DE19833395C2 - Selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Kraftfahrzeugkaros­ serie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 0 622 289 A1 ist eine gattungsgemäße Kraftfahrzeug­ karosserie bekannt, die ein Basismodul aufweist, das als U- förmiges Gebilde, bestehend aus zwei seitenbildenden Strang­ pressprofilen und einer Bodenanlage, ausgestaltet ist. An dieses Basismodul sind ein Vorbaumodul, ein Aufbaumodul und ein Heckmodul angesetzt. Das Basismodul bildet dabei eine Trag­ struktur, auf die an beliebiger Stelle das Aufbaumodul mit seinen Tragsäulen für den Dachrahmen aufsetzbar ist.

Der DE 195 48 997 C1 ist ein Grundfahrzeug als bekannt zu ent­ nehmen, dessen Karosserie oben auf Höhe der Bordwand endet und einen Windschutzscheibenrahmen umfasst. Alternativ können auf Höhe der Bordwand verschiedene Aufbauteile auf die Karosserie aufgesetzt werden.

Die DE 40 18 592 A1 zeigt ein Chassis eines Kraftwagens, auf welches alternativ unterschiedliche Fahrgastzellenoberteile aufzusetzen sind.

Die US 4 759 489 offenbart ein Unterteil einer Kraftfahrzeug­ karosserie, auf das ein Dachteil aufzusetzen ist. Das Dachteil umfasst dabei am unteren Ende von Dachsäulen Zapfen, welche in Öffnungen des Unterteils einsteckbar sind.

Aus der DE 295 10 120 U1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem verän­ derbaren Aufbau bekannt, bei dem auf ein fertig montiertes, fahrbereites Grundfahrzeug ein austauschbarer Aufbau aufgesetzt ist, der über lösbare Verriegelungseinrichtungen an dem Grund­ fahrzeug fixierbar ist. Das Grundfahrzeug ist unveränderbar, weshalb die verschiedenen Aufbauvarianten jeweils identische Verbindungsanordnungen zum Basisfahrzeug aufweisen. Als mögli­ che Fahrzeugvarianten sind eine Limousine, ein Kombi, ein Cabriolet und ein Pick-up vorgeschlagen.

Aus der EP 0 547 583 A1 ist eine Kratttahrzeugkarosserie be­ kannt, die aus einem Basismodul, einem vorderen und einem hinteren Aufbaurahmen zusammengefügt ist, so dass sich eine Tragstruktur ergibt, die die Fahrgastzelle umgibt und Längsträ­ ger sowie Achsaufhängungen umfasst.

Schließlich ist aus der DE 196 21 451 A1 eine Kraftfahrzeugka­ rosserie mit zwei Modulen bekannt, von denen ein erstes Modul sowohl den Vorbaubereich als auch die Fahrgastzelle umfasst. Das zweite Modul umfasst die gesamte Heckpartie einschließlich Kofferraum und hinterer Stoßfängeranordnung. Die Verbindung des Heckmodules mit dem Front- und Fahrgastzellenmodul erfolgt ent­ lang in Fahrzeuglängsrichtung überlagerter Bauteile, indem am Frontmodul hintere Kotflügel angeformt sind, zwischen die das Heckmodul eingefügt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftfahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art zu schaffen, die abwandelbar und mit einfachen Mitteln herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mehre­ re, auf das Fahrgastzellenbasismodul aufsetzbare Aufbauvariantenmodule vorgesehen sind, die alternativ auf das Fahrgastzellenbasismodul aufsetzbar sind, dass jedes Aufbauvari­ antenmodul tragende Karosseriesäulenabschnitte aufweist, die in Fortsetzung der Karosserietragsäulen an diese angesetzt sind, und dass an das Fahrgastzellenbasismodul verschiedene, an die Aufbauvariantenmodule angepasste Heckmodule alternativ an­ setzbar sind, die ein Heckmittelstück und eine Heckendeinheit aufweisen, und die längs eines vertikalen Füge­ bereiches an das Fahrgastzellenbasismodul ansetzbar sind. Dadurch wird es ermöglicht, dass die einzelnen Module unabhän­ gig voneinander hergestellt und durch die Verwendung unterschiedlicher Aufbauvariantenmodule selbsttragende Karosse­ rien für unterschiedliche Kraftfahrzeugvarianten auf einfache Weise zusammengefügt werden können. Dabei wird die Fertigung einer derartigen Karosserie besonders dadurch erleichtert, dass unabhängig von der Kraftfahrzeugvariante die Fügebereiche bei der Montage immer an der gleichen Stelle liegen, was sich aus der Verwendung eines einheitlichen Fahrgastzellenbasismoduls für alle Varianten ergibt. Dadurch können Montageautomaten problemlos sämtliche Kraftfahrzeugvarianten handhaben, ohne dass eine aufwendige Anpassung nötig ist. Zudem wird die mögli­ che Variantenvielfalt gesteigert, ohne daß der Fertigungsaufwand wesentlich erhöht wird.

In Ausgestaltung der Erfindung sind den benachbarten Stirnab­ schnitten der Karosserietragsäulen einerseits und der daran angesetzten Karosseriesäulenabschnitte der Aufbauvariantenmodu­ le andererseits korrespondierende Profilierungen zugeordnet, die im montierten Zustand formschlüssig ineinander greifen. Dadurch wird eine Selbstzentrierung bzw. eine selbständige Aus­ richtung der Module gegeneinander erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen das Fahrgastzel­ lenbasismodul vollständige A- und B-Säulenanordnungen bis zum Dachrahmen und das Aufbauvariantenmodul übrige Karosseriesäu­ lenabschnitte oberhalb der Bordkante auf. Dadurch ergibt sich ein äußerst steifes, im Fertigungsprozeß gut handhabbares Fahr­ gastzellenbasismodul.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Vorbaumodul eine Vorderachslenkung, einen Instrumententafelträger und eine Klimatisierungs- und/oder Heizungsanlage. Die genannten Funkti­ onselemente lassen sich dadurch im Rahmen einer Vormontage besonders einfach in das Vorbaumodul integrieren, so daß zu­ sätzlicher Aufwand im Rahmen der Endfertigung reduziert wird. Bei einem Kraftfahrzeug mit Frontantrieb weist das Vorbaumodul vorzugsweise ein Antriebsaggregat ergänzend zu der beschriebe­ nen Ausgestaltung auf.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeich­ nungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug in Form einer Per­ sonenkraftwagen-Limousine mit einer erfindungsgemäßen Karosserie,

Fig. 2 ein Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 mit einem veränderten Aufbauvarianten- und Heckmodul zur Realisierung einer Pick-up-Variante,

Fig. 3 ein Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 mit einem veränderten Aufbauvariantenmodul zur Realisierung einer Cabriolet- Variante,

Fig. 4 ein Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 mit verändertem Aufbauva­ rianten- und Heckmodul zur Realisierung einer Kombi- Variante,

Fig. 5 ein Kraftfahrzeug in Form eines Personenkraftwagen-Kombi mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Karosserie, und

Fig. 6 ein Kraftfahrzeug in Form eines Personenkraftwagen-Kombi mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Karosserie.

In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug in Form einer Personenkraftwa­ gen-Limousine mit einer selbsttragenden Kraftfahrzeugkarosserie 1 dargestellt, die im wesentlichen aus einem Fahrgastzellenba­ sismodul 2, einem Vorbaumodul 3, einem Aufbauvariantenmodul 4 und einem Heckmodul 5 aufgebaut ist, die zu einer tragenden Struktur unlösbar zusammengefügt sind. Als Werkstoffe für eine derartige Struktur, die vorzugsweise in Profilbauweise ausge­ führt ist, sind insbesondere Stahl und Aluminium vorgesehen, wo­ bei Verbindungstechniken wie Magnetumformung, Kehlnahtschweißen im Stoß, Rohraufweiten und Umgießen anwendbar sind. Auf die fer­ tige Struktur sind abschließend Beplankungsteile aus Kunststoff, Aluminium oder Stahlblech aufsetzbar, die als Montageteile aus­ führbar sind.

Das Fahrgastzellenbasismodul 2 weist in nicht näher dargestell­ ter Weise einen Karosserieboden einschließlich Längsträgern mit einer Hinterachsaufnahme auf, eine vordere Querwand zwischen Mo­ tor- und Fahrzeuginnenraum, ggf. innere Seitenwandteile sowie die B- und C-Säulen bis zur Bordkante. Es umfaßt ferner die kom­ pletten A-Säulen und einen vorderen Dachquerträger.

Das Vorbaumodul 3 weist nicht nur ein Frontend, vordere Längs­ träger, eine Vorderachsaufhängung, einen Instrumententafelträger und eine Motorhaube auf, sondern ist komplett mit einer Antriebseinheit, einer Vorderachslenkung und einer Klimatisie­ rungs-/Heizungsanlage vormontiert.

Das Aufbauvariantenmodul 4 weist einen bis auf den vorderen Dachquerträger vollständigen Dachrahmen auf, B- und C-Säulen-Ab­ schnitte zwischen Bordkante und Dachrahmen sowie eine rückseiti­ ge Querwand in Form einer Hutablage, die wiederum Anbindungs­ punkte für einen Kofferraumdeckel aufweisen kann.

Das Heckmodul 5 ist als kurzes Heckmodul ausgeführt und enthält insbesondere ein Heckmittelstück mit zugehöriger Heckendeinheit.

Das Fahrgastzellenbasismodul weist insbesondere an Stirnab­ schnitten der Karosserietragsäulen oder anderer Trägerabschnitte verschiedene Fügebereiche 2a, 2b, 2c mit Profilierungen auf, an denen das Frontmodul 3, das Aufbauvariantenmodul 4 und das Heck­ modul 5, die jeweils wiederum korrespondierende Profilierungen aufweisen, an das Fahrgastzellenbasismodul anbindbar sind. Diese ineinandergreifenden Profilierungen ermöglichen durch form­ schlüssige Zentrierung eine exakte Ausrichtung der Module gegen­ einander und somit eine genaue Fügeverbindung ohne große Lageto­ leranzen.

Auf diese Weise ergibt sich ein modular aufgebauter Kraftfahr­ zeugrohbau, bei dem auf besonders einfache Weise im Rahmen der Fertigung in der Fabrik dadurch unterschiedliche Kraftfahrzeug­ varianten hergestellt werden können, dass anstelle eines der Mo­ dule 3, 4, 5 ein entsprechend modifiziertes Modul eingesetzt wird. Dabei sind lediglich die Profilierungen der Fügebereiche 2a bis 2c zu berücksichtigen, deren Ausgestaltung unverändert bleiben soll. Insbesondere können, wie aus den Fig. 2 bis 4 her­ vorgeht, das Aufbauvariantenmodul 4 durch modifizierte Aufbau­ variantenmodule 7, 8 oder 9 und das Heckmodul 5 durch ein modi­ fiziertes, verlängertes Heckmodul 6 ersetzt werden.

In Fig. 2 ist die Gestaltung der erfindungsgemäßen Karosserie nach Fig. 1 als Pick-up-Variante dargestellt. Dabei umfaßt das modifizierte Aufbauvariantenmodul 7 in nicht näher dargestellter Weise einen Dachrahmen bis zu den A-Säulen, die B-Säulen ober­ halb der Bordkante des Fahrzeuges, zwischen denen sich einer­ seits eine rückseitige Querwand zwischen Fahrzeuginnenraum und Laderaum erstreckt, und an die in Richtung des Fahrzeughecks ei­ ne Laderaumauskleidung und gegebenenfalls Seitenwandteile an­ schließen. Anstelle des kurzen Heckmoduls 5 ist ein langes Heck­ modul 6 vorgesehen, das eine Heckverlängerung, ein Heckmittel­ stück samt Heckendeinheit umfaßt.

In Fig. 3 ist die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Karosserie gemäß Fig. 1 als Cabriolet-Variante dargestellt. Das Aufbauva­ riantenmodul 4 der Limousinen-Variante ist hierbei durch das Aufbauvariantenmodul 8 ersetzt, wodurch eine Cabriolet-Variante geschaffen wird, deren modifiziertes Aufbauvariantenmodul 8 ins­ besondere durch eine mehrteilige Verdeckeinheit 10 charakteri­ siert ist. Das Aufbauvariantenmodul 8 besitzt je nach Ausgestal­ tung C-Säulen-Abschnitte oberhalb der Bordkante des Fahrzeuges, Seitenwandabschnitte und/oder Längsträger- bzw. Seitenwandver­ stärkungen.

In Fig. 4 ist die Karosserie nach Fig. 1 mit einem modifizierten Aufbauvariantenmodul 9 und einem verlängerten Heckmodul 6 darge­ stellt, wodurch eine Kombi-Variante realisiert ist. Das Aufbau­ variantenmodul 9 der Kombivariante umfaßt einen kompletten Dachrahmen mit Ausnahme des vorderen Dachquerträgers zwischen den A-Säulen sowie die B-, C- und D-Säulen-Abschnitte oberhalb der Bordkante des Fahrzeuges. Ferner sind an dem Aufbauvarian­ tenmodul 9 Seitenwandteile und Mittel zur Befestigung einer Heckklappe vorsehbar.

Die dargestellten und erläuterten Varianten der Kraftfahrzeugka­ rosserie nach Fig. 1 zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß jeweils ein und dasselbe Fahrgastzellenbasismodul 2 verwendet ist, so daß eine industrielle Fertigung dadurch besonders er­ leichtert abläuft, daß immer dieselben Fügebereiche 2a bis 2c für die Anbindung der weiteren Module zur Verfügung stehen. Es lassen sich somit unterschiedliche Kraftfahrzeugvarianten mit verhältnismäßig geringem Aufwand automatisiert herstellen. Alle Varianten besitzen denselben Radstand, der sich durch die Ver­ wendung des jeweils identischen Fahrgastzellenbasismoduls 2 und eines Vorbaumoduls 3 mit wenigstens unveränderlichen Außenabmes­ sungen ergibt. Darüber hinaus können auch hinsichtlich der ein­ gebauten Antriebseinheit und der sonstigen Hilfsaggregate unter­ schiedlich gestaltete Frontmodule Anwendung finden, wobei ledig­ lich der gleichbleibende Fügebereich 2a des Fahrgastzellenmoduls zu berücksichtigen ist.

In einem modifizierten, zweiten Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Fig. 5 ist ein Fahr­ gastzellenbasismodul 11 vorgesehen, das eine Anordnung der A-, B- und C-Säulen des Fahrzeugs näherungsweise bis auf Bordkanten­ höhe, einen Karosserieboden, eine vordere Querwand, Längsträger und eine Hinterachsaufnahme sowie ggf. innere Seitenwandteile und Teile des Hecks umfaßt. Es versteht sich, daß auch bei einer derartigen Karosserieausgestaltung die oben dargestellten Kraft­ fahrzeugvarianten realisiert werden können, indem das jeweilige Variantenmodul 4, 7, 8, 9 durch A-Säulen-Abschnitte zwischen Bordkante und Dachrahmen sowie den vorderen Dachquerträger er­ gänzt wird. Dazu ist beispielhaft in Fig. 5 ein entsprechendes Aufbauvariantenmodul 9' einer Kombi-Version dargestellt.

In Fig. 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Kraftfahrzeugkarosserie 1" dargestellt, bei dem ein entsprechend modifiziertes Fahrgastzellenbasismodul 2" gegen­ über dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Fahrgastzellenbasis­ modul 2 dahingehend ergänzt ist, daß das Modul 2" sowohl die A- Säulen als auch die kompletten B-Säulen einschließlich des Dach­ rahmens im Bereich dieser Säulen mitumfaßt. Die für das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosse­ rie dargestellten Aufbauvariantenmodule 4, 7, 8, 9 sind entspre­ chend gekürzt. In Fig. 6 ist dazu exemplarisch das gekürzte Auf­ bauvariantenmodul 9" der Kombi-Variante dargestellt, das zusam­ men mit dem modifizierten Fahrgastzellenbasismodul 2", dem Frontmodul 3 und dem Heckmodul 6 den Karosserierohbau 1" er­ gibt.

Es versteht sich von selbst, dass bei den dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen auch jede andere Kraftfahrzeugvariante mit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie realisierbar ist und die vorgeschlagenen Varianten, Limousine, Pick-up, Cab­ riolet und Kombi lediglich beispielhaft zu verstehen sind.

Claims (8)

1. Selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie, die ein
Vorbaumodul samt Vorderachsaufhängung und Längsträgern und ein
Fahrgastzellenbasismodul mit einem Fahrzeugboden aufweist, wobei das Fahrgastzellenbasismodul (2; 2'; 2") eine vertika­ le Erstreckung der Karosserietragsäulen bis wenigstens auf Bordkantenhöhe umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere, auf das Fahrgastzellenbasismodul (2; 2'; 2") alter­ nativ aufsetzbare Aufbauvariantenmodule (4; 7; 8; 9; 9'; 9") vorgesehen sind, dass
jedes Aufbauvariantenmodul (4; 7; 8; 9; 9'; 9") tragende Karosserie­ säulenabschnitte aufweist, die in Fortsetzung der Karosserietragsäulen an diese angesetzt sind, und dass
an das Fahrgastzellenbasismodul verschiedene, an die Auf­ bauvariantenmodule angepasste Heckmodule (5; 6) alternativ ansetzbar sind, die ein Heckmittelstück und eine Heckend­ einheit aufweisen, und die längs eines vertikalen Fügebereiches (2c) an das Fahrgastzellenbasismodul (2; 2'; 2") ansetzbar sind.

2. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den benachbarten Stirnabschnitten der Karosserietragsäulen ei­ nerseits und der daran angesetzten Karosseriesäulenabschnitte der Aufbauvariantenmodule andererseits korrespondierende Profi­ lierungen zugeordnet sind, die im montierten Zustand formschlüssig ineinander greifen.

3. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgastzellenbasismodul (2") vollständige A- und B- Säulenanordnungen bis zum Dachrahmen und das Aufbauvarianten­ modul übrige Karosseriesäulenabschnitte oberhalb der Bordkante aufweisen.

4. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgastzellenbasismodul (2') eine vollständige A-Säulenan­ ordnung einschließlich eines Dachquerträgers und das Aufbauva­ riantenmodul (9') übrige Karosseriesäulenabschnitte oberhalb der Bordkante mitumfassen.

5. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbaumodul (3) eine Vorderachslenkung, einen Instrumenten­ tafelträger und eine Klimatisierungs- und/oder Heizungsanlage mitumfasst.

6. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein kurz ausgestaltetes Heckmodul (5) ein Heckmittelstück mit einer Heckendeinheit aufweist.

7. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein lang ausgestaltetes Heckmodul (6), insbesondere für eine Kombi- oder Pick-up-Variante, eine Heckverlängerung und ein Heckmittelstück mit einer Heckendeinheit aufweist.

8. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbauvariantenmodul (4; 7; 8; 9) wenigstens eine Kraft­ fahrzeugquerwand, eine Verdeckeinheit, ein Dachrahmenteil und/oder eine Laderaumwand aufweist.