DE69303767T2

DE69303767T2 - Fahrzeuggerüst-Gestell

Info

Publication number: DE69303767T2
Application number: DE69303767T
Authority: DE
Inventors: Adam Mario Janotik; Lawrence Peter Kazyak
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1993-05-05
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: ES2090869T3; EP0570150B1; EP0570150A1; DE69303767D1; US5213386A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Rahmenkonstruktionen für Kraftfahrzeuge und genauer die Herstellung solcher Rahmen aus Rohrteilen.
Bekanntlich werden Rahmen, die die allgemeine Form eines Kraftfahrzeuges festlegen und seine verschiedenen tragenden funktionellen Komponenten tragen, aus Metalteilen aufgebaut, die auf verschiedene Arten hergestellt werden. Im Interesse erhöhter Sparsamkeit im Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen wurde große Aufmerksamkeit auf die Herstellung von Fahrzeugbestandteilen aus leichten Materialien verwendet. In Übereinstimmung mit diesem Ziel wurden Kraftfahrzeuge hergestellt, bei denen leichte Außenverkleidungen aus Kunststoff verwendet wurden, die unbeweglich an einem inneren oder "räumlichen" Rahmen befestigt sind.
Solche räumlichen Rahmen werden bekanntlich aus einer Anzahl von Rohrteilen aufgebaut, die durch unbewegliche Verbindungsstücke verbunden sind und so die allgemeine Form des Fahrzeugs festlegen. Während diese Vorgehensweise einen beträchtlichen Vorteil hinsichtlich des Gewichts und des Werkzeugbedarfs bei der Herstellung gegenüber der herkömmlichen Herstellung einer Konstruktion aus einem Stück durch schwere Stanzteile aufweist, so leidet sie unter dem Nachteil, daß die Verbindungsstücke, die zum Verbinden der Rohrteile verwendet werden, dazu neigen, schwer und teuer in der Herstellung und im Zusammenbau zu sein. Dieser Ansatz leidet auch unter dem Nachteil nicht so flexibel zu sein, daß er häufige Produktveränderungen gestattet. Ferner leidet diese Vorgehensweise auch unter dem Nachteil, daß sie keine Verwendung gemeinsamer und austauschbarer Komponenten für verschiedene Kraftfahrzeugmodellserien gestattet.
WO-A-90/02680 offenbart einen Fahrzeugrahmen, der tragende Teile umfaßt, die aus einer integral ausgedehnten Form mit mehreren Hohlräumen gebildet werden, die aufgespaltet, noch einmal geformt und zusammen mit komplementär geformten Teilen ausgerichtet werden. Das Verfahren zur Gewinnung der tragenden Teile basiert darauf, daß komplementäre Außenflächen der Teile in Längsrichtung ineinandergesteckt werden.
Im Einklang mit der vorliegenden Erfindung wird ein räumlicher Rahmen für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, umfassend:
eine Vielzahl ringförmiger tragender Teile; und Vorrichtungen, die an aneinandergrenzenden Bereichen dieser tragenden Teile angebracht sind, um ein Ineinanderstecken zwischen diesen zu ermöglichen und eine im wesentlichen glatte Außenfläche zwischen diesen tragenden Teilen zu bilden, und worin eines dieser tragenden Teile ein erstes extrudiertes Teil mit einer ersten Außenfläche umfaßt, und wobei diese Steckvorrichtungen zumindest einen im allgemeinen geraden, vorspringenden Bereich und zumindest einen im allgemeinen geraden, verlängerten Bereich umfassen, der sich senkrecht von diesem vorspringenden Bereich aus erstreckt.
Es stellt einen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar, daß ein räumlicher Rahmen für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß der Rahmen entweder aus Aluminium- oder aus Stahmaterial hergestellt werden kann. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Konstruktion des räumlichen Rahmens Flexibilität der Herstellung gewährleistet, indem sie preiswerte Produktveränderungen und einen hohen Grad an Gemeinsamkeiten und Austauschbarkeit bei verschiedenen Kraftfahrzeugmodellserien gestattet. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Konstruktion des räumlichen Rahmens die Investitionen in Anlagen und Maschinen auf einen Bruchteil des herkömmlichen Niveaus reduziert, was zu niedrigeren Kosten bei Herstellung und Montage führt.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
Abb. 1 ein perspektivischer Aufriß eines räumlichen Rahmens entsprechend der vorliegenden Erfindung ist;
Abb. 2 ein Querschnitt entlang der Strecke 2-2 in Abb. 1 ist;
Abb. 3 ein Querschnitt entlang der Strecke 3-3 in Abb. 1 ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und hierbei insbesondere auf Abb. 1, ist ein räumlicher Rahmen 10 für ein Kraftfahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der räumliche Rahmen 10 schließt Unterteil 12 und ein Paar von Seitenteilen 14 ein, die auf dem Unterteil 12 befestigt sind. Der räumliche Rahmen 10 schließt auch ein Oberteil 16 ein, das auf den Seitenteilen 14 befestigt ist, und ein Querteil 18, das mit dem Unterteil 12, den Seitenteilen 14 und dem Oberteil 16 verbunden ist. Es sollte berücksichtigt werden, daß der räumliche Rahmen 10 auch andere (nicht gezeigte) tragende Teile umfassen kann.
Das Unterteil 12, die Seitenteile 14, das Oberteil 16 und das Querteil 18 sind als vorgeformte Ringe oder allgemein als ringförmige tragende Teile ausgeführt. Die tragenden Teile des räumlichen Rahmens 10 sind Rohrteile, die aus einem metallischen Material, etwa Aluminium- oder Stahmaterial, extrudiert werden. Es sollte berücksichtigt werden, daß andere geeignete Materialien verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen 2 und 3 sind die tragenden Teile entworfen, um so zusammengesteckt werden zu können, daß sie eine im wesentlichen glatte Außenfläche zwischen den tragenden Teilen bilden. Das Unterteil 12 besitzt einen äußeren Seitenbereich 20 mit einer Außenfläche 22 und einen inneren Seitenbereich 24, die durch einen unteren Bereich 26 miteinander verbunden sind. Der äußere Seitenbereich 20 und der Unterbereich 26 sind bogenförmig und der innere Seitenbereich 24 ist gerade, so daß sie einen im allgemeinen V-förmigen Querschnitt bilden. Das Unterteil 12 besitzt ebenfalls ein Paar von vorspringenden Bereichen 28 und 30, die sich nach innen und im allgemeinen senkrecht zu dem äußeren Seitenbereich 20 bzw. dem inneren Seiten bereich 24 erstrecken. Das Unterteil 12 besitzt ferner einen verlängerten Bereich 32 von allgemein invertierter U-Form, der mit den vorspringenden Bereichen 28 und 30 verbunden ist. Es sollte berücksichtigt werden, daß die Bereiche 20, 24, 26, 28, 30, 32 integral und als ein Stück ausgebildet sind.
Das Seitenteil 14 besitzt einen äußeren Seitenbereich 34 mit einer Außenfläche 36 und einen inneren Seitenbereich 38, die durch einen unteren Bereich 40 miteinander verbunden sind. Der äußere Seitenbereich 34 ist bogenförmig und der innere Seitenbereich 38 und der Unterbereich 40 sind gerade, so daß sie einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt bilden. Das Seitenteil 14 besitzt ebenfalls einen vorspringenden Bereich 42, der sich nach innen und im allgemeinen senkrecht zu dem äußeren Seitenbereich 34 erstreckt. Das Seitenteil 14 besitzt ferner einen verlängerten Bereich 44 von allgemein invertierter U-Form, der mit dem vorspringenden Bereich 42 und dem inneren Seitenbereich 38 verbunden ist. Es sollte berücksichtigt werden, daß die Bereiche 34, 38, 40, 42, 44 integral und als ein Stück ausgebildet sind.
Das Oberteil 16 besitzt einen äußeren Seitenbereich 46 und einen inneren Seitenbereich 48, die durch einen unteren Bereich 50 mit einer Außenfläche 52 miteinander verbunden sind. Der untere Bereich so ist bogenförmig und der äußere und innere Seitenbereich 46, 48 sind gerade, so daß sie einen im allgemeinen C- förmigen Querschnitt bilden. Das Oberteil 16 besitzt ebenfalls einen vorspringenden Bereich 54, der sich von dem äußeren Seitenbereich 48 nach innen erstreckt. Das Oberteil 16 besitzt ferner einen verlängerten Bereich 56 von allgemein invertierter U-Form, der mit dem vorspringenden Bereich 54 und dem äußeren Seitenbereich 46 verbunden ist. Es sollte berücksichtigt werden, daß die Bereiche 46, 48, 50, 54, 56 integral und als ein Stück ausgebildet sind.
In der Praxis werden die tragenden Teile des räumlichen Rahmens 10 als gerade Stücke extrudiert. Der vorspringende Bereich 28 des Unterteils 12 wird in einer Breite ausgebildet, die genügt, um den inneren Seitenbereich 38 und den unteren Bereich 40 des Seitenteils 14 aufzunehmen und so zu befestigen, daß die Außenfläche 36 des Seitenteils 14 im wesentlichen bündig oder kontinuierlich an die Außenfläche 22 des Unterteils 12 anschließt. Wie in Abb. 2 dargestellt, bilden die Außenflächen 36 und 22 eine im allgemeinen glatte und kontinuierliche Außenfläche.
In gleicher Weise werden der untere Bereich 40 des Seitenteils 14 und der innere Seitenbereich 48 des Oberteils 16 in einer Breite ausgebildet, die genügt, um das Oberteil 16 so an das Seitenteil 14 zu befestigen, daß die Außenfläche 52 des Oberteils 16 im wesentlichen bündig oder kontinuierlich an die Außenfläche 36 des Seitenteils 14 anschließt. Wie in Abb. 3 dargestellt, bilden die Außenflächen 52 und 36 eine im allgemeinen glatte und kontinuierliche Außenfläche.
Wurden die tragenden Teile in geraden Stücken extrudiert, so werden die tragenden Teile mit gewöhnlicher Ausrüstung und Verfahren zu vorgegebenen Formen, wie in Abb.1 gezeigt, geformt oder gebogen. Die Seiten-, Ober- und Querteile 14, 16, 18 bilden bevorzugt geschlossenen Ringformen. Das Unterteil 12 kann je nach Wunsch die Form eines offenen oder eines geschlossenen Ringes haben. Die tragenden Teile des räumlichen Rahmens 10 können mit Hilfe eines Klebstoffes oder durch Schweißen oder eine andere geeignete Vorrichtung geschlossen werden.
Während der Montage werden die Seitenteile 14 auf dem Unterteil 12 so befestigt, daß der untere Bereich 40 den vorspringenden Bereich 28 und der innere Seitenbereich 38 den verlängerten Bereich 32 berühren. Es sollte berücksichtigt werden, daß ein Klebstoff zwischen den Seitenteilen 14 und dem Unterteil 12 aufgebracht werden kann, um die Seitenteile 14 am Unterteil 12 zu befestigen. Anschließend kann entweder das Querteil 18 auf dem Unterteil 12 befestigt werden und die Seitenteile 14 berühren, oder das Oberteil 16 kann an den Seitenteilen 14 befestigt werden.
Das Oberteil 16 wird so befestigt, daß der innere Seitenbereich 48 den unteren Bereich 40 berührt. Es sollte berücksichtigt werden, daß ein Klebstoff zwischen den Seite nteilen 14, dem Oberteil 16 und dem Querteil 18 aufgebracht werden kann, um diese Teile aneinander zu befestigen. Es sollte auch berücksichtigt werden, daß der Monteur das Querteil 18 oder das Oberteil 16 so anordnen kann, daß die Außenfläche 52 im wesentlichen bündig oder kontinuierlich an die Außenfläche 36 des Seitenteils 14 anschließt.
Folglich beseitigt die vorliegende Erfindung Verbindungsstücke, indem ringförmige tragende Teile ineinander gesteckt werden, um einen räumlichen Rahmen 10 zu bilden. Auch wirkt der Klebstoff als hauptsächliches Bindemittel, um die tragenden Teile aneinander zu befestigen.

Claims

1. Ein räumlicher Rahmen für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine Vielzahl ringförmiger tragender Teile (12, 14); und Vorrichtungen (28, 38, 40), die an aneinandergrenzenden Bereichen dieser tragenden Teile (12, 14) angebracht sind, um ein Ineinanderstecken zwischen diesen zu ermöglichen und eine im wesentlichen glatte Außenfläche (22, 36) zwischen diesen tragenden Teilen (12, 14) zu bilden, und worin eines dieser tragenden Teile (12, 14) ein erstes extrudiertes Teil mit einer ersten Außenfläche (20) umfaßt, und wobei diese Steckvorrichtungen zumindest einen im allgemeinen geraden vorspringenden Bereich (28) und zumindest einen im allgemeinen geraden verlängerten Bereich umfassen, der sich senkrecht von diesem vorspringenden Bereich aus erstreckt.

2. Ein räumlicher Rahmen nach Anspruch 1, worin ein weiteres dieser tragenden Teile ein zweites extrudiertes Teil mit einer zweiten Außenfläche umfaßt und diese Steckvorrichtungen ferner einen Steckbereich mit einer Breite umfassen, die kleiner ist, als dieser vorspringende Bereich, so daß diese zweite Außenfläche im wesentlichen bündig an diese erste Außenfläche anschließt.

3. Ein räumlicher Rahmen nach Anspruch 2, worin dieses zweite extrudierte Teil zumindest einen verlängerten Bereich besitzt.

4. Ein räumlicher Rahmen nach Anspruch 1, worin eines dieser tragenden Teile ein Oberteil mit einer Außenfläche und ein anderes dieser tragenden Teile ein Seitenteil mit einem unteren Bereich und einer Außenfläche umfaßt, wobei dieses Oberteil einen Steckbereich mit einer Breite besitzt, die größer als dieser untere Bereich ist, so daß diese Außenfläche des Oberteils im wesentlichen bündig an diese Außenfläche des Seitenteils anschließt.

5. Ein räumlicher Rahmen nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, der Vorrichtungen umfaßt, um diese tragenden Teile aneinander zu befestigen.

6. Ein räumlicher Rahmen nach Anspruch 5, worin diese Befestigungsvorrichtungen einen Klebstoff umfassen, der zwischen diese tragenden Teile aufgebracht wird.

7. Ein räumlicher Rahmen nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin diese tragenden Teile aus einem Aluminiummaterial oder aus Stahl hergestellt sind.

8. Ein räumlicher Rahmen nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin diese tragenden Teile Rohrteile sind.