DE19633033A1 - Vormontagesatz für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vormontagesatz für ein Kraftfahrzeug, dessen Insassenraum über eine Querwand von einem Aggregateraum abgetrennt ist.

Für derartige Kraftfahrzeuge sind Vormontagesätze in unterschiedlichster Zusammen­ setzung konzipiert worden. So zeigt beispielsweise schon die DE-PS 8 41 852 (63c/43-25) eine Querwand, an der aggregateraumseitig ein Lenkgehäuse, eine Vorderachse und eine Stoßstange zu einem an der Querwand befestigten Modul zusammengefaßt sind. Insassen­ raumseitig ist ein dort mit Kommandobrücke bezeichnetes Armaturenbrett samt Lenkrad und Pedalerie an der häufig auch als Spritzwand bezeichneten Querwand befestigt. Auf diesem Prinzip bauen Konzepte auf, wie sie beispielsweise in den Schriften EP-0 081 656-A2, EP-0 124 093-B1 und EP-0 253 159 (allesamt B62D 25/14) beschrieben werden. Das herausragende Merkmal aller dieser Vormontagesätze besteht darin, daß die Spritzwand bzw. Querwand als Aggregateträger dient. Dies führt da zu, daß der gesamte Vormontage­ satz zwar in vorteilhafter Weise außerhalb des Fahrzeugs und damit gut zugänglich kom­ plettiert werden kann, andererseits aber der dann komplettierte Vormontagesatz aufgrund seiner großen räumlichen Ausdehnung und seines erheblichen Gewichtes mit großem apparativen Aufwand in die Fahrzeugkarosserie einzubringen ist. Die Größe dieses Vor­ montagesatzes ist auch in logistischer Hinsicht sehr anspruchsvoll, weil entsprechend große Transportbehältnisse zur Verfügung gestellt werden müssen, um den Vormontage­ satz vom Komplettierungsort zur Fahrzeugendmontage hin zu befördern.

Während in den vorgenannten EP-Schriften die Zusammenfassung von Montagesätzen sich überwiegend auf den Insassenraum konzentrierte, ist in neuerer Zeit auch die Zusam­ menfassung von Funktionseinheiten im Aggregateraum näher in Betracht gezogen worden. Diesbezüglich wird auf die Schriften DE-43 41 355-A1 und DE-44 06 989-A1 (beide B62D 25/08) hingewiesen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Vormontagesätze für Kraftfahrzeuge unter Wahrung der vorstehend genannten Vorteile und Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile weiterzuentwickeln und insbesondere auch Maßnahmen vorzusehen, die im Vergleich zum Stand der Technik die Integration eines zahlenmäßig größeren Umfangs von Vormontageelementen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit Vormontagesätzen gemäß den Patentansprüchen 1 und/oder 2. Die darauf rückbezogenen Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindungsvarianten.

Gemäß einer ersten Erfindungsvariante wird also der Vormontagesatz in zwei getrennt voneinander vormontierbare Subsysteme aufgeteilt, die jeweils über eine eigene Tragstruk­ tur verfügen. Das erste Subsystem ist dem Insassenraum und das zweite Subsystem dem Aggregateraum des Kraftfahrzeugs zugeordnet. Über definierte Schnittstellen können beide Subsysteme mittels Kopplungselementen so verbunden werden, daß die in den einzelnen Subsystemen untergebrachten Funktionseinheiten miteinander verbunden und/oder zu­ sammengehalten werden. Auch die Tragstrukturen weisen Kopplungselemente auf, die beide Subsysteme mit vorzugsweise gegenseitiger Unterstützung zu einem stabilen Ge­ samtsystem zusammenfassen. Die den Insassenraum vom Aggregateraum abtrennende Querwand ist dabei integraler Bestandteil wenigstens einer der beiden Tragstrukturen oder ist abschnittsweise auf beide Tragstrukturen aufgeteilt. Abweichend zum Stand der Technik ist damit die Querwand nicht mehr der Aggregateträger für die diverse daran zu befesti­ gende Funktionseinheiten, sondern integraler Bestandteil der vorzugsweise durch einen spritzbaren Kunststoff hergestellten Tragstrukturen, an denen jeweils Aufnahmen für be­ stimmte Funktionseinrichtungen wie Lenkrad, Radio, Lautsprecher, Airbag, Belüftungsein­ richtung, Tachometer und elektrische Bedieneinrichtungen insassenraumseitig und für ei­ nen elektrischen Sicherungskasten, Bremskraftverstärker, Batterie, Wärmetauscheran­ schluß und Aufnahmegehäuse für elektronische Steuergeräte aggregateraumseitig materialeinheitlich mit angeformt werden können. Als Fertigungstechnologie für derartige Tragstrukturen kann beispielsweise die Verarbeitung von Duroplasten in Betracht gezogen werden, wie sie in der Zeitschrift KPZ 1/2-19. Januar 1995 auf Seite 13 beschrieben ist. Das dort beschriebene Ausführungsbeispiel betrifft allerdings nicht ein Aggregatemodul, sondern ein ganzes Frontchassis mit einer räumlich sehr starken Ausdehnung.

Gemäß einer zweiten Erfindungsvariante umfaßt der Vormontagesatz auch eine Funktions­ einrichtung, die der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandt ist. Gemäß besonders vor­ teilhafter Weiterbildungen dieser Erfindungsvariante sind derartige Funktionseinheiten beispielsweise eine Scheinwerfer- bzw. Leuchteneinheit oder eine Scheibenwischeinrich­ tung. Damit können karosserieseitige Lochungen, die in der Regel bearbeitungsaufwendig sind und gelegentlich in erhöhtem Maße korrosionsanfällig sind, ganz entfallen.

Besondere Beachtung verdient auch ein instrumententafelartig gestalteter Flächenabschnitt auf dem aggregateraumseitigen Subsystem. An diesem können in vorteilhafter Weise Anschlußstecker für Diagnosegerate, Displays für Füllstandsanzeigen verschiedener Betriebsstoffe und Bedienknöpfe für diverse Aggregateeinstellungen vorgesehen werden.

Die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale verdeutlichen, welch hohe Variabilität die erfindungsgemäßen Vormontagesätze ermöglichen. Je nach Tragrahmen- und Karros­ seriestruktur einzelner Kraftfahrzeuge einerseits und Aggregatekonzeption (Verbrennungs­ motor, Elektromotor, Schaltgetriebe, Automatikgetriebe) andererseits können unterschied­ liche Gruppen von Funktionseinheiten optimal zusammengefaßt werden.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine bevorzugte Tragrahmenstruktur für die Aufnahme eines erfindungsgemäßen Vormontagesatzes,

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Ansicht gemäß der Schnittebene II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung die mit verschiedenen Funktions­ einheiten ausgerüsteten Subsysteme für einen erfindungsgemäßen Vormontagesatz.

In allen Figuren weisen gleiche Bauteile die gleiche Bezifferung auf.

Man erkennt in Fig. 1 eine insgesamt mit 1 bezeichnete Tragstruktur, die aus einer Viel­ zahl von Hohlprofilträgern zusammengesetzt ist. Diese sind aus Gründen der Übersichtlich­ keit hier nicht vollständig beziffert. Für die Erfindung von herausgehobener Bedeutung sind ein Frontquerträger 2, ein bodenseitiger Querträger 3, Knotenelemente 4, 5 sowie Längsträger 6, 7. An dem Frontquerträger 2 ist hier ein insgesamt mit 8 bezeichnetes Aggregateraumsubsystem aufgehängt (siehe Fig. 2). Die Befestigung erfolgt über nur symbolisch angedeutete Halteabschnitte 9, 10, die hier rippenartig direkt an einem Trag­ strukturkörper 11 angeformt und beispielsweise mit Klemm-, Schraub-, Steck- oder Clips­ elementen ausgestattet sind. Zum Tragstrukturkörper 11 gehört weiterhin eine Querwand 12, die über eine Dichtung 13 gegen den bodenseitigen Querträger 3 festgelegt ist. Ange­ formt oder nachträglich befestigt an der Spritzwand 12 ist ein Lagerbock 14 für eine hier nur durch einen Fußhebel repräsentierte Pedalerie 15. Gegenüberliegend angeordnet ist ein Bremskraftverstärker 16, der über ein hier nicht weiter dargestelltes Leitungssystem mit der Bremsanlage des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Über symbolisch angedeutete und im Sinne der Erfindung als Kopplungselemente wirksame Befestigungselemente 17, 18 (mögliche Befestigungsprinzipien: Schrauben, Clipsen, Verrastung mittels Klemmnasen oder Klemmnocken, etc.) ist das aggregateraumseitige Subsystem 8 mit einem innenraum­ seitigen Subsystem 19 verbunden. Dichtelemente 20, 21 in Haltenuten 22, 23 eines Trag­ strukturkörpers 24 gewährleisten eine einwandfreie Abschottung des Insassenraums vom Aggregateraum. Der Tragstrukturkörper 24 ist integraler Bestandteil eines Armaturenbrettes 25 (siehe Fig. 3), an dem hier beispielsweise ein Tachometergehäuse 26 und ein Lenkrad 27 mit Lenksäule 28 über eine Konsole 29 gehalten sind.

Das in Fig. 2 dargestellte Grundkonzept kann beispielsweise dahingehend variiert werden, daß die Querwand 12 als integraler Bestandteil des Tragstrukturkörpers 24 ausgeführt wird. Der zweite Tragstrukturkörper 11 würde sich hinsichtlich seiner räumlichen Ausdehnung als getrennt vormontierbares Subsystem dementsprechend verkleinern. Vorstellbar ist aber auch eine zweiteilige Ausführung der Querwand 12 dergestalt, daß beispielsweise nach Art einer Gabel von dem Tragstrukturkörper 24 ausgehend an den jeweils äußeren Seiten Flansche bis zur Hälfte heruntergezogen werden. Die dann zwischen Querträger 3 und den Flanschkanten verbleibende Öffnung wird durch eine an dem Tragstrukturkörper 11 ange­ formte Platte geschlossen.

Über den zuvor beschriebenen Umfang hinaus sind aus Fig. 3 für das Armaturenbrett 25 noch ein darin integrierter Airbag 30 (der entfaltete Zustand ist durch Strichlinien ange­ deutet), ein Belüftungsanschluß 31 sowie elektrische Steckereinrichtungen 32 bis 34 erkennbar. Zum aggregateraumseitigen Subsystem 8 gehören hier als Energiespeicher eine Batterie 35, der Außenseite des Kraftfahrzeugs zu gewandte Scheinwerfereinheiten 36, 37, Anschlußelemente 38, 39 für einen Wärmetauscher 40, ein Gehäuse 41 für elektro­ nische Steuerungselemente, eine ebenfalls der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandte Scheibenwischeinrichtung 42, eine Einsteckbuchse 43 für ein Diagnosegerät und elastisch bzw. gleitend verschiebbare Fluidkanalanschlußelemente 44 bis 47 (letzteres hier nicht sichtbar), die in Aufnahmeschlitze 48, 49 des Knotenelementes 5 bzw. in entsprechend ausgeführte Aufnahmeschlitze des Knotenelementes 4 einsetzbar sind. Für wenigstens einen Teil der vorgenannten Funktionseinheiten sind Halterungen (beispielsweise nach Art von Steckplätzen, Halteflanschen, Rastzungen, etc.) in die Tragstrukturkörper integriert, also bei deren Herstellung gleich von vornherein mit eingeformt.

Von besonderer Bedeutung ist auch ein instrumententafelartig ausgebildeter Flächenab­ schnitt 50, der im wesentlichen an die Kontur einer Motorhaube 51 angepaßt ist und direkt unterhalb dieser verläuft. Dieser Flächenabschnitt 50 ermöglicht die übersichtliche Anord­ nung von Füllstandsanzeigen, Sicherungskästen und Anschlüssen für Diagnoseeinrich­ tungen, so daß gerade der Aggregateraum sehr wartungsfreundlich ausgestaltet ist.

Die hohe Funktionsdichte im aggregateraumseitigen Subsystem 8 ermöglicht eine extreme Leichtbauweise. Insbesondere bei einer sehr eigensteifen Ausführung des Tragstruktur­ körpers 11 kann auch der gesamte Vorderwagenbereich zusätzlich abgestützt und somit ebenfalls in Leichtbauweise ausgeführt werden. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vormontagesätze eignet sich daher insbesondere für die Integration in Kraftfahrzeugen mit Leichtmetall-Tragrahmenstruktur. Letztere kann bevorzugt aus Strangpreßprofilteilen zusammengesetzt sein.

Claims (19)

1. Vormontagesatz für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch

• - wenigstens ein erstes einem Insassenraum zugewandtes Subsystem (19) mit einer ersten Tragstruktur (24),
• - wenigstens ein zweites einem Aggregateraum zu geordnetes Subsystem (8) mit einer zweiten Tragstruktur (11),
• - Funktionseinheiten, die einem und/oder beiden Subsystemen (8, 19) zugeordnet sind,
• - die Tragstrukturen (11, 24) und/oder deren Funktionseinheiten miteinander verbindende und/oder zusammenhaltende Kopplungselemente,
• - eine ein- oder mehrteilige, den Aggregateraum von dem Insassenraum abtrennende Querwand, die zumindest mit Abschnitten der ersten und/oder zweiten Tragstruktur (11, 24) materialeinheitlich verbunden ist.

2. Vormontagesatz für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• - wenigstens ein erstes einem Insassenraum zugewandtes Subsystem (19) mit einer ersten Tragstruktur (24),
• - wenigstens ein zweites einem Aggregateraum zugewandtes Subsystem (8) mit einer zweiten Tragstruktur (11),
• - Funktionseinheiten, die einem und/oder beiden Subsystemen (8, 19) gemeinsam zugeordnet sind,
• - die Tragstrukturen (11, 24) und/oder deren Funktionseinheiten miteinander verbindende und/oder zusammenhaltende Kopplungselemente,
• - wenigstens eine an wenigstens einer der Tragstrukturen (11, 24) zumindest mittelbar gehaltene Trägereinrichtung für eine der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandte Funktionseinheit.

3. Vormontagesatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionseinheit eine Scheibenwischeinrichtung (42) ist.

4. Vormontagesatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionseinheit eine Scheinwerfereinrichtung (36, 37) ist.

5. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Tragstruktur (11, 24) durch einen spritzfähigen Kunststoff hergestellt ist.

6. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Tragstruktur (11) ein zur Verbindung mit einer Wärmetauschereinrichtung (40) hergerichtetes Leitungselement (38, 39) zugeordnet ist.

7. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Tragstruktur (11) eine erste Halterung für einen Energiespeicher (Batterie 35) zugeordnet ist.

8. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Tragstruktur (11) eine zweite Halterung für eine Scheibenwischereinrichtung (42) zugeordnet ist.

9. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Tragstruktur (11) eine dritte Halterung zur Aufnahme eines eine elektronische Steuerungseinheit und/oder Sicherungen enthaltenden Gehäuses zugeordnet ist.

10. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Tragstruktur (11) eine vierte Halterung für einen Bremskraftverstärker (16) zugeordnet ist.

11. Vormontagesatz nach den Ansprüchen 5 und 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Abschnitt des Leitungselementes oder der Halterungen materialein­ heitlich an der zweiten Tragstruktur (11) angeformt ist.

12. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Tragstruktur (8) in einem dem Insassenraum zu gewandten Bereich ein

• - sich im wesentlichen über die Fahrzeugbreite erstreckenden,
• - im wesentlichen an die Kontur eines Karosseriedeckels (Motorhaube 51) angepaßten,
• - instrumententafelartig aus gebildeten Flächenabschnitt aufweist.

13. Vormontagesatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten Tragstruktur (11) unterhalb des Flächenabschnittes (50) zur Verbindung mit einem zu einer Trägerstruktur (1) des Kraftfahrzeugs gehörenden Querträger (2) hergerichtete Halteabschnitte (9, 10) angeordnet und/oder angeformt sind.

14. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (12) in einem Fußraumbereich zu wesentlichen Teilen der zweiten Tragstruktur (11) zugeordnet ist.

15. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pedalerie (14), der zweiten Tragstruktur (11) zugeordnet ist.

16. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Tragstruktur (24) zur Aufnahme eines Lenkrades (27) nebst Lenksäule (28) und/oder wenigstens eines zu einer Tonwiedergabeeinheit gehörenden Elementes und/oder eines Airbags (25) und/oder einer Belüftungseinrichtung und/oder eines Tachometers und/oder einer Elektrikschalteranordnung hergerichtet ist.

17. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Tragstruktur (11) wenigstens ein Fluidkanalanschlußstück (44 bis 47) beweglich gehalten ist, das in Aufnahmeöffnungen (48, 49) eines zu einer Trägerstruktur (1) des Fahrzeugs gehörenden Hohlprofils einsteckbar ist.

18. Vormontagesatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Tragstruktur aus einem Leichtmetall hergestellt ist.

19. Vormontagesatz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtmetall eine durch Druckguß verarbeitbare Aluminiumlegierung ist.