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Die
Erfindung betrifft eine Baugruppe einer Kraftfahrzeuggehäusestruktur.
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Die
Erfindung betrifft genauer eine Baugruppe einer Kraftfahrzeuggehäusestruktur,
von dem Typ, welcher umfasst, von vorne nach hinten, ein Gehäusestrukturelement,
welches insbesondere Auflage für mechanische
Einrichtungen des Fahrzeugs bildet, und eine feste Zelle, welche
die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs bildet, von dem Typ, in welchem
das Gehäusestrukturelement,
in einer ersten, oberen horizontalen Ebene, zwei longitudinale obere
Längsträger umfasst,
welche sich nach vorne erstrecken ausgehend von der Zelle und, in
einer zweiten, unteren horizontalen Ebene, wenigstens ein unteres
Element, welches vorne an der Zelle angeordnet ist, und zwei untere
longitudinale Längsträger, welche
sich parallel erstrecken unterhalb der oberen Längsträger, deren vordere Enden an
Aufhängungsarmen
befestigt sind, welche an die oberen Längsträger befestigt sind, und deren
hintere Enden eingefädelt
sind auf Aufnahmeelementen des unteren Elements, um, im Falle eines
longitudinalen Aufpralls, einen Teil der Verformungskräfte an das
untere Element zu übertragen.
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Man
kennt zahlreiche Beispiele von Baugruppen von Gehäusestrukturen
dieses Typs, z.B. siehe das Patent DE-A-199 59 607.
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Solche
Baugruppen, montiert auf ein erstes Fahrzeug, erlauben, im Falle
eines frontalen Aufpralls mit einem zweiten Fahrzeug, das aus entgegengesetzter
Richtung kommt, mechanische Einrichtungen des zweiten Fahrzeugs
festzuhalten mit Hilfe der unteren Längsträger, um zu vermeiden, dass
im Moment des Aufpralls das erste Fahrzeug das zweite Fahrzeug übersteigt
oder das zweite Fahrzeug penetriert.
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Die
unteren Längsträger umfassen
vordere Enden, die fest verbunden sind mit Aufhängungsarmen, welche wiederum
fest verbunden mit oberen Längsträgern sind.
Die mittleren Abschnitte der unteren Längsträger sind z.B. mit den oberen
Längsträgern vermittels
senkrechter Streben verbunden, und die hinteren Enden der unteren
Längsträger sind
mit Spiel eingefädelt
auf Aufnahmeelemente des unteren Elements, das z.B. durch ein Motortragegestell
des Fahrzeugs gebildet ist. Diese Konfiguration erlaubt es, die
oberen Längsträger von
Verformungskräften zu
entlasten, welche aus dem Aufprall resultieren, indem sie zu dem
Motortragegestell geführt
werden, wobei so ein Kraftleitungsweg zu diesem erzeugt wird.
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Der
Nachteil solcher Baugruppen von Gehäusestrukturen ist ihre große Komplexität der Montage.
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Tatsächlich macht
die Positionierung der unteren Längsträger im Verhältnis zu
den Aufhängungsarmen
und zum Motortragegestell und ihre Befestigung an den oberen Längsträgern vermittels
vertikaler Streben eine große
Anzahl von Operationen seitens des mit der Ausführung der Montage einer solchen
Baugruppe beauftragten Arbeiters notwendig, was ebenso die gesamten
Selbstkosten eines mit einer solchen Baugruppe einer Gehäusestruktur ausgerüsteten Fahrzeugs
erhöht.
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Die
Montageoperation ist ebenso schwieriger, da eine schlechte Orientierung
der Streben vor ihrem Festmachen dazu führen kann, dass das Spiel, das
zwischen den unteren Längsträgern und
den Aufnahmeelementen des Motortragegestells bestehen muss, aufgehoben
wird, wobei so ein Weg für
die erhöhte
Schwingung im Gehäusestrukturelement
erzeugt wird.
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Um
diesem Nachteil abzuhelfen, schlägt
die Erfindung eine Baugruppe einer Gehäusestruktur vor, welche eine
leichte, schnelle und frei von Risiken schlechter Positionierung
seiende Montage erlaubt.
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Mit
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung eine Baugruppe einer Gehäusestruktur vom zuvor beschriebenen
Typ vor, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst einen Kiel in
Form einer Platte oder eines Schildes, im Wesentlichen horizontal,
auf welchen die unteren Längsträger befestigt
sind, um vor ihrer Montage auf das Fahrzeug eine Untergruppe zu bilden,
von der Mittel zur Schnellbefestigung und zur vorherigen Positionierung
die provisorische Positionierung im Verhältnis zum Fahrzeug vor der
endgültigen
Befestigung erlauben.
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Gemäß anderen
Eigenschaften der Baugruppe:
- – umfasst
die Unterbaugruppe Gehäuse
für die Befestigung
der unteren Längsträger auf
den Aufhängungsarmen,
die auf den vorderen Enden der unteren Längsträger eingefädelt sind, und welche Mittel
zur Schnellbefestigung der Unterbaugruppe auf den Aufhängungsarmen
des Fahrzeugs umfassen,
- – umfasst
die Baugruppe einen Querbalken, welcher die Aufhängungsarme verbindet,
- – umfasst
jedes Befestigungsgehäuse
wenigstens ein Ohr, welches sich horizontal und transversal in Richtung
des gegenüberliegenden
Gehäuses
erstreckt, und welches ein erstes Mittel zur Schnellbefestigung
und zur vorherigen Positionierung der Unterbaugruppe trägt, das
dazu bestimmt ist, mit einer Bohrung des zugeordneten Aufhängungsarms
zusammenzuwirken,
- – sind
die Mittel zur Schnellbefestigung und zur vorherigen Positionierung
der Unterbaugruppe Stifte vom Typ Tannenbaum, umfassend jedes einen
vertikalen Schaft, welcher von einem konischen Abschnitt überstiegen
ist.
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Die
Erfindung schlägt
auch ein Verfahren für die
Montage einer Unterbaugruppe vor, wie sie zuvor beschrieben ist,
dadurch gekennzeichnet, dass, im Verlauf eines ersten Vorbereitungsschrittes,
die unteren Längsträger an den
Kiel montiert werden, insbesondere durch Schrauben, nachfolgend
dadurch, dass die Gehäuse,
wel che die Schnellbefestigungsmittel umfassen, auf den vorderen
Enden der unteren Längsträger eingefädelt werden,
und dadurch, dass ein transversaler Balken an die unteren Längsträger befestigt
wird, um die Unterbaugruppe zu bilden.
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Gemäß anderen
Eigenschaften des Verfahrens:
- – wird im
Verlauf eines zweiten Schrittes der Positionierung die Unterbaugruppe
im Verhältnis
zum Fahrzeug in Position gebracht, indem die hinteren Enden der
unteren Längsträger auf
den Aufnahmeelementen des unteren Elements eingefädelt werden
und indem die Schnellbefestigungsmittel in den Bohrungen der Aufhängungsarme
befestigt werden,
- – werden
in einem dritten Schritt der Endbefestigung die Gehäuse der
Enden der unteren Längsträger endgültig auf
die Aufhängungsarme
geschraubt.
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Andere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden ersichtlicher werden
bei der Lektüre
der detaillierten Beschreibung, die folgt, für deren Verständnis man
sich auf die beigefügte
Zeichnung beziehen wird, in welcher:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Baugruppe einer
Gehäusestruktur
gemäß einem
früheren
Stand der Technik ist,
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2 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Baugruppe einer
Gehäusestruktur
gemäß der Erfindung
ist,
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3 eine
perspektivische Detailansicht ist, welche die Unterbaugruppe gemäß der Erfindung zeigt,
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4 eine
Ansicht im transversalen Schnitt durch die Ebene 4-4 der 3 eines
Befestigungsgehäuses
ist, und
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5 eine
Ansicht im transversalen Schnitt durch die Ebene 5-5 der 3 eines
unteren Längsträgers ist.
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In
der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Teile,
welche identisch sind oder ähnliche
Funktionen haben.
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Wie
die 1 zeigt, ist, auf bekannte Art, eine Gehäusestrukturbaugruppe
z.B. gebildet aus einer festen Zelle (nicht dargestellt), welche
die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs bildet, vor welcher sich ein
Element 10 der Gehäusestruktur
in im Wesentlichen longitudinaler Richtung "L" erstreckt.
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Das
Element 10 der Gehäusestruktur
ist z.B. auf der Zelle auf der Höhe
ihres hinteren Endes 12, das in der 1 rechts
dargestellt ist, punktgeschweißt.
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Das
Element 10 der Gehäusestruktur
umfasst, in einer ersten oberen horizontalen Ebene "P1", wenigstens zwei
obere longitudinale Längsträger 14, welche
sich nach vorne erstrecken, ausgehend von der Zelle, und deren vordere
Enden 16 z.B. durch einen transversalen Balken 18 verbunden
sind, welcher insbesondere als Auflage für eine vordere Schale und/oder
Frontwand (nicht dargestellt) des Fahrzeugs dienen kann.
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In
einer zweiten unteren horizontalen Ebene "P2" umfasst das Element 10 der
Gehäusestruktur
ein unteres Element 20, insbesondere ein Motortragegestell,
welches sich nach vorne erstreckt, ausgehend von der Zelle, und
zwei untere longitudinale Längsträger 22,
welche sich unterhalb und parallel zu den oberen Längsträgeren 14 erstrecken.
Die unteren Längsträger 22 sind
auf Höhe
ihrer vorderen Enden 24 an Aufhängungsarmen 26 befestigt,
welche an die oberen Längsträger 14 befestigt
sind. Insbesondere, aber auf für
die Erfindung nicht begrenzende Weise, sind die Aufhängungsarme 26 an
die vorderen Enden 16 der oberen Längsträger 14 befestigt,
und sie sind insbesondere durch einen Querbalken 27 verbunden.
Die Arme 26 der Aufhängung
und der Querbalken 27 sind insbesondere in einem einzigen
Stück verwirklicht.
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Die
Zwischenabschnitte 28 der unteren Längsträger 22 sind z.B. jeder
mit dem zugeordneten oberen Längsträger 14 vermittels
wenigstens einer Strebe 30 verbunden, und die hinteren
Enden 32 der unteren Längsträger 22 sind
mit Spiel mit Bezug zu Aufnahmeelementen 34 des Motortragegestells 20 angeordnet,
um, im Falle eines longitudinalen Aufpralls, an das Tragegestell 20 einen
Teil der Verformungskräfte
zu übertragen.
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Bei
der Fahrzeugmontage ist ein solches Element 10 der Gehäusestruktur
besonders schwierig zu montieren.
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In
einer herkömmlichen
Montage ist das Fahrzeug an eine Förderkette festgemacht, welche langsam
entlang der Fertigungskette fortschreitet. Da die oberen Längsträger 14 einen
Teil der Gehäusestruktur
des Fahrzeugs bilden, befestigt der Arbeiter oder ein Montageroboter
zunächst
unter die vorderen Enden 16 der Längsträger 14 die Baugruppe,
die aus den Aufhängungsarmen 26 und
des sie verbindenden Querbalkens 27 gebildet ist.
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Die
aus den Aufhängungsarmen 26 und
dem Querbalken 27 gebildete Baugruppe wird insbesondere
durch Schrauben der Aufhängungsarme 26 unter
die vorderen Enden 16 der Längsträger 14 befestigt.
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Der
Arbeiter oder der Roboter fädelt
nachfolgend die hinteren Enden 32 der unteren Längsträger 22 auf
den Aufnahmeelementen 34 des Trägergestells 20 ein,
dann befestigt er die vorderen Enden 24 der unteren Längsträger 22 unter
den Befestigungsarmen 26. Dann befestigt er einen transversalen
Balken 36 der Versteifung zwischen die unteren Längsträger 22.
Schließlich
befestigt der Arbeiter Streben 30 zwischen die oberen Längsträger 14 und
die unteren Längsträger 22 mit
Hilfe von Schrauben 66.
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Die
Montage des Elements 10 der Gehäusestruktur ist folglich besonders
komplex und benötigt, im
gegebenen Stand der Montageverfahren, eine Anzahl von Operationen,
so dass es unmöglich
ist, sie im Rahmen einer Kraftfahrzeuggroßserienmontage zu verwirklichen,
wegen der erhöhten
Geschwindigkeit der Förderkette,
welche das Gehäuse
des Fahrzeugs trägt.
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Um
diesem Nachteil abzuhelfen, wie die 2 darstellt,
schlägt
die Erfindung eine Kraftfahrzeuggehäusebaugruppe vor, welche einen
Kiel 38 in Form eines im Wesentlichen horizontalen Schildes umfasst,
auf welchem die unteren Längsträger 22 befestigt
sind, um vor ihrer Montage auf das Fahrzeug eine vormontierte Unterbaugruppe 40 zu
bilden, von der Mittel 42 zur Schnellbefestigung das provisorische
Positionieren im Verhältnis
zum Fahrzeug vor der Endbefestigung erlauben.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung weist der Kiel 38 die Form eines Schildes
vor, der sich unterhalb der unteren Längsträger 22 erstreckt,
transversal und im Wesentlichen über
ihre gesamte Länge.
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Im
Verlauf einer ersten Operation der Vorbereitung der Unterbaugruppe 40 wird
der Kiel 38, in einem ersten, durch die Pfeile ET1 angezeigten
Schritt, an die unteren Längsträger 22 befestigt,
z.B. vermittels Schrauben 64. Positionierstifte, welche
durch Formguss aus dem Kiel 38 kommen können, stellen eine gute Geometrie
der unteren Längsträger 22 vor ihrer
Befestigung mit dem Kiel 38 sicher. Befestigungsgehäuse 44,
in Phantomansicht dargestellt, werden auf den vorderen Enden 24 der
unteren Längsträger 22 eingefädelt. In
diesem Stadium kann der zuvor beschriebene Versteifungsbalken 36 zwischen
die unteren Längsträger 22 geschraubt
werden.
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Die
zwei Gehäuse 44 der
Befestigung der unteren Längsträger 22 tragen
die Schnellbefestigungsmittel 42. Diese Schnellbefestigungsmittel 42 erlauben,
sobald sie vorne an den unteren Längsträgern 22, wie auf der 2 dargestellt,
montiert sind, die provisorische Befestigung der Gehäuse 44 unter den
Aufhängungsarmen 26.
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Auf
diese Art, im Verlauf eines zweiten Schritts der Positionierung,
angezeigt durch die Pfeile ET2, kann die Unterbaugruppe 40 provisorisch
an das Fahrzeug befestigt werden, indem die hinteren Enden 32 der
unteren Längsträger auf
die Aufnahmeelemente 34 der Motortragegruppe, welche das
untere Element 20 bildet, eingefädelt werden, und indem die
Gehäuse 44 unter
die Aufhängungsarme 26 befestigt
werden.
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Die
Operation der Montage kann so beendet werden, indem die Gehäuse 44 der
Befestigung der Enden der unteren Längsträger 22 unter die Aufhängungsarme 26 im
Verlauf eines dritten Schritts ET3 der Endbefestigung geschraubt
werden.
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In
einer späteren
Montagephase des Fahrzeugs können
Streben 30 analog zu den mit Bezug auf die 1 beschriebenen
durch Schrauben zwischen die oberen Längsträger 14 und die unteren Längsträger 22 befestigt
werden.
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Es
sei bemerkt, dass, als Variante, diese Streben 30 an die
unteren Längsträger 22 zur
Zeit des Schritts ET1 der Vorbereitung durch Schrauben ohne Festziehen
an ihren unteren Enden auf den unteren Längsträgern 22 befestigt
werden können.
Jedoch stellt diese variante Ausführungsform nicht die bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung dar.
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Das
Detail der Befestigungsmittel 42 und der Gehäuse 44 der
Befestigung ist genauer in den 3 bis 5 dargestellt.
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Wie
die 3 und 5 zeigen, umfasst jeder untere
Längsträger 22 z.B.
Bohrungen 50, die gleichmäßig beabstandet sind, entlang
eines longitudinalen Flügels 52,
der sich transversal zu dem gegenüberliegenden unteren Längsträger 22 erstreckt. Jede
Bohrung 50 ist dazu bestimmt, Schrauben 64 zu empfangen,
die den Kiel 38 durchdringen, für seine Befestigung unter den
unteren Längsträgern 22.
Als Variante könnten
die Schrauben 64 vorteilhafterweise durch Schnellbefestigungsmittel
ersetzt sein.
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Wie
die 3 und 4 zeigen, ist jedes Gehäuse 44 der
Befestigung im Inneren komplementär zum unteren Längsträger 22 und
umfasst wenigstens ein Ohr 62, das sich horizontal und
transversal in Richtung des gegenüberliegenden Gehäuses 44 erstreckt.
Dieses Ohr 62 trägt
ein erstes Schnellbefestigungsmittel 42, das mit Bezug
auf eine Bohrung (nicht dargestellt) des zugeordneten Aufhängungsarms 26 angeordnet
ist.
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Die
Schnellbefestigungsmittel 42 der Gehäuse 44 sind Stifte
genannt "in Tannenbaumform", welche die Ohren 62 jedes
der Gehäuse 44 durchdringen,
und welche genauer in der 4 dargestellt sind.
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Die
Stifte 42 sind jeder aus einem vertikalen Schaft 54 gebildet,
der von einem konischen Abschnitt 60 überstiegen wird. Der konische
Abschnitt 60 ist dazu bestimmt, sich zusammenzudrücken beim
Eindringen in die Bohrung, die dem Aufhängungsarm 26 zugeordnet
ist, danach sich auszuweiten, um das Gehäuse 44 und den Arm 26 zu
halten. Der konische Abschnitt erfüllt außerdem eine Zentrierungsfunktion
in der dem Aufhängungsarm 26 zugeordneten
Bohrung.
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In
der in 4 dargestellten Ausführungsform durchquert der vertikale
Stift 44 allein das Ohr 62, und der Kiel 38 ist
mit Spiel unter dem Ohr 62 angeordnet, aber, als Variante,
könnte
der Kiel 38 in Kontakt mit dem Ohr 62 sein, und
in diesem Fall durchquert der vertikale Stift gleichzeitig das Ohr 62 und
den Kiel 38.
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Als
Variante (nicht dargestellt) könnten
die "tannenbaumförmig" genannten Stifte
einen Schaft umfassen, ausgehend von welchem sich radial eine Vielzahl
von zick-zack-förmig
angeordneten Klingen erstrecken würden.
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Es
wird verstanden werden, dass jedes andere Schnellbefestigungsmittel
verwendet werden kann, um die Schnellbefestigungsmittel 42 zu
verwirklichen.
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Auf
diese Weise kann, da die Unterbaugruppe 40 im Verlauf des
Schritts ET1 vormontiert wurde, die Unterbaugruppe 40 vorteilhafterweise
im Verlauf des Schritts ET2 auf sehr leichte Weise unter die Aufhängungsarme 26 in
Position gebracht werden, wobei die Montage allein das Schrauben
im Verlauf des Schritts ET3 der Schrauben 68, welche die
Bohrungen 70 der Gehäuse 44 durchqueren,
für ihre
Befestigung in den Bohrungen 48 der Aufhängungsarme 26 benötigt.
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Die
Erfindung erlaubt folglich vorteilhafterweise ein Element 10 der
Gehäusestruktur
zu erhalten, das unter dem Fahrzeug durch einen einzigen Arbeiter
befestigt werden kann im Rahmen einer Montage auf einer Großserienfabrikationskette.
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Es
wird verstanden werden, dass ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung
auch die Automatisierung der Operation des Platzierens der Unterbaugruppe unter
dem Fahrzeug ist.