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Die Erfindung betrifft einen Träger für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Trägers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9 sowie ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten eines solchen Trägers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.
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Ein solcher Träger für einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Trägers sowie ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten eines solchen Trägers sind beispielsweise bereits aus der
DE 10 2012 021 746 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Träger umfasst dabei wenigstens ein Querträgerelement als erstes Bauelement sowie ein zweites Bauelement in Form eines Anbauteils, welches separat von dem Querträgerelement ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Bauelemente separat voneinander, das heißt unabhängig voneinander hergestellt sind. Die Bauelemente (Querträgerelement und Anbauteil) sind mit jeweiligen Verbindungselementen versehen, über welche die Bauelemente miteinander verbunden sind.
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Im Rahmen des Baukastensystems ist das Querträgerelement bauvariantenübergreifend, sodass die mehreren Bauvarianten das gleiche Querträgerelement umfassen. Das Anbauteil ist bauvariantenspezifisch und somit in Abhängigkeit von der Bauvariante des Trägers über jeweilige, an den Bauelementen vorgesehene Verbindungselemente mit dem Querträgerelement verbindbar. Hierbei kann das Baukastensystem beispielsweise ein drittes Bauelement in Form eines zweiten Anbauteils umfassen, wobei das zweite Anbauteil bauvariantenspezifisch unter Abhängigkeit von der Bauvariante des Trägers mit dem Querträgerelement verbindbar ist. Zur Realisierung einer ersten der Bauvarianten wird das erste Anbauteil mit dem Querträgerelement verbunden, wobei zur Realisierung einer von der ersten Bauvariante unterschiedlichen, zweiten der Bauvarianten das dritte Bauelement in Form des zweiten Anbauteils mit dem Querträgerelement verbunden wird. Dabei unterscheiden sich die Anbauteile beispielsweise hinsichtlich ihrer äußeren Dimensionen voneinander, sodass auf einfache und kostengünstige Weise die unterschiedlichen Bauvarianten geschaffen werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Träger, ein Verfahren beziehungsweise ein Baukastensystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Realisierung einer besonders einfachen und kostengünstigen Montage des Trägers ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Träger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie ein durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Träger der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher auf besonders einfache und kostengünstige Weise montiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eines der Verbindungselemente wenigstens eine Aufnahme und das andere der Verbindungselemente wenigstens ein korrespondierendes Formschlusselement aufweist, welches unter Verbinden der Bauelemente zumindest teilweise in eine Steckrichtung in die Aufnahme eingesteckt ist. Nach der voneinander separaten beziehungsweise voneinander unabhängigen Herstellung der Bauelemente können diese erfindungsgemäß auf besonders einfache und kostengünstige Weise derart miteinander verbunden werden, dass das Formschlusselement in die korrespondierende Aufnahme eingesteckt wird. Mit anderen Worten ist die Montage des Trägers einfach, da die Verbindungselemente lediglich zusammengesteckt werden müssen. Dadurch sind keine separaten Befestigungselemente erforderlich, um eine feste und betriebssichere Anbindung des Anbauteils an das Querträgerelement zu erzielen. Infolge des Fehlens solcher separater Befestigungselemente können die Teileanzahl und das Gewicht des erfindungsgemäßen Trägers besonders gering gehalten werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine innenumfangseitige erste Kontur der Aufnahme an eine außenumfangseitige und in die Aufnahme eingesteckte zweite Kontur des Formschlusselements angepasst. Mit anderen Worten ist die Aufnahme bezüglich des Formschlusselements formnegativ ausgebildet, sodass die eine Innenkontur der Aufnahme darstellende erste Kontur eine Negativkontur oder Gegenkontur ist, mit welcher die eine Außenkontur und somit eine Positivkontur darstellende zweite Kontur des Formschlusselements korrespondiert. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine sehr feste Verbindung zwischen den Bauelementen gewährleistet werden, da die Bauelemente aufgrund der formnegativen Ausgestaltung der Verbindungselemente fest zusammengefügt werden können. Zusätzliche beziehungsweise separate Befestigungselemente sind zur Realisierung dieser festen Verbindung nicht erforderlich und nicht vorgesehen, sodass die feste Verbindung auf besonders einfache Weise realisiert werden kann.
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Zur Realisierung einer besonders einfachen Montage kann ferner vorgesehen sein, dass die Steckrichtung – insbesondere bezogen auf eine Einbaulage, welche der Träger im vollständig hergestellten Zustand des Kraftwagens einnimmt – in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) oder in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verläuft. Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass die Steckrichtung auch in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) verläuft.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindungselemente jeweilige Rastelemente aufweisen, welche unter Verbinden der Bauelemente miteinander verrastet sind. Durch die Rastelemente kann eine Schnapp- beziehungsweise Rastverbindung geschaffen werden, bei welcher die miteinander verrasteten Rastelemente formschlüssig zusammenwirken, sodass das Anbauteil besonders fest an das Querträgerelement angebunden ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass eine solche Schnapp- beziehungsweise Rastverbindung ohne separate uns zusätzliche Werkzeuge und somit einfach hergestellt werden kann, indem beispielsweise das Formschlusselement in die Steckrichtung in die korrespondierende Aufnahme eingesteckt wird.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Steckrichtung in Fahrzeughochrichtung verläuft. Da die Bauelemente über die Rastverbindung miteinander verbunden sind, wird das Anbauteil am Querträgerelement gehalten, sodass es nicht in Fahrzeughochrichtung nach unten fallen und sich dadurch vom Querträgerelement lösen kann. Dabei kann diese Halterung mit einer besonders geringen Teilanzahl realisiert werden.
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Um eine solche Rast- beziehungsweise Schnappverbindung, welche auch als Clipsverbindung bezeichnet wird, auf besonders einfache und somit kostengünstige Weise herzustellen, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass wenigstens eines der Verbindungselemente, insbesondere das die Aufnahme aufweisende Verbindungselement, eine Durchgangsöffnung aufweist, wobei die Rastelemente bezogen auf die Steckrichtung hinter der Durchgangsöffnung miteinander verrastet sind.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass durch die Aufnahme und das Formschlusselement ein Presssitz ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Bauelemente über den Presssitz miteinander verbunden sind, wodurch eine Verbindung der Bauelemente mit nur geringen Toleranzen auf einfache Weise realisiert werden kann. Insbesondere ist es möglich, eine zumindest im Wesentlichen spielfreie Verbindung zu schaffen, sodass Klappergeräusche vermieden werden können.
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Denkbar ist es ferner, dass die Verbindungselemente miteinander verklebt sind. Dies bedeutet, dass die Steckverbindung zwischen den Verbindungselementen zusätzlich mit einem Kleber versehen ist, sodass die Verbindung einen besonders langzeitfesten Halt bietet. Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, dass die jeweiligen Verbindungselemente an die jeweiligen Bauelemente angeformt, das heißt nicht zerstörungsfrei lösbar mit den jeweiligen Bauelementen verbunden sind. Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbindungselemente im Rahmen der Herstellung des jeweiligen Bauelements an dem jeweiligen Bauelement ausgebildet, das heißt beispielsweise an das jeweilige Bauelement angeformt wird. Hierbei ist es denkbar, dass das jeweilige Bauelement wenigstens einen Kunststoff aufweist, durch welchen das jeweilige Verbindungselement gebildet ist. Aufgrund der bereits beim jeweiligen Herstellungsprozesses des jeweiligen Bauelements erzeugten Verbindungselemente, die vorzugsweise einander formentsprechend sind, sind keine separaten Befestigungselemente erforderlich, um eine betriebssichere Verbindung zwischen den Bauelementen zu erzielen, sodass die Bauelemente besonders einfach miteinander verbunden werden können.
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Vorzugsweise ist das Anbauteil, insbesondere als Ganzes, zumindest im Wesentlichen aus einem Kunststoff gebildet, wobei das Anbauteil vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt und dadurch als Spritzgussteil ausgebildet ist. Dabei kann das Anbauteil gegebenenfalls angespritzte Verstärkungsrippen aus Kunststoff umfassen, sodass eine hohe Steifigkeit des Anbauteils auf gewichtsgünstige Weise realisiert werden kann. Ferner ist es denkbar, dass das Anbauteil einen Grundkörper aus einem metallischen Werkstoff aufweist, welcher durch wenigstens einen Kunststoff zu einem Hybrid-Bauteil ergänzt ist. Hierbei ist der Kunststoff beispielsweise an den metallischen Grundkörper angespritzt, was im Rahmen eines Spritzgießverfahrens erfolgen kann. Das wenigstens eine Verbindungselement des Anbauteils kann dabei auf besonders einfache und kostengünstige Weise durch den Kunststoff hergestellt werden. Zudem ist eine Ausgestaltung des Anbauteils möglich, bei der das Anbauteil wenigstens einen mit einem Kunststoff umspritzten metallischen Einleger umfasst, wobei bei der Umspritzung des Einlegers das wenigstens eine Verbindungselement des Anbauteils mit an den Einleger angespritzt und dabei hergestellt wird.
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Dadurch, dass das Querträgerelement und das Anbauteil separat voneinander hergestellt werden, können die Bauelemente, insbesondere das Querträgerelement, mit einer geringen Komplexität und nur gering ausladend gestaltet werden. Hierdurch ist es möglich, mittels eines Herstellungswerkzeugs, insbesondere in einem Herstellungswerkzeug, zumindest zwei Querträgerelemente gleichzeitig herzustellen, wobei das jeweilige Querträgerelement umgeformt, umgespritzt, das heißt mit einem Kunststoff versehen wird. Dadurch kann die Taktzeit gering gehalten werden, sodass die Trägereinrichtung auch im Rahmen einer Großserie kostengünstig hergestellt werden kann. Bei dem Herstellungswerkzeug handelt es sich beispielsweise um ein Spritzgießwerkzeug.
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Die zum Anbauteil beschriebenen Ausführungen können ohne weiteres auch auf das Querträgerelement übertragen werden. Dies bedeutet insbesondere, dass das Querträgerelement beispielsweise genau einen Grundkörper aus einem metallischen Werkstoff umfasst, welches durch wenigstens einen Kunststoff zu einem Hybrid-Bauteil ergänzt ist. Hierbei ist der metallische Grundkörper beispielsweise mit dem Kunststoff umspritzt, das heißt der Kunststoff ist an den Grundkörper angespritzt. Ferner ist es denkbar, dass das Querträgerelement wenigstens einen metallischen Einleger umfasst, welcher mit einem Kunststoff umspritzt ist. Beispielsweise kann das Querträgerelement mehrere metallische Einleger beziehungsweise Grundkörper umfassen, welche mit einem Kunststoff zumindest teilweise umspritzt und über den Kunststoff miteinander verbunden sind.
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Um ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem der Träger auf besonders einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eines der Verbindungselemente wenigstens eine Aufnahme und das andere der Verbindungselemente mit wenigstens einem korrespondierenden Formschlusselement versehen wird, welches unter Verbinden der Bauelemente zumindest teilweise in eine Steckrichtung in die Aufnahme eingesteckt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Trägers sind als vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
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Um ferner ein Baukastensystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Bauvarianten ermöglicht, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eines der Verbindungselemente wenigstens eine Aufnahme und das andere der Verbindungselemente wenigstens ein korrespondierendes Formschlusselement aufweist, welches unter Verbinden der Bauelemente zumindest teilweise in eine Steckrichtung in die Aufnahme einsteckbar ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Trägers und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Baukastensystems anzusehen und umgekehrt.
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Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Baukastensystem das Anbauteil nicht einstückig mit dem Querträgerelement ausgebildet beziehungsweise nicht nicht-zerstörungsfrei lösbar mit dem Querträgerelement verbunden ist, sondern separat beziehungsweise unabhängig vom Querträgerelement hergestellt und nach der jeweiligen Herstellung der Bauelemente mit dem Querträgerelement verbunden ist, können die unterschiedlichen Bauvarianten des Trägers auf besonders einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden. Bei den Bauvarianten wird jeweils das gleiche, bauvariantenübergreifende Querträgerelement verwendet, sodass die Variantenbildung durch jeweilige, voneinander unterschiedliche und wahlweise mit dem Querträgerelement verbindbare Anbauteile erfolgen kann. Hierbei ist es möglich, das jeweilige Anbauteil mit dem Querträgerelement auf besonders einfache und kostengünstige Weise über die Verbindungselemente zu verbinden, in dem das jeweilige Formschlusselement zumindest teilweise in die korrespondierende Aufnahme eingesteckt wird.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Träger um einen Frontendträger, welcher an einer korrespondierenden Karosserie befestigbar ist. Hierbei ist das Anbauteil vorzugsweise ein Stützelement, welches auch als Strebe oder Strebenelement bezeichnet wird. Vorzugsweise ist das Strebenelement eine sogenannte Z-Strebe, welche zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verläuft und sich dabei in Fahrzeughochrichtung nach unten von dem Querträgerelement weg erstreckt. Das Querträgerelement wird beispielsweise als sogenannte Kühlerbrücke verwendet, an welcher im fertig hergestellten Zustand des Kraftwagens ein Kühlmodul gehalten ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische Perspektivansicht auf ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten eines Trägers in Form eines Frontendträgers gemäß einer ersten Ausführungsform für einen Personenkraftwagen, mit einem Obergurt in Form eines bauvariantenübergreifenden Querträgerelements als erstem Bauelement, mit separat voneinander und separat von dem Querträgerelement hergestellten bauvariantenspezifischen ersten Anbauteilen in Form von ersten Stützelementen sowie mit separat voneinander und separat vom Querträgerelement hergestellten bauvariantenspezifischen zweiten Anbauteilen in Form von zweiten Stützelementen, wobei in Abhängigkeit von der Bauvariante des Frontendträgers und somit wahlweise die ersten Stützelemente oder die zweiten Stützelemente über jeweilige Verbindungselemente unter Ausbildung jeweiliger Steckverbindungen mit dem Querträgerelement verbindbar sind;
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2 eine schematische Perspektivansicht auf separat voneinander hergestellte Grundkörper in Form von Einzelprofilen des Querträgerelements, welche jeweils zumindest teilweise mit einem Kunststoff versehen und über einen Kunststoff miteinander verbunden werden;
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3 eine schematische Perspektivansicht auf das Querträgerelement;
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4 eine schematische Perspektivansicht auf eines der ersten Stützelemente;
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5 eine schematische Perspektivansicht auf eines der zweiten Stützelemente;
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6 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Rückansicht auf den Frontendträger;
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7 ausschnittsweise eine schematische Rückansicht auf den Frontendträger gemäß 6;
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8 ausschnittsweise eine weitere schematische und perspektivische Rückansicht auf den Frontendträger gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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9 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Vorderansicht auf den Frontendträger;
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10 ausschnittsweise eine schematische Explosionsansicht auf den Frontendträger; und in
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11 eine schematische und perspektivische Vorderansicht auf den Frontendträger gemäß der zweiten Ausführungsform.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Während 1 bis 7 einen Träger in Form eines Frontendträgers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigen, zeigen 10 und 11 den Frontendträger gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten eines Trägers in Form eines Frontendträgers für einen Personenkraftwagen. Der Frontendträger und somit das Baukastensystem umfassen ein Querträgerelement 10, welches auch als Obergurt bezeichnet wird. In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass das Querträgerelement 10 eine Mehrzahl von Einzelprofilen in Form von metallischen Grundkörpern umfasst, welche als Blecheinleger 12a–d ausgebildet und jeweils separat voneinander hergestellt sind. Mit anderen Worten sind die Blecheinleger 12a–d Blechbauteile, wobei der Blecheinleger 12a als rechtes Außenblech ausgebildet und aus einem Stahl hergestellt ist sowie eine Einpressbuchse 14 aufweist. Der Blecheinleger 12c ist ein linkes Außenblech, das aus einem Stahl hergestellt und mit einer Einpressbuchse 16 versehen ist. Der Blecheinleger 12b ist ein sogenanntes Mittelblech, welches aus einem Stahl gebildet ist. Bei dem Blecheinleger 12d handelt es sich um einen aus einem Stahl gebildeten Schlossblech mit drei Einpressmuttern 18, wobei das Schlossblech am Mittelblech fixiert ist. In Zusammenschau mit 3 ist erkennbar, dass die Blecheinleger 12a–d separat voneinander hergestellt und miteinander verbunden sind und zusammen ein Trägerteil des Querträgerelements 10 bilden, wobei das Trägerteil insgesamt aus wenigstens einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Das Trägerteil ist dabei mit einem Kunststoff 20 des Querträgerelements 10 versehen und dadurch zu einem Hybrid-Bauteil in Form eines Metall-Kunststoff-Hybridträgers (MKH-Träger) ergänzt, wobei der Kunststoff 20 in 1 und 3 transparent dargestellt ist. Der Kunststoff 20 ist vorzugsweise im Rahmen eines Spritzgießverfahrens zumindest an die Blecheinleger 12a–c angespritzt, sodass die Blecheinleger 12a–c jeweils zumindest teilweise außenumfangsseitig mit dem Kunststoff 20 versehen und mittels des Kunststoffes 20 miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind alle Blecheinleger 12a–d mit dem Kunststoff 20 versehen und mittels dieses miteinander verbunden.
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Der Kunststoff 20 des Querträgerelements 10 ist vorzugsweise ein faserverstärkter Kunststoff, wobei es sich beispielsweise um Polyamid (PA) handelt, welcher mittels Verstärkungsfasern, insbesondere in Form von Glasfasern (GF), verstärkt ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kunststoff 20 um PA6-GF30.
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Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass jeweilige Blechkanten der Blecheinleger 12a–c mit dem Kunststoff 20 umspritzt werden. Der Frontendträger wird separat von der Karosserie des Personenkraftwagens hergestellt und im Rahmen der Herstellung des Personenkraftwagens an die Karosserie montiert.
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Das Querträgerelement 10 ist ein erstes Bauelement des Frontendträgers, welcher zweite Bauelemente in Form von ersten Anbauteilen umfasst, die vorliegend als Stützelemente beziehungsweise Strebenelemente 22 und 24 ausgebildet sind. Im Rahmen des Baukastensystems sind ferner dritte Bauelemente in Form von zweiten Anbauteilen vorgesehen, welche als zweite Stützelemente beziehungsweise Strebenelemente 26 und 28 ausgebildet sind. Während das Querträgerelement 10 bauvariantenübergreifend ist, sind die Strebenelemente 22 und 24 und die Strebenelemente 26 und 28 jeweils bauvariantenspezifisch und in Abhängigkeit von der Bauvariante des Frontendträgers mit dem Querträgerelement 10 verbindbar. Mit anderen Worten werden zur Herstellung einer ersten der Bauvarianten des Frontendträgers die Strebenelemente 22 und 24 mit dem Querträgerelement 10 verbunden. Zur Realisierung einer zweiten der Bauvarianten werden hingegen anstelle der Strebenelemente 22 und 24 die Strebenelemente 26 und 28 mit dem Querträgerelement 10 verbunden. Im fertig hergestellten Zustand der jeweiligen Bauvariante erstrecken sich die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und dabei in Fahrzeughochrichtung nach unten vom Querträgerelement 10 weg.
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Im fertig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens insgesamt ist beispielsweise der Frontendträger über die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 an einer darunter angeordneten und insbesondere als Längsträgerebene ausgebildeten Lastebene abgestützt, wobei der Frontendträger über die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 beispielsweise an jeweiligen Längsträgerelementen der Lastebene abgestützt ist.
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Dabei ist anhand von 1 bis 7 eine erste Ausführungsform des Frontendträgers veranschaulicht. Im Rahmen des Baukastensystems sind die Strebenelemente 22 und 24 sowie 26 und 28 bauvariantenspezifisch. Dies bedeutet, dass für alle Bauvarianten das gleiche Querträgerelement 10 verwendet wird, wobei die Variantenbildung durch die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 erfolgt. Dies bedeutet, dass sich die Bauvarianten unterscheiden, wobei diese Unterschiede insbesondere durch die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 derart realisiert werden, dass sich die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen, insbesondere hinsichtlich ihrer in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Höhe, voneinander unterscheiden. Dadurch, dass sich die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 im fertig hergestellten Zustand des Frontendträgers zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung erstrecken, werden die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 auch als Z-Streben oder Vertikalstreben bezeichnet.
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In 4 ist in einer schematischen perspektivischen Vorderansicht das Strebenelement 24 gezeigt, wobei in 5 in einer schematischen perspektivischen Vorderansicht das Strebenelement 28 gezeigt ist. Im Gegensatz zum Strebenelement 24 weist das Strebenelement 28 einen Zwischenbereich 30 auf, woraus eine gegenüber dem Strebenelement 24 größere, in Fahrzeughochrichtung verlaufende Höhe des Strebenelements 28 resultiert. Dadurch kann beispielsweise die zweite Bauvariante des Frontendträgers für Fahrzeugausführungen mit einer großen Höhe und die erste Bauvariante für Fahrzeugausführungen mit dem gegenüber geringerer Höhe genutzt werden. Dies bedeutet, dass die Variantenbildung des Frontendträgers für unterschiedlich hohe Fahrzeugausführungen über die unterschiedlich hohen Vertikalstreben (Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28) realisiert wird. Hierbei ist der Obergurt (Querträgerelement 10) bei allen Bauvarianten gleich. Der Obergurt kann beispielsweise in einem Zustand transportiert werden, in welchem die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 noch nicht an den Obergurt angebunden sind. Somit ist der Obergurt wenig ausladend und kompakt und kann somit einfach transportiert werden. Die jeweilige Fahrzeugvariante wird im Rahmen der Montage des Frontendträgers erzeugt, in dem dann die jeweiligen Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 an den Obergurt montiert werden. Die Strebenelemente 22, 24, 26 und 28 sind jeweils separat voneinander und separat vom Querträgerelement 10 ausgebildet und werden – je nach Bauvariante – nach ihrer voneinander unabhängigen und vom Querträgerelement 10 unabhängigen Herstellung mit dem Querträgerelement 10 verbunden.
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Aus 4 und 5 ist am Beispiel der Strebenelemente 24 und 28 zu erkennen, dass die Verbindung des Querträgerelements 10 mit den Strebenelementen 24 und 28 und somit mit den Strebenelementen 22 und 26 über eine jeweilige Anbindungsgeometrie 32 der Strebenelemente 24 beziehungsweise 28 erfolgt, wobei die Anbindungsgeometrie 32 auch als Schnittstelle bezeichnet wird, über welche das jeweilige Strebenelement 22, 24, 26 und 28 an das Querträgerelement 10 angebunden wird. Hierbei ist die Anbindungsgeometrie 32 bei allen Strebenelementen 22, 24, 26 und 28 identisch, sodass die Strebenelemente 22 und 24 beziehungsweise 26 und 28 trotz ihrer genannten Unterschiede auf gleiche und somit einfache Weise an das Querträgerelement 10 angebunden werden können. Durch eine solche geeignete Anbindungsgeometrie 32 kann eine eindeutige Montage der Vertikalstreben an den Obergurt ermöglicht werden. Eine Übertragung von Kräften kann durch entsprechende Ausgestaltung und Materialauswahl sowie Abstimmung der Schnittstelle erfolgen, um Toleranzanforderungen im Zusammenbau des Frontendträgers zu erfüllen.
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Aufgrund der genannten separaten Ausgestaltung beziehungsweise Herstellung des Querträgerelements 10 und der jeweiligen Strebenelemente 22, 24, 26 und 28 können die Bauelemente für sich betrachtet mit einer geringen Komplexität hergestellt und auf einfache und kostengünstige Weise transportiert werden. Vorzugsweise sind die Vertikalstreben aus einem anderen Werkstoff als das Querträgerelement 10 hergestellt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vertikalstreben aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem faserverstärktem Kunststoff, gebildet sind. Bei dem faserverstärkten Kunststoff handelt es sich beispielsweise um Polypropylen (PP), welcher Verstärkungsfasern, insbesondere in Form von Glasfasern, aufweist. Bei dem faserverstärktem Kunststoff für die Vertikalstreben kann es sich beispielsweise um PPGF30 handeln. Aufgrund der separaten Herstellung der Bauelemente ist es ferner möglich, eine Variantenbildung des jeweiligen Personenkraftwagens erst mit der Herstellung des Frontendträgers zu schaffen, welcher auch als Frontendmodul bezeichnet wird.
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Ferner sind aus 4 und 5 Verbindungselemente 25 der Strebenelemente 24 beziehungsweise 28 erkennbar, wobei die Verbindungselemente 25 beispielsweise Kunststoffmuttern oder Metallgewindeeinsätze als Einlegeteile sind. Darüber hinaus sind jeweilige Einlegeteile in Form von Stützbuchsen 27 auf Metall vorgesehen.
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Aus 6 und 7 ist besonders gut erkennbar, dass am Querträgerelement 10 wenigstens ein Verbindungselement 34 und am jeweiligen Strebenelement 22, 24, 26 und 28 jeweils wenigstens ein zweites Verbindungselement 36 vorgesehen ist. Dabei ist die jeweilige Vertikalstrebe über die korrespondierenden Verbindungselemente 34 und 36 mit dem Querträgerelement 10 verbunden. Zur Realisierung einer besonders einfachen Montage des Frontendträgers selbst weist das Verbindungselement 34 des Querträgerelements 10 Aufnahmen 38 auf, wobei das jeweilige Verbindungselement 36 der entsprechenden Vertikalstrebe – wie in 7 am Beispiel des Strebenelements 28 zu erkennen ist – mit den Aufnahmen 38 korrespondierende Formschlusselemente 40 aufweist, welche unter Verbinden der Vertikalstrebe mit dem Querträgerelement 10 zumindest teilweise in eine Steckrichtung in die jeweilige Aufnahmen 38 eingesteckt sind. Bezogen auf den fertig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens verläuft die Steckrichtung vorliegend zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung), wobei die Formschlusselemente 40 in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten in die korrespondierenden Aufnahmen 38 eingesteckt werden.
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Aus 6 ist ferner besonders gut erkennbar, dass das Verbindungselement 36, welches zur Anbindungsgeometrie 32 gehört, ferner ein Rastelement 42 mit Rastnasen 44 aufweist. Damit korrespondierend ist am Querträgerelement 10 ein Rastelement 46 in Form einer Rastaufnahme vorgesehen, wobei das Rastelement 46 mit den Rastnasen 44 verrastet ist und somit formschlüssig zusammenwirkt. Dabei hintergreifen die Rastnasen 44 bezogen auf die Steckrichtung jeweilige Wandungsbereiche der Rastaufnahme. Aus 6 und 7 ist besonders gut erkennbar, dass das Verbindungselement 34 des Querträgerelements 10 durch den Kunststoff 20 des Querträgerelements 10 gebildet ist. Dabei wird das Verbindungselement 34 im Rahmen des Spritzgießverfahrens hergestellt, in dessen Rahmen zumindest die Blecheinleger 12a–c, vorzugsweise die Blecheinleger 12a–d, mit dem Kunststoff 20 versehen werden. Analog dazu ist das Verbindungselement 36 der jeweiligen Vertikalstrebe durch den Kunststoff der jeweiligen Vertikalstrebe gebildet. Zusätzliche und separate Verbindungselemente beziehungsweise Befestigungselemente zum Verbinden der Bauelemente sind somit nicht vorgesehen und nicht erforderlich, sodass eine einfache Montage dargestellt werden kann. Diese einfache Montage und die Halterung des jeweiligen Strebenelements 22, 24, 26 und 28 am Querträgerelement 10 erfolgt durch eine Rastverbindung, welche auch als Clips- oder Schnappverbindung bezeichnet und durch die Rastelemente 42 und 46 gebildet wird. Hierbei ist die Realisierung einer Handmontage ebenso möglich wie eine automatisierte Montage der Vertikalstrebe an das Querträgerelement 10.
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Die Verbindung zwischen der jeweiligen Vertikalstreben und dem Obergurt (Querträgerelement 10) ist vorzugsweise reversibel, das heißt zerstörungsfrei lösbar, sodass die Vertikalstreben beispielsweise zum Zwecke einer Wartung oder eines Austauschs auf einfache Weise vom Querträgerelement 10 demontiert werden können. Insgesamt ermöglichen die Vertikalstreben und ihre separate Herstellung eine einfache Fahrzeugvariantenbildung, wobei lediglich die Vertikalstreben, nicht jedoch das Querträgerelement 10, geändert werden müssen, da dieses für unterschiedliche Bauvarianten verwendet werden kann. Hierdurch können auch Werkzeugänderungskosten gering gehalten werden.
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Zum Verrasten beziehungsweise Verklipsen der Vertikalstrebe, das heißt vorliegend dem Strebenelement 28 mit dem Querträgerelement 10 werden die Rastnasen 44 durch eine Durchgangsöffnung 48 der Rastaufnahme (Rastelement 46) hindurchgesteckt, wobei die Verbindungselemente 34 und 36 bezogen auf die Steckrichtung hinter der Durchgangsöffnung 48 miteinander verrastet sind.
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8 bis 11 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform des Frontendträgers. Bei der zweiten Ausführungsform ist eine der Aufnahmen 38 als die Durchgangsöffnung 48 ausgebildet, in welche beziehungsweise durch welche das korrespondierende Rastelement 42 mit der Rastnase 44 des Verbindungselements 36 gesteckt wird. Auch die andere Aufnahme 38 ist als weitere Durchgangsöffnung 50 ausgebildet, wobei das Formschlusselement 40 als weiteres Rastelement mit besonders gut aus 8 erkennbaren, weiteren Rastnasen 52 ausgebildet ist. Auch das Formschlusselement 40 mit den Rastnasen 52 wird durch die Durchgangsöffnung 50 (Aufnahme 38) hindurch gesteckt, sodass die Rastnasen 52 die Durchgangsöffnung 50 begrenzende Wandungsbereiche hintergreifen können. Durch die Aufnahme 38 ist somit ein weiteres Rastelement in Form einer weiteren Rastaufnahme gebildet, wobei das weitere Rastelement mit dem Formschlusselement 40 mit den Rastnasen 52 verrastet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012021746 A1 [0002]
