DE102005031723B4

DE102005031723B4 - Endteilstrukturelement eines Kraftfahrzeugs aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Trägerelementen

Info

Publication number: DE102005031723B4
Application number: DE200510031723
Authority: DE
Inventors: Peter Kugler; Simon Homann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: DE102005031723A1

Abstract

Endteilstrukturelement eines Kraftfahrzeuges aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Trägerelementen, wobei die wenigstens zwei Trägerelemente (2, 9 und 10, 11) in einem Vormontagezustand durch zumindest eine Clipverbindung (17, 18, 19, 22) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Trägerelemente (2, 9 und 10, 11) einander zugeordnete Verbindungsbestandteile (23, 24, 25) für eine gemeinsame Endmontageverbindung mit wenigstens einem Karosserietragstrukturteil (12, 13) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Endteilstrukturelement eines Kraftfahrzeugs aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Trägerelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein allgemein bekanntes Endteilstrukturelement als Frontendteilstrukturelement besteht aus einem Montagerahmen und einem Montageträger, die in einem Vormontagezustand verbunden sind und als Bauteil am Endmontageband bei der Endmontage verbaut werden.
Der Montagerahmen besteht aus zwei beabstandeten Vertikalstehern und einem Obergurt und einem Untergurt. Der Montagerahmen ist als sogenanntes Crashmanagement aus Kunststoff hergestellt, so dass daran montierte weitere Bauteile bei einem Frontaufprall nachgiebig gelagert sind.
Der Montageträger ist ein stabiler Querträger einer Stoßfängeranordnung der über Deformationselemente mit dem Montagerahmen in dessen unterem Bereich mit den Vertikalstehern und/oder dem Untergurt im Vormontagezustand verbunden ist. Diese Verbindung ist mit nur relativ wenig belastbaren Niet- und/oder Schraubverbindungen ausgeführt, da hier nur die Transportbelastung bis zur Endmontage aufgenommen werden muss. Bei der Endmontage wird dann das Frontendteilstrukturelement mit Karosserietragstrukturteilen, insbesondere mit Längsträgerenden stabil und hoch belastbar verbunden.
Es ist zudem bekannt, im Frontendbereich eines Kraftfahrzeugs Rastverbindungen vorzusehen. Beispielsweise ist aus der DE 103 50 294 A1 bekannt, einen Kühlergrill im oberen Bereich schwenkbar am Karosserieaufbau zu lagern und den unteren Bereich im Bereich einer Stoßfängeranordnung durch Rastverbindungen zu fixieren, wobei diese bei Frontaufprallbelastungen lösbar sind. Diese Rastverbindungen sind ständig beim Betrieb des Fahrzeugs in Funktion und bewirken, dass nach einer aufprallbedingten Lösung der Kühlergrill entsprechend einem Deformationsweg der Stoßfängeranordnung durch Verschwenken ausweichen kann.
Die DE 196 03 957 A1 beschreibt einen modular aufgebauten Aggregateträger für ein Kraftfahrzeug, der in Längsrichtung des Aggregateträgers gesehen aus mehreren Hohlprofilmodulen aufgebaut ist, die an ihren Endbereichen stegförmige Rastelemente und Ausnehmungen aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass die Module bzw. an die Module angrenzende Hohlprofilteile clipsartig miteinander verbunden werden können. In Verbindung mit der 5 ist ein Querträger eines Kraftfahrzeug-Frontendteils beschrieben, der sich aus einem mittleren Modul, zwei Seitenmodulen und zwei Zusatzmodulen zusammensetzt. Diese Zusatzmodule sind jeweils mit einer sogenannten integrierten Flanschplatte verbunden. Über diese integrierten Flanschplatten ist der Querträger an den Flanschen eines Prallträgers befestigt, mittels welcher der Prallträger über nicht dargestellte Längsträger an der ebenfalls nicht dargestellten Fahrgastzelle verbindbar sein soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Endteilstrukturelement so weiterzubilden, dass die Herstellkosten und Montagekosten verringert sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß Anspruch 1 sind die wenigstens zwei Trägerelemente in einem Vormontagezustand durch zumindest eine Clipverbindung verbunden. Erfindungsgemäß weisen die wenigstens zwei Trägerelemente, insbesondere der Montageträger mit Abstützblöcken und der Montagerahmen, einander zugeordnete Verbindungsbestandteile für eine gemeinsame Endmontageverbindung mit wenigstens einem Karosserietragstrukturteil auf. Damit kann vorteilhaft in einem einzigen Arbeitsgang die Verbindung jeweils beider Trägerelemente mit Karosserietragstrukturteilen hergestellt werden.
Dabei wird weiter von der Erkenntnis ausgegangen, dass die Vormontageverbindungen nur den Zusammenhalt der Einzelteile bis zur Endmontage garantieren müssen und anschließend nach Herstellung der stabilen Endmontageverbindung mit der Karosserietragstruktur praktisch funktionslos werden. Die bisher für die Vormontageverbindungen verwendete Verbindungstechnik durch Nieten und/oder Schrauben kann daher durch eine wesentlich einfachere, kostengünstiger herstellbare und montierbare Clipverbindungstechnik ersetzt werden. Eine gegebenenfalls negative Beeinflussung des Crashmanagements am Montagerahmen durch Vormontageverbindungen ist hier ebenfalls unterbunden oder zumindest erheblich reduziert, da die vorgeschlagenen Clipverbindungen einfach mit relativ geringem Kraftaufwand überdrückbar und lösbar sind.
Die erfindungsgemäße Clipverbindung kann sowohl bei einem Frontendteilstrukturelement als auch bei einem Heckendteilstrukturelement vorgesehen werden. Ein besonders bevorzugter Einsatz nach Anspruch 2 ergibt sich jedoch in Verbindung mit einem Frontend, wobei ein Trägerelement ein Montagerahmen mit zwei beabstandeten Vertikalstehern und einem Obergurt und einem Untergurt ist und das zweite Trägerelement ein Montageträger einer Stoßfängeranordnung ist, der sich im Bereich des Untergurts über die Breite des Montagerahmens erstreckt.
In einer weiteren Ausgestaltung nach Anspruch 3 sind mit den Längsendbereichen des Montageträgers auf den Montagerahmen hin gerichtete Abstützblöcke, vorzugsweise Defoelemente in der Art von Typschadenelementen fest verbunden, so dass der Montageträger und die Abstützblöcke zusammen ein stabiles Vormontagebauteil als Trägerelement darstellen. Die Clipverbindungen sind hier zwischen den Abstützblöcken und dem Montagerahmen hergestellt, insbesondere im Bereich der Vertikalsteher und/oder des Untergurts.
In einer vorteilhaften konstruktiven Weiterbildung nach Anspruch 4 weisen die Abstützblöcke jeweils eine dem Montagerahmen zugewandte Basisplatte mit einem den Blockbereich zumindest teilweise überragenden Plattenrand auf. Die Clipverbindungen sind dergestalt hergestellt, dass jeweils Plattenrandbereiche unter Rastelemente des Montagerahmens eingeklemmt sind. Dadurch ist eine besonders einfache Herstellung möglich, da die Rastelemente am Montagerahmen mit angeformt sein können. Weiter ist die Herstellung der Vormontageverbindung durch einfaches Einclipsen schnell und kostengünstig ausführbar.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 5 ist der Montagerahmen ein Kunststoffspritzgussteil als Crashmanagementteil, wobei die Rastelemente als federnde Rastnasen materialeinheitlich mit angeformt sind. Diese Rastnasen können in vorgeformte Gegenrastelemente am Montageträger und/oder den Abstützblöcken eingreifen oder einfach einen Basisplattenrand einklemmen. Ersichtlich sind dabei so viele beabstandete und gegeneinander versetzte Rastverbindungen vorzusehen, dass eine vorbestimmte lagerichtige Vormontageverbindung hergestellt ist.
Dazu wird mit Anspruch 6 eine konkrete Ausführungsform vorgeschlagen dergestalt, dass die Endmontageverbindung mindestens eine Schraubver bindung ist, wobei als Verbindungsmittelbestandteile jeweils fluchtende Bohrungen zur Aufnahme eines Schraubenbolzens vorgesehen sind. Es werden somit mit jeweils einer Schraubverbindung beide Trägerelemente, wie der Montageträger und der Montagerahmen gemeinsam für eine stabile Endmontageverbindung mit zugeordneten Karosserietragstrukturteilen verbunden.
In an sich bekannter Weise kann nach Anspruch 7 das Endteilstrukturelement mit Längsträgerenden der Karosserietragstruktur bei der Endmontage verbunden werden.
In einer vorteilhaften konkreten konstruktiven Ausführung nach Anspruch 8 sind im Plattenrand der Basisplatte eines Abstützblocks Bohrungen und zudem fluchtende Bohrungen am Montagerahmen zur gemeinsamen Aufnahme eines Schraubenbolzens für die Endmontageverbindung angebracht. Nach Anspruch 9 kann eine gute Abstützung in Verbindung am Längsträgerende dadurch erreicht werden, dass dort eine Endplatte vorgesehen ist, mit der die Basisplatte unter Zwischenschaltung des Montagerahmens verschraubt ist.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Frontendteilstrukturelement und
2 eine vergrößerte Ansicht im Bereich A aus 1.
In 1 ist ein Frontendteilstrukturelement 1 dargestellt, das im gezeigten Vormontagezustand aus zwei miteinander verbundenen Trägerelementen besteht. Ein Trägerelement ist ein Montagerahmen 2 als Spritzgussteil mit beabstandeten Vertikalstehern 3, 4 und einem Obergurt 5 und Untergurt 6. Der Obergurt 5 ist mit seitlichen freien Fortsätzen verlängert und auch an den Vertikalstehern 3, 4 sind seitliche Fortsätze angebracht. Zur Aussteifung des Montagerahmens 2 sind zudem Streben 7, 8 angebracht.
Ein zweites Trägerelement ist durch den Verbund eines Montageträgers 9 mit jeweils endseitig angeschlossenen und auf den Montagerahmen 2 hin gerichteten Abstützblöcken 10, 11 gebildet. Der Montageträger 9 erstreckt sich über die Länge des Untergurts 6. Die am Montageträger 9 befestigten Abstützblöcke 10, 11 sind im Bereich der Vertikalsteher 3, 4 mit dem Montagerahmen 2 verbunden, wie dies näher anhand der 2 erläutert wird. Die Abstützblöcke 10, 11 sind Defoelemente in der Art von Typschadenelementen.
Das Frontendteilstrukturelement 1 ist im Endmontagezustand im Bereich der Abstützblöcke 10, 11 nach hinten mit (strichliert) angedeuteten Längsträgern 12, 13 einer Karosserietragstruktur verbunden, was ebenfalls anhand der 2 näher erläutert wird.
Aus der vergrößerten Darstellung nach 2 ist ersichtlich, dass am Montageträger 9 der Abstützblock 11 mittels einer Schraubverbindung 14 stabil angebracht ist und somit der Montageträger 9 zusammen mit den Abstützblöcken 10, 11 ein einheitliches Trägerbauteil als Bestandteil einer Stoßfängeranordnung bildet.
Die Abstützblöcke 10, 11 weisen jeweils eine auf den Montagerahmen 2 hin gerichtete und dort anliegende Basisplatte 5 auf, die mit einem umlaufenden Randbereich 16 über den Abstützblockbereich vorsteht und stabiler Bestandteil der Abstützblöcke 10, 11 bzw. dieser Defoelemente ist.
Als Vormontageverbindung sind hier drei gegeneinander versetzte und für die Halterung der Basisplatte 15 am Montagerahmen 2 zusammenwirkende Clipverbindungen 17, 18, 19 erkennbar:
Die untere Clipverbindung 17 (eine weitere solche Clipverbindung liegt rechts daneben und ist durch den Abstützblock 11 verdeckt) ist in der Art einer Einstecknase am Montagerahmen 2 ausgebildet, in die der untere Randbereich 16 der Basisplatte 15 von oben her eingesteckt ist. Anschließend kann die Basisplatte 15 in Richtung auf die oberen Clipverbindungen 18, 19 geschwenkt werden, wobei dort federnde Rastnasen 20 angeformt sind, die aus dem Schwenkweg der Basisplatte 15 verdrängt werden und anschließend für eine Halterung über den Randbereich 16 zurückschwenken. Zur Lagestabilisierung ist hier zudem am Montagerahmen 2 ein Positionierstift 21 angeformt, der eine zugeordnete Bohrung an der Basisplatte 15 durchdringt und damit eine Lagestabilisierung in der Vertikalebene der Basisplatte 15 bewirkt. Eine weitere entsprechend den Clipverbindungen 18, 19 wirkende Clipverbindung 22 ist im linken mittleren Bereich der Basisplatte 15 erkennbar. Die vorstehend erläuterten Clipverbindungen 17, 18, 19, 22 dienen lediglich dem Zusammenhalt des Montagerahmens 2 mit dem Verbund aus dem Montageträger 9 und den Abstützblöcken 10, 11 in einem Vormontagezustand bis zur Endmontage an den Längsträgern 12, 13.
Zur Herstellung einer solchen hoch belastbaren Endmontageverbindung sind im Randbereich 16 der Basisplatte 15 Bohrungen 23, 24, 25 angebracht, zu denen fluchtend und dahinterliegend entsprechende Bohrungen am Montagerahmen 2 angebracht sind. In diesen Bohrungen 23, 24, 25 sind Schraubenbolzen von stabilen Schraubverbindungen aufgenommen, wobei sich Schraubenköpfe und Muttern an der Basisplatte 15 einerseits und auf einer (nicht dargestellten) dahinterliegenden Endplatte eines Längsträgers unter Zwischenschaltung des zugeordneten Wandbereichs des Montagerahmens 2 abstützen.

Claims

Endteilstrukturelement eines Kraftfahrzeuges aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Trägerelementen, wobei die wenigstens zwei Trägerelemente (2, 9 und 10, 11) in einem Vormontagezustand durch zumindest eine Clipverbindung (17, 18, 19, 22) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Trägerelemente (2, 9 und 10, 11) einander zugeordnete Verbindungsbestandteile (23, 24, 25) für eine gemeinsame Endmontageverbindung mit wenigstens einem Karosserietragstrukturteil (12, 13) aufweisen.
Endteilstrukturelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerelement ein Montagerahmen (2) eines Frontends ist mit zwei beabstandeten Vertikalstehern (3, 4) und einem Obergurt (5) und einem Untergurt (6), dass ein zweites Trägerelement ein Montageträger (9) einer Stoßfängeranordnung ist, der sich im Bereich des Untergurts (6) über die Breite des Montagerahmens erstreckt.
Endteilstrukturelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Längsendbereichen des Montageträgers (9) auf den Montagerahmen (2) hin gerichtete Abstützblöcke (10, 11), vorzugsweise Defoelemente in der Art von Typschadenelementen fest verbunden sind und dass die Clipverbindungen (17, 18, 19, 22) zwischen den Abstützblöcken (10, 11) und dem Montagerahmen (2) hergestellt sind.
Endteilstrukturelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützblöcke (10, 11) jeweils eine dem Montagerahmen (2) zugewandte Basisplatte (15) mit einem den Blockbereich zumindest teilweise überragenden Plattenrand (16) aufweisen, dass die Clipverbindungen (17, 18, 19, 22) dergestalt ausgebildet sind, dass jeweils Plattenrandbereiche unter Rastelemente (20) am Montagerahmen (2) eingesteckt und/oder eingeklemmt sind.
Endteilstrukturelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagerahmen (2) ein Kunststoffspritzgussteil als Crashmanagementteil ist und einige der Rastelemente federnde Rastnasen (20) sind, die zugeordnete Plattenrandbereiche übergreifen.
Endteilstrukturelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endmontageverbindung mindestens eine Schraubverbindung ist, mit der die Trägerelemente gemeinsam mit dem wenigstens einen Karosseriestrukturteil (12, 13) verbunden sind, wobei die Trägerelemente (2, 9 und 11, 12) als Verbindungsmittelbestandteile fluchtende Bohrungen (23, 24, 25) aufweisen, in denen ein Schraubenbolzen der zugeordneten Schraubverbindung aufgenommen ist.
Endteilstrukturelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosserietragstrukturteil für die Endmontageverbindung jeweils ein Längsträgerende eines Längsträgers (12, 13) ist.
Endteilstrukturelement nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Plattenrand (16) der Basisplatte (15) eines Abstützblocks (10, 11) Bohrungen (23, 24, 25) und zudem fluchtende Bohrungen am Montagerahmen (2), insbesondere an den Vertikalstehern (3, 4) und/oder dem Untergurt (6) zur Aufnahme von Schraubenbolzen für die entsprechende Endmontageverbindung aufgebracht sind.
Endteilstrukturelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Längsträgerende der Karosserietragestruktur eine Endplatte aufweist, die einer Basisplatte (15) in etwa ebenenparalleler Vertikalstellung zugeordnet ist und die im Endmontagezustand unter Zwischenschaltung des Montagerahmens (2) zusammengeschraubt sind.