DE10119114A1 - Frontmodul mit Montageträger für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Ein solches Frontmodul hat einen als Aufprallträger ausgebildeten Querträger, der jeweils unter Zwischenfügung einer Crashbox an jedem der Karosserie-Längsträger befestigbar ist. Ferner weist das Frontmodul einen mit den Crashboxen verbundenen Montageträger auf, an dem diejenigen Bauteile angeordnet sind, die unter Einhaltung eines bestimmten Fugenmaßes zu den Karosserieteilen auszurichten sind. Um die Anbringung des Frontmoduls montagefreundlicher und kostengünstiger zu machen, ist der Montageträger mit jeder Crashbox lösbar verschraubt und sind dazu am Montageträger sowie an jeder Crashbox in Fahrzeuglängsrichtung liegende, gegeneinander verspannbare Flanschflächen mit Schraubendurchgangslöchern vorhanden, von diejenigen der zumindest einen der gegeneinander verspannbaren Flanschflächen wenigstens in Fahrzeuglängsrichtung relativ zum Schraubendurchmesser erweitert sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Frontmodul zur Anbrin­ gung an den Längsträgern der Karosserie eines Kraftfahrzeu­ ges der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher be­ zeichneten Art.

Eine Anordnung dieser Art ist aus der EP 0 519 776 B1 be­ kannt. Der Stoßfänger-Querträger ist hierbei von dem Monta­ geträger dadurch entkoppelt, daß er in Längsrichtung des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeuglängsträger, also in der soge­ nannten X-Richtung, gegenüber dem Montageträger ver­ schieblich ist. Die Justierung des Montageträgers in der X- Richtung erfolgt über eine separate Stellvorrichtung, die sich in Abstand von den Crashboxen und den Karosserie- Längsträgern an einem geeigneten Karosserieteil befindet.

Es sind andersartige Anordnungen eines Frontmoduls an den Karosserie-Längsträgern eines Fahrzeuges bekannt, um die Montageträger gegenüber der Fahrzeugkarosserie nicht nur in der Fahrzeugquerebene, der Y-Z-Ebene, sondern auch in der Fahrzeuglängsrichtung, der X-Richtung, verstellen zu kön­ nen. Für die Justage in der X-Richtung wird hierbei eine Crashbox vorgesehen, die aus zwei relativ zueinander in der X-Richtung verstellbaren Teilen besteht, die nach erfolgter Ausrichtung gegeneinander fixiert werden können.

Die bekannten Konstruktionen lösen nicht sämtliche Proble­ me, die sich hinsichtlich einer exakten Ausrichtung des Montageträgers des Frontmoduls relativ zu den Karosserie­ teilen ergeben. Bei den Montageträgern in neuerer Ausfüh­ rung handelt es sich um Kunststoffteile oder Verbundteile aus Metall und Kunststoff, hingegen sind der für die Über­ tragung einer Aufprallenergie ausgebildete Querträger des Frontmoduls und die Crashboxen als Schweißkonstruktion aus­ geführt, für die größere Toleranzen vorgesehen werden müs­ sen. Des weiteren ist sowohl für die Erstmontage als auch für den Reparaturfall eine gute Werkzeugzugänglichkeit er­ forderlich. All diese Kriterien haben bei den bekannten An­ ordnungen zu relativ aufwendigen, teuren Konstruktionen ge­ führt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Frontmodul der gattungsbildenden Art zu schaffen, das mon­ tagefreundlicher und kostengünstiger ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß der Montageträger des Frontmoduls an Stellen lösbar verschraubt ist, die sich na­ he an den Stirnenden der Karosserie-Längsträger befinden.

Hierdurch gehen Toleranzen in der Schweißkonstruktion des als Aufprallträger ausgebildeten Querträgers und der damit festen Teile in geringerem Umfang in die einzuhaltenden Spaltmaße zwischen den Karosserieteilen und den Bauteilen am Montageträger ein. Weiter ist an den Crashboxen eine gu­ te Werkzeugzugänglichkeit ohnehin erforderlich, weil in ei­ nem Reparaturfall nach einem Crash unter Deformation der Crashboxen deren Austausch erforderlich ist, weswegen auch ein leichter Zugang zu der Verschraubung des Montageträgers besteht.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an ei­ nem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die tragenden Gestellteile eines Frontmoduls für ein Perso­ nenkraftfahrzeug,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Teildarstel­ lung der einen Verbindungsstelle des Montage­ trägers mit der betreffenden Crashbox des Modulgestells entsprechend Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, wo­ bei jedoch der Montageträger von den Crash­ boxen des Modulgestells abgehoben wiederge­ geben ist,

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung je­ doch in der voneinander abgehobenen Position der Verbindungsteile des Montageträgers gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine andere perspektivische Wiedergabe einer der Verbindungsstellen zwischen dem Montage­ träger und der Crashbox des Modulgestells und

Fig. 6a-c eine Ansicht der Verbindungsstelle gemäß Fig. 5 bei unterschiedlichen Positionen der Mon­ tageträger-Teile in der Fahrzeuglängsrichtung.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 die tragenden Elemente eines Frontmoduls für ein Personenkraftfahrzeug, zu denen ein als Aufprallträger ausgebildeter Querträger 1 gehört. Der Quer­ träger 1 ist das wesentliche Teil des vorderen Fahrzeug- Stoßfängers und trägt in fertig montierter Anordnung die übliche Stoßfängerverkleidung. Der Querträger 1 wird an den bei dem Fahrzeug vorhandenen Längsträgern befestigt, und es werden zwischen den Stirnenden der Fahrzeuglängsträger und dem Querträger 1 Crashboxen 2 angeordnet, die mit dem Quer­ träger 1 fest verbunden, insbesondere verschweißt sind und die mittels rückwärtiger Flanschplatten 3 mit den Stirnen­ den der Fahrzeuglängsträger verschraubt werden.

Da es sich bei dem Querträger 1 und den Crashboxen 2 um ei­ ne Schweißkonstruktion handelt, die eine größere Toleranz­ breite benötigt, ordnet man die Anbauteile des Frontmoduls, insbesondere diejenigen, die unter Einhaltung eines be­ stimmten Fugenmaßes zu den Karosserieteilen auszurichten sind, an einem Montageträger 4 an, der im Bereich der rück­ wärtigen Flanschplatten 3 an die Crashboxen 2 ansetzbar ist. Der Hauptteil des Montageträgers 4 liegt in montierter Anordnung oberhalb des Querträgers 1 und erstreckt sich da­ zu etwa parallel. Nahe seinen beidseitigen Enden weist der Hauptteil des Montageträgers 4 nach unten gerichtete Stütz­ elemente 5 auf, an denen sich nach außen vorstehende Fuß­ elemente 15 befinden, mittels derer der Montageträger 4 auf die Crashboxen 2 aufsetzbar ist. An der Unterseite der Fuß­ elemente 15 des Montageträgers 4 sind Konsolen 6 angeord­ net, die der Verschraubung des Montageträgers 4 mit den Crashboxen 2 dienen.

Wichtig ist, daß der Montageträger 4 bei seiner Verschrau­ bung mit den Crashboxen 2 ausgerichtet werden kann. Dies gilt vor allem für die Ausrichtung in der Fahrzeuglängs­ richtung, die in Fig. 5 durch die mit X bezeichneten Pfeile deutlich gemacht ist. Die Fahrzeughöhenrichtung ist durch die mit Z gekennzeichneten Pfeile angegeben, des weiteren ist durch die mit Y kennzeichneten Pfeile die Fahrzeugquer­ richtung definiert.

Die Konsolen 6 unterseitig an den Fußelementen 15 des Mon­ tageträgers 4 haben Flanschflächen 7 (Fig. 3 + 4), die in der X-Z-Ebene des Fahrzeugs sich erstrecken. Im Bereich dieser Flanschflächen 7 weisen die Konsolen 6 Durchgangslö­ cher 8 auf, die mit Schraubendurchgangslöchern 10 korrelie­ ren, die sich an den Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 be­ finden. Im Bereich der Schraubendurchgangslöcher 10 haben die Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 ebenfalls eine in der X-Z-Ebene des Fahrzeugs liegende Flanschfläche 9, gegen die die Flanschfläche 7 der Konsolen 6 unterendig am Montage­ träger 4 verspannbar sind.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen besonders gut die An­ ordnung der erwähnten Konsolen 6 an den Unterseiten 15 der Fußelemente 15 des Montageträgers 4. Auch erkennt man hier, daß sich die Flanschfläche 7 an den Konsolen 6 sowohl in der Vertikalrichtung Z als auch in der Fahrzeuglängsrich­ tung X erstreckt. Gleiches gilt für die Flanschfläche 9, die sich an der Außenseite einer seitlichen Abkantung 13 der Flanschplatten 3 befindet.

Die Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 haben ferner im Be­ reich einer Oberkante eine Abwinklung 12, die nach vorn hin zur Seite der Crashboxen 2 gerichtet ist und sich zumindest im Endbereich in Horizontalrichtung erstreckt. Dadurch ist an den Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 eine Stützfläche 11 gebildet, auf die der Montageträger 4 bei seiner Montage aufgesetzt werden kann. Entsprechend findet sich an der Un­ terseite der Fußelemente 15 des Montageträgers 4 eine Auf­ lagerfläche 14 (Fig. 2 + 4), über die sich der Montageträ­ ger 4 auf der Stützfläche 11 der Montageplatten 3 an den Crashboxen 2 abstützt. Hierbei fluchten dann die Schrauben­ durchgangslöcher 8 im Bereich der Flanschflächen 7 der Kon­ solen 6 mit den Schraubenlöchern 10 im Bereich der seitli­ chen Flanschflächen 9 an den Flanschplatten 3.

Die Stützflächen 11 an den Montageplatten 3 und die Aufla­ gerflächen 14 unterseitig am Montageträger 4 können in gleicher Weise Flanschflächen mit einer funktion sein, wie sie zuvor sowie nachstehend anhand der Flanschflächen 8 und 9 erörtert wird. Die Auflagerflächen 14 sind Teil eines je­ weils an den Fußelementen 15 des Montageträgers ausgebilde­ ten Auflagers 16, welches ein Schraubendurchgangsloch 17 aufweist. Dem entspricht ein Schraubendurchgangsloch 18 (Fig. 4) im Bereich der Stützfläche 11, die Teil der Flanschplatten 3 ist. Grundsätzlich ist an dieser Stelle eine weitere Schraubverbindung nicht erforderlich, dies richtet sich danach, ob eine zusätzliche Festigkeit bei der Verbindung des Montageträgers 4 mit den Crashboxen 2 er­ zielt werden muß.

Fig. 6 zeigt nun, daß die Schraubendurchgangslöcher 8 an den Flanschflächen 7 der Konsolen 6 einen größeren Durch­ messer als die Schraubendurchgangslöcher 10 der Flanschflä­ chen 9 an den Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 haben. Der Durchmesser der Schraubenlöcher 10 an den Flanschplatten 3 entspricht den jeweils verwendeten Schrauben, die zur Ver­ spannung der Flanschflächen 7 an den Konsolen 6 und der Flanschflächen 9 an den Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 dienen. Beispielsweise kann es sich bei den Schraubenlö­ chern 10 an den Flanschplatten 3 um Gewindelöcher handeln, zum anderen kann hier die Gewindebohrung durch an den Ab­ kantungen 13 der Flanschplatten 3 hinterschweißte Muttern gebildet sein. Weil der Schaftdurchmesser der Verbindungs­ schrauben kleiner als der Durchmesser der Schraubendurch­ gangslöcher 8 im Bereich der Flanschflächen 7 der Konsolen 6 ist, kann beispielsweise bei bereits eingesetzten Schrau­ ben, die noch nicht angezogen sind, der Montageträger 4 re­ lativ zu den Flanschplatten 3 an den Crashboxen 2 in Fahr­ zeuglängsrichtung, der X-Richtung, justiert werden. Fig. 6a veranschaulicht eine Justage des Montageträgers 4 in rückwärtiger X-Richtung zur Fahrzeugrückseite hin, was man an der Exzentrizität der Schraubenlöcher 8 und 10 zueinan­ der erkennt. Fig. 6c zeigt die maximal in Frontrichtung des Fahrzeugs mögliche Justage des Montageträgers 4, wäh­ rend Fig. 6b die zwischen den beiden genannten Endlagen mögliche Mittellage wiedergibt. Falls vorhanden, können die Schraubendurchgangslöcher 17 am Auflager 16 und der Aufla­ gerfläche 14 des Montageträgers 4 und die Schraubendurch­ gangslöcher 18 an den Stützflächen 11 der Flanschplatten 3 an den Crahsboxen 2 in analoger Weise zusammenwirken. Hier haben dann die Schraubendurchgangslöcher 17 der Auflager 16 den größeren Durchmesser, um die Justage des Montageträgers 4 vor allem in X-Richtung zu ermöglichen.

Falls erforderlich kann grundsätzlich die Einstellung des Montageträgers in analoger Weise auch in der Z-Richtung, also der Höhenrichtung des Fahrzeugs (siehe Fig. 5), vorge­ nommen werden. Dies hängt jedoch davon ab, in welcher Rei­ henfolge die Gesamtmontage vorgenommen wird, wird der Mon­ tageträger 4 vormontiert, nimmt man zweckmäßig die Z-Ein­ stellung an der Nahtstelle zwischen dem Montageträger 4 und den Flanschplatten 3 an der Crashbox 2 vor. Andernfalls ist aber auch die Einstellung in der Z-Richtung zwischen den Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 und den Fahrzeuglängsträ­ gern möglich, da die Hauptfläche der Flanschplatten 3 in der Y-Z-Ebene des Fahrzeugs liegt. Deshalb nimmt man die Justage in Fahrzeugquerrichtung, also in der Y-Richtung, zwischen den Flanschplatten 3 der Crashboxen 2 und den in der Zeichnung nicht dargestellten Stirnenden der Fahrzeug­ längsträger vor.

Claims (11)

1. Frontmodul zur Anbringung an den Längsträgern der Karos­ serie eines Kraftfahrzeuges mit einem als Aufprallträger ausgebildeten Querträger (1), der jeweils unter Zwi­ schenfügung einer Crashbox (2) an jedem der Karosserie- Längsträger befestigbar ist, und mit einem mit den Crashboxen (2) verbundenen Montageträger (4), an dem diejenigen Bauteile des Frontmoduls, die unter Einhal­ tung eines bestimmten Fugenmaßes zu den Karosserieteilen auszurichten sind, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageträger (4) mit jeder Crashbox (2) lösbar verschraubt ist und dazu am Montageträger (4) sowie an jeder Crashbox (2) in Fahrzeuglängsrichtung liegende, gegeneinander verspannbare Flanschflächen (7, 9) mit Schraubendurchgangslöchern (8, 10) vorhanden sind, wo­ bei die Schraubendurchgangslöcher (8) der zumindest ei­ nen der gegeneinander verspannbaren Flanschflächen (7, 9) zumindest in Fahrzeuglängsrichtung relativ zum Schrau­ bendurchmesser erweiterte Löcher sind.

2. Frontmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschflächen (7, 9) am Montageträger (4) und an den Crashboxen (2) eben sind.

3. Frontmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flanschflächen (7, 9) am Montageträger (4) und an den Crashboxen (2) in Vertikalrichtung und/oder Horizontalrichtung erstrek-ken und die Achsen der Schraubendurchgangslöcher (8, 10) entsprechend horizon­ tal und/oder vertikal liegen.

4. Frontmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Flanschflächen (9) Stützflächen (11) an den Crashboxen (2) vorhanden sind, die winklig zu den Flanschflächen (9) stehen und auf denen der Mon­ tageträger (4) aufsetzbar ist.

5. Frontmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Stützflächen (11) an den Crashboxen (2) horizontal liegend angeordnet sind.

6. Frontmodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Stützflächen (11) räumlich getrennt von den Flanschflächen (9) an den Crashboxen (2) ange­ ordnet sind.

7. Frontmodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Montageträger (4) Auflagerflächen (14) untersei­ tig angeordnet sind, mit denen der Montageträger (4) auf die Stützflächen (11) an den Crashboxen (2) aufsetzbar ist, wobei die Stützflächen (11) der Crashboxen (2) und die Auflagerflächen (14) des Montrageträgers (4) zu­ gleich Flanschflächen entsprechend den Flanschflächen (7, 9) sind und zu den Schraubendurchgangslöchern (8, 10) entsprechende Schraubendurchgangslöcher (17, 18) haben.

8. Frontmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Crashboxen (2) eine Flanschplatte (3) zum An­ schluß an den Stirnenden der Karosserie-Längsträger ha­ ben und an dieser Flanschplatte (3) eine Abkantung (13) angeordnet ist, an welcher die der Crashbox (2) zuge­ hörige Flanschfläche (9) ausgebildet ist.

9. Frontmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkantung (13) seitlich an der Flanschplatte (3) der Crashboxen (2) in vertikaler Richtung angeord­ net und daran an der Außenseite die Flanschfläche (9) vertikal liegend ausgebildet ist.

10. Frontmodul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschplatte (3) der Crashboxen (2) eine ho­ rizontale, oberseitige Abwinklung (12) hat, deren Ober­ seite die zusätzliche Stützfläche (11) zum Aufsetzen des Montageträgers (4) bildet.

11. Frontmodul nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageträger (4) eine unterseitige Auflage­ fläche (14) und unterendige Konsolen (6) hat, mittels derer er an die Flanschplatten (3) der Crashboxen (2) ansetzbar ist, wobei an den Konsolen (6) die jeweilige Flanschfläche (7) zum Verschrauben mit der Flansch­ fläche (9) an den Flanschplatten (3) der Crashboxen (2) angeordnet ist.