Die Erfindung betrifft einen Frontendquerträger für einen Kraftwagen gemäß dem

Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein

Baukastensystem zur Herstellung eines solchen Frontendquerträgers. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Frontendquerträgers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.

Aus der DE 10 2011 116 208 A1 ist bereits ein derartiger Frontendquerträger für ein Frontendmodul eines Personenkraftwagens als bekannt zu entnehmen. Hierbei ist ein Hybridbauteil mit einem Metallträgerteil vorgesehen, welches mit Kunststoff unter Bildung einer Kunststoffstruktur versehen wird. Das Metallträgerteil bildet dabei einerseits den Träger für die angeformten Kunststoffelemente und verleiht andererseits dem gesamten Frontendquerträger die erforderliche Steifigkeit, insbesondere auch um so genannte NVH-Anforderungen, also Erfordernisse infolge von Schwingungen entstehender Geräusche, zu erfüllen. Die Kunststoffstruktur umfasst dabei Halter, Versteifungsrippen, Konsolen für zugeordnete Leuchteinheiten und jeweilige, im Wesentlichen in

Fahrzeughochrichtung verlaufende Stützelemente bzw. Streben, die unter anderem eine Öffnung für einen Kühler des Kraftwagens seitlich begrenzen. Zudem sind diese

Stützelemente zur Halterung jeweiliger Energieabsorptionselemente und zur Anbindung des Frontendquerträgers an jeweiligen Längsträgern einer mittleren

Hauptlängsträgerebene vorgesehen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass insbesondere die oben beschriebenen

Stützelemente für den Transport zur Montage des Frontendmoduls am Rohbau des Kraftwagens sehr viel Platz einnehmen. Des Weiteren ist der Frontendquerträger in seiner Gestalt festgelegt, sodass beispielsweise keine Anpassung an spezifische

Gegebenheiten möglich ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Frontendquerträger, ein

Baukastensystem sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen sich ein verbesserter Transport und eine verbesserte Anpassbarkeit auf spezifische Gegebenheiten des Frontendquerträgers realisieren lässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Frontendquerträger mit den

Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen

Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.

Um einen Frontendquerträger der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher besonders günstig zu transportieren ist und darüber hinaus gut auf länderspezifische Erfordernisse und/oder unterschiedliche Fahrzeugbaureihen oder -Varianten angepasst werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Hybridbauteil, welches das mit Kunststoffstruktur umgebene Metallträgerteil umfasst, als Basisteil des

Frontendquerträgers ausgebildet ist und wenigstens eine Befestigungsstelle umfasst, an welcher ein Strukturteil oder ein Trägerteil des Frontendquerträgers nachträglich anbringbar ist. Mit anderen Worten umfasst der erfindungsgemäße Frontendquerträger zunächst ein Basisteil, welches in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugter Weise eine relativ einfache Gestalt und/oder Erstreckung aufweist, und an welchem dann jeweilige Strukturteile und/oder Trägerteile anbringbar sind, welche den

Frontendquerträger vervollständigen. Durch seine einfache bzw. zumindest im

Wesentlichen in Erstreckungsrichtung verlaufende Ausgestaltung kann das Basisteil in einfacher Weise gestapelt, bevorratet und/oder transportiert werden, ohne dass beispielsweise erheblich störende Bauteilbereiche im Wesentlichen von der

Erstreckungsrichtung des Frontendquerträgers abstehen. Erst bei der Montage des Frontendmoduls können dann die jeweiligen Strukturteile und/oder Trägerteile des Frontendquerträgers nachträglich angebracht werden.

Unter Strukturteilen ist dabei insbesondere zu verstehen, dass an der entsprechend zugeordneten Befestigungsstelle in einem nachgelagerten Verfahrensprozess

entsprechend Kunststoff angebracht, beispielsweise angespritzt, wird, welcher einen Strukturteil des Frontendquerträgers ausbildet. Unter Trägerteil ist insbesondere ein bereits vorgefertigtes weiteres Bauteil zu verstehen, welches zum Beispiel als Kunststoffoder Metallteil, oder aber auch als Hybridbauteil bestehend aus einem Metallträgerteil und einer Kunststoffstruktur gebildet sein kann. Durch das nachträgliche Anbringen, sei es durch Urformen von Kunststoff zu dem

Strukturteil oder durch Fügen des Trägerteils, kann somit auf einfache Weise das

Basisteil des Frontendquerträgers im Bereich der jeweiligen Befestigungsstelle durch das nachträglich anzubringende Element vervollständigt werden.

Neben dem vereinfachten Transport ermöglicht der erfindungsgemäße

Frontendquerträger den Einsatz eines variantenübergreifenden Basisteils, welches beispielsweise über mehrere Bauvarianten/Fahrzeugbaureihen des Kraftwagens oder bei Fahrzeugen für unterschiedliche Länder gleich ausgebildet ist. An den jeweiligen

Befestigungsstellen des Basisteils können dann jeweilige, variantenspezifische

Strukturteile oder Trägerteile durch Urformen von Kunststoff bzw. durch Fügen von vorgefertigten Trägerteilen ausgebildet werden, wobei je nach Bauvariante des jeweiligen Strukturteils oder Trägerteils entsprechende Länderspezifika oder baureihenabhängige Merkmale berücksichtigt werden können. Auf diese Weise kann durch ein einheitliches Basisteil und jeweils anpassbare Strukturteile respektive Trägerteile ein

Frontendquerträger geschaffen werden, welcher auf einfache Weise an unterschiedliche Bauvarianten des Kraftwagens angepasst werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden als nachträglich anbringbare Struktur- oder Trägerteile des Frontendquerträgers jeweilige, sich in

Fahrzeughochrichtung erstreckende Stützelemente vorgesehen. Gerade diese

Stützelemente erschweren den Transport aufgrund ihrer Sperrigkeit enorm und sind darüber hinaus - beispielsweise infolge unterschiedlicher Höhen des Kraftwagenbugs - oftmals in ihrer Höhe unterschiedlich gestaltet. Aus diesem Grund bieten sich gerade diese Stützelemente, welche auch als Z-Streben bezeichnet werden, als Bauelemente an, welche variantenspezifisch angepasst und an das variantenübergreifende Basisteil angebunden werden. Dies kann - wie oben beschrieben - entweder durch Anspritzen von Kunststoff im Bereich der jeweiligen Befestigungsstelle oder durch Befestigen/Fügen eines vorgefertigten jeweiligen Trägerteils an der jeweiligen Befestigungsstelle des Basisteils erfolgen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das nachträglich anbringbare Strukturteil oder Trägerteil des Frontendquerträgers durch ein Fügeverfahren oder durch Anbringen von Kunststoff an der zugeordneten Befestigungsstelle des Basisteils befestigt. Das Fügen eines separat vorgefertigten Trägerteils, beispielsweise durch mechanische Hilfsmittel wie Schrauben oder dergleichen, durch Kleben oder durch Schweißen, hat dabei den Vorteil eines einfachen Befestigungsverfahrens, mittels welchem dieses Bauelement am Basisteil befestigt werden kann. Zudem kann ein Trägerteil aus einem andersartigen Material als dem Basisteil verbaut werden. Das nachträgliche Anspritzen von Kunststoff zur Herstellung eines entsprechenden

Strukturteils des Frontendquerträgers ermöglicht hingegen eine besonders feste und stabile Festlegung des jeweiligen Strukturteils am Basisteil.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Befestigungsstelle des Basisteils zum nachträglichen Anbringen des Strukturteils oder Trägerteils des Frontendquerträgers durch einen Bereich der Kunststoffstruktur gebildet ist. Ein derartiger Bereich der

Kunststoffstruktur kann besonders günstig als Befestigungsstelle ausgebildet werden, beispielsweise indem entsprechende Anschläge, Lehren oder dergleichen oder aber mechanische Befestigungsstellen wie Öffnungen, Gewinde oder dergleichen im Bereich der Kunststoffstruktur vorgesehen werden. Insgesamt ist somit erkennbar, dass in der Kunststoffstruktur derartige Befestigungsstellen besonders einfach und komplex, und gleichfalls sehr genau, geschaffen werden können.

Die vorstehend in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Frontendquerträger genannten Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das Baukastensystem gemäß Patentanspruch 7 und das Verfahren zur Herstellung eines Frontendquerträgers gemäß Patentanspruch 8.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

Fig. 1 eine Perspektivansicht auf ein Basisteil eines Frontendquerträgers für ein Frontendmodul eines Personenkraftwagens, welches als Hybridbauteil mit einem mit einer Kunststoffstruktur versehenen Metallträgerteil ausgebildet ist und jeweilige Befestigungsstellen umfasst, an welchen jeweils zugehörige Strukturteile bzw.

Trägerteile des Frontendträgers nachträglich anbringbar sind;

Fig. 2a, 2b eine ausschnittsweise und perspektivische Rückansicht sowie eine ausschnittsweise Vorderansicht auf das Basisteil gemäß Fig. 1 im Bereich jeweiliger Anbindungsstellen eines Halters einer

Nahbereichsradareinrichtung; und in den

Fig. 3a, 3b, 3c eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf den Frontendquerträger im Bereich einer Kabelführung sowie jeweilige, ausschnittsweise vergrößerte Perspektivansichten auf jeweilige Halteelemente in der Kunststoffstruktur des Basisteils zur Halterung der Kabelführung.

In Fig. 1 ist in einer Perspektivansicht von schräg hinten von einem

Frontendquerträger 10 eines nicht weiter erkennbaren Frontendmoduls für einen

Personenkraftwagen ein Basisteil 12 dargestellt, welches als Hybridbauteil ausgebildet ist. Demzufolge umfasst das Basisteil 12 ein Metallträgerteil 14, welches mit einer Kunststoffstruktur 16 versehen ist.

Das Basisteil 12 wird vorliegend in einem kombinierten Umform- und Spritzgießprozess hergestellt. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass zunächst das Metallträgerteil 14 durch Innenhochdruckumformen und/oder durch Biegen oder ein anderes

Umformverfahren in seine Ausgangsform gebracht wird, wonach im selben Verfahren durch Spritzgießen entsprechend Kunststoff zur Bildung der Kunststoffstruktur 16 an dem Metallträgerteil 14 angebracht wird. Durch die Nutzung des Metallträgerteils 14 als Einleger bzw. durch die Nutzung der Kunststoffstruktur 16 kann somit ein Hybridbauteil geschaffen werden, welches beispielsweise gegenüber einer reinen Metallvariante deutlich gewichtsgünstiger ist. Gegenüber einer Kunststoffausführung nehmen die Festigkeit und die Steifigkeit eines solchen Frontendquerträgers 10 bzw. Basisteils 12 erheblich zu.

Die Geometrie des Metallträgerteils 14 kann dabei beispielsweise in einem Biegeprozess den gegebenen Belastungen flexibel und nahezu ohne Werkzeugkosten angepasst werden. Beispielsweise mit runden Rohren können in einem Werkzeug komplexe

Geometrien erzeugt werden und andere, zum Beispiel gebogene Rohre und/oder tiefgezogene Bleche durch Innenhochdruckumformen und/oder Umspritzen mit Kunststoff verbunden werden. Hierzu wird beispielsweise das Metallträgerteil 14 und der Kunststoff, welcher anschließend die Kunststoffstruktur 16 bildet, durch das

Innenhochdruckumformverfahren und das Spritzgießverfahren miteinander verbunden. Vorgeformte Rohre oder dergleichen - gegebenenfalls mit unterschiedlichen

Durchmessern - und gegebenenfalls auch komplexe, zu geschlossenen Profilen gefügte Tiefzieh bleche werden dabei als Halbzeug des Metallträgerteils 14 in ein Innenhochdruckumform-Spritzgusswerkzeug eingelegt, abgedichtet und mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagt. Anschließend wird das fertige

Metallträgerteil 14 mit dem Kunststoff umspritzt.

Das Verfahren ermöglicht es, ein Basisteil 12 zu schaffen, welches gezielt den

Belastungen angepasst ist. Dabei können außerdem weitere Einlegeteile wie Buchsen, Halter oder andere Einleger in die Kunststoffstruktur 16 integriert werden. Des Weiteren können tiefgezogene Geometrien vorgesehen sein, die an stark beanspruchten Stellen zusätzlich das formschlüssige Verbinden mit einem Metallträgerteil im

Innenhochdruckumformprozess ermöglichen.

Das Rohrbiegeverfahren ermöglicht es, ein Metallträgerteil 1 gezielt den Belastungen anzupassen und Kraft aufnehmende Elemente wie Buchsen oder dergleichen in die Verstärkungsstruktur zu integrieren. Zum Rohrbiegen sind nur einfachste Biegebacken mit geringen Werkzeugkosten notwendig. Der so hergestellte Befestigungsbereich kann zur gezielten Befestigung jeweiliger Außenanbauteile wie des Stoßfängers, jeweiliger Scheinwerfer, der Kühlermaske oder dergleichen herangezogen werden.

Im Detail sind an dem Basisteil 12 gemäß Fig. 1 folgende Bereiche vorgesehen:

In einem zentralen mittleren Bereich ist eine Einschubaufnahme 18 vorgesehen, in welche eine Verkleidung des Frontendmoduls eingeschoben bzw. aufgenommen werden kann.

Unterseitig der Einschubaufnahme sind jeweilige Anbindungen 20 vorgesehen, welche in den Fig. 2a und 2b in einer ausschnittsweise vergrößerten Perspektivdarstellung sowie einer ausschnittsweise vergrößerten Vorderansicht dargestellt sind. Insbesondere aus Fig. 2b ist dabei erkennbar, dass an den beiden Anbindungen 20 ein Halter für ein Nahbereichsradarsystem befestigt werden kann. Die Anbindungen 20 werden dabei gebildet durch jeweilige Metallbuchsen, die in den Kunststoff der Kunststoffstruktur 16 eingebettet sind. Seitlich neben diesen Anbindungen 20 kann eine weitere Anbindung für einen Fanghaken einer Schließeinrichtung der Motorhaube vorgesehen sein.

In einem jeweiligen seitlichen Bereich des Basisteils 12 ist eine jeweilige

Befestigungsstelle 22 vorgesehen, an welcher vorliegend ein weiteres, nicht erkennbares Trägerteil des Frontendquerträgers 10 nachträglich anbringbar ist. Die Befestigungsstelle 22, Welche durch einen entsprechenden Bereich der Kunststoffstruktur 16 gebildet wird, ist dabei unter anderem auch in Fig. 3 in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht erkennbar. In Zusammenschau der Fig. 1 und 3a wird dabei deutlich, dass die Befestigungsstelle 22 zunächst eine zentrale, etwa quadratisch ausgebildete Befestigungsbuchse 24 umfasst, welche in den Kunststoff der Kunststoffstruktur 16 eingelassen bzw. von diesem umspritzt worden ist. Dabei umfasst die jeweilige Befestigungsstelle 22 des Weiteren eine obere und eine untere Anlagerippe 26, 28. Durch diese Anlagerippen 26, 28 wird eine anschlagsgenaue Befestigung des Trägerteils an dem Basisteil 12 ermöglicht. In die Befestigungsbuchse 24 ist das

Trägerteil mit einem Zapfen einsteckbar. Hier sind natürlich auch andere Verbindungen denkbar.

Insgesamt ist somit erkennbar, dass auf beiden Seiten des Basisteils 12 ein jeweiliges Trägerteil des Frontendquerträgers 10 nachträglich befestigt werden kann. Im

vorliegenden Fall handelt es sich bei diesen beiden Trägerteilen jeweils um ein sich in Fahrzeughochrichtung erstreckendes Stützelement, welches üblicherweise auch als sogenannte Z-Strebe bezeichnet wird. Die vorliegend an dem Basisteil 12 befestigten Trägerteile bzw. Stützelemente entsprechen insoweit den Stützelementen, wie diese in der DE 10 2011 116 208 A1 erläutert sind. Die Stützelemente erstrecken sich somit im Wesentlichen im am Basisteil 12 angebrachten Zustand in Fahrzeughochrichtung und begrenzen eine Öffnung für einen Kühler des Kraftwagens seitlich. Außerdem weist jedes der Trägerteile bzw. Stützelemente eine zugehörige Aufnahme für ein

Energieabsorptionselement auf, welches insbesondere am jeweiligen vorderen Ende eines seitlich zugeordneten Längsträgers einer mittleren Hauptlängsträgerebene der Vorbaustruktur abgestützt ist. Zudem können auf einer mittleren Höhe jeweilige

Befestigungsstellen an dem jeweiligen Stützelement vorgesehen sein, über welche dieses zusätzlich abgestützt sein kann.

Die mehrteilige Ausgestaltung des Frontendquerträgers 10 bietet dabei den Vorteil, dass das vorliegend gezeigte Basisteil 12 auf einfache Weise transportiert werden kann, wobei die jeweiligen Trägerteile bzw. Stützelemente, welche das Stapeln bzw. den Transport erschweren könnten, weggelassen sind. Ein weiterer Vorteil der mehrteiligen Gestaltung des Frontendquerträgers 10 bestehend aus dem Basisteil 12 und jeweiligen Trägerteilen wie beispielsweise den beschriebenen Stützelementen besteht dabei darin, dass auch ein Baukastensystem geschaffen werden kann, mittels welchem beispielsweise auf einfache Weise der Frontendquerträger 10 auf unterschiedliche Länderspezifika bzw. an

unterschiedliche Fahrzeugbaureihen und Bauvarianten angepasst werden kann. So kann beispielsweise auf einfache Weise ein Baukastensystem geschaffen werden, bei welchem variantenübergreifend ein und dasselbe Basisteil 12 eingesetzt wird, an welchem variantenspezifisch jeweilige Trägerteile im Bereich der zugehörigen

Befestigungsstellen 22 angebracht werden. Somit ist es beispielsweise möglich, den Frontendquerträger 10 auf einfache Weise an unterschiedliche Fahrzeugbaureihen oder auf unterschiedliche Ländervorgaben anzupassen.

Weiterhin ist erkennbar, dass vorliegend die jeweiligen Trägerteile bzw. Stützelemente als separate Bauteile ausgebildet sind, welche in einfacher Weise im Bereich der jeweiligen Befestigungsstellen 22 am Basisteil 12 festgelegt werden können. Die Befestigung kann dabei in üblicher Weise durch Fügen - gegebenenfalls unter Zuhilfenahme mechanischer Verbindungselemente - erfolgen. Alternativ hierzu wäre es jedoch auch denkbar, anstelle von separat gefertigten Trägerteilen entsprechende Strukturteile im Bereich der

Befestigungsstelle in einem nachgeordneten bzw. zweiten Verfahrensprozess an dem Basisteil 12 anzubringen. So wäre es beispielsweise denkbar, nachträglich jeweilige Strukturteile aus Kunststoff - gegebenenfalls mit Einlegern oder dergleichen versehen - an der jeweiligen Befestigungsstelle 22 des Basisteils 12 anzuspritzen bzw. anzubringen.

Anhand von Fig. 1 ist des Weiteren erkennbar, dass das Basisteil 12 jeweilige

Vormontagehaken 30, jeweilige Vormontagelippen 32, jeweilige Scheinwerferhalter 34, jeweilige Scheinwerferpositionierhilfen 36, jeweilige Halter 38 für eine Kühlerverkleidung, jeweilige schlüssellochförmige Aufnahmen 40 für Montagebetriebsmittel sowie jeweilige Einschubaufnahmen 42 nach Art der mittleren Einschubaufnahme 18 auf jeder Seite des Basisteils 12 aufweist.

Schließlich sind jeweilige Kabelhalter 44 der Kunststoffstruktur 16 vorgesehen, welche auch in Zusammenschau mit den Fig. 3a, 3b und 3c erkennbar sind. Neben Fig. 3a, welche die Kabelhalter 44 zur Führung des Kabels 46 zeigt, sind in den Fig. 3b und 3c in jeweils ausschnittsweise vergrößerten Perspektivdarstellungen zusätzliche

Stützelemente 48 zur Halterung des Kabels 46 dargestellt.

In Fig. 1 sind schließlich außerdem jeweilige Anbindungsstellen 50 zur Verbindung des Basisteils 12 mit einem Grundträger des Stoßfängers erkennbar.