DE3702619A1 - Personenkraftwagen und verfahren zur herstellung eines solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Personenkraftwagen, mit einem die Karosserie in einem Klebekanal aufnehmenden Unter­ bau, der durch Unterbau-Längsträger versteift ist, einem Vor­ derrahmen und einer den Fahrgastraum der Karosserie von dem Bereich des Vorderrahmens abteilenden Stirnwand.

Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Per­ sonenkraftwagen, besteht zunehmend die Tendenz, einzelne Teile nicht mehr separat zu montieren, sondern mehrere Teile zu vor­ montierten Baugruppen zusammenzufassen und diese größeren Bau­ einheiten dann im Fahrzeug einzubauen. Hierdurch können Quali­ tätsverbesserungen und Erleichterungen der Arbeitsbedingungen und Montageoperationen erreicht werden.

Ein Personenkraftwagen der eingangs bezeichneten Art ist durch die DE-OS 34 29 839 bekannt geworden. Hierbei ist der Vorderrahmen in den vormontierten Unterbau mit einbezogen. Dies erfordert für die Karosserie eine Querverbindung als Spannstrebe während der Montage und eine entsprechend lange Klebeverbindung zwischen Vorderrahmen und Karosserie.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einmal für eine ausreichende Stabilität der Karosserie als Transporteinheit während der Montage zu sorgen, ohne daß es hierfür spezieller Spannstreben bedarf, und zum anderen die Länge des zur Verbin­ dung von Karosserie und Unterbau dienenden Klebekanals zu verkürzen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Personenkraft­ wagen der eingangs bezeichneten Gattung dadurch gelöst, daß der Vorderrahmen zusammen mit der Karosserie ein gemeinsa­ mes Bauteil bildet, vorzugsweise mit der Karosserie verschweißt ist, und daß zur Aufnahme des gesamten Antriebsaggregats ein mit dem Unterbau verbindbarer, als Querträger ausgebildeter Unterrahmen vorgesehen ist.

Der Unterbau hat also erfindungsgemäß keinen Vorderrahmen. Statt dessen ist der Vorderrahmen mit der Karosserie verbunden, vorzugsweise verschweißt. Durch die Querträger des Vorderrah­ mens wird hierbei in einfacher Weise erreicht, daß die Karos­ serie eine in sich stabile Transporteinheit bildet. Da der Vorderrahmen mit der Karosserie ohnehin fest verbunden ist (vorzugsweise durch Verschweißung), erübrigt sich vorteilhaf­ terweise eine zusätzliche Klebeverbindung zwischen Vorderrah­ men und Karosserie. Der Klebekanal bleibt dadurch ausschließ­ lich auf den Bereich des Unterbodens (ohne Vorderrahmen) beschränkt, wodurch die gesamte Klebenaht zwischen Karosserie und Unterbau gegenüber dem Stand der Technik nach DE-OS 34 29 839 erheblich verkürzt wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der separaten Montage des Antriebsaggregates auf dem Unterrahmen. Gegebenen­ falls kann hierbei - im Falle einer möglichen automatischen Montage des Antriebsaggregates - der Unterrahmen als Querträ­ ger für einen Hilfsrahmen fungieren.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Personenkraftwagens der in Rede stehenden Art durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

• 1. Verschweißen der Karosserie mit dem Vorderrahmen.
• 2. Vormontage des gesamten Antriebsaggregates auf dem Unterrahmen.
• 3. Verbindung von Karosserie und Unterbau durch Einsetzen der Karosserie in den Klebekanal des Unterbaus.
• 4. Verschrauben des mit dem gesamten Antriebsaggregat eine vormontierte Baueinheit bildenden Unterrahmens mit den Längsträgern des Unterbaus und mit dem Vorder­ rahmen.
• 5. Einkleben der Stirnwand - gegebenenfalls einschließ­ lich Cockpit-Modul - in den noch offenen vorderen Teil des am Unterboden umlaufend ausgebildeten Klebe­ kanals und dadurch Schließung des gesamten Klebekanals am Unterboden.

Alternativ kann das Herstellungsverfahren auch wie folgt ablaufen:

• 1. Verschweißen der Karosserie mit dem Vorderrahmen.
• 2. Vormontage des gesamten Antriebsaggregats auf dem Unterrahmen.
• 3. Verschrauben des mit dem gesamten Antriebsaggregat eine vormontierte Baueinheit bildenden Unterrahmens mit den Längsträgern des Unterbaus.
• 4. Verbindung von Karosserie und Unterbau, einschließlich des am Unterbau befestigten Unterrahmens mit Antriebs­ aggregat, durch Einsetzen der Karosserie in den Klebe­ kanal des Unterbaus.
• 5. Verschrauben des Unterrahmens einschließlich Antriebs­ aggregat mit dem Vorderrahmen.
• 6. Einkleben der Stirnwand - gegebenenfalls einschließlich Cockpit-Modul - in den noch offenen vorderen Teil des am Unterbau umlaufend ausgebildeten Klebekanals und dadurch Schließung des gesamten Klebekanals am Unterbau.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung veranschaulicht und nachstehend beschrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 in Seitenansicht (schematisch) die wesentlichen tragenden Teile eines Personenkraftwagens der in Rede stehenden Art, in montiertem Zustand,

Fig. 2 einen PKW-Oberbau, in perspektivischer Darstellung, und

Fig. 3 ebenfalls perspektivisch - einen zu dem Oberbau nach Fig. 2 passenden PKW-Unterbau, an dessen Vorderseite eine aus einem Unterrahmen mit komplett montiertem Antriebsaggregat bestehende Baugruppe befestigt ist.

Es bezeichnet 10 einen sich im wesentlichen über die Länge und Breite des Fahrgastraumes 11 erstreckenden Unterbau, der zum Beispiel als Basis für eine vormontierte Unterbaugruppe des in Rede stehenden Personenkraftwagens fungieren kann. In Fig. 3 ist eine solche Unterbaugruppe angedeutet, die im wesentlichen aus dem Unterbau 10 mit montierten Sitzen 12 bis 14, Bodenbelag 15 und Hinterachskonstruktion 16 besteht. Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist der Unterbau 10 durch Unterbau- Längsträger 17 versteift. Der Oberbau ist insgesamt mit 18 bezeichnet. Er besteht aus der Karosserie 19 und einem Vorderrahmen 20, der mit der Vorderseite der Karosserie 19 verschweißt ist. Fig. 2 macht deutlich, daß der Vorderrahmen 20 Radkästen 21, 22 für die Vorderräder und topfförmige Vertiefungen 23, 24 für den oberen Abschluß von (aus Fig. 3 ersichtlichen) Feder- und Dämpfermitteln 25 bzw. 26 für die Vorderachskonstruktion 27 umfaßt.

Bei einem weiteren wesentlichen tragenden Teil der aus Fig. 1 in schematisch vereinfachter Form ersichtlichen PKW-Konstruk­ tion handelt es sich um einen querträgerartig konzipierten und mit 28 bezifferten Unterrahmen. Dieser ist bei 29 mit den Längsträgern 17 des Unterbaus 10 und bei 30 mit dem Vorderwagen 20 verschraubt. Der Unterrahmen 28 schließt hierbei ein an der Unterseite des Vorderrahmens 20 ausgebilde­ tes sogenanntes Lenkungsfenster 31 nach unten hin ab.

Die Hauptfunktion des Unterrahmens 28 ist aus Fig. 3 ersicht­ lich. Sie besteht darin, als tragende und Montagebasis für das gesamte Antriebsaggregat 32 zu dienen. Hierzu wird das gesamte Antriebsaggregat 32 auf dem Unterrahmen 28 komplet­ tiert und dann als Funktionseinheit mit dem Unterbau 10 bei 29 verschraubt. Anschließend können alle Leitungen und Funktionsübertragungselemente mit dem Unterbau bzw. seinen Aggregaten verbunden werden.

Danach wird die Karosserie 19 durch einen am Rande des Unter­ baus 10 ausgebildeten umlaufenden Klebekanal 33 mit dem Unterbau 10 verbunden. Hierzu kann die aus Unterbau 10 mit montierten Einbauten 12 bis 16 und Unterrahmen 28 mit Antriebs­ aggregat 32 bestehende Baugruppe - wie in Fig. 2 und 3 angedeu­ tet - vertikal von unten nach oben (Pfeilrichtung 34) in den aus Karosserie 19 und Vorderrahmen 20 bestehenden Oberbau 18 eingefahren werden, bis ein am unteren Rand der Karosserie 19 ausgebildeter vertikaler Verbindungsflansch 35 in den Klebekanal 33 des Unterbaus 10 eingreift. Anschließend kann - bei 30 - die Verschraubung des Unterrahmens 28 (ein­ schließlich darauf angeordnetem Antriebsaggregat 32) mit dem Vorderrahmen 20 erfolgen.

Alternativ kann aber der Zusammenbau auch so vorgenommen werden, daß zunächst nur der Unterbau 10 mit Einbauten 12 bis 16, aber noch losgelöst vom Unterrahmen 28, mit der Karosserie 19 verklebt und anschließend die aus Unterrahmen 28 und Antriebsaggregat 32 bestehende Funktionseinheit separat mit Unterboden 10 und Vorderrahmen 20 (bei 29 bzw. 30) verschraubt wird.

In jedem Fall wird aber erst durch den Verbund Karosserie 19 - Unterbau 10 mit dem verschraubten Unterrahmen 28 der Vorderrahmen 20 mit den Unterbau-Längsträgern 17 kraftschlüssig verbunden. Ein wesentlicher Vorteil dieser insbesondere aus Fig. 1 ersichtlichen konstruktiven Lösung liegt im übrigen darin, daß bei einem Fahrzeug-Crash die Schubkräfte nicht allein von der Verschraubung 29, 30, sondern hauptsächlich durch die Abstützung des Unterrahmens 28 an der mit 36 beziffer­ ten vorderen Stirnfläche der Unterbau-Längsträger 17 aufgenom­ men werden.

Den Abschluß des im Vorstehenden geschilderten Montagevorgangs bildet der Einbau der aus Fig. 1 ersichtlichen und dort mit 37 bezeichneten Stirnwand, gegebenenfalls einschließlich mit der Stirnwand zu einem sogenannten Cockpit-Modul zusammen­ gefaßter Bedienungs- und Anzeigeelemente (in Fig. 1 ist hiervon beispielsweise die Armaturentafel schematisch angedeu­ tet und mit 38 beziffert).

Fig. 1 macht deutlich, daß hierzu die Stirnwand 37 mit ihrem unteren Rand in einen vorderen, quer zur Fahrzeuglängsachse gerichteten Abschnitt 39 des am Unterbau 10 umlaufend ausgebil­ deten Klebekanals 33 eingreift und auf diese Weise mit dem Unterbau 10 durch Kleben verbunden wird. Der umlaufende Klebekanal 33 ist damit allseitig geschlossen.

Claims (7)

1. Personenkraftwagen, mit einem die Karosserie in einem Klebekanal aufnehmenden Unterbau, der durch Unterbau- Längsträger versteift ist, einem Vorderrahmen und einer den Fahrgastraum der Karosserie von dem Bereich des Vor­ derrahmens abteilenden Stirnwand, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderrahmen (20) zusam­ men mit der Karosserie (19) ein gemeinsames Bauteil (18) bildet, vorzugsweise mit der Karosserie (19) verschweißt ist, und daß zur Aufnahme des gesamten Antriebsaggregats (32) ein mit dem Unterbau (10) verbindbarer, als Quer­ träger ausgebildeter Unterrahmen (28) vorgesehen ist.

2. Personenkraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Antriebsaggregat (32) tragende Unterrahmen (28) einerseits (bei 29) mit den vorderen Enden der Unterbau-Längsträger (17), anderer­ seits (bei 30) mit dem Vorderrahmen (20) verschraubt ist (Fig. 1).

3. Personenkraftwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Vorder­ rahmens (20) im Bereich der Stirnwand (37) ein Lenkungs­ fenster (31) ausgebildet ist und daß das Lenkungsfenster durch die Montage des Unterrahmens (28) verschlossen wird.

4. Personenkraftwagen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Rand des Unterbaus (10) ein quer zur Fahrzeuglängsachse gerichteter Abschnitt (39) eines am Unterbau (10) umlaufend ausgebildeten Klebe­ kanals (33) ausgebildet ist, der zur Aufnahme der Stirn­ wand (37) und - gegebenenfalls - zur Fixierung von mit der Stirnwand (37) zu einem sogenannten Cockpit-Modul zusammengefaßten Bedienungsaggregaten und Anzeigeelemen­ ten (z. B. 38) dient (Fig. 1).

5. Personenkraftwagen nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterrahmen (28) zusammen mit dem von ihm getragenen kompletten Antriebsaggregat (32) eine vormontierte Baueinheit bildet.

6. Verfahren zur Herstellung eines Personenkraftwagens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• 1. Verschweißen der Karosserie (19) mit dem Vorder­ rahmen (20).
• 2. Vormontage des gesamten Antriebsaggregats (32) auf dem Unterrahmen (28).
• 3. Verbindung von Karosserie (19) und Unterbau (10) durch Einsetzen der Karosserie (19) in den Klebe­ kanal (33) des Unterbaus (10).
• 4. Verschrauben des mit dem gesamten Antriebsaggregat (32) eine vormontierte Baueinheit bildenden Unter­ rahmens (28) mit den Längsträgern (17) des Unter­ baus (10) und mit dem Vorderrahmen (20).
• 5. Einkleben der Stirnwand (37) - ggf. einschließlich Cockpit-Modul - in den noch offenen vorderen Teil (39) des am Unterbau (10) umlaufend ausgebildeten Klebekanals (33) und dadurch Schließung des gesam­ ten Klebekanals (33) am Unterbau (10).

einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• 1. Verschweißen der Karosserie (19) mit dem Vorder­ rahmen (20).
• 2. Vormontage des gesamten Antriebsaggregats (32) auf dem Unterrahmen (28).
• 3. Verschrauben des mit dem gesamten Antriebsaggre­ gat (32) eine vormontierte Baueinheit bildenden Unterrahmens (28) mit den Längsträgern (17) des Unterbaus (10).
• 4. Verbindung von Karosserie (19) und Unterbau (10), einschließlich des am Unterbau (10) befestigten Unterrahmens (28) mit Antriebsaggregat (32), durch Einsetzen der Karosserie (19) in den Klebekanal (33) des Unterbaus (10).
• 5. Verschrauben des Unterrahmens (28) einschließlich Antriebsaggregat (32) mit dem Vorderrahmen (20).
• 6. Einkleben der Stirnwand (37) - gegebenenfalls ein­ schließlich Cockpit-Modul - in den noch offenen vorderen Teil (39) des am Unterbau (10) umlaufend ausgebildeten Klebekanals (33) und dadurch Schlie­ ßung des gesamten Klebekanals (33) am Unterbau (10).