DE102004038893A1 - Frontendmodul für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zur Herstellung eines Frontendmoduls - Google Patents

Frontendmodul für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zur Herstellung eines Frontendmoduls Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Frontendmodul (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Frontend-Montageträger (2), der im montierten Zustand in einem Vorderwagenbereich angeordnet ist. Zudem ist wenigstens ein im montierten Zustand im Vorderwagenbereich in etwa in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Querträger vorgesehen. Erfindungsgemäß ist der Frontend-Montageträger (2) mit einem Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder mit einem Stoßfänger-Querträger einstückig verbunden. Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Frontendmoduls (1) wird der als Querträger-Preformbauteil (4) hergestellte Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder Stoßfänger-Querträger in ein Montageträger-Werkzeug eingelegt und zur Ausbildung eines einstückigen Frontend-Montageträgers (2) wenigstens bereichsweise umgossen bzw. umspritzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Frontendmodul für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Frontendmoduls nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Ein allgemein bekanntes, gattungsgemäßes Frontendmodul für ein Kraftfahrzeug weist wenigstens einen Frontend-Montageträger auf, der im montierten Zustand in einem Vorderwagenbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Zudem ist wenigstens ein im montierten Zustand im Vorderwagenbereich in etwa in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Querträger vorgesehen.
  • Konkret sind bei diesem Frontendmodul am Frontend-Montageträger beispielsweise ein Kühler oder die Frontscheinwerfer befestigt. Zudem ist in einem in Fahrzeughochrichtung gesehen oberen Bereich des Frontendmoduls regelmäßig ein Haubenschloss vorgesehen. Um bei einer etwaigen Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger ein möglichst geringes Verletzungsrisiko für den Fußgänger zu erhalten, ist ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Fußgängerschutz-Querträger vorgesehen. Dieser wird am Frontendmodul mittels einer Verschraubung befestigt. Ebenso wird ein Stoßfänger-Querträger verschraubt, der im Falle eines Front-Crashes für eine definierte Einleitung der Kräfte sowie für eine Absorption von Energie sorgt.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Frontendmodul für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, so weiterzubilden, dass dieses einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Frontendmoduls zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird bezüglich des Frontendmoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 1 ist der Frontend-Montageträger mit einem Fußgängerschutz-Querträger und/oder mit einem Stoßfänger-Querträger einstückig verbunden.
  • Vorteilhaft hierbei ist, dass das Frontendmodul aufgrund der erfindungsgemäßen Einstückigkeit insbesondere bezüglich der Montagekosten des Frontendmoduls zu einer Kostenreduzierung beiträgt. Ein Vormontageschritt, wie beim gattungsgemäßen Stand der Technik, bei dem der Fußgängerschutz-Querträger am Frontend-Montageträger verschraubt wird, kann vorteilhaft entfallen. Da keine Verschraubstellen zwischen dem Fußgängerschutz-Querträger und dem Frontend-Montageträger vorhanden sind, können auch die entsprechenden Verbindungselemente entfallen, wie z. B. Schrauben und Blindnietmuttern, so dass dadurch die Teileanzahl und die Bauteilkosten reduziert werden können. Durch die Verringerung der Teileanzahl können neben der Reduzierung der Bauteilkosten auch Lagerhaltungskosten eingespart werden. Somit kann insgesamt gesehen aufgrund des fehlenden Montageschrittes eine Einsparung von Fertigungszeit und damit von Produktionskosten erreicht werden und aufgrund des Entfalls von Verbindungselementen eine entsprechende Reduzierung der Bauteil- bzw. Lagerhaltungskosten erreicht werden. Zudem ist aufgrund des Entfalls der Verbindungselemente zwischen dem Fußgängerschutz-Querträger und dem Frontend-Montageträger eine entsprechende Gewichtsreduzierung des gesamten Frontendmoduls zu erwarten. In entsprechend übertragener Weise gelten die oben genannten Vorteile auch in Bezug auf den Stoßfänger-Querträger. Dieser ist dabei in üblicher Weise in Fahrzeugrichtung gesehen oberhalb des Fußgängerschutz-Querträgers integral am Frontend-Montageträger angeordnet, wobei insgesamt gesehen ein einstückiger Frontend-Montageträger erhalten wird, der einen integral angebundenen Fußgängerschutz-Querträger und/oder Stoßfänger-Querträger aufweist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform können der Fußgängerschutz-Querträger und/oder der Stoßfänger-Querträger bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers integral mit dem Frontend-Montageträger verbunden werden. Wird beispielsweise der Frontend-Montageträger durch Spritzgießen aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, so wird das Querträger-Preformbauteil während des Spritzgießvorgangs des Frontend-Montageträgers mit diesem integral zu einem insgesamt einstückigen Bauteil verbunden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der als toleranzbehaftetes Querträger-Preformbauteil hergestellte Fußgängerschutz-Querträger und/oder Stoßfänger-Querträger bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers teilweise oder vollständig umhüllt bzw. umspritzt werden. D. h., dass die endgültige Außengeometrie des Fußgängerschutz-Querträgers und/oder des Stoßfänger-Querträgers erst bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers erhalten wird. Dadurch kann die Außengeometrie sowie die Oberflächenbeschaffenheit des Querträger-Preformbauteils hohe Fertigungstoleranzen aufweisen, was sich insgesamt gesehen kostenmindernd auf den Herstellungsprozess des Querträger-Preformbauteils auswirkt. Unter Preformbauteil wird dabei ein in der Art eines Halbzeuges oder eines Rohlings durch Formen gefertigtes toleranzbehaftetes Bauteil verstanden. Grundsätzlich könnte auch das gleiche Querträger-Preformbauteil einerseits für den Fußgängerschutz-Querträger und andererseits für den Stoßfänger-Querträger verwendet werden, so dass damit eine weitere Kosteneinsparung erreicht werden können.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann im z.B. als Querträger-Preformbauteil ausgebildeten Fußgängerschutz-Querträger und/oder Stoßfänger-Querträger wenigstens eine Aussparung vorgesehen sein, mittels der bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Querträger-Preformbauteil und dem Frontend-Montageträger herstellbar ist. Durch diese wenigstens eine Aussparung im Querträger-Preformbauteil kann eine funktionssichere Verbindung zwischen dem Querträger-Preformbauteil und dem Frontend-Montageträger bei der Herstellung desselben ausgebildet werden.
  • In einer konkreten Ausführungsform können das Querträger-Preformbauteil und/oder der Frontend-Montageträger aus einem glasfaserverstärkten und/oder einem glasmattenverstärkten und/oder einem gewebeverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt sein. Ist sowohl für das Querträger-Preformbauteil als auch für den Frontend-Montageträger das gleiche Kunststoffmaterial gewählt, so ist dadurch die Recyclebarkeit des gesamten Frontendmoduls bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung vorteilhaft verbessert. Ist das Kunststoffmaterial glasfaserverstärkt, so ist dabei bevorzugt eine Verstärkung mit Langglasfasern zu verwenden. Versuche haben gezeigt, dass dadurch eine ausreichende flächige Haftung zwischen den beiden Bauteilen möglich wird. Grundsätzlich kann der Fußgängerschutz-Querträger und/oder der Stoßfänger-Querträger aber auch aus Stahl bzw. aus tiefgezogenem Blech hergestellt sein. Auch hier kann im Falle einer Umspritzung desselben vorteilhaft ein toleranzbehaftetes Bauteil verwendet werden.
  • Das Kunststoffmaterial kann ein Thermoplast sein. Bevorzugt wird dabei Polypropylen zur Herstellung des Querträger-Preformbauteils und/oder des Frontend-Montageträgers verwendet. Dadurch ist das Querträger-Preformbauteil und/oder der Frontend-Montageträger durch einen einfachen und gut beherrschbaren Spritzgussprozess herstellbar. Wird sowohl für das Querträger-Preformbauteil als auch für den Frontend-Montageträger eine Polypropylen-Basis verwendet, so ist das daraus entstehende Frontendmodul optimal recyclebar. Bei der Verwendung eines identischen Materials kann das Frontendmodul in einem Schritt bzw. in einer Form durch z. B. Spritzgießen hergestellt werden.
  • Gemäß Anspruch 7 wird der vorzugsweise als Querträger-Preformbauteil hergestellte Fußgängerschutz-Querträger und/oder Stoßfänger-Querträger in ein Montageträger-Werkzeug, vorzugsweise ein Spritzgießwerkzeug, eingelegt. Bei der anschließenden Herstellung des Frontend-Montageträgers wird der Fußgängerschutz-Querträger und/oder der Stoßfänger-Querträgerzur Ausbildung eines einstückigen Frontend-Montageträgers wenigstens bereichsweise umgossen bzw. umspritzt.
  • Vorteilhaft bei diesem Verfahren zur Herstellung des Frontendmoduls ist, dass während der Herstellung des Frontend-Montageträgers der Fußgängerschutz-Querträger und/oder der Stoßfänger-Querträger integral am Frontend-Montageträger mit ausgebildet wird. Dazu wird z. B. das Querträger-Preformbauteil vor der Herstellung des Frontend-Montageträgers in das entsprechende Montageträger-Werkzeug eingelegt. Etwaige an den Herstellvorgang des Frontend-Montageträgers anschließende Montageschritte, wie dies beim gattungsgemäßen Stand der Technik aufgrund der Verschraubung des Fußgängerschutz-Querträgers am Frontend-Montageträger notwendig ist, können hier vorteilhaft entfallen. Bevorzugt wird hierbei als Montageträger-Werkzeug ein Spritzgießwerkzeug eingesetzt, so dass die Verbindung zwischen dem Querträger-Preformbauteil und dem Frontend-Montageträger durch wenigstens teilweises Umspritzen des Querträger-Preformbauteils mit einem entsprechenden Kunststoffmaterial des Frontend-Montageträgers erfolgt. Grundsätzlich können der Fußgängerschutz-Querträger und/oder der Stoßfänger-Querträger z. B. bei der Spritzguss-Herstellung des Frontend-Montageträgers vollständig umspritzt werden. Dadurch kann der Fußgängerschutz-Querträger als Preformbauteil in der Art eines Halbzeuges bzw. eines Rohlings hergestellt werden, d. h., dass die Außengeometrie sowie die Oberflächenbeschaffenheit des Querträger-Preformbauteils hohe Fertigungstoleranzen aufweisen kann. Dadurch wird ein positiver, d. h. ein kostenmindernder, Einfluss auf den Fertigungsprozess des Querträger-Preformbauteils insgesamt erhalten. Durch die vollständige oder teilweise Umspritzung des Querträger-Preformbauteils wird die endgültige Außengeometrie des Fußgängerschutz-Querträgers bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers erhalten.
  • Gemäß einer konkreten Ausbildung des Verfahrens kann das Querträger-Preformbauteil mit Raum-bzw. Umgebungstemperatur als „kalter" Zustand in das Montageträger- Werkzeug eingelegt werden. In entsprechenden Versuchen hat sich gezeigt, dass zwischen dem Querträger-Preformbauteil und dem durch Spritzguss hergestellten Frontend-Montageträger eine ausreichende und funktionssichere flächige Haftung erreicht werden kann, wenn das Querträger-Preformbauteil in diesem kaltem Zustand in das Montageträger-Werkzeug eingelegt wird. Grundsätzlich könnte das entsprechende Preformbauteil auch in einem vorgewärmten Zustand in das Montageträger-Werkzeug eingelegt werden.
  • Bevorzugt sind das Querträger-Preformbauteil und/oder der Frontend-Montageträger aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Dabei wird bevorzugt ein Thermoplast, höchstbevorzugt Polypropylen, verwendet. Wird für beide Bauteile, nämlich für das Querträger-Preformbauteil und für den Frontend-Montageträger die gleiche Kunststoffmaterial-Basis verwendet, so ist dadurch eine verbesserte Recyclebarkeit für das insgesamt entstehenden Frontendmodul gegeben.
    •
  • Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Frontend-Montageträgers, und
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A von 1.
  • In 1 ist schematisch in einer Perspektivdarstellung ein Frontendmodul 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, das einen Frontend-Montageträger 2, der im montierten Zustand in einem Vorderwagenbereich (hier nicht mit dargestellt) des Fahrzeuges angeordnet ist. Der Frontend-Montageträger 2 ist mit einem Fußgängerschutz-Querträger 3 einstückig verbunden, so dass insgesamt ein einstückiges Frontendmodul 1 gebildet wird.
  • Am Frontend-Montageträger 2 können beispielsweise ein Kühler oder Frontscheinwerfer (beides hier nicht mit dargestellt) in weiterfolgenden Montageschritten befestigt werden. Mittels dem Fußgängerschutz-Querträger ist das Verletzungsrisiko eines an den Vorderwagen des Fahrzeuges anprallenden Fußgängers vorteilhaft gesenkt.
  • Der Fußgängerschutz-Querträger 3 ist dabei als Querträger-Preformbauteil 4 hergestellt, der bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers 2 integral mit dem Frontend-Montageträger 2 zum Frontendmodul 1 verbunden wird.
  • Wie dies 2, die eine schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A von 1 zeigt, zu entnehmen ist, wird das Querträger-Preformbauteil 4 bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers 2 vollständig umspritzt, so dass eine funktionssichere Verbindung zwischen dem Querträger-Preformbauteil 4 und dem Frontend-Montageträger 2 erhalten wird.
  • Das Querträger-Preformbauteil 4 kann dabei in der Art eines Halbzeuges bzw. eines Rohlings hergestellt werden, d. h., dass die Außengeometrie sowie die Oberflächenbeschaffenheit des Querträger-Preformbauteils 4 hohe Fertigungstoleranzen aufweisen kann. Erst durch das Umspritzen des Querträger-Preformbauteils 4 bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers 2 wird die endgültige Außengeometrie des Fußgängerschutz-Querträgers 3 erhalten.
  • In einem bevorzugten Herstellungsverfahren des Frontendmoduls 1 wird der als Querträger-Preformbauteil 4 hergestellte Fußgängerschutz-Querträger 3 in ein hier nicht mit dargestelltes Montageträger-Werkzeug, das vorzugsweise ein Spritzgießwerkzeug ist, eingelegt. Bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers 2 wird das Querträger-Preformbauteil 4 unter Ausbildung eines einstückigen Frontend-Montageträgers 2 mit dem Frontend-Montageträger verbunden, vorzugsweise umspritzt.
  • In entsprechend übertragener Weise kann alternativ oder zusätzlich zum Fußgängerschutz-Querträger 3 auch ein Stoßfänger-Querträger integral am Frontend-Montageträger 2 angebunden sein. Auch hier ist eine Herstellung eines Preformbauteils, das bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers 2 mit diesem unter Ausbildung des Stoßfänger-Querträgers verbunden wird, bevorzugt.
    • 1
    Frontendmodul
    2
    Frontend-Montageträger
    3
    Fußgängerschutz-Querträger
    4
    Querträger-Preformbauteil

Claims (9)

  1. Frontendmodul für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Frontend-Montageträger, der im montierten Zustand in einem Vorderwagenbereich angeordnet ist, und mit wenigstens einem im montierten Zustand im Vorderwagenbereich in etwa in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querträger, dadurch gekennzeichnet, dass der Frontend-Montageträger (2) mit einem Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder mit einem Stoßfänger-Querträger einstückig verbunden ist.
  2. Frontendmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder der Stoßfänger-Querträger bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers (2) integral mit dem Frontend-Montageträger (2) verbunden werden.
  3. Frontendmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder der Stoßfänger-Querträger jeweils als Querträger-Preformbauteil (4) hergestellt sind, und dass das jeweilige Querträger-Preformbauteil (4) bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers (2) teilweise oder vollständig umhüllt wird.
  4. Frontendmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Querträger-Preformbauteil (4) wenigstens eine Aussparung vorgesehen ist, mittels der bei der Herstellung des Frontend-Montageträgers (2) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Querträger-Preformbauteil (4) und dem Frontend-Montageträger (2) herstellbar ist.
  5. Frontendmodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Querträger-Preformbauteil (4) und/oder der Frontend-Montageträger (2) aus einem glasfaserverstärkten, vorzugsweise einem langglasfaserverstärkten, und/oder einem glasmattenverstärkten und/oder einem gewebeverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt sind.
  6. Frontendmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ein Thermoplast, vorzugsweise Polypropylen, ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Frontendmoduls, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Frontendmodul wenigstens einen Frontend-Montageträger und wenigstens einen im montierten Zustand in etwa in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querträger umfasst, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: ein jeweils vorzugsweise als Querträger-Preformbauteil (4) hergestellter Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder Stoßfänger-Querträger wird in einem ersten Verfahrensschritt in ein Montageträger-Werkzeug, vorzugsweise ein Spritzgießwerkzeug, eingelegt, und der Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder der Stoßfänger-Querträger wird anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt zur Ausbildung eines einstückigen Frontend-Montageträgers (2) wenigstens bereichsweise umgossen bzw. umspritzt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußgängerschutz-Querträger (3) und/oder der Stoßfänger-Querträger mit Raum- bzw. Umgebungstemperatur als kalter Zustand in das Montageträger-Werkzeug eingelegt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Querträger-Preformbauteil (4) und/oder der Frontend-Montageträger (2) aus einem Kunststoffmaterial, bevorzugt aus einem glasmattenverstärkten Thermoplast, höchstbevorzugt aus Polypropylen, hergestellt sind.
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