DE19931741B4

DE19931741B4 - Kraftfahrzeugaufbau

Info

Publication number: DE19931741B4
Application number: DE1999131741
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fussnegger; Meinrad Dipl.-Ing. Vollmer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: DE19931741A1

Abstract

Kraftfahrzeugaufbau mit ersten Bauteilen, welche als Gußteile ausgeführt sind, und zweiten Bauteilen, welche als Profilbauteile ausgeführt sind, wobei die ersten Bauteile mit Formtaschen ausgebildet sind, in welchen die zweiten Bauteile festlegbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugaufbau nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Fahrzeugaufbauten werden üblicherweise in Profilbauweise bereitgestellt, wobei die einzelnen Profilbauteile mittels Gußknoten miteinander verbunden sind. Die Verbindungen zwischen den Profilbauteilen und den Gußknoten sind typischerweise geklebt oder geschweißt. Als nachteilig bei derartigen Fahrzeugaufbauten erweist sich, daß die Profilbauteile in relativ komplizierte Formen gebracht werden müssen, wodurch der Herstellungsaufwand derartiger Fahrzeugaufbauten sehr hoch ist.

Aus der DE 3035333 C2 ist ein Personenkraftwagen mit einer formsteifen Fahrgastzelle und jeweils einem daran anschließenden Bug- und Heckteil bekannt, wobei die tragende Struktur der Fahrgastzelle als Leichtmetall-Gußteil ausgebildet ist. Hierbei wird die tragende Struktur der Bug- und Heckteile von verformbaren Blechpressteilen gebildet, die lösbar mit der Fahrgastzelle verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Leichtmetall-Gußteilen und den Blechpressteilen gestaltet sich hier relativ aufwendig.

Aus der DE-PS 737002 ist schließlich eine Versteifungsanordnung für Kraftfahrzeuge mit die Längsträger des Fahrgestells überbrückender, gegossener Vorderwand bekannt. Diese Versteifungsanordnung ist gekennzeichnet durch die Abstützung der beiden, ebenso wie die Vorderwand vorzugsweise in Leichtmetallguß hergestellten äußeren Längsträger, durch einen mit der Vorderwand ein einheitliches Gußstück bildenden Fortsatz.

Die EP 0 146 716 offenbart einen Kraftfahrzeugaufbau mit Gußteilen und Profilbauteilen. Hierbei sind die Profilbauteile formschlüssig in entsprechenden Aufnahmen der als Knotenelement dienenden Gußteile gehalten. Die in dieser Druckschrift als Gußteile ausgeführten Teile stellen Knotenelemente. das, welche im wesentlichen dazu dienen, die verwendeten Strangpressprofile miteinander zu verbinden.

Die EP 0 454 942 A1 beschreibt einen Wagenkasten für Personenkraftwagen, wobei ein vorderer Längsträger einer Aufbaustruktur unter Vermittlung eines Knotenelements an einem außenliegenden Schweller angeschlossen ist, wobei der vordere Längsträger und der Schweller durch Strangpressprofile und das Knotenelement durch ein Gußteil gebildet wird.

Aus der DE 198 08 392 A1 ist eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs bekannt. Diese besteht aus Leichtmetall-Gußknoten und/oder Kunststoffknoten und diese verbindenden Leichtmetall-Strangprofilen und/oder Kunststoffprofilen.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Kraftfahrzeugaufbaus, welcher die mit relativ großen Gußbauteilen erzielbaren vorteilhaften Wirkungen ermöglicht, ohne auf eine aufwendige Verbindung zwischen Gußbauteilen und Profilbauteilen angewiesen zu sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kraftfahrzeugaufbau mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugaufbau ermöglicht die durch die Verwendung von relativ großen Gußbauteilen erzielbaren Vorteile. Durch Bereitstellung bzw. Angießen von Formtaschen ist ferner eine besonders günstige Verbindungsmöglichkeit mit Profilbauteilen zur Verfügung gestellt. Durch die Verwendung von relativ großen Gußteilen mit großer Formintegration sind weniger Schweißvorgänge bei der Herstellung eines Kraftfahrzeugbaus notwendig, wodurch ein geringerer Verzug und geringere Festigkeitsverluste auftreten. Erfindungsgemäß sind die A-, B- und/oder C-Säulen des Kraftfahrzeugaufbaus als Gußbauteile ausgeführt, wobei im wesentlichen in Längsrichtung oder Querrichtung des Kraftfahrzeugaufbaus sich erstreckende Profilbauteile, insbesondere Längsträger oder Querträger, in entsprechend sich erstreckenden Taschen der A-, B- und/oder C-Säulen diese miteinander verbindend festgelegt sind. Mit dieser Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus sind aufwendige Aufbau- bzw. Karosserieformen erfindungsgemäß in einfacher Weise bereitstellbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufbaus sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zweckmäßigerweise sind die ersten Bauteile des Kraftfahrzeugaufbaus als Leichtmetall-Gußbauteile ausgeführt. Leichtmetall-Gußwerkstoffe führen insgesamt zu einem geringeren Fahrzeuggewicht und erweisen sich in der Praxis gleichzeitig als robust und zuverlässig.

Als zweite Bauteile werden bevorzugt Blechformteile oder Strangpressprofile verwendet. Derartige Bauteile weisen eine ausreichende Formstabilität auf und sind in besonders günstiger Weise an Gußbauteilen festlegbar.

Als weitere Bauteile des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufbaus sind vorteilhafterweise auch Federbeinaufnahmen als Gußteile ausführbar.

Es erweist sich als zweckmäßig, daß mit der C-Säule zusammenwirkende Stützverstrebungen und/oder ein Heckende des Kraftfahrzeugaufbaus als Gußteile ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme können relativ komplizierte geformte Bauteile in einfacher Weise zur Verfügung gestellt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufbaus sind die C-Säule und die Stützverstrebungen bzw. das Heckende als einheitliches Gußteil ausgebildet.

Zweckmäßigerweise sind hierbei die Stützverstrebungen mit Schwachstellen bzw. Sollbruchstellen ausgebildet. Durch diese Maßnahme kann der Reparaturaufwand im Falle eines Heckaufpralls sehr gering gehalten werden, da aufgrund der Sollbruchstellen lediglich die Stützverstrebungen bzw. das Heckende beschädigt werden, und die C-Säule unbeschädigt bleibt.

Es erweist sich schließlich als vorteilhaft, die Festlegung zwischen den ersten und den zweiten Bauteilen aneinander mittels Schweißens, Klebens, Nietens oder Magnetumformens zu bewirken.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufbaus werden nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter beschrieben. In dieser zeigt
1 eine Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus,
2 eine Ansicht des Fahrzeugaufbaus der 1 schräg von vorne,
3 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugaufbaus der 1 schräg von hinten,
4 ein Detail des Fahrzeugaufbaus gemäß 1,
5 eine Schnittansicht einer bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufbau verwendbaren A-Säule,
6 eine Schnittansicht der A-Säule der 5 entlang der Linie A-A,
7 eine perspektivische Ansicht des oberen Bereiches einer B-Säule,
8 eine seitliche Schnittansicht der B-Säule der 7,
9 eine perspektivische Ansicht einer A-Säule, und
10 eine seitliche Schnittansicht der Darstellung der 9.
Anhand der 1 bis 4 wird zunächst eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufbaus beschrieben.
In den Figuren ist mit 1 eine A-Säule, mit 2 eine B-Säule und mit 3 eine C-Säule des dargestellten Kraftfahrzeugaufbaus be zeichnet. Die Bauteile 1, 2, 3 sind als Leichtmetall-Gußbauteile ausgeführt. Ferner sind zwei Federbeinaufnahmen, von welchen eine vordere mit 4 und eine hintere mit 4a bezeichnet ist, sowie ein Frontende 5 als Gußteile ausgeführt. Insgesamt ergeben sich für den dargestellten Kraftfahrzeugaufbau, unter Berücksichtigung der Tatsache, daß jeweils zwei A-, B- und C-Säulen vorgesehen sind, neun Gußteile. Ein derartiger, beispielsweise aus neun Gußteilen bestehender Fahrzeugaufbau kann in einfacher Weise auf einen Fahrzeugrahmen aufgesetzt werden. Es ist ferner möglich, das Frontende 5 zweiteilig auszubilden, womit ein besonders einfacher Toleranzausgleich möglich ist.
In den 1 und 3 erkennt man ferner, daß die C-Säule 3 mit heckseitigen, als Stützverstrebungen ausgebildeten Aufprall- bzw. Crashelementen 13, 14 verbunden ist, welche ihrerseits wiederum mit einem Heckteil 15 verbunden sind. Die Bauteile 3, 13, 14 und 15 können als einheitliches Gußteil ausgebildet werden. Als vorteilhaft erweist es sich, in die Crashelemente 13, 14 Schwachstellen bzw. Sollbruchstellen einzubauen, so daß im Falle eines Heckaufpralls lediglich die Bauteile 15 bzw. 13, 14 beschädigt werden und die C-Säule 3 unbeschädigt bleibt. Zur Reparatur eines derart ausgebildeten Kraftfahrzeuges können die Crashelemente 13, 14 in einfacher und preiswerter Weise ersetzt werden, beispielsweise indem neue, entsprechend ausgebildete Gußteile aufgesteckt, aufgeklebt oder aufgenietet werden. Die beschriebenen Schwachstellen sind beispielhaft in der 1 dargestellt. Die C-Säule kann ferner derart gestaltet werden, daß ein Heckende bzw. Heckteil 15 entfallen kann. Ein Hecktüranschluß kann hierbei beispielsweise in die C-Säule integriert werden.
In 4 ist ein Detail des A-Säulenbereiches des in den 1 bis 3 dargestellten Kraftfahrzeugaufbaus gezeigt. Man erkennt, daß die A-Säule eine rippenartige Strukturierung 1a aufweist. Es ist an sich bekannt, daß derartige Strukturierungen in einfacher Weise in Gußbauteile einbringbar sind.
Die erfindungsgemäße Maßnahme, Gußbauteile mit Formtaschen auszubilden und in diesen Profilbauteile festzulegen, wird nun anhand der 1 bis 10 erläutert. In den bereits behandelten 1 bis 4 erkennt man, daß die jeweiligen Bauteile 1, 2, 3 mittels sich in Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus erstreckender Profilbauteile miteinander verbunden sind. Die einzelnen Profilbauteile sind mit 20 (unterer Längsträger außen), 21 (Dachlängsträger) und 22 (unterer Längsträger innen bzw. Hauptlängsträger) bezeichnet.
In 5 ist beispielsweise eine Schnittansicht durch den unteren Bereich der A-Säule 1 dargestellt. Man erkennt einen Längsträger 20, der in einer ersten Tasche 1a der A-Säule 1 festgelegt ist, und ein weiteres Längsbauteil 22, welches in einer zweiten Tasche 1b der A-Säule 1 festgelegt ist. Die erste Tasche 1a ist hierbei sacklochartig bzw. endtaschenartig, und die Tasche 1b als Durchgangstasche ausgebildet, so daß der Hauptlängsträger 22 durch den unteren Bereich der A-Säule hindurchführbar ist. Man erkennt, daß ein Querträger 28, welcher ebenfalls als Profilbauteil ausgebildet sein kann, in eine weitere Tasche 1c der A-Säule eingebracht ist. Die Taschen 1b, 1c bilden somit insgesamt eine T-förmige Tasche. Die Festlegung der Profilbauteile 20, 22, 28 in ihren jeweiligen Taschen erfolgt beispielsweise mittels Klebens oder Schweißens. Es erweist sich als vorteilhaft, die Profile über leichte Schrägen in die jeweiligen Taschen einzuführen, wobei ein Toleranzausgleich durch Verschieben der Profile innerhalb der Taschen erfolgen kann.
In 6 ist der in 5 dargestellte Bereich der A-Säule in einem Schnitt entlang der Linie A-A dargestellt.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht des oberen Bereiches der B-Säule 2, welche mit dem bereits erwähnten Dachlängsträger sowie einem Dachquerträger 29 verbunden ist. Man erkennt, daß die B-Säule 2 in ihrem oberen Bereich ebenfalls mit Ta schen 2a, 2b ausgebildet ist, in welche die jeweiligen Dachträger einbringbar sind.
8 zeigt den unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Sachverhalt in einer Schnittansicht, in der besonders gut der innere Aufbau des Dachrahmenlängsträgers sowie die Form der Tasche 2a erkennbar sind.
Anhand der 9 und 10 wird schließlich eine bevorzugte Ausbildung des oberen Bereiches der A-Säule 1 beschrieben. Man erkennt, daß die A-Säule 1 mit zwei Endtaschen 1d, 1e ausgebildet ist, in welche ein vorderer Querträger 31 bzw. der Dachlängsträger 21 eingebracht sind.

Claims

Kraftfahrzeugaufbau mit ersten Bauteilen (1, 2, 3, 4, 5, 13, 14, 15), welche als Gußteile ausgeführt sind, und zweiten Bauteilen (20, 21, 22, 29, 31), welche als Profilbauteile ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußteile (1, 2, 3, 4, 5, 13, 14, 15) mit Formtaschen (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 2a, 2b) ausgebildet sind, in welchen die Profilbauteile (20, 21, 22, 29, 31) festlegbar sind, die A-, B- und/oder C-Säulen (1, 2, 3) des Kraftfahrzeugaufbaus als Gußteile ausgeführt sind, und die Profilbauteile (20, 21, 22, 29, 31) sich im wesentlichen in Längsrichtung oder Querrichtung des Kraftfahrzeugaufbaus erstrecken und in den Formtaschen (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 2a, 2b) der A-, B- und/oder C-Säule (1, 2, 3), letztere miteinander verbindend, festgelegt sind.
Kraftfahrzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bauteile (1, 2, 3, 4, 5, 13, 14, 15) als Leichtmetall-Gussbauteile ausgeführt sind.
Kraftfahrzeugaufbau nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bauteile (20, 21, 22, 29, 31) als Blechbauteile oder Strangpressprofile ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Federbeinaufnahmen (4) als Gussteile ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der C-Säule zusammenwirkende Stützverstrebungen (13, 14) und/oder ein Heckende (15) des Kraftfahrzeugaufbaus als Gussteile ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugaufbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die C-Säule und die Bauteile (13, 14, 15) als einheitliches Gussteil ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützverstrebungen (13, 14) mit Schwachstellen bzw. Sollbruchstellen ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Festlegung der ersten und zweiten Bauteile aneinander mittels Schweißens, Klebens, Nietens oder Magnetumformens erfolgt.