DE102020102547A1

DE102020102547A1 - Fahrzeugaufbau und Montageverfahren für einen Fahrzeugaufbau

Info

Publication number: DE102020102547A1
Application number: DE102020102547.5A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Gerbrand; Thomas Milde; Sönke Kühl; Sebastian Enderle
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-08-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugaufbau (1A) mit einer Karosserie (10) und einer Schutzstruktur (22A), welche mit der Karosserie (10) verbunden ist, sowie ein Montageverfahren für einen solchen Fahrzeugaufbau (1A). Erfindungsgemäß weist ein Montagemodul (20A) zumindest die Schutzstruktur (22A) mit einer eigensteifen und die Karosserie (10) verstärkenden Montageplatte (24A) auf, wobei mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente (30, 30A, 30B, 30D) als Teil des Montagemoduls (20A) mit der Montageplatte (24A) verbindbar ist, und die Steifigkeit der Montageplatte (24A) an die mindestens eine verbindbare antriebskonzeptabhängige Komponente (30, 30A, 30B, 30D) anpassbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugaufbau gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Montageverfahren für einen solchen Fahrzeugaufbau gemäß der Gattung des Patentanspruchs 10.
Fahrzeugaufbauten und Montageverfahren für Fahrzeugaufbauten sind in zahlreichen Variationen bekannt. Die Fahrzeugaufbauten umfassen eine Karosserie und eine Schutzstruktur, welche mit der Karosserie verbunden ist.
Aus der DE 20 2016 104 985 U1 ist ein gattungsgemäßer Fahrzeugaufbau bekannt, welcher einen Kraftstofftank und eine Batterie aufweist, welche einen Antriebstrang überspreizen und unter einem Sitzbereich angeordnet sind. Zudem umfasst der Fahrzeugaufbau ein erstes Außenskelett, welches ein erstes Paar Träger aufweist, die durch einen ersten Querträger aneinander befestigt sind. Des Weiteren umfasst der Fahrzeugaufbau ein zweites Außenskelett, das ein zweites Paar Träger aufweist, die durch einen zweiten Querträger aneinander befestigt sind, wobei das erste und das zweite Außenskelett den Kraftstofftank bzw. die Batterie umgeben und zur Aufnahme von Aufprallenergie konfiguriert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugaufbau mit einer Karosserie und einer Schutzstruktur sowie ein Montageverfahren für einen solchen Fahrzeugaufbau bereitzustellen, welche bei gleichbleibender Ausführung der Karosserie eine Anpassung der Schutzstruktur an ein Antriebskonzept des Fahrzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugaufbau mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein korrespondierendes Montageverfahren für einen Fahrzeugaufbau mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Um einen Fahrzeugaufbau mit einer Karosserie und einer Schutzstruktur bereitzustellen, welcher bei gleichbleibender Ausführung der Karosserie eine Anpassung der Schutzstruktur an ein Antriebskonzept des Fahrzeugs ermöglicht, weist ein Montagemodul zumindest die Schutzstruktur mit einer eigensteifen und die Karosserie verstärkenden Montageplatte auf, wobei mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente als Teil des Montagemoduls mit der Montageplatte verbindbar ist, und die Steifigkeit der Montageplatte an die mindestens eine verbindbare antriebskonzeptabhängige Komponente anpassbar ist.
Um ein Montageverfahren für einen solchen Fahrzeugaufbau bereitzustellen, welcher bei gleichbleibender Ausführung der Karosserie eine Anpassung der Schutzstruktur an ein Antriebskonzept des Fahrzeugs ermöglicht, wird ein Montagemodul während einer Vormontage aus zumindest der Schutzstruktur mit einer eigensteifen Montageplatte aufgebaut, wobei während der Vormontage mindestens eine einem Antriebskonzept des Fahrzeugs zugeordnete Komponente als Teil des Montagemoduls mit der Montageplatte verbindbar ist, und die Steifigkeit der Montageplatte an die mindestens eine verbindbare antriebskonzeptabhängige Komponente anpassbar ist.
Unter einem Montagemodul wird im Folgenden eine Baugruppe verstanden, welche während einer Vormontage zusammengesetzt und anschließend im zusammengesetzten Zustand mit der Karosserie verbunden werden kann. Hierbei kann beispielsweise eine Überkopfmontage von mehreren Bauteilen vermieden werden, da die einzelnen Bauteile in der Vormontage in einer für einen Monteur angenehmen Arbeitshöhe zusammengesetzt werden können. Anschließend kann das Montagemodul in einem Arbeitsschritt bei Bedarf über Kopf mit der Karosserie verbunden werden. Das Montagemodul umfasst die Schutzstruktur, welche zumindest die Montageplatte umfasst. Die Eigensteifigkeit der Montageplatte verstärkt in vorteilhafter Weise die Karosserie. In Abhängigkeit des Antriebskonzeptes können antriebskonzeptabhängige Komponenten mit der Montageplatte verbunden werden. Das Material oder eine Wandstärke der Montageplatte kann bespielweise an ein Gewicht der antriebskonzeptabhängigen Komponenten angepasst werden. Zudem kann die Montageplatte so gestaltet werden, dass diese geeignet sein kann, Kräfte oder Energien, welche in einer Unfallsituation wirken, von den mit ihr verbundenen antriebskonzeptabhängigen Komponenten wegzuleiten oder zu reduzieren. Die Schutzstruktur des Montagemoduls kann weitere Komponenten aufweisen, welche beispielsweise in der Unfallsituation die mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente oder einen Fahrzeuginnenraum schützt oder zu einer Stabilität der Karosserie beiträgt. Bei der Montage des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus können die mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente und/oder Elemente der Schutzstruktur in vorteilhafter Weise auf einer angenehmen Arbeitshöhe mit der Montageplatte verbunden werden. Zudem kann die Schutzstruktur in vorteilhafter Weise an das ausgewählte Antriebskonzept angepasst werden. Hierbei können empfindlichere bzw. weniger stabile Komponenten mit einen stärkeren Schutzstruktur geschützt werden oder von zusätzlichen Schutzelementen der Schutzstruktur zumindest teilweise umgeben werden. Des Weiteren können weniger empfindliche bzw. stabilere Komponenten mit einer schwächeren Schutzstruktur geschützt werden. Alternativ kann für weniger empfindliche bzw. stabilere Komponenten auf zusätzliche Schutzkomponenten verzichtet werden. Dadurch wird der erfindungsgemäße Fahrzeugaufbau nicht mehr für die weniger stabile oder empfindlichste Komponente ausgelegt, sondern individuell an die vorhandenen Komponenten angepasst. Dadurch können beim erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbau Bauteile und Gewicht eingespart werden, wenn stabilere weniger empfindliche antriebskonzeptabhängige Komponenten verbaut werden. Der erfindungsgemäße Fahrzeugaufbau kann in vorteilhafter Weise die empfindlicheren weniger stabilen antriebskonzeptabhängige Komponenten durch Anpassung der Schutzstruktur ausreichend schützen.
Unter der mindestens einen antriebskonzeptabhängigen Komponente kann im Folgenden eine Komponente verstanden werden, welche zum Antrieb des Fahrzeugs gebraucht wird. Hierbei können mehrere Komponenten zusammenwirken oder jeweils eine eigene Aufgabe erfüllen. Das Montagemodul kann eine solche Komponente aufweisen, es ist aber auch vorstellbar, dass das Montagemodul lediglich die Montageplatte und/oder andere Elemente der Schutzstruktur und keine antriebskonzeptabhängige Komponente aufweist.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus kann das Montagemodul mit mindestens einem vorgegebenen Befestigungsbereich einer Tragstruktur am Mittelboden der Karosserie verbunden werden, wobei der mindestens eine Befestigungsbereich von der Bestückung der Montageplatte mit antriebskonzeptabhängen Komponenten unabhängig ist. Die Tragstruktur kann einem Sitzquerträger und/oder einem Schweller entsprechen. In vorteilhafter Weise können Befestigungsbereiche und Befestigungsanordnungen an der Karosserie für das Montagemodul unabhängig vom Antriebskonzept sein. Dadurch kann das Montagemodul unabhängig von der antriebskonzeptabhängigen Bestückung der Montageplatte auf dieselbe Art und Weise mit der Karosserie verbunden werden. Dadurch können der logistische Aufwand und der Steuerungsaufwand bei der Montage in vorteilhafter Weise reduziert werden. Zudem kann die Montage erleichtert bzw. vereinfacht werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus kann die mindestens eine mit der Montageplatte verbundene antriebskonzeptabhängige Komponente lösbar mit der Montageplatte verbunden werden. Durch die lösbare Verbindung kann die mindestens eine mit der Montageplatte verbundene antriebskonzeptabhängige Komponente einfach bei Bedarf ausgetauscht oder entnommen werden. Durch eine Entnahme kann die antriebskonzeptabhängige Komponente einfacher gewartet oder repariert oder überprüft werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus kann die mindestens eine mit der Montageplatte verbundene, antriebskonzeptabhänge Komponente ein Tank und/oder eine Hochvoltbatterie und/oder eine Abgasanlage sein. Hierbei können verschiedene Komponenten verbaut werden. Das Tank kann beispielsweise ein Gastank oder ein Flüssigkeitstank sein, welcher Erdgas, Wasserstoff, Benzin, Diesel oder ein anderes geeignetes Antriebsmittel aufnehmen kann. Auf der Montageplatte können mehrere antriebskonzeptabhänge Komponenten angeordnet werden. Beispielsweise können eine Hochvoltbatterie, ein Tank und eine Abgasanlage für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb als Teil des Montagemoduls verbaut werden. Alternativ kann nur der Gastank oder nur die Hochvoltbatterie oder nur die Abgasanlage oder eine andere geeignete Kombination verbaut werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus kann die Schutzstruktur mindestens eine Energieabsorptionsstruktur aufweisen. Die mindestens eine Energieabsorptionsstruktur kann beispielsweise Energien oder Kräfte reduzieren bzw. verzehren, welche bei einem Seitenaufprall wirken. Dadurch können Kräfte oder Energien reduziert bzw. verzehrt werden, welche auf die mindestens eine mit der Montageplatte verbundene, antriebskonzeptabhänge Komponente wirken. Dadurch kann die mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente in der Unfallsituation vor Beschädigungen geschützt werden. Die Energieabsorptionsstruktur kann in vorteilhafter Weise an die mindestens eine verbaute antriebskonzeptabhängige Komponente angepasst werden. Beispielsweise können Material und/oder Wandstärken der Energieabsorptionsstruktur an die mindestens eine mit der Montageplatte verbundene antriebskonzeptabhängige Komponente angepasst werden. Für den Fall, dass keine antriebskonzeptabhängige Komponente Teil des Montagemoduls ist, kann auf die Energieabsorptionsstruktur verzichtet werden oder die Energieabsorptionsstruktur kann bei Bedarf an andere Anforderungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus angepasst werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus kann die mindestens eine Energieabsorptionsstruktur mindestens ein Strangpressprofil aufweisen, welches durch in der Unfallsituation wirkende Energien oder Kräfte verformt werden kann. Hierbei kann beispielsweise eine während des Seitenaufpralls wirkende Aufprallenergie in Verformungsenergie umgewandelt werden, so dass die mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente mit weniger Aufprallenergie beaufschlagt werden kann. Dadurch kann eine Wahrscheinlichkeit, dass die mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente in der Unfallsituation beschädigt wird, reduziert werden. Zudem können Strangpressprofile in vorteilhafter Weise einfach und kostengünstig mit unterschiedlichen Formen, Materialien und Wandstärken hergestellt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus kann die Schutzstruktur mindestens eine den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur aufweisen. Beispielweise kann die mindestens eine den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur einen Brandschutz ausbilden. Die Schutzstruktur kann in vorteilhafter Weise einen Insassenschutz für die Insassen im Fahrzeuginnenraum ausbilden und dadurch eine Wahrscheinlichkeit reduzieren, dass die Insassen in der Unfallsituation verletzt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Montageverfahrens kann das Montagemodul mit mindestens einem vorgegebenen Befestigungsbereich einer Tragstruktur am Mittelboden der Karosserie verbunden werden, wobei der mindestens eine Befestigungsbereich von der Bestückung der Montageplatte mit antriebskonzeptabhängen Komponenten unabhängig ist. Dadurch kann das Montagemodul unabhängig von der antriebskonzeptabhängigen Bestückung der Montageplatte auf dieselbe Art und Weise mit der Karosserie verbunden werden. Dadurch können der logistische Aufwand und der Steuerungsaufwand bei der Montage in vorteilhafter Weise reduziert werden. Zudem kann die Montage erleichtert und vereinfacht werden. Das Montagemodul kann lösbar oder unlösbar mit der Karosserie verbunden werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Montageverfahrens kann während der Vormontage des Montagemoduls mindestens ein Tank und/oder eine Hochvoltbatterie und/oder eine Abgasanlagemit mit der Montageplatte verbunden werden. Hierbei kann der mindestens eine Tank und/oder die Hochvoltbatterie und/oder die Abgasanlage in einer für einen Monteur angenehmen Arbeitshöhe mit der Montagplatte verbunden werden.
Die für den erfindungsgemäße Fahrzeugaufbau beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Montageverfahren.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus im Bereich des Fahrzeugbodens;
2 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus im Bereich des Fahrzeugbodens;
3 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus im Bereich des Fahrzeugbodens; und
4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Montagemoduls des Fahrzeugaufbaus aus 1.

Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst ein Fahrzeugaufbau 1A, 1B, 1C eine Karosserie 10 und eine Schutzstruktur 22A, 22B, 22C, welche mit der Karosserie 10 verbunden ist.
Erfindungsgemäß weist ein Montagemodul 20A, 20B, 20C zumindest die Schutzstruktur 22A, 22B, 22C mit einer eigensteifen und die Karosserie 10 verstärkenden Montageplatte 24A, 24B, 24C auf, wobei mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente 30, 30A, 30B, 30C, 30D als Teil des Montagemoduls 20A, 20B, 20C mit der Montageplatte 24A, 24B, 24C verbindbar ist, und die Steifigkeit der Montageplatte 24A, 24B, 24C an die mindestens eine verbindbare antriebskonzeptabhängige Komponente 30, 30A, 30B, 30C, 30D anpassbar ist.
Der dargestellte Ausschnitt der Karosserie 10 umfasst eine Tragstruktur 14 eines Mittelbodens 12 des Fahrzeugs mit zwei Schwellern, welche über einen Sitzquerträger miteinander verbunden sind. Die Tragstruktur 14 kann weitere nicht dargestellte Träger und Elemente aufweisen. Zudem kann die Karosserie 10 weitere nicht dargestellte Tragstrukturen 14, Träger und Elemente aufweisen. Hierbei ist die Karosserie 10 unabhängig vom Antriebskonzept für alle antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D gleich ausgelegt. Das Montagemodul 20A, 20B, 20C weist die Schutzstruktur 22A, 22B, 22C auf, welche für schwerere oder empfindlichere antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D ausgelegt wird. Zusätzliche oder kostenintensive oder stabilere Elemente 22.2, 22.4 oder Strukturen 26A, 26B, 26C, 28A, 28B, 28C der Schutzstruktur 22A, 22B, 22C werden nur dann verbaut, wenn diese auch aufgrund der verbauten antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D gebraucht werden. Dadurch können in den anderen Fällen Bauteile, Kosten und Gewicht eingespart werden.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist das Montagemodul 20A, 20B, 20C in den dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus 1A, 1B, 1C mit mindestens einem vorgegebenen Befestigungsbereich der dargestellten Tragstruktur 14 verbunden. Der mindestens eine Befestigungsbereich ist von der Bestückung der Montageplatte 24A, 24B, 24C mit antriebskonzeptabhängen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D unabhängig. In den dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus 1A, 1B, 1C, ist das Montagemodul 20A, 20B, 20C mit Sitzquerträgern verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann das Montagemodul 20A, 20B, 20C mit den Schwellern oder einer anderen geeigneten Tragstruktur 14 der Karosserie 10 verbunden werden. Das Montagemodul 20A, 20B, 20C ist mit dem Sitzquerträger verschraubt oder verklebt oder verschweißt oder vernietet. Es sind auch andere geeignete Verbindungen zwischen dem Montagemodul 20A, 20B, 20C und dem Sitzquerträger vorstellbar.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist die mindestens eine mit der Montageplatte 24A, 24B, 24C verbundene antriebskonzeptabhängige Komponente 30, 30A, 30B, 30C, 30D lösbar mit der Montageplatte 24A, 24B, 24C verbunden. Die lösbare Verbindung kann eine Schraubverbindung oder eine Rastverbindung oder eine andere geeignete Verbindung sein.
Die in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbaus 1A, 1B, 1C unterscheiden sich durch die Ausführung der Montagemodule 20A, 20B, 20C, welche in Abhängigkeit des gewählten Antriebskonzepts des korrespondierenden Fahrzeug zusammengesetzt werden.
Wie aus 1 und 4 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte erste Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20A eine Montageplatte 24A, einen Flüssigkeitstank 30A, eine Hochvoltbatterie 30B und eine Abgasanlage 30D. Das Antriebskonzept des korrespondierenden Fahrzeugs entspricht einem Hybridantrieb, wobei das Fahrzeug sowohl von einem Verbrennungsmotor als auch von einem Elektromotor angetrieben werden kann. Das Benzin oder der Diesel für den Verbrennungsmotor wird in dem Flüssigkeitstank 30A gespeichert. Der Strom für den Elektromotor wird durch die Hochvoltbatterie 30B zur Verfügung gestellt.
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20B eine Montageplatte 24B und eine Hochvoltbatterie 30B. Das Antriebskonzept des korrespondierenden Fahrzeugs entspricht einem Elektroantrieb, wobei das Fahrzeug von einem Elektromotor angetrieben wird.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte dritte Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20C eine Montageplatte 24C und einen Gastank 30C. Das Antriebskonzept des korrespondierenden Fahrzeugs entspricht einem Wasserstoffantrieb, wobei das Fahrzeug durch einen Elektromotor angetrieben wird, welcher von einer Brennstoffzelle mit Energie versorgt wird. Der Wasserstoff für die Brennstoffzelle wird in dem Gastank 30C gespeichert.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Fahrzeug auch mit Erdgas oder einem anderen geeigneten Brennstoff als Benzin oder Diesel oder Wasserstoff angetrieben werden.
In einem weiteren alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Bei diesem Antriebskonzept werden keine antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30 mit der Montageplatte 24A, 24B, 24C verbunden.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist die Schutzstruktur 22A, 22B, 22C der dargestellten Ausführungsbeispiele der Montagemodule 20A, 20B, 20C abhängig von den verbauten antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D. Beispielsweise ist die Hochvoltbatterie 30B im zweiten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20B größer als die Hochvoltbatterie 30B im ersten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20A. Zudem ist die Hochvoltbatterie 30B im zweiten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20B schwerer als die Hochvoltbatterie 30B, der Flüssigkeitstank 30A und die Abgasanlage 30D im ersten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20A. Um das zusätzliche Gewicht zu tragen, ist die Montageplatte 24B im zweiten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20B stärker oder dicker oder stabiler oder steifer ausgeführt als die Montageplatte 24A im ersten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20A. Zudem werden gesetzliche Vorgaben, welche für die verbauten antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D existieren, durch die korrespondierende Schutzstruktur 22A, 22B, 22C umgesetzt. Hierbei weist die Schutzstruktur 22A, 22B, 22C mindestens eine Energieabsorptionsstruktur 26A, 26B, 26C auf. In den dargestellten Ausführungsbeispielen der Schutzstrukturen 22A, 22B, 22C, nehmen die Energieabsorptionsstrukturen 26A, 26B, 26C zumindest während eines seitlichen Aufpralls wirkende Aufprallkräfte und Aufprallenergien auf und wandeln diese in Verformungsenergien um. Alternativ oder zusätzlich können während einer Unfallsituation wirkende Kräfte oder Energien durch die Schutzstruktur 22A, 22B, 22C von den antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D weg geleitet werden. Da Hochvoltbatterien 30B ein stabiles Gehäuse aufweisen, können diese mit einer größeren Kraft beaufschlagt werden als Flüssigkeitstanks 30A oder Gastanks 30C, ohne Schaden zu nehmen. Daher werden Energieabsorptionsstrukturen 26A, 26C im ersten Ausführungsbeispiel und im dritten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20A, 20C so ausgelegt, dass diese mehr Aufprallenergie umwandeln als die Energieabsorptionsstruktur 26B im zweiten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20B. Die dargestellten Schutzstrukturen 22A, 22B, 22C weisen zudem in den dargestellten Ausführungsbeispielen des Montagemoduls 20A, 20B, 20C mindestens eine den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur 28A, 28B, 28C auf. Die mindestens eine den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur 28A, 28B, 28C bildet hierbei unteranderem einen Brandschutz aus. Der Brandschutz erfüllt hierbei die Bestimmungen, welche für die verbauten Flüssigkeitstanks 30A, Gastanks 30C und Hochvoltbatterien 30B bekannt sind. Durch die den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur 28A, 28B, 28C können Insassen im Fahrzeuginnenraum in der Unfallsituation besser geschützt werden. Bei dem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Montagemoduls 20A, 20B, 20C, welches keine antriebskonzeptabhängigen Komponente 30, 30A, 30B, 30C, 30D aufnimmt, können die Energieabsorptionsstruktur 26A, 26B, 26C und die den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur 28A, 28B, 28C am schwächsten ausgeführt bzw. so ausgelegt werden, dass die Karosserie 10 bestmöglich verstärkt wird.
Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, wird die Montageplatte 24A, die Energieabsorptionsstruktur 26A und die den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur 28A im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel durch ein gemeinsames Bauteil ausgebildet. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Elemente 22.2, 22.4 und Strukturen 24A, 26A, 28A auch in einer anderen geeigneten Art und Weise zusammengefügt werden. Das Bauteil ist im dargestellten Ausführungsbeispiel wellpappenartig aufgebaut. Das Bauteil weist eine Verbindungsfläche 22.4 auf, auf welcher die antriebskonzeptabhängen Komponenten 30, 30A, 30B, 30D angeordnet und befestigt werden. Zudem umfasst das Bauteil Verstärkungselemente 22.2 welche Hohlräume zumindest teilweise umschließen. Dieses Bauteil ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Strangpressprofil ausgeführt. Das Strangpressprofil kann zur Umsetzung des Leichtbaugedankens aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, Magnesium usw., oder einem anderen geeigneten duktilen Material hergestellt werden. Vorgegebene Bereiche des Bauteils können ein anderes Material aufweisen oder in einer geeigneten Art und Weise verstärkt werden. Zudem können andere Ausführungsbeispiele des Bauteils aus anderen geeigneten Materialien wie beispielsweise Stahl hergestellt werden. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Bauteil über ein anderes geeignetes Verfahren hergestellt werden. Das Bauteil kann für alle dargestellten Ausführungsbeispiele dieselbe Form oder dieselben Abmessungen aufweisen. Das Material oder Wandstärken des Bauteils oder beides kann in Abhängigkeit der Bestückung variieren. Beispielsweise können Bereiche des Bauteils, welche sich in der Nähe von brandgefährdeten antriebskonzeptabhängen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D befinden, aus Stahl ausgeführt werden. Wände von Bereichen des Bauteils, welche mit einem hohen Gewicht durch die antriebskonzeptabhänge Komponente 30, 30A, 30B, 30C, 30D beaufschlagt werden, können dicker sein. Zudem können in den Hohlräumen nicht dargestellte Füllelemente zur Verbesserung der Stabilität oder zur Verbesserung des Brandschutzes angeordnet werden. Zudem können antriebskonzeptabhänge Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D von nicht dargestellten zusätzlichen Schutzstrukturen zumindest teilweise umgeben werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Montageverfahren für einen Fahrzeugaufbau 1A, 1B, 1C wird in einem Montageschritt eine Schutzstruktur 22A, 22B, 22C mit einer Karosserie 10 verbunden.
Erfindungsgemäß wird ein Montagemodul 20A, 20B, 20C während einer Vormontage zumindest aus der Schutzstruktur 22A, 22B, 22C mit einer eigensteifen Montageplatte 24A, 24B, 24C aufgebaut. Während der Vormontage kann mindestens eine einem Antriebskonzept des Fahrzeugs zugeordnete Komponente 30, 30A, 30B, 30C, 30D als Teil des Montagemoduls 20A, 20B, 20C mit der Montageplatte 24A, 24B, 24 verbunden werden. Die Steifigkeit der Montageplatte 24A, 24B, 24C ist an die mindestens eine verbindbare antriebskonzeptabhängige Komponente anpassbar.
Vor der Montage des Fahrzeugaufbaus 1A, 1B, 1C wird das Antriebskonzept ermittelt. Anschließend wird eine passende Montageplatte 24A, 24B, 24C ausgewählt und mit korrespondierenden antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D bestückt. Hierbei werden während der Vormontage mindestens ein Tank 30A, 30C und/oder eine Hochvoltbatterie 30B und/oder eine Abgasanlage 30D mit der Montageplatte 24A, 24B, 24C verbunden. Alternativ werden keine antriebskonzeptabhängigen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D mit der Montageplatte 24A, 24B, 24C verbunden. Zudem können Energieabsorptionsstrukturen 26A, 26B, 26C und/oder den Fahrzeuginnenraum schützende Strukturen 28A, 28B, 28C mit der Montageplatte 24A, 24B, 24C verbunden werden. Die Montageplatte 24A, 24B, 24C, die Energieabsorptionsstruktur 26A, 26B, 26C und die den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur 28A, 28B, 28C können auch als ein Bauteil ausgeführt werden. Das fertig vormontierte Montagemodul 20A, 20B, 20C wird mit mindestens einem vorgegebenen Befestigungsbereich einer Tragstruktur 14 am Mittelboden 12 der Karosserie 10 verbunden, wobei der mindestens eine Befestigungsbereich von der Bestückung der Montageplatte 24A, 24B, 24C mit antriebskonzeptabhängen Komponenten 30, 30A, 30B, 30C, 30D unabhängig ist.
Bezugszeichenliste

1 A, 1B, 1C: Fahrzeugaufbau
10: Karosserie
12: Mittelboden
14: Tragstruktur
20A, 20B, 20C: Montagemodul
22A, 22B, 22C: Schutzstruktur
22.2: Verstärkungselemente
22.4: Verbindungsfläche
24A, 24B, 24C: Montageplatte
26A, 26B, 26C: Energieabsorptionsstruktur
28A, 28B, 28C: Fahrzeuginnenraum schützende Struktur
30: antriebskonzeptabhängige Komponente
30A: Flüssigkeitstank (Benzin, Diesel)
30B: Hochvoltbatterie
30C: Gastank (Wasserstoff, Erdgas)
30D: Abgasanlage

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

DE 202016104985 U1 [0003]

Claims

Fahrzeugaufbau (1A, 1B, 1C) mit einer Karosserie (10) und einer Schutzstruktur (22A, 22B, 22C), welche mit der Karosserie (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Montagemodul (20A, 20B, 20C) zumindest die Schutzstruktur (22A, 22B, 22C) mit einer eigensteifen und die Karosserie (10) verstärkenden Montageplatte (24A, 24B, 24C) aufweist, wobei mindestens eine antriebskonzeptabhängige Komponente (30, 30A, 30B, 30C, 30D) als Teil des Montagemoduls (20A, 20B, 20C) mit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) verbindbar ist, und die Steifigkeit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) an die mindestens eine verbindbare antriebskonzeptabhängige Komponente (30, 30A, 30B, 30C, 30D) anpassbar ist.
Fahrzeugaufbau (1A, 1B, 1C) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagemodul (20A, 20B, 20C) mit mindestens einem vorgegebenen Befestigungsbereich einer Tragstruktur (14) am Mittelboden (12) der Karosserie (10) verbunden ist, wobei der mindestens eine Befestigungsbereich von der Bestückung der Montageplatte (24A, 24B, 24C) mit mindestens einer antriebskonzeptabhängen Komponente (30, 30A, 30B, 30C, 30D) unabhängig ist.
Fahrzeugaufbau (1A, 1B, 1C) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine mit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) verbundene antriebskonzeptabhängige Komponente (30, 30A, 30B, 30C, 30D) lösbar mit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) verbunden ist.
Fahrzeugaufbau (1A, 1B, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine mit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) verbundene, antriebskonzeptabhänge Komponente (30, 30A, 30B, 30C, 30D) ein Tank (30A, 30C) und/oder eine Hochvoltbatterie (30B) und/oder eine Abgasanlage (30D) ist.
Fahrzeugaufbau (1A, 1 B, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzstruktur (22A, 22B, 22C) mindestens eine Energieabsorptionsstruktur (26A, 26B, 26C) aufweist.
Fahrzeugaufbau (1A, 1B, 1C) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Material und/oder Wandstärken der Energieabsorptionsstruktur (26A, 26B, 26C) an die mindestens eine mit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) verbundene antriebskonzeptabhängigen Komponente (30, 30A, 30B, 30C, 30D) angepasst sind.
Fahrzeugaufbau (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Energieabsorptionsstruktur (26A,26B, 26C) mindestens ein Strangpressprofil aufweist, welches durch während einer Unfallsituation wirkende Energie verformbar ist.
Fahrzeugaufbau (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzstruktur (22A, 22B, 22C) mindestens eine den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur (28A, 28B, 28C) aufweist.
Fahrzeugaufbau (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine den Fahrzeuginnenraum schützende Struktur (28A, 28B, 28C) einen Brandschutz ausbildet.
Montageverfahren für einen Fahrzeugaufbau (1A, 1B, 1C), welche nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufgeführt ist, wobei eine Schutzstruktur (22A, 22B, 22C) mit einer Karosserie (10) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Montagemodul (20A, 20B, 20C) während einer Vormontage zumindest aus der Schutzstruktur (22A, 22B, 22C) mit einer eigensteifen Montageplatte (24A, 24B, 24C) aufgebaut wird, wobei während der Vormontage mindestens eine einem Antriebskonzept des Fahrzeugs zugeordnete Komponente (30, 30A, 30B, 30C, 30D) als Teil des Montagemoduls (20A, 20B, 20C) mit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) verbindbar ist, und die Steifigkeit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) an die mindestens eine verbindbare antriebskonzeptabhängige Komponente anpassbar ist.
Montageverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagemodul (20A, 20B, 20C) mit mindestens einem vorgegebenen Befestigungsbereich einer Tragstruktur (14) am Mittelboden (12) der Karosserie (10) verbunden wird, wobei der mindestens eine Befestigungsbereich von der Bestückung der Montageplatte (24A, 24B, 24C) mit antriebskonzeptabhängen Komponenten (30, 30A, 30B, 30C, 30D) unabhängig ist.
Montageverfahren nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass während der Vormontage mindestens ein Tank (30A, 30C) und/oder eine Hochvoltbatterie (30B) und/oder eine Abgasanlage (30D) mit der Montageplatte (24A, 24B, 24C) verbunden wird.