DE102011112648A1

DE102011112648A1 - Komponententräger für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102011112648A1
Application number: DE102011112648A
Authority: DE
Inventors: Carsten Däweritz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Komponententräger (10) für einen Kraftwagen, mit einer Trägerkonstruktion, insbesondere einem Trägerrahmen (12), an welcher wenigstens eine Komponente (34, 36) des Kraftwagens befestigbar ist und welche eine Mehrzahl von Befestigungsteilen (24) aufweist, mittels welchen der Komponententräger (10) unterhalb eines Bodens (26) des Kraftwagenaufbaus (28) festlegbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Kraftwagen mit einem Kraftwagenaufbau (28), an welchem ein solcher Komponententräger (10) befestigt ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Baukastensystem für einen solchen Komponententräger (10) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftwagens mit einem solchen Komponententräger (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Komponententräger für einen Kraftwagen, einen Kraftwagen sowie ein Baukastensystem für einen solchen Komponententräger. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftwagens.
Kraftwagen, Insbesondere Personenkraftwagen, werden heutzutage in unterschiedlichen Bauvarianten mit verschiedenen Antriebskonzepten angeboten. So ist es zwischenzeitlich üblich, Fahrzeuge einer Fahrzeugbaureihe in einer Bauvariante mit einem Verbrennungsmotor auszustatten und in einer anderen Bauvariante beispielsweise mit einem Elektroantrieb oder einem Hybridantrieb. Diese unterschiedlichen Antriebskonzepte beziehungsweise Bauvarianten ergeben jedoch eine Variantenvielfalt, die die Herstellung des Kraftwagens erheblich verkompliziert und verteuert. So müssen beispielsweise für unterschiedliche Bauvarianten unterschiedliche Komponenten am Kraftwagen befestigt werden. Dies ist nicht nur baulich sehr aufwändig, sondern erfordert auch in der Montage eine sehr komplexe Planung beziehungsweise Umsetzung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Komponententräger, einen Kraftwagen, ein Baukastensystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen Kraftwagen unterschiedlicher Bauvarianten beziehungsweise Antriebskonzepte auf vereinfachte Weise hergestellt werden können. Außerdem soll die Sicherheit des Kraftwagens verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Komponententräger gemäß Patentanspruch 1, durch einen Kraftwagen gemäß Patentanspruch 3, durch ein Baukastensystem gemäß Patentanspruch 5 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftwagens gemäß Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Um die Montage eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, deutlich zu vereinfachen, ist es gemäß Patentanspruch 1 vorgesehen, wenigstens eine Komponente nicht unmittelbar am Kraftwagenaufbau, beispielsweise der Personenkraftwagenkarosserie, zu fixieren, sondern vielmehr eine Trägerkonstruktion, insbesondere einen Trägerrahmen, vorzusehen, an welchem die Komponente befestigt wird. Somit kann mittels des Komponententrägers auf einfache Weise eine Vormontage der jeweiligen Komponenten beispielsweise von unterschiedlichen Antrieben erfolgen, so dass bei der Endmontage lediglich der Komponententräger unterhalb des entsprechenden Bodens des zugehörigen Kraftwagenaufbaus festgelegt werden muss. Es ist erkennbar, dass sich hierdurch der Montageprozess des jeweiligen Kraftwagens erheblich vereinfachen lässt, und zwar insbesondere, wenn verschiedene Bauvarianten einer Fahrzeugbaureihe beispielsweise mit unterschiedlichen Antriebskonzepten hergestellt werden sollen.
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft gezeigt, wenn die Trägerkonstruktion des Komponententrägers so ausgebildet ist, dass beispielsweise eine Komponente in Form eines Energiespeichers, welche insbesondere eine Batterie und/oder ein Kraftstofftank sein kann, gegen eine übermäßige Beschädigung im Kollisionsfall geschützt ist. Somit umfasst die Trägerkonstruktion in vorteilhafter Weise eine Schutzeinrichtung und nimmt demzufolge eine Doppelfunktion ein, nämlich einerseits die Komponenten zu tragen und andererseits die Komponenten zu schützen.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Komponententräger genannten Vorteile gelten in ebensolcher Weise für den Kraftwagen gemäß Patentanspruch 3.
Um die Montage des Kraftwagens insgesamt weiter vereinfachen zu können, ist gemäß Patentanspruch 5 ein Baukastensystem für einen Komponententräger vorgesehen, welcher wenigstens eine Trägerkonstruktion umfasst, durch welche in Abhängigkeit einer jeweiligen Bauvariante des Kraftwagens jeweilige bauvariantenspezifische Komponenten rohbauseitig festgelegt werden können. Dabei hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvariante des Kraftwagens eine jeweilige Trägerkonstruktion unter einer Mehrzahl zur Verfügung stehender bauvariantenspezifischer Trägerkanstruktionen gewählt werden kann, welche nach der Auswahl mit den entsprechend für die jeweilige Bauvariante vorgesehenen Komponenten bestückt werden kann.
Insgesamt kann somit ein modulares System bestehend aus einer oder mehrerer Trägerkonstruktionen sowie zur jeweiligen Bauvariante gehörenden Komponenten geschaffen werden, so dass je nach Bauvariante des einzelnen Kraftwagens ein entsprechender Komponententräger geschaffen werden kann, welcher dann im Anschluss bei der Endmontage des Kraftwagens unterseitig festgelegt werden kann.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem beschriebenen Vorteile gelten dabei ebenso für das Verfahren zum Herstellen eines Kraftwagens gemäß Patentanspruch 7.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
1 eine Perspektivansicht auf einen Komponententräger für einen Personenkraftwagens gemäß einer ersten Ausführungsform, mit einer Trägerkonstruktion in Form eines Trägerrahmens, an welchem eine Mehrzahl von Komponenten einer antriebsspezifischen Bauvariante des Kraftwagens befestigt ist und welche eine Mehrzahl von Befestigungsstellen aufweist, mittels welcher der Komponententräger unterhalb eines Bodens des Kraftwagenaufbaus beziehungsweise der Kraftwagenkarosserie festlegbar ist;
2 eine Perspektivansicht analog zu 1 auf einen Komponententräger für einen Personenkraftwagen gemäß einer weiteren Ausführungsform, an welchem Komponenten einer antriebsspezifischen Bauvariante des Personenkraftwagens befestigt sind;
3 eine Draufsicht auf den Trägerrahmen des Komponententrägers gemäß den 1 und 2; und in den
4a, 4b eine Perspektivansicht von schräg unten sowie eine Unteransicht auf die Befestigungsanordnung des jeweiligen Trägerrahmens gemäß 3 unterhalb des Bodens der Personenkraftwagenkarosserie, wobei der Trägerrahmen der Übersichtlichkeit halber nicht mit jeweiligen Komponenten bestückt ist.
In den 1 und 2 ist jeweils in einer Perspektivansicht ein Komponententräger 10 für einen im Weiteren noch näher erkennbaren Personenkraftwagen dargestellt. Dieser Komponententräger umfasst eine in 3 in einer Draufsicht erkennbare Trägerkonstruktion in Form eines Trägerrahmens 12, der im vorliegenden Fall aus einer Mehrzahl von Profitteilen, beispielsweise Längsrohre 14 und Querrohre 16, 18, 20, 22, zusammengesetzt ist. An den Längsrohren 14 beziehungsweise an den Querrohren 16, 18, 20, 22 sind dabei mehrere Befestigungsteile 24 vorgesehen, welche vorliegend als angeschweißte Laschen, Konsolen oder dergleichen ausgebildet sind. Über diese Befestigungsteile 24 ist der Trägerrahmen 12 beziehungsweise der Komponententräger 10 insgesamt – wie aus den 4a und 4b erkennbar ist – unterhalb eines Bodens 26 eines Kraftwagenaufbaus – vorliegend in Form einer Personenkraftwagenkarosserie 28 – festlegbar. 4a zeigt hierbei in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht von schräg unten die Karosserie 28 im Bereich des Bodens 26, welcher vorliegend im Wesentlichen durch einen Hauptboden 30 und einen sich daran anschließenden Hinterwagenboden 32 gebildet wird. 4b zeigt die in 4a gezeigte Befestigungsanordnung des Trägerrahmens 12 an der Karosserie 28 in einer entsprechenden Unteransicht auf den Hauptboden 30 und den Hinterwagenboden 32 des insgesamt mit 26 bezeichneten Bodens.
Wie nun aus den 1 und 2 erkennbar ist, wird vorliegend in Abhängigkeit einer Bauvariante des Kraftwagens, welche insbesondere durch das jeweilige Antriebskonzept bestimmt ist, ein jeweiliger Komponententräger 10 aufgebaut. Dieser Komponententräger 10 umfasst folglich ebenfalls eine Mehrzahl von Komponenten, beispielsweise in Form von Energiespeichern wie Batterien 34 und/oder Kraftstofftanks 36, welche über entsprechende Befestigungsmittel an der jeweiligen Trägerkonstruktion in Form des Trägerrahmens 12 des Komponententrägers 10 festgelegt sind. Darüber hinaus können andere Komponenten wie Bauteile des Abgasstrangs, des Rohbaus, Kabel, Leitungen oder dergleichen an dem Trägerrahmen 12 fixiert sein. Insgesamt ist es vorliegend ein Ziel, möglichst viele bauvariantenspezifische Komponenten und Zubehörteile dem Komponententräger 10 zuzuordnen, so dass eine modulartige Vormontage des jeweiligen Komponententrägers 10 erfolgen kann. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise alle- oder zumindest ein Großteil – der antriebsspezifischen Komponenten 34, 36 oder dergleichen von der Endmontage des Kraftwagens gesondert vormontiert werden können.
Wie außerdem aus den 1 und 2 erkennbar ist, überragen die Längsrohre 14 zumindest im Wesentlichen die jeweiligen Komponenten 34, 36 nach außen hin. Durch diese Anordnung der Komponenten 34, 36 innerhalb des Trägerrahmens 12 ist sichergestellt, dass dieser als Schutzeinrichtung gegen eine übermäßige Beschädigung im Kollisionsfall – im vorliegenden Fall insbesondere einem Seitenaufprall – geschützt ist. Ebenso können natürlich auch die jeweiligen Querrohre 16 bis 22, insbesondere jedoch das hinterste Querrohr 22, gegenüber der korrespondierenden Komponente 34 beziehungsweise 36 nach hinten überragend angeordnet sein, so dass insbesondere bei einem entsprechend schweren Heckaufprall die jeweilige Komponente 34, 36 gegen eine übermäßige Beschädigung geschützt ist. Insgesamt ist der vorliegende Trägerrahmen 12 entsprechend so stabil gestaltet, dass er als Schutzeinrichtung der besonders schützenswerten Komponenten 34 beziehungsweise 36 wirkt.
Außerdem kann der Komponententräger 10, und insbesondere dessen Trägerkonstruktion beziehungsweise dessen Trägerrahmen 12 auch gezielt zur Aussteifung des jeweiligen Kraftwagenrohbaus beziehungsweise der jeweiligen Kraftwagenkarosserie herangezogen werden. Da somit der Komponententräger 10 beziehungsweise dessen Trägerrahmen 12 nach Art eines Integralträgers ausgebildet ist, können entsprechende Strukturteile beziehungsweise Rohbauteile der Personenkraftwagenkarosserie 28 entsprechend geringer dimensioniert werden. Aus den 3 bis 4b ist hierbei erkennbar, dass spezielle Strukturbereiche des Hauptbodens 30 oder des Hinterwagenbodens 32 durch den Trägerrahmen 12 zu verstärken sind.
Der Trägerrahmen 12 selbst kann beispielsweise bauvariantenspezifisch ausgebildet sein, das heißt, es kann ein Baukastensystem existieren, welches beispielsweise eine Mehrzahl von unterschiedlichen Trägerrahmen 12 umfasst. Je nachdem, welche Bauvariante des Kraftwagens dann entsprechend ausgestattet werden soll, kann der entsprechende Trägerrahmen 12 ausgebildet werden. In Abhängigkeit der jeweiligen Bauvariante des Kraftwagens, also beispielsweise in Abhängigkeit des jeweiligen Antriebskonzeptes des Kraftwagens, kann dann der entsprechend ausgewählte Trägerrahmen 12 mit den jeweiligen bauvariantenspezifischen Komponenten 34, 36 ausgestattet werden. Gegebenenfalls wäre es dabei auch denkbar, einen einheitlichen, bauvariantenunabhängigen Trägerrahmen 12 zu verwenden, welcher mit unterschiedlichen Komponenten 34, 36 in Abhängigkeit der jeweiligen Bauvariante des Kraftwagens unterschiedlich ausgestattet werden kann.
Wie insbesondere aus der 4b erkennbar ist, weist die Karosserie 28 vorzugsweise jeweilige einheitliche Befestigungselemente 38 auf, an welchen die jeweils korrespondierenden Befestigungsteile 24 des entsprechenden Komponententrägers 10 festgelegt werden können. Somit ist es eine weitere Besonderheit des vorliegenden Baukastensystems, dass beim Einsatz unterschiedlicher Trägerrahmen 12 stets dieselbe Befestigung des Komponententrägers 10 unterhalb des Bodens 26 des entsprechenden Kraftwagens vorgenommen werden kann.
Im Zusammenhang mit dem beschriebenen Komponententräger 10 hat sich dabei ein Verfahren zum Herstellen eines jeweiligen Personenkraftwagens als vorteilhaft gezeigt, bei welchem zunächst die entsprechend ausgewählte Trägerkonstruktion in Form des Trägerrahmens 12 in einer Vormontage mit den entsprechenden bauvariantenspezifischen Komponenten 34, 36 ausgestattet wird. Dabei kann ein einheitlicher Trägerrahmen 12 oder aber ebenfalls eine jeweilige bauvariantenspezifische Konstruktion des Trägerrahmens 12 vorgesehen sein. Nach dieser Vormontage kann dann eine so genannte Hochzeit des jeweiligen Komponententrägers 10 mit der Karosserie 28 beispielsweise im Rahmen der Endmontage des Kraftwagens erfolgen, wobei hierzu die jeweiligen Befestigungsteile 24 des Trägerrahmens 12 an den korrespondierenden Befestigungselementen 38 der Karosserie 28 – beispielsweise über jeweilige Schraubverbindungen – festgelegt werden.

Claims

Komponententräger (10) für einen Kraftwagen, mit einer Trägerkonstruktion, insbesondere einem Trägerrahmen (12), an welcher wenigstens eine Komponente (34, 36) des Kraftwagens befestigbar ist und welche eine Mehrzahl von Befestigungsteilen (24) aufweist, mittels welchen der Komponententräger (10) unterhalb eines Bodens (26) des Kraftwagenaufbaus (28) festlegbar ist.
Komponententräger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens eine Komponente ein Energiespeicher, insbesondere eine Batterie (34) und/oder ein Kraftstofftank (36), vorgesehen ist, welche durch eine Schutzeinrichtung der Trägerkonstruktion (12) gegen eine übermäßige Beschädigung im Kollisionsfall geschützt ist.
Kraftwagen mit einem Kraftwagenaufbau, insbesondere einer Personenkraftwagenkarosserie (28), mit einer Mehrzahl von Befestigungselementen (24), über welche eine Trägerkonstruktion, insbesondere ein Trägerrahmen (12) eines Komponententrägers (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 unterhalb eines Bodens (26) des Kraftwagenaufbaus, insbesondere der Personenkraftwagenkarosserie (28), an diesem befestigt ist.
Kraftwagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerkonstruktion (12) des Komponententrägers (10) zur Aussteifung des Kraftwagenaufbaus, insbesondere der Personenkraftwagenkarosserie, ausgebildet ist.
Baukastensystem für einen Komponententräger (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit wenigstens einer Trägerkonstruktion, insbesondere einem Trägerrahmen (12), an welcher in Abhängigkeit einer Bauvariante des Kraftwagens jeweilige bauvariantenspezifischen Komponenten (34, 36) des Kraftwagens befestigbar sind.
Baukastensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer Bauvariante des Kraftwagens eine Mehrzahl von bauvariantenspezifischen Trägerkonstruktionen, insbesondere von Trägerrahmen (12), vorgesehen sind, deren Mehrzahl von Befestigungsteile (24) an einheitlichen Befestigungselementen (38) des Kraftwagenaufbaus, insbesondere der Personenkraftwagenkarosserie (28), festlegbar sind.
Verfahren zum Herstellen eines Kraftwagens, bei welchem an einer Trägerkonstruktion, insbesondere einem Trägerrahmen (12), eines Komponententrägers (10) wenigstens eine Komponente (34, 36) des Kraftwagens befestigt wird, wonach die Trägerkonstruktion (12) des Komponententrägers (10) mittels einer Mehrzahl von Befestigungsteilen (24) an jeweils korrespondierenden Befestigungselementen (38) unterhalb eines Bodens (26) eines Kraftwagenaufbaus, insbesondere einer Personenkraftwagenkarosserie (28), festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer Bauvariante des Kraftwagens jeweilige bauvariantenspezifischen Komponenten (34, 36) des Kraftwagens an der Trägerkonstruktion, insbesondere dem Trägerrahmen (12), des Komponententrägers (10) befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer Bauvariante des Kraftwagens eine bauvariantenspezifische Trägerkonstruktionen, insbesondere ein Trägerrahmen (12), eingesetzt wird.