DE19628968A1 - Vorbaustruktur für einen Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorbaustruktur für einen Personen­ kraftwagen mit einem Frontend, das eine obere und eine untere Querträgeranordnung aufweist und das mit wenigstens zwei Vorbau­ längsträgern verbindbar ist.

Eine bei Personenkraftwagen allgemein bekannte Vorbaustruktur weist ein Frontend auf, das auf Höhe der vorderen Stirnenden von zwei Vorbaulängsträgern einen Stoßfängerbiegeträger sowie als Kühlerbrücke zur Halterung einer Kühleranordnung eine obere Querträgeranordnung aufweist. Die bekannte Vorbaustruktur wird insbesondere im Bereich des Frontends aus einer Vielzahl von Einzelteilen als tragende Blechkonstruktion aufgebaut.

Es ist auch bekannt (FR 2 615 156 A1) ein kastenartiges Vorbau- Modul vorzusehen, das Aussparungen auf Höhe eines Kühlers sowie im Bereich von zwei Frontscheinwerfern aufweist. An dieses Bau­ teil ist von vorne ein Stoßfängerbiegeträger ansetzbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorbaustruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegenüber bekannten Vorbaustruk­ turen in ihrem Aufbau wesentlich vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Frontend ein einstückiges, sich über die obere und die untere Querträgeranordnung erstreckendes Trägerbauteil aufweist, das zumindest auf Höhe der beiden Querträgeranordnungen schalenförmig profiliert ist, wobei auf die schalenförmigen Profilierungen zur Bildung kastenförmi­ ger Querträgerprofile Schließprofile aufsetzbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein äußerst einfach auf­ gebautes Frontend geschaffen, da in dem Trägerbauteil sowohl die als Kühlerbrücke dienende obere Querträgeranordnung als auch die als Stoßfängerbiegeträger dienende untere Querträgeranordnung bereits integriert sind. Durch das Vorsehen eines sich über bei­ de Querträgerebenen erstreckenden einstückigen Trägerbauteiles werden alle Anbaumaße über die gesamte Höhe des Frontends exakt definiert, wodurch ein einfacher und immer gleichbleibender An­ bau aller Anbauteile gewährleistet ist. Beim Stand der Technik hingegen erfolgte der Zusammenbau des Frontends aus einer Viel­ zahl von einzelnen Blechteilen, bei denen auf exakte Toleranzen Rücksicht genommen werden mußte, wodurch der Zusammenbau ent­ sprechend erschwert wurde. Derartige Toleranzen ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Lösung durch die einstückige Gestaltung über beide Querträgerebenen nicht mehr. Durch die Bildung der kastenförmigen Querträgerprofile wird eine ausreichende Festig­ keit erzielt, die die Erfüllung aller Crash-Funktionen gewähr­ leistet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerbauteil in Fahr­ zeuglängsrichtung geneigt angeordnet, wobei die obere Querträ­ geranordnung in Abstand hinter der unteren Querträgeranordnung ausgerichtet ist. Diese geneigte Anordnung schafft eine geradli­ nige Verbindung zwischen der oberen und der unteren Querträger­ ebene, wodurch die Auslegung des Trägerbauteils bezüglich der gewünschten Aufprallfestigkeiten weiter verbessert ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im Trägerbauteil auf Höhe der unteren Querträgeranordnung Aufnahmen für energie­ absorbierende Aufprallelemente integriert, die zwischen das Trä­ gerbauteil und die Vorbaulängsträger eingebunden werden. Diese sogenannten Crash-Boxen sind somit in einfacher Weise im Bereich der Aufnahmen an dem Trägerbauteil festlegbar und zumindest teilweise in das Trägerbauteil integrierbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im Trägerbauteil Befestigungspunkte für alle Anbauteile integriert. Dadurch wird bereits bei der Herstellung des Trägerbauteiles eine exakte Po­ sitionierung der Befestigungspunkte erzielt, wodurch das nach­ trägliche, unter Umständen fehlerhafte Vorsehen von Befesti­ gungspunkten entfällt. Auch diesbezüglich müssen dann keine To­ leranzen mehr beachtet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerbauteil in Blechbauweise hergestellt. Dadurch wird eine besonders kosten­ günstige Herstellung erzielt, die den wirtschaftlichen Einsatz auch bei der Fertigung von Großserien ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerbauteil als Preßbauteil hergestellt. Der wirtschaftliche Aufwand zur Herstellung des Trägerbauteils und damit der Vorbaustruktur wird dadurch weiter verringert.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von be­ vorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Frontends einer erfindungsgemäßen Vorbaustruktur,

Fig. 2 in einem schematischen Längsschnitt eine weitere Ausfüh­ rung eines Frontends einer erfindungsgemäßen Vorbaustruk­ tur, das ähnlich dem Frontend nach Fig. 1 ist und

Fig. 3 in ebenfalls schematischer Darstellung eine Draufsicht auf das Frontend nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1.

Ein Frontend (1) nach Fig. 1 ist Teil einer nicht dargestellten Vorbaustruktur für einen Personenkraftwagen, die zwei untere Vorbaulängsträger sowie zwei obere Vorbaulängsträger aufweist. Die unteren Vorbaulängsträger befinden sich etwa auf Höhe einer Stoßfängerebene und tragen insbesondere ein Antriebsaggregat und eine Vorderachsaufhängung. Die beiden oberen Längsträger dienen insbesondere zur Anordnung der seitlichen Karosserieteile und flankieren den oberen Bereich einer Fahrzeugkühleranordnung. Die Stirnenden der beiden unteren Vorbaulängsträger sowie die Stirn­ enden der beiden oberen Vorbaulängsträger sind an das stabile Frontend (1) kraftübertragend angeschlossen, wobei sich das Frontend (1) von der Ebene der beiden unteren Vorbaulängsträger bis zur Ebene der beiden oberen Vorbaulängsträger nach oben er­ streckt. Im Frontend (1) sind in nachfolgend näher beschriebener Weise eine untere Querträgeranordnung (3, 6) und eine obere Querträgeranordnung (4, 11) integriert. Die untere Querträgeran­ ordnung (3, 6) bildet beim dargestellten Ausführungsbeispiel ei­ nen Stoßfängerbiegeträger und verläuft auf Höhe der beiden unte­ ren Vorbaulängsträger. Die obere Querträgeranordnung (4, 11) verbindet die beiden oberen Vorbaulängsträger miteinander und dient als Kühlerbrücke, mit der die Fahrzeugkühleranordnung ver­ bindbar ist.

Das Frontend (1) wird in seiner wesentlichen Tragfunktion durch ein einstückiges Trägerbauteil (2) gebildet, das beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel als Blechpreßteil hergestellt ist. Das Trägerbauteil (2) weist auf Höhe der unteren Querträgeran­ ordnung und damit auf Höhe der unteren Vorbaulängsträger eine quer über die gesamte Breite des Trägerbauteils (2) verlaufende Profilschale (3) auf, die eine Hälfte des kastenförmigen Profils der unteren Querträgeranordnung darstellt. Die Profilschale (3) ist in Richtung der Vorbaulängsträger und damit entgegen der normalen Fahrtrichtung des Personenkraftwagens offen. Auf die Profilschale (3) ist von hinten eine korrespondierende Blech­ schale (6) aufsetzbar, die derart gestaltet ist, daß sich die Profilschale (3) und die Blechschale (6) jeweils halbschalenför­ mig zu einem geschlossenen Kastenprofil ergänzen. Die Verbindung erfolgt durch entsprechende Befestigungsflansche (7 und 8) ober­ halb und unterhalb der Profilschale (3) einerseits und an der Blechschale (6) andererseits. Die Verbindung erfolgt vorzugswei­ se durch Verschweißen im Bereich dieser Flansche. Die Verbin­ dungsebene zwischen der Profilschale und der Blechschale (6) verläuft zur Fahrzeuglängsrichtung geneigt, wobei sie von einem unteren Ende aus schräg nach oben und nach hinten in einem spit­ zen Winkel ansteigt. Das Trägerbauteil (2) erstreckt sich von der unteren Querträgeranordnung aus längs dieser Ebene schräg nach oben bis auf Höhe der oberen Querträgeranordnung (4, 11), die die oberen Vorbaulängsträger miteinander verbinden soll. Da­ bei weist das Trägerbauteil (2) zwei stabile Profilstege (5) auf (Fig. 3), die jeweils in Form eines Hutprofiles (Z) ausgebildet sind. Auch das Hutprofil (Z) ist zur Rückseite des Trägerbau­ teils (2) hin offen. Die beiden Profilstege (5) münden im Be­ reich der oberen Längsträgerebene in eine obere Querträgerschale (4), die ein dreieckiges und ebenfalls zur Rückseite hin offenes Profil aufweist. Auch die obere Querträgerschale (4) erstreckt sich wie die für die untere Querträgeranordnung vorgesehene Pro­ filschale (3) über die gesamte Breite des Trägerbauteils (2) und damit auch über die gesamte Breite des Frontends (1). Um auch für die obere Querträgeranordnung ein geschlossenes Kastenprofil zu erzielen, ist die Querträgerschale (4) auf ihrer Rückseite durch ein Schließblech (11) verschlossen, das sich über die ge­ samte Länge der Querträgerschale (4) erstreckt. Die beiden Pro­ filstege (5), die obere Querträgerschale (4) sowie die untere Profilschale (3) einschließlich der Befestigungsflansche (7) bilden das Trägerbauteil (2) und sind einstückig als Preßbauteil dargestellt. Es ist auch möglich, das Trägerbauteil (2) aus meh­ reren Einzelprofilen zu einer einteiligen Blechkonstruktion zu­ sammenzuschweißen, die die Gestaltung des Trägerbauteils nach den Fig. 1 und 3 aufweist.

Die untere Blechschale (6), die zusammen mit der Profilschale (3) die untere Querträgeranordnung bildet, erstreckt sich eben­ falls über die gesamte Länge der Profilschale (3) und damit über die gesamte Breite des Trägerbauteils (2). Auf Höhe der beiden Vorbaulängsträger ist die Blechschale (6) mit jeweils einer Be­ festigungsaufnahme für eine Crash-Box (9) versehen, die zwischen den jeweiligen Vorbaulängsträger und die untere Querträgeranord­ nung (3, 6) eingesetzt wird. Die Crash-Box (9) weist energieab­ sorbierende Aufprallelemente auf. In Verwendung mit der als Stoßfängerbiegeträger dienenden unteren Querträgeranordnung er­ möglicht die Crash-Box (9) bereits frühzeitig einen Energieabbau bei einem Frontalaufprall. Das gesamte Frontend (1) wird im Be­ reich der Rückseite der beiden Crash-Boxen (9) an jeweils einem Befestigungspunkt (10) lösbar mit den Stirnenden der Vorbau­ längsträger verbunden. Im Bereich der oberen Querträgeranordnung (4, 11) wird das Frontend (1) an die oberen Vorbaulängsträger angebunden. Bei dem Trägerbauteil (2) sind außerdem eine Viel­ zahl von Befestigungspunkten verteilt angeordnet, die zur Befe­ stigung der verschiedenen Anbauteile an das Frontend (1), wie Stoßfängerschalen, Karosserieteilen, Kühlergrill, Scheinwerfer­ gehäuse usw. dienen.

Das Frontend (1a) nach Fig. 2 entspricht in seinem wesentlichen Aufbau dem Frontend (1) nach Fig. 1. Auch das Frontend (1a) weist ein einstückiges Trägerbauteil (2a) auf, das sich von der unteren Längsträgerebene schräg nach oben bis zur oberen Längs­ trägerebene erstreckt und in dem schalenförmige Profilierungen (3a und 4a) für ein unteres kastenförmiges Querträgerprofil und für ein oberes kastenförmiges Querträgerprofil (3a, 6a; 4a, 11a) vorgesehen sind. Wesentlicher Unterschied zum Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 ist es, daß das Trägerbauteil (2a) nicht wie bei dem Frontend (1) nach Fig. 1 die Vorderseite, sondern die Rückseite des Frontends (1a) bildet. Aus diesem Grund ist auch die untere Querträgerprofilierung (3a) in Fahrtrichtung nach vorne hin offen gestaltet. Auch die obere Querträgerprofilierung (4a) ist nach vorne offen. Auf die beiden nach vorne offenen Querträgerprofile (3a und 4a) sind korrespondierend profilierte schalenartige Schließteile (6a, 11a) aufsetzbar, die das untere Querträgerprofil zu einem kastenförmigen Profil und das obere zu einem im wesentlichen dreieckigen Profil ergänzen. Eine Crash- Box (9a) ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 direkt an ent­ sprechende Aufnahmen der unteren Querträgerschale (3a) des Trä­ gerbauteils (2a) angebunden, wobei die Aufnahmen in der unteren Querträgerschale (3a) des Trägerbauteils (2a) integriert sind. Der Befestigungspunkt (10a) an der Rückseite jeder Crash-Box (9a) entspricht im wesentlichen dem Befestigungspunkt (10) nach Fig. 1, ist jedoch nicht - wie in Fig. 1 - mit einer vertikalen Befestigungsachse, sondern mit einer horizontalen Befestigungs­ achse versehen.

Claims (9)

1. Vorbaustruktur für einen Personenkraftwagen mit einem Fron­ tend, das eine obere und eine untere Querträgeranordnung auf­ weist und das mit wenigstens zwei Vorbaulängsträgern verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Frontend (1, 1a) ein einstückiges, sich über die obere und die untere Querträgeranordnung (4, 11; 4a, 11a; 3, 6; 3a, 6a) erstreckendes Trägerbauteil (2, 2a) aufweist, das zumindest auf Höhe der beiden Querträgeranordnungen schalenförmig profiliert ist, wobei auf die schalenförmigen Profilierungen (3, 4; 3a, 4a) zur Bildung kastenförmiger Querträgerprofile Schließprofile (6, 11; 6a, 11a) aufsetzbar sind.

2. Vorbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (2, 2a) in Fahrzeuglängsrichtung geneigt ange­ ordnet ist, wobei die obere Querträgeranordnung (4, 11; 4a, 11a) in Abstand hinter der unteren Querträgeranordnung (3, 6; 3a, 6a) ausgerichtet ist.

3. Vorbaustruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmigen Profilierungen (3a, 4a) des Trägerbauteils (2a) in Fahrtrichtung offen gestaltet sind.

4. Vorbaustruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmigen Profilierungen (3, 4) entgegen der Fahrt­ richtung offen gestaltet sind.

5. Vorbaustruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Trägerbauteil (2a) auf Höhe der unteren Querträgeranordnung (3a, 6a) Aufnahmen für energieabsorbierende Aufprallelemente (9a) integriert sind, die zwischen das Trägerbauteil (2a) und die Vorbaulängsträger eingebunden werden.

6. Vorbaustruktur nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Trägerbauteil (2, 2a) Befestigungspunkte für alle Anbauteile integriert sind.

7. Vorbaustruktur nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (2, 2a) zwei zueinander parallele, in vertika­ len Fahrzeuglängsebenen ausgerichtete und die obere sowie die untere schalenartige Profilierung (4, 3; 4a, 3a) miteinander verbindende steife Stegprofilierungen (5, 5a) aufweist.

8. Vorbaustruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (2, 2a) in Blechbauweise hergestellt ist.

9. Vorbaustruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (2, 2a) als Preßteil einstückig hergestellt ist.