DE102009010067A1 - Front module for motor vehicle, has upper cross beam and lower front module unit, where upper cross beam is supported by supporting device on lower front module unit - Google Patents

Front module for motor vehicle, has upper cross beam and lower front module unit, where upper cross beam is supported by supporting device on lower front module unit Download PDF

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Abstract

The front module (2) has an upper cross beam (4) and a lower front module unit (6), where the upper cross beam is supported by a supporting device on the lower front module unit. The supporting device has two supporting consoles (10,12) bolted with one another. The supporting device is bolted with the upper cross beam or the lower front module unit, and a screw connection is formed in such a manner that tolerance reconciliation takes place in spatial direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Frontmodul für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a front module for a motor vehicle after Preamble of claim 1.

Moderne Fahrzeugkarosserien werden aus einer sehr hohen Anzahl von einzelnen Baugruppen vollautomatisch – sehr präzise – in der Regel durch Schweißverfahren aneinander gefügt. Trotz der hohen Präzision bei den Fügeverfahren kommt es aufgrund der hohen Komplexität der Fahrzeugkarosserie dennoch zu Toleranzen, die an verschiedenen Stellen der Karosserie wieder ausgeglichen werden müssen. Insbesondere das Frontmodul, an dem wiederum verschiedene Aggregate und äußere Anbauteile der Karosserie befestigt sind, muss exakt in die Karosserie eingepasst werden.modern Vehicle bodies are made up of a very large number of individuals Assemblies fully automatic - very precise - in the Usually by welding joined together. Despite the high precision in the joining process it still comes because of the high complexity of the vehicle body to tolerances in different parts of the body again have to be compensated. In particular, the front module on which in turn different units and external attachments the body are fixed, must fit exactly into the body become.

Dabei ist es grundsätzlich bereits bekannt, Frontmodule so auszugestalten, dass sie bei der Montage Toleranzen ausgleichen können. Es hat sich jedoch noch kein geeignetes Konzept ergeben, die Einstellung eines Frontmoduls bezüglich eines Toleranzausgleiches möglichst einfach an wenigen Ausgleichsstellen umfassend zu gestalten.there it is basically already known to design front modules so that they are in the assembly Can compensate for tolerances. However, there has not yet been a suitable concept, the attitude of a front module with respect to a tolerance compensation as possible easy to make comprehensive at few compensation points.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Toleranzausgleich eines Frontmoduls einer Fahrzeugkarosserie möglichst einfach und vielseitig zu gestalten.Of the Invention is based on the object, the tolerance compensation of a Front module of a vehicle body as simple and versatile as possible shape.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Frontmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution the object consists in a front module with the features of claim 1.

Gemäß dem Patentanspruch 1 weist das Frontmodul für einen Kraftwagen einen oberen Querträger und ein unteres Frontmodulteil auf. Der obere Querträger ist durch mindestens eine Stützvorrichtung auf dem unteren Frontmodulteil abgestützt. Dabei ist die Stützvorrichtung so ausgestaltet, dass sie zwei miteinander verschraubte Stützkonsolen umfasst. Ferner ist die Stützvorrichtung mit den zwei Stützkonsolen zumindest mit dem oberen Querträger oder mit dem unteren Frontmodulteil verschraubt. Dabei ist mindestens eine Verschraubung so ausgestaltet, dass ein Toleranzausgleich in zumindest eine Raumrichtung erfolgen kann.According to the claim 1 shows the front module for a motor vehicle, an upper cross member and a lower front module part on. The upper cross member is by at least one support device supported on the lower front module part. Here is the support device designed so that it includes two screwed together support brackets. Furthermore, the support device with the two support brackets at least with the upper cross member or bolted to the lower front module part. It is at least a screw connection designed so that a tolerance compensation in at least one spatial direction can take place.

Durch die Aufteilung der Stützvorrichtung zwischen dem Querträger und dem unteren Frontmodulteil in zwei einzelne Stützkonsolen besteht die Möglichkeit, durch gezielte Ausgestaltung der Stützkonsolen einen Toleranzausgleich zu schaffen, der in mindestens eine, bevorzugt in alle drei Raumrichtungen erfolgen kann.By the division of the support device between the cross member and the lower front module part in two individual support brackets it is possible, by targeted design of the support brackets tolerance compensation to create in at least one, preferably in all three spatial directions can be done.

Dabei kann in einer Ausgestaltungsform der Erfindung die untere Stützkonsole eine Verschiebung, also einen Toleranzausgleich in Fahrzeuglängsrichtung, der so genannten x-Richtung gewährleisten. In einer anderen Ausgestaltungsform können zusätzlich die untere Stützkonsole und eine obere Stützkonsole in Höhenrichtung zueinander verschiebbar angeordnet sein. Die Höhenrichtung, also die Richtung senkrecht zur Fahrbahnebene wird im Weiteren als z-Richtung bezeichnet. Ferner kann die obere Stützkonsole mit dem oberen Querträger so verschraubt sein, dass hierbei ein Toleranzausgleich in einer Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) und in x-Richtung erfolgen kann. Der Toleranzausgleich durch die Verschraubung erfolgt bevorzugt durch Langlöcher durch die eine Schraubverbindung geführt ist.there In one embodiment of the invention, the lower support bracket a shift, ie a tolerance compensation in the vehicle longitudinal direction, ensure the so-called x-direction. In another embodiment, in addition, the lower support bracket and an upper support bracket in the height direction be arranged displaceable relative to each other. The height direction, that is the direction perpendicular to the road surface is hereinafter referred to as z-direction. Furthermore, the upper support bracket with the upper cross member like that be screwed, that in this case a tolerance compensation in a vehicle transverse direction (y-direction) and can take place in the x-direction. The tolerance compensation through the screw connection is preferably carried out through slots which led a screw connection is.

Das untere Frontmodulteil umfasst in einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung einen so genannten Biegeträger und mindestens eine Crashbox. Hierbei kann die Stützvorrichtung an der Crashbox befestigt sein. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Frontmoduls kann es zweckmäßig sein, die obere und/oder untere Stützkonsole in Form eines Fachwerkprofils, beispielsweise eines Stangpressprofils auszugestalten.The lower front module part comprises in a further embodiment The invention relates to a so-called bending beam and at least one crash box. Here, the support device attached to the crash box. To increase the rigidity of the front module it may be appropriate the upper and / or lower support bracket in the form of a truss profile, for example, to design a Stangpressprofils.

Weitere Toleranzausgleiche können in der Verbindung des unteren Frontmodulteils, also zwischen dem Biegeträger und der Crashbox erfolgen. Hierbei ist bevorzugt ein Toleranzausgleich in y-Richtung und in z-Richtung vorgesehen.Further Tolerance compensation can in the connection of the lower front module part, ie between the bending beam and the crashbox. In this case, a tolerance compensation is preferred provided in y-direction and z-direction.

Ferner kann die Crashbox noch mit einem vorderen Längsträger verschraubt sein, wobei sich hierbei wiederum ein Toleranzausgleich in Fahrzeug-Längsrichtung und in Höhenrichtung (z-Richtung) ergibt.Further the crash box can still be bolted to a front side member, wherein this in turn a tolerance compensation in the vehicle longitudinal direction and in the height direction (z direction).

Weitere bevorzugte Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen näher erläutert.Further preferred embodiments and further features of the invention are explained in more detail with reference to the following drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bauteile eines Frontmoduls, 1 an exploded view of the individual components of a front module,

2 ein Frontmodul in zusammengesetzter Form und 2 a front module in composite form and

3 eine vergrößerte Darstellung des Frontmoduls in 2 im Bereich einer Stützvorrichtung. 3 an enlarged view of the front module in 2 in the area of a support device.

In 1 ist eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bauteile eines Frontmoduls 2 gegeben. Zur Orientierung sind in den 1 und 3 jeweils ein Koordinatenkreuz angegeben, wobei im Weiteren die folgende Terminologie verwendet wird:
Die Höhenrichtung (z-Richtung) verläuft senkrecht zur Straßenebene. Die Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verläuft entlang des Fahrzeuges und die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verläuft quer zum Fahrzeug.In 1 is an exploded view of the individual components of a front module 2 given. For orientation are in the 1 and 3 in each case a coordinate system is specified, the following terminology being used below:
The height direction (z-direction) is vertical to the street level. The vehicle longitudinal direction (x-direction) runs along the vehicle and the vehicle transverse direction (y-direction) extends transversely to the vehicle.

Das Frontmodul 2 umfasst einen oberen Querträger 4, einen Biegeträger 14 im unteren Bereich des Frontmoduls 2, sowie in dieser Ausgestaltung zwei Crashboxen 16, die mit dem Biegeträger 14 verschraubt sind. Biegeträger 14 und die Crashboxen 16 bilden zusammen ein unteres Frontmodulteil 6. Ferner umfasst das Frontmodul 2 zwei Zugstreben 18, einen Sicherungsbügel 20 sowie zwei Stützvorrichtungen 8, die den oberen Querträger 4 auf dem unteren Frontmodulteil 6 abstützen. Die Stützvorrichtung 8 ist wiederum aus zwei Stützkonsolen, nämlich einer oberen Stützkonsole 10 und einer unteren Stützkonsole 12 zusammengesetzt.The front module 2 includes an upper cross member 4 , a bending beam 14 in the lower area of the front module 2 , as well as in this embodiment two crash boxes 16 that with the bending beam 14 are bolted. bending beam 14 and the crashboxes 16 together form a lower front module part 6 , Furthermore, the front module comprises 2 two tension struts 18 , a safety bar 20 and two support devices 8th that the upper cross member 4 on the lower front module part 6 support. The support device 8th is in turn from two support brackets, namely an upper support bracket 10 and a lower support bracket 12 composed.

In 2 ist das Frontmodul 2 in zusammengebauter Form dargestellt. Dabei verlaufen der obere Querträger 4 und der Biegeträger 14 im Wesentlichen in y-Richtung. Sie werden seitlich durch die Stützstreben 18 flankiert und durch diese verbunden. Die Verbindung erfolgt über Flanschflächen, die bevorzugt miteinander verschraubt sind. Ferner ist der Biegeträger 14 in x-Richtung mit den Crashboxen 16 verschraubt. Bei dieser Verschraubung, die bevorzugt über Langlöcher erfolgt, kann ein Toleranzausgleich sowohl in y-Richtung als auch in z-Richtung erfolgen.In 2 is the front module 2 shown in assembled form. The upper cross member run thereby 4 and the bending beam 14 essentially in the y direction. They become laterally through the support struts 18 flanked and connected by these. The connection is made via flange surfaces, which are preferably screwed together. Furthermore, the bending beam 14 in the x direction with the crash boxes 16 screwed. In this screwing, which preferably takes place via elongated holes, tolerance compensation can take place both in the y-direction and in the z-direction.

Der obere Querträger 4 ist durch die Stützvorrichtung 8, die die obere Stützkonsole 10 und die untere Stützkonsole 12 umfasst, auf den Crashboxen 16 abgestützt. Die Crashboxen werden so bezeichnet, da sie bei einem Frontalaufprall geeignet sind, durch eine ganz besondere geometrische Gestaltung, möglichst viel Energie des Aufpralls aufzunehmen und durch Deformation zu verzehren.The upper cross member 4 is through the support device 8th holding the upper support bracket 10 and the lower support bracket 12 includes, on the crash boxes 16 supported. The crash boxes are so called because they are suitable in a frontal impact, by a very special geometric design to absorb as much energy of the impact and to eat by deformation.

Ferner ist noch zwischen dem oberen Querträger 4 und dem Biegeträger 14 ein Sicherungsbügel 20 vorgesehen.Furthermore, it is still between the upper cross member 4 and the bending beam 14 a safety bar 20 intended.

Das zusammengebaute Frontmodul 2 wird wiederum an einer hier nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie befestigt. Dabei werden die Crashboxen 16 an einen hier nicht dargestellten vorderen Längsträger angebracht, in dem sie auf diesen Längsträger bevorzugt aufgesteckt werden und verschraubt werden. Hierbei kann wiederum ein Toleranzausgleich bezüglich der x-Richtung erfolgen. Der obere Querträger ist karosserieseitig mit zwei Flanschflächen 22 an einem oberen Längsträger angebracht und mit diesem bevorzugt verschraubt.The assembled front module 2 is in turn attached to a vehicle body, not shown here. This will be the crash boxes 16 attached to a front side rail, not shown here, in which they are preferably attached to this side rail and screwed. In this case, in turn, a tolerance compensation with respect to the x-direction can take place. The upper cross member is on the body side with two flange surfaces 22 attached to an upper side member and preferably screwed with this.

In 3 ist die Verbindung zwischen dem oberen Querträger und der Crashbox aus 2 detaillierter dargestellt. Diese Abstützung erfolgt durch die Stützvorrichtung 8. Die Stützvorrichtung 8 umfasst wiederum zwei Stützkonsolen, nämlich die obere Stützkonsole 10 und die untere Stützkonsole 12.In 3 is the connection between the upper cross member and the crash box 2 shown in more detail. This support is provided by the support device 8th , The support device 8th again comprises two support brackets, namely the upper support bracket 10 and the lower support bracket 12 ,

Die untere Stützkonsole 12 ist hierbei auf der Crashbox 16 in der Art durch eine Verschraubung montiert, dass ein Toleranzausgleich in x-Richtung erfolgen kann, wie der Pfeil entlang der Crashbox darstellt. An der Oberseite der unteren Stützkonsole 12 ist die obere Stützkonsole 10 angeschraubt. Diese Verschraubung gewährleistet einen Toleranzausgleich in z-Richtung, wie der Pfeil nach oben im Übergangsbereich zwischen den beiden Stützkonsolen 10 und 12 veranschaulicht.The lower support bracket 12 is here on the crash box 16 mounted in the manner of a screw that a tolerance compensation in the x-direction can be done, as the arrow along the crash box represents. At the top of the lower support bracket 12 is the upper support bracket 10 screwed. This gland ensures a tolerance compensation in the z-direction, such as the arrow up in the transition region between the two support brackets 10 and 12 illustrated.

Die obere Stützkonsole 10 ist wiederum mit dem oberen Querträger 4 verbunden, wobei ein Toleranzausgleich sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung möglich ist, wie dies durch das Kreuz im oberen Bereich der oberen Stützkonsole 10 dargestellt ist.The upper support bracket 10 is in turn with the upper cross member 4 connected, with a tolerance compensation in both the x-direction and in the y-direction is possible, as by the cross in the upper region of the upper support bracket 10 is shown.

Insbesondere durch die Ausgestaltung der Stützkonsole 8 ist es möglich, das Frontmodul an die Karosserie anzusetzen und in einem lokal eng begrenzten Raum nämlich im Bereich der Stützkonsolen, den Toleranzausgleich für das gesamte Frontmodul vorzunehmen. Allein durch Anpassung der Stützvorrichtung 8 kann das gesamte Frontmodul 2 in alle Raumrichtungen justiert werden. Die Stützkonsolen 10 und 12 sind bevorzugt als Fachwerkprofil ausgestaltet, wodurch die Stützkonsolen 10 und 12 ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweisen und dabei eine sehr hohe Festigkeit bzw. Steifigkeit bieten.In particular, by the design of the support bracket 8th It is possible to attach the front module to the body and to make the tolerance compensation for the entire front module in a locally confined space namely in the area of the support brackets. Alone by adaptation of the support device 8th can the entire front module 2 be adjusted in all directions. The support brackets 10 and 12 are preferably configured as a truss profile, whereby the support brackets 10 and 12 have a comparatively low weight and thereby offer a very high strength or rigidity.

Durch die beschriebene Konstruktion des Frontmoduls 2 ist es möglich, verschiedene Materialkonzepte zu verfolgen. So ist es möglich, das Frontmodul je nach Fahrzeug aus einer Kombination aus Stahl, Aluminium und/oder Kunststoff darzustellen. Durch die verwendete Profilbauweise kann zudem das Fahrzeuggewicht reduziert werden. Insbesondere die als Fachwerkprofil ausgestalteten Stützkonsolen 10, 12 können in vorteilhafter Weise als Leichtmetall-Strangpressprofile hergestellt werden.Through the described construction of the front module 2 It is possible to pursue different material concepts. Thus, it is possible to represent the front module depending on the vehicle from a combination of steel, aluminum and / or plastic. Due to the used profile construction, the vehicle weight can be reduced. In particular, designed as a truss profile support brackets 10 . 12 can be prepared in an advantageous manner as light metal extrusions.

Durch das in vielen Teilen verschraubte Frontmodul ist auch der Austausch einzelner Komponenten nach einem Unfall einfacher zu gestalten. Dies wiederum wirkt sich vorteilhaft auf die Reparaturkosten aus, was wiederum im Weiteren günstigere Kasko-Einstufungen für das betroffene Fahrzeug zur Folge hat.By The front module screwed in many parts is also the replacement individual components after an accident easier to design. This again, it has an advantageous effect on the repair costs, which in turn, more favorable Kasko classifications for the affected Vehicle entails.

Ferner ist es durch das geschraubte Frontmodul 2 möglich, dieses in einer größeren Anzahl von verschiedenen Fahrzeugvarianten einzusetzen da in einfacher Weise auf die unterschiedlichen Geometrien verschiedener Fahrzeugkarosserien reagiert werden kann. Durch die vielseitigere Einsetzbarkeit werden wiederum Produktionskosten reduziert.It is also due to the screwed front module 2 possible to use this in a larger number of different vehicle variants because it can be easily responded to the different geometries of different vehicle bodies. Due to the versatile versatility In turn, production costs are reduced.

Claims (8)

Frontmodul für einen Kraftwagen mit einem oberen Querträger (4) und einem unteren Frontmodulteil (6), wobei der obere Querträger (4) durch mindestens eine Stützvorrichtung (8) auf dem unteren Frontmodulteil (6) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (8) zwei miteinander verschraubte Stützkonsolen (10, 12) umfasst, die Stützvorrichtung (8) wiederum mit mindestens dem oberen Querträger (4) oder dem unteren Frontmodulteil (6) verschraubt ist und mindestens eine Verschraubung so ausgestaltet ist, dass ein Toleranzausgleich in zumindest eine Raumrichtung erfolgen kann.Front module for a motor vehicle with an upper cross member ( 4 ) and a lower front module part ( 6 ), wherein the upper cross member ( 4 ) by at least one supporting device ( 8th ) on the lower front module part ( 6 ), characterized in that the supporting device ( 8th ) two screwed together support brackets ( 10 . 12 ), the supporting device ( 8th ) in turn with at least the upper cross member ( 4 ) or the lower front module part ( 6 ) is screwed and at least one screw is designed so that a tolerance compensation can be done in at least one spatial direction. Frontmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Stützkonsole (12) einen Toleranzausgleich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) erlaubt.Front module according to claim 1, characterized in that a lower support bracket ( 12 ) Tolerance compensation in the vehicle longitudinal direction (x-direction) allowed. Frontmodul nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die untere Stützkonsole (12) und eine obere Stützkonsole (10) in Höhenrichtung (z-Richtung) verschiebbar zueinander verschraubt sind.Front module according to claim 1 or 2, characterized in that the lower support bracket ( 12 ) and an upper support bracket ( 10 ) in the height direction (z-direction) are slidably bolted to each other. Frontmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stützkonsole (10) mit dem oberen Querträger (4) so verschraubt ist, dass ein Toleranzausgleich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erlaubt ist.Front module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the upper support bracket ( 10 ) with the upper cross member ( 4 ) is screwed so that a tolerance compensation in the vehicle longitudinal direction (x-direction) and in the vehicle transverse direction (y-direction) is allowed. Frontmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Frontmodulteil (6) einen Biegeträger (14) und mindestens eine Crashbox (16) umfasst und die Stützvorrichtung (8) an der Crashbox (16) befestigt ist.Front module according to one of the preceding claims, characterized in that the lower front module part ( 6 ) a bending beam ( 14 ) and at least one crash box ( 16 ) and the supporting device ( 8th ) at the crash box ( 16 ) is attached. Frontmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und/oder untere Stützkonsole (10, 12) in Form eines Fachwerkprofils ausgestattet sind.Front module according to one of the preceding claims, characterized in that the upper and / or lower support bracket ( 10 . 12 ) are equipped in the form of a truss profile. Frontmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger (14) mit der Crashbox (16) verschraubt ist, wobei die Verschraubung einen Toleranzausgleich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) und in Höhenrichtung (z-Richtung) erlaubt.Front module according to one of the preceding claims, characterized in that the bending beam ( 14 ) with the crash box ( 16 ), wherein the screw allows tolerance compensation in the vehicle transverse direction (y-direction) and in the height direction (z-direction). Frontmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashbox (16) mit einem vorderen Längsträger verschraubt ist, wobei die Verschraubung einen Toleranzausgleich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und in Höhenrichtung (z-Richtung) erlaubt.Front module according to one of the preceding claims, characterized in that the crash box ( 16 ) is bolted to a front longitudinal member, wherein the screw allows tolerance compensation in the vehicle longitudinal direction (x-direction) and in the height direction (z-direction).
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