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Die
Erfindung betrifft ein Strukturfrontend für ein Kraftfahrzeug gemäß der im
Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
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Derartige
Frontends sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und
dienen zur Sicherstellung der Stabilität und Verwindungssteifigkeit
der vorderen Kraftfahrzeugkarosserie, zur Aufnahme eines Schloss-/Fanghakenträgers für die Verriegelung einer
Motorraumabdeckung sowie als Befestigungsvorrichtung für diverse
Fahrzeugkomponenten, insbesondere Scheinwerfer und Kühlmodule.
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Insbesondere
um im Kollisionsfall eines Fußgängers mit
einem Kraftfahrzeug einen ausreichenden Fußgängerschutz sicherzustellen,
ist in der aktuellen Kraftzeugentwicklung die Entwicklungstendenz zu
erkennen, die Vorderpartie der Kraftfahrzeuge flacher und runder
zu gestalten. Die Konsequenz dieser Gestaltung ist, dass für die Frontends
weniger Bauraum zur Verfügung
steht. Neben dieser bauraumbedingten Beschränkung der Frontends und dem
damit verbundenen ebenfalls begrenzten Bauraum für die weiteren Fahrzeug komponenten,
und hier insbesondere der Kühlmodule,
ist zur Erzielung einer verbesserten Crashstabilität im Falle
eines Pfahlaufpralls eine massive Gestaltung des oberen Querträgers bzw.
eine Verstärkung
des oberen Querträgers
des Frontends erforderlich.
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Ein
gattungsgemäßes, sämtliche
Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 umfassendes Frontend
ist beispielsweise in dem Golf V der Fa. Volkswagen AG verbaut.
Dieses Frontend weist eine rahmenförmige Struktur auf und zeichnet
sich dadurch aus, dass der Schlossträger als ein separates Bauteil
aus Metall ausgebildet ist und in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet in der
Mitte des oberen Querträgers
angeordnet ist. Als nachteilig erweist sich dabei der Umstand, dass
der Schlossträger
je nach Anordnung des Schlosses und dessen Ver- und Entriegelungsvorrichtungen strukturell
geschwächt wird.
Kompensationsmaßnahmen
führen
zu erhöhtem
Bauraumbedarf und Mehrgewicht. Die massive Ausgestaltung des Schlossträgers erweist
sich insbesondere auch im Hinblick auf die Luftdurchlässigkeit,
d. h. die Möglichkeit
einer ausreichenden Durchströmung
des Frontends mit Fahrtluft, um eine ausreichende ”Befüllung” der dahinter
angeordneten Bauteile (z. B. Motorenrohluftansaugen) mit Luft zu ermöglichen,
als nachteilig.
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Aus
der
EP 1 251 038 B1 ist
ein Frontmodul zur Anbringung an den Längsträgern der Karosserie mit einem
als Aufprallträger
ausgebildeten Querträger
bekannt. Der Querträger
ist jeweils unter Zwischenfügung
einer Crashbox an jedem der Karosserie-Längsträger befestigbar, wobei die
Crashboxen einerseits mit dem Querträger fest verbunden und andererseits
mittels rückwärtiger Flanschplatten
mit den Stirnenden der Fahrzeug-Längsträger verschraubbar
sind, und ferner mit einem an den Crashboxen befestigten Montageträger, an
dem diejenigen Bauteile des Frontmoduls, die unter Einhaltung eines bestimmten
Fugenmaßes
zu den Karosserieteilen auszurichten sind, angeordnet sind. Das
Frontmodul zeichnet sich dadurch aus, dass der Montageträger an der
rückwärtigen Flanschplatte
jeder Crashbox lösbar
angeschraubt ist und dazu am Montageträger sowie an der Flanschplatte
jeder Crashbox in Fahrzeuglängsrichtung
liegende, gegeneinander verspannbare Flanschflächen mit Schraubendurchgangslöchern vorhanden
sind, wobei die Schraubendurchgangslöcher der zumindest einen der
gegeneinander verspannbaren Flanschflächen zumindest in Fahrzeuglängsrichtung
relativ zum Schraubendurchmesser erweiterte Löcher sind. Ein Hinweis auf eine
zweiteilige Ausbildung des Montageträgers sowie eine Anordnung eines
Schloss-/Fanghakenträgers
im Fahrzeugquerrichtung gesehen zwischen den beiden Montageabschnitten
ist
EP 1 251 038 B1 nicht
zu entnehmen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strukturfrontend für ein Kraftfahrzeug
gemäß der im
Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art unter Vermeidung der
genannten Nachteile derart weiter zu bilden, dass eine leichte Konstruktion,
eine geringe Bauform beanspruchende Gestaltung sowie eine ausreichende
Tragfähigkeit
des Frontends gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichneten Merkmale des Anspruches 1
in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die
Unteransprüche
bilden vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Ausgestaltung
des oberen Montageträgers
sowie die Ausgestaltung und die Anordnung des für die Verriegelung der Motorraumabdeckung
vorgesehenen Schloss-/Fanghakenträgers einen
erheblichen Einfluss auf das Gewicht, den Bauraum und die Tragfähigkeit
des Frontends hat.
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Nach
der Erfindung umfasst das Strukturfrontend für ein Kraftfahrzeug einen oberen
und einen unteren, jeweils in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten
Montageträger,
einen ersten und einen zweiten, jeweils zwischen den beiden Montageträger angeordneten,
in vertikale Richtung ausgerichteten und mit den beiden Montageträgern jeweils
fest verbundenen Seitenträger
sowie einen mit dem oberen Montageträger fest verbundenen Schloss-/Fanghakenträger. Erfindungsgemäß ist der
obere Montageträger
mehrteilig, einen ersten und einen zweiten Montageträgerabschnitt
aufweisend ausgebildet und der Schloss-/Fanghakenträger ist
in Fahrzeugquerrichtung betrachtet zwischen dem ersten und dem zweiten
Montageträgerabschnitt
angeordnet. Auf eine einfache Art und Weise ist nunmehr durch die
erfindungsgemäße mehrteilige
Ausgestaltung des oberen Montageträgers und die erfindungsgemäße mittige
Anordnung des Schloss-/Fanghakenträgers zwischen
dem ersten und dem zweiten Montageträgerabschnitts des oberen Montageträgers eine
leichte Konstruktion gewähreistet,
die zudem wenig Bauraum beansprucht. Weiterhin ist durch die erfindungsgemäße Anordnung
des Schloss-/Fanghakenträgers eine
ausreichende Durchströmung
des Frontends mit Fahrtluft sichergestellt.
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In
vorteilhafter Weise ist der obere Montageträger, d. h. der erste und zweite
Montageträgerabschnitt
als ein Strangpressprofil und der Schloss-/Fanghakenträger als
ein Gussteil mit einer crashaktiven Ausgestaltung ausgebildet. Durch
die unterschiedliche Materialwahl zwischen den Bauteilen Schloss-/Fanghakenträger einerseits
und erster und zweiter Montageträgerabschnitt
anderseits sowie der crashaktiven Ausgestaltung des Schloss-/Fangkaktenträgers, d.
h. eine Ausgestaltung des Schloss-/Fangkaktenträgers mit einer im Falle einer
Kollision energieabsorbierenden Struktur, ist nunmehr eine, eine
ausreichende Tragfähigkeit aufweisende
Konstruktion und eine gewichtsoptimierte Gestaltung des oberen Montageträgers gewährleistet.
Die Ausbildung des ersten und zweiten Montageträgerabschnitts als ein Strangpressprofil hat
den weiteren großen
Vorteil, dass hierdurch eine äußerst einfache
und kostengünstige
Herstellung des oberen Montageträgers
ermöglicht
ist.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung weist der obere Montageträger, d. h. der erste und zweite
Montageträgerabschnitt
des oberen Montageträgers,
Luftdurchlässe auf,
die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die während der
Fahrt durchströmende
Luft in Fahrzeugquerrichtung betrachtet seitlich nach außen geführt wird.
Das Vorsehen und die spezielle Anordnung der Luftdurchlässe in dem
oberen Montageträger
erweist sich als vorteilhaft, da hierdurch eine gezielte ”Befüllung” bzw. Anströmung der
Luftfilter oder dergleichen gewährleistet
ist.
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Vorzugsweise
ist die feste Verbindung zwischen dem Schloss-/Fanghakenträger und
dem jeweiligen ersten oder zweiten Montageträgerabschnitt als eine stoffschlüssige Verbindung,
insbesondere durch Schweißen
oder Kleben, ausgebildet. Eine stoffschlüssige Verbindung erweist sich
als vorteilhaft, da hierdurch eine kostengünstige und eine eine ausreichende
Festigkeit aufweisende Verbindung zwischen den jeweiligen Montageträgerabschnitten und
dem Schloss-/Fanghakenträger
sichergestellt ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist der obere Montageträger aus einem Leichtmetall,
insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierung hergestellt. Denkbar
ist aber auch, dass der obere Montageträger aus einem Hybridwerkstoff
hergestellt ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der erste und zweite Montageträgerabschnitt
jeweils an seinen dem Schloss-/Fanghakenträger abgewandten Endbereich
einen Strukturknoten auf, über
den der erste und zweite Montageträgerabschnitt mit dem jeweils
zugeordneten ersten und zweiten Seitenträger fest verbunden ist. Das Vorsehen
dieser Strukturknoten erweist sich als vorteilhaft, da hierdurch
eine einfache Montage des Frontends gewährleistet ist. Die Verbindung
zwischen Strukturknoten und Montageträgerabschnitten einerseits und
den Seitenträgern
andererseits kann hierbei beispielsweise durch eine Schweiß- oder
Klebeverbindung realisiert sein.
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Der
Einfachheit halber sind die Strukturknoten vorzugsweise als Gussknoten
ausgebildet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist an der in Fahrtrichtung betrachtet hinteren Stirnfläche des
Schloss-/Fanghakenträgers
ein Schließblech
angeordnet, das mit dem Schloss-/Fanghakenträger lösbar verbunden ist. Das Schließblech hat
den Effekt, dass das Widerstandsmoment des Schloss-/Fanghakenträgers um
die Vertikalachse erhöht
wird, was eine entsprechend höhere
Tragfähigkeit
des oberen Montageträgers
in der Belastungsrichtung des Pfahlaufpralls bedingt.
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Vorzugsweise
weist das Schließblech
einen ersten und einen zweiten, jeweils in Fahrzeugquerrichtung
betrachtet, diagonal abknickenden Endbereich auf, über den
das Schließblech
mit einem Karosseriebauteil bzw. Chassis des Kraftfahrzeugs lösbar verbunden
ist. Durch die spezielle Ausgestaltung und Abstützung des Schließblechs
an einem weiterführenden
Karosseriebauteil, wie beispielsweise an den Pralltöpfen oder
Längsträgern des
Kraftfahrzeugs, ist eine zusätzliche
Aussteifung des oberen Montageträgers
sichergestellt.
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Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Die
Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden
die in der unten angeführten
Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordnete Bezugszeichen
verwendet.
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In
der Zeichnung bedeuten:
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1 Eine
Ansicht des Vorderaufbaus eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Strukturfrontend;
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2 eine
prinzipielle Darstellung des oberen Querträgers des Strukturfrontends
aus 1 in der Draufsicht;
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3 eine
Detailansicht des oberen Montageträgers des Strukturfrontends
aus 1 mit einem Schloss-/Fanghakenträger und
einem Schließblech im
nicht-montierten Zustand in einer Ansicht schräg von hinten;
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4 der
obere Montageträger
aus 3 mit dem Schloss-/Fanghakenträger sowie dem Schließblech in
einer Ansicht von unten;
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5 der
obere Montageträger
aus 3 und 4 mit dem Schloss-/Fanghakenträger sowie dem
Schließblech
im montierten Zustand;
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6 eine
Detailansicht des mit dem Schloss-/Fanghakenträger lösbar verbundenen Schließblechs
aus 4, und
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7 eine
weitere Ausführungsform
des Strukturfrontends mit einem Schließblech mit Diagonalverstrebung
in einer Ansicht schräg
von hinten.
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1 zeigt
in einer Ansicht schräg
von vorne den Vorderaufbau eines Kraftfahrzeugs mit einem insgesamt
mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Strukturfrontend.
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Das
Strukturfrontend 10 umfasst im wesentlichen einen in Fahrzeugquerrichtung
FQ ausgerichteten oberen Montageträger 12, einen parallel
dazu angeordneten ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten
unteren Montageträger 14 sowie
einen ersten Seitenträger 16 und
einen zweiten Seitenträger 18.
Die beiden Seitenträger 16, 18 sind
dabei jeweils rechtwinklig zu dem oberen Montageträger 12 und
dem unteren Montageträger 14 ausgerichtet,
so das eine rahmenförmige
Grundstruktur des Strukturfrontends 10 gegeben ist.
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Der
obere Montageträger 12 ist
als ein mehrteiliges Bauteil ausgebildet und weist einen ersten Montageträgerabschnitt 20,
einen zweiten Montageträgerabschnitt 22 sowie
einen Schloss-/Fanghakenträger 24 für die Ver riegelung
einer, hier aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht dargestellten, Motorraumabdeckung auf. Der Schloss-/Fanghakenträger 24 ist
in Fahrzeugquerrichtung FQ betrachtet mittig zwischen dem ersten
Montageträgerabschnitt 20 und dem
zweiten Montageträgerabschnitt 22 angeordnet und über eine
stoffschlüssige
Verbindung, hier in Form einer Schweißverbindung, mit den beiden
Montageträgerabschnitten 20, 22 fest
verbunden.
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An
den dem Schloss-/Fanghakenträger 24 abgewandten
Endbereich des ersten Montageträgerabschnitts 20 und
des zweiten Montageträgerabschnitts 22 ist
jeweils ein Strukturknoten 26 angeordnet. Die vorliegend
als Gussteile ausgebildete Strukturknoten 26 sind mit dem
jeweilig zugeordneten Montageträgerabschnitt 20, 22 fest
verbunden. Die Strukturknoten 26 stellen dabei das Verbindungsglied
zwischen oberen Montageträger
und den jeweiligen Seitenträgern 16, 18 dar.
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Der
Schloss-/Fanghakenträger 24 ist
als ein Gussteil aus Grauguss mit einer crashaktiven Ausgestaltung
ausgebildet, während
der obere Montageträger 12,
d. h., der erste und zweite Montageträgerabschnitt 20, 22 als
Strangpressprofile ausgebildet sind. Die Strangpressprofile, d.
h. der erste und zweite Montageträgerabschnitt 20, 22 sind
vorliegend aus einer Aluminumlegierung hergestellt und weisen integrierte
Luftdurchlässe 28 auf.
Crahsaktive Gestaltung des Schloss-/Fanghakenträgers 24 bedeutet in diesem
Zusammenhang, dass der Schloss-/Fanghakenträger 24 eine energieabsorbierende
Struktur aufweist.
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Wie
insbesondere aus 2 zu entnehmen ist, sind die
Luftdurchlässe 28 derart
ausgebildet und ausgerichtet, dass die den ersten und zweiten Montageträgerabschnitt 20, 22 während der
Fahrt durchströmende
Luft ausgehend von der Fahrzeugmitte jeweils nach außen also
in Fahrzeugquerrichtung FQ abgelenkt wird. Die Ablenkung nach außen ist
dabei so gewählt,
dass eine gezielte Belüftung
der Luftfilter des Kraftfahrzeugs sichergestellt ist.
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Wie 2 weiter
zu entnehmen ist, weist der Schloss-/Fanghakenträger 24 eine entsprechend ausgebildete
Verbindungsstelle 30 auf, über die die stoffschlüssige Verbindung
zwischen Schloss-/Fanghakenträger 24 und
dem entsprechenden ersten bzw. zweiten Montageträgerabschnitt 20, 22 hergestellt
ist. Zudem zeigt 2, das in Fahrtrichtung FR betrachtet
auf einer hinteren Stirnfläche 32 des Schloss-/Fanghakenträgers 24 ein
Schließblech 34 angeordnet
ist.
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Eine
Detailansicht des oberen Montageträgers 12 mit dem Schloss-/Fanghakenträger 24 ist
in 3 und 4 dargestellt. Während in 3 die
in den Schloss-/Fanghakenträger 24 zu
montierenden Bauteile Fanghaken mit Betätigung 36 und Schloss 38 sowie
das auf der hinteren Stirnfläche 34 zu
befestigende Schließblech 34 in
einer Explosionsdarstellung in einer Ansicht schräg von hinten
zeigen, ist in 4 eine entsprechende Darstellung
der oben genannten Bauteile in einer Ansicht von unten dargestellt.
Insbesondere aus 4 ist dabei die crashaktive
Gestaltung des Schloss-/Fanghakenträgers 24, d.
h. die energieabsorbierende Struktur des Schloss-/Fanghakenträgers 24 ersichtlich.
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5 zeigt
die Bauteile Fanghaken mit Betätigung 36 und
Schloss 38 im montierten Zustand.
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Wie
insbesondere aus 6 ersichtlich ist, ist dabei
das Schließblech 34 über mehrere
Schrauben 40 lösbar
mit dem Schloss-/Fanghakenträger 24 verbunden.
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Eine
weitere Ausführungsform
des Schließblechs 34 ist
in 7 dargestellt. Wie aus der Ansicht schräg von hinten
deutlich zu entnehmen ist, weist dabei das auf der hinteren Stirnfläche 32 des Schloss-/Fanghakenträgers befestigte
Schließblech 34 einen
ersten und einen zweiten, jeweils in Fahrzeugquerrichtung FQ betrachtet
diagonal nach unten abknickenden Endbereich 42, 44 auf.
Die beiden Endbereiche 42, 44 sind jeweils wiederum
an weiterführenden
Karosserieteilen, wie z. B. Pralltöpfen/Längsträgern, befestigt, so dass eine
weiterführende
Abstützung
des oberen Montageträgers 12 gewährleistet
ist. Zudem ist aus 6 die Anordnung eines linken
Lüfterrads 46 und
eines rechten Lüfterrads 48 im
Frontend 10 sowie ein Kühlerlager 50 ersichtlich.
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- 10
- Struktur-Frontend
- 12
- Oberer
Montageträger
- 14
- Unterer
Montageträger
- 16
- Erster
Seitenträger
- 18
- Zweiter
Seitenträger
- 20
- Erster
Montageträgerabschnitt
des oberen Montageträgers
- 22
- Zweiter
Montageträgerabschnitt
des oberen Montageträgers
- 24
- Schloss-/Fanghakenträger
- 26
- Strukturknoten
- 28
- Luftdurchlässe
- 30
- Verbindungsstelle
Schloss-/Fanghakenträger
- 32
- Stirnfläche
- 34
- Schließblech
- 36
- Fanghaken
mit Betätigung
- 38
- Schloss
- 40
- Schrauben
- 42
- erster
abcknickender Endbereich des Schließblechs
- 44
- zweiter
abcknickender Endbereich des Schließblechs
- 46
- linkes
Lüfterrad
- 48
- rechtes
Lüfterrad
- 50
- Kühlerlager
- V
- vertikale
Richtung
- FQ
- Fahrzeugquerrichtung
- FR
- Fahrtrichtung