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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf Komponenten einer Fahrzeugkarosserie und ein Verfahren zur Herstellung von Komponenten einer Fahrzeugkarosserie.
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STAND DER TECHNIK
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Komponenten einer Fahrzeugkarosserie können durch Hydroformen oder miteinander Verschweißen mehrerer gestanzter oder gewalzter Teile hergestellt werden, um einen Querschnitt zu erzielen, welcher in der Lage ist, die gewünschte Festigkeit der individuellen Komponente bereitzustellen. Das Hydroformverfahren ist auf Materialien mit einem geringeren Dickenmaß beschränkt und die Stanz- und Wälzverfahren umfassen die zusätzlichen Herstellungsschritte zum Formen von mehreren Teilen, welche dann durch ein Verfahren, wie beispielsweise Schweißen, miteinander verbunden werden müssen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es wird ein Verfahren bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Extrudieren eines langgestreckten Elementes, welches einen sich longitudinal erstreckenden Querschnitt besitzt, Biegen des langgestreckten Elementes mit einer mehrachsigen Biegemaschine um eine erste Achse und nachfolgend um eine zweite Achse, welche nicht parallel zur ersten Achse ist, um eine Komponente einer Fahrzeugkarosserie zu bilden.
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Es wird eine Komponente einer Fahrzeugkarosserie bereitgestellt. Die Komponente einer Fahrzeugkarosserie umfasst ein extrudiertes, langgestrecktes Element, welches einen sich longitudinal erstreckenden Querschnitt besitzt. Das langgestreckte Element umfasst einen ersten Abschnitt, welcher sich entlang einer ersten Achse erstreckt, einen zweiten Abschnitt, welcher sich von dem ersten Abschnitt entlang einer zweiten Achse erstreckt, und einen dritten Abschnitt, welcher sich von dem zweiten Abschnitt entlang einer dritten Achse erstreckt, wobei die erste Achse und die dritte Achse nicht planparallel in Bezug zueinander sind.
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Es wird eine Komponente einer Fahrzeugkarosserie bereitgestellt. Die Komponente einer Fahrzeugkarosserie umfasst ein einheitlich extrudiertes, langgestrecktes Element, welches einen sich longitudinal erstreckenden Querschnitt besitzt. Das langgestreckte Element umfasst eine Dachreling, welche sich entlang einer ersten Achse erstreckt, eine A-Säule, welche sich von der Dachreling entlang einer zweiten Achse erstreckt, und einen dritten Abschnitt, welcher sich von der A-Säule entlang einer dritten Achse erstreckt, wobei die erste Achse und die dritte Achse nicht planparallel sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht einer Fahrzeugkarosseriestruktur;
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2 ist eine Draufsicht eines ersten Beispiels einer extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie;
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3 ist eine Seitenansicht des ersten Beispiels der extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie;
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4 ist eine Vorderansicht des ersten Beispiels der extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie;
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5 ist eine Querschnittsansicht des ersten Beispiels der extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie entlang der Linie 5-5 in 2;
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6 ist eine Querschnittsansicht des ersten Beispiels der extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie entlang der Linie 6-6 in 2;
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7 ist eine isometrische Ansicht eines vorderen Teils einer Fahrzeugkarosseriestruktur;
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8 ist eine Seitenansicht eines zweiten Beispiels einer extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie;
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9 ist eine Draufsicht des zweiten Beispiels der extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie;
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10 ist eine Vorderansicht des zweiten Beispiels der extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie;
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11 ist eine Querschnittsansicht des zweiten Beispiels der extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie entlang der Linie 11-11 in 8; und
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12 ist ein Verfahren zur Herstellung einer extrudierten Komponente einer Fahrzeugkarosserie.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offengelegten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten zu zeigen. Deshalb sind spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten, welche hierin offenbart sind, nicht als limitierend zu interpretieren, sondern lediglich als eine stellvertretende Basis zur Lehre des Fachmannes, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise auszuführen ist. Der Fachmann wird erkennen, dass verschiedene, in Bezug auf eine der Figuren dargestellte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, welche mit den Lehren dieser Offenlegung übereinstimmen, könnten jedoch für besondere Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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Bezug nehmend auf 1 wird eine Seitenansicht einer Fahrzeugkarosseriestruktur 10 dargestellt. Die Karosseriestruktur 10 kann eine Dachreling 12, A-Säule 14, B-Säule 16, C-Säule 18, D-Säule 20, Seitenholm 22, A-Säulenverstärkung 24, Querträger, Bodenelemente, Bodenplatten oder irgendeine andere Komponente einer im Stand der Technik bekannten Fahrzeugkarosseriestruktur oder eines im Stand der Technik bekannten Fahrzeugrahmens umfassen.
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Bezug nehmend auf 2–6 wird eine Ausführungsform einer Komponente 26 einer Fahrzeugkarosserie dargestellt. Die Komponente 26 einer Fahrzeugkarosserie umfasst ein extrudiertes, langgestrecktes Element 28, welches einen sich longitudinal erstreckenden Querschnitt besitzt. Das extrudierte, langgestreckte Element 28 kann einen ersten Abschnitt 30, einen zweiten Abschnitt 32 und einen dritten Abschnitt 34 aufweisen. Der erste Abschnitt 30 kann sich entlang einer ersten Achse 36 erstrecken. Der zweite Abschnitt 32 kann sich vom ersten Abschnitt 30 entlang einer zweiten Achse 38 erstrecken. Der dritte Abschnitt 34 kann sich vom zweiten Abschnitt 32 entlang einer dritten Achse 40 erstrecken. Die erste Achse 36 und die dritte Achse 40 können nicht planparallel in Bezug zueinander sein. Der erste Abschnitt 30 des extrudierten, langgestreckten Elementes 28 kann eine Dachreling aufweisen. Der zweite Abschnitt 32 des extrudierten, langgestreckten Elementes 28 kann eine A-Säule aufweisen. Der dritte Abschnitt 34 des extrudierten, langgestreckten Elementes 28 kann eine Scharniersäule aufweisen. Die erste Achse 36 steht senkrecht zur Zeichenebene in 4, während die dritte Achse 40 senkrecht zur Zeichenebene in 2 steht.
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Der zweite Abschnitt 32 des langgestreckten Elementes 28 kann um eine erste Biegeachse 42 in Bezug auf den ersten Abschnitt 30 gebogen sein. Der dritte Abschnitt 34 des langgestreckten Elementes 28 kann um eine zweite Biegeachse 44 in Bezug auf den zweiten Abschnitt 32 gebogen sein. Die erste Biegeachse 42 kann nicht parallel zu der zweiten Biegeachse 44 sein. Der zweite Abschnitt 32 des langgestreckten Elementes 28 kann auch um eine dritte Biegeachse 46 in Bezug auf den ersten Abschnitt 30 gebogen sein. Der dritte Abschnitt 34 des langgestreckten Elementes 28 kann auch um eine vierte Biegeachse 48 in Bezug auf den zweiten Abschnitt 32 gebogen sein. Die dritte Biegeachse 46 kann nicht parallel zur ersten Biegeachse 42, zweiten Biegeachse 44 und/oder vierten Biegeachse 48 sein. Die vierte Biegeachse 48 kann nicht parallel zur ersten Biegeachse 42, zweiten Biegeachse 44 und/oder dritten Biegeachse 46 sein (obwohl sie parallel zur ersten Biegeachse 42 in dieser Ausführungsform gezeigt ist). Die erste Biegeachse 42 und vierte Biegeachse 48 stehen senkrecht zur Zeichenebene in 3; die dritte Biegeachse 46 steht senkrecht zur Zeichenebene in 2; und die zweite Biegeachse 44 steht senkrecht zur Zeichenebene in 4.
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Alle in den 2–4 gezeigten Achsen dienen lediglich der Veranschaulichung und können nicht in ihren exakten Positionen sein. Zum Beispiel die Achsen 36, 38 und 40, entlang deren sich die Abschnitte 30, 32 und 34 des langgestreckten Elementes 28 erstrecken, welche nicht planar zueinander sein können, können auch nicht senkrecht zueinander oder nicht senkrecht zu irgendeiner Ebene sein, in welcher die andere nicht planare Achse vorhanden sein kann. Auch die Biegeachsen 42, 44, 46 und 48, welche nicht parallel zueinander sein können, können auch nicht senkrecht zueinander oder nicht senkrecht zu irgendeiner Ebene sein, in welcher die andere nicht parallele Achse vorhanden sein kann. Außerdem müssen die Achsen nicht auf kartesische Koordinaten, wie es gezeigt ist, ausgerichtet sein.
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Bezug nehmend auf die 5 und 6 wird der sich longitudinal erstreckende Querschnitt 50 des langgestreckten Elementes 28 dargestellt. Der sich longitudinal erstreckende Querschnitt 50 kann ein geschlossener Querschnitt sein, welcher einen intern geschlossenen, offenen Bereich 52 aufweist. Das langgestreckte Element 28 kann mindestens einen Flansch 54 aufweisen, welcher sich seitlich von dem sich longitudinal erstreckenden Querschnitt 50 erstreckt. Der nur eine Flansch 54 kann sich nur über einen Abschnitt des langgestreckten Elementes 28 erstrecken. Der mindestens eine Flansch 54, welcher sich über nur einen Abschnitt des langgestreckten Elementes 28 erstreckt, wird in den 2, 5 und 6 gezeigt. 5 ist ein Querschnitt des langgestreckten Elementes 28 entlang einem Abschnitt des langgestreckten Elementes 28 in 2, welches den Flansch 54 aufweist. 6 ist andererseits ein Querschnitt des langgestreckten Elementes 28 entlang einem Abschnitt des langgestreckten Elementes 28 in 2, welches den Flansch 54 nicht aufweist.
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Bezug nehmend auf 7 wird eine isometrische Ansicht eines vorderen Teils einer Fahrzeugkarosseriestruktur 56 dargestellt. Der vordere Teil der Fahrzeugkarosseriestruktur 56 kann einen ersten inneren, vorderen Längsträger 58, einen zweiten inneren, vorderen Längsträger 60, ein vorderes Querträgerelement 62, ein Armaturenbrett 64 (welches auch ein Brandschott sein kein), einen Armaturenbrett-Querträger 66, Dämpferbrücken 68, ein erstes Kotflügelelement 70, ein zweites Kotflügelelement 72 oder jede andere Komponente eines vorderen Teils einer Fahrzeugkarosseriestruktur oder eines Fahrzeugrahmens, welche(r) im Stand der Technik bekannt ist, aufweisen. Der erste innere, vordere Längsträger 58, zweite innere, vordere Längsträger 60 und das vordere Querträgerelement 62 können Komponenten eines vorderen Träger-Teilsystems sein.
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Bezug nehmend auf die 8–11 wird eine zweite Ausführungsform einer Komponente 74 einer Fahrzeugkarosserie dargestellt. Die Komponente 74 einer Fahrzeugkarosserie kann ein extrudiertes, langgestrecktes Element 76 aufweisen, welches einen sich longitudinal erstreckenden Querschnitt besitzt. Das extrudierte, langgestreckte Element 76 kann einen ersten Abschnitt 78, einen zweiten Abschnitt 80, einen dritten Abschnitt 82 und einen vierten Abschnitt 84 aufweisen. Der erste Abschnitt 78 kann sich entlang einer ersten Achse 86 erstrecken. Der zweite Abschnitt 80 kann sich vom ersten Abschnitt 78 entlang einer zweiten Achse 88 erstrecken. Der dritte Abschnitt 82 kann sich vom zweiten Abschnitt 80 entlang einer dritten Achse 90 erstrecken. Der vierte Abschnitt 84 kann sich von dem dritten Abschnitt 82 entlang einer vierten Achse 92 erstrecken. Die erste Achse 86 und die dritte Achse 90 können nicht planparallel sein. Die vierte Achse 92 kann nicht planparallel zur ersten Achse 86 und/oder zur zweiten Achse 88 sein. Das extrudierte, langgestreckte Element 76 kann ein Kotflügelelement aufweisen.
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Der zweite Abschnitt 80 des langgestreckten Elementes 76 kann um eine erste Biegeachse 94 in Bezug auf den ersten Abschnitt 78 gebogen sein. Der dritte Abschnitt 82 des langgestreckten Elementes 76 kann um eine zweite Biegeachse 96 in Bezug auf den zweiten Abschnitt 80 gebogen sein. Der vierte Abschnitt 84 des langgestreckten Elementes 76 kann um eine dritte Biegeachse 98 in Bezug auf den dritten Abschnitt 82 gebogen sein. Die erste Biegeachse 94 und die zweite Biegeachse 96 können nicht parallel sein. Die dritte Biegeachse 98 kann nicht parallel zu sowohl der ersten Biegeachse 94 als auch zur zweiten Biegeachse 96 sein. Der dritte Abschnitt 82 des langgestreckten Elementes 76 kann auch um eine vierte Biegeachse 100 in Bezug auf den zweiten Abschnitt 80 gebogen sein. Der vierte Abschnitt 84 des langgestreckten Elementes 76 kann auch um eine fünfte Biegeachse 102 in Bezug auf den dritten Abschnitt 82 gebogen sein. Die vierte Biegeachse 100 kann nicht parallel zur ersten Biegeachse 94, zweiten Biegeachse 96, dritten Biegeachse 98 und/oder fünften Biegeachse 102 sein (obwohl sie parallel zur ersten Biegeachse 94 in dieser Ausführungsform gezeigt ist). Die fünfte Biegeachse 102 kann nicht parallel zur ersten Biegeachse 94, zweiten Biegeachse 96, dritten Biegeachse 98 und/oder vierten Biegeachse 100 sein (obwohl sie parallel zur zweiten Biegeachse 96 in dieser Ausführungsform gezeigt ist). Die erste Biegeachse 94 und vierte Biegeachse 100 stehen senkrecht zur Zeichenebene in 9; die dritte Biegeachse 98 steht senkrecht zur Zeichenebene in 8; und die zweite Biegeachse 96 und fünfte Biegeachse 102 stehen senkrecht zur Zeichenebene in 4.
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Alle in den 8–10 gezeigten Achsen dienen lediglich der Veranschaulichung und können nicht in ihren exakten Positionen sein. Zum Beispiel die Achsen 86, 88, 90 und 92, entlang deren sich die Abschnitte 78, 80, 82 und 84 des langgestreckten Elementes 76 erstrecken, welche nicht planar zueinander sein können, können auch nicht senkrecht zueinander oder nicht senkrecht zu irgendeiner Ebene sein, in welcher die andere nicht planare Achse vorhanden sein kann. Auch die Biegeachsen 94, 96, 98, 100 und 102, welche nicht parallel zueinander sein können, können auch nicht senkrecht zueinander oder nicht senkrecht zu irgendeiner Ebene sein, in welcher die andere nicht parallele Achse vorhanden sein kann. Außerdem müssen die Achsen nicht auf kartesische Koordinaten, wie es gezeigt ist, ausgerichtet sein.
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Bezug nehmend auf 11 wird der sich longitudinal erstreckende Querschnitt 104 des langgestreckten Elementes 76 dargestellt. Der sich longitudinal erstreckende Querschnitt 104 kann ein geschlossener Querschnitt sein, welcher einen intern geschlossenen, offenen Bereich 106 aufweist. Das langgestreckte Element 76 kann mindestens einen Flansch aufweisen, welcher sich seitlich von dem sich longitudinal erstreckenden Querschnitt 104 erstreckt (auch wenn ein Flansch in dieser Ausführungsform nicht gezeigt ist). Der mindestens eine Flansch kann sich nur über einen Abschnitt des langgestreckten Elementes 76 erstrecken.
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Die Offenlegung sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die Anzahl von in den oben beschriebenen Ausführungsformen gezeigten Achsen und Biegeachsen beschränkt ist, sondern sollte so ausgelegt werden, dass sie extrudierte Komponenten einer Fahrzeugkarosserie aufweist, welche mindestens drei Abschnitte besitzen, von denen sich jeder entlang einer Achse erstreckt, wo mindestens zwei Achsen nicht planparallel sind. Des Weiteren sollte die Offenlegung so ausgelegt werden, dass sie extrudierte Komponenten einer Fahrzeugkarosserie aufweist, welche um zwei oder mehr Achsen gebogen sind, wo mindestens zwei Achsen nicht parallel sind.
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Die langgestreckten Elemente 28, 76 können auch Ausschnitte, zugeschnittene Abschnitte, Durchgangslöcher, Gewindelöcher usw. aufweisen. Die Ausschnitte oder zugeschnittenen Abschnitte können einen Freiraum für benachbarte Komponenten der Fahrzeugkarosserie oder des Fahrzeugs bereitstellen. Zum Beispiel kann sich der Abschnitt des langgestreckten Elementes 28, welches den Flansch 54 nicht aufweist, aus einem Herstellungsverfahren ergeben, welches überschüssiges Material entfernte. Die Durchgangslöcher oder Gewindelöcher können dafür ausgelegt sein, Befestigungselemente aufzunehmen, wie beispielsweise Bolzen, Schrauben oder Niete, welche dafür verwendet werden können, um das langgestreckte Element an einer benachbarten Komponente der Fahrzeugkarosserie oder des Fahrzeugs zu befestigen.
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Bezug nehmend auf 12 wird ein Verfahren 200 zum Herstellen einer Komponente einer Fahrzeugkarosserie dargestellt. Das Verfahren 200 wird am Startblock 202 begonnen. Danach macht das Verfahren 200 weiter mit Schritt 204, wo ein langgestrecktes Element, welches einen sich longitudinal erstreckenden Querschnitt besitzt, extrudiert wird. Nachdem das langgestreckte Element extrudiert wurde, macht das Verfahren 200 mit Schritt 206 weiter, wo Herstellungslöcher (oder -öffnungen) in dem langgestreckten Element ausgebildet werden. Die Öffnungen können Ausschnitte, zugeschnittene Abschnitte, Durchgangslöcher, Gewindelöcher usw. aufweisen. Die Öffnungen können durch ein Bohrverfahren, Stanzverfahren, Laserschneideverfahren, Wasserstrahl-schneideverfahren, Schleifverfahren oder irgendein anderes im Stand der Technik bekanntes Herstellungsverfahren, welches in der Lage ist, Material von einer hergestellten Komponente zu entfernen, hinzugefügt werden. Alternativ können im Schritt 206 andere Herstellungsverfahren, wie beispielsweise Fräsen, Kerben, Polieren usw. durchgeführt werden. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass Schritt 206 weggelassen werden kann. Wenn die Öffnungen in Schritt 206 hinzugefügt worden sind, macht das Verfahren 200 mit Schritt 208 weiter, wo das langgestreckte Element um zwei oder mehr Biegeachsen mit einer mehrachsigen Biegemaschine gebogen wird, wobei mindestens zwei der Achsen nicht parallel sind. Zum Beispiel kann in Schritt 208 das langgestreckte Element um eine erste Achse und eine zweite Achse gebogen werden, wobei die erste Achse und zweite Achse nicht parallel sind. Bei einem weiteren Beispiel kann in Schritt 208 das langgestreckte Element um eine dritte Achse gebogen werden, wobei die dritte Achse nicht parallel zur ersten Achse oder zur zweiten Achse ist. Wenn Schritt 208 vollendet ist, endet das Verfahren bei Schritt 210.
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Die Offenlegung sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die Gestalt, Form und Art der in 1 dargestellten Fahrzeugkarosseriestruktur 10 oder den vorderen Teil einer in 2 dargestellten Fahrzeugkarosseriestruktur 56 beschränkt ist, sondern sollte so ausgelegt werden, dass sie sämtliche Fahrzeugkarosseriestrukturen und Komponenten von Fahrzeugkarosserien oder -rahmen aufweist, welche die Fahrzeugkarosseriestrukturen aufweisen können, welche im Stand der Technik bekannt sind.
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Die in der Spezifikation verwendeten Wörter sind vielmehr Wörter zur Beschreibung als zur Limitierung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Offenlegung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben worden ist, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, welche nicht explizit beschrieben oder dargestellt worden sind. Während verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen im Stand der Technik in Bezug auf ein oder mehrere gewünschte Eigenschaften als Vorteile bietend oder bevorzugt hätten beschrieben werden können, erkennt der Fachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften beeinträchtigt sein können, um gewünschte Attribute des Gesamtsystems zu erzielen, welche von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängen. Ausführungsformen, welche als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen im Stand der Technik in Bezug zu einer oder mehreren Eigenschaften beschrieben sind, liegen als solche nicht außerhalb des Umfangs der Offenlegung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
