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Die Erfindung betrifft eine Querträgeranordnung einer Karosserie eines Personenkraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Baukastensystem für eine solche Querträgeranordnung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Querträgeranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
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Aus dem Karosseriebau von Serienkraftwagen ist eine Vielzahl derartiger Querträgeranordnungen bekannt. Üblicherweise werden dabei mehrere Teilelemente bzw. Teilschalen, welche insbesondere aus jeweiligen Blechen gefertigt werden, durch ein Fügverfahren wie beispielsweise Schweißen zu einem Querträger zusammengesetzt. Beispiele für solche Querträgeranordnungen sind der
JP 2005 280 680 A oder der
EP 1 518 780 A1 zu entnehmen. Des Weiteren offenbart die
DE 102 54 348 A1 eine Baugruppe für einen Cockpit-Bereich eines Kraftfahrzeugs.
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Durch die fortschreitende Diversifizierung der einzelnen Fahrzeugbaureihen mit jeweils einer Mehrzahl von Bauvarianten wie beispielsweise Limousinen, Coupe- oder Cabrioletfahrzeugen, Vans und Geländewägen ergibt sich bislang die Problematik, dass für alle Bauvarianten unterschiedliche Querträgeranordnungen konstruiert und gefertigt bzw. montiert werden müssen. Dies bringt einen erheblichen Aufwand und somit auch erhebliche Kosten mit sich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Querträgeranordnung sowie ein Baukastensystem und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Querträgeranordnung zu schaffen, mittels welchen sich die Kosten bei der Diversifizierung einer Fahrzeugbaureihe reduzieren lassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Querträgeranordnung sowie ein Baukastensystem und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Querträgeranordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 6 und 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Um eine Querträgeranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher diese auf einfache und Kosten sparende Weise bei mehreren Bauvarianten beispielsweise einer Fahrzeugbaureihe eines Personenkraftwagens eingesetzt werden kann, ist erfindungsgemäß wenigstens ein variantenübergreifendes Teilelement des Querträgers unabhängig von einer Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens und wenigstens ein variantenspezifisches Teilelement des Querträgers abhängig von der Bauvariante der Karosserie des Kraftwagens vorgesehen, welche zur Bildung des Querträgers zusammengesetzt sind. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, eine Querträgeranordnung einer Karosserie eines Personenkraftwagens zu schaffen, welche zumindest teilweise für unterschiedliche Bauvarianten wie beispielsweise Limousinen, Cabriolet- oder Coupefahrzeuge, Vans und Geländewägen einheitlich verwendet werden kann, so dass lediglich eines oder mehrere Teilelemente, welche variantenspezifisch beispielsweise auf eine unterschiedliche Position einer vorderen Stirnwand oder einer Windschutzscheibe angepasst sein müssen, entsprechend an die spezifische Bauvariante angepasst ist bzw. sind. Dies hat den Vorteil, dass sich die Querträgeranordnung zum Teil für verschiedene Bauvarianten verwenden lässt, was entsprechende Kosten einspart. Diejenigen Teilelemente, welche entsprechend bauvariantenspezifisch angepasst werden müssen, bieten dabei die Möglichkeit, Anbindungsstellen wie beispielsweise die Scheibenaufnahme für die untere Randseite der Windschutzscheibe oder andere Anbindungsstellen variabel und bauvariantenspezifisch gestalten zu können.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Querträger durch die Teilelemente zumindest über einen Längenbereich als umlaufend geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist, sodass im Querschnitt des Querträgers betrachtet die Teilelemente in Umfangsrichtung des Querträgers aufeinanderfolgend angeordnet sind.
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Im Ergebnis kann somit auf einfache Weise ein Baukastensystem mit variantenübergreifenden Teilelementen, welche unverändert bleiben, und variantenspezifischen Teilelementen, welche auf die jeweilige Bauvariante der Karosserie angepasst werden, geschaffen werden. Dies vereinfacht die Entwicklung, Fertigung und Montage der jeweiligen Karosserie des Personenkraftwagens erheblich.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass eines der Teilelemente durch einen Bauteilbereich einer Stirnwand der Karosserie des Personenkraftwagens gebildet ist. Somit weist dieser Bauteilbereich eine Doppelfunktion auf, nämlich einerseits die Abtrennung der Fahrgastzelle zum Vorderwagen hin und andererseits die Bildung des Querträgers, welcher üblicherweise die Stirnwand nach oben hin begrenzt. Dabei ist es in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der besagte Bauteilbereich der Stirnwand als variantenübergreifendes Teilelement ausgebildet ist. Wenn nämlich die Stirnwand über mehrere Bauvarianten einer Fahrzeugbaureihe an Ort und Stelle gelassen werden kann, so spart dies erhebliche Kosten ein.
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Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn wenigstens ein Fügflansch zwischen einem variantenübergreifenden Teilelement und einem variantenspezifischen Teilelement des Querträgers unabhängig von der Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens angeordnet ist bzw. an Ort und Stelle verbleibt. Somit ergibt sich eine einfache Möglichkeit zur Schaffung eines Baukastensystems mit wenigstens einem variantenübergreifenden Teilelement und einem Teilelemente einer Baukastengruppe mehrerer variantenspezifischer Teilelemente.
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Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Querträgeranordnung beschriebenen Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das Baukastensystem gemäß Anspruch 6 und das Verfahren gemäß Anspruch 7. Die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1a, 1b eine Perspektivansicht sowie eine schematische und vergrößerte Schnittansicht durch eine Querträgeranordnung einer Karosserie eines Personenkraftwagens unterhalb einer Windschutzscheibe mit einem Querträger, welcher aus einer Mehrzahl von Teilelementen zusammengesetzt ist, wobei wenigstens ein variantenübergreifendes Teilelement unabhängig von einer Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens und wenigstens ein variantenspezifisches Teilelement des Querträgers abhängig von der Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens ausgebildet ist; und
- 2a, 2b wiederum eine Perspektivansicht und eine schematische und vergrößerte Schnittansicht durch die Querträgeranordnung analog zu den 1a, 1b, wobei eine alternative Ausführungsform der Querträgeranordnung gezeigt ist.
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In den 1a und 1b ist in einer Perspektivansicht bzw. einer ausschnittsweise vergrößerten Schnittansicht eine Querträgeranordnung einer Karosserie eines Personenkraftwagens dargestellt. Die Querträgeranordnung umfasst dabei einen Querträger 10, welcher üblicherweise als Windschutzscheiben-Querträger oder Querträger unter Windlauf bezeichnet wird. Insbesondere aus 1a ist zudem eine Windschutzscheibe 12 erkennbar, welche sich mit einem unteren Randbereich unter Vermittlung einer nicht erkennbaren Klebenaht bzw. Kleberaupe am Querträger 10 abstützt. Der Querträger 10 begrenzt des Weiteren eine Stirnwand 16 nach oben hin, welche sich in Fahrzeugquerrichtung bzw. in Fahrzeughochrichtung erstreckt und eine Fahrgastzelle 18 nach vorne hin begrenzt.
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Wie nun aus 1b erkennbar ist, ist der Querträger 10 aus einer Mehrzahl von vorliegend drei Teilelementen 20, 22, 24 zusammengesetzt. Das Teilelement 20 wird dabei von einem Bauteilbereich 26 der Stirnwand 16 gebildet. Ein oberes Teilelement 22 und ein unteres Teilelement 24 sind an diesen Bauteilbereich 26 angesetzt. Alle drei Teilelemente 20, 22, 24 sind im vorliegenden Fall aus jeweiligen Blechen hergestellt und zu Blechschalen umgeformt.
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Die Besonderheit der vorliegenden Querträgeranordnung liegt nun darin, dass das Teilelement 20 - der Bauteilbereich 26 der Stirnwand 16 - als variantenübergreifendes Teilelement ausgebildet ist, welches unabhängig von einer Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens ausgebildet ist und somit beim Einsatz in unterschiedlichen Bauvarianten von Personenkraftwagen unverändert bleibt.
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Werden also beispielsweise von einer Fahrzeugbaureihe mehrere Bauvarianten wie beispielsweise eine Limousine, ein Kombinationskraftwagen, ein Coupe- oder Cabrioletfahrzeug, ein Van oder ein Geländefahrzeug hergestellt, so kann jeweils die beschriebene Querträgeranordnung zum Einsatz kommen, wobei als variantenübergreifendes Bauteil des Querträgers 10 das Teilelement 20, welches durch den Bauteilbereich 26 der Stirnwand 16 gebildet ist, zum Einsatz kommt. Mit anderen Worten kann somit bei allen Karosserien der unterschiedlichen Bauvarianten beispielsweise einer Fahrzeugbaureihe ein und dasselbe variantenübergreifende Teilelement 20 des Querträgers 10 eingesetzt werden. Im vorliegenden Fall ist es sogar denkbar, dass somit nicht nur das Teilelement 20 bzw. der entsprechende Bauteilbereich 26, sondern die gesamte Stirnwand 16 variantenübergreifend zum Einsatz kommt.
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Erfahrungsgemäß ist es so, dass bei unterschiedlichen Bauvarianten einer Fahrzeugbaureihe sich beispielsweise die Position der unteren Randseite der Windschutzscheibe 12 ändert, da diese üblicherweise bei einem Coupe- oder Cabriofahrzeugs stärker geneigt ist als bei einem Van oder Geländefahrzeug. Wenn demzufolge das Teilelement 20 bzw. die Stirnwand 16 variantenübergreifend ausgebildet und an Ort und Stelle über die verschiedenen Bauvarianten verbleiben sollen, so muss eine Anpassung des Querträgers 10 beispielsweise an unterschiedliche Positionen der unteren Randseite der Windschutzscheibe 12 dadurch erfolgen, dass die beiden Teilelemente 22, 24 des Querträgers 10 variantenspezifisch ausgebildet sind bzw. geändert werden. Demzufolge sind im vorliegenden Fall die beiden Teilelemente 22, 24 auf die jeweilige Bauvariante abgestimmt. Dies bedeutet beispielsweise, dass eine obere Breitseite 28 des oberen Teilelements 22 entsprechend in Fahrzeuglängsrichtung weiter vorne oder hinten angeordnet sein kann, je nachdem, welche Scheibenneigung die Windschutzscheibe 12 aufweist. Analog hierzu kann beispielsweise auch das untere Teilelement 24 länger, kürzer oder mit anderen Winkeln ausgebildet sein. Auch eine zugehörige Fügflanschverbindung 30 zwischen dem oberen Teilelement 22 und dem unteren Teilelement 24 kann gegebenenfalls in seiner Ausbildung und Position innerhalb der unterschiedlichen Bauvarianten der Karosserie des Personenkraftwagens variieren. Demgegenüber ist eine weitere Fügflanschverbindung 32 am hinteren Ende des Querträgers 10 zwischen dem stirnwandseitigen Teilelement 20 und dem oberen Teilelement 22 vorgesehen, welche variantenübergreifend bzw. unabhängig von der Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens an Ort und Stelle verbleiben soll. Somit kann gewährleistet werden, dass das stirnwandseitige Teilelement 20 über alle Bauvarianten im Wesentlichen keinerlei Änderungen erfährt.
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Im Ergebnis wird somit ein in 1b eingezeichneter kommunaler Bereich 34 der Querträgeranordnung erreicht, welcher im Querschnitt symbolisiert, welche Bauteile und Bauteilbereiche bei sich ändernden Bauvarianten gleich bleiben bzw. welche sich ändern können. Innerhalb des kommunalen Bereichs 34 angeordnete Bauteile oder Anbindungsstellen - beispielsweise das Teilelement 20 oder die Fügflanschverbindung 32 - verbleiben jedoch bauvariantenunabhängig an Ort und Stelle relativ zur gesamten Querträgeranordnung. Im Idealfall befinden sich die Querträgeranordnung bzw. das Teilelement 20 und die Fügflanschverbindung 32 innerhalb der unterschiedlichen Koordinatensysteme der jeweiligen Bauvariante sogar an der jeweils identischen Stelle.
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Die 2a und 2b zeigen analog zu den 1a und 1b die Querträgeranordnung, welche in einer alternativen Ausführungsform gestaltet ist, in einer Perspektivansicht bzw. einer ausschnittsweise vergrößerten Schnittansicht. Der Übersichtlichkeit halber werden dabei wesensgleiche Bauteile mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
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Insbesondere aus 2b ist dabei zunächst erkennbar, dass im Unterschied zur Ausführungsform gemäß den 1a und 1b bei der vorliegenden Querträgeranordnung die Stirnwand 16 bzw. der Bauteilbereich 26, welcher das Teilelement 20 des Querträgers 10 bildet, am vorderen Ende des Querträgers 10 angeschlossen ist. Das untere Teilelement 24 ist im Unterschied zur Ausführung gemäß 1b demzufolge hinter dem stirnwandseitigen Teilelement 20 angeordnet. Das obere Teilelement 22 ist wiederum von oben her an die Teilelemente 20 bzw. 24 angesetzt. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß den 1a und 1b ist vorliegend die Windschutzscheibe 12 unter Vermittlung einer Scheibenaufnahme 14 am Querträger 10 abstützt.
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Im Unterschied zur Ausführung gemäß 1b ist vorliegend ein kommunaler Bereich 36, also derjenige Bereich von baureihenübergreifenden Bauteilen und Anbindungsstellen, der Querträgeranordnung vorgesehen, welcher größer ist als derjenige gemäß 1b. Es ist nämlich erkennbar, dass im vorliegenden kommunalen Bereich 36 auch das Teilelement 24 liegt, welches somit ebenfalls als variantenübergreifendes Teilelement zu betrachten ist. Auch die jeweiligen Fügflanschverbindungen 30, 32 zwischen dem oberen Teilelement 22 und den Teilelementen 20 bzw. 24 liegen vorliegend innerhalb des kommunalen Bereichs 36, d. h. auch diese sind variantenübergreifend bzw. ortsfest ausgebildet. Somit ergibt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Querträgeranordnung, bei welcher lediglich das obere Teilelement 22 in Abhängigkeit der Bauvariante der Karosserie des Kraftwagens variiert werden kann. Durch eine geeignete, an die Bauvariante angepasste Ausgestaltung des Teilelements 22 ist es somit beispielsweise möglich, unterschiedlichen Positionen der unteren Randseite der Windschutzscheibe 12 Rechnung zu tragen. Mit anderen Worten kann beispielsweise das Teilelement 22 in Fahrzeughochrichtung entsprechend höher oder flacher gestaltet werden, je nachdem, auf welcher Höhe die untere Randseite der Windschutzscheibe 12 endet. Die auf das Teilelement 22 aufgesetzte Scheibenaufnahme 14 kann beispielsweise - wie dies vorliegend der Fall ist - immer dann zum Einsatz kommen, wenn aufgrund der Scheibenlage bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung eine Anbindung im Bereich der Fügflanschverbindung 30 zwischen Teilelement 20 und Teilelement 22 nicht mehr dargestellt werden kann.
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In Zusammenschau der 1a bis 2b ist somit erkennbar, dass beim ersten Ausführungsbeispiel eine geringere Kommunalität und beim zweiten Ausführungsbeispiel eine höhere Kommunalität von variantenübergreifenden Teilelementen 20, 24 bzw. Fügflanschverbindungen 30, 32 gegeben ist. Dabei ist erkennbar, dass eine höhere Kommunalität zu einer höheren Anzahl von Gleichteilen führt. Eine geringe Kommunalität, wie diese mit dem kommunalen Bereich 34 dargestellt ist, erhöht hingegen die Möglichkeit zu spezifischen Anpassungen der Querträgeranordnung.
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Insgesamt kann somit ein Baukastensystem für die Querträgeranordnung geschaffen werden, wobei wenigstens ein variantenübergreifendes Teilelement 20 vorgesehen ist, welches mit wenigstens einem variantenspezifischen Teilelement 22 (2a, 2b) bzw. zwei variantenspezifischen Teilelementen 22 und 24 (1a, 1b) zusammengesetzt ist. Das Baukastensystem umfasst dabei eine Baukastengruppe mit einer Mehrzahl von jeweiligen variantenspezifischen Teilelementen 22 bzw. 24, von welchen zu unterschiedlichen Bauvarianten jeweils unterschiedliche Teilelemente 22, 24 vorliegen. Um eine Querträgeranordnung für eine entsprechende Bauvariante zu schaffen, müssen demzufolge jeweils nur die baureihenspezifischen Teilelemente 22 bzw. 24 ausgewählt und mit den variantenübergreifenden Teilelementen 20 zusammengesetzt werden.
