DE4307793A1 - Frontbereich für einen Personenkraftwagen - Google Patents
Frontbereich für einen PersonenkraftwagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Frontbereich für einen Personen
kraftwagen, bei dem eine Frontabdeckung, ein Stoßfängerbiege
träger und ein Kühler für einen Frontmotor zu einer vormontier
baren Baugruppe verbunden und unter Zwischenschaltung von
Prallelementen an zwei Längsträgern eines Fahrgestellrahmens
fixiert sind.
Ein solcher Frontbereich ist aus der DE-OS 34 33 935 bekannt.
Dabei sind die Frontabdeckung und der Kühler als selbsttragende
Baugruppe ausgebildet, die als tragendes Bauteil einen Querträ
ger aufweist, der lösbar mit den Längsträgern verbunden ist.
Dieser Querträger dient gleichzeitig als Stoßfängerbiegeträger.
Die Frontabdeckung wird durch ein Kunststoffbauteil gebildet,
in dem der Kühlergrill vorgesehen ist und das als Schale den
Querträger und den Kühler aufnimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Frontbereich der eingangs
genannten Art derart zu verbessern, daß die gesamte Front des
Personenkraftwagens in einfacher Weise vormontierbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Baugruppe aus drei
starr miteinander verbindbaren Baueinheiten besteht, von denen
eine Baueinheit durch einen sich zwischen den beiden Längsträ
gern erstreckenden Querträger, an dem ein den Kühler und zuge
hörige Funktionsaggregate für den Kühler enthaltendes Kühlermo
dul fixiert ist, und die anderen beiden Baueinheiten durch je
weils wenigstens ein Strukturelement gebildet sind, die sich zu
beiden Seiten an den Querträger anschließen und Aufnahmeberei
che für jeweils wenigstens eine Leuchte aufweisen. Dadurch wird
eine vereinfachte Montage des Kühlers und der zugehörigen Funk
tionsaggregate erreicht, da die beiden die Leuchten aufnehmen
den Bauteile zunächst vom Kühlermodul getrennt montierbar sind
und beispielsweise erst nach abgeschlossener Montage des Küh
lers mit dem Kühlermodul verbunden werden.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Baueinheiten der Bau
gruppe aus Kunststoff hergestellt. Dadurch ist der Frontbereich
zum einen gegenüber herkömmlichen Frontbereichen erheblich ge
wichtsreduziert, zum anderen bleibt dennoch eine ausreichende
Steifigkeit des Frontbereichs erhalten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zum Ver
steifen der Baugruppe vorgesehen. Dadurch wird der Frontbereich
in sich und relativ zur Tragstruktur des Personenkraftwagens
zusätzlich verstärkt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Kühlermodul
ein kastenförmiges Gehäuse auf, in das der Kühler und die zuge
hörigen Funktionsaggregate eingepaßt sind. Dadurch ist die kom
plette Kühlerbaueinheit an einem getrennten Ort vormontierbar
und kann somit bereits fertig montiert am Fahrgestellrahmen des
Personenkraftwagens positioniert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Gehäuse des Küh
lermoduls über die Breite des Querträgers unmittelbar ober- und
unterhalb des Querträgers je ein parallel zum Querträger ver
laufender Schlitz vorgesehen, mittels derer das Kühlermodul in
diesem Bereich vom Querträger entkoppelt ist. In diesem Bereich
kann daher der als Stoßfängerbiegeträger dienende Querträger
bei geringen Stoßbelastungen nach innen gedrückt werden, ohne
daß sich dadurch die Position des Kühlermoduls verändert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die beiden
Längsträger an ihren Stirnenden, an denen der Querträger befe
stigbar ist, verbreiterte Auflageflächen auf, die mit im we
sentlichen Frontalbelastungen auffangenden Abstützelementen
versehen sind. Dadurch werden Stoßbelastungen auf dem Frontbe
reich großflächig aufgefangen, so daß auch bei seitlich ver
setzten Stoßbelastungen auf den Frontbereich eine gleichmäßige
Beanspruchung des Fahrzeugvorbaus erreicht wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsformen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen
dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausführung
des erfindungsgemäßen Frontbereichs in Kunststoffbau
weise, bei der die drei Baueinheiten zu einer eine
kompakte Einheit bildenden Baugruppe zusammengefügt
sind,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung, bei der
die Baugruppe aus einer ein Kühlermodul darstellenden
Baueinheit sowie aus zwei diese seitlich begrenzenden
Strukturelementen besteht, wobei das Kühlermodul und
die beiden seitlichen Strukturelemente durch ein
Versteifungsband gegeneinander verstärkt sind,
Fig. 3 eine weitere Explosionsdarstellung des gesamten
Frontbereichs eines Personenkraftwagens, aus der ins
besondere die Anbindung des Frontbereichs zu den
Längsträgern des Fahrgestellrahmens hervorgeht,
Fig. 4 zwei seitlich an den Kühler des Kühlermoduls an
schließende Verstärkungselemente, die zusätzlich mit
Aufnahmebereichen für Leuchten versehen sind,
Fig. 5 in einem Längsschnitt durch die vertikale Mittel
längsebene des Frontbereichs das Gehäuse des Kühler
moduls, dessen Frontseite ein zur Rückseite hin offe
nes Profil des als Stoßfängerbiegeträgers dienenden
Querträgers abschließt,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 5, bei der im
Gehäuse des Kühlermoduls ober- und unterhalb des
Querträgers horizontale Schlitze vorgesehen sind,
durch die das Kühlermodul im Bereich des Querträgers
gegenüber Frontalbelastungen auf den Querträger weit
gehend entkoppelt ist,
Fig. 7 einen Schnitt durch einen Querträger ähnlich der Fig.
5 und 6, der durch eine Wandung des Kühlermodulge
häuses abgeschlossen ist und in dem ein zur Verstär
kung des Frontbereichs dienendes Zugband integriert
ist,
Fig. 8 einen horizontalen Schnitt durch den als Stoßfänger
biegeträger dienenden Querträger, dem mittels Feder
elementen ein Lastverteilungsträger vorgelagert ist,
Fig. 9 einen Schnitt durch den Querträger nach Fig. 8 ent
lang der Schnittlinie IX-IX nach Fig. 8,
Fig. 10 einen Ausschnitt des Frontbereichs im Bereich der An
bindung des Querträgers an einen der beiden Längsträ
ger des Fahrgestellrahmens, aus der insbesondere die
Fixierung des Verstärkungsbandes ersichtlich ist,
Fig. 11 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Anbindung des
Querträgers an den Längsträger entlang der Schnitt
linie XI-XI in Fig. 10 und
Fig. 12 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausfüh
rungsform eines aus drei Baueinheiten bestehenden
Frontbereichs für einen Personenkraftwagen, bei der
das Gehäuse des Kühlermoduls mit Öffnungen zur
Aufnahme von Zusatzlüftern versehen ist.
Ein Frontbereich nach Fig. 1 weist ein Kühlermodul (1) sowie
zwei seitliche Struktureinheiten (2 und 3) auf. Der gesamte
Frontbereich ist in Kunststoffbauweise hergestellt. Die beiden
seitlichen Struktureinheiten (2 und 3) sind starr mit dem Küh
lermodul (1) verbunden, so daß der Frontbereich sich als kom
paktes einheitliches Formteil darstellt. Das Kühlermodul (1)
weist ein kastenartiges Gehäuse (5) auf (Fig. 2 und 3), das den
mittleren Teil des Frontbereichs darstellt. Die Breite des Ge
häuses (5) entspricht dem Abstand zweier Längsträger (8) des
Fahrgestellrahmens des Personenkraftwagens zueinander, so daß
das Gehäuse (5) im montierten Zustand exakt zwischen die beiden
Längsträger (8) eingepaßt ist. Das Gehäuse (5) dient zur Auf
nahme eines Kühlers (10), eines Lüfterrades (13) sowie zusätz
licher Funktionsaggregate für den Betrieb des Kühlers (10). Zur
Front des Personenkraftwagens hin weist das Gehäuse (5) zwei
durch einen Steg voneinander getrennte Öffnungen (15) auf,
durch die Fahrtluft zum Kühler (10) hindurchdringen kann. In
diesem Bereich ist das Gehäuse (5) abgeschrägt. Die vertikal
ausgerichtete Front des Gehäuses (5) wird durch eine Abdeckflä
che (14) gebildet, die eine rechteckige Platte darstellt und
beidseitig über die Seitenwände des Gehäuses (5) hinausragt. An
dieser Abdeckfläche (14) ist ein als Stoßfängerbiegeträger die
nender Querträger (4) fixiert. Sowohl das Gehäuse (5) als auch
der Querträger (4) bestehen aus einem thermoplastischen Kunst
stoff. Der Querträger (4) ist an der Abdeckfläche (14) entweder
mittels lösbarer Verbindungselemente oder durch Verkleben oder
Verschweißen fixiert. Der Querträger (4) ist in einer horizon
talen Ebene mit einer gebogenen Frontseite versehen und weist
im Querschnitt ein etwa U-förmiges Profil auf (siehe Fig. 5 und
6). Die offene Seite dieses Profils ragt zur Abdeckfläche (14)
hin ab, so daß bei der Verbindung von Gehäuse (5) und Querträ
ger (4) die Abdeckfläche (14) die offene Seite des Querträgers
(4) abschließt. Die auf beiden Seiten des Gehäuses (5) seitlich
überstehenden Rückseiten der Abdeckflächen (14) dienen zur Fi
xierung an den Stirnseiten der Längsträger (8). Unterhalb der
Abdeckfläche (14) verläuft die Wandung des Gehäuses (5) schräg
nach unten und nach hinten. Die Unterseite des Gehäuses (5)
wird durch einen Aufnahmebereich für den Kühler (10) gebildet.
Im Bereich der Rückseite des Gehäuses (5) ist eine Aussparung
zur Aufnahme des Lüfterrades (13) vorgesehen. Bei der Ausfüh
rung nach Fig. 5 ist das Lüfterrad (13) in einen Rand (23) der
Rückseite des Gehäuses (5) eingepaßt. Der Kühler (10) wird
durch einen Deckel (12) des Gehäuses (5) abgedeckt.
Die Innenseite (22) der Abdeckfläche (14) geht nach oben in
einen Bereich (21) und nach unten in einen Bereich (20) über
(Fig. 5). In diesen Bereichen ist wenigstens eine mit einem An
schluß versehene Öffnung zur Entnahme vorgewärmter oder kalter
Verbrennungsluft vorgesehen.
Bei einer anderen Ausführung des Gehäuses (5) gemäß Fig. 6 ist
oberhalb und unterhalb der Innenseite (22) der Abdeckfläche
(14) je ein parallel zum Querträger (4) verlaufender Schlitz
(24, 25) vorgesehen. Solche Schlitze (24 und 25) sind bei
spielsweise auch in der Ausführung nach Fig. 12 enthalten. Da
durch kann der Querträger (4) bei Stoßbelastungen durch einen
Aufprall mit geringer Geschwindigkeit zurückverlagert werden,
ohne daß dadurch das Gehäuse (5) oder die Kühlaggregate mit
verlagert werden. Das Gehäuse (5) ist daher in diesem Bereich
vom Querträger (4) entkoppelt. Zwischen der Abdeckfläche (14)
und dem Querträger (4) verläuft im Inneren des Profiles des
Querträgers (4) ein Verstärkungsband (26), das unter Zug an den
Stirnseiten der beiden Längsträger (8) fixiert ist. In Fig. 3
ist ein solches Verstärkungsband (6) lediglich schematisiert
dargestellt. Der als Stoßfängerbiegeträger dienende Querträger
(4) und damit das Gehäuse (5) des Kühlermoduls (1) sind gemäß
Fig. 10 und Fig. 11 mittels einer Schraubverbindung (32) an
jedem Längsträger (8) fixiert. Sowohl das Verstärkungsband (6)
als auch der Querträger (4) sind mittels einer einzigen
Schraubverbindung (32) an jedem Längsträger (8) fixiert. Dazu
weist der Querträger (4) für jeden Längsträger (8) zwei die
Ober- und die Unterseite des Längsträgers (8) flankierende Be
festigungslaschen auf. Das Verstärkungsband (6) weist im Be
reich der Schraubverbindung (32) eine Auskröpfung auf, die die
Funktion eines druckfesten Distanzstückes hat. Das Verstär
kungsband (6) (siehe Fig. 7) ist zudem im Bereich seiner seit
lichen Längskanten umgebogen, so daß das Verstärkungsband (26,
6) in sich versteift ist.
Jeder Längsträger (8) weist ein zusätzliches Abstützelement
(31) auf, das sich dreieckförmig seitlich nach außen erstreckt
und so die Stirnfläche jedes Längsträgers (8) seitlich nach
außen auffächert. Dieses Abstützelement (31) stellt eine Blech
konstruktion dar. Auf die Stirnflächen von Längsträger (8) und
Abstützelementen (31) ist ein Pralldämpfer (7) aufgesetzt, des
sen Form an diese Stirnflächen angepaßt ist. Der Pralldämpfer
(7) stellt bei der Ausführung nach Fig. 3 ein energieabsorbie
rendes Polyurethanschaumteil dar. Bei der Ausführung nach Fig. 3
wird der Querträger (4) an den Pralldämpfern (7) fixiert. Die
beiden Pralldämpfer (7) werden durch seitliche Strukturteile
(8) überdeckt, die halbschalenförmig ausgebildet sind und je
weils einen nach oben abragenden rechteckigen Rahmen aufweisen,
die zur Aufnahme je einer Leuchte dienen. Dieses Strukturteil
(9) sitzt formschlüssig auf dem Pralldämpfer (7) bzw. auf den
Seiten des Querträgers (4). Zudem sind die Strukturteile (9)
mittels lösbarer oder unlösbarer Verbindungselemente mit dem
Kühlermodul (1) verbunden. Zur Verstärkung der Strukturteile
(9) und zur Versteifung der Anbindung an das Kühlermodul (1)
sind zwei Verstärkungsbänder (11) (Fig. 3) vorgesehen, die ei
nerseits am Kühler (10) und andererseits an der Oberseite der
Rahmen der Strukturteile (9) unter Zug fixiert sind.
Durch die unter Zug stehenden Verstärkungsbänder werden die
beiden Strukturteile (9) und das Kühlermodul (1) zu einer kom
pakten Baugruppe verspannt.
Eine spezielle Ausführung der Verstärkungsbänder ist in Fig. 4
gezeigt. Dabei sind an den Verstärkungsbändern zudem Aufnahme
öffnungen (18) für jeweils eine Leuchte vorgesehen (Fig. 4).
Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 ist lediglich ein Verstärkungs
band (16) zur Verspannung der beiden Strukturteile (9) mit dem
Gehäuse (5) des Kühlermoduls (1) vorgesehen. Dieses erstreckt
sich über die Oberseiten der beiden Strukturteile (9) sowie
über das pagodenförmige Dach des Gehäuses (5) und ist durch
Verkleben oder Verschweißen in diesen Bereichen mit den Struk
turteilen (9) bzw. mit dem Gehäuse (5) verbunden.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist dem Querträger (4) ein ener
gieabsorbierender Pralldämpfer (19) vorgeschaltet. Bei der Aus
führung nach den Fig. 8 und 9 ist ebenfalls ein als Pralldämp
fer wirkender Formschaum (29) vorgesehen, der von einer nicht
dargestellten Kunststoffschale überdeckt ist, in die Aufprall
belastungen eingeleitet werden. Im mittleren Bereich des Quer
trägers (4) erstreckt sich ein Lastverteilungsträger (27) über
etwa die Hälfte jeder Seite des Querträgers (4). Dieser Last
verteilungsträger (27) ist dem Querträger (4) mittels zweier
Federelemente (28) vorgeschaltet. Dadurch werden Stoßbelastun
gen auf den Querträger (4) über eine größere Fläche gleichmäßig
verteilt.
Bei der Ausführung nach Fig. 12 sind in den beiden Öffnungen
(15) zwei Zusatzlüftergitter (32) vorgesehen, die integrierte
Halter für die Zusatzlüfterantriebe aufweisen. Jedes Zusatzlüf
tergitter (32) ist dabei einstückig aus der Wandung des Gehäu
ses (5) geformt.
Claims (11)
1. Frontbereich für einen Personenkraftwagen, bei dem eine
Frontabdeckung, ein Stoßfängerbiegeträger und ein Kühler für
einen Frontmotor zu einer vormontierbaren Baugruppe verbunden
und unter Zwischenschaltung von Prallelementen an zwei Längs
trägern eines Fahrgestellrahmens fixiert sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Baugruppe aus drei starr miteinander verbindbaren Bau
einheiten besteht, von denen eine Baueinheit (1) durch einen
sich zwischen den beiden Längsträgern (8) erstreckenden, als
Stoßfängerbiegeträger dienenden Querträger (4), an dem ein den
Kühler (10) und Funktionsaggregate (13) für den Kühler (10)
enthaltendes Kühlermodul (1) fixiert ist, und die anderen bei
den Baueinheiten (2, 3) durch jeweils wenigstens ein Struktur
element (9) gebildet sind, die sich zu beiden Seiten an den
Querträger (4) anschließen und Aufnahmebereiche für jeweils we
nigstens eine Leuchte aufweisen.
2. Frontbereich nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Baueinheiten (1, 2, 3) der Baugruppe aus Kunststoff
hergestellt sind.
3. Frontbereich nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel (6, 16, 11, 17, 26) zum Versteifen der Baugruppe
vorgesehen sind.
4. Frontbereich nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Mittel zum Versteifen hochfeste Bänder (6, 11, 16, 17,
26) vorgesehen sind, die die einzelnen Baueinheiten unter Zug
belastung miteinander verbinden.
5. Frontbereich nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlermodul (1) ein kastenförmiges Gehäuse (5) auf
weist, in das der Kühler (10) und die zugehörigen Funktionsag
gregate (13) eingepaßt sind.
6. Frontbereich nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlermodul (1) mit wenigstens einer Öffnung (15, 32)
zur Aufnahme von Zusatzlüftern versehen ist.
7. Frontbereich nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Kühlermodul (1) Lufteinlaß- und -auslaßöffnungen vorge
sehen sind, und daß die Innenwandungen des Kühlermoduls (1) als
Luftleitflächen ausgebildet sind.
8. Frontbereich nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Gehäuse (5) des Kühlermoduls (1) über die Breite des
Querträgers (4) unmittelbar ober- und unterhalb des Querträgers
(4) je ein parallel zum Querträger (4) verlaufender Schlitz
(24, 25) vorgesehen ist, mittels derer das Kühlermodul (1) in
diesem Bereich vom Querträger (4) entkoppelt ist.
9. Frontbereich nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Längsträger (8) an ihren Stirnenden, an denen
der Querträger (4) befestigbar ist, verbreiterte Auflageflächen
aufweisen, die mit im wesentlichen Frontalbelastungen auffan
genden Abstützelementen (31) versehen sind.
10. Frontbereich nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querträger (4) ein zum Heck des Fahrzeugs hin offenes
Profil aufweist, und daß das Kühlermodul (1) im Bereich der
offenen Seite des Querträgers (4) über eine Anlagefläche (14)
starr mit diesem verbunden ist.
11. Frontbereich nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Querträger (4) mittels Federelementen (28) ein an der
Fahrzeugfront angeordneter Lastverteilungsträger (27) zugeord
net ist.
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