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Die Erfindung betrifft eine Bodengruppe für eine Mehrzahl von Bauvarianten einer Karosserie eines Personenkraftwagens. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Baukastensystem für eine solche Bodengruppe. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Bodengruppe.
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In den letzten Jahren ist die Anzahl von Fahrzeugbaureihen mit jeweiligen Varianten beziehungsweise Derivaten erheblich gestiegen. Somit müssen für jede Fahrzeugbaureihe und deren Varianten beziehungsweise Derivate jeweilige Fahrzeugkarosserien konzipiert, entwickelt und hergestellt werden. Dies führt zu erheblichen Kosten.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bodengruppe, ein Baukastensystem für eine solche Bodengruppe sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Bodengruppe zu schaffen, mittels welchen sich die Kosten für eine jeweilige Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens erheblich reduzieren lassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodengruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Baukastensystem für eine solche Bodengruppe gemäß Anspruch 6 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen. Bodengruppe gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Bodengruppe nach Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass diese ein variantenübergreifendes Vorbaumodul und ein variantenübergreifendes Heckmodul für die Mehrzahl von Bauvarianten der Karosserie des Personenkraftwagens umfasst, wobei Vorbaumodul und Heckmodul über eine Bodenanordnung miteinander verbunden sind, die in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvarianten der Karosserie des Personenkraftwagens ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Vorbaumodul und das Heckmodul variantenübergreifend über die Mehrzahl von Bauvarianten der Karosserie zumindest im Wesentlichen identisch auszubilden, wohingegen die jeweilige Bodenanordnung, die das Vorbaumodul und das Heckmodul miteinander verbinden, entsprechend variabel in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvariante, für die die Bodengruppe geschaffen werden soll, gestaltet ist. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein und dasselbe Vorbaumodul und entsprechend auch das Heckmodul sowie gegebenenfalls weitere variantenübergreifende Module für mehrere Bauvarianten konzipiert, entwickelt und schließlich hergestellt werden können, was die Entstehungskosten der Karosserie insgesamt deutlich reduziert. Die Anpassung der Bodengruppe erfolgt somit im Wesentlichen durch die Variation der Bodenanordnung, die in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvariante in ihrer Dimensionierung oder hinsichtlich anderer Eigenschaften, wie beispielsweise der Werkstoffwahl oder dergleichen, variiert werden kann.
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Dabei erstreckt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Bodenanordnung zumindest im Wesentlichen im Bereich des Hauptbodens der jeweiligen Bauvariante, da in diesem Bereich entsprechende Anpassungen besonders günstig vorzunehmen sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Bodenanordnung ein variantenspezifisches erstes Hauptbodenmodul aufweist und dass außenseitig an das variantenspezifische erste Hauptbodenmodul jeweilige variantenspezifische seitliche Längsträgerelemente angesetzt sind. So kann beispielsweise als erstes Hauptbodenmodul variantenspezifisch ein kurzes Modul eingesetzt werden, um beispielsweise ein zwei- beziehungsweise dreisitziges Fahrzeug mit demzufolge kurzem Hauptboden zu schaffen.
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Soll hingegen ein Fahrzeug mit einem längeren Hauptboden geschaffen werden, so ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Bodenanordnung ein zweites Hauptbodenmodul vorgesehen, welches an das erste Hauptbodenmodul angesetzt ist. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise eine Bodengruppe für ein Fahrzeug mit vier beziehungsweise fünf Sitzplätzen oder mehr geschaffen werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an die Bodenanordnung gemäß Anspruch 3 beziehungsweise Anspruch 4 dann jeweilige variantenspezifische seitliche Längsträgerelemente angesetzt sind, die an die jeweilige Länge der beiden Hauptbodenmodule beziehungsweise des Hauptbodens insgesamt angepasst sind.
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Des Weiteren können dabei Längsträgerelemente eingesetzt werden, welche in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvariante in ihrer Breite differieren. Somit können beispielsweise unterschiedliche Fahrzeugbreiten auf einfache Weise durch entsprechende Ausgestaltung der Längsträgerelemente in ihrer Breite angepasst werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an das variantenübergreifende Vorbaumodul oder das variantenübergreifende Heckmodul ein jeweiliges variantenspezifisches Biegeträgermodul angesetzt. Durch entsprechende Variation der Länge des Biegeträgermoduls ist es beispielsweise möglich, die Länge des jeweiligen Überhangs der Karosserie zu variieren. Außerdem ist es möglich, beispielsweise jeweilige Energieabsorptionselemente der Biegeträgermodule so zu variieren, dass diese an die Fahrzeugmasse und an die gesetzlichen Bestimmungen angepasst sind.
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Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bodengruppe genannten Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das Baukastensystem gemäß Anspruch 6 sowie das Verfahren gemäß den Ansprüchen 7 bis 10.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Perspektivansichten auf jeweilige Explosionsdarstellungen von zwei Bodengruppen für zwei verschiedene Bauvarianten einer Karosserie eines Personenkraftwagens, welche jeweils ein identisches variantenübergreifendes Vorbaumodul und ein identisches variantenübergreifendes Heckmodul aufweisen, welche über eine Bodenanordnung miteinander verbunden sind, die in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvarianten der Karosserie des Personenkraftwagens ausgebildet ist;
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2a, 2b eine Perspektivansicht und eine Schnittansicht entlang einer in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Mittellängsschnittebene auf die Bodengruppe für eine kürzere Bauvariante der Karosserie des Personenkraftwagens gemäß 1, wobei die Bodenanordnung ein variantenspezifisches erstes Hauptbodenmodul aufweist, an welches außenseitig jeweilige variantenspezifische seitliche Längsträgerelemente angesetzt sind;
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3a, 3b eine Perspektivansicht sowie eine Schnittansicht entlang einer in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Mittellängsschnittebene, wobei die Bodengruppe für eine längere Bauvariante der Karosserie gemäß 1 vorgesehen ist, wobei die Bodenanordnung neben dem ersten variantenspezifischen Hauptbodenmodul ein zweites variantenspezifisches Hauptbodenmodul aufweist, welches an das erste Hauptbodenmodul angesetzt ist und somit den Hauptboden verlängert, und wobei außenseitig der beiden Hauptbodenmodule jeweilige variantenspezifische seitliche Längsträgerelemente angesetzt sind; und in
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4a, 4b jeweilige Perspektivansichten auf variantenspezifische Biegeträgermodule für das Vorbaumodul und das Heckmodul.
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In 1 sind in jeweiliger Perspektivansicht zwei Explosionsdarstellungen von jeweiligen Bodengruppen für eine entsprechende Karosserie eines Personenkraftwagens dargestellt. Die oben dargestellte Bodengruppe ist dabei außerdem in den 2a und 2b dargestellt und wird im Weiteren noch näher erläutert werden. Ebenfalls wird im Weiteren noch die in 1 unten dargestellte Bodengruppe erläutert werden, welche außerdem in den 3a und 3b ersichtlich ist.
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Die beiden Bodengruppen sind Teil eines Baukastensystems, mit welchem eine Mehrzahl von unterschiedlichen Bodengruppen für unterschiedliche Bauvarianten der Karosserie des Personenkraftwagens hergestellt werden können.
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Die in 1 oben dargestellte Bodengruppe ist vorliegend für eine zwei beziehungsweise dreisitzige Karosserie eines Personenkraftwagens, beispielsweise einem Roadster oder dergleichen, konzipiert. Die unten dargestellte Bodengruppe ist vorwiegend für eine Bauvariante der Karosserie mit vier beziehungsweise fünf Sitzplätzen konzipiert.
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Beide Bodengruppen umfassen jeweils ein variantenübergreifendes Vorbaumodul 10 und ein variantenübergreifendes Heckmodul 12, die unabhängig von der jeweiligen Bauvariante der Karosserie vorzugsweise identisch, zumindest aber im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Es ist erkennbar, dass das Vorbaumodul 10 als wesentliche Elemente eine Stirnwand 14 jeweilige Längsträger 16, jeweilige Seitenwandelemente 18 für entsprechende Türsäulen sowie einen Hauptbodenbereich 20 umfasst. Das vorliegende Vorbaumodul 10 ist dabei aus einer Mehrzahl von Blechbauteilen beziehungsweise Blechschalenelementen zusammengesetzt. Andere Bauweisen wären ebenfalls denkbar.
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Das Heckmodul 12 umfasst im Wesentlichen eine Heckwand 22, jeweilige Querträgerelemente 24 sowie jeweilige Seitenwandelemente 26.
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Um nun eine Anpassung der Bodengruppe beispielsweise an unterschiedliche Längen der jeweiligen Karosserie des Personenkraftwagens zu ermöglichen, sind das Vorbaumodul 10 und das Heckmodul 12 über eine jeweilige Bodenanordnung 28, 28' miteinander verbunden, die in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvariante der Karosserie ausgebildet ist.
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Demzufolge umfasst die Bodenanordnung 28 der in 1 oben dargestellten Karosserie lediglich ein erstes Hauptbodenmodul 30, welches vorderseits an dem Vorbaumodul 10 und hintererseits an dem Heckmodul 12 angesetzt ist.
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Die längere Bodengruppe, welche in 1 unten dargestellt ist, umfasst hingegen eine Bodenanordnung 28', die neben dem ersten Hauptbodenmodul 30 ein zweites Hauptbodenmodul 32 umfasst. Dieses Hauptbodenmodul 32 ist an der hinteren Seite des ersten Hauptbodenmoduls 30 angesetzt und verbindet dieses mit dem Heckmodul 12. Mithin bildet das zweite Hauptbodenmodul 32 eine Verlängerung der Bodengruppe aus.
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Während also bei der kurzen Bodengruppe gemäß 1 oben ein entsprechender Hauptboden 34 durch lediglich das erste Hauptbodenmodul 30 gebildet wird, wird ein Hauptboden 34' der Baugruppe gemäß 1 unten durch die beiden Hauptbodenmodule 30, 32 gebildet.
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Angepasst an die unterschiedliche Länge des jeweiligen Hauptbodens 34, 34' der entsprechenden Bodengruppe werden des Weiteren unterschiedliche Längsträgerelemente 36, 36' eingesetzt, welche jeweils der entsprechenden Bodenanordnung 28 beziehungsweise 28' zugeordnet sind. Es ist aus 1 erkennbar, dass bei der oberen Bodengruppe, welche einen kürzeren Hauptboden 34 aufweist, entsprechend kürzere Längsträgerelemente 36 zum Einsatz kommen als es die Längsträgerelemente 36' sind, welche sich gemäß der in 1 unten dargestellten Baugruppe sowohl über das Hauptbodenmodul 30 wie auch das Hauptbodenmodul 32 erstrecken. Die Längsträgerelemente 36, 36' sind somit variantenspezifisch unterschiedlich. Darüber hinaus können auch Längsträgerelemente zum Einsatz kommen, welche unterschiedliche Breiten aufweisen, um somit die Fahrzeugbreite insgesamt variieren zu können.
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Es ist somit aus 1 erkennbar, dass durch Variation der jeweiligen Bodenanordnung 28, 28' die Bodengruppe in ihrer Länge zu variieren ist. Hierdurch wird ein maximaler Anteil an Gleichteilen realisiert und eine kostengünstigere Realisierung verschiedener Radstandslängen ermöglicht.
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In 2a ist die in 1 oben dargestellte Baugruppe nochmals in einer Perspektivansicht komplett dargestellt. Darüber hinaus ist in 2b eine Schnittansicht entlang einer in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Mittellängsschnittebene gezeigt. Dabei ist erkennbar, dass ein Antriebsaggregat 38, welches beispielsweise ebenfalls modulartig ausgebildet sein kann, im Bereich des Heckmoduls 12 angeordnet ist. Somit ist durch das Heckmodul 12 ein kompaktes Karosserie- und Aggregatemodul geschaffen. Im Bereich des Heckmoduls 12 können dabei weitere Aggregate oder dergleichen vorgesehen sein.
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Im Bereich des Vorbaumoduls 10 ist ein Aggregat 40 erkennbar, welches in seiner Größe jedoch so ausgestaltet ist, dass es nicht blockbildend ist. Somit wir im Bereich des Vorbaus die freie Deformationslänge nicht eingeschränkt, was insbesondere bei Kleinfahrzeugen von großer Wichtigkeit ist.
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Unterhalb der Bodenanordnung 28 ist im vorliegenden Fall ein Energiemodul 42, welches beispielsweise einen entsprechenden Tank oder entsprechende Batterien umfassen kann.
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In den 3a und 3b ist – analog zu den 2a und 2b – in 1 unten dargestellte Baugruppe gezeigt. Diese unterscheidet sich hinsichtlich der Aggregate beziehungsweise Module im Wesentlichen dadurch, dass aufgrund der längeren Ausbildung der Bodenanordnung 28' ein zweites Energiemodul 44 unterhalb des Hauptbodens 34' angeordnet ist. Natürlich könnte hier auch ein einziges Energiemodul vorgesehen sein, welches entsprechend groß gestaltet ist.
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Die Anschlussstellen zwischen dem Vorbaumodul 10, dem Heckmodul 12 und den jeweiligen Hauptbodenmodulen 30, 32 wie auch gegebenenfalls zu den Längsträgerelementen 36, 36' sind idealerweise so ausgelegt, dass sie sowohl für die kleine Baugruppe wie auch die große Baugruppe gemäß 1 eingesetzt werden können. Die Fügestellen an den Anschlussstellen sind idealerweise am Fahrzeugnetz ausgerichtet und beispielsweise horizontal oder vertikal orientiert, wodurch Karosserietoleranzen für die unterschiedlichen Radstände problemlos einstellbar sind.
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Aus den Schnittdarstellungen gemäß den 2b beziehungsweise 3b ist des Weiteren erkennbar, dass unterhalb des Hauptbodens 34, 34' jeweilige Querträger 46, 48, 50 vorgesehen sind. Der Querträger 46 ist dabei dem vorderen Hauptbodenmodul 30 zugeordnet und somit sowohl bei der Baugruppe gemäß 2b wie auch bei derjenigen gemäß 3b vorhanden. Dasselbe gilt für den Querträger 48, welcher als Teil des Heckmoduls 12 an dessen vorderem Ende ausgebildet ist. Der Querträger 50 hingegen ist lediglich bei der längeren Baugruppe gemäß 3b vorhanden, da dieser unterhalb des die Baugruppe verlängernden zweiten Hauptbodenmoduls 32 angeordnet ist. Die Querträger 46, 48, 50 dienen dabei insbesondere zum Schutz der Energiemodule 42 beziehungsweise 44 gegen eine seitliche Deformation. Dabei stützen die Querträger 46, 48, 50 jeweilige Längsträgerelemente 36 beziehungsweise 36' ab.
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Ein weiterer Schutz ergibt sich dabei durch einen Sitzquerträger 52 des vorderen, ersten Hauptbodenmoduls 30 und einen Sitzquerträger 54 des zweiten Hauptbodenmoduls 32. Diese sind jeweils von oben auf die Hauptbodenmodule 30 beziehungsweise 32 aufgesetzt.
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Die gesamte jeweilige Bodengruppe ist allgemein für Personenkraftwagen so ausgebildet, dass mehrere Generationen von Fahrzeug- und Aufbauvarianten generiert werden können. Die Bodengruppe oder einzelne Module können dabei sowohl aus einer Metalllegierung beziehungsweise entsprechen Blechen geschaffen sein wie auch aus Kunststoff, beispielsweise CFK (kohlefaserverstärkter Kunststoff) oder FVK (faserverstärkter Kunststoff). Hybridvarianten sind ebenfalls denkbar.
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Zusätzlich kann im Bereich der Bodenanordnung 28, 28' eine Strebenanordnung vorgesehen sein, welche die Steifigkeit dann erhöht, wenn die Baugruppe für ein Cabriolet oder einen Roadster mit offenem Dach zum Einsatz kommt.
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Schließlich ist in den 4a und 4b jeweils eine Perspektivansicht eines hinteren beziehungsweise vorderen Biegeträgermoduls 56, 58 gezeigt.
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Das vordere, in 4a gezeigte Biegeträgermodul 58 umfasst dabei zwei Energieabsorptionselemente 60, welche in ihrer Länge und/oder Gestaltung je nach Bauvariante der Baugruppe variieren können.
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Dasselbe gilt auch für das hintere Biegeträgermodul 56, wobei dies zusätzlich ein Trägerelement 62 umfasst, welches je nach Bauvariante der Baugruppe angesetzt sein kann oder nicht.
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Somit kann über variable Längen der Energieabsorptionselemente 60 beziehungsweise durch die Variation des jeweiligen Biegeträgermoduls 56 beziehungsweise 58 eine flexible Anpassung an alle Funktionsanforderungen hinsichtlich Fahrzeugmasse, Gesetzes- und Marktanforderungen oder dergleichen erfolgen. Außerdem kann durch die Variation des jeweiligen Biegeträgermoduls 56, 58 die entsprechend gewünschte Überhanglänge an unterschiedliche Stylinggeometrien des jeweiligen Personenkraftwagens angepasst werden.
