DE102009010913A1

DE102009010913A1 - Baukastensystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102009010913A1
Application number: DE200910010913
Authority: DE
Inventors: Reza Shakory-Tabrizi; Pawel Adamski
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie mit zwei Seitenwandstrukturen, die jeweils eine B-Säule und einen Dachrahmen aufweisen, und mit zumindest zwei unterschiedlichen Dachmodulen, die jeweils an ihren seitlichen Längsrändern mit den Seitenwandstrukturen verbunden sind, wobei jeweils zwei Verstärkungselemente vorgesehen sind, über welche ein beliebiges Dachmodul im Bereich der B-Säulen an die Dachrahmen der beiden Seitenwandstrukturen anschließbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baukastensystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie.
Aufgrund unterschiedlichster Kundenwünsche bzgl. der Ausstattung oder Variante einer Kraftfahrzeugkarosserie, wird es für Hersteller von Kraftfahrzeugen zunehmend wichtiger, Baukastensysteme zu entwickeln, die während des Fertigungsprozesses möglichst lange eine möglichst breite Variantenbildung erlauben. Hierdurch soll ein möglichst flexibler Fertigungsprozess erreicht werden, in welchem auch relativ spät geäußerte Kundenwünsche noch berücksichtigt werden können.
Herkömmliche Kraftfahrzeugkarosserien bzw. Aufbauten für Kraftfahrzeuge sind bspw. aus der EP 0 096 846 B1 , aus der DE 10 2006 014 721 A1 , aus der DE 102 19 637 B4 sowie aus der DE 600 18 354 T2 bekannt. Weitere Karosseriestrukturen, insbesondere im Bereich eines Dachrahmens sind bspw. aus der DE 102 12 990 B4 sowie aus der DE 195 38 229 B4 und aus der DE 196 39 156 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Baukastensystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie anzugeben, welches möglichst lange eine möglichst breite Variantenbildung erlaubt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Baukastensystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen, welches aufgrund von jeweils zumindest zwei Verstärkungselementen die Anbindung unterschiedlichster Dachmodule, bspw. mit oder ohne Schiebedach, an zugehörige Seitenwandstrukturen der Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht. Die Seitenwandstrukturen weisen dabei jeweils eine B-Säule und einen Dachrahmen auf, an welchen die unterschiedlichen Dachmodule über die erfindungsgemäßen Verstärkungselemente anbindbar sind. Die Verstärkungselemente sind dabei so ausgebildet, dass sie einen Ends an die jeweils zugehörigen Seitenwandstrukturen angebunden, insbesondere angeschweißt oder angeklebt, werden können und anderen Ends kompatibel zu unterschiedlichen Dachmodulen sind und dadurch an unterschiedlichste Dachmodule angeschlossen werden können. Durch die erfindungsgemäßen Verstärkungselemente, welche im Bereich der B-Säulen die Dachmodule aussteifen und zugleich an die seitlichen Dachrahmen der beiden Seitenwandstrukturen anbinden, lässt sich somit ein Fertigungsprozess relativ lange offen, d. h. flexibel, halten, sodass auch zu einem vergleichsweise späten Fertigungszeitpunkt noch entschieden werden kann, ob bspw. ein Dachmodul mit oder ohne Dachöffnung, bspw. einem Schiebedach, eingebaut werden soll. Die Verstärkungselemente sind dabei dachmodulseitig vorzugsweise an Längsenden eines Querträgers des zugehörigen Dachmoduls angebunden und stellen somit eine rahmenartige, aussteifende Verbindung zwischen den Dachrahmen im Bereich der B-Säulen und dem Querträger des jeweiligen Dachmoduls dar. Mit den erfindungsgemäßen Verstärkungselementen, welche somit zugleich als Adapterelemente dienen, muss somit nicht bereits zu Beginn des Fertigungsprozesses der Kraftfahrzeugkarosserie festgelegt werden, welches Dachmodul eingebaut werden soll.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind die Verstärkungselemente als Blechformteile ausgebildet. Eine derartige Ausbildung als Blechformteile bietet einerseits den Vorteil, durch das Ein- bzw. Anformen von entsprechenden Falzen bzw. Konturen eine relativ hohe Steifigkeit zu erzielen und andererseits die Herstellung derartiger Verstärkungselemente relativ kostengünstig zu gestalten. Je nach Herstellungsverfahren ist es dabei sogar möglich, die Verstärkungselemente in einem einzigen Herstellungsschritt zu stanzen und gleichzeitig umzuformen, bspw. in einem Tiefziehverfahren.
Zweckmäßig sind die Verstärkungselemente flächig mit dem Querträger des zugehörigen Dachmoduls und/oder dem Dachrahmen der zugehörigen Seitenwandstruktur verbunden. Eine flächige Anlage ermöglicht eine optimierte Krafteinleitung in die Seitenwandstruktur bzw. in das Dachmodul und schafft dadurch einen nahezu ungehinderten Kraftfluss, welcher im Vergleich zu einer lediglich punktförmigen Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten, wie sie bspw. bei einem Punktschweißverfahren hergestellt wird, eine deutlich verbesserte Kraftübertragung. Eine flächige Verbindung zwischen dem Verstärkungselement einerseits und dem Dachmodul bzw. dem Dachrahmen andererseits kann bspw. über eine entsprechende Klebeverbindung erreicht werden. Derartige Klebeverbindungen bieten den großen Vorteil, während der Herstellung keinen Wärmeeintrag zu erzeugen, sodass durch eine derartige Klebeverbindung keine temperaturindizierten Eigenspannungen in das Verstärkungselement bzw. das Dachmodul oder den Dachrahmen eingetragen werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 ein erfindungsgemäßes Baukastensystem mit zwei unterschiedlichen Dachmodulen,
2 ein geschlossenes Dachmodul mit zwei Querträgern,
3 eine Ansicht auf einen Querträger mit erfindungsgemäßen seitlichen Verstärkungselementen,
4 ein schematischer Aufbau eines Dachmoduls mit einer Dachöffnung,
5 eine Ansicht auf eine Aussteifungsstruktur eines Dachmoduls gemäß 4,
6 eine Schnittdarstellung durch eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem geschlossenen Dachmodul im Bereich einer Anbindung an einen Dachrahmen einer Seitenwandstruktur,
7 eine Darstellung wie in 6, jedoch mit einem Dachmodul mit einer Dachöffnung, insbesondere mit einem Schiebedach.
Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Baukastensystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie 1 zwei Seitenwandstrukturen 2 und 2' auf, die jeweils eine B-Säule 3 und 3' sowie einen Dachrahmen 4 und 4' besitzen. Darüber hinaus umfasst das Baukastensystem zwei unterschiedliche Dachmodule 5, 5', wovon das Dachmodul 5 als geschlossenes Dachmodul, d. h. ohne Dachöffnung und das Dachmodul 5' als offenes Dachmodul ausgebildet ist. Eine Dachöffnung im Dachmodul 5' kann bspw. für ein nicht gezeichnetes Schiebedach benutzt werden. An ihren seitlichen Längsrändern ist das ausgewählte Dachmodul 5, 5' mit den zugehörigen Seitenwandstrukturen 2, 2' verbunden, wobei jeweils zwei Verstärkungselemente 6, 6' (vgl. auch die 2 bis 7) vorgesehen sind, über welche das jeweilige Dachmodul 5, 5' im Bereich der B-Säulen 3, 3' an die Dachrahmen 4, 4' der beiden Seitenwandstrukturen 2, 2' anschließbar ist.
Erfindungsgemäß ist in dem Baukastensystem lediglich eine einzige Art von Verstärkungselementen 6, 6' vorgesehen, sodass diese sowohl für den Anbau eines Dachmoduls 5, d. h. eines geschlossenen Dachmoduls, als auch für den Anbau eines geöffneten Dachmoduls 5', eingesetzt werden. Hierdurch lässt sich insbesondere die Teilevielfalt reduzieren und ein Fertigungsprozess der Kraftfahrzeugkarosserie 1 relativ lange flexibel handhaben.
Jedes Dachmodul 5, 5' besteht aus zumindest einem Querträger 7, 7', welcher bei einem Dachmodul 5' mit Dachöffnung Bestandteil eines die Dachöffnung umschließenden Dachrahmens ist. Betrachtet man die 2 bis 5, so kann man erkennen, dass an einem jeweiligen Längsende des Querträgers 7, 7', je ein Verstärkungselement 6, 6' angeschlossen bzw. angebunden ist, über welches der Querträger 7, 7' und damit das gesamte Dachmodul 5, 5' an den Dachrahmen 4, 4' der zugehörigen Seitenwandstruktur 2, 2' angebunden werden kann.
Die Verstärkungselemente 6, 6' sind vorzugsweise als Blechformteile ausgebildet und dadurch einerseits kostengünstig herstellbar und andererseits äußerst steif, wodurch sie Kräfte besonders gut übertragen können. Die Herstellung der Verstärkungselemente 6, 6' kann dabei vorzugsweise in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgen, in welchem das Verstärkungselement 6, 6' zunächst ausgestanzt und anschließend umgeformt, bspw. tiefgezogen, wird. Wichtig ist dabei, dass mit einem Paar Verstärkungselemente 6, 6' unterschiedlichste Dachmodule 5, 5' an die Kraftfahrzeugkarosserie 1 angebunden werden können. Die beiden dargestellten Dachmodule 5, 5' stellen dabei lediglich mögliche Ausführungsformen dar, sodass weitere, nicht gezeichnete, Dachmodule ebenfalls über ein stets gleiches Paar an Verstärkungselementen 6, 6' an die zugehörigen Seitenwandstrukturen 2, 2' der Kraftfahrzeugkarosserie 1 angebunden werden können.
Gemäß der 6 ist erkennbar, dass das Verstärkungselement 6 über zwei Kleberaupen 8 mit dem seitlichen Dachrahmen 4 verklebt ist. Eine Verbindung mit dem zugehörigen Dachmodul 5 kann bspw. mittels einer Schweißverbindung oder ebenfalls mittels einer Klebeverbindung bewirkt werden, wobei die Verstärkungselemente 6, 6' unabhängig von dem gewählten Dachmodul 5, 5' vorzugsweise stets flächig mit dem zugehörigen Querträger 7, 7' verbunden sind, um dadurch eine optimierte Krafteinleitung zu bewirken. Wie insbesondere den Schnittdarstellungen in 6 und 7 zu entnehmen ist, ist das jeweilige Dachmodul 5, 6' mehrschichtig aufgebaut, und zwar im Wesentlichen aus einer Dachaußenhaut 9, 9' und dem jeweiligen Querträger 7, 7', wobei das zugehörige Verstärkungselement 6, 6' vorzugsweise zwischen diesen beiden Komponenten, d. h. zwischen der Dachaußenhaut 9, 9' und dem zugehörigen Querträger 7, 7' angeordnet ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem zur Herstellung einer Kraftfahrzeugkarosserie 1 ist es somit möglich, den Produktionsprozess vergleichsweise lange flexibel zu halten und dadurch auch in einem sehr späten Produktionsstand noch individuell auf abweichende Kundenwünsche eingehen zu können. Durch die stets selben Verstärkungselemente 6, 6' können zudem die Teilevielfalt und damit die Lager- und Logistikkosten gesenkt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0096846 B1 [0003]
- DE 102006014721 A1 [0003]
- DE 10219637 B4 [0003]
- DE 60018354 T2 [0003]
- DE 10212990 B4 [0003]
- DE 19538229 B4 [0003]
- DE 19639156 A1 [0003]

Claims

Baukastensystem für eine Kraftfahrzeugkarosserie (1) mit zwei Seitenwandstrukturen (2, 2'), die jeweils eine B-Säule (3, 3') und einen Dachrahmen (4, 4') aufweisen, und mit zumindest zwei unterschiedlichen Dachmodulen (5, 5'), die jeweils an ihren seitlichen Längsrändern mit den Seitenwandstrukturen (2, 2') verbunden sind, wobei jeweils zwei Verstärkungselemente (6, 6') vorgesehen sind, über welche ein beliebiges Dachmodul (5, 5') im Bereich der B-Säulen (3, 3') an die Dachrahmen (4, 4') der beiden Seitenwandstrukturen (2, 2') anschließbar ist.
Baukastensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Dachmodul (5') mit einem Schiebedach und ein Dachmodul (5) ohne Schiebedach vorgesehen ist.
Baukastensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Dachmodul (5, 5') zumindest einen Querträger (7, 7') aufweist, dessen jeweiliges Längsende über ein zugehöriges Verstärkungselement (6, 6') an den Dachrahmen (4, 4') der zugehörigen Seitenwandstruktur (2, 2') angebunden ist.
Baukastensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (6, 6') mit dem zugehörigen Dachmodul (5, 5') verschweißt sind.
Baukastensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (6, 6') als Blechformteile ausgebildet sind.
Baukastensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (6, 6') mit den zugehörigen Seitenwandstrukturen (2, 2') verklebt sind.
Baukastensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (6, 6') flächig mit dem Querträger (7, 7') des zugehörigen Dachmoduls (5, 5') und/oder mit dem Dachrahmen (4, 4') der zugehörigen Seitenwandstruktur (2, 2') verbunden sind.
Baukastensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (6, 6') zwischen einer Dachaußenhaut (9, 9') und dem Querträger (7, 7') des jeweiligen Dachmoduls (5, 5') angeordnet sind.