DE112007000439B4 - Kraftfahrzeug-Fronteinheit mit einem Bauteil zur Befestigung an einem Träger - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Fronteinheit mit einem Bauteil zur Befestigung an einem Träger.
- Die
EP 1 232 932 A1 zeigt einen Träger für die Fronteinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Trägerteil zur Verbindung mit den Kotflügeln und dem Fahrgestell des Kraftfahrzeugs (vgl. die Trägerteile7 und13 der1 und2 derEP 1 232 932 A1 ). An dem Trägerteil wird ein Fassungsteil zur Aufnahme einer Scheinwerfereinheit und zur Verbindung mit einem Stoßfänger befestigt (vgl. hierzu das Fassungsteil43 , die Scheinwerfereinheit21 , den Stoßfänger19 und die Führung45 zur Befestigung des Fassungsteils an dem Trägerteil, wie in den Figuren derEP 1 232 932 A1 dargestellt). - Bei dem aus der
EP 1 232 932 A1 bekannten Stand der Technik tritt das Problem auf, dass aufgrund der relativ großen Maßtoleranzen des Rohbaus einer Kraftfahrzeugkarosserie, an der die Fronteinheit zu montieren ist, bei der Montage Passungsprobleme auftreten können. Hierdurch kann das sogenannte Fugenbild, insbesondere hinsichtlich der Fugen zwischen dem Stoßfänger und der Scheinwerfereinheit und zwischen der Scheinwerfereinheit und der Frontklappe, sowie zwischen dem Stoßfänger und der Frontklappe beeinträchtigt werden. - Weitere ähnliche Fronteinheiten sind aus der
FR 2 809 061 A1 DE 199 46 995 A1 bekannt geworden. - Ferner ist aus der
DE 600 00 006 T2 ein Frontzusammenbau für ein Fahrzeug mit einer Tragstruktur und einem Scheinwerfer bekannt, wobei der Scheinwerfer an der Tragstruktur zwischen einer vormontierten und einer endmontierten Position um eine geneigte Achse drehbar befestigt ist. - Aus der
EP 1 036 730 A2 ist ein Verfahren zur toleranzgenauen Montage von Bestandteilen eines Kraftfahrzeug-Vorderwagens bekannt. Hierbei kann eine Vielzahl von sich gegenseitig beeinflussenden Toleranzen berücksichtigt werden. - Die
DE 20 2006 001 307 U1 offenbart einen Kraftfahrzeug-Längsträger und eine Kraftfahrzeug-Fronteinheit mit einem Stoßfänger-Querträger und beidseitig an dem Stoßfänger-Querträger angeordneten Flanschen, wobei die Flansche Befestigungsmittel zur Befestigung der Kraftfahrzeug-Fronteinheit an den Kraftfahrzeug-Längsträgern in Fahrzeug-X- und Y-Richtung aufweisen. - Aus der
US5713707A ist eine U-förmige Nuss bekannt.EP497084A1 US2378258A beschreibt ein Befestigungselement aus Federstahl.GB1311046A WO02/099293A1 DE102004032802A1 offenbart ein Verbindungselement zum Verbinden eines Crashabsorbers mit einem vorderen Längsträger. - Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Bauteil zur Befestigung an einem Träger sowie ein verbessertes Verfahren zur Montage eines Bauteils an einem Träger zu schaffen.
- Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Erfindungsgemäß wird eine Kraftfahrzeug-Fronteinheit gemäß Anspruch 1 geschaffen.
- Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen zur Befestigung der Kraftfahrzeug-Fronteinheit, das heißt eines sogenannten Frontend Moduls, an den Kraftfahrzeug-Längsträgern.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verschraubung in Fahrzeug-Y- oder Z-Richtung, wobei sich die Anschlagfläche und die Stirnfläche im wesentlichen in Fahrzeug-X-Richtung aufeinander zu bewegen. Dadurch kann auch bei nicht unerheblichen Toleranzen der Kraftfahrzeug-Längsträger in X-Richtung ein bündiges Anliegen der Anschlagfläche an der Stirnfläche des Trägers gewährleistet werden. Ein solches bündiges Anliegen ist insbesondere für die Crash-Sicherheit des Kraftfahrzeugs vorteilhaft.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Bauteil um einen Flansch, wie zum Beispiel einen Befestigungsflansch zur Befestigung eines Stoßfänger-Querträgers einer Kraftfahrzeug-Fronteinheit an einem der Kraftfahrzeug-Längsträger.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Befestigungselement an einem oder mehreren seiner Biegeradien eine oder mehrere Ausnehmungen, die die Verformung des Befestigungselements bei Herstellung der Schraubverbindung erleichtern.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die ein oder mehreren Ausnehmungen schlitzförmig ausgebildet. Vorzugsweise verläuft eine schlitzförmige Ausnehmung im wesentlichen entlang einer Biegelinie.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungselement polygonartig ausgebildet, wie zum Beispiel parallelogrammartig oder trapezartig.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung trägt das Befestigungselement ein Gewinde, insbesondere eine Schraubenmutter, zur Herstellung der Schraubverbindung.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Befestigungselement eine Seitenfläche, die vor Herstellung der Schraubverbindung von dem Schenkel, an dem das Befestigungselement angeordnet ist, entfernt ist. Durch die Herstellung der Schraubverbindung wird die Seitenfläche in Richtung auf den Schenkel zu bewegt.
- In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Fronteinheit mit einem Bauteils an einem Träger, mit folgenden Schritten: Einbringen des Trägers in den Aufnahmebereich des Bauteils, Herstellung einer Schraubverbindung durch die ersten und zweiten Langlöcher und das Durchgangsloch, wobei die Flanke des Befestigungselements auf den einen der Schenkel hingebogen wird, wodurch sich die Anschlagfläche und eine Stirnfläche des Trägers im wesentlichen in der zweiten Richtung aufeinander zu bewegen, bis die Anschlagfläche die Stirnfläche des Trägers erreicht.
- Im weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fronteinheit, -
2 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils in einer Montageposition, -
3 die Ansicht der2 nach Beendigung der Montage, -
4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungselements, -
5 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements der4 , -
6 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils und eines Trägers vor der Montage, -
7 die Ansicht der6 in einer Montageposition, -
8 eine Detailansicht der7 in der Montageposition mit eingeführter Schraube, -
9 die Ansicht der8 nach dem Anziehen der Schraube. - Elemente der nachfolgenden Ausführungsformen, die einander entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
- Die
1 zeigt schematisch das Koordinatensystem eines Kraftfahrzeugs100 . Als X-Richtung wird hier die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs, d.h. dessen Längsachse, bezeichnet, als Y-Richtung die senkrecht dazu stehende horizontale Richtung und als Z-Richtung die vertikale Richtung. - Das Kraftfahrzeug
100 hat an seinem vorderen Ende eine Fronteinheit102 , die auch als Frontend Modul bezeichnet wird. Die Fronteinheit102 wird an dem Rohbau des Kraftfahrzeugs100 durch Verschraubung in Y- und / oder Z-Richtung befestigt. Die Befestigung kann dabei an dem sogenannten Crash-Management-System der Kraftfahrzeug-Fronteinheit102 erfolgen. Das Crash-Management-System beinhaltet im Allgemeinen den Stoßfänger-Querträger und weitere zum Beispiel Energie absorbierende Elemente. - Die
2 zeigt schematisch einen Träger104 , wie zum Beispiel einen Kraftfahrzeug-Längsträger. Der Träger104 hat ein in Y-Richtung verlaufendes Durchgangsloch106 , durch welches eine Schraube108 hindurchgeführt werden kann. - Die
2 zeigt ferner einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils110 . Bei dem Bauteil110 kann es sich beispielsweise um einen Flansch zur Befestigung der Fronteinheit102 (vgl.1 ) an dem Träger104 handeln, beispielsweise zur Befestigung des Stoßfänger-Querträgers des Crash-Management-Systems. - Das Bauteil
110 hat einen Schenkel112 und einen Schenkel114 . Die Schenkel112 und114 liegen einander gegenüber und bilden einen Aufnahmebereich116 für einen Endbereich des Trägers104 . Die Schenkel112 und114 haben jeweils Langlöcher118 und120 . Die Langlöcher118 und120 liegen einander gegenüber und verlaufen im wesentlichen in X-Richtung. - Der Aufnahmebereich
116 wird durch eine Anschlagfläche122 abgeschlossen. Die Anschlagfläche122 soll nach der Montage möglichst an der Stirnfläche124 des Trägers104 anliegen. - An dem Schenkel
114 ist ein Befestigungselement126 angeordnet. Das Befestigungselement hat eine Flanke128 , die von dem Schenkel114 schräg absteht, so dass die Flanke entlang der X-Richtung verläuft. - Die Flanke
128 trägt eine Seitenfläche130 des Befestigungselements126 . Die Seitenfläche130 ist in der gezeigten Montageposition von dem Schenkel114 durch die Flanke128 beabstandet. Die Seitenfläche130 hat ein Befestigungsloch132 zur Hindurchführung der Schraube108 . - Zur Montage wird das Bauteil
110 soweit in X-Richtung auf den Träger104 geschoben, bis das Durchgangsloch106 und das Befestigungsloch132 auf einer Linie liegen, so dass die Schraube106 durch das Langloch118 , das Durchgangsloch106 , das Langloch120 und das Befestigungsloch132 hindurch geschoben werden kann. Der Schraubenkopf134 der Schraube108 liegt dann auf dem Langloch118 auf, während das Schraubengewinde136 der Schraube108 mit einer Schraubenmutter138 verschraubt wird. - Die Schraubenmutter
138 kann oberhalb des Befestigungslochs132 auf der Seitenfläche130 angeschweißt sein. Alternativ kann das Befestigungsloch132 ein Innengewinde zur Verschraubung mit dem Schraubengewinde136 aufweisen. - Beim Festziehen der Schraube
108 bewegt sich die Seitenfläche130 zwangsläufig in Y-Richtung auf den Schenkel114 zu, wobei die Flanke128 in Richtung140 um die Biegelinie142 ebenfalls auf den Schenkel114 zu bewegt wird. Die Biegelinie142 ist dabei im Bereich des Übergangs der Flanke128 in den Schenkel114 ausausgebildet. - Durch das Verbiegen der Flanke
128 um die Biegelinie142 bewegen sich die Anschlagfläche122 und die Stirnfläche124 in X-Richtung aufeinander zu, bis die Anschlagfläche122 auf der Stirnfläche124 aufliegt. Dabei bewegt sich die Schraube108 entlang der Langlöcher118 und122 , wobei sich gleichzeitig die Seitenfläche130 in Y-Richtung auf das Durchgangsloch106 zu bewegt. - Die
3 zeigt das Bauteil110 und den Träger104 , nachdem die Schraube108 vollständig angezogen worden ist. In dieser Position hat sich das Bauteil110 soweit auf den Träger104 in X-Richtung zu bewegt, dass die Anschlagfläche122 an der Stirnfläche124 anliegt. Die Flanke128 ist dabei soweit um die Biegelinie142 gebogen worden, dass sie im wesentlichen vollständig auf dem Schenkel114 aufliegt. Die Position der Schraube108 ist während dieses Vorgangs relativ zu dem Träger104 im wesentlich fix, da sich die Schraube108 in dem Durchgangsloch106 des Trägers104 befindet. Dementsprechend bewegt sich die Schraube innerhalb des Bauteils110 in X-Richtung auf die jeweils andere Begrenzung der Langlöcher118 und120 zu, wie in der3 gezeigt. - Die Länge der Flanke
128 kann so gewählt sein, dass diese nach dem Festziehen der Schraube108 im wesentlichen flach auf dem Schenkel114 aufliegt, so wie in der3 dargestellt. In diesem Fall haben sich die Anschlagfläche122 und die Stirnfläche124 etwa um den Betrag b-a aufeinander zu bewegt, wobei b die Länge der Flange128 und a deren ursprüngliche Erstreckung in X-Richtung ist (vgl.1 ). - Wenn die Länge b der Flanke
128 etwas länger ist als Δx +a, wobei Δx der ursprüngliche Abstand zwischen der Anschlagfläche122 und der Stirnfläche124 in der Montageposition ist, so legt sich die Flanke128 nicht an den Schenkel144 , sondern bleibt nach oben gewölbt, so dass die Anschlagfläche122 mit der dadurch hervorgerufenen Spannung an die Stirnfläche124 gepresst wird. - Die
4 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Befestigungselements126 . Das Befestigungselement126 hat eine Basis, die durch den Schenkel114 gebildet wird. Der Schenkel114 endet mit einem abgewinkelten Ansatz144 , mit dem das Befestigungselement126 an dem Bauteil110 verschweißt werden kann, um so den Aufnahmebereich116 zu bilden. - In etwa parallel zu der Flanke
128 hat das Befestigungselement126 eine weitere Flanke146 . Zwischen der Flanke146 und der Seitenfläche130 wird daher eine weitere Biegelinie148 gebildet. Die durch den Schenkel114 , die Flanken128 und146 sowie die Seitenfläche130 gebildete geometrische Form ist hier in etwa parallelogrammartig. An ihrem an das obere Ende der Flanke128 angrenzenden Ende ist das Befestigungsloch132 der Seitenfläche ausgebildet (vgl.2 und3 ); oberhalb des Befestigungslochs132 ist die Schraubenmutter138 auf der Seitenfläche130 aufgeschweißt. - Alternativ kann die Flanke
146 auch eine andere Orientierung haben, so dass die durch den Schenkel114 , die Flanken128 ,146 und die Seitenfläche130 gebildete geometrische Form beispielsweise in etwa trapezförmig sein kann. - Die
5 zeigt das Befestigungselement126 in der Ausführungsform der4 in perspektivischer Darstellung. Wie in der5 dargestellt, hat das Befestigungselement126 entlang seiner Biegelinie148 eine schlitzförmige Ausnehmung150 , die das Verbiegen der Flanke146 um die Biegelinie148 bei der Herstellung der Schraubverbindung erleichtert. Eine entsprechende Ausnehmung152 ist auch an der anderen Biegelinie142 ausgebildet. - Die
6 zeigt eine perspektivische Darstellung des Bauteils110 mit dem daran verschweißten Befestigungselement126 der Ausführungsformen der4 und5 . Ferner zeigt die6 eine Ausführungsform des Trägers104 , der einen in Z-Richtung verlaufenden Schenkel154 und einen in Y-Richtung verlaufenden Schenkel156 aufweist. Das Durchgangsloch106 des Trägers104 verläuft in Y-Richtung durch den Schenkel154 hindurch. Der Schenkel154 hat beispielsweise eine Dicke von 2 mm bei einer Toleranz in Y-Richtung von ± 3 mm. Dementsprechend ist das Befestigungselement126 so mit seinem Ansatz144 an dem Bauteil110 festgeschweißt, dass sich ein Abstand von ebenfalls ca. 8 mm zwischen den Schenkeln112 und114 ergibt. Die Ausdehnung des Aufnahmebereichs116 in Y-Richtung ist also entsprechend der Dicke und der Toleranz des Trägers104 in der Y-Richtung gewählt. - Alternativ zu der in der
6 dargestellten Ausführungsform kann das Durchgangsloch106 auch durch den Schenkel156 in Z-Richtung verlaufen, wenn das Befestigungselement126 und der Schenkel112 ebenfalls um 90° gedreht angeordnet sind, so dass die Schenkel112 und114 in der X-, Y-Ebene liegen. - Die
7 zeigt das Bauteil110 mit dem Befestigungselement126 sowie den Träger104 in der Ausführungsform der6 in einer Montageposition, nachdem der Schenkel154 des Trägers104 in den zwischen den Schenkeln112 und114 gebildeten Aufnahmebereich116 eingeführt worden ist, und zwar so, dass die Schraube108 durch das Langloch118 , das Durchgangsloch106 , das Langloch120 und das Befestigungsloch132 hindurch geführt werden kann, um mit der Schraubenmutter138 verschraubt zu werden. - Die
8 zeigt die Anordnung der7 in einer Draufsicht, nachdem die Schraube108 in die Schraubenmutter138 eingeschraubt worden ist. In dieser Position haben die Anschlagfläche122 des Bauteils110 und die Stirnfläche124 des Trägers104 einen Abstand von Δx, der eine relativ große Toleranz von z.B. einigen Millimetern aufweisen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich bei dem Träger104 um den Längsträger eines Kraftfahrzeugs handelt, da die Längsträger eines Kraftfahrzeugs in dem Kraftfahrzeug-Rohbau üblicherweise relativ große Toleranzen sowohl in X- als auch in Y-Richtung aufweisen können. Zum Ausgleich von Toleranzen in Z-Richtung können die Langlöcher118 und122 zusätzlich Spiel in Z-Richtung zulassen und / oder es können weitere Maßnahmen zum Toleranzausgleich in Z-Richtung vorgesehen sein. - Die
9 zeigt die Anordnung der8 , nachdem die Schraube108 festgezogen worden ist. Beim Festziehen der Schraube108 wird die Flanke128 in Richtung144 auf den Schenkel114 hin gebogen, wobei die Schraube108 relativ zu dem Träger104 im Wesentlichen ortsfest bleibt, da das Durchgangsloch106 nur eine relativ kleine Toleranz aufweist, und dadurch als Fixpunkt dient. Im Ergebnis wird also durch das Festziehen der Schraube der Schenkel114 in X-Richtung so gezogen, dass sich der Abstand Δx verkürzt, bis schließlich die in der9 gezeigte Lage erreicht ist. - Bezugszeichenliste
-
- 100
- Kraftfahrzeug
- 102
- Fronteinheit
- 104
- Träger
- 106
- Durchgangsloch
- 108
- Schraube
- 110
- Bauteil
- 112
- Schenkel
- 114
- Schenkel
- 116
- Aufnahmebereich
- 118
- Langloch
- 120
- Langloch
- 122
- Anschlagfläche
- 124
- Stirnfläche
- 126
- Befestigungselement
- 128
- Flanke
- 130
- Seitenfläche
- 132
- Befestigungsloch
- 134
- Schraubenkopf
- 136
- Schraubengewinde
- 138
- Schraubenmutter
- 140
- Richtung
- 142
- Biegelinie
- 144
- Ansatz
- 146
- Flanke
- 148
- Biegelinie
- 150
- Ausnehmung
- 152
- Ausnehmung
- 154
- Schenkel
- 156
- Schenkel
Claims (12)
- Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) mit einem Bauteil (110) zur Befestigung an einem Träger (104), wobei der Träger in einem Endbereich ein in einer ersten Richtung verlaufendes Durchgangsloch (106) aufweist, mit - einem ersten Schenkel (112) und einem zweiten Schenkel (114) zur Bildung eines Aufnahmebereichs (116) für den Endbereich des Trägers, wobei die ersten und zweiten Schenkel erste (118) und zweite (120) einander gegenüberliegende Langlöcher aufweisen, die in einer zweiten Richtung verlaufen, wobei die zweite Richtung im wesentlichen senkrecht zur der ersten Richtung ist, und wobei der Aufnahmebereich durch eine Anschlagfläche (122) abgeschlossen wird, - einen an einem der ersten oder zweiten Schenkel ausgebildeten Befestigungselement (126) zur Herstellung einer Schraubverbindung mit dem Träger durch die ersten und zweiten Langlöcher und das Durchgangsloch, wobei das Befestigungselement eine Flanke (128) aufweist, die von dem einen der Schenkel schräg absteht, wobei das Bauteil (110) so ausgebildet ist, dass die Flanke bei Herstellung der Schraubverbindung auf den einen der Schenkel hin gebogen wird, wodurch sich die Anschlagfläche und eine Stirnfläche des Trägers im in Wesentlichen der zweiten Richtung aufeinander zu bewegen.
- Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach
Anspruch 1 , wobei das Befestigungselement zumindest eine Biegelinie (142, 148) mit zumindest einer Ausnehmung (150, 152) aufweist. - Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach
Anspruch 2 , wobei die Ausnehmung schlitzförmig ist. - Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach
Anspruch 1 ,2 oder3 , wobei das Befestigungselement polygonartig ausgebildet ist. - Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigungselement parallelogrammartig ausgebildet ist.
- Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis4 , wobei das Befestigungselement trapezförmig ausgebildet ist. - Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigungselement ein Gewinde zur Herstellung der Schraubverbindung aufweist.
- Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Seitenfläche (130) des Befestigungselements, die von der Flanke (128) getragen wird, und die vor Herstellung der Schraubverbindung von dem einen der Schenkel (114) entfernt ist, wobei durch die Seitenfläche hindurch ein Befestigungsloch (132) für die Herstellung der Schraubverbindung verläuft.
- Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich um einen Flansch handelt.
- Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Träger um einen Kraftfahrzeug-Längsträger handelt.
- Verfahren zur Montage einer Kraftfahrzeug-Fronteinheit (102) mit einem Bauteil (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an einem Träger (104), mit folgenden Schritten: - Einbringen des Trägers in den Aufnahmebereich (116) des Bauteils, - Herstellung einer Schraubverbindung durch die ersten und zweiten Langlöcher und das Durchgangsloch, wobei die Flanke (128) des Befestigungselements auf den einen der Schenkel (114) hingebogen wird, wodurch sich die Anschlagfläche (122) und die Stirnfläche (124) des Trägers im wesentlichen in der zweiten Richtung aufeinander zu bewegen, bis die Anschlagfläche die Stirnfläche des Trägers erreicht.
- Verfahren nach
Anspruch 11 , wobei es sich bei dem Träger um einen Kraftfahrzeug-Längsträger handelt.
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