DE19847389C2 - Frontmodul eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Frontmodul eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Ein derartiges Frontmodul ist beispielsweise aus der DE 44 25 852 A1 bekannt und umfasst einen als Aufprallträger ausgebildeten Querträger, der mittels einer Schweißverbindung an Längsträgern einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Eine derartige Schweißverbindung kann insbesondere im Rahmen einer Großserienfertigung automatisiert hergestellt werden, wodurch sich die Herstellung eines mit einem derartigen Frontmodul ausgestatteten Fahrzeugs vereinfacht.

Aus der DE 196 11 934 C1 ist ein anderes Frontmodul bekannt. Dort wird an axialen Enden von Längsträgern der Fahrzeugka­ rosserie jeweils eine Prallbox angeschraubt. Eine derartige Prallbox dient zur Ausbildung einer "Knautschzone" in Längs­ richtung der Längsträger, d. h. in Längsrichtung des Fahrzeu­ ges. Während die Prallboxen an ihrem einen Ende an den Längs­ trägern der Fahrzeugkarosserie angeschraubt sind, ist an de­ ren anderen Ende ein als "Frontend" bezeichneter Querträger angeschraubt, der Teil eines Frontmoduls ist. Ein derartiges Frontmodul bildet üblicherweise den vorderen Abschluß der Fahrzeugkarosserie. Es besteht aus dem vorgenannten Frontend, das üblicherweise ein aus stranggepreßtem Aluminium- Kastenprofilen hergestellter Querträger ist, an dem sich z. B. ein Front-Stoßfänger des Fahrzeuges abstützt, und aus einem Tragwerk, das bevorzugt aus Stahl hergestellt ist und z. B. Fahrzeug-Scheinwerfer und Fahrzeugkühler trägt.

Nach einem kleineren Unfall, bei dem das Frontmodul bzw. das Frontend und die Prallboxen beschädigt worden sind, kann das Frontend im Rahmen einer Einzelmontage relativ einfach ausge­ baut und durch ein neues ersetzt werden, da die Schraubver­ bindung zwischen Frontend und Längsträger einfach gelöst und später wieder hergestellt werden kann.

Im Rahmen der Serienmontage eines Frontmoduls besteht jedoch die Notwendigkeit, sich aufaddierende Herstellungs- und Fer­ tigungstoleranzen bei der Montage des Frontends auszuglei­ chen. Bei der bekannten Befestigung des Frontmoduls kann ein derartiger Ausgleich beispielsweise dadurch erfolgen, daß die für die Verschraubung erforderlichen Durchgangsöffnungen erst nach der Ausrichtung der miteinander zu verbindenden Bauteile an diesen eingebracht werden. Ebenso ist es möglich, die Durchgangsöffnungen bereits vorab anzubringen, diese jedoch mit ausreichend Spiel für die Befestigungsschrauben auszu­ statten. Jedenfalls ist die Montage des Frontends an den Längsträgern der Fahrzeugkarosserie aufgrund des erforderli­ chen Toleranzausgleiches relativ aufwendig und für eine Seri­ enmontage nicht besonders geeignet.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Frontmodul der eingangs genannten Art dahingehend auszu­ gestalten, daß die Serienmontage des Frontmoduls vereinfacht wird, wobei die Einfachheit der Einzelmontage aufrechterhal­ ten bleiben soll.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Frontmodul mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für die Berestigung des Frontends an den Längsträgern eine für den Regelfall der Serienmontage geeignete Befestigungsmethode zu verwenden und für den Ausnahmefall das Frontend und die Längsträger mit für eine dann erforderliche Einzelmontage ge­ eigneten Befestigungsmitteln auszustatten, um diese Einzel­ montage im Ausnahmefall problemlos durchführen zu können. Er­ findungsgemäß wird für die Serienmontage bzw. Fließbandmonta­ ge die Ausbildung einer Schweißverbindung vorgeschlagen. Eine solche Schweißverbindung hat den Vorteil, daß vor dem Anbrin­ gen der Schweißverbindung die miteinander zu verbindenden Bauteile nahezu ohne Einschränkungen relativ zueinander aus­ gerichtet bzw. justiert werden können, um z. B. einen Tole­ renzausgleich durchzuführen. Wenn diese Schweißverbindung entsprechend ausgebildet ist, kann sie ohne größeren Aufwand wieder aufgetrennt werden, so daß beispielsweise ein beschä­ digtes Frontmodul von den Längsträgern relativ einfach ent­ fernt werden kann. Für den Ausnahmefall der Einzelmontage sind dann an dem Frontend bzw. an den Längsträgern Schraub­ verbindungsmittel vorgesehen. Diese Schraubverbindungsmittel werden für die Serienmontage nicht benötigt, sie sind daher nach einer Serienmontage auch nicht an der Anbindung des Frontends an den Längsträgern beteiligt. Beispielsweise feh­ len die zugehörigen Schrauben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform können ein dem Frontend zugeordneter Flansch und ein dem jeweiligen Längsträger zuge­ ordneter Flansch aneinander anliegen, wobei dann die Schweiß­ verbindung oder die Schraubverbindung an den Flanschen ausge­ bildet ist. Mittels Flanschen kann die Anbindung des Frontends an die Längsträger besonders einfach und gegebenenfalls automatisiert durchgeführt werden. Ein Toleranzausgleich in der Ebene der Flansche kann ohne weiteres realisiert werden. Der dem jeweiligen Längsträger zugeordnete Flansch ist vor­ zugsweise an einem axialen Ende des Längsträgers ausgebildet.

Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung können die Schraubverbindungsmittel an den Flanschen Durchgangsöffnungen für Verbindungsschrauben aufweisen. Außerdem können an den Flanschen der Längsträger sogenannte "Schweißmuttern" ange­ schweißt sein, die zur Aufnahme der vorgenannten Verbindungs­ schrauben dienen. Demnach müssen für die Einzelmontage ledig­ lich die fehlenden Verbindungsschrauben eingesetzt werden, um die erwünschte Befestigung des Frontends bzw. des Frontmoduls zu erzielen.

Bei einer Weiterbildung können die den Schweißmuttern gegen­ überliegenden Durchgangsöffnungen in den Flanschen des Fron­ tends als mit Spiel für die Verbindungsschraube ausgestattete Löcher, beispielsweise als Langlöcher, ausgebildet sein. Auf­ grund dieses Spiels kann das Frontmodul bzw. das Frontend vor der Fixierung bezüglich der Längsträger ausgerichtet werden.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Schweißung, mit der das Frontmodul im Normalfall bei der Serienmontage an den Längsträgern befestigt wird, als Punktverschweißung ausgebildet sein. Eine derartige gepunkte­ te Schweißung kann besonders einfach gelöst werden. Bei­ spielsweise mit Hilfe einer handbetätigten Stanzeinrichtung.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je­ weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi­ nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematisierte, dreidimensionale Ansicht auf einen Bereich eines Frontmoduls, in dem es an eine Fahr­ zeugkarosserie angeschlossen ist.

Entsprechend Fig. 1 bildet ein als Frontend 1 bezeichneter Querträger einen Bestandteil eines im übrigen nicht darge­ stellten Frontmoduls eines Kraftfahrzeuges. Dabei ist dieses Frontend 1 nur im Bereich eines seiner axialen Enden darge­ stellt. Das nicht dargestellte andere axiale Ende des Fron­ tends 1 ist analog ausgebildet. In diesem axialen Endbereich ist das Frontend 1 an einen Längsträger 2 einer im übrigen nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie angeschlossen. Dabei ist zwischen dem Längsträger 2 und dem Frontend 1 ein als Prallbox 3 ausgebildetes Verbindungselement angeordnet. Diese Prallbox 3 dient als Knautschzone in Längsrichtung des Längs­ trägers 2.

Die Prallbox 3 ist einenends durch eine Verschraubung 4 an dem Frontend 1 befestigt. Anderenends ist an der Prallbox 3 ein Flansch 5 angeformt, der an einem korrespondierenden Flansch 6 befestigt ist, der an einem axialen Ende des Längs­ trägers 2 angeformt ist.

Die Befestigung der Flansche 5 und 6 aneinander und somit des Frontends 1 am Längsträger 2 und folglich auch die Befesti­ gung des Frontmoduls an der Fahrzeugkarosserie erfolgt dabei im Normalfall durch eine Reihe von Schweißpunkten 7. Eine derartige Punktverschweißung kann im Rahmen einer Serienmon­ tage sehr einfach und insbesondere automatisiert realisiert werden. Dabei ist vorteilhafterweise vor der endgültigen Fi­ xierung des Frontends 1 relativ zum Längsträger 2 ein Toleranzausgleich durch entsprechende Querverstellungen der Flan­ sche 5, 6 relativ und parallel zueinander durchführbar.

Am Flansch 6 des Längsträgers 2 sind Muttern 8 angeschweißt, die im folgenden als Schweißmuttern bezeichnet werden. Im vorliegenden Fall sind die Schweißmuttern 8 an den Eckpunkten des rechteckig ausgebildeten Flansches 6 angeordnet. Ebenso können die Schweißmuttern 8 an beliebigen anderen Stellen, vorzugsweise jedoch symmetrisch, entlang des Flansches 6 an­ geordnet sein. Statt vier Schweißmuttern 8 können auch mehr oder weniger Schweißmuttern 8 verwendet werden.

Die Flansche 5 und 6 enthalten in Fig. 1 nicht sichtbare Durchgangsöffnungen, die fluchtend zu den Schweißmuttern 8 angeordnet sind und für den Durchtritt einer entsprechenden, nicht dargestellten Verbindungsschraube vorgesehen sind. Da­ bei ist es zweckmäßig, die am Flansch 5 der Prallbox 3 ange­ brachten Durchgangsöffnungen mit einer derartigen Öffnungs­ weite auszustatten, daß die zur Befestigung verwendete Ver­ bindungsschraube mit Radialspiel durch diese Öffnungen hin­ durchtreten kann. Auf diese Weise kann auch bei der Verwen­ dung der Schraubverbindung ein Toleranzausgleich zwischen Frontmodul und Fahrzeugkarosserie durchgeführt werden.

Wenn beispielsweise nach einem Unfall das Frontend 1 und die Prallbox 3 beschädigt worden sind, kann die Schweißverbindung 7 zwischen Frontend 1 und dem Längsträger 2 ohne weiteres aufgetrennt werden. Hierbei kann z. B. eine manuell betätigbare Stanze verwendet werden, um die Schweißpunkte 7 zu entfer­ nen. Das beschädigte Frontend 1 sowie die daran befestigte Prallbox 3 können dann einfach entfert werden. Um ein neues Frontend 1 mit serienmäßig daran montierter Prallbox 3 an der Fahrzeugkarosserie bzw. an den Längsträgern 2 zu montieren, braucht nunmehr keine neue Schweißverbindung ausgebildet zu werden, sondern es kann auf die vorbereiteten Schraubverbin­ dungsmittel zurückgegriffen werden. Mit anderen Worten, es werden Verbindungsschrauben durch die entsprechenden Durch­ gangsöffnungen im prallboxseitigen Flansch 5 hindurchgesteckt und mit den Schweißmuttern 8 im längsträgerseitigen Flansch 6 verschraubt. Diese Schraubverbindung kann somit besonders einfach und ohne aufwendige Vorbereitungsmaßnahmen "aktiviert" werden.

Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Befestigung ist darin zu sehen, daß das Frontend 1 und somit das Frontmodul einer­ seits im Normalfall einer Serienmontage einfach, inbesondere automatisiert, an den Längsträgern 2 und somit an der Fahr­ zeugkarosserie befestigt werden kann, wobei ohne großen Auf­ wand ein Tolerenzausgleich durchführbar ist. Andererseits kann im Ausnahmefall einer Einzelmontage das Frontmodul ohne größere, aufwendige Vorbereitungsmaßnahmen, insbesondere ma­ nuell, an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden. Dies ist vor allem für den Austausch eines beschädigten Frontmoduls von besonderem Interesse.

Claims (8)

1. Frontmodul eines Kraftfahrzeuges, das einen als Aufprall­ träger ausgebildeten Querträger (Frontend 1) aufweist, der im Regelfall mit einer Schweißverbindung (7) an Längsträgern (2) einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Frontend (1) und an den Längsträgern (2) Schraubver­ bindungsmittel (8) vorbereitet sind, die im Ausnahmefall bei gelöster Schweißverbindung (7) zur Herstellung einer Schraub­ verbindung zwischen dem Frontend (1) und den Längsträgern (2) mittels mindestens einem separaten Schraubverbindungselement, z. B. Verbindungsschraube, aktivierbar sind.

2. Frontmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Frontend (1) zugeordneter Flansch (5) und ein ei­ nem der Längsträger (2) zugeordneter Flansch (6) aneinander anliegen, wobei an den Flanschen (5, 6) die Schweißverbindung (7) oder die Schraubverbindung (8) ausgebildet ist.

3. Frontmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindungsmittel an den Flanschen (5, 6) Durchgangsöffnungen für Verbindungsschrauben aufweisen und daß am Flansch (6) des jeweiligen Längsträgers (2) den Durch­ gangsöffnungen zugeordnete Muttern (Schweißmuttern 8) ange­ schweißt sind.

4. Frontmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schweißmuttern (8) gegenüberliegenden Durch­ gangsöffnungen im Flansch (5) des Frontends (1) als mit Spiel für die Verbindungsschraube ausgestattete Löcher, insbesonde­ re als Langlöcher, ausgebildet sind.

5. Frontmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung mittels Punktschweißen (7) ausgebildet ist.

6. Frontmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Frontend (1) indirekt über zwei, je einem der Längs­ träger (2) zugeordnete Verbindungselemente (3) an diesen be­ festigt ist, wobei die Verbindungselemente (3) am Frontend (1) befestigt sind.

7. Frontmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente jeweils als Prallbox (3) ausge­ bildet sind oder eine solche enthalten.

8. Frontmodul nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Frontend (1) zugeordnete Flansch (5) am Verbin­ dungselement (3) ausgebildet ist.