DE19803385A1 - Selbsttragende Rohbaustruktur für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Rohbaustruktur für ein Kraftfahrzeug mit einem Vorbaubereich, der ein lösbar an Stirnabschnitten von Vorbaulängsträgern angeordnetes Frontend aufweist, das wenigstens einen Stoßfangerquerträger sowie eine Kühlerbrücke aufweist.

Eine solche selbsttragende Rohbaustruktur ist für Mercedes Benz- Personenkraftwagen allgemein bekannt. Der Vorbaubereich einer solchen Rohbaustruktur weist ein stabiles und kraftübertragendes Frontend auf, das mit einem Stoßfängerquerträger, einer Kühler­ brücke sowie Rahmenabschnitten für die Aufnahme von Leuchtein­ heiten versehen ist. Das Frontend wird mit Hilfe von energieab­ sorbierenden Deformationselementen an obere und untere Vorbau­ längsträger des Vorbaubereiches angebunden, wobei eine lösbare Anbindung durch eine Verschraubung erzielt wird. Toleranzabwei­ chungen konnten bei der Anbindung des Frontends während der Mon­ tage zu Schwierigkeiten führen. Demzufolge konnten nach erfolg­ ter Montage Spannungen im Vorbaubereich entstanden sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohbaustruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen weitgehend spannungsfreien Anschluß eines Frontends ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens zwei in einer gemeinsamen Horizontalebene zueinander beabstandete Stirnab­ schnitte der Vorbaulängsträger durch wenigstens eine biegesteife Querstrebe miteinander verbunden sind. Diese Querstrebe gewähr­ leistet eine maßgenaue Zuordnung der Stirnabschnitte der Vorbau­ längsträger, so daß keine unzulässigen Toleranzabweichungen für die Anbindung des Frontends auftreten. Das Frontend ist somit zumindest weitgehend spannungsfrei an den Stirnabschnitten der Vorbaulängsträger festlegbar. Es ergibt sich zudem eine Erhöhung der Torsionssteifigkeit des gesamten Vorbaubereiches während der Montage und auch der gesamten, fertiggestellten Karosserie, wo­ durch ein erhöhter Komfort im Fahrbetrieb erzielbar ist. Erfin­ dungsgemäß kann eine Querstrebe sowohl im Bereich von oberen Vorbaulängsträgern als auch im Bereich von unteren Vorbaulängs­ trägern vorgesehen sein. Es ist auch möglich, mehrere Querstre­ ben an den entsprechenden Stirnabschnitten von oberen und unte­ ren Vorbaulängsträgern vorzusehen. Die Festlegung der Querstrebe muß nicht notwendigerweise direkt an den frontseitigen Stirn­ enden der Stirnabschnitte der Vorbaulängsträger erfolgen. Eine Festlegung kann auch an in Fahrzeuglängsrichtung weiter hinten liegenden Bereichen der Stirnabschnitte vorgesehen sein. Die we­ nigstens eine Querstrebe bietet zudem Vorteile, falls an den Vorbaubereich von unten her ein Integralträger zur Halterung we­ nigstens eines Antriebsaggregates ansetzbar ist. Da ein solcher Integralträger an den unteren Vorbaulängsträgern festgelegt wird, ermöglicht die höhere Maßhaltigkeit des Abstandes zwischen den unteren Vorbaulängsträgern auch eine exakte Montage des In­ tegralträgers, wodurch auch der Integralträger spannungsfrei montiert werden kann. Die Betriebsfestigkeit der Anbindungspunk­ te des Integralträgers wird erhöht. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere für offene Kraftfahrzeuge wie Cabriolets geeig­ net.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Querstre­ be lösbar mit den Stirnabschnitten verbunden. Dies ist eine be­ sonders einfache Variante, bei der die Querstrebe problemlos austauschbar ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen Vorbaubereich einer Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Rohbaustruktur in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,

Fig. 2 einen Schnitt in einer vertikalen Fahrzeuglängsebene durch einen Stirnabschnitt eines Vorbaulängsträgers auf Höhe der Anbindung eines Frontends nach Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf einen Vorbaubereich nach Fig. 1, der mit alternativ vorzusehenden Querstreben ver­ sehen ist, und

Fig. 4 schematisch eine Frontansicht des mit der wenigstens ei­ nen Querstrebe versehenen Vorbaubereiches nach Fig. 3 oh­ ne Darstellung des Frontends.

Eine Rohbaustruktur für einen offenen Personenkraftwagen in Form eines Cabriolets weist gemäß Fig. 1 einen Vorbaubereich 1 auf. Die Rohbaustruktur ist in selbsttragender Bauweise gestaltet. Der Vorbaubereich 1 weist zwei untere Vorbaulängsträger 2 auf, die in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und zueinander parallel beabstandet sind. Außerdem weist der Vorbaubereich 1 zwei obere Vorbaulängsträger 3 auf, die über nicht näher bezeichnete Rad­ einbauten sowie Dämpferaufnahmen mit den unteren Vorbaulängsträ­ gern 2 verbunden sind. Sowohl die unteren Vorbaulängsträger 2 als auch die oberen Vorbaulängsträger 3 enden in Abstand hinter der eigentlichen Karosseriefront - in Fahrzeuglängsrichtung ge­ sehen -, da an vordere Stirnabschnitte 4, 5 der unteren und obe­ ren Vorbaulängsträger 2, 3 ein als stabiles und selbsttragendes Frontmodul gestaltetes Frontend 6 lösbar angefügt wird. Durch die getrennte Herstellung des Frontends 6 und die während der Montage der Rohbaustruktur erfolgende nachträgliche Festlegung des Frontends 6 ist es möglich, im Vorbaubereich in einfacher Weise Funktionseinheiten wie Antriebsaggregat, Vorderachse, Len­ kung und andere Einheiten in den offenen Vorbaubereich von vorne her einzusetzen.

Das Frontend 6 weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ei­ nen Stoßfängerquerträger 8, einen einen Teil einer Kühlerbrücke bildenden oberen Querträger 9 sowie obere Anschlußträger 10 zur lösbaren Anbindung an die Stirnabschnitte 5 der oberen Längsträ­ ger 3 und untere Anschlußteile 11 zur lösbaren Festlegung an den unteren Stirnabschnitten 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 auf. Die unteren Anschlußteile 11 des Frontends 6 sind in an sich be­ kannter Weise mit energieabsorbierenden Deformationsboxen ver­ sehen. Die lösbare Festlegung des Frontends 6 an den Stirnab­ schnitten 4 und 5 erfolgt durch Verschraubungen.

Zur Versteifung des Vorbaubereiches 1 ist beim Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 eine sich horizontal in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Querstrebe 12 in Form eines biegesteifen Metallroh­ res, insbesondere eines Stahlrohres, vorgesehen, die im Bereich der Stirnabschnitte 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 mit ihren gegenüberliegenden Stirnenden lösbar festgelegt wird. Die lös­ bare Festlegung erfolgt in vorteilhafter Weise durch eine Ver­ schraubung. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Querstrebe 12 unlösbar durch Verschweißen mit den Stirnabschnitten 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 ver­ bunden. Es sind auch andere lösbare oder unlösbare Befestigungs­ möglichkeiten vorgesehen. Die Anbindung der Querstrebe 12 er­ folgt vor der Montage des Frontends 6, so daß die Querstrebe 12 den noch offenen Vorbaubereich versteift. Durch die Querstrebe 12 wird ein maßhaltiger Abstand zwischen den unteren Vorbau­ längsträgern 2 erzielt, durch den eine spannungsfreie Anbindung des Frontends 6 wie auch eines Integralträgers 7 ermöglicht wird. Der Integralträger 7 dient zur Aufnahme eines Antriebsag­ gregates sowie zur Aufnahme der Vorderachse und wird von unten her über mehrere Befestigungspunkte an jeweils einer Trägerkon­ sole 13 der beiden unteren Vorbaulängsträger 2 angeschraubt.

Wie anhand der Fig. 2 gut erkennbar ist, ist es möglich, die Querstrebe 12 in unterschiedlichen Positionen 12a bis 12f im Be­ reich der Stirnabschnitte 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 festzulegen. Die jeweilige Position 12a bis 12f der Querstrebe 12 ergibt sich durch die jeweils gewünschten Festigkeitsanforde­ rungen im Bereich des Integralträgers oder im Bereich der Front­ endanbindung. Wie anhand der Fig. 2 weiter erkennbar ist, sind die Positionen 12a bis 12f so gewählt, daß eine schematisiert dargestellte Riemenscheibe 14 des im fertig montierten Zustand eingebauten Antriebsaggregates durch die Querstrebe 12 nicht be­ hindert wird.

Anstelle von lediglich einer einzelnen Querstrebe 12 ist es auch möglich, mehrere Querstreben an geeigneten Positionen zwischen den Stirnabschnitten 5 oder 4 der oberen oder unteren Vorbau­ längsträger 3, 2 vorzusehen. Auch bei der Darstellung nach Fig. 2 kann die jeweilige Position 12a bis 12f nicht nur durch je­ weils eine einzelne Querstrebe, sondern auch durch mehrere Quer­ streben eingenommen werden.

In den Fig. 3 und 4 weist der Vorbaubereich 1 nach Fig. 1 insge­ samt drei Querstreben 12g, 12h, 12j auf, die jedoch auch einzeln eingesetzt werden können. Eine untere Querstrebe 12g ist analog der Querstrebe 12, 12b nach den Fig. 1 und 2 an den Stirnab­ schnitten 4 der unteren Vorbaulängsträger 2 etwa auf halber Höhe der unteren Vorbaulängsträger 2 festgelegt. Die Querstrebe 12g ist rohrförmig gestaltet und weist flache Endflansche auf, die in einfacher Weise mit den vorderen Stirnenden der Stirnab­ schnitte 4 gegebenenfalls gemeinsam mit der Anschraubung des Frontends 6 verbunden werden können. Zwischen den Stirnabschnit­ ten 5 der oberen Vorbaulängsträger 3 erstrecken sich zwei in Ab­ stand hintereinander angeordnete Querstreben 12h, 12j, die je­ weils rohrförmig gestaltet sind und geringfügig unterschiedliche Längen aufweisen. Die Querstrebe 12h ist in einem vorderen End­ bereich der Stirnabschnitte 5 der oberen Vorbaulängsträger 3 an­ geordnet. Die Querstrebe 12j hingegen ist in einem hinteren End­ bereich der Stirnabschnitte 5 der Vorbaulängsträger 3 angeord­ net. Bei beiden Querstreben 12h und 12j erfolgt eine kraftüber­ tragende Anbindung an die Vorbaulängsträger 3 durch entsprechen­ de Verschraubungen.

Neben den bereits beschriebenen Vorteilen wird durch die in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4 dargestellten Querstre­ ben 12 bis 12j bei einem seitlich versetzten, frontalen Fahr­ zeugaufprall, der als Offset-Crash bezeichnet wird, auch die stoßabgewandte Seite aktiviert.

Claims (3)

1. Selbsttragende Rohbaustruktur für ein Kraftfahrzeug mit ei­ nem Vorbaubereich, der ein lösbar an Stirnabschnitten von Vor­ baulängsträgern angeordnetes Frontend aufweist, das wenigstens einen Stoßfängerquerträger sowie eine Kühlerbrücke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei in einer gemeinsamen Horizontalebene zuein­ ander beabstandete Stirnabschnitte (4, 5) der Vorbaulängsträger (2, 3) durch wenigstens eine biegesteife Querstrebe (12, 12a bis 12j) miteinander verbunden sind.

2. Rohbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Querstrebe (12, 12a bis 12j) lösbar mit den Stirnabschnitten (4, 5) verbunden ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer selbsttragenden Rohbau­ struktur nach Anspruch 1, wobei ein mit wenigstens einem Stoß­ fängerquerträger (8) sowie einer Kühlerbrücke (9) versehenes Frontend (6) an Stirnabschnitten (4, 5) von Vorbaulängsträgern (2, 3) festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal gegenüberliegenden Stirnabschnitte (4, 5) vor der Festlegung des Frontends (6) durch wenigstens eine biege­ steife Querstrebe (12, 12a bis 12j) miteinander verbunden wer­ den.