DE3702619C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Personenkraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Personenkraftwagens.

Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, besteht zunehmend die Tendenz, einzelne Teile nicht mehr separat zu montieren, sondern mehrere Teile zu vormontierten Baugruppen zusammenzufassen und diese größeren Baueinheiten dann im Fahrzeug einzubauen. Hierdurch können Qualitätsverbesserungen und Erleichterungen der Arbeitsbedin­ gungen und Montageoperationen erreicht werden.

Ein Personenkraftwagen der eingangs bezeichneten Art ist durch die DE 29 33 874 A1 bekannt geworden. Er besitzt einen "Unterbau" (Boden), der größtenteils als Sandwich-Platte aus­ gebildet ist, wobei die bekannten Vorteile der Sandwich-Bau­ weise, nämlich hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht, zum Tragen kommen sollen. Um dem bekannten Pkw-Unterbau die not­ wendige Steifigkeit zu verleihen, ist also ein vergleichs­ weise hoher technischer Aufwand (Sandwich-Bauweise) erforder­ lich.

Des weiteren zeigt die DE 31 46 554 A1 einen Personenkraftwa­ gen, bei dem der Vorderrahmen zusammen mit der Karosserie ein gemeinsames Bauteil bildet. Jedoch fehlt hier ein für ausrei­ chende Steifigkeit sorgender Unterrahmen. Es ist lediglich ein "Teilrahmen" vorgesehen, der aber nicht zur Aufnahme ho­ her Kräfte, wie sie z. B. vom gesamten Antriebsaggregat aus­ geübt werden, geeignet ist.

Durch die DE-OS 34 29 839 ist ein Personenkraftwagen bekannt, der einen die Karosserie in einem Klebekanal aufnehmenden Un­ terbau, der durch die Unterbau-Längsträger versteift ist, so­ wie einen Vorderrahmen und eine den Fahrgastraum der Karosse­ rie von dem Bereich des Vorderrahmens abteilende Stirnwand aufweist. Bei dieser gattungsmäßig nicht einschlägigen be­ kannten Konstruktion ist jedoch der Vorderrahmen in den vor­ montierten Unterbau mit einbezogen. Dies erfordert für die Karosserie eine Querverbindung als Spannstrebe während der Montage und eine entsprechend lange Klebeverbindung zwischen Vorderrahmen und Karosserie.

Ausgehend von dem in der DE 29 23 874 A1 geschilderten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einmal für eine ausreichende Stabilität der Karosserie als Transporteinheit während der Montage zu sorgen, ohne daß es hierfür spezieller Spannstreben bedarf, und zum anderen die Länge des zur Verbindung von Karosserie und Unterbau dienen­ den Klebekanals zu verkürzen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Querträger des Vorderrahmens wird in einfacher Weise erreicht, daß die Karosserie eine in sich stabile Transporteinheit bildet. Da der Vorderrahmen mit der Karosserie ohnehin fest verbunden ist (vorzugsweise durch Verschweißung), erübrigt sich vorteilhafterweise eine zusätz­ liche Klebeverbindung zwischen Vorderrahmen und Karosserie. Der Klebekanal bleibt dadurch ausschließlich auf den Bereich des Unterbodens (ohne Vorderrahmen) beschränkt, wodurch die gesamte Klebenaht zwischen Karosserie und Unterbau erheblich verkürzt wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der separaten Montage des Antriebsaggregates auf dem Unterrahmen. Gegebenen­ falls kann hierbei - im Falle einer möglichen automatischen Montage des Antriebsaggregates - der Unterrahmen als Querträ­ ger für einen Hilfsrahmen fungieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Patentansprüchen 2 und 3 entnehmbar.

Gemäß Anspruch 3 bildet der Unterrahmen zusammen mit dem von ihm getragenen kompletten Antriebsaggregat eine vormontierte Baueinheit. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Personenkraftwagens gemäß Anspruch 3 ist Gegenstand der Ansprüche 4 und 5.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen Ausführungsbei­ spiele, die in der Zeichnung veranschaulicht und nachstehend beschrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 in Seitenansicht (schematisch) die wesentlichen tragenden Teile eines Personenkraftwagens der in Rede stehenden Art, in montiertem Zustand,

Fig. 2 einen PKW-Oberbau, in perspektivischer Darstellung, und

Fig. 3 ebenfalls perspektivisch - einen zu dem Oberbau nach Fig. 2 passenden PKW-Unterbau, an dessen Vorderseite eine aus einem Unterrahmen mit komplett montiertem Antriebsaggregat bestehende Baugruppe befestigt ist.

Es bezeichnet 10 einen sich im wesentlichen über die Länge und Breite des Fahrgastraumes 11 erstreckenden Unterbau, der zum Beispiel als Basis für eine vormontierte Unterbaugruppe des in Rede stehenden Personenkraftwagens fungieren kann. In Fig. 3 ist eine solche Unterbaugruppe angedeutet, die im wesentlichen aus dem Unterbau 10 mit montierten Sitzen 12 bis 14, Bodenbelag 15 und Hinterachskonstruktion 16 besteht. Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist der Unterbau 10 durch Unterbau- Längsträger 17 versteift. Der Oberbau ist insgesamt mit 18 bezeichnet. Er besteht aus der Karosserie 19 und einem Vorderrahmen 20, der mit der Vorderseite der Karosserie 19 verschweißt ist. Fig. 2 macht deutlich, daß der Vorderrahmen 20 Radkästen 21, 22 für die Vorderräder und topfförmige Vertiefungen 23, 24 für den oberen Abschluß von (aus Fig. 3 ersichtlichen) Feder- und Dämpfermitteln 25 bzw. 26 für die Vorderachskonstruktion 27 umfaßt.

Bei einem weiteren wesentlichen tragenden Teil der aus Fig. 1 in schematisch vereinfachter Form ersichtlichen PKW-Konstruk­ tion handelt es sich um einen querträgerartig konzipierten und mit 28 bezifferten Unterrahmen. Dieser ist bei 29 mit den Längsträgern 17 des Unterbaus 10 und bei 30 mit dem Vorderwagen 20 verschraubt. Der Unterrahmen 28 schließt hierbei ein an der Unterseite des Vorderrahmens 20 ausgebilde­ tes sogenanntes Lenkungsfenster 31 nach unten hin ab.

Die Hauptfunktion des Unterrahmens 28 ist aus Fig. 3 ersicht­ lich. Sie besteht darin, als tragende und Montagebasis für das gesamte Antriebsaggregat 32 zu dienen. Hierzu wird das gesamte Antriebsaggregat 32 auf dem Unterrahmen 28 komplet­ tiert und dann als Funktionseinheit mit dem Unterbau 10 bei 29 verschraubt. Anschließend können alle Leitungen und Funktionsübertragungselemente mit dem Unterbau bzw. seinen Aggregaten verbunden werden.

Danach wird die Karosserie 19 durch einen am Rande des Unter­ baus 10 ausgebildeten umlaufenden Klebekanal 33 mit dem Unterbau 10 verbunden. Hierzu kann die aus Unterbau 10 mit montierten Einbauten 12 bis 16 und Unterrahmen 28 mit Antriebs­ aggregat 32 bestehende Baugruppe - wie in Fig. 2 und 3 angedeu­ tet - vertikal von unten nach oben (Pfeilrichtung 34) in den aus Karosserie 19 und Vorderrahmen 20 bestehenden Oberbau 18 eingefahren werden, bis ein am unteren Rand der Karosserie 19 ausgebildeter vertikaler Verbindungsflansch 35 in den Klebekanal 33 des Unterbaus 10 eingreift. Anschließend kann - bei 30 - die Verschraubung des Unterrahmens 28 (ein­ schließlich darauf angeordnetem Antriebsaggregat 32) mit dem Vorderrahmen 20 erfolgen.

Alternativ kann aber der Zusammenbau auch so vorgenommen werden, daß zunächst nur der Unterbau 10 mit Einbauten 12 bis 16, aber noch losgelöst vom Unterrahmen 28, mit der Karosserie 19 verklebt und anschließend die aus Unterrahmen 28 und Antriebsaggregat 32 bestehende Funktionseinheit separat mit Unterboden 10 und Vorderrahmen 20 (bei 29 bzw. 30) verschraubt wird.

In jedem Fall wird aber erst durch den Verbund Karosserie 19 - Unterbau 10 mit dem verschraubten Unterrahmen 28 der Vorderrahmen 20 mit den Unterbau-Längsträgern 17 kraftschlüssig verbunden. Ein wesentlicher Vorteil dieser insbesondere aus Fig. 1 ersichtlichen konstruktiven Lösung liegt im übrigen darin, daß bei einem Fahrzeug-Crash die Schubkräfte nicht allein von der Verschraubung 29, 30, sondern hauptsächlich durch die Abstützung des Unterrahmens 28 an der mit 36 beziffer­ ten vorderen Stirnfläche der Unterbau-Längsträger 17 aufgenom­ men werden.

Den Abschluß des im Vorstehenden geschilderten Montagevorgangs bildet der Einbau der aus Fig. 1 ersichtlichen und dort mit 37 bezeichneten Stirnwand, gegebenenfalls einschließlich mit der Stirnwand zu einem sogenannten Cockpit-Modul zusammen­ gefaßter Bedienungs- und Anzeigeelemente (in Fig. 1 ist hiervon beispielsweise die Armaturentafel schematisch angedeu­ tet und mit 38 beziffert).

Fig. 1 macht deutlich, daß hierzu die Stirnwand 37 mit ihrem unteren Rand in einen vorderen, quer zur Fahrzeuglängsachse gerichteten Abschnitt 39 des am Unterbau 10 umlaufend ausgebil­ deten Klebekanals 33 eingreift und auf diese Weise mit dem Unterbau 10 durch Kleben verbunden wird. Der umlaufende Klebekanal 33 ist damit allseitig geschlossen.

Claims (5)

1. Personenkraftwagen, mit einem die Karosserie aufnehmenden Unterbau (10), einem Vorderrahmen (26) und einer den Fahrgastraum (11) der Karosserie (19) von dem Bereich des Vorderrahmens abtei­ lenden Stirnwand (37), wobei der Vorderrahmen (20) zusammen mit der Karosserie (19) ein gemeinsames Bauteil (18) bil­ det, vorzugsweise mit der Karosserie (19) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Karosserie (19) in einem Klebekanal (33) aufnehmende Unterbau (10) durch Unterbau-Längsträger (17) versteift ist, und daß zur Aufnahme des gesamten Antriebsaggregats (32) ein mit dem Unterbau (10) verbindbarer, als Querträger ausgebildeter Unterrahmen (28) vorgesehen ist, und daß der Unterrah­ men (28) einerseits (bei 29) mit den vorderen Enden der Unterbau-Längsträger (17), andererseits (bei 30) mit dem Vorderrahmen (20) verschraubt ist.

2. Personenkraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Vorder­ rahmens (20) im Bereich der Stirnwand (37) ein Lenkungs­ fenster (31) ausgebildet ist und daß das Lenkungsfenster (31) durch die Montage des Unterrahmens (28) nach unten hin begrenzt wird.

3. Personenkraftwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterrahmen (28) zusam­ men mit dem von ihm getragenen kompletten Antriebs­ aggregat (32) eine vormontierte Baueinheit bildet.

4. Verfahren zur Herstellung eines Personenkraftwagens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• 1. Verschweißen der Karosserie (19) mit dem Vorderrah­ men (20).
• 2. Verbindung von Karosserie (19) und Unterbau (10) durch Einsetzen der Karosserie (19) in den Klebe­ kanal (33) des Unterbaus (10).
• 3. Verschrauben des mit dem gesamten Antriebsaggregat (32) eine vormontierte Baueinheit bildenden Unter­ rahmens (28) mit den Längsträgern (17) des Unter­ baus (10) und mit dem Vorderrahmen (20).
• 4. Einkleben der Stirnwand (37) - gegebenenfalls ein­ schließlich Cockpit-Modul - in den noch offenen vorderen Teil (39) des am Unterbau (10) umlaufend ausgebildeten Klebekanals (33) und dadurch Schließung des gesamten Klebekanals (33) am Unterbau (10).

5. Verfahren zur Herstellung eines Personenkraftwagens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• 1. Verschweißen der Karosserie (19) mit dem Vorder­ rahmen (20).
• 2. Verschrauben des mit dem gesamten Antriebsaggregat (32) eine vormontierte Baueinheit bildenden Unter­ rahmens (28) mit den Längsträgern (17) des Unter­ baus (10).
• 3. Verbindung von Karosserie (19) und Unterbau (10), einschließlich des am Unterbau (10) befestigten Unterrahmens (28) mit Antriebsaggregat (32), durch Einsetzen der Karosserie (19) in den Klebekanal (33) des Unterbaus (10).
• 4. Verschrauben des Unterrahmens (28) einschließlich Antriebsaggregat (32) mit dem Vorderrahmen (20).
• 5. Einkleben der Stirnwand (37) - gegebenenfalls ein­ schließlich Cockpit-Modul - in den noch offenen vorderen Teil (39) des am Unterbau (10) umlaufend ausgebildeten Klebekanals (33) und dadurch Schließung des gesamten Klebekanals (33) am Unterbau (10).