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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung einer Kraftfahrzeugfrontseite und eine solche Frontseite.
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Eine Frontseite wird herkömmlicherweise vorne
am Motorraum eines Kraftfahrzeugs zwischen den Längsträgern oder den Armen des Chassis
angebracht und stützt
im Allgemeinen einen Kühler
und ein System zur Verriegelung der Motorhaube des Fahrzeugs in
geschlossener Stellung.
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Viele Jahre lang sind die Frontseiten
aus Metall hergestellt worden, es hat sich jedoch gezeigt, dass
die Verwendung des Metalls die Formen einschränkte, die verwendet werden
können.
Somit hat man Kraftfahrzeugfrontseiten aus Kunststoff, insbesondere
aus möglicherweise
mit Verstärkungsfasern verstärktem Polyamidharz,
hergestellt. Diese Frontseiten aus Kunststoff weisen insofern einen
großen Nachteil
auf, als sie sich bei einem Aufprall derart stark verformen, dass
die Verriegelung, die sie tragen, vom entsprechenden Motorhaubenteil
getrennt werden kann.
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Aus der europäischen Patentschrift 0 370 342
ist die Herstellung eines Leichtbauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
bekannt, das aus einem schalenförmigen
Grundkörper
und Verstärkungsrippen
aus spritzgegossenem besteht. Dieses Element wird durch Aufspritzen
eines mit Glasfasern verstärkten
Polyamidharzes auf den Grundkörper hergestellt,
was aufgrund des Preises des verwendeten Rohmaterials zu relativ
hohen Kosten führt.
Des Weiteren bedeutet das Aufspritzen zwangsweise, dass der Grundkörper mit
einer hohen Präzision
geformt sein muss, damit er das Formwerkzeug nicht behindert, wenn
dieses geschlossen wird. Maßabweichungen
des Grundkörpers
könnten
nämlich
zu einem Verklemmen des Formwerkzeugs, sogar zu einer Beschädigung der
Matrize oder des Stempels führen.
Des Weiteren müssen
die Stellen zum Einspritzen des Kunststoffes in das Formwerkzeug
um den Grundkörper
herum genau positioniert sein, und der Fluss des Kunststoffes wird
stark gestört,
wenn ein Hindernis vor diesen Einspritzstellen positioniert wird.
Schließlich
dauern das Laden und das Entladen des Formwerkzeugs relativ lange,
was in dem zwangsweise genauen Positionieren des Grundkörpers vor
dem Schließen
des Formwerkzeugs seine Ursache findet.
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Aus der europäischen Patentanmeldung 0 658
470 ist die Herstellung eines Tragwerks für eine Kraftfahrzeugfrontseite
bekannt, bei der eine Tragkonstruktion in Nuten, Kehlen oder Aufnahmen
einer allgemein ebenen Vorderplatte befestigt sein kann. Der Einbau
der Tragkonstruktion in die Platte gestattet ihr keine wirksame
Versteifung dieser Platte.
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Die FR-A-2 761 331, auf der die zweiteilige Darstellung
der Ansprüche
1 und 5 basiert, offenbart ein vorderes Abschlussmodul eines Kraftfahrzeugs, bei
dem eine aus Kunststoff bestehende Platte an zwei Längsträgern des
Fahrzeugs befestigt und nur am oberen Teil durch eine Metallverstärkung verstärkt ist.
Die Steifigkeit dieses Moduls ist nicht optimal.
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Aufgabe der Erfindung ist die Überwindung dieser
Nachteile, indem sie ein Herstellungsverfahren und eine Kraftfahrzeugfrontseite
vorschlägt,
die besonders wirtschaftlich sind, ohne dass die Gefahr besteht,
dass die Teile ein Formwerkzeug oder einen Handhabungsroboter behindern,
während
die Stoßfestigkeit
des erhaltenen Teils vollkommen zufriedenstellend ist.
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In diesem Sinne betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung einer Frontseite für ein Kraftfahrzeug, bei dem
man durch Ziehen einer Metallplatte eine Verstärkung bildet, ein eine funktionelle
Stütze
bildendes Teil aus Kunststoff formt und diese Verstärkung und
dieses Teil durch Einführung
des Teils in ein durch die Verstärkung
und durch mechanische Befestigung oder Ultraschallschweißen definiertes Aufnahmevolumen
zusammenfügt,
dadurch gekennzeichnet, dass man beim Zusammenfügen der Verstärkung und
des oben genannten Teils mit diesen beiden Elementen einen Hohlkörper bildet.
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Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
die Metallverstärkung
durch herkömmliche Ziehverfahren,
das heißt
mit hohen Produktionsraten und somit unter gut kontrollierten Herstellungskosten,
hergestellt werden, wobei die Herstellungstoleranzen den normalen
Standards der Technik entsprechen. Des Weiteren kann das die funktionelle
Stütze bildende
Teil gemäß herkömmlichen
und erprobten Techniken, ebenfalls mit den normalen Standards, entsprechenden
Toleranzen hergestellt werden. Das mechanische Zusammenfügen oder Verschweißen dieser
Teile gestattet den Ausgleich möglicher
Maßfehler,
so dass das erhaltene Teil eine genau definierte Geometrie aufweist.
Dank der Einführung
des Kunststoffteils in das durch die Verstärkung definierte Volumen wird
um mindestens einen Teil des Kunststoffteils ein zweilagiger Hohlkörper gebildet,
so dass die Steifigkeit der erhaltenen Anordnung verbessert wird,
wodurch gewährleistet
wird, dass die Motorhaubenverriegelung wirksam bleibt, einschließlich im Falle
eines starken Aufpralls.
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Gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung kann
man die Verstärkung
und das die funktionelle Stütze
bildende Teil durch Klemmen, Zusammenwirkung von Formen, Nieten,
Rastverbindung, Anstauchen der Enden von Hohlschäften, Zusammenheften oder Verschrauben
zusammenfügen.
Diese verschiedenen erprobten Techniken können mit hoher Zuverlässigkeit
und unter zufriedenstellenden wirtschaftlichen Bedingungen eingesetzt
werden.
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Gemäß einem vorteilhaften Aspekt
der Erfindung versieht man die Verstärkung und/oder das die Stütze bildende
Teil vor dem Zusammenfügen
der Verstärkung
und des die Stütze
bildenden Teils mit funktionellen Elementen des Fahrzeugs. Diese
funktionellen Elemente können
durch das Verriegelungsschloss der Motorhaube, zur Motor-Gebläse-Einheit gehörende Elemente,
elektrische Kabel, Fluidleitungen und/oder optische Elemente der
Fahrzeugscheinwerfer gebildet werden. Dank dieses Aspekts der Erfindung
können
Elemente, die sich von einem Fahrzeug zum anderen, insbesondere
in Abhängigkeit
von Ausstattungsniveau unterscheiden, entweder an der Verstärkung oder
an dem die Stütze
bildenden Teil vormontiert werden, wobei die Endmontage in Abhängigkeit
von der zu erhaltenen Frontseitenart erfolgt.
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Gemäß noch einem anderen vorteilhaften Aspekt
der Erfindung formt man bei dem Verfahren das die funktionelle Stütze bildende
Teil durch Spritzgießen
oder Formpressen von Polyesterharz. Die Verwendung von Polyesterharz
gestattet insoweit den Erhalt von sehr vorteilhaften Herstellungskosten, als
dass Polyesterharz insbesondere im Vergleich zu Polyamidharz geringe
Selbstkosten besitzt.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung
eine Kraftfahrzeugfrontseite, die mit dem oben beschriebenen Verfahren
hergestellt werden kann, und insbesondere eine Kraftfahrzeugfrontseite,
die eine Metallverstärkung
konkaver Form aufweist, die eine Aufnahme zum Aufnehmen mindestens
eines Teils eines aus Kunststoff geformten Teils definiert, das
eine funktionelle Stütze
bildet und durch mechanische Befestigung oder Ultraschallschweißen mit
dieser Verstärkung
zusammengefügt
ist. Diese Frontseite ist dadurch gekennzeichnet, dass die oben
genannte Verstärkung
und das oben genannte Teil zusammen einen Hohlkörper des die Stütze bildenden
Teils bilden.
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Gemäß vorteilhaften Aspekten der
Erfindung enthält
diese Frontseite eines oder mehrere der folgenden Merkmale:
- – das
die Stütze
bildende Teil und/oder die Verstärkung
sind mit Mitteln zur Befestigung und/oder zur Abstützung von
funktionellen Elementen des Fahrzeugs versehen;
- – die
Verbindung zwischen der Verstärkung
und dem die Stütze
bildenden Teil ist lösbar;
- – die
Konkavität
der Verstärkung
weist zum Motorraum des Fahrzeugs;
- – an
der Verstärkung
und/oder dem die Stütze
bildenden Teil ist eine Verkleidung angebracht, wobei die Verkleidung
eine die Rückführung von
Luft aus dem Motorraum des Fahrzeugs verhindernde Trennwand bildet;
- – das
die Stütze
bildende Teil und/oder die Verkleidung sind besonders auf die Art
des Fahrzeugs und seine Ausstattung abgestimmt, während die
Verstärkung
mit verschiedenen Fahrzeugarten oder mit Fahrzeugen mit verschiedenen
Ausstattungsniveaus kompatibel ist.
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Aus der folgenden Beschreibung einer
Ausführungsform
einer Kraftfahrzeugfrontseite und ihres Herstellungsverfahrens,
die nur beispielhaft aufgeführt
wird und sich auf die angehängten
Zeichnungen bezieht, wird die Erfindung besser verständlich und gehen
weitere Vorteile davon deutlicher hervor; in den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische, auseinandergezogene Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugfrontseite;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Verstärkung und des die Stütze bildenden
Teils der Frontseite nach 1 in
einem größeren Maßstab, und
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3 einen
Längsschnitt
entlang der Linie II-II der Frontseite nach 1 in montierter Position.
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Die Frontseite 1 des in
den Figuren dargestellten Kraftfahrzeugs weist eine Metallverstärkung 2 auf,
die durch Ziehen aus einem Blech geringer Dicke, zum Beispiel einem
Blech mit einer Dicke zwischen 0,5 und 1,5 Millimeter, geformt worden
ist. Die Verstärkung 2 weist
eine mittlere Aussparung 3 und Bohrungen 4 auf,
deren Funktion im Folgenden deutlicher wird. Die Geometrie der Verstärkung 2 ist
derart, dass ihre Konkavität
zum Motorraum des Fahrzeugs weist, so dass sie ein Volumen 5 zur
teilweisen Aufnahme eines durch Spritzgießen hergestellten Polyesterharzteils 12 definiert.
Das Teil 12 ist eine Funktionsstützenkonstruktion für Elemente
der Frontseite 1.
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Gemäß einer Ausführungsvariante
der Erfindung kann das Teil 12 auch aus thermoplastischem Harz
hergestellt werden.
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Das Teil 12 enthält eine
mittlere Aussparung 13, deren Geometrie im Wesentlichen
der der Aussparung 3 der Verstärkung 2 entspricht,
wobei die Aussparungen 3 und 13 so vorgesehen
sind, dass sie allgemein aufeinander ausgerichtet sind.
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Darüber hinaus weist das Teil 12 mehrere Anstauchhohlschäfte 14 auf,
die gegenüber
den Bohrungen 4 der Verstärkung 2 verteilt sind.
Dank der Elemente 4 und 14 ist es möglich, die
Verstärkung 2 und
das die Stütze 12 bildende
Teil durch Anstauchen der Enden der Hohlschäfte mechanisch zusammenzufügen.
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Es ist eine Motor-Gebläse-Einheit 20 zum Anbringen
an dem Teil 12 vorgesehen. Dazu ist das Teil 12 mit
Ansätzen 15 zum Befestigen
und Stützen von
Leitungen 21 zur Versorgung des Kühlers 22 der Motor-Gebläse-Einheit 20 mit
Kühlflüssigkeit
versehen. In 2 ist ein
einziger Ansatz 15 zu sehen, aber es versteht sich, dass
in Abhängigkeit
von der Anzahl und von der Geometrie der Leitungen 21 mehrere
Ansätze
vorgesehen sein können.
Auf die gleiche Weise sind mehrere Halterungen, von denen in 2 eine einzige mit der Bezugszahl 16 zu
sehen ist, an der zum Motorraum weisenden Fläche des Teils 12 vorgesehen,
um elektrische Kabel 23 zur Versorgung eines Motors 24 zum
Drehantrieb eines Gebläses 25 der
Motor-Gebläse-Einheit 20 festzulegen.
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Zur Erleichterung der Montage der
Elemente 20 bis 25 ist es möglich, das Teil 12 vor
seinem Zusammenfügen
mit der Verstärkung 2 mit
all diesen Elementen zu versehen. Der Bediener kann im Wesentlichen
auf einer einzigen Seite des Teils 12 auf einer ebenen
Fläche
arbeiten, wodurch seine Arbeit erleichtert und die Fehlergefahr
vermindert wird.
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Auf die gleiche Weise stützt die
Verstärkung 2 eine
Verriegelung 30, die mit einer Motorhaube 40 zusammenwirken
soll. Die Verriegelung 30 ist unter einer oberen Abdeckung 2a der
Verstärkung 2 innerhalb
des Volumens 5 untergebracht, während ein Zylinder 31 der
Verriegelung 30 eine Öffnung 6 der
Verstärkung 2 durchquert.
Die Montage der Verriegelung 30 an der Verstärkung 2 erfolgt
vor dem Zusammenfügen
dieser Verstärkung
mit dem Teil 12.
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Nach der teilweisen Einführung des
Teils 12 in das Volumen 5 werden die Anstauchhohlschäfte 14 verformt,
um die Anordnung der Elemente 2 und 12 zu verriegeln.
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Zum Zusammenfügen der Elemente 2 und 12 können auch
andere mechanische Befestigungsverfahren angestrebt werden. Insbesondere
die Zusammenwirkung von Formen, Zusammenheften oder Klemmen gestatten
den Erhalt zufriedenstellender Ergebnisse, während die Verbindung lösbar hergestellt
wird. Des Weiteren ist es möglich
Nieten oder eine Rastverbindung vorzunehmen, das heißt Nieten durch
orbitale Verformung, was besonders schnell und wirksam ist.
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Schließlich kann auch die Technik
des Verschraubens alleine oder zusammen mit einer der oben erwähnten Techniken
verwendet werden, wie durch die in 2 zu
sehende Schraube 50 und Mutter 51, die zum Zusammenfügen nach
dem Hindurchstecken der Schraube 50 durch zwei Öffnungen 7 und 17 der
Elemente 2 und 12 vorgesehen sind, dargestellt.
Vorteilhafterweise können
die Mutter(n) 51 an der Verstärkung 2 während ihrer
Formung durch Ziehen befestigt werden.
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Gemäß einer anderen Technik und
unter Berücksichtigung
der Beschaffenheit der verwendeten Materialien können die Elemente 2 und 12 durch
Ultraschallschweißen
zusammengefügt
werden, wobei es sich um eine schnelle und erprobte Technik handelt.
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In allen Fällen ist es möglich, in
Abhängigkeit von
der Geometrie und der Größe der zusammenzufügenden Elemente
die oben erwähnten
Techniken zu kombinieren oder eine einzige davon zu verwenden.
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Aufgrund des Einführens des Teils 12 in
das Volumen 5 und angesichts der jeweiligen Abmessungen
des Volumens 5 und des in dieses Volumen eingeführten Teils
des Teils 12 sind obere und untere Kanäle 5a und 5b zwischen
den Elementen 2 und 12 ausgebildet, wobei die
Verriegelung 30 im Kanal 5a installiert ist, wie
dies aus 3 hervorgeht.
Somit bilden die Elemente 2 und 12 zusammen einen
Hohlkörper,
dessen Trägheit
größer ist
als die eines nicht hohlen Körpers,
wodurch er Kräften,
denen er insbesondere bei einem starken Aufprall ausgesetzt ist, besser
widerstehen kann, denn die Verstärkung 2 umhüllt teilweise
das Teil 12. Natürlich
können
auch anderen Kanäle
der Art der Kanäle 5a und 5b vorgesehen
werden, zum Beispiel links oder rechts des Teils 12 innerhalb
des Volumens 5.
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Ein Kühlergrill 60 ist zur
Befestigung am oberen Teil der Verstärkung 2 und des Teils 12 vorgesehen,
um ein Zierelement des Fahrzeugs und ein Lufteintritts- und Schutzgitter
des Lüfters 25 zu
bilden. Der Kühlergrill 60 kann
durch ein beliebiges geeignetes Mittel und zum Beispiel durch Einrasten
mittels der Ansätze 61,
die zum Eintreten in die entsprechenden Öffnungen 8 der Verstärkung 2 vorgesehen sind,
an der Verstärkung 2 befestigt
werden.
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Am oberen Teil ist der Kühlergrill 60 durch
einen Schenkel 62 verlängert,
der eine die Rückführung von
Luft aus dem Motorraum des Fahrzeugs verhindernde Trennwand bildet,
wodurch eine Rückführung der
durch den Motor erwärmten
Luft, die die Wirksamkeit des Motorkühlsystems verringern würde, vermieden
werden kann.
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Ein Stoßfänger 65 ist zur Befestigung
unter dem Kühlergrill 60 an
der Frontseite 1 vorgesehen.
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Wie deutlicher aus 2 hervorgeht, ist die Verstärkung 2 zu
einer die Mitte der Aussparung 3 durchquerende Vertikalebene
unsymmetrisch. Sie weist einen Seitenschenkel 10 auf, der
mit einer Aussparung 11 zur Aufnahme einer Scheinwerfereinheit 70 versehen
ist. Der elektrische Kabelbaum 71 der Scheinwerfereinheit 70 kann
durch Halterungen nach Art der Halterung 16 bezüglich der
Verstärkung 2 oder
des Teils 12 festgelegt werden. Natürlich wäre es auch möglich vorzusehen,
dass die Verstärkung 2 einen
zweiten Schenkel zur Aufnahme einer zweiten Scheinwerfereinheit
umfasst.
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Angesichts des Obigen ist es möglich, eine Frontseite 1 zu
schaffen, die eine große
Anzahl von Funktionen in sich integriert, bevor diese Frontseite am
Fahrzeug angebracht wird.
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Dank der Verstärkung 2 kann diese
Frontseite Stößen, denen
das Fahrzeug ausgesetzt sein kann, insbesondere durch die Normen
vorgesehenen Zerstörungs-Sicherheitstests,
widerstehen. Die Verstärkung 2 ist
ein Teil mit relativ einfacher Geometrie und somit günstigen
Herstellungskosten, denn sie steht nicht direkt in Kontakt mit den
Fahrzeugmotorelementen.
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Man kann vorsehen, dass eine Verstärkung 2 mit
mehreren Fahrzeugarten oder mit allen Fahrzeugen einer gegebenen
Art, unabhängig
von ihrem Ausstattungsniveau, verwendbar ist. Das Teil 12,
das in kleineren Serien hergestellt mit viel größerer Flexibilität hergestellt
werden kann, wird wiederum in Abhängigkeit von der genauen Fahrzeugart
und seiner Ausstattung definiert, zum Beispiel durch das Vorhandensein oder
Fehlen einer Klimaanlage oder einer Lenkhilfeeinheit, deren Befestigung
mittels geeigneter Halterungen an der zum Motorraum weisenden Seite
des Teils 12 vorgesehen sein kann.
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Somit gestattet die Erfindung den
Erhalt einer großen
Modularität
bei der Herstellung der Frontseiten, wobei es sich versteht, dass
die Verstärkungen 2 am
rt ihres Ziehens mit den Elementen 30 und 70 gefertigt
werden können,
während
die verschiedenen, eine funktionelle Stütze bildenden Teile 12 an
ihrem Formungsort mit dem genau den herzustellenden Fahrzeugen entsprechenden
Zubehör
versehen werden können.
Das Zusammenfügen
der ausgerüsteten
Verstärkung 2 und
des ausgerüsteten
Teils 12 kann am Produktionsort des Fahrzeugs in Abhängigkeit
vom Bestückungsplan
des Kraftfahrzeugherstellers oder bei einem Ausrüster erfolgen.
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Auf die gleiche Weise kann der Kühlergrill 60 besonders
auf die Art des Fahrzeugs und auf sein Ausstattungsniveau abgestimmt
sein, indem er zum Beispiel Aufnahmen für Nebelscheinwerfer enthält, wobei
dieser Kühlergrill
an der Verstärkung 2 und/oder
am Teil 12 gleichzeitig mit deren Montage oder danach montiert
wird.
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In jedem Fall können die Verstärkung 2 und das
Teil 12 mit Toleranzen hergestellt werden, die dem Brauch
ihrer jeweiligen technischen Gebiete entsprechen, wobei die mechanische
Befestigung oder das Ultraschallschweißen solche Toleranzen gestatten.
Die Montage der Verstärkung 2 und
des Teils 12 kann manuell oder automatisch erfolgen.