DE4330559A1 - Kraftfahrzeug in Modulbauweise - Google Patents
Kraftfahrzeug in ModulbauweiseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug in Modulbauwei
se, welches eine Fahrgastzelle und zumindest ein daran
durch Kleben befestigtes Modul aufweist, welches entlang
der mit der Fahrgastzelle zu verklebenden Kanten Klebeka
näle aufweist, in die die Fahrgastzelle mit Klebestege
eintaucht.
Ein Kraftfahrzeug der vorstehenden Art ist beispielsweise
in der DE-A-33 15 646 beschrieben. Gemäß dieser Schrift
wird ein Cockpit-Modul, welches insbesondere den Motor,
die Lenkung mit dem Lenkrad, die Pedale und die Armatu
rentafel aufweist, als vormontierte Baueinheit von oben
her in die Rohkarosserie eingefahren und mit der Rohka
rosserie verklebt. Zusätzliche Schrauben halten das Modul
und die Rohkarosserie unmittelbar nach dem Einfahren zu
sammen, so daß schon vor dem Aushärten des Klebers eine
feste Verbindung gegeben ist. Die Verklebung erfolgt über
Klebekanäle, in die Klebestege eintauchen.
Die DE-A-34 29 839 zeigt auch schon ein Kraftfahrzeug,
bei dem der gesamte Fahrzeugboden als selbsttragendes
Bauteil ausgebildet und mit dem die Karosserie durch Kle
ben verbunden ist. Hierzu hat der Fahrzeugboden außensei
tig umlaufend wiederum einen nach oben hin offenen Klebe
kanal, in den die Karosserie mit einem entsprechenden
Klebesteg eintaucht.
Die Modulbauweise hat bei Kraftfahrzeugen den Vorteil,
daß die noch nicht in das Kraftfahrzeug eingebauten Mo
dule wegen der besseren Zugänglichkeit der jeweiligen
Einbaustellen einfacher montiert werden können als wenn
die entsprechenden Bauteile einzeln in das Kraftfahrzeug
eingebaut werden müßten. Weiterhin können für unter
schiedlichen Bedürfnisse unterschiedliche Front- oder
Heckmodule mit einer Fahrgastzelle kombiniert werden. Das
Verbinden der Module mit dem Kraftfahrzeug durch Kleben
statt durch das bislang allgemein übliche Verschweißen
hat den Vorteil, daß das Modul auch wärmeempfindliche
Bauteile aufweisen und schon vor der Endmontage fertig
lackiert sein kann. Hinzu kommt, daß Klebeverbindungen
mittels Klebekanäle und in diese ragende Klebestege ge
räuschisolierend wirken, was insbesondere für das Cock
pit-Modul wichtig ist, da dieses zahlreiche Aggregate
enthält, die beim Arbeiten Geräusche erzeugen, welche
möglichst nicht bis in den Fahrgastinnenraum übertragen
werden sollten.
Die früher angemeldete, jedoch nicht vorveröffentlichte
deutsche Patentanmeldung P 42 28 120.2 beschreibt auch
schon ein Kraftfahrzeug, bei dem ein mit der Fahrzeug
achse und Vorderrädern versehenes Frontmodul von vorn ge
gen die Struktur der Fahrgastzelle gefahren und dort mit
ihr verklebt wurde. Horizontal nach vorn ausgerichtete
Bolzen der Fahrgastzelle greifen im montierten Zustand
des Frontmoduls in entsprechende Bolzenaufnahmen des
Frontmoduls und fixieren dieses schon vor dem Aushärten
des Klebers. Das Modul nach dieser Patentanmeldung
schließt einen Teilbereich des Fahrzeugbodens ein. Da
dieses Einfahren von vorn erfolgt und da die den Fahr
zeugboden des Frontmoduls mit dem in der Fahrgastzelle
vorhandenen Teilbereich des Fahrzeugbodens verbindenden
Klebekanäle und Klebestege gegenüber der Einfahrrichtung
geneigt verlaufen müssen, damit beim Einfahren die Klebe
stege nicht den Klebstoff aus den Klebekanälen schieben,
verjüngt sich der Teilbereich des Fahrzeugbodens des
Frontmoduls nach hinten zu. Das hat den Nachteil, daß zur
Aussteifung und beispielsweise zum Tragen der Vordersitze
auf dem Fahrzeugboden angebrachte Querträger nicht bis zu
den Seitenholmen der Fahrgastzelle reichen und nicht mit
diesen fest verbunden werden können. Ein solcher Verbund
ist jedoch für ein gutes Crashverhalten des Kraftfahr
zeugs vorteilhaft.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Kraftfahr
zeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein
mit einem Bodenbereich versehenes Modul derart mit der
Fahrgastzelle verbindbar ist, daß die bei einem Crash
auftretenden Kräfte optimal von dem Modul in die Fahr
gastzelle eingeleitet werden können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das Modul ein sich über die gesamte Breite des Fahrzeug
bodens erstreckendes Bodenteil hat, zum Zusammenfahren
mit der Fahrgastzelle mit einer überwiegenden Bewegungs
komponente in Richtung der Hochachse der Fahrgastzelle
gestaltet ist und bei dem alle Klebekanäle so verlaufen,
daß beim Zusammenfahren der Fahrgastzelle und des Moduls
zwischen der Einfahrrichtung und dem Verlauf der Klebe
kanäle ein Winkel von mindestens 25° besteht und daß an
den für die Krafteinleitung kritischen Stellen am Modul
und der Fahrgastzelle bei der Montage ineinandergreifende
Knotenelemente vorgesehen sind.
Dadurch, daß das Modul zum Zusammenfahren mit der Fahr
gastzelle mit einer überwiegenden Bewegungskomponente in
Richtung der Hochachse der Fahrgastzelle gestaltet ist,
kann man den Teilbereich des Fahrzeugbodens am Modul so
ausbilden, daß er die volle Breite des Innenraumes der
Fahrgastzelle aufweist. Deshalb wird es möglich, sein Bo
denteil außenseitig mit den Querholmen oder Türschwellern
oder in unmittelbarer Nähe zu ihnen zu verkleben. Das ist
durch die Haupteinfahrrichtung von unten bzw. oben auch
möglich, wenn die Oberfläche des Bodenteils nicht eben
verläuft. Durch dieses Verkleben mit den Längsholmen er
höht sich die Festigkeit des Kraftfahrzeugs gegenüber be
kannten Ausführungen wesentlich. Die an kritischen Stel
len vorgesehenen Knotenelemente sorgen dafür, daß bei ei
nem Crash auftretende Kräfte optimal in die tragenden
Elemente der Fahrgastzelle eingeleitet werden können.
Die Stabilität des Kraftfahrzeugs erhöht sich ganz beson
ders, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung das Bodenteil zur Aussteifung mit zumindest ei
nem Träger versehen ist, der mit zumindest einem Ende bis
zur Fahrgastzelle reicht und dort ebenfalls einen nach
oben weisenden Klebekanal und die Fahrgastzelle einen
entsprechenden, in diesen Klebekanal reichenden Klebesteg
aufweist.
Konstruktiv vorteilhaft ist es dabei, wenn das Front-
oder Heckmodul in seinem Bodenteil als Träger zur Aus
steifung mit zumindest einen Querträger hat und wenn der
Querträger an seinen beiden Enden ebenfalls einen nach
oben weisenden Klebekanal und die Fahrgastzelle entspre
chende, in diese Klebekanäle des Querträgers eingreifende
Klebestege aufweist.
Wenn man zur Montage das Modul genau von unten gegen die
Fahrgastzelle fahren will, dann ist es erforderlich, daß
alle miteinander zu verklebenden Bereiche gegenüber der
Senkrechten um mindestens 25° geneigt verlaufen, damit
beim Einfahren die Klebestege nicht den Klebstoff aus den
entsprechenden Klebekanälen verdrängen. Oftmals sind sol
che schräg verlaufenden Bereiche jedoch nicht erwünscht.
Sie lassen sich vermeiden, wenn gemäß einer anderen Aus
gestaltung der Erfindung die Fahrgastzelle im unteren,
Türscharniere tragenden Bereich in etwa senkrecht nach
unten verlaufende A-Säulen aufweist und das Frontmodul
zum Einfahren gegen die Fahrgastzelle schräg von vorn un
ten in einem Winkel von zumindest 25° zur Senkrechten
ausgebildet ist.
Nach dem Einfahren des Moduls halten die Klebebereiche
schon vor dem Aushärten des Klebers zusammen, ohne daß es
besonderer Spannvorrichtungen in der Montageanlage be
darf, wenn die ineinandergreifenden Knotenelemente durch
jeweils zumindest eine nach dem ineinanderfahren eingezo
gene Sicherungsschraube zusammengehalten sind. Solche Si
cherungsschrauben erhöhen desweiteren die Stabilität des
Kraftfahrzeugs über die Festigkeit der Klebeverbindungen
hinaus.
Die Knotenelemente können die Kräfte aus allen beim Fah
ren und bei einem Crash auftretenden Richtungen aufneh
men, wenn die ineinandergreifenden Knotenelemente jeweils
eine schwalbenschwanzförmige Aufnahmenut in einem Knoten
element und eine schwalbenschwanzförmige, in die Aufnah
menut eingreifende Führungsfeder aufweisen.
Fluchtungsfehler infolge von Karosserietoleranzen oder
ungenaues Arbeiten der Montagevorrichtungen beim Zusam
menfahren der Module und der Fahrgastzelle lassen sich
dadurch ausgleichen, daß die ineinandergreifenden Knoten
elemente Zentrierschrägen zum Zentrieren des Moduls in
Bezug auf die Fahrgastzelle aufweisen.
Zur optimalen Krafteinleitung von einem Frontmodul in die
Fahrgastzelle reicht es, wenn gemäß einer anderen Weiter
bildung der Erfindung zum Verbinden der Fahrgastzelle mit
dem Frontmodul jeweils am oberen und unteren Ende des die
Scharniersäule bildenden Teiles der A-Säule ein Knoten
element und entsprechende Knotenelemente jeweils am der
Scharniersäule zugewandten Ende des Vorderrahmens und des
darüber verlaufenden Domträgers angeordnet sind.
Beim Einfahren schräg von unten stoßen die Klebekanäle an
den Enden der Querholme, welche höher verlaufen als die
Klebekanäle an den Längskanten des Bodenteils, nicht ge
gen die Klebestege an den Türschwellern oder Seitenholmen
und behindern dadurch nicht das vollständige Einfahren,
wenn die Türschweller zum Eingreifen in den Klebekanal
des Bodenteiles fahrzeuginnenseitig nahe ihrer Unterseite
einen Klebesteg und zur Fahrzeuginnenseite hin versetzt
einen weiteren Klebesteg zum Eingreifen in den Klebekanal
eines Querträgers aufweist.
Die Knotenelemente können an einem als Frontmodul ausge
bildeten Modul beispielsweise durch Kleben, Schweißen
oder Löten zuverlässig befestigt werden, bevor das Front
modul mit der Fahrgastzelle verbunden wird, wenn gemäß
einer anderen, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
die Knotenelemente des als Frontmoduls ausgebildeten Mo
duls jeweils mit einem Einsteckstück in das der Fahrgast
zelle zugewandte Ende des Vorderrahmens und des Feder
beinrahmens eingesteckt sind.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur
weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da
von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be
schrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
Fahrgastzellenstruktur mit einer erfin
dungsgemäßen Frontmodulstruktur,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer
Fahrgastzelle mit einem komplett montier
ten Frontmodul unmittelbar vor dem Verbin
den mit der Fahrgastzelle,
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Knotenelement mit
einem Ende eines Vorderrahmens in perspek
tivischer Darstellung,
Fig. 4 einen Schnitt durch die untere, die Schar
niersäule bildende A-Säule mit angrenzen
den Bauteilen.
Die Fig. 1 zeigt eine Fahrgastzellenstruktur 1 und eine
Frontmodulstruktur 2. Die Fahrgastzellenstruktur 1 hat zu
beiden Seiten eine Türöffnung 3, welche jeweils von einem
Türschweller 4, einem Teil einer A-Säule bildenden Schar
niersäule 5, einer oberen A-Säule 6 und einer B-Säule 7,
7a begrenzt wird. Am oberen und unteren Ende der Schar
niersäule 5, 5a ist jeweils ein Knotenelement 8, 9, 8a,
9a vorgesehen.
Die Fahrgastzellenstruktur 1 hat im rückwärtigen Bereich
einen Fahrzeugboden 10. Im vorderen Bereich ist sie je
doch vor einem unteren Querträger 11, der an der Unter
seite die beiden B-Säulen 7, 7a miteinander verbindet,
offen.
Zum Verschließen dieses offenen Bodenbereiches der Fahr
gastzellenstruktur 1 dient ein Bodenteil 12 der Front
modulstruktur 2. Dieses Bodenteil 12 hat zwei Querträger
13, 14 und zwei Längsträger 15, 16. Wichtig für die Er
findung ist, daß an den Türschwellern 4, 4a und dem Quer
träger 11 der Fahrgastzellenstruktur 1 Aufnahmen 17 vor
gesehen sind, in denen die Enden der Querträger 13, 14
und Längsträger 15, 16 mit der Fahrgastzellenstruktur 1
durch Kleben zu verbinden sind.
Die Frontmodulstruktur 2 hat am hinteren Ende ihrer bei
den Vorderrahmen 18, 18a jeweils ein Knotenelement 19,
19a, welches nach dem Zusammenfahren in die Knotenele
mente 9 und 9a der Fahrgastzellenstruktur 1 eingreift.
Entsprechende Knotenelemente 20, 20a sind am Ende von
Domträgern 21, 21a angeordnet und greifen nach dem Einbau
der Frontmodulstruktur 2 in die Knotenelemente 8 und 8a.
In der Fig. 2 ist gezeigt, daß die Frontmodulstruktur 2
durch Einbau zahlreicher Teile zu einem vollständig mon
tierten, ein Frontmodul bildenden Modul 22 komplettiert
wurde. Das Modul 22 weist zum Beispiel einen Motor 23,
eine Armaturentafel 24, einen Fahrersitz 25 und sogar
eine Vorderachse 26 auf. Dieses Modul 22 wird im fertig
lackierten Zustand schräg von unten gegen die gegenüber
dem Montagezustand nach Fig. 1 durch Montage verschiede
ner Bauteile zu einer Fahrgastzelle 27 komplettierte
Fahrgastzellenstruktur 1 gefahren. Dabei beträgt der Ein
fahrwinkel gegenüber der Senkrechten 25°, was durch einen
Pfeil verdeutlicht wurde. Die dabei aufeinandertreffenden
Flächen sind als Klebebereiche ausgebildet, was später
noch erläutert wird. Bis zum Aushärten des Klebers halten
Sicherungsschrauben 28, 29 an den Knotenelementen 8, 8a
das Modul 22 und die Fahrgastzelle 27 zusammen.
Die Fig. 3 zeigt gegenüber den vorangehenden Figuren im
Maßstab stark vergrößert das Knotenelement 19 mit einem
Einsteckstück 30, welches in das Ende des Vorderrahmens
18 einsteckbar und dort durch Kleben oder Schweißen befe
stigbar ist. Weiterhin erkennt man in Fig. 3, daß das
Knotenelement 19 eine schwalbenschwanzförmige Aufnahmenut
31 hat, in welche das Knotenelement 9 mit einer entspre
chend geformten, in Fig. 1 angedeuteten Führungsfeder 32
einzugreifen vermag, wenn man das Modul 22 gegen die
Fahrgastzelle 27 fährt. Nach einem vergleichbaren Prinzip
greifen die anderen Knotenelemente 8 und 20, bzw. 8a, 20a
ineinander. Zum leichteren Einfahren der Führungsfeder 32
hat die Aufnahmenut 31 an ihrer Einfahrseite diese im
Querschnitt erweiternde Zentrierschrägen 39. Zu erkennen
ist weiterhin in Fig. 3 ein Klebekanal 33 des Knotenele
mentes 19.
Die Fig. 4 zeigt im Querschnitt die Verbindung des Bo
denteils 12 mit den Türschwellern 4. Man erkennt, daß das
Bodenteil 12 an seiner Außenseite einen mit Klebstoff 34
gefüllten Klebekanal 35 hat, in den ein Klebesteg 36 des
Türschwellers 4 eingreift. Vom Bodenteil 12 ist in Fig.
4 auch die Oberseite des Querträgers 13 zu erkennen, der
an seinem Ende ebenfalls einen Klebekanal 37 aufweist, in
den ein weiterer Klebesteg 38 des Türschwellers 4 ein
greift. Damit das Bodenteil 12 von unten her zwischen die
Türschweller 4, 4a gefahren werden kann, sind die oberen
Klebekanäle 37 gegenüber den unteren Klebekanälen 35 nach
innen hin versetzt.
Claims (10)
1. Kraftfahrzeug in Modulbauweise, welches eine Fahrgast
zelle und zumindest ein daran durch Kleben befestigtes
Modul aufweist, welches entlang der mit der Fahrgastzelle
zu verklebenden Kanten Klebekanäle aufweist, in die die
Fahrgastzelle mit Klebestege eintaucht, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Modul (22) ein sich über die gesamte
Breite des Fahrzeugbodens (10) erstreckendes Bodenteil
(12) hat, zum Zusammenfahren mit der Fahrgastzelle (27)
mit einer überwiegenden Bewegungskomponente in Richtung
der Hochachse der Fahrgastzelle (27) gestaltet ist und
bei dem alle Klebekanäle (35, 37, 33) so verlaufen, daß
beim Zusammenfahren der Fahrgastzelle (27) und des Moduls
(22) zwischen der Einfahrrichtung und dem Verlauf der
Klebekanäle (35, 37, 33) ein Winkel von mindestens 25°
besteht und daß an den für die Krafteinleitung kritischen
Stellen am Modul (22) und der Fahrgastzelle (27) bei der
Montage ineinandergreifende Knotenelemente (8, 9; 8a, 9a)
vorgesehen sind.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bodenteil (12) zur Aussteifung mit zumindest ei
nem Träger (13, 14, 15) versehen ist, der mit zumindest
einem Ende bis zur Fahrgastzelle (27) reicht und dort
ebenfalls einen nach oben weisenden Klebekanal (37) und
die Fahrgastzelle (27) einen entsprechenden, in diesen
Klebekanal (37) reichenden Klebesteg (38) aufweist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Modul (22) in seinem Bodenteil (12) als Träger
zur Aussteifung zumindest einen Querträger (13, 14) hat
und daß der Querträger (13, 14) an seinen beiden Enden
ebenfalls einen nach oben weisenden Klebekanal (37) und
die Fahrgastzelle (27) entsprechende, in diese Klebeka
näle (37) des Querträgers (13, 14) eingreifende Klebe
stege (38) aufweist.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fahrgastzelle (27) in etwa senkrecht nach unten
verlaufende Scharniersäulen (5) als untere A-Säulen auf
weist und das als Frontmodul ausgebildete Modul (22) zum
Einfahren gegen die Fahrgastzelle (27) schräg von vorn
unten in einem Winkel von zumindest 25° zur Senkrechten
ausgebildet ist.
5. Kraftfahrzeug nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinander
greifenden Knotenelemente (8, 20; 9, 19; 8a, 20a; 9a,
19a) durch jeweils zumindest eine nach dem Ineinanderfah
ren eingezogene Sicherungsschraube (28) zusammengehalten
sind.
6. Kraftfahrzeug nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinander
greifenden Knotenelemente (8, 20; 9, 19; 8a, 20a; 9a,
19a) jeweils eine schwalbenschwanzförmige Aufnahmenut
(31) in einem Knotenelement (19) und eine schwalben
schwanzförmige, in die Aufnahmenut (31) eingreifende Füh
rungsfeder (32) aufweisen.
7. Kraftfahrzeug nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinander
greifenden Knotenelemente (8, 20; 9, 19; 8a, 20a; 9a,
19a) Zentrierschrägen (39) zum Zentrieren des Moduls (22)
in Bezug auf die Fahrgastzelle (27) aufweisen.
8. Kraftfahrzeug nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden der
Fahrgastzelle (27) mit dem als Frontmodul ausgebildeten
Modul (22) jeweils am oberen und unteren Ende des die
Scharniersäule (5) bildenden Teiles der A-Säule (6) ein
Knotenelement (9, 9a) und entsprechende Knotenelemente
(19, 19a) jeweils am der Scharniersäule (5) zugewandten
Ende des Vorderrahmens (18, 18a) und des darüber verlau
fenden Domträgers (21) angeordnet sind.
9. Kraftfahrzeug nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Türschweller
(4, 4a) zum Eingreifen in den Klebekanal (35, 37) des Bo
denteiles (12) fahrzeuginnenseitig nahe ihrer Unterseite
einen Klebesteg (36) und zur Fahrzeuginnenseite hin ver
setzt einen weiteren Klebesteg (38) zum Eingreifen in den
Klebekanal (37) eines Querträgers (13) aufweist.
10. Kraftfahrzeug nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenelemente
(19, 19a; 20, 20a) des als Frontmodul ausgebildeten Mo
duls (22) jeweils mit einem Einsteckstück (30) in das der
Fahrgastzelle (27) zugewandte Ende des Vorderrahmens (18)
und des Domträgers (21, 21a) eingesteckt sind.
Priority Applications (1)
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ID=6497270
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934330559 Expired - Fee Related DE4330559C2 (de) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Kraftfahrzeug in Modulbauweise |
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