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Dokumentenidentifikation DE19639895A1 03.04.1997
Titel Rahmenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ashina, Toshirou, Wako, Saitama, JP;
Chirifu, Takashi, Wako, Saitama, JP;
Sukegawa, Akihiro, Wako, Saitama, JP;
Sasaki, Sakae, Wako, Saitama, JP;
Iwatsuki, Shiyuuichirou, Wako, Saitama, JP;
Miyabe, Takatoshi, Wako, Saitama, JP
Vertreter H. Weickmann und Kollegen, 81679 München
DE-Anmeldedatum 27.09.1996
DE-Aktenzeichen 19639895
Offenlegungstag 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse B62D 23/00
IPC-Nebenklasse B62D 25/00   B62D 65/00   
Zusammenfassung Eine Rahmenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie umfaßt eine Mehrzahl schleifenförmiger Elemente (102), die jeweils aus extrudierten Leichtmetallhohlstücken gebildet sind. Jedes schleifenförmige Element (102) ist im Querschnitt polygonal. Die Rahmenstruktur (100) der Fahrzeugkarosserie ist teilweise durch eine Mehrzahl solcher schleifenförmigen Elemente (102) gebildet, die seitlich miteinander verbunden sind. Jedes schleifenförmige Element (102) umfaßt zumindest zwei hohlextrudierte Stücke (104, 105), die mittels einer Kernkupplung (106) oder einer Schalenmuffenkupplung (140) miteinander verbunden sind. Ein Teil jedes schleifenförmigen Elements (102) ist gestuft, so daß es mit einem zugehörigen schleifenförmigen Element (102) verbunden werden kann, indem die Stufenabschnitte der zwei schleifenförmigen Elemente (102) passend aneinander gelegt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Rahmenstruktur zur Bildung einer Skelettstruktur einer Fahrzeugkarosserie.

Ein Beispiel herkömmlicher Karosserierahmen für vierrädrige Fahrzeuge ist in der Explosionsansicht von Fig. 15 gezeigt. Wie hieraus ersichtlich, umfaßt der Karosserierahmen 200 Hauptskelettelemente, wie etwa ein oberes Frontquerelement 201, ein oberes Mittelquerelement 202, ein oberes Heckquerelement 203, Frontpfosten 204, 204, Mittelpfosten 205, 205, Heckpfosten 206, 206, obere Längselemente 207, 207, untere Längselemente 208, 208 sowie Zwischenelemente 209, 209, die alle durch Kaltstanzen und/oder Biegepressen von Metallblechen hergestellt werden.

Der Karosserierahmen 200 wird gemäß Fig. 16 zusammengebaut. Die Hauptskelettelemente, nämlich die oberen Front-, Mittel- und Heckquerelemente 201, 202, 203, Frontpfosten 204, 204, Mittelpfosten 205, 205, Heckpfosten 206, 206, obere Längselemente 207, 207, untere Längselemente 208, 208 und Zwischenelemente 209, 209, werden durch Punktschweißen oder eine ähnliche Technik miteinander verbunden, um hierdurch die Karosserierahmenstruktur 200 zu bilden.

Weil die Skelettelemente bisher durch Kaltstanzen von Metallblechen hergestellt wurden, wurden auch Fragmente oder überzählige Stücke hergestellt, was die Ausbeute verschlechtert. Ferner war eine große Anzahl von Komponenten und Elementen erforderlich, weil die Skelettstruktur durch Kombination im wesentlichen linearer Elemente 201-209 gebildet wurde. Dies erfordert eine große Anzahl von Mann-Stunden zum Zeichnen der Zeichnungen, Anfertigen von Plänen für die Herstellung, die Herstellung selbst, vorübergehenden Zusammenbau und Schweißen der Elemente, was die Herstellungskosten des Karosserierahmens erhöht.

Bei der Forschung zur Überprüfung des herkömmlichen Herstellungsverfahrens eines üblichen Karosserierahmens für ein Fahrzeug wie dem oben beschriebenen haben die vorliegenden Erfinder erkannt, daß sich der Karosserierahmen als künstlicher Körper von Schleifen beschreiben läßt. Diese Überlegung führte zur vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäß wird eine Rahmenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie angegeben, die eine Mehrzahl schleifenförmiger Elemente aufweist, die zur Bildung eines Teils der oder der ganzen Karosserierahmenstruktur seitlich miteinander verbunden sind, wobei die schleifenförmigen Elemente hohl sind und durch Extrusion von Leichtmetall geformt sind.

Mit dieser Anordnung läßt sich die Ausbeute verbessern, weil die aus Leichtmetall extrudierten, hohlen, schleifenförmigen Elemente zur Formung der Karosserierahmenstruktur verwendet werden und daher nur wenige überzählige Stücke oder Fragmente erzeugt werden.

Weil die schleifenförmigen Elemente die Form langgestreckter Rohre einnehmen, lassen sie sich leicht biegen, was eine sehr präzise Bearbeitung ermöglicht. Durch seitliches Verbinden, d. h. Bündeln der schleifenförmigen Elemente, läßt sich ein dicker Karosserierahmen mit hoher Festigkeit herstellen. Wenn man zur seitlichen Verbindung der schleifenförmigen Elemente ein Laserschweißverfahren verwendet, läßt sich die unerwünschte thermische Verwindung reduzieren.

Ein schleifenförmiges Element ist angenähert vier herkömmlichen linearen Elementen äquivalent. Somit ermöglicht die Kombination der schleifenförmigen Elemente eine wesentliche Reduktion der Anzahl von Elementen, die zur Bildung der Karosserierahmenstruktur erforderlich sind, und somit eine Reduktion der Kosten, entsprechend der Mann-Stunden, die für das Zeichnen von Zeichnungen, Anfertigen von Plänen für die Herstellung, die Herstellung selbst, vorübergehenden Zusammenbau und das Schweißen der Rahmenelemente erforderlich ist.

Weil die Karosserierahmenstruktur teilweise oder ganz durch die seitlich verbundenen, schleifenförmigen Elemente gebildet wird, lassen sich groß dimensionierte Presseninstallationen vermeiden, und statt dessen lassen sich einfache und billige Installationen verwenden, um die Karosserierahmenstruktur herzustellen.

Bevorzugt bilden die schleifenförmigen Elemente einen Frontscheibenrahmen zur Aufnahme einer Frontglasscheibe, einen Türöffnungsrahmen zum Halten einer Tür, einen Heckscheibenrahmen zum Halten einer kleinen Glasscheibe zum Einsetzen in ein Heckfenster, Dachrahmen, wie etwa eine Deckenskelettstruktur, einen Hecktüröffnungsrahmen zum Anbringen einer Hecktür, und einen Fronthaubenöffnungsrahmen zum Anbringen einer Fronthaube.

Weil die Öffnungen in der Fahrzeugkarosserie somit durch präzise dimensionierte schleifenförmige Elemente gebildet sind, können Dichtelemente mit hoher Präzision angeordnet werden, was die Dichtwirkung um die Öffnungen herum verbessert.

Bei der herkömmlichen Rahmenstruktur erhält man die Verbindung zwischen beispielsweise der Oberseite des Mittelpfostens und einem Dach durch eine T-förmige Verbindung, welche durch Abstützung der Pfostenoberseite gegen einen Zwischenabschnitt eines Längsträgers gebildet ist. Bei der Erfindung kommen hingegen drei schleifenförmige Elemente zur Bildung einer dreistrahligen Struktur zusammen, was im Vergleich zur herkömmlichen Anordnung der Verbindung eine verbesserte Festigkeit ergibt. Weil sich ferner ein Großteil des Karosserierahmens durch die schleifenförmigen Elemente bilden läßt, kann der Karosserierahmen leicht durch einfache und billige Installationen hergestellt werden, ohne die herkömmlichen großdimensionierten Presseninstallationen verwenden zu müssen.

Bevorzugt ist jedes schleifenförmige Element aus zumindest zwei hohlextrudierten Stücken geformt, die endseitig durch eine Kernkupplung miteinander verbunden sind. Das schleifenformige Element läßt sich leicht herstellen, indem man eine Mehrzahl von hohlextrudierten Stücken kombiniert, ohne teure Biegevorrichtungen verwenden zu müssen.

Einige oder alle der schleifenförmigen Elemente lassen sich mit längserstreckenden Stufenabschnitten versehen, so daß ein schleifenförmiges Element seitlich mit einem anderen schleifenförmigen Element verbunden werden kann, indem die entsprechend gestuften Abschnitte passend aneinandergesetzt werden. Auch wenn demzufolge die schleifenförmigen Elemente eine Verwindung enthalten oder verzogen sind, können sie miteinander verbunden werden, wobei die Verwindung durch die gegenseitige Stufenpassung der entsprechenden Stufenabschnitte gemindert wird oder angeglichen, wodurch die Elemente leicht mit vorbestimmter Präzision hergestellt werden können.

Jedes schleifenförmige Element kann aus zumindest zwei hohlen extrudierten Stücken geformt sein, die mittels einer Schalenkupplung miteinander verbunden sind. Infolgedessen können die schleifenförmigen Elemente durch einfache Kombination einer Mehrzahl solcher hohlextrudierten Stücke hergestellt werden, und zwar ohne Verwendung teurer Biegevorrichtungen.

Bevorzugt sind zwei benachbarte schleifenförmige Elemente mittels einer Schalenkupplung miteinander verbunden. Durch Verbindung zweier benachbarter schleifenförmiger Elemente durch diese Kupplung wird die Rahmenstruktur für das Fahrzeug steifer.

Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen ersichtlich.

Fig. 1 zeigt eine Explosionsperspektivansicht einer Karosserierahmenstruktur für ein vierrädriges Fahrzeug;

Fig. 2A-2C zeigen ein Herstellungsverfahren für schleifenförmige Elemente;

Fig. 3 zeigt im Querschnitt ein Verbindungsverfahren zweier Rahmen;

Fig. 4 zeigt perspektivisch den zusammengebauten Karosserierahmen für ein vierrädriges Fahrzeug;

Fig. 5 zeigt in Explosionsansicht einen Teil 5 von Fig. 4 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entlang Linie 6-6 von Fig. 5;

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt entlang Linie 7-7 von Fig. 5;

Fig. 8 zeigt im Querschnitt die Verbindung zwischen einem Frontscheibenrahmen und einem Türrahmen;

Fig. 9 zeigt im Querschnitt die Verbindung zwischen einem Türöffnungsrahmen und einem Dachrahmen;

Fig. 10A und 10B zeigen im Querschnitt Abwandlungen der Verbindung zwischen den in Fig. 9 gezeigten schleifenförmigen Elementen;

Fig. 11A und 11B zeigen im Querschnitt eine weitere Abwandlung der Verbindung zweier schleifenförmiger Elemente;

Fig. 12A und 12B zeigen im Querschnitt eine weitere Abwandlung der Verbindung zweier schleifenförmiger Elemente;

Fig. 13A zeigt einen Querschnitt entlang Linie 13-13 von Fig. 4;

Fig. 13B zeigt im Querschnitt eine Schiene in einer Vertiefung, die durch den Türöffnungsrahmen und einen daran anliegenden Heckscheibenrahmen begrenzt ist;

Fig. 14A-14D zeigen in schematischen Perspektivansichten Schalenkupplungen und ihre Anwendungen;

Fig. 15 ist eine Explosions-Perspektivansicht einer herkömmlichen Rahmenstruktur für ein vierrädriges Fahrzeug; und

Fig. 16 zeigt in schematischer Perspektivansicht die herkömmliche Rahmenstruktur einer Fahrzeugkarosserie.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Der hierin verwendete Begriff "schleifenförmige Elemente" beinhaltet ringförmige Elemente, die man durch Extrusion von Ausgangsmaterialien von Leichtmetallegierungen zu Hohlelementen und Biegen (und bei Bedarf Ziehen und Pressen) dieser Hohlelemente erhält. Der Begriff "Fahrzeugkarosserierahmen" beinhaltet eine Fahrzeugskelettstruktur, die durch Kombination einer Mehrzahl solcher schleifenförmiger Elemente gebildet ist.

Zunächst zu Fig. 1. Ein Fahrzeugkarosserierahmen 100 umfaßt eine Bodenplattform 101 und eine Mehrzahl schleifenförmiger Elemente 102. Die schleifenförmigen Elemente 102 bilden einen Windschutzscheibenrahmen 102a zum Einsetzen einer Windschutzscheibe, einen Türöffnungsrahmen 102b zum Anbringen einer Tür, einen Heckscheibenrahmen 102c zum Einsetzen einer kleinen Heckscheibe, einen Dachschienenrahmen 102d als Skelettstruktur einer Decke, einen Hecktüröffnungsrahmen 102e zum Anbringen einer Hecktür sowie einen Fronthaubenöffnungsrahmen 102f zum Anbringen einer Fronthaube, die gemeinsam den Karosserierahmen 100 bilden. Dessen Plattform 101 ist aus linken und rechten Seitenelementen 160, 160 gebildet, einer Mehrzahl von Querelementen 162, 164, 166, 168 und rechten und linken Nebenelementen 170, 170.

In den Fig. 2A-2C ist ein Herstellungsverfahren für die schleifenförmigen Elemente gezeigt.

Gemäß Fig. 2A werden zunächst hohlextrudierte Stücke 104, 105 bereitgestellt. Man erhält sie durch Extrusion von Leichtmetallegierungen, wie etwa Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen und Titanlegierungen, und Biegen zu im wesentlichen U-förmigen Konfigurationen, sowie Kernkupplungen 106, 106, deren Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser jedes hohlextrudierten Stücks ist.

Das schleifenförmige Elemente 102 wird dann durch Verbinden der hohlextrudierten Stücke 104, 105 mittels der Kernkupplungen 106, 106 hergestellt, wie in Fig. 2B gezeigt.

In Fig. 2C ist ein schleifenförmiges Element 102 gezeigt, das an seiner Längsmitte gebogen ist.

Durch Verbindung von mehr als zwei hohlextrudierten Stücken 104, 105 mittels der Kernkupplungen 106, 106 läßt sich das schleifenförmige Element 102 mit Leichtigkeit herstellen.

Fig. 3 zeigt eine Verbindung zweier zusammengehöriger Rahmen. Beispielsweise stützen sich der Türöffnungsrahmen 102b und der Heckscheibenrahmen 102c aneinander ab, und die oberen und unteren Randabschnitte der Anlageflächen der Rahmen werden durch einen Laser 150 miteinander verschmolzen. Die hierbei gebildeten Schweißwülste 152 erstrecken sich senkrecht zur Blattebene der Figur und geben dieser Verbindung eine hohe Festigkeit.

Fig. 4 zeigt schematisch den Karosserierahmen des vierrädrigen Fahrzeugs im zusammengebauten Zustand. Die Plattform 101 trägt den Fahrzeugkarosserierahmen 100. Zusammengebaut ist dieser durch seitliches Miteinanderverbinden des Türöffnungsrahmens 102b, des Heckscheibenrahmens 102c, des Dachrahmens 102d, des Windschutzscheibenrahmens 102a, des Fronthaubenöffnungsrahmens 102f und des Hecktüröffnungsrahmens 102e.

Ein mit 5 bezeichneter Kreis bezeichnet einen T-förmigen Abschnitt, an dem drei Elemente zusammenkommen, nämlich der Windschutzscheibenrahmen 102a, der Türöffnungsrahmen 102b und der Dachrahmen 102d.

Bei einer herkömmlichen Fahrzeugkarosserie hat dieser Abschnitt die Form einer T-förmigen Verbindung, die durch Anlage eines Endes eines Querträgers gegen einen mittleren Abschnitt eines Längsträgers und Verschweißen der Anlagestelle gebildet ist. Im Gegensatz zu der T-förmigen Verbindung dieser zwei Elemente hat der T-förmige Abschnitt von Fig. 4 eine dreistrahlige Konstruktion, gebildet durch die drei zusammenkommenden Elemente, wodurch sich im Vergleich zur herkömmlichen Anordnung an dem dreistrahligen Abschnitt eine höhere Steifheit erzielen läßt. Wie aus der Figur ersichtlich, gibt es außer dem einen mit dem Kreis 5 bezeichneten Abschnitt noch andere dreistrahlige Abschnitte.

Gemäß Fig. 4 ist ein oberer Frontpfosten 180 durch Längsverbindung linker und rechter Seiten des Windschutzscheibenrahmens 102a mit einer Seite des Türöffnungsrahmens 102b gebildet.

Ein oberer Mittelpfosten 182 ist durch Längsverbindung einer Vorderseite des Heckscheibenrahmens 102c mit einem Teil einer Seite des Türöffnungsrahmens 102b gebildet.

In ähnlicher Weise ist der obere Heckmittelpfosten 184 durch Längsverbindung einer Rückseite des Heckscheibenrahmens 102c mit einem Teil der Seite eines Hecktüröffnungsrahmens 102e gebildet.

Ein Windlaufrahmen 186 ist durch Längsverbindung einer Unterseite des Windschutzscheibenrahmens 102a mit einer Oberseite des Fronthaubenöffnungsrahmens 102f gebildet.

Eine vordere Dachschiene 188 ist durch Verbindung eines Vorderrands des Dachrahmens 102d mit einem Unterrand des Windschutzscheibenrahmens 102a gebildet.

Linke und rechte Dachschienen 190, 192 sind durch Verbindung rechter und linker Ränder des Dachrahmens 102d und jeweiliger Oberränder des Türöffnungsrahmens 102b gebildet.

Eine hintere Dachschiene 194 ist durch Verbindung eines Hinterrands des Dachrahmens 102d mit einem Oberrand des Hecktüröffnungsrahmens 102e gebildet.

Die Seitenrahmenbaugruppe 196 ist durch Verbindung des Türöffnungsrahmens 102b, des Heckscheibenrahmens 102c und des vorderen Seitenrahmens 102g gebildet.

Fig. 5 zeigt in Explosionsperspektivansicht im vergrößerten Maßstab den in Fig. 4 mit 5 bezeichneten T-förmigen Abschnitt, in dem der Windschutzscheibenrahmen 102a, der Türöffnungsrahmen 102b und der Dachrahmen 102d zusammenkommen.

Der Windschutzscheibenrahmen 102a ist ein Hohlelement mit einer Vertiefung 111, einer ersten Oberfläche 112 und einer zweiten Oberfläche 113, wobei die ersten und zweiten Oberflächen 112, 113 gemeinsam Stufenabschnitte oder Stufenoberflächen bilden.

Ähnlich ist der Türöffnungsrahmen 102b ein Hohlelement mit einer Vertiefung 115, einer ersten Oberfläche 116 und einer zweiten Oberfläche 117, wobei die ersten und zweiten Oberflächen 116, 117 gemeinsam Stufenabschnitte oder Stufenoberflächen bilden.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entlang Linie 6-6 von Fig. 5. Der Dachrahmen 102d ist ebenfalls ein Hohlelement mit einer ersten Oberfläche 121 und einer zweiten Oberfläche 122, die gemeinsam Stufenabschnitte oder Stufenoberflächen bilden.

Somit läßt sich die zweite Oberfläche 113 des Windschutzscheibenrahmens 102a auf die erste Oberfläche 121 des Dachrahmens 102d legen, wohingegen sich die erste Oberfläche 112 des Windschutzscheibenrahmens 102a auf die zweite Oberfläche 122 des Dachrahmens 102d legen läßt.

Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang Linie 7-7 von Fig. 5. Die zweite Oberfläche 117 des Türöffnungsrahmens 102b läßt sich auf die erste Oberfläche 121 des Dachrahmens 102d legen, wohingegen sich die erste Oberfläche 116 des Türöffnungsrahmens 102b auf die zweite Oberfläche 122 des Dachrahmens 102d legen läßt.

Fig. 8 zeigt im Querschnitt die Verbindung zwischen dem Windschutzscheibenrahmen und dem Dachrahmen. Der Dachrahmen 102d ist an den Windschutzscheibenrahmen 102a angepaßt und mit diesem verschweißt. Ein Basisabschnitt eines Arms 125 eines Rückspiegels 124 ist in einer Vertiefung 111 des Windschutzscheibenrahmens 102a aufgenommen. Ein Dach 126, eine Innenverkleidung 127 und eine Windschutzscheibe 128 sind nach Darstellung ebenfalls an dem Karosserierahmen angebracht.

Fig. 9 zeigt im Querschnitt die Verbindung zwischen dem Türöffnungsrahmen mit dem Dachrahmen. Der Dachrahmen 102d ist an den Türöffnungsrahmen 102b angepaßt und mit diesem verschweißt. Ein Basisabschnitt einer Türdichtung 131 ist in einer Vertiefung 115 des Türöffnungsrahmens 102b aufgenommen. Das Dach 126, eine Innenverkleidung 127 und ein Türrahmen 132 sind gemäß Darstellung ebenfalls angebracht.

Wie gesagt ist das schleifenförmige Element 102 mit Stufenoberflächen ausgestaltet, so daß es passend in ein weiteres zugehöriges schleifenförmiges Element eingreift, wobei die Stufenabschnitte der zwei Elemente aufeinander liegen. Durch Verbindung eines Paars schleifenförmiger Elemente 102, 102 lassen sich die zwei Elemente gut verbinden, auch wenn sie eine Verwindung enthalten oder verzogen sind, was das Auftreten ungeeigneter Verbindungen vermeidet. Der Fachmann wird leicht erkennen, daß die Stufenoberflächen nur an denjenigen Abschnitten der schleifenförmigen Elemente vorgesehen sein brauchen, die zur Verbindung dienen.

Fig. 10A und 10B zeigen im Querschnitt Abwandlungen der Verbindungen zwischen den schleifenförmigen Elementen.

In Fig. 10A können die ersten und zweiten Oberflächen 116 und 117 weggelassen sein, wenn beispielsweise der Dachrahmen 102d mit dem Türöffnungsrahmen 102b verbunden ist.

Wenn gemäß Fig. 10B der Dachrahmen 102d mit dem Türöffnungsrahmen 102b verbunden wird, bilden die ersten und zweiten Oberflächen 121 und 122 des Dachrahmens 102d gemeinsam eine mittlere Trennwand, wodurch die Verbindung eine verbesserte Biegesteifigkeit erhält. Ferner läßt sich im Vergleich mit der Anordnung von Fig. 9 der Karosserierahmen vom Gewicht her leichter machen.

Fig. 11A und 11B zeigen Querschnitte ähnlich den Fig. 10A und 10B, jedoch mit weiteren Abwandlungen der Verbindungen zwischen den schleifenförmigen Elementen.

Bei der Verbindung des Dachrahmens 102d mit dem Türöffnungsrahmen 102b können beispielsweise die ersten und zweiten Oberflächen 121 und 122 des Dachrahmens 102d weggelassen sein, wie in Fig. 11A gezeigt.

Wenn der Dachrahmen 102d mit dem Türöffnungsrahmen 102b verbunden wird, bilden die ersten und zweiten Oberflächen 116 und 117 des Türöffnungsrahmens 102b gemeinsam eine Mitteltrennwand, wie in Fig. 11B gezeigt, wodurch die Verbindung eine erhöhte Biegesteifigkeit erhält. Ferner läßt sich im Vergleich mit der Anordnung von Fig. 9 der Karosserierahmen vom Gewicht her leichter machen.

Fig. 12A und 12B sind Querschnitte ähnlich Fig. 11A und 11B, zeigen jedoch weitere Abwandlungen der Verbindung zwischen den schleifenförmigen Elementen.

Wenn gemäß Fig. 12A der Dachrahmen 102d mit dem Türöffnungsrahmen 102b verbunden wird, kann man die ersten und zweiten Oberflächen 121 und 122 des Dachrahmens 102d sowie die ersten und zweiten Oberflächen 116 und 117 des Türöffnungsrahmens 102b weglassen.

In Fig. 128 ist der Dachrahmen 102d mit dem Türöffnungsrahmen 102b verbunden, wodurch man ein Hohlelement mit großem Querschnitt erhält.

Fig. 13A ist ein Querschnitt entlang Linie 13-13 von Fig. 4. Durch passendes ansetzen des Türöffnungsrahmens 102b an den Heckscheibenrahmen 102c erhält man eine große oder tiefe Vertiefung 135.

Schließlich kann die Schiene 136 in die Vertiefung 135 derart eingesetzt werden, daß die Schiene 136 zur stabilen Vebindung des Türöffnungsrahmens 102b mit dem Heckscheibenrahmen 102c dient. Die Schiene 136 läßt sich so anordnen, daß sie nicht nur als Verstärkungselement dient, sondern auch als Vorhangschiene für einen Innenvorhang. Die Bezugszeichen 137, 138 bezeichnen eine Heckscheibe bzw. eine Türscheibe.

Fig. 14A-14D zeigen in schematischen Perspektivansichten Klemm- oder Schalenmuffenkupplungen und ihre Anwendungen.

Fig. 14A zeigt eine Klemm- oder Schalenmuffenkupplung 140, die insbesondere dazu geeignet ist, zwei stangenartige oder rohrartige Stücke zwischen sich aufzunehmen und miteinander zu verbinden. Sie umfaßt ein Kanalelement 141 als erste Teilschale und eine der Öffnung gegenüberliegende Verbindungsplatte 142 als zweite Teilschale. Hier steht von der Verbindungsplatte 142 ein Montageanschlag 143 vor und hat hierdurch eine T-förmige Konfiguration.

Alternativ läßt sich eine Klemm- oder Schalenmuffenkupplung 140b gemäß Fig. 14D verwenden, um eine Verbindungsplatte 142b gemäß Fig. 14D ohne Vorsprung oder Rippe wie dem Montageanschlag 143 mit dem Kanal 141 zu verbinden.

Obere und untere hohlextrudierte Stücke 146, 147 und obere und untere hohlextrudierte Stücke 148, 149 werden endseitig aneinander gelegt oder miteinander verbunden, wie in Fig. 14B gezeigt. Dann wird das Kanalelement 141 von der Rückseite gemäß Pfeil (a) eingesetzt, wonach die Verbindungsplatte 142 gemäß Pfeil (b) von der Vorderseite aufgesetzt wird.

Durch Schweißen oder Verkleben des Kanalelements 141 mit der Verbindungsplatte 142 werden die hohlextrudierten Stücke 146-149 mittels der Kupplung 140 fest miteinander verbunden. Der Steifheit wegen wird bei Bedarf die Verbindung 144 zwischen den hohlextrudierten Stücken 146, 147 von der Verbindung 145 zwischen den hohlextrudierten Stücken 148, 149 in Höhenrichtung versetzt, wie in der Figur gezeigt.

In Fig. 14D ist eine Schalenkupplung 140 gezeigt, welche den Türöffnungsrahmen 102b mit einem unteren Rahmen 102h verbindet, der unterhalb des Heckscheibenrahmens 102c angeordnet ist. Zwei weitere Kupplungen 140b dienen zur Verbindung des unteren Rahmens 102h mit dem Heckscheibenrahmen 102c sowie zur Verbindung des Heckscheibenrahmens 102c mit dem Türöffnungsrahmen 102b.

Hierbei erfüllen die Kupplungen 140 und 140b zwei Funktionen, nämlich die Verbindung eines benachbarten Paars schleifenförmiger Elemente 102b, 102c miteinander und die koaxiale Verbindung der oberen und unteren hohlextrudierten Stücke 146, 147 (oder 148, 149).

Obwohl nicht gezeigt, kann eine Seite eines schleifenförmigen Elements 102 mit einer Vertiefung versehen sein, wohingegen eine zugehörige Seite eines anderen schleifenförmigen Elements 102 mit einem Vorsprung versehen sein kann, wodurch die zwei Elemente durch Einsetzen des Vorsprungs in die Vertiefung aneinander passen.

Alternativ können zwei schleifenförmige Elemente 102 vorgesehen sein, die an ihrer einen Seite jeweils eine Vertiefung und ein Zwischenelement mit ovalem Querschnitt aufweisen, so daß die schleifenförmigen Elemente miteinander verbunden werden können, indem man sie aufeinander legt, wobei das Zwischenelement zwischen diesen angeordnet ist.

Eine Rahmenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie umfaßt eine Mehrzahl schleifenförmiger Elemente 102, die jeweils aus extrudierten Leichtmetallhohlstücken gebildet sind. Jedes schleifenförmige Element 102 ist im Querschnitt polygonal. Die Rahmenstruktur 100 der Fahrzeugkarosserie ist teilweise durch eine Mehrzahl solcher schleifenförmigen Elemente 102 gebildet, die seitlich miteinander verbunden sind. Jedes schleifenförmige Element 102 umfaßt zumindest zwei hohlextrudierte Stücke 104, 105, die mittels einer Kernkupplung 106 oder einer Schalenmuffenkupplung 140 miteinander verbunden sind. Ein Teil jedes schleifenförmigen Elements 102 ist gestuft, so daß es mit einem zugehörigen schleifenförmigen Element 102 verbunden werden kann, indem die Stufenabschnitte der zwei schleifenförmigen Elemente 102 passend aneinander gelegt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Rahmenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie, die aus extrudierten Leichtmetallelementen zur Bildung einer Skelettstruktur des Fahrzeugs zusammengesetzt ist und eine Mehrzahl polygonaler, schleifenförmiger Elemente (102) umfaßt, die aus den extrudierten Elementen gebildet sind, wobei die polygonalen, schleifenförmigen Elemente (102) zur Bildung der Skelettstruktur seitlich miteinander verbunden sind.
  2. 2. Karosserierahmenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der polygonalen, schleifenförmigen Elemente (102) ein Element aus einer Gruppe bildet, die umfaßt: einen Windschutzscheibenrahmen (102a) zur Aufnahme einer Windschutzscheibe, einen Türöffnungsrahmen (102b) zum Anbringen einer Tür, einen Heckscheibenrahmen (102c) zur Aufnahme einer kleinen Heckscheibe, einen Dachrahmen (102d) als Deckenskelettstruktur, einen Hecktüröffnungsrahmen (102e) zum Anbringen einer Hecktür, einen Fronthaubenöffnungsrahmen (102b) zum Anbringen einer Fronthaube sowie einen Frontseitenrahmen (196) zur Bildung einer Frontseite der Karosserierahmenstruktur.
  3. 3. Karosserierahmenstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine rechte Seite bzw. eine linke Seite des Windschutzscheibenrahmens (102a) längs mit einer Seite des Türöffnungsrahmens (102b) verbunden sind, um einen oberen Frontpfosten (180) zu bilden.
  4. 4. Karosserierahmenstruktur nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorderseite des Heckscheibenrahmens (102c) längs mit einem Teil einer Seite des Türöffnungsrahmens (102b) verbunden ist, um einen oberen Mittelpfosten (182) zu bilden.
  5. 5. Karosserierahmenstruktur nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückseite des Heckscheibenrahmens (102c) längs mit einem Teil einer Seite des Hecktüröffnungsrahmens (102e) verbunden ist, um einen oberen Heckpfosten (184) zu bilden.
  6. 6. Karosserierahmenstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterseite des Frontscheibenrahmens (102a) längs mit einer Oberseite des Fronthaubenöffnungsrahmens (102f) verbunden ist, um einen Windlaufrahmen (186) zu bilden.
  7. 7. Karosserierahmenstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorderrand des Dachrahmens (102d) längs mit einem Oberrand des Windschutzscheibenrahmens (102a) verbunden ist, um eine vordere Dachschiene (188) zu bilden.
  8. 8. Karosserierahmenstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein linker Rand und ein rechter Rand des Dachrahmens (102d) längs mit einem Oberrand des jeweiligen Türöffnungsrahmens (102b) verbunden sind, um linke und rechte Dachschienen (190, 192) zu bilden.
  9. 9. Karosserierahmenstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hinterrand des Dachrahmens (102d) längs mit einem Oberrand des Hecktüröffnungsrahmens (102e) verbunden ist, um eine Hecktürschiene (194) zu bilden.
  10. 10. Karosserierahmenstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Türöffnungsrahmen (102b), der Heckscheibenrahmen (102c) und der Frontseitenrahmen (102g) zur Bildung einer Seitenrahmenbaugruppe (196) miteinander verbunden sind.
  11. 11. Karosserierahmenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der polygonalen, schleifenförmigen Elemente (102) aus zumindest zwei hohlextrudierten Stücken (104, 105) gebildet ist, die mittels einer Kernkupplung (106) miteinander verbunden sind.
  12. 12. Karosserierahmenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes polygonale, schleifenförmige Element (102) einen Stufenabschnitt aufweist, der zumindest teilweise entlang seiner Länge verläuft und durch passendes Ansetzen des Stufenabschnitts an einen entsprechenden Stufenabschnitt eines zugehörigen polygonalen, schleifenförmigen Elements (102) mit diesem benachbarten polygonalen, schleifenförmigen Element (102) verbunden ist.
  13. 13. Karosserierahmenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalen, schleifenförmigen Elemente (102) aus zumindest zwei hohlextrudierten Stücken (104, 105) gebildet sind, die mittels einer Schalenmuffenkupplung (140) miteinander verbunden sind.
  14. 14. Karosserierahmenstruktur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenmuffenkupplung (140) dazu geeignet ist, ein benachbartes Paar der polygonalen, schleifenförmigen Elemente (102, 102) miteinander zu verbinden.






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