DE19802806C2 - Integralträger zur Aufnahme von Funktionsaggregaten eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Integralträger zur Aufnahme eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, der mit einer Karos­ serietragstruktur verbindbar ist, mit wenigstens zwei in - auf einen am Kraftfahrzeug montierten Zustand bezogen - Fahrzeug­ längsrichtung verlaufenden Längsträgerabschnitten sowie wenigs­ tens einem die Längsträgerabschnitte miteinander verbindenden, in - auf den am Kraftfahrzeug montierten Zustand bezogen - Fahr­ zeugquerrichtung ausgerichteten Querträgerabschnitt.

Ein solcher Integralträger für einen Vorbaubereich einer selbst­ tragenden Kraftfahrzeugkarosserie ist allgemein bekannt. Ein solcher Integralträger weist zwei Längsträgerabschnitte auf, die durch einen oder mehrere Querträgerabschnitte starr zu einem Rahmen miteinander verbunden sind. Dieser rahmenartige Integral­ träger wird von unten her an zwei Vorbaulängsträger der selbst­ tragenden Fahrzeugkarosserie angesetzt und an diesem befestigt. Der Integralträger dient zur Aufnahme von Funktionsaggregaten, insbesondere zur Aufnahme eines Antriebsaggregates sowie zur Aufnahme der Lenkung und einer Vorderachsanordnung.

Es ist auch bekannt (DE 37 22 490 C2), eine Bodenstruktur für eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Traggerüst aus Längs- und Querträgern zu versehen, wobei die Längs- und Querträger als Strangpressprofile gestaltet sind. Dabei sind die Strangpress­ profile der Längsträger in Fahrzeuglängsrichtung und die Strang­ pressprofile der Querträger in Fahrzeugquerrichtung ausgerich­ tet. Die Querträger sind mit den Längsträgern über Befestigungs­ flansche unlösbar verbunden.

Aus der deutschen Patentschrift DE 196 11 934 C1 ist ein Front­ modul bekannt, das den frontseitigen Abschluss einer Vorbau­ struktur eines Kraftfahrzeugs bildet. Das Frontmodul ist vor al­ lem im Hinblick auf eine energieabsorbierende Wirkung bei einem Frontaufprall ausgelegt und trägt als Nebenfunktion noch Leuch­ teneinheiten, Motorhaubenhaken und ähnliches. Das Frontmodul weist Aufpralldämpfer auf, die aus in Fahrzeugquerrichtung aus­ gerichteten Leichtmetall-Strangpressprofilen aufgebaut sind.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 03 957 A1 ist ein Aggregateträger für ein Kraftfahrzeug bekannt, der als Hohlpro­ fil ausgebildet ist, das aus einem quer zur Richtung der Längs­ achse des Trägers gepressten Leichtmetall-Strangpressprofil be­ steht. Der Aggregateträger ist als oberer Querträger in einem Fahrzeug-Frontend-Modul vorgesehen und dient sowohl zur Verstei­ fung und Formgebung des Frontend-Moduls sowie als Schlossträger zur Aufnahme des Fanghakens für die Verriegelung der Motorraum­ abdeckung sowie als Befestigungsvorrichtung für die Leuchtenhal­ terungen und für das Kühlergitterblech. Im Einbauzustand ist das Leichtmetall-Strangpressprofil in Fahrzeughochrichtung ausge­ richtet.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 35 043 A1 ist eine Fahrzeugaufbaustruktur bekannt, bei der ein Längsträger in sei­ nem Inneren sich gitterartig kreuzende Aussteifungsstege auf­ weist und als Leichtmetall-Strangpressprofil aufgebaut sein kann. An den Längsträger können Querträger und vertikale Säulen angeschlossen werden, die ebenfalls als Leichtmetall-Strang­ pressprofile ausgebildet sind.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 547 346 A1 ist ein Wagenkasten für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem Träger und Auf­ nahmen für Fahrzeugkomponenten vorgesehen sind. Sowohl der Trä­ ger als auch die Aufnahme können als Strangpressprofilteile aus­ gebildet sein. Die Aufnahme ist zur Befestigung eines sogenann­ ten McPherson-Federbeines vorgesehen. Im Einbauzustand des Trä­ gers und der Aufnahme sind die Strangpressprofile in Fahrzeug­ längsrichtung ausgerichtet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Integralträger der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit einfachen Mitteln in Leicht­ bauweise gestaltet ist und neben einer hohen Stabilität eine ho­ he Funktionalität aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sowohl die Längsträger­ abschnitte als auch der wenigstens eine Querträgerabschnitt als in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtete Leichtmetall-Strangpress­ profilteile gestaltet sind. Dadurch wird eine Leichtbauweise er­ zielt, die je nach Gestaltung der Strangpressprofilteile neben einer hohen Stabilität auch eine hohe funktionale Vielfalt er­ möglicht. Dadurch, dass auch die Längsträgerabschnitte in Fahr­ zeugquerrichtung ausgerichtete Strangpressprofile darstellen, können die entsprechenden Profilteile an die jeweiligen funktio­ nalen und baulichen Gegebenheiten angepasst werden, wobei insbe­ sondere in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete un­ terschiedliche Profilierungen auch mit relativ großer Bauhöhe vorgesehen sein können, was bei einem in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Strangpressprofil gemäß dem Stand der Technik nicht möglich ist. Da sowohl der wenigstens eine Querträgerab­ schnitt als auch die Längsträgerabschnitte in Fahrzeugquerrich­ tung ausgerichtet sind, kann der wenigstens eine Querträgerab­ schnitt formschlüssig in die Längsträgerabschnitte eingesteckt werden, wodurch sich eine weiter erhöhte Stabilität des gesamten Trägerwerks ergibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Längsträgerab­ schnitt aus wenigstens zwei in Fahrzeuglängsrichtung aneinander­ gefügten Leichtmetall-Strangpressprofilteilen zusammengesetzt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere herstellungstechnisch be­ dingt, da Strangpressprofile bislang lediglich begrenzt breit gestaltet werden können. Durch das Aneinanderfügen mehrerer Strangpressprofilteile nebeneinander und damit in Fahrzeuglängs­ richtung hintereinander wird die jeweils gewünschte Länge jedes Längsträgerabschnittes erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Leichtmetall- Strangpreßprofilteile mit integrierten Steckprofilierungsberei­ chen zur formschlüssigen Verbindung der Längsträgerabschnitte untereinander und/oder mit dem Querträgerabschnitt versehen. Da­ durch wird eine formschlüssige Verbindung zwischen Längsträger­ abschnitten und Querträgerabschnitten erzielt, die eine hohe Stabilität ermöglicht. Das Zusammenstecken der einzelnen Leicht­ metall-Strangpreßprofilteile erfolgt dabei längs von in Fahr­ zeugquerrichtung ausgerichteten imaginären Steckachsen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Leichtmetall- Strangpreßprofilteile in den Steckprofilierungsbereichen zusätz­ lich durch unlösbare Verbindungstechniken starr miteinander ver­ bunden. Dadurch wird die Stabilität der Verbindungsbereiche wei­ ter erhöht. Unlösbare Verbindungstechniken sind neben Nietver­ bindungen insbesondere Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindungen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die gegenüberlie­ genden offenen Stirnenden der Leichtmetall-Strangpreßprofilteile zumindest teilweise durch Schließblechanordnungen verschlossen. Dadurch wird die Steifigkeit der einzelnen Längsträger- und Querträgerabschnitte weiter erhöht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Strangpreßpro­ filteile mit Aufnahmeflächen zur Anbindung von Befestigungstei­ len und Funktionsteilen versehen. Dadurch wird eine besonders hohe Variabilität der Strangpreßprofilteile erzielt, indem sie zusätzlich Befestigungsfunktionen übernehmen können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Leichtmetall- Strangpreßprofilteile als mit Versteifungsrippen versehene Hohl­ profile gestaltet. Je nach den vorgegebenen Anforderungen können die Leichtmetall-Strangpreßprofilteile somit an die technischen und funktionalen Vorgaben angepaßt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeich­ nungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ei­ ne Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerwerkes, wobei neben einem Querträgerabschnitt ein in normaler Fahrtrichtung rechter Längsträgerabschnitt dargestellt ist,

Fig. 2 das Trägerwerk nach Fig. 1 in einer weiteren perspektivi­ schen Explosionsdarstellung, wobei zusätzlich zu dem in Fig. 1 bereits dargestellten Querträgerabschnitt der in normaler Fahrtrichtung linke Längsträgerabschnitt darge­ stellt ist, und

Fig. 3 in vergrößerter perspektivischer Explosionsdarstellung einen in normaler Fahrtrichtung linken Längsträgerab­ schnitt eines Trägerwerks ähnlich den Fig. 1 und 2.

Ein Trägerwerk nach den Fig. 1 bis 3 stellt einen Integralträger für einen Vorbaubereich einer selbsttragenden Fahrzeugkarosserie für einen Personenkraftwagen dar. Der Integralträger weist zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längsträgerabschnitte 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c auf, die über einen Querträgerab­ schnitt 5 miteinander verbunden sind. Der Querträgerabschnitt 5 verläuft in Fahrzeugquerrichtung. Die beschriebenen Ausrichtun­ gen der Längsträgerabschnitte und des Querträgerabschnittes ent­ sprechen der Anordnung des Integralträgers in seinem im Vorbau­ bereich montierten Zustand. Der Integralträger dient zur Aufnah­ me eines Antriebsaggregates sowie einer Lenkung und einer Vor­ derachsanordnung und ist über Schraubverbindungen kraftübertra­ gend mit einer Tragstruktur des Vorbaubereichs der Kraftfahr­ zeugkarosserie verbindbar. Der Integralträger 1 ist in Leicht­ bauweise hergestellt, wobei sowohl die Längsträgerabschnitte 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b als auch der Querträgerabschnitt 5 aus Leichtmetall-Strangpreßprofilteilen hergestellt sind.

Jeder Längsträgerabschnitt 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b ist aus drei Strangpreßprofilteilen 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b zusammengefügt, wobei jedes Strangpreßprofilteil eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Längsprofilachse aufweist (Fig. 3). Jedes Strang­ preßprofilteil 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c ist als mehr­ kammeriges Hohlprofil gestaltet, wobei jeweils mehrere Verstei­ fungs- und Führungsrippen vorgesehen sind. Die drei Strangpreß­ profilteile 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c sind über zwei Steckverbindungen S₁, S₂ miteinander verbindbar, die durch je­ weils integrierte und an gegenüberliegenden Seitenabschnitten angeformte Steckprofilierungen gebildet sind. Die jeweils gegen­ überliegenden Steckprofilierungen sind entsprechend korrespon­ dierend ausgeführt, um längs von in Fahrzeugquerrichtung verlau­ fenden imaginären Steckachsen das formschlüssige Zusammenstecken der Strangpreßprofilteile 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c zu ermöglichen. Zusätzlich sind die Strangpreßprofilteile in diesen Steckverbindungsbereichen S₁, S₂ in nicht näher dargestellter Weise miteinander verschweißt. Die Strangpreßprofilteile 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c sind entsprechend der gewünschten Breite für die Längsträgerabschnitte abgelängt und entsprechend der vorgegebenen Außenkonturen in Teilbereichen schräg, abge­ stuft oder windschief geschnitten. Außerdem sind Aufnahmeflächen durch entsprechende spanende Bearbeitung für Befestigungselemen­ te 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20 geschaffen, die vorzugsweise durch Verschweißen mit den Längs- und Querträgerabschnitten 2, 3, 4, 5 starr verbunden sind. Die Befestigungselemente dienen zur Halte­ rung von Lager- oder Trägerteilen der Funktionsaggregate oder zur Anbindung des Trägerwerks 1 an der entsprechenden Tragstruk­ tur des Vorbaubereichs.

Neben der Steckverbindung der Strangpreßprofilteile für die Längsträgerabschnitte 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c ist auch der Querträgerabschnitt 5 in den in Fahrtrichtung F vorde­ ren Strangpreßprofilteilen 4a, 4b, 4c durch eine formschlüssige Steckaufnahme gehalten. Hierzu weisen die Strangpreßprofilteile 4a, 4b, 4c an die Außenkontur des Strangpreßprofilteiles 5 ange­ paßte Aufnahmeprofilierungen A auf, die derart gestaltet sind, daß das Strangpreßprofilteil des Querträgerabschnittes 5 posi­ tionssicher in Fahrzeugquerrichtung einsteckbar ist. Zusätzlich erfolgt auch zwischen dem Querträgerabschnitt 5 und den Strang­ preßprofilteilen 4a, 4b, 4c eine Verschweißung. Durch die form­ schlüssige Aufnahme in den Aufnahmeprofilierungen A werden an eine solche Schweißverbindung jedoch keine sonderlich hohen An­ forderungen mehr gestellt.

Die gegenüberliegend jeweils offenen Stirnseiten jedes Strang­ preßprofilteiles 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c sind durch Schließblechanordnungen 6, 7, 8, 9, 10, 11, 22 verschlossen, wo­ bei die Schließblechanordnungen durch Verschweißungen mit den entsprechenden Strangpreßprofilteilen 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c kraftübertragend verbunden sind. Neben dem Erhöhen der Steifigkeit verhindern die Schließblechanordnungen auch Ver­ schmutzungen der Hohlräume der Strangpreßprofilteile.

Die Strangpreßprofilteile 2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c sind mit jeweils wenigstens einer höckerartig erhöhten Profilie­ rung versehen, die als Befestigungsblock zur Anbindung des je­ weiligen Längsträgerabschnittes an einem entsprechenden Vorbau­ längsträger der Tragstruktur der Rohbaukarosserie dienen. Die Befestigungselemente und Aufnahmeflächen dienen zur Festlegung von Motorlagern und Achsaufnahmen sowie anderer Funktionsteile.

Claims (7)

1. Integralträger zur Aufnahme eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Karosserietragstruktur verbindbar ist, mit wenigstens zwei in - auf einen am Kraftfahrzeug mon­ tierten Zustand bezogen - Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgerabschnitten sowie wenigstens einem die Längsträgerab­ schnitte miteinander verbindenden, in - auf den am Kraftfahrzeug montierten Zustand bezogen - Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten Querträgerabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Längsträgerabschnitte (2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c) als auch der wenigstens eine Querträgerabschnitt (5) als in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtete Leichtmetall-Strang­ preßprofilteile gestaltet sind.

2. Trägerwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längsträgerabschnitt (2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c) aus wenigstens zwei in Fahrzeuglängsrichtung aneinanderge­ fügten Leichtmetall-Strangpreßprofilen zusammengesetzt ist.

3. Trägerwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtmetall-Strangpreßprofilteile mit integrierten Steckprofilierungsbereichen (S₁, S₂, A) zur formschlüssigen Ver­ bindung der Längsträgerabschnitte (2a, 3a, 4a; 2b, 3b, 4b; 2c, 3c, 4c) untereinander und/oder mit dem Querträgerabschnitt (5) versehen sind.

4. Trägerwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtmetall-Strangpreßprofilteile in den Steckprofilie­ rungsbereichen (S₁, S₂) zusätzlich durch unlösbare Verbindungs­ techniken starr miteinander verbunden sind.

5. Trägerwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden offenen Stirnenden der Leichtmetall- Strangpreßprofilteile zumindest teilweise durch Schließblechan­ ordnungen (6, 7, 8, 9, 10, 11, 18, 22) verschlossen sind.

6. Trägerwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßprofilteile mit Aufnahmeflächen zur Anbindung von Befestigungsteilen (12, 13, 14, 15, 16, 17) und Funktions­ teilen versehen sind.

7. Trägerwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtmetall-Strangpreßprofilteile als mit Versteifungs­ rippen versehene Hohlprofile gestaltet sind.