EP2714447A2 - Vorbaumodul für einen personenkraftwagen - Google Patents

Vorbaumodul für einen personenkraftwagen

Info

Publication number
EP2714447A2
EP2714447A2 EP12733405.0A EP12733405A EP2714447A2 EP 2714447 A2 EP2714447 A2 EP 2714447A2 EP 12733405 A EP12733405 A EP 12733405A EP 2714447 A2 EP2714447 A2 EP 2714447A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elements
passenger car
members
longitudinal
transverse direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12733405.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Finger
Dieter Lange
Franz Maier
Matthias Nohr
Martin Weller
Sven David WÖLKERLING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE201110103290 external-priority patent/DE102011103290A1/de
Priority claimed from DE201110103475 external-priority patent/DE102011103475A1/de
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP2714447A2 publication Critical patent/EP2714447A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/082—Engine compartments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/088—Details of structures as upper supports for springs or dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/12—Arrangement of engine supports

Definitions

  • the invention relates to a front module for a passenger car.
  • DE 10 2004 016 616 B3 discloses a drive arrangement for a motor vehicle with a support frame detachably fastened to the motor vehicle body and a drive unit mounted on the support frame by means of associated motor bearings.
  • Drive unit is arranged between two lateral side members of the support frame.
  • the drive arrangement comprises two lateral drive shafts, each of which
  • the Drive shaft is passed through their side of the car.
  • the passage openings are each circumferentially enclosed by the associated frame longitudinal member of the support frame, wherein the motor bearings are supported on the upper sides of the frame side members.
  • a front module is proposed with the features of claim 1. That at shell of body of the passenger car too
  • Fastening front module for a passenger car includes
  • Basic support element to which at least two longitudinally spaced vehicle transverse direction of the longitudinal support elements are attached.
  • the longitudinal beam elements is also referred to as a Biegequerthere cross member one or held for a bumper device of the passenger car to the basic carrier element.
  • the basic carrier element is at least substantially U-shaped and comprises a cross member and two in the vehicle transverse direction from each other
  • the basic carrier element thus represents a support structure element of the front-end module, to which at least one attachment can be fastened or fastened.
  • a drive unit for driving the passenger car to the stem to be stored on the base support member or can be arranged, that is, the
  • Vorbaumodul can also be used as a motor support for at least partial storage of
  • the front end module can thus be timely and inexpensive time before its attachment to the shell of the body with the attachments and the drive unit and optionally further drive components for driving the passenger car provided and equipped and so at least largely equipped to a
  • the U-shaped base support member has a high rigidity and thus a low deformability.
  • the front module can thus different
  • Vorbaumodul are to be stored. In particular, these can be different
  • the basic carrier element according to the invention has a quasi-band-like structure, wherein this band structure can be made particularly rigid so that the at least one
  • Suspension components can be attached and stored. So can
  • Fuel cell components can advantageously be stored or attached only to the front module. This keeps the space requirement, the cost, the weight and the number of parts low. In particular, so package problems can be avoided and / or solved.
  • the longitudinal support elements Due to the attachment of the longitudinal support elements on the base support element, the longitudinal support elements can already be mounted in a pre-assembly step on the front module, which simplifies the assembly of the front module on the shell in the final assembly.
  • the basic support member may be integrally formed, that is, the
  • Basic carrier element is a sheet metal or cast part or extruded profile or, for example, be made of fiber-reinforced plastic FRP component.
  • the side support members and the cross member are separate elements and to connect them together, for example, materially, in particular by welding and / or bonding, and / or non-positively, in particular by riveting or screwing, and / or positively.
  • the individual parts of the basic carrier element can be made of the same material or of different materials.
  • the cross member could for example be formed as an extruded section, while at least one of the side support members is formed as a sheet metal part or fiber-reinforced plastic part.
  • Basic support element this is preferably formed essentially of metal, in particular of a steel or a light metal, in particular aluminum.
  • the basic carrier element preferably comprises fastening means for steering the passenger car. Thus, additional and separate fastening means can be avoided, which keeps the number of parts and the cost of the passenger car low.
  • transverse support member opposite sides, in particular end portions of the side support members respectively
  • the receiving parts extend at least substantially in the vehicle transverse direction of the side support members away to the outside and are arranged higher in the vehicle vertical direction than that
  • Transverse structural member This results overall in a substantially hat-shaped or cup-shaped cross-section or cross-sectional contour.
  • respective receiving elements in particular damper domes, are formed for fastening respective spring and / or damper elements of a chassis of the passenger car.
  • the receiving elements for receiving the spring and / or damper elements are integrated into the basic carrier element.
  • the side support members have respective fastening means for fastening respective link elements of the chassis of the passenger car to the base support member. It is possible, for example, compression struts with respect to the vehicle vertical direction lower link elements, in particular wishbone, and / or on the other hand upper
  • Handlebar elements in particular wishbone, by means of the fastening means of the
  • Base support element to attach to this. This keeps the number of parts and thus the cost of attaching the link elements on the base support element and thus low on the front module.
  • the basic carrier element can be made particularly narrow relative to the vehicle longitudinal direction. This is beneficial for the accident behavior, in particular with regard to a longitudinal beam deformation, since the longitudinal support elements that can be deformed when energy is consumed due to accidental force, in particular the longitudinal areas thereof, can be designed with a particularly long length.
  • the narrow design of the Basic support element the weight of this and thus the entire Vorbaumoduls low. This benefits the low weight of the passenger car, so that it can be driven with only low energy consumption and thus with only low C0 2 emissions.
  • the basic carrier element can be designed to be particularly narrow despite the realization of the external connection and the inner connection of the link elements, which is associated with the advantages already described in this respect.
  • the basic carrier element is arranged in the vehicle longitudinal direction between the first and the further longitudinal carrier elements.
  • the front-end module is to be fastened to the carcass of the passenger car by means of the further side member elements, for example, to a front of a passenger compartment
  • the front module can be mounted particularly advantageous.
  • the front-end module has deformation structures by the first and the further longitudinal beam elements, which under an accidental force application of the passenger car, in particular in the vehicle longitudinal direction, for example in a frontal collision, under
  • the front module thus enables the representation of a particularly advantageous accident behavior of the passenger car.
  • Vehicle longitudinal direction an at least substantially straight load path from the first side member members via the base support member to the other Side member elements created.
  • an offset of the load path is avoided, resulting in an advantageous guidance of impact energies over the front module is ensured in the shell of the body.
  • the longitudinal support elements of the front-end module can advantageously be deformed while consuming energy.
  • deformation structures of the bodyshell are thereby advantageously activated, so that they contribute to the absorption and energy dissipation and can convert impact energy into deformation energy. This benefits the protection of the occupants of the passenger car.
  • the bearing elements are thus designed to support and stiffen a transition from at least substantially extending in the vehicle vertical direction areas to at least substantially in the vehicle transverse direction extending areas of the basic carrier element efficiently.
  • the bearing elements comprise, for example, respective housings which are respectively supported on the associated side support parts and on the cross member part. This is the rigidity of the basic support element and thus the entire Vorbaumoduls benefit what the driving dynamics and driving characteristics of the passenger car is beneficial.
  • the first and / or further longitudinal carrier elements are preferably designed as extruded profiles, in particular as at least substantially straight extruded profiles.
  • the front module can be easily adapted to different technical requirements such as the requirements mentioned.
  • a front module with the features of claim 9 is proposed, in which the at least partially extending in the vehicle transverse direction, bridging the distance between the longitudinal support elements
  • the front module has a very high rigidity, which benefits the rigidity of the entire front end region of the passenger car. This results in a very good accident behavior of the passenger car and advantageous driving characteristics.
  • the receiving openings may optionally be formed as passage openings, which are optionally completely penetrated by the longitudinal support elements. This means that the longitudinal support elements in the basic carrier element
  • Vehicle longitudinal direction on both a first side of the base support member and on a second side facing away from the first side of the basic support member project beyond the base support member.
  • the base support element is arranged in relation to the vehicle longitudinal direction between the front side rail portions and the rear side rail portions.
  • load paths are at least in the
  • the front module thus has a very good accident behavior, which is the protection of occupants of the
  • the longitudinal support elements based on the vehicle longitudinal direction, starting from the basic support element only in one
  • the base support member Direction of the base support member away in particular forward and thus extend beyond the basic support member only on the first but not on the second side. It can be provided that on the base support member further, spaced apart in the vehicle transverse direction of the longitudinal support members on the second, the first side member elements facing away from the base support member are attached.
  • the further longitudinal beam elements extend in the vehicle longitudinal direction away from the basic carrier element, in particular towards the rear.
  • the front side rail portions are formed by the first side rail members, while the rear side rail portions are formed by the other side rail members.
  • the cross member in particular bending cross member, by means of respective, often as crash boxes
  • the energy absorption elements held on the side rail members.
  • the energy absorption elements are deformed with energy consumption, so that acting on the occupants of the passenger car delays can be kept low.
  • the invention also includes a body for a passenger car with a front module according to the invention, which is at least indirectly held on the shell of the body.
  • Advantageous embodiments of the front boom module are to be regarded as advantageous embodiments of the body and vice versa.
  • the front module for example, at least indirectly attached to a front end wall of the shell.
  • the front module is held on the end wall by mediating respective, in particular to the other longitudinal members corresponding adapter elements.
  • the adapter elements it is possible within the
  • the front module in particular on the
  • Adapter elements with the shell, in particular the end wall, is screwed.
  • Vorbaumoduls is created with respect to the vehicle vertical direction lower longitudinal beam level.
  • an upper longitudinal member level with longitudinal members spaced apart from one another in the vehicle transverse direction is formed by the shell, whereby an advantageous joint pattern of the passenger car can be adjusted and problems with regard to color matching (color matching) can be prevented.
  • To compensate for tolerances between connecting areas, in particular screw areas, on the adapter elements and on the upper longitudinal beam level preferably respective in the vehicle vertical direction downwardly facing undersides of the longitudinal beam elements of the upper longitudinal beam level in the vehicle vertical direction formed height adjustable without affecting an upper fender pad. This can be time and
  • Costly reworking for subsequent tolerance compensation accounts for what keeps the assembly of the front module in terms of their complexity and cost low.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a front end module of a partially represented passenger car with an at least substantially U-shaped base support member to which longitudinal support members, engine mount and wishbone of the passenger car are attached and which is to be attached via adapter elements on an end wall of the shell of the passenger car;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the basic carrier element of FIG.
  • FIG. 3 a detail of another schematic perspective view of the
  • FIG. 1 shows a front module 10 for a passenger car, which is to be attached to an end wall 12 of the shell of the body of the passenger car, for example by means of screws.
  • the front-end module 10 comprises an at least substantially U-shaped basic support element 1, shown in FIG. 2.
  • the base support member 14 includes two in
  • the side carrier parts 16, 18 are connected to one another by a transverse carrier part 20 of the basic carrier element 14 extending at least substantially in the vehicle transverse direction.
  • the base support member 14 is a particularly rigid and little deformable band structure is created as a support structure element of the front end module 10, which ensures a particularly high rigidity of a front end portion 22 of the passenger car. This is particularly advantageous the driving characteristics and the
  • respective receiving members 28,30 adjoin the side support members 16,18, the receiving member 28 being integrally formed with the side support member 16 and the receiving member 30 integral with the side support member 18 ,
  • the receiving parts 28, 30 are arranged in the vehicle vertical direction above the cross member part 20 and in the region of an upper longitudinal member plane of the body and extend at least in the
  • respective receiving elements 32, 34 are formed, on which respective struts of a chassis of the
  • Passenger car sprung over the struts and damped on the front end module 10 can be maintained.
  • the side support parts 16, 18 also form respective fastening means 36, 38 in the form of passage openings, via which respective transverse links 40, 42 can be fastened to the basic support element 14.
  • respective bearing pin for the wishbone 40, 42 inserted through the through holes and secured by means of corresponding lock nuts on the side support members 16, 18.
  • the wishbones 40, 42 can then be mounted on the bearing pins in such a way that they are pivotable about respective pivot axes extending at least substantially in the vehicle longitudinal direction relative to the side support parts 16, 18.
  • On the wishbones 40, 42 can in turn respective
  • Steering knuckles are attached, via which the respective front wheels can be held on the front module 10.
  • the transverse links 40, 42 are related to the
  • Vehicle vertical direction at least partially at least substantially U-shaped cross-sections, through which respective, in the vehicle transverse direction outwardly open receptacles 44, 46 are formed.
  • these other link elements at least partially in the respective receptacles 44, 46 and arranged on the arranged in the receptacles 40, 46 fasteners 36, 38 and are fastened to the base support element 14 via the fastening means 36, 38 accessible from the receptacles 44, 46.
  • the base support element 14 can be made particularly narrow with respect to the vehicle longitudinal direction, which keeps the weight of the base support element 14 and thus of the entire front end module 10 low.
  • respective side member parts 16, 18 are fastened to respective side member elements 48, 50 spaced from one another in the vehicle transverse direction.
  • the side support members 16, 18 respective receiving openings 52, 54, in which the longitudinal support members 48, 50 are inserted at least partially.
  • the longitudinal support elements 48, 50 mechanically joined to the side support members 16, 18, for example, welded.
  • the bending cross member 56 is under mediation respective
  • Energy absorption elements 58, 60 which are also referred to as crash boxes, held on the side member 48, 50.
  • the energy absorbing elements 58, 60 are thereby at least partially trained in the extruded profiles
  • the energy absorption elements 58, 60 have respective receptacles 62, 64 in which the bending cross member 56 is received at least in some areas and over which the bending cross member 56 is screwed to the energy absorption elements 58, 60.
  • the further longitudinal carrier elements 66, 68 thereby run at least substantially in alignment with the first longitudinal carrier elements 48, 50, so that in the case of a
  • Vehicle longitudinal direction at least substantially straight charging paths are realized without offset.
  • the front module 10 further comprises a stabilizer 70, which is to be coupled with the front wheels and by means of which an undesirable rolling movement of the
  • the front module 10 includes
  • the front module 10 includes bearing elements 72, 74, via the one
  • Drive unit for example in the form of an internal combustion engine to the base support member 14 is to be stored.
  • the respective bearing elements 72, 74 are arranged in respective corner regions 76, 78 bounded on one side by the side support members 16, 18 and on the other hand by the cross member 20, respective housings the bearing elements 72, 74 are supported on the one hand on the side support members 16, 18 and on the other hand on the cross member part 20.
  • the bearing elements 72, 74 are arranged and supported on the corner, whereby the corner regions 76, 78 are stiffened. This comes the high rigidity of the front boom module 10 and thus the
  • Front end area 22 of the passenger car benefits.
  • the end wall 12 For attachment of the front module 10 on the end wall 12 are each, to the other side members 66, 68, over which the front module 10 is to be attached to the end wall 12, corresponding end wall adapter 80, 82 provided, thereby, it is possible, the end wall 12 optionally with the front module 10 or with
  • the further longitudinal beam elements 66, 68 are provided with mounting flanges 84, 86, via which the front module 10 with the end wall 12 and the
  • End wall adapters 80, 82 mechanically joined, for example, screwed and / or welded and / or can be connected in other ways.
  • the bodyshell comprises, based on FIG.
  • the upper longitudinal member level is assigned to the bodyshell of the body, so that problems with the joint pattern and with the so-called color matching (color matching) can be avoided.
  • the pre-fabricated module which is thus prefabricated and at least partially equipped with provided components / units, is preferably mechanically joined together with the "residual vehicle". Due to the special design is an economic implementation of different technical
  • the front module special mounting frame can be omitted eg for fuel cell systems.
  • the rigid band structure of the foreshadow module is to be emphasized, which is preferably made by a stiff, little deformable, in the here described
  • Embodiment 3-part band structure with receiving points for the steering, for the compression struts of the lower arm, for the upper arm and for the
  • the front and rear side members are preferably received by the band structure.
  • the upper wishbones virtually encompass-depending on the handlebar design (3/4 handlebar axis) -the band structure on the outside or, for example, bind conventionally on the inside. Due to the external connection, the band structure can be kept narrow. As a result, the crash behavior (longitudinal member deformation) can be optimized because the deformable side member sections can be made longer. In addition, the weight is reduced by the narrower structure.
  • the motor bearing is preferably carried out supporting, that is, the housing and the mounting points of the engine mount are designed in a particularly advantageous embodiment that it stiffen the transition from the vertical areas of the band structure to the horizontal areas of the basic support member.
  • end wall adapter By preferably provided end wall adapter, it is possible to manufacture vehicles with conventional stem or with a front module within a production line.
  • the end wall adapter is the central connection element between
  • Front module and end wall are Front module and end wall.
  • the upper longitudinal member level is preferably left in the shell. This prevents problems with the joint image. For tolerance compensation between the
  • the underside of the upper longitudinal member is preferably made adjustable in height, without affecting the upper fender support.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorbaumodul (10) für einen Personenkraftwagen, mit einem Grundträgerelement (14), an welchem wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträgerelemente (48, 50) befestigt sind, über welche ein Biegequerträger (56) für eine Stoßfängereinrichtung des Personenkraftwagens an dem Grundträgerelement (14) gehalten ist, wobei das Grundträgerelement (14) zumindest im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und ein Querträgerteil (20) und zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufende und über das Querträgerteil (20) miteinander verbundene Seitenträgerteile (16, 18) umfasst, an denen jeweils eines der Längsträgerelemente (48, 50) befestigt ist.

Description

Vorbaumodul für einen Personenkraftwagen
Die Erfindung betrifft ein Vorbaumodul für einen Personenkraftwagen.
Die DE 10 2004 016 616 B3 offenbart eine Antriebsanordnung für einen Kraftwagen mit einem lösbar an der Kraftwagenkarosserie befestigbaren Tragrahmen und einer mittels zugehöriger Motorlager auf dem Tragrahmen gelagerten Antriebseinheit. Die
Antriebseinheit ist zwischen zwei seitlichen Längsträgern des Tragrahmens angeordnet. Die Antriebsan Ordnung umfasst zwei seitliche Antriebswellen, die jeweils von der
Antriebseinheit aus nach außen hin zum Rad ihrer Wagenseite verlaufen, wobei die Rahmenlängsträger jeweils eine Durchtrittsöffnung begrenzen, durch welche die
Antriebswelle ihrer Wagenseite hindurchgeführt ist. Die Durchtrittsöffnungen sind jeweils umlaufend vom zugeordneten Rahmenlängsträger des Tragrahmens umschlossen, wobei die Motorlager auf den Oberseiten der Rahmenlängsträger abgestützt sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vorbaumodul für einen
Personenkraftwagen bereitzustellen, mittels welchem eine kostengünstige Realisierung unterschiedlicher Antriebskonzepte des Personenkraftwagens ermöglicht ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Vorbaumodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Das am Rohbau der Karosserie des Personenkraftwagens zu
befestigende Vorbaumodul für einen Personenkraftwagen umfasst ein
Grundträgerelement, an welchem wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträgerelemente befestigt sind. Über die Längsträgerelemente ist ein auch als Biegequerträger bezeichneter Querträger einer beziehungsweise für eine Stoßfängereinrichtung des Personenkraftwagens an dem Grundträgerelement gehalten. Das Grundträgerelement ist zumindest im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und umfasst ein Querträgerteil sowie zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander
beabstandete, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufende und
BESTÄTIGUNGSKOPIE über das Querträgerteil miteinander verbundene Seitenträgerteile. An den
Seitenträgerteilen ist jeweils eines der Längsträgerelemente befestigt.
Das Grundträgerelement stellt somit ein Tragstrukturelement des Vorbaumoduls dar, an dem wenigstens ein Anbauteil befestigbar beziehungsweise befestigt ist. Insbesondere ist auch ein Antriebsaggregat zum Antreiben des Personenkraftwagens an dem Vorbau an dem Grundträgerelement zu lagern beziehungsweise anordenbar, das heißt, das
Vorbaumodul kann auch als Motorträger zur zumindest teilweisen Lagerung des
Antriebsaggregats dienen und bildet in diesem Fall einen Hilfsrahmen oder Tragrahmen, analog zu an sich bekannten Integralträgern.
Das Vorbaumodul kann somit zeit- und kostengünstig zeitlich vor dessen Befestigung an dem Rohbau der Karosserie mit den Anbauteilen und dem Antriebsaggregat sowie gegebenenfalls weiteren Antriebskomponenten zum Antreiben des Personenkraftwagens versehen und bestückt werden und so zumindest weitgehend bestückt an eine
Endmontagelinie verbracht werden, so dass dann die zumindest mittelbare Befestigung des zumindest weitgehend bestückten Vorbaumoduls am Rohbau erfolgen kann.
Ferner weist das U-förmige Grundträgerelement eine hohe Steifigkeit und somit eine geringe Verformbarkeit auf. Das Vorbaumodul kann somit unterschiedliche
Anforderungen an beispielsweise unterschiedliche Laststufen, unterschiedliche
Radstände, unterschiedliche Antriebsaggregate und somit Antriebskonzepte des
Personenkraftwagens sowie an unterschiedliche Materialkombinationen gerecht werden. Diese unterschiedlichen Anforderungen entstehen insbesondere infolge der
unterschiedlichen Antriebskonzepte mit voneinander unterschiedlichen
Antriebsaggregaten des Personenkraftwagens. Ist als Antriebsaggregat beispielsweise ausschließlich eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, die an dem Vorbaumodul zu lagern ist, so ergeben sich daraus unterschiedliche geschilderte Anforderungen als beispielsweise bei einem Hybridantrieb, bei welcher beispielsweise eine
Verbrennungskraftmaschine und wenigstens eine elektrische Maschine als
Antriebskomponenten zum Antreiben des Kraftwagens vorgesehen und an dem
Vorbaumodul zu lagern sind. Insbesondere können bei diesen unterschiedlichen
Antriebsvarianten unterschiedliche Lastanforderungen sowie unterschiedliche
Anordnungen von Antriebs- und Fahrwerkskomponenten gegeben sein, welche durch das erfindungsgemäße Vorbaumodul befriedigt werden können. Anders als bei bekannten, im Wesentlichen rechteckigförmigen Hilfsrahmen, deren Trägerelemente in einer gedachten Horizontalebene liegen, weist das erfindungsgemäße Grundträgerelement eine quasi bandähnliche Struktur auf, wobei diese Bandstruktur besonders steif ausgeführt werden kann, so dass daran das mindestens eine
Antriebsaggregat des Personenkraftwagens sowie weitere Antriebs- und
Fahrwerkskomponenten befestigt und gelagert werden können. So können
beispielsweise spezielle Montagerahmen beispielsweise für Brennstoffzelleneinrichtungen zum Antreiben des Personenkraftwagens entfallen, da diese
Brennstoffzellenkomponenten vorteilhaft lediglich an dem Vorbaumodul gelagert beziehungsweise befestigt werden können. Dies hält den Bauraumbedarf, die Kosten, das Gewicht und die Teileanzahl gering. Insbesondere können so Package-Probleme vermieden und/oder gelöst werden.
Aufgrund der Befestigung der Längsträgerelemente am Grundträgerelement können die Längsträgerelemente bereits in einem Vormontageschritt am Vorbaumodul angebracht werde, was die Montage des Vorbaumoduls am Rohbau in der Endmontage vereinfacht.
Das Grundträgerelement kann einstückig ausgebildet sein, das heißt, die
Seitenträgerteile und das Querträgerteil sind aus einem Stück gebildet. Dies hält die Teileanzahl und die Kosten des Vorbaumoduls gering. Dabei kann das
Grundträgerelement ein Blech- oder Gussteil oder Strangpressprofil oder beispielsweise ein aus faserverstärktem Kunststoff hergestelltes FVK-Bauteil sein.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Seitenträgerteile und das Querträgerteil als voneinander separate Elemente auszubilden und diese miteinander zu verbinden, beispielsweise stoffschlüssig, insbesondere durch schweißen und/oder kleben, und/oder kraftschlüssig, insbesondere durch vernieten oder verschrauben, und/oder formschlüssig. Dabei können die einzelnen Teile des Grundträgerelements aus dem gleichen Material gefertigt sein oder aber aus unterschiedlichen Materialen. So könnte das Querträgerteil beispielsweise als Strangpressprofilteil ausgebildet sein, während zumindest eines der Seitenträgerteile als beispielsweise Blechteil oder faserverstärktes Kunststoffteil ausgebildet ist.
Zur Darstellung einer besonders hohen Festigkeit und Steifigkeit des
Grundträgerelements ist dieses bevorzugt im Wesentlichen aus Metall, insbesondere aus einem Stahl oder einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, gebildet. Bevorzugt umfasst das Grundträgerelement Befestigungsmittel für eine Lenkung des Personenkraftwagens. So können zusätzliche und separate Befestigungsmittel vermieden werden, was die Teileanzahl und die Kosten des Personenkraftwagens gering hält.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung schließen sich an jeweilige, dem Querträgerteil abgewandten Seiten, insbesondere Endbereiche, der Seitenträgerteile jeweilige
Aufnahmeteile an die Seitenträgerteile an. Die Aufnahmeteile erstrecken sich dabei zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugzeugquerrichtung von den Seitenträgerteilen weg nach außen hin und sind in Fahrzeughochrichtung höher angeordnet als das
Querträgerteil. Damit ergibt sich insgesamt ein im Wesentlichen hut- oder topfförmiger Querschnitt beziehungsweise Querschnittskontur. Durch die Aufnahmeteile sind jeweilige Aufnahmeelemente, insbesondere Dämpferdome, zum Befestigen jeweiliger Feder- und/oder Dämpferelemente eines Fahrwerks des Personenkraftwagens gebildet. Dies bedeutet, dass auch die Aufnahmeelemente zum Aufnehmen der Feder- und/oder Dämpferelemente in das Grundträgerelement integriert sind. Dadurch ist eine sehr hohe Modularität des Vorbaumoduls mit einer nur geringen Teileanzahl geschaffen.
Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Seitenträgerteile jeweilige Befestigungsmittel zur Befestigung jeweiliger Lenkerelemente des Fahrwerks des Personenkraftwagens an dem Grundträgerelement auf. Dabei ist es beispielsweise möglich, Druckstreben bezogen auf die Fahrzeughochrichtung unterer Lenkerelemente, insbesondere Querlenker, und/oder demgegenüber oberer
Lenkerelemente, insbesondere Querlenker, mittels der Befestigungsmittel des
Grundträgerelements an diesem zu befestigen. Dies hält die Teileanzahl und damit die Kosten zur Befestigung der Lenkerelemente an dem Grundträgerelement und damit an dem Vorbaumodul gering.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Lenkerelemente, insbesondere die oberen
Querlenker, je nach Ausgestaltung der Lenkerelemente und insbesondere bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung außerhalb oder zumindest bereichsweise innerhalb der Seitenträgerteile angeordnet und an diesen befestigt sind. Durch die äußere Anbindung der Lenkerelemente an die Seitenträgerteile kann das Grundträgerelement bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung besonders schmal ausgestaltet werden. Dies kommt dem Unfallverhalten insbesondere hinsichtlich einer Längsträgerverformung zugute, da die bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung unter Energieverzehrung verformbaren Längsträgerelemente, insbesondere Längenbereiche dieser, mit einer besonders großen Länge ausgestaltet werden können. Darüber hinaus hält die schmale Ausgestaltung des Grundträgerelements das Gewicht dieses und damit des gesamten Vorbaumoduls gering. Dies kommt dem geringen Gewicht des Personenkraftwagens zugute, so dass dieser mit einem nur geringen Energieverbrauch und dadurch mit nur geringen C02-Emissionen angetrieben werden kann.
Zur Innenanbindung der Lenkerelemente an den Seitenträgerteilen weisen diese bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jeweilige, in Fahrzeugquerrichtung nach außen geöffnete Aufnahmen auf, in welchen die Befestigungsmittel zumindest
bereichsweise angeordnet sind und in welchen die Lenkerelemente zumindest teilweise aufnehmbar und über die Befestigungsmittel an dem Grundträgerelement zu befestigen sind. Dadurch kann das Grundträgerelement trotz der Realisierung der Außenanbindung und der Innenanbindung der Lenkerelemente besonders schmal ausgestaltet werden, was mit den diesbezüglich bereits geschilderten Vorteilen einhergeht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an den
Seitenträgerteilen jeweilige weitere, in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträgerelemente auf einer den ersten Längsträgerelementen abgewandten Seite des Grundträgerelements befestigt. Mit anderen Worten ist das Grundträgerelement in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den ersten und den weiteren Längsträgerelementen angeordnet. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Vorbaumodul unter Vermittlung der weiteren Längsträgerelemente an dem Rohbau der Karosserie des Personenkraftwagens zu befestigen ist, beispielsweise an einer einen Fahrgastraum nach vorne hin zum
Aggregateaufnahmeraum begrenzende Stirnwand. Dadurch kann das Vorbaumodul besonders vorteilhaft montiert werden. Andererseits weist das Vorbaumodul durch die ersten und die weiteren Längsträgerelemente Verformungsstrukturen auf, welche bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Personenkraftwagens insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung, beispielsweise bei einem Frontalaufprall, unter
Energieverformung deformiert werden können. Das Vorbaumodul ermöglicht somit die Darstellung eines besonders vorteilhaften Unfallverhaltens des Personenkraftwagens.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung erstrecken sich die jeweiligen weiteren
Längsträgerelemente zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung von dem Grundträgerelement weg nach hinten und verlaufen zumindest im Wesentlichen fluchtend zu den ersten Längsträgerelementen. Dadurch ist im Falle einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung des Vorbaumoduls zumindest im Wesentlichen in
Fahrzeuglängsrichtung ein zumindest im Wesentlichen gerader Lastpfad von den ersten Längsträgerelementen über das Grundträgerelement zu den weiteren Längsträgerelementen geschaffen. Mit anderen Worten ist ein Versatz des Lastpfads vermieden, woraus eine vorteilhafte Führung von Aufprallenergien über das Vorbaumodul in den Rohbau der Karosserie gewährleistet ist. Dadurch können sich einerseits die Längsträgerelemente des Vorbaumoduls unter Energieverzehrung vorteilhaft verformen. Andererseits werden dadurch Verformungsstrukturen des Rohbaus vorteilhaft aktiviert, so dass diese zur Aufnahme und zum Energieabbau beitragen und Aufprallenergie in Verformungsenergie umwandeln können. Dies kommt dem Schutz der Insassen des Personenkraftwagens zugute.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind in jeweiligen, einerseits durch die
Seitenträgerteile und andererseits durch das Querträgerteil begrenzten Eckbereichen des Grundträgerelements jeweilige Lagerelemente zum Lagern eines Antriebsaggregats zum Antreiben des Personenkraftwagens angeordnet und einerseits an den Seitenträgerteilen und andererseits am Querträgerteil abgestützt. Durch die Lagerelemente ist das
Grundträgerelement ausgesteift. Die Lagerelemente sind somit tragend ausgebildet und steifen einen Übergang von zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Bereichen zu zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Bereichen des Grundträgerelements effizient aus.
Die Lagerelemente umfassen dabei beispielsweise jeweilige Gehäuse, die entsprechend einerseits an den zugehörigen Seitenträgerteilen und andererseits am Querträgerteil abgestützt sind. Dies kommt der Steifigkeit des Grundträgerelements und damit des gesamten Vorbaumoduls zugute, was der Fahrdynamik und den Fahreigenschaften des Personenkraftwagens zuträglich ist.
Die ersten und/oder weiteren Längsträgerelemente sind bevorzugt als Strangpressprofile, insbesondere als zumindest im Wesentlichen gerade Strangpressprofile, ausgebildet. Dadurch kann das Vorbaumodul auf einfache Weise an unterschiedliche technische Anforderungen wie die genannten Anforderungen angepasst werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Vorbaumodul mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen, bei dem das sich dabei zumindest teilweise in Fahrzeugquerrichtung erstreckende, den Abstand zwischen den Längsträgerelementen überbrückende
Grundträgerelement jeweilige, zu den Längsträgerelementen korrespondierende, randseitig teilweise offene oder umfangsseitig vollständig geschlossene
Aufnahmeöffnungen aufweist, in welche die Längsträgerelemente zumindest
bereichsweise eingesteckt sind. Dadurch ist eine jeweilige Steckverbindung des Grundträgerelements mit den Längsträgerelementen realisiert, mittels welcher das Grundträgerelement besonders fest mit den Längsträgerelementen verbunden ist beziehungsweise umgekehrt. Aufgrund dieser Ausgestaltung weist das Vorbaumodul eine sehr hohe Steifigkeit auf, was der Steifigkeit des gesamten Vorderwagenbereichs des Personenkraftwagens zugute kommt. Daraus resultieren ein sehr gutes Unfallverhalten des Personenkraftwagens sowie vorteilhafte Fahreigenschaften.
Vorteilhafterweise sind die jeweiligen Aufnahmeöffnungen, in die die jeweiligen
Längsträger eingesteckt sind, in Umfangsrichtung der Aufnahmeöffnungen vollständig von dem Grundträgerelement umschlossen, das heißt begrenzt. Daraus resultiert eine besonders hohe Steifigkeit der Verbindung des Grundträgerelements mit den jeweiligen Längsträgerelementen, was der gesamten Steifigkeit des Vorbaumoduls und damit des Vorderwagenbereichs des Personenkraftwagens zugute kommt.
Die Aufnahmeöffnungen können gegebenenfalls als Durchgangsöffnungen ausgebildet sein, welche von den Längsträgerelementen gegebenenfalls vollständig durchdrungen sind. Dies bedeutet, dass die Längsträgerelemente das Grundträgerelement in
Fahrzeuglängsrichtung sowohl auf einer ersten Seite des Grundträgerelements als auch auf einer zweiten, der ersten Seite abgewandten Seite des Grundträgerelements das Grundträgerelement überragen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, durch jeweilige, einstückig ausgebildete Längsträgerelemente bezogen auf das Grundträgerelement und bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vordere Längsträgerbereiche sowie hintere Längsträgerbereiche darzustellen. Mit anderen Worten ist das Grundträgerelement dabei bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung zwischen den vorderen Längsträgerbereichen und den hinteren Längsträgerbereichen angeordnet. Infolge der einstückigen
Ausgestaltung der Längsträgerelemente ist es dadurch auf kostengünstige Weise realisiert, die vorderen Längsträgerbereiche bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor dem Grundträgerelement sowie die hinteren Längsträgerbereiche hinter dem
Grundträgerelement darzustellen. Dadurch sind gerade Lastpfade zumindest im
Wesentlichen ohne Versatz zwischen den vorderen und den hinteren
Längsträgerbereichen geschaffen, durch die im Falle einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung des erfindungsgemäßen Vorbaumoduls zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung, wie es beispielsweise bei einem Frontalaufprall des
Personenkraftwagens auf eine Barriere vorkommt, Aufprallenergien besonders vorteilhaft abgestützt und in Verformungsenergie umgewandelt werden können. Das Vorbaumodul weist somit ein sehr gutes Unfallverhalten auf, was dem Schutz von Insassen des
Personenkraftwagens vor unerwünschten Verletzungen zugute kommt. Ebenso kann vorgesehen sein, dass sich die Längsträgerelemente bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung ausgehend von dem Grundträgerelement lediglich in eine
Richtung von dem Grundträgerelement weg insbesondere nach vorne hin erstrecken und somit das Grundträgerelement lediglich auf der ersten nicht jedoch auf der zweiten Seite überragen. Dabei kann vorgesehen sein, dass an dem Grundträgerelement weitere, in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträgerelemente auf der zweiten, den ersten Längsträgerelementen abgewandten Seite des Grundträgerelements befestigt sind. Die weiteren Längsträgerelemente erstrecken sich dabei in Fahrzeuglängsrichtung von dem Grundträgerelement weg insbesondere nach hinten hin. Dadurch sind durch die ersten Längsträgerelemente die vorderen Längsträgerbereiche gebildet, während durch die weiteren Längsträgerelemente die hinteren Längsträgerbereiche gebildet sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Querträger, insbesondere Biegequerträger, mittels jeweiliger, häufig auch als Crashboxen
bezeichneter Energieabsorptionselemente an den Längsträgerelementen gehalten. Bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung, insbesondere bei einem Frontalaufprall des Personenkraftwagens auf eine Barriere, sind die Energieabsorptionselemente unter Energieverzehrung deformierbar, so dass auf die Insassen des Personenkraftwagens wirkende Verzögerungen gering gehalten werden können.
Zur Erfindung gehört auch eine Karosserie für einen Personenkraftwagen mit einem erfindungsgemäßen Vorbaumodul, welches zumindest mittelbar an dem Rohbau der Karosserie gehalten ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Vorbaumoduls sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der Karosserie anzusehen und umgekehrt. Dabei ist das Vorbaumodul beispielsweise zumindest mittelbar an einer vorderen Stirnwand des Rohbaus befestigt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Vorbaumodul unter Vermittlung jeweiliger, insbesondere zu den weiteren Längsträgern korrespondierender Adapterelemente an der Stirnwand gehalten ist. Durch die Adapterelemente ist es möglich, innerhalb der
Endmontagelinie Personenkraftwagen bzw. jeweilige Rohbauten der Personenkraftwagen mit konventionellen Vorbauten oder mit einem erfindungsgemäßen Vorbaumodul zu versehen. Die Adapterelemente stellen somit zentrale Anbindungselemente zwischen dem erfindungsgemäßen Vorbaumodul und der Stirnwand dar. Zur Verbindung des erfindungsgemäßen Vorbaumoduls mit der Stirnwand ist
beispielsweise vorgesehen, dass das Vorbaumodul insbesondere über die
Adapterelemente mit dem Rohbau, insbesondere der Stirnwand, verschraubt wird.
Durch die ersten und gegebenenfalls die weiteren Längsträgerelemente des
Vorbaumoduls ist eine bezogen auf die Fahrzeughochrichtung untere Längsträgerebene geschaffen. Eine demgegenüber obere Längsträgerebene mit in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Längsträgern ist durch den Rohbau gebildet, wodurch sich ein vorteilhaftes Fugenbild des Personenkraftwagens einstellen lässt und Probleme hinsichtlich des so genannten Colormatchings (Farbangleichung) verhindern lassen. Zum Toleranzausgleich zwischen Verbindungsbereichen, insbesondere Schraubbereichen, an den Adapterelementen und an der oberen Längsträgerebene sind bevorzugt jeweilige in Fahrzeughochrichtung nach unten weisende Unterseiten der Längsträgerelemente der oberen Längsträgerebene in Fahrzeughochrichtung höheneinstellbar ausgebildet, ohne dabei eine obere Kotflügelauflage zu beeinflussen. Dadurch können zeit- und
kostenaufwendige Nacharbeiten zum nachträglichen Toleranzausgleich entfallen, was die Montage des Vorbaumoduls hinsichtlich ihrer Komplexität und ihrer Kosten gering hält.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Vorbaumoduls eines teilweise darstellten Personenkraftwagen mit einem zumindest im Wesentlichen U- förmigen Grundträgerelement, an welchem Längsträgerelemente, Motorlager und Querlenker des Personenkraftwagens befestigt sind und welches über Adapterelemente an einer Stirnwand des Rohbaus der Karosserie des Personenkraftwagens zu befestigen ist;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht des Grundträgerelements des
Vorbaumoduls gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des
Vorbaumoduls gemäß Fig. 1. Die Fig. 1 zeigt ein Vorbaumodul 10 für einen Personenkraftwagen, welches an einer Stirnwand 12 des Rohbaus der Karosserie des Personenkraftwagens beispielsweise mittels Schrauben zu befestigen ist.
Das Vorbaumodul 10 umfasst ein in der Fig. 2 dargestelltes, zumindest im Wesentlichen U-förmiges Grundträgerelement 1 . Das Grundträgerelement 14 umfasst zwei in
Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete und zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung parallel zueinander verlaufende Seitenträgerteile 16, 18, welche seitliche Schenkel der U-Form darstellen. Die Seitenträgerteile 16, 18 sind durch ein zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufendes Querträgerteil 20 des Grundträgerelements 14 miteinander verbunden. Dazu ist das Querträgerteil 20, das einen weiteren Schenkel der U-Form darstellt, einerseits mit dem Seitenträgerteil 16 und andererseits mit dem Seitenträgerteil 18 verbunden. Diese Verbindung kann
beispielsweise durch Verschweißen und/oder durch Verschrauben und/oder durch Verkleben und/oder durch Vernieten und/oder auf anderweitige Art und Weise dargestellt sein. Durch das Grundträgerelement 14 ist eine besonders steife und wenig verformbare Bandstruktur als ein Tragstrukturelement des Vorbaumoduls 10 geschaffen, welches eine besonders hohe Steifigkeit eines Vorderwagenbereichs 22 des Personenkraftwagens gewährleistet. Dies kommt besonders vorteilhaft den Fahreigenschaften und der
Fahrdynamik des Personenkraftwagens zugute.
An jeweiligen, dem Querträgerteil abgewandten Seiten 24, 26 der Seitenträgerteile 16, 18 schließen sich jeweilige Aufnahmeteile 28, 30 an die Seitenträgerteile 16, 18 an, wobei das Aufnahmeteil 28 einstückig mit dem Seitenträgerteil 16 und das Aufnahmeteil 30 einstückig mit dem Seitenträgerteil 18 ausgebildet ist. Die Aufnahmeteile 28, 30 sind in Fahrzeughochrichtung oberhalb des Querträgerteils 20 und im Bereich einer oberen Längsträgerebene der Karosserie angeordnet und erstrecken sich zumindest im
Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung von den jeweiligen Seitenträgerteilen 16, 18 weg nach außen hin. Ferner sind durch die Aufnahmeteile 28, 30 jeweilige Aufnahmeelemente 32, 34 gebildet, an denen jeweilige Federbeine eines Fahrwerks des
Personenkraftwagens abzustützen sind, so dass jeweilige Vorderräder des
Personenkraftwagens über die Federbeine gefedert und gedämpft an dem Vorbaumodul 10 gehalten werden können.
Zum Halten der Vorderräder sind durch die Seitenträgerteile 16, 18 auch jeweilige Befestigungsmittel 36, 38 in Form von Durchgangsöffnungen gebildet, über welche jeweilige Querlenker 40, 42 an dem Grundträgerelement 14 befestigt werden können. Dazu können beispielsweise jeweilige Lagerbolzen für die Querlenker 40, 42 durch die Durchgangsöffnungen hindurch gesteckt und mittels entsprechender Kontermuttern an den Seitenträgerteilen 16, 18 befestigt werden. Auf den Lagerbolzen können dann die Querlenker 40, 42 um jeweilige zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schwenkachsen relativ zu den Seitenträgerteilen 16, 18 verschwenkbar an diesen gelagert werden. An den Querlenkern 40, 42 können wiederum jeweilige
Achsschenkel befestigt werden, über die die jeweiligen Vorderräder an dem Vorbaumodul 10 gehalten werden können.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind die Querlenker 40, 42 bezogen auf die
Fahrzeuglängsrichtung außenseitig der Seitenträgerteile 16, 18 angeordnet und an diesen befestigt. Die Seitenträgerteile 16, 18 weisen bezogen auf die
Fahrzeughochrichtung zumindest bereichsweise zumindest im Wesentlichen U-förmige Querschnitte auf, durch welche jeweilige, in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin geöffnete Aufnahmen 44, 46 gebildet sind. Sind zum Halten der Vorderräder an dem Vorbaumodul 10 anderweitige Lenkerelemente als die Querlenker 40, 42 vorgesehen, so können diese anderweitigen Lenkerelemente zumindest bereichsweise in den jeweiligen Aufnahmen 44, 46 angeordnet und über die auch in den Aufnahmen 40, 46 angeordneten Befestigungsmittel 36, 38 bzw. über die von den Aufnahmen 44, 46 her zugänglichen Befestigungsmittel 36, 38 an dem Grundträgerelement 14 befestigt werden. Dadurch kann das Grundträgerelement 14 bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung besonders schmal ausgestaltet werden, was das Gewicht des Grundträgerelements 14 und damit des gesamten Vorbaumoduls 10 gering hält.
Wie insbesondere der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind an den Seitenträgerteilen 16, 18 jeweilige, in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträgerelemente 48, 50 befestigt. Dazu weisen die Seitenträgerteile 16, 18 jeweilige Aufnahmeöffnungen 52, 54 auf, in die die Längsträgerelemente 48, 50 zumindest bereichsweise eingesteckt sind. Zum Befestigen der Längsträgerelemente 48, 50 mit den Seitenträgerteilen 16, 18 sind die Längsträgerelemente 48, 50 mit den Seitenträgerteilen 16, 18 mechanisch gefügt, beispielsweise verschweißt.
Über die Längsträgerelemente 48, 50 ist auch ein Biegequerträger 56 einer
Stoßfängereinrichtung des Personenkraftwagens an dem Grundträgerelement 14 gehalten. Der Biegequerträger 56 ist dabei unter Vermittlung jeweiliger
Energieabsorptionselemente 58, 60, welche auch als Crashboxen bezeichnet werden, an den Längsträgerelementen 48, 50 gehalten. Die Energieabsorptionselemente 58, 60 sind dabei zumindest bereichsweise in die als Strangpressprofile ausgebildeten
Längsträgerelemente 48, 50 eingesteckt und mit diesem verschraubt.
Die Energieabsorptionselemente 58, 60 weisen jeweilige Aufnahmen 62, 64 auf, in denen der Biegequerträger 56 zumindest bereichsweise aufgenommen und über die der Biegequerträger 56 mit den Energieabsorptionselementen 58, 60 verschraubt ist.
An den Seitenträgerteilen 16, 18 sind auch weitere, jeweilige Längsträgerelemente 66, 68 befestigt. Dazu sind die Aufnahmeöffnungen 52, 54 beispielsweise als
Durchgangsöffnungen ausgebildet, die die Seitenträgerteile 16, 18 in
Fahrzeuglängsrichtung vollständig durchsetzen. Zum Befestigen der weiteren
Längsträgerelemente 66, 68 sind diese zumindest bereichsweise in die
Aufnahmeöffnungen 52, 54 eingesteckt, jedoch von einer den ersten
Längsträgerelemente 48, 50 abgewandten Seite her. Dies bedeutet, dass bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung das Grundträgerelement 14 bzw. die Seitenträgerteile 16, 18 zwischen den ersten Längsträgerelementen 48, 50 und den weiteren
Längsträgerelementen 66, 68 angeordnet ist.
Die weiteren Längsträgerelemente 66, 68 verlaufen dabei zumindest im Wesentlichen fluchtend zu den ersten Längsträgerelementen 48, 50, so dass im Falle einer
unfallbedingten Kraftbeaufschlagung zumindest im Wesentlichen in
Fahrzeuglängsrichtung zumindest im Wesentlichen gerade Ladpfade ohne Versatz realisiert sind.
Das Vorbaumodul 10 umfasst ferner einen Stabilisator 70, welcher mit den Vorderrädern zu koppeln ist und mittels welchem eine unerwünschte Wankbewegung des
Personenkraftwagens vermeidbar ist. Ferner umfasst das Vorbaumodul 10
Anbindungspunkte zur Befestigung von Lenkungskomponenten des
Personenkraftwagens.
Darüber hinaus umfasst das Vorbaumodul 10 Lagerelemente 72, 74, über die ein
Antriebsaggregat beispielsweise in Form einer Verbrennungskraftmaschine an dem Grundträgerelement 14 zu lagern ist.
Wie insbesondere der Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die jeweiligen Lagerelemente 72, 74 in jeweiligen, einerseits durch die Seitenträgerteile 16, 18 und andererseits durch das Querträgerteil 20 begrenzten Eckbereichen 76, 78 angeordnet, wobei jeweilige Gehäuse der Lagerelemente 72, 74 einerseits an den Seitenträgerteilen 16, 18 und andererseits am Querträgerteil 20 abgestützt sind. Mit anderen Worten sind die Lagerelemente 72, 74 über Eck angeordnet und abgestützt, wodurch die Eckbereiche 76, 78 ausgesteift sind. Dies kommt der hohen Steifigkeit des Vorbaumoduls 10 und damit des
Vorderwagenbereichs 22 des Personenkraftwagens zugute.
Zur Befestigung des Vorbaumoduls 10 an der Stirnwand 12 sind jeweilige, zu den weiteren Längsträgerelementen 66, 68, über die das Vorbaumodul 10 an der Stirnwand 12 zu befestigen ist, korrespondierende Stirnwandadapter 80, 82 vorgesehen, Dadurch ist es möglich, die Stirnwand 12 wahlweise mit dem Vorbaumodul 10 oder mit
anderweitigen Vorbauten zu verbinden. Zur Befestigung des Vorbaumoduls 10 an der Stirnwand 12 sind die weiteren Längsträgerelemente 66, 68 mit Befestigungsflanschen 84, 86 versehen, über die das Vorbaumodul 10 mit der Stirnwand 12 bzw. den
Stirnwandadaptern 80, 82 mechanisch gefügt, beispielsweise verschraubt und/oder verschweißt und/oder auf anderweitige Weise verbunden werden kann.
Wie der Fig. 1 ferner zu entnehmen ist, umfasst der Rohbau bezogen auf die
Fahrzeughochrichtung obere Längsträgerelemente 88, 90, durch welche die obere Längsträgerebene gebildet ist. Bezogen auf die Fahrzeughochrichtung ist somit durch die erste Längsträgerelemente 48, 50 und die weiteren Längsträgerelemente 66, 68 eine untere Längsträgerebene gebildet. Mit anderen Worten ist die obere Längsträgerebene dem Rohbau der Karosserie zugeordnet, so dass Probleme mit dem Fugenbild sowie mit dem so genannten Colormatching (Farbangleichung) vermieden werden können.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass das Entwicklung des mechanisch gefügten Vorbaumontagemoduls zur ökonomischen Umsetzung von Fahrzeugen mit
unterschiedlichen Antriebskonzepten vorteilhaft ist, da es außerhalb einer Hauptmontageoder -fertigungslinie mit Aggregaten/Antriebskomponenten bestückt und zur
Endmontagelinie geliefert wird. Vorzugsweise wird das so vorgefertigte und zumindest teilweise mit vorgesehenen Komponenten/Aggregaten bestückte Vorbaumodul mit dem "Restfahrzeug" -vorzugsweise mechanisch- zusammengefügt. Durch die spezielle Konstruktion ist eine ökonomische Umsetzung von unterschiedlichen technischen
Anforderungen, z.B. verschiedene Laststufen, unterschiedliche Radstände,
unterschiedliche Antriebe und Materialkombinationen möglich. Durch das Vorbaumodul können spezielle Montagerahmen z.B. für Brennstoffzellensysteme entfallen. Im Besonderen ist die steife Bandstruktur des Vorbaumoduls hervorzuheben, welche vorzugsweise durch eine steife, wenig verformbare, in dem hier beschriebenen
Ausführungsbeispiel 3-teilige Bandstruktur mit Aufnahmepunkten für die Lenkung, für die Druckstreben der unteren Querlenker, für die oberen Querlenker sowie für die
Federbeine. Außerdem werden von der Bandstruktur vorzugsweise die vorderen und hinteren Längsträger aufgenommen. Die oberen Querlenker umgreifen quasi -je nach Lenkerausführung (3/4Lenkerachse)- die Bandstruktur außen herum oder binden beispielsweise konventionell innen an. Durch die Außenanbindung kann die Bandstruktur schmal gehalten werden. Dadurch kann das Crashverhalten (Längsträgerverformung) optimiert werden, weil die verformbaren Längsträgerabschnitte länger gestaltet werden können. Außerdem wird durch die schmalere Struktur das Gewicht reduziert.
Hervorzuheben ist weiterhin, dass das Motorlager vorzugsweise tragend ausgeführt ist, das heißt das Gehäuse und die Befestigungspunkte des Motorlagers sind bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel so ausgeführt, dass es den Übergang von den senkrechten Bereichen der Bandstruktur zu den waagrechten Bereichen des Grundträgerelements aussteift.
Durch den vorzugsweise vorgesehenen Stimwandadapter ist es möglich, innerhalb einer Fertigungslinie Fahrzeuge mit konventionellem Vorbau oder mit einem Vorbaumodul zu fertigen. Der Stirnwandadapter ist das zentrale Anbindungselement zwischen
Vorbaumodul und Stirnwand.
Die obere Längsträgerebene wird vorzugsweise am Rohbau belassen. Dadurch werden Probleme mit dem Fugenbild verhindert. Zum Toleranzausgleich zwischen den
Schraubpunkten am Stirnwandadapter und an der oberen Längsträgerebene ist die Unterseite des oberen Längsträgers vorzugsweise höheneinstellbar ausgeführt, ohne dabei die oberen Kotflügelauflage zu beeinflussen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorbaumodul (10) für einen Personenkraftwagen, mit einem Grundträgerelement (14), an welchem wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander
beabstandete Längsträgerelemente (48,50) befestigt sind, über welche ein
Querträger (56) einer Stoßfängereinrichtung des Personenkraftwagens an dem Grundträgerelement (14) gehalten werden kann, wobei das Grundträgerelement (14) zumindest im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und ein Querträgerteil (20) und zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete, zumindest im
Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufende und über das Querträgerteil (20) miteinander verbundene Seitenträgerteile (16,18) umfasst, an denen jeweils eines der Längsträgerelemente (48,50) befestigbar ist.
2. Vorbaumodul (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Seitenträgerteile (16,18) und das Querträgerteil (20) als voneinander separate Elemente ausgebildet und miteinander verbunden sind.
3. Vorbaumodul (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich an jeweiligen, dem Querträgerteil (20) abgewandten Seiten (24,26) der
Seitenträgerteile (16,18) an diese jeweilige Aufnahmeteile (28,30) anschließen, welche sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung von den
Seitenträgerteilen (16,18) weg nach außen erstrecken und durch welche jeweilige Aufnahmeelemente (32,34), insbesondere Dämpferdome, zum Befestigen jeweiliger Feder- und/oder Dämpferelemente eines Fahrwerks des Personenkraftwagens gebildet sind.
4. Vorbaumodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Seitenträgerteile (16,18) jeweilige Befestigungsmittel (36,38) zur Befestigung jeweiliger Lenkerelemente (40,42) eines Fahrwerks des Personenkraftwagens an dem Grundträgerelement (14) aufweisen.
5. Vorbaumodul (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Seitenträgerteile (16,18) jeweilige, in Fahrzeugquerrichtung nach außen geöffnete Aufnahmen (44, 46) aufweisen, in welchen die Befestigungsmittel (36,38) angeordnet sind und in welchen die Lenkerelemente (40,42) zumindest teilweise aufnehmbar und über die Befestigungsmittel (36,38) am Grundträgerelement (14) zu befestigen sind.
6. Vorbaumodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den Seitenträgerteilen (16,18) jeweilige weitere, in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträgerelemente (66,68) auf einer den ersten Längsträgerelementen (48,50) abgewandten Seite des Grundträgerelements (14) befestigt sind.
7. Vorbaumodul (10) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die jeweiligen weiteren Längsträgerelemente (66,68) zumindest im
Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung von dem Grundträgerelement (14) weg nach hinten erstrecken und zumindest im Wesentlichen fluchtend zu den ersten Längsträgerelementen (48,50) verlaufen.
8. Vorbaumodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in jeweiligen, einerseits durch die Seitenträgerteile (16, 18) und andererseits durch das Querträgerteil (20) begrenzten Eckbereichen (76, 78) des Grundträgerelements (14) jeweilige Lagerelemente (72, 74) zum Lagern eines Antriebsaggregats zum Antreiben des Personenkraftwagens angeordnet und einerseits an den
Seitenträgerteilen (16, 18) und andererseits am Querträgerteil (20) abgestützt sind, durch welche das Grundträgerelement (14) ausgesteift ist.
9. Vorbaumodul (10) für einen Personenkraftwagen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Längsträgerelementen (48, 50), welche über ein sich zumindest teilweise in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Grundträgerelement (14) des Vorbaumoduls (10) miteinander verbunden sind, wobei das
Grundträgerelement (14) jeweilige, zu den Längsträgerelementen (48,50) korrespondierende Aufnahmeöffnungen (52,54) aufweist, in welche die
Längsträgerelemente (48,50) zumindest bereichsweise eingesteckt sind.
10. Karosserie für einen Personenkraftwagen mit einem Vorbaumodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches zumindest mittelbar am Rohbau der Karosserie gehalten ist.
EP12733405.0A 2011-06-03 2012-05-30 Vorbaumodul für einen personenkraftwagen Withdrawn EP2714447A2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110103290 DE102011103290A1 (de) 2011-06-03 2011-06-03 Vorbaumodul für einen Personenkraftwagen
DE201110103475 DE102011103475A1 (de) 2011-06-03 2011-06-03 Vorbaumodul für einen Personenkraftwagen
PCT/EP2012/002286 WO2012163524A2 (de) 2011-06-03 2012-05-30 Vorbaumodul für einen personenkraftwagen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2714447A2 true EP2714447A2 (de) 2014-04-09

Family

ID=46489151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12733405.0A Withdrawn EP2714447A2 (de) 2011-06-03 2012-05-30 Vorbaumodul für einen personenkraftwagen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2714447A2 (de)
WO (1) WO2012163524A2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5915622B2 (ja) 2013-10-30 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 サスペンションタワー及び車両前部構造
DE102014110687A1 (de) 2014-07-29 2016-02-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Fahrzeugstruktur
CN112373283B (zh) * 2020-11-06 2022-02-01 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种连接结构
CN115158479B (zh) * 2022-06-29 2023-09-22 重庆长安汽车股份有限公司 一种基于平台架构的车身前机舱一体式结构及汽车

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1436802A (fr) * 1965-03-18 1966-04-29 Citroen Sa Andre Perfectionnements apportés aux châssis des véhicules automobiles
DE102004016616B3 (de) 2004-04-03 2005-08-11 Daimlerchrysler Ag Antriebsanordnung für einen Kraftwagen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2012163524A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012163524A3 (de) 2013-07-18
WO2012163524A2 (de) 2012-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3122617B1 (de) Kraftfahrzeug und hinterwagenmodul hierfür
AT522671B1 (de) Fahrzeugkarosserie-Plattform für ein Automobil und Automobil, das eine solche Fahrzeugkarosserie-Plattform umfasst
DE102019214424B4 (de) Fahrzeugkörperstruktur
DE102015222601B4 (de) Frontfahrzeugkarosserieaufbau
DE102004028161B4 (de) Unterfahrschutz für Personenkraftfahrzeuge zur Anordnung unter Längsträgerniveau vor einem Hilfsrahmen oder Achsträger als zusätzliche Crashebene
EP2547574B1 (de) Vorderwagen eines fahrzeugs
DE102016203209A1 (de) Zumindest teilweise elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug
EP2415654B1 (de) Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge
DE2536060A1 (de) Radaufhaengung fuer kraftfahrzeuge
WO2011003559A1 (de) Federbeinaufnahme, fahrzeugvorderbau mit dieser federbeinaufnahme und ein fahrzeug mit diesem fahrzeugvorderbau
DE102009042060A1 (de) Strukturbauteil für Hinterrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs
DE102010020304A1 (de) Hilfsträger
DE102009058127A1 (de) Radeinbaustrebe für eine Fahrzeugkarosserie
EP3386840A1 (de) Hinterachshilfsrahmen sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hinterachshilfsrahmen
EP2657111A2 (de) Fahrerhauslagerung
EP2714447A2 (de) Vorbaumodul für einen personenkraftwagen
DE102006014552B4 (de) Struktureinrichtung für eine Fahrzeugkarosserie, Fahrzeug und Verfahren zur Montage eines Fahrzeugs
DE10058113A1 (de) Hilfsrahmenmodul
WO2022100997A1 (de) Energiespeicher–bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren personenkraftwagen
DE102010055445A1 (de) Karosserievorderbau eines Kraftfahrzeugs
EP3689715B1 (de) Hilfsrahmen für ein fahrzeug, insbesondere ein elektrofahrzeug
DE19754427A1 (de) Achsanordnung für eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie
DE102019002655A1 (de) Achsanordnung für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit einer Achsanordnung
DE102022110542A1 (de) Fahrzeugfrontstruktur
DE102009039807A1 (de) Frontstruktur eines Kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20131114

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20161121

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20170315