahrzeug-Varianten ebenfalls vereinfacht, da für eine Fahrzeug-Variante lediglich ein einzelnes Modul variiert werden muss, während die übrigen Module den identischen Aufbau aufweisen können. Um somit Fahrzeug- Varianten auszubilden, muss nicht das komplette Fahrzeug umkonstruiert werden; es genügt die Anpassung einzelner Module. Wenn beispielweise das Fahrzeug in einer Grundausstattung ohne Servolenkung ausgebildet sein soll, wird für den Zusammenbau des Fahrzeuges ein entsprechend einfach aufgebautes Vorderachsmodul oder Frontmodul verwendet. Wenn das Fahrzeug dagegen mit einer Servolenkung ausgestattet sein soll, wird für den Zusammenbau des Fährzeuges ein entsprechendes Vorderachsmodul verwendet, das bereits im Rahmen der Vormontage mit der entsprechenden Servolenkung ausgestattet worden ist.

Die EP 0 278 479 A2 zeigt ebenfalls ein modular aufgebautes Fahrzeug, dessen Karosserie aus drei Rahmenmodulen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem Frontrahmenmodul, einem Mittenrahmenmodul und einem Heckrahmenmodul. Die einzelnen Rahmenmodule werden separat hergestellt und anschließend zur Fahrzeugkarosserie komplettiert.

Aus der EP 0 196 147 A1 ist es bekannt, eine Fahrzeugkarosserie im Bereich ihrer Längsträger so auszubilden, dass daran zwei unterschiedliche Varianten für Vorderadaufhängungen montierbar sind. Diese Radaufhängungen werden dabei in herkömmlicher Weise direkt an der Fahrzeugkarosserie montiert.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein modular aufgebautes Fahrzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sich eine weitere Verbesserung bei der Ausbildung von Fahrzeugvarianten ergibt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Fahrzeugkarosserie mit einer selbsttragenden Karosserie- Tragstruktur und das Vorderachsmodul mit einer selbsttragenden Vorderachs-Tragstruktur auszustatten. Die selbsttragenden Tragstrukturen sind dabei in sich steif und stabil, so dass die Tragfunktion und Stabilität der Fahrzeugkarosserie und des Vorderachsmoduls nicht erst durch deren Verbindung miteinander zustande kommt. Durch diese Bauweise ergeben sich für die Konstruktion neuer Fahrzeug-Varianten mehr Gestaltungsmöglichkeiten innerhalb der einzelnen Module bzw. Fahrzeug-Komponenten, also hier Vorderachsmodul und Fahrzeugkarosserie. Wenn beispielsweise für ein Vorderachsmodul, das einen Verbrennungsmotor aufweist, eine Variante mit einem größeren Verbrennungsmotor ausgebildet werden soll, können die dazu erforderlichen Verstärkungsmaßnahmen ausschließlich am Vorderachsmodul ausgeführt werden. Eine Modifikation der Fahrzeugkarosserie ist dazu in der Regel nicht erforderlich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Karosserie- Tragstruktur durch eine Gitter-Struktur nach Art eines Fachwerks aus stabförmigen Trägern gebildet sein. Ebenso ist es von Vorteil, die Vorderachs-Tragstruktur durch eine Gitter- Struktur nach Art eines Fachwerks aus stabförmigen Trägern zu bilden. Mit Hilfe einer derartigen Fachwerk-Struktur kann eine hohe Steifigkeit bei niedrigem Gewicht erzielt werden.

Bei einer besonderen Ausführungsform kann das Vorderachsmodul wenigstens einen Radnaben-Elektromotor aufweisen, der mit einem Vorderrad antriebsverbunden ist. Vorzugsweise ist für jedes Vorderrad ein eigener Radnaben-Elektormotor vorgesehen. Auf diese Weise kann besonders einfach ein Vorderradantrieb für das Fahrzeug realisiert werden, wobei sich außerdem eine kompakte Bauweise für das Vorderachsmodul und somit für das Fahrzeug ergibt.

Zweckmäßig können mechanische und/oder elektische und/oder hydraulische Schnittstellen vorgesehen sein, mit denen das Vorderachsmodul an die Fahrzeugkarosserie ankoppelbar ist. Diese Schnittstellen ermöglichen eine besonders einfache Integration des Vorderachsmoduls an oder in die Fahrzeugkarosserie. Diese Schnittstellen können vorzugsweise so ausgebildet werden, dass sie mit relativ geringem Aufwand wieder lösbar sind. Durch diese Maßnahme kann ein Austausch des Vorderachsmoduls besonders einfach realisiert werden. Vorzugsweise ist die Fahrzeugkarosserie so ausgebildet, dass das Vorderachsmodul von unten an die Fahrzeugkarosserie angebaut wird. Durch diese Bauweise wird zum einen die Serienmontage vereinfacht, zum anderen ergibt sich dadurch auch die Möglichkeit, nachträglich ein Vorderachsmodul relativ einfach auszubauen bzw. wieder einzubauen.

Entsprechend einer Weiterbildung können für das Vorderachsmodul verschiedene Antriebskonzepte vorgesehen sein, wobei das Vorderachsmodul dann so ausgebildet ist, dass das Vorderachsmodul für jedes der vorgesehenen Antriebskonzepte hinreichend Bauraum für die Unterbringung der Komponenten des jeweiligen Antriebskonzeptes aufweist. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass die Fahrzeugkarosserie für sämtliche Antriebskonzepte im wesentlichen unverändert bleiben kann.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges.

Entsprechend Fig. 1 besitzt ein Fahrzeug 1 nach der Erfindung eine Fahrzeugkarosserie 2, die hier nur in einem Frontabschnitt des Fahrzeuges 1 dargestellt ist. Das Fahrzeug 1 ist hier durch ein Nutzfahrzeug, insbesondere durch einen für mittlere Gewichtssegmente vorgesehenen Lastkraftwagen gebildet. Desweiteren besitzt das Fahrzeug 1 ein Vorderachsmodul 3, das an der Unterseite der Fahrzeugkarosserie 2 unterhalb einer Fahrerkabine 4 angeordnet ist. Das Vorderachsmodul 3 besitzt eine Vorderachs- Tragstruktur 5, die unabhängig von der Fahrzeugkarosserie 2 selbsttragend, also in sich stabil und steif ausgebildet ist. An dieser Vorderachs-Tragstruktur 5 sind an jeder Fahrzeugseite Vorderradaufhängungen 6 ausgebildet, an denen jeweils ein Vorderrad 7 gelagert ist.

Das Vorderachsmodul 3 weist in der hier dargestellten Ausführungsform einen Verbrennungsmotot 8 auf, der mit einem Getriebe 9 antriebsverbunden ist, das ebenfalls im Vorderachsmodul 3 ausgebildet ist. Sowohl der Verbrennungsmotor 8 als auch das Getriebe 9 werden hierbei von der Vorderachs-Tragstruktur 5 getragen.

Das Fährzeug 1 kann mit einem Vorderachsantrieb ausgestattet sein, wobei die hierzu erforderlichen Antriebswellen in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Ebenso kann das Fahrzeug 1 mit einem Hinterachsantrieb ausgestattet sein, wobei die hierzu erforderliche Antriebswelle ebenfalls nicht dargestellt ist.

Anstelle eines Verbrennungsmotors 8 kann das Vorderachsmodul 3 ebenso mit Radnaben-Elektromotoren ausgestattet sein, die jeweils mit einem der Vorderräder 7 antriebsverbunden sind. Eine derartige Variante ermöglichst z. B. einen Frontantrieb für das Fahrzeug 1.

Dabei ist von entscheidener Bedeutung, dass das Vorderachsmodul 3 so ausgebildet ist, das es für sämtliche vorgesehenen Antriebskonzepte hinreichend Bauraum enthält, um die erforderlichen Komponenten bereits im Vorderachsmodul 3 unterzubringen. Auf diese Weise können unterschiedliche Antriebsvarianten zur Erzeugung verschiedener Fahrzeug- Varianten dadurch realisiert werden, dass die Vorderachsmodule 3 und ggf. hier nicht dargestellte Hinterachsmodule entsprechend variiert werden, wobei die Fahrzeugkarosserie 2 grundsätzlich stets den selben Aufbau aufweisen kann.

Die Vorderachs-Tragstruktur 5 besteht aus mehreren Längsträgern 10 und Querträgern 11. Darüber hinaus sind auch mehrere vertikal verlaufende Vertikalträger 12 vorgesehen. Die einzelnen Träger 10, 11, 12 sind stabförmig, insbesondere als Rohre, ausgebildet und sind nach Art eines Fachwerks zu einer Gitter-Struktur zusammengebaut, die eine besonders hohe Tragfähigkeit und Stabilität sowie Steifigkeit besitzt.

Die Fahrzeugkarosserie 2 besitzt eine Karosserie-Tragstruktur 13, die unabhängig vom Vorderachsmodul 3 selbsttragend, also in sich stabil und steif ausgebildet ist. Auch die Karosserie- Tragstruktur 13 ist durch eine Gitter-Struktur nach Art eines. Fachwerks aus stabförmigen, insbesondere rohrförmigen, Trägern gebildet, nämlich aus mehreren Längsträgern 14, mehreren Querträgern 15 sowie mehreren. Vertikalträgern 16. Auch die Fahrerkabine 4 ist hier in Form eines fachwerkartigen Gitters aus stabförmigen Trägern zusammengebaut.

Der Einbau des Vorderachsmoduls 3 in die Fahrzeugkarosserie 2 erfolgt an deren Unterseite, so dass dieser Zusammenbau auch dann durchführbar ist, wenn die Fahrerkabine 4 bereits an der Fahrzeugkarosserie 2 ausgebildet ist. Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung des Vorderachsmoduls 3 an der Unterseite der Fahrzeugkarosserie 2 eine nachträgliche Demontage, z. B. für Reparatur oder Austauschzwecke, des Vorderachsmoduls 3.

Zur Vereinfachung des Zusammenbaus von Vorderachsmodul 3 und Fahrzeugkarosserie 2 können hier nicht dargestellte mechanische, elektrische und hydraulische Schnittstellen vorgesehen sein, mit denen das Vorderachsmodul 3 besonders einfach an die Fahrzeugkarosserie 2 sowie an die entsprechenden Systeme des Fahrzeugs 1 ankoppelbar bzw. anschließbar ist. Vorzugsweise sind diese Schnittstellen so ausgebildet, dass sie ebenfalls relativ einfach lösbar sind, um die Demontage des Vorderachsmoduls 3 zu vereinfachen.

Um mehrere Fahrzeug-Varianten auszubilden, kann das Vorderachsmodul 3 sowohl mit als auch ohne eine Antriebseinheit ausgestattet werden. Dabei ist das Vorderachsmodul 3 so aufgebaut, dass die jeweiligen erforderlichen Komponenten der Antriebseinheit ohne weiteres im Vorderachsmodul 3 untergebracht werden können.

Vorzugsweise wird bei den Varianten des Vorderachsmoduls 3 die Radführung möglichst gleich ausgebildet.

Die Fahrzeug-Varianten können sich beispielsweise durch unterschiedliche Zuladungen voneinander unterscheiden. Um derartige Fahrzeug-Varianten zu erzeugen, kann im Rahmen der Endmontage ein für das jeweilige Gewichtssegment ausgebildete Vorderachsmodul 3 an der Fahrzeugkarosserie 2 montiert werden. Die Anpassung der jeweiligen Vorderachsmodule 3 an die vom Gewichtssegment abhängigen Anforderungen bezüglich der Traglast, können besonders einfach durch entsprechende Versteifungsmaßnahmen oder dergleichen direkt am Vorderachsmodul 3 realisiert werden. Auf diese Weise können aufwendige Modifikationen der Fahrzeugkarosserie 2 vermieden werden.

Claims (7)

1. Modular aufgebautes Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Fahrzeugkarosserie (2) und mit einem Vorderachsmodul (3), das Vorderräder (7) und deren Vorderradaufhängungen (6) enthält, dadurch gekenzeichnet zeichnet, dass die Fahrzeugkarosserie (2) eine Karosserie-Tragstruktur (13) besitzt, die unabhängig vom Vorderachsmodul (3) selbsttragend ausgebildet ist, und dass das Vorderachsmodul (3) eine Vorderachs-Tragstruktur (5) besitzt, die unabhängig von der Fahrzeugkarosserie (2) selbsttragend ausgebildet ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie-Tragstruktur (13) durch eine Gitter- Struktur nach Art eines Fachwerks aus stabförmigen Trägern (14, 15, 16) gebildet ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachs-Tragstruktur (5) durch eine Gitter- Struktur nach Art eines Fachwerks aus stabförmigen Trägern (10, 11, 12) gebildet ist.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderachsmodul (3) einen Verbrennungsmotor (8) und ein damit verbundenes Getriebe (9) aufweiset.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderachsmodul (3) mindestens einen Radnaben- Elektromotor aufweist, der mit einem Vorderrad (7) antriebsverbunden ist.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische und/oder elektrische und/oder hydraulische Schnittstellen vorgesehen sind, mit denen das Vorderachsmodul (3) an die Fahrzeugkarosserie (2) ankoppelbar ist.

7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für das Vorderachsmodul (3) verschiedene Antriebskonzept vorgesehen sind, wobei das Vorderachsmodul (3) so ausgebildet ist, dass das Vorderachsmodul (3) für jedes der vorgesehenen Antriebskonzepte hinreichend Bauraum zur Unterbringung der Komponenten des jeweiligen Antriebskonzeptes aufweist.