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Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für eine Nutzfahrzeugkabine, die einen Innenraum begrenzt, mit einer Profilverbindungsstelle, an der drei sich in drei Raumrichtungen erstreckende Profile miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Verbinden von drei sich in drei Raumrichtungen erstreckenden Profilen.
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Aus der europäischen Patentschrift
EP 0 461 346 B1 ist eine aufrechte Säule für eine vorzugsweise aus Leichtmetall gefertigte Fahrzeug-Aufbaustruktur bekannt, wobei die Säule aus einem Strangpressprofil und einem durch ein Blechteil gebildeten Schließteil besteht, wobei am Strangpressprofil zwei mit Abstand zueinander angeordnete, etwa unförmige Aufnahmeabschnitte vorgesehen sind, in die Randabschnitte des Schließteils eingreifen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von Nutzfahrzeugkabinen zu vereinfachen.
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Die Aufgabe ist bei einer Tragstruktur für eine Nutzfahrzeugkabine, die einen Innenraum begrenzt, mit einer Profilverbindungsstelle, an der drei sich in drei Raumrichtungen erstreckende Profile miteinander verbunden sind, dadurch gelöst, dass jedem Profil ein Verbindungselement zugeordnet ist, das stoffschlüssig mit einem Verbindungselement eines der übrigen Profile verbunden ist. Die Profilverbindungsstelle entspricht im Wesentlichen dem Ursprung eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems mit einer x-Achse, einer y-Achse und einer z-Achse. Die Profile erstrecken sich jeweils in Richtung einer der Achsen. Die Tragstruktur ist vorzugsweise mit Kabinenwandteilen versehen, welche die Zugänglichkeit der Profilverbindungsstelle von außen zumindest stark einschränken. Durch die erfindungsgemäßen Verbindungselemente wird die die Montage der Nutzfahrzeugkabine erheblich vereinfacht. Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Verbindungselemente in Kombination mit unterschiedlich langen Profilen verwendet werden. Dadurch können auf besonders einfache Art und Weise unterschiedlich große Nutzfahrzeugkabinen hergestellt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente labyrinthartig ineinander greifen. Dabei sind die Verbindungselemente vorteilhaft so angeordnet und ausgeführt, dass sie teilweise aneinander zur Anlage kommen. Dadurch wird auf einfache Art und Weise bei der Montage das Herstellen einer schlüssigen Verbindung zwischen den Verbindungselementen ermöglicht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Profile als Rollprofile ausgeführt sind. Die Profile können aus einem Rollprofil oder aus mehreren Rollprofilen gebildet sein. Rollprofile haben den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig herstellbar sind. Allerdings haben Rollprofile über ihre Längsausstreckung einen konstanten Querschnitt. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verbindungselemente können die Profile an der Profilverbindungsstelle einfach und stabil aneinander befestigt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Profilverbindungsstelle nur vom Innenraum her zugänglich ist. Dadurch wird die Zugänglichkeit der Profilverbindungsstelle, insbesondere mit einem Schweißwerkzeug, erheblich eingeschränkt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente durch Klebverbindungen miteinander verbunden sind. Zum Herstellen der Klebverbindungen wird vor der Montage mindestens eine Kleberaupe auf eines der Verbindungselemente aufgebracht. Bei der Montage der Profile mit den Verbindungselementen werden aneinander in Anlage kommende Teilbereiche der Verbindungselemente durch die Kleberaupe stoffschlüssig miteinander verbunden. Das liefert den Vorteil, dass weitere Bearbeitungsschritte zum Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung entfallen können.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente stoffschlüssig mit einem Ende des jeweils zugeordneten Profils verbunden sind. Die Verbindungselemente können durch Kleben oder Schweißen stoffschlüssig mit dem jeweiligen Profil verbunden sein. Die Verbindungselemente werden vorzugsweise vor dem Verbinden der Profile miteinander an dem jeweils zugeordneten Profil befestigt. Dadurch wird das Herstellen der stoffschlüssigen Verbindungen der Verbindungselemente untereinander vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Verbindungselement stoffschlüssig mit einem zweiten Verbindungselement, einem Rückquerträger und einem Seitenlängsträger der Tragstruktur verbunden ist. Dadurch wird das Herstellen einer stabilen Profilverbindungsstelle vereinfacht. Der Rückquerträger und der Seitenlängsträger sind als Profile ausgeführt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungselement stoffschlüssig mit einem dritten Verbindungselement, dem Rückquerträger und dem Seitenlängsträger der Tragstruktur verbunden ist. Dadurch wird das Herstellen einer stabilen Profilverbindungsstelle weiter vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Verbindungselement stoffschlüssig mit dem zweiten Verbindungselement, dem Rückquerträger und einer C-Säule der Tragstruktur verbunden ist. Dadurch wird das Herstellen einer stabilen Profilverbindungsstelle weiter vereinfacht. Die C-Säule ist ebenfalls als Profil ausgeführt.
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Bei einem Verfahren zum Verbinden von drei sich in drei Raumrichtungen erstreckenden Profilen, insbesondere zu einer vorab beschriebenen Tragstruktur, ist die vorab angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Profile mit den Verbindungselementen unter Zwischenordnung von Kleberaupen relativ zueinander bewegt, insbesondere verschwenkt werden, um die Profile an der Profilverbindungsstelle fest miteinander zu verbinden. Dabei kommen die Verbindungselemente teilweise aneinander zur Anlage. Die Verbindungselemente können zusätzlich zur Anlage an Profilen kommen, denen sie nicht zugeordnet sind. Die Kleberaupen sind vorzugsweise an allen Stellen vorgesehen, wo die Verbindungselemente aneinander oder an Profilen zur Anlage kommen, denen sie nicht zugeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Nutzfahrzeugkabine mit einer vorab beschriebenen Tragstruktur. Die Nutzfahrzeugkabine gehört vorzugsweise zu einem Lastkraftwagen.
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Bei den Rollprofilen handelt es sich vorzugsweise um rollgeformte Blechprofile. Derartige rollgeformte Blechprofile stehen als Endlosmaterial zur Verfügung und müssen vor der Verwendung in der erfindungsgemäßen Tragstruktur nur auf eine geeignete Länge gebracht werden. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Plattform zur Herstellung eines Nutzfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, mit einer vorab beschriebenen Tragstruktur. Durch die erfindungsgemäße Tragstruktur ist es möglich, mit einer relativ großen Anzahl von Gleichteilen, insbesondere Rollprofilen und Verbindungsteilen, unterschiedliche Fahrzeugtypen darzustellen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Nutzfahrzeugkabine mit einer erfindungsgemäßen Tragstruktur;
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2 einen ersten Ausschnitt aus 1 von außen vor dem Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung;
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3 den gleichen Ausschnitt wie in 2 nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung;
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4 einen zweiten Ausschnitt aus 1 von außen vor dem Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung und
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5 den in 4 dargestellten Ausschnitt, von innen betrachtet, nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung.
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In 1 ist eine Nutzfahrzeugkabine 1 mit einem Dach 3 perspektivisch dargestellt. Die Nutzfahrzeugkabine 1 umfasst eine Tragstruktur 4 mit einer Rückwand 5. An der Rückwand 5 ist mit Hilfe eines Rückquerträgers 7 ein Dachhinterteil 6 befestigt. Die Tragstruktur 4 umfasst des Weiteren ein Dachseitenteil 8, das an einer rechten Seitenstruktur 10 befestigt ist. Die rechte Seitenstruktur 10 umfasst einen oberen Seitenlängsträger 11 und einen unteren Seitenlängsträger 12. Der obere Seitenlängsträger 11 erstreckt sich auf gleicher Höhe wie der Rückquerträger 7. Der untere Seitenlängsträger 12 wird auch als Seitenschweller bezeichnet.
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Zwischen dem unteren Seitenlängsträger 12 und dem oberen Seitenlängsträger 11 erstrecken sich insgesamt drei als Profile ausgeführte Säulen 14, 15, 16 senkrecht zu den beiden Seitenlängsträgern 11 und 12. Die vordere Säule 14 wird auch als A-Säule bezeichnet. Die mittlere Säule 15 wird auch als B-Säule bezeichnet. Die hintere Säule 16 wird auch als C-Säule bezeichnet.
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Der Rückquerträger 7, der obere Seitenlängsträger 11 und die C-Säule 16 sind als Rollprofile ausgeführt. In 2 sieht man, dass die C-Säule 16 aus zwei Rollprofilelementen 18, 19 zusammengesetzt ist. Die beiden Rollprofilelemente 18 und 19 werden zur Darstellung der C-Säule 16 stoffschlüssig miteinander verbunden, wie man in 3 sieht.
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Bei der Fertigung der Nutzfahrzeugkabine 1 wird in einem ersten Schritt die Rückwand 5 an dem Dachhinterteil 6 befestigt. In einem zweiten Schritt wird die rechte Seitenstruktur 10 an dem Zusammenbau Rückwand 5/Dachhinterteil 6 befestigt. Anschließend wird eine nicht näher bezeichnete linke Seitenstruktur an dem Zusammenbau Rückwand 5/Dachhinterteil 6/rechte Seitenstruktur 10 befestigt.
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Die nicht näher bezeichnete linke Seitenstruktur umfasst, wie man in 4 sieht, einen oberen Seitenlängsträger 21 und ein Dachseitenteil 24. In 4 sieht man des Weiteren, dass zwischen einem Profilelemente 25, das dem Rollprofilelement 18 der rechten Seitenstruktur 10 entspricht, und dem Rückquerträger 7 eine Versteifungskonsole 26 angeordnet ist. Die Versteifungskonsole 26 ist stoffschlüssig mit dem Rollprofilelement 25 und dem Rückquerträger 7 verbunden.
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In 5 sieht man, dass der Rückquerträger 7 und der obere Seitenlängsträger 21 im Innenraum der Nutzfahrzeugkabine 1 angeordnet und von außen nicht zugänglich sind. Der Rückquerträger 7 entspricht einem ersten Profil 31. Der obere Seitenlängsträger 21 entspricht einem zweiten Profil 32. Ein drittes Profil 33 stellt eine C-Säule zwischen der linken Seitenstruktur und der Rückwand 5 dar.
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Das erste Profil 31 erstreckt sich in einer Fahrzeugquerrichtung, die auch als y-Richtung bezeichnet wird. Das zweite Profil 32 erstreckt sich in einer Fahrzeuglängsrichtung, die auch als x-Richtung bezeichnet wird. Das dritte Profil 33 erstreckt sich in einer vertikalen Richtung, die auch als z-Richtung bezeichnet wird.
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Die drei Profile 31 bis 33 erstrecken sich also in drei Raumrichtungen. Dabei sind die drei Profile 31 bis 33 mit ihren in 5 sichtbaren Enden an einer Profilverbindungsstelle 40 mit Hilfe von drei Verbindungsteilen 41 bis 43 stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Der Stoffschluss wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung mit Hilfe von Kleberaupen erzeugt, die an diversen Anlagestellen der betreffenden Einzelteile angeordnet werden. Beim Inanlagekommen der Einzelteile an den Anlagestellen erzeugen die Kleberaupen stoffschlüssige Verbindungen zwischen den in Anlage kommenden Einzelteilen. Nach dem Fügen härtet der Kleber aus und sorgt für eine stabile Befestigung der drei Profile 31 bis 33 aneinander an der Profilverbindungsstelle 40.
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Die Profile 31 bis 33 werden vor der Montage jeweils mit einem eigenen Verbindungsteil 41 bis 43 stoffschlüssig verbunden. Dabei sind die Verbindungsteile 41 bis 43, die auch als Schließteile bezeichnet werden, so ausgestaltet, dass sie beim Fügen labyrinthartig ineinander greifen. Beim Fügen werden die Zusammenbauteile relativ zueinander verschwenkt. Beim Verschwenken werden mit Hilfe der vorher aufgetragenen Kleberaupen stabile stoffschlüssige Verbindungen geschaffen.
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In 5 sieht man, wie die drei Profile 31 bis 33 nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung durch die Verbindungsteile 41 bis 43 stabil miteinander verbunden sind.
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Das erste Verbindungselement 41 ist, wie man in 4 sieht, vor dem Fügen an dem Profil 31 befestigt. Nach dem Fügen ist das Verbindungselement 41 an dem ersten Profil 31, dem zweiten Profil 32 und dem zweiten Verbindungselement 42 befestigt.
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Das zweite Verbindungselement 42 ist nach dem Fügen an dem ersten Profil 31, dem zweiten Profil 32 und dem dritten Verbindungselement 43 befestigt.
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Das dritte Verbindungselement 43 ist nach dem Fügen an dem dritten Profil 33, dem ersten Profil 31 und dem zweiten Verbindungselement 42 befestigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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