DE102019114895A1

DE102019114895A1 - Ineinandergreifende extrudierte fahrzeugschiene und säulenanordnung

Info

Publication number: DE102019114895A1
Application number: DE102019114895.2A
Authority: DE
Inventors: Robert Ristoski; Robert N. Saje; Peter M. Parlow; Gregory McCurry
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-03-19
Also published as: CN110901762B; CN110901762A; US20200086925A1; US11124240B2

Abstract

Extrudierte Schienenanordnung mit einer ersten Mehrkanalextrusion mit mindestens zwei rohrförmigen Kanälen, die durch eine Mittelrippe verbunden sind und mit einem Verbindungsende, das zum Verbinden in einem vorbestimmten Winkel mit einem Verbindungsende einer zweiten Mehrkanalextrusion konfiguriert ist. Die zweite Mehrkanalextrusion umfasst mindestens zwei röhrenförmige Kanäle, die durch eine Mittelrippe verbunden sind und ein Verbindungsende aufweisen, das zum Verbinden unter dem vorbestimmten Winkel mit dem Verbindungsende der ersten Mehrkanalextrusion konfiguriert ist. Die Verbindungsenden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusion sind so konfiguriert, dass die Mittelrippen komplementär als Verbindungsfläche ineinander greifen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf hohle Fahrzeugschienenextrusionen und insbesondere auf eine ineinandergreifende extrudierte Fahrzeugschienenbaugruppe.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt sieht Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung vor, bei denen es sich nicht notwendigerweise um den Stand der Technik handelt.
In Fahrzeugkarosseriestrukturen ist es üblich, energieabsorbierende Einheiten an den äußeren Enden der vorderen und hinteren Rahmenschienen und -säulen anzubringen, um die vorderen und hinteren Stoßstangen des Fahrzeugs abzustützen und Aufpralllasten unter einem vorbestimmten Wert zu absorbieren. Die Rahmenschienen und Säulen sind somit den Aufprallbelastungen ausgesetzt, die von den Aufhängungskomponenten sowie den Stoßfängern empfangen werden. Im Fall von Säulen an viertürigen Limousinen, ist die B-Säule zum Beispiel typischerweise eine geschlossene Metallstruktur, die an den Fahrzeugboden Schweller und Bodenwanne, sowie auf der oberen Seite der Dachschiene oder der Dachplatte geschweißt ist. Diese Säule stellt eine strukturelle Unterstützung für die Dachplatte des Fahrzeugs bereit und ist für die Verriegelung die Vordertür und Scharniere für die Hintertüren konzipiert. Die vorliegende Offenbarung stellt eine kostengünstige Schiene und Säulenanordnung unter Verwendung von Metallextrusionen mit einer signifikanten Seitenansichtsgeometrie bereit, während Biegesteifigkeit, Stabilität und Festigkeit des Schnittes verbessert werden.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt sieht eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung vor und ist keine umfassende Offenbarung des vollständigen Schutzumfangs oder aller Merkmale.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet eine extrudierte Anordnung eine erste Mehrkanalextrusion mit mindestens zwei rohrförmigen Kanälen, die durch eine Mittelrippe verbunden sind und Verbindungsende aufweisen, worin das proximale Ende zum Verbinden mit einem vorbestimmten Winkel zu einem proximalen Ende einer zweiten Mehrkanalextrusion konfiguriert ist. Und ein weiterer Aspekt, bei dem die zweite Mehrkanalextrusion mindestens zwei röhrenförmige Kanäle aufweist, die durch eine Mittelrippe verbunden sind und ein Verbindungsende aufweist, bei dem das Verbindungsende zum Verbinden unter dem vorbestimmten Winkel mit dem proximalen Ende der ersten Mehrkanalextrusion konfiguriert ist. Und noch ein weiterer Aspekt, worin die proximalen Enden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen so konfiguriert sind, dass die Mittelrippen komplementär als eine Verbindungsfläche ineinandergreifen.
Ein weiterer Aspekt der beispielhaften Ausführungsform wird bereitgestellt, worin die proximalen Enden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen ferner ein Zugangsloch in einer Außenwand gegenüber der Verbindungsfläche der Mittelrippen beinhalten. Und ein weiterer Aspekt beinhaltet eine strukturelle Abdeckplatte, die zum Verstärken des Zugangslochs in der Außenwand der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen konfiguriert ist. Noch ein weiterer Aspekt beinhaltet eine obere Verstärkungskappe zum Befestigen an einer Oberseite der proximalen Enden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen. Und noch ein weiterer Aspekt beinhaltet eine niedrige Verstärkungskappe zum Befestigen an einer Unterseite der proximalen Enden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen. Und ein weiterer Aspekt, bei dem die Außenwand der Verbindungsenden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusion unter Verwendung eines MIG-Schweißprozesses verbunden werden.
Weitere Aspekte gemäß beispielhaften Ausführungsformen, worin die Mittelrippen unter Verwendung von Metall-Inertgas-(MIG)-Schweißnähten, Strukturklebstoffen oder Strömungsformschrauben verbunden sind. Und andere Aspekte, worin der vorgegebene Winkel ein stumpfer Winkel ist, und worin die ersten und zweiten Mehrkanal-Extrusionen aus Aluminium oder Aluminium-Verbundwerkstoff gebildet werden.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen ausschließlich zur Veranschaulichung und sollen keinesfalls den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und stellen nicht die Gesamtheit der möglichen Realisierungen dar und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken.

1 ist eine Darstellung einer ineinandergreifenden extrudierten Fahrzeugschienen- und Säulenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 veranschaulicht Mehrkanalextrusionen mit zwei rohrförmigen Kanälen gemäß der beispielhaften Ausführungsform;
3A ist eine Darstellung einer perspektivischen Ansicht der ineinandergreifenden Mehrkanalextrusionen gemäß der beispielhaften Ausführungsform;
3B ist eine Darstellung einer Seitenansicht der ineinandergreifenden Mehrkanalextrusionen gemäß der beispielhaften Ausführungsform; und
4 ist eine Darstellung einer Explosionszeichnung einer ineinandergreifenden extrudierten Fahrzeugschienen- und Säulenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

Ähnliche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen bezeichnen ähnliche Teile.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden nun exemplarische Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Es werden exemplarische Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und den Fachleuten deren Umfang vollständig vermittelt. Es werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, wie etwa Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein tiefgreifendes Verständnis für die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Fachleute werden erkennen, dass spezifische Details möglicherweise nicht erforderlich sind, dass exemplarische Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können und dass keine der Ausführungsformen dahingehend ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. In manchen exemplarischen Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Techniken nicht ausführlich beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Die hier verwendeten Singularformen, z. B. „ein“, „der/die/das“, schließen ggf. auch die Pluralformen ein, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Die Begriffe „umfasst“, „beinhaltend“, „einschließlich“ und „hat“ sind nicht ausschließlich und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Bauteile an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von weiteren Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen hiervon aus.
1 ist eine Darstellung einer ineinandergreifenden extrudierten Fahrzeugschienen- und/oder Säulenanordnung 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Anordnung 10 beinhaltet eine erste Mehrkanalextrusion 12 mit mindestens zwei rohrförmigen Kanälen 24, die durch eine Mittelrippe 25 verbunden sind (siehe 3A). Die erste Mehrkanalextrusion 12 beinhaltet ein Fügeende 13a, das zum Verbinden mit einem vorbestimmten Winkel zu einem Fügeende 13b einer zweiten Mehrkanalextrusion 14 konfiguriert ist (siehe 2). Die ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen (12, 14) können aus einer Vielzahl von hochfesten Materialien, wie Metall oder Metalllegierungen, gebildet sein, aber eine bevorzugte Ausführungsform wird aus einem Material, wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, gebildet, das hohe Festigkeit und leichtgewichtige Eigenschaften bereitstellt.
Unter Bezugnahme auf die 1, 2, 3a und 3b beinhalten die Mehrkanalextrusionen (12, 14) ein Zugangsloch 16 in einer Außenwand (17a, 17b) gegenüber den Verbindungsflächen (22a, 22b) der Mittelrippen 25. Die Fügeenden (13a, 13b) der ersten und zweiten Mehrkanalextrusion (12, 14) sind so konfiguriert, dass die Mittelrippen 25 komplementär an den Verbindungsflächen (22a, 22b) angreifen. Wie in 3b am besten dargestellt, sind die Fügeenden (13a, 13b) der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen (12, 14) zum Verbinden mit dem vorbestimmten Winkel 19 konfiguriert. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der vorbestimmte Winkel 19 ein stumpfer Winkel, aber es wird gewertschätzt, dass der vorgegebene Winkel 19 als einhundertachtzig Grad, neunzig Grad oder als ein spitzer Winkel konfiguriert werden kann, ohne den Umfang der Offenbarung zu verlassen.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3b können die Fügeflächen (22a,22b) der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen (12, 14) unter Verwendung von Strömungsformschrauben 26 zusammengefügt werden, die durch das Zugangsloch (16a, 16b) hergestellt werden können, das in der Außenwand (17a, 17b) der Mehrkanalextrusionen (12, 14) ausgebildet wird. Andere Verfahren zum Verbinden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen (12, 14) beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Strömungslochschrauben, Stanznieten und Bolzen.
Unter Verweis auf 4 wird eine Darstellung einer Explosionszeichnung einer ineinandergreifenden extrudierten Fahrzeugschienen- und Säulenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Die Anordnung 10 beinhaltet eine obere Verstärkungskappe 18 zur Befestigung an einer Oberseite der Fügeenden (13a, 13b) der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen (12, 14) und eine untere Verstärkungskappe 20 zur Befestigung an der Unterseite der Fügeenden (13a, 13b) der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen (12, 14). Die Anordnung 10 umfasst auch eine strukturelle Abdeckplatte 28, die zum Verstärken um das Zugangsloch (16a, 16b) in der Außenwand (17a, 17b) der ersten und zweiten Mehrkanalextrusion (12, 14) konfiguriert ist. Die strukturelle Abdeckplatte 28 wird an den Außenwänden (17a, 17b) der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen (12, 14) unter Verwendung von Verbindungsverfahren, wie beispielsweise Strömungsformschrauben, Metall-Inertgas (MIG)-Schweißnähten, Strukturkleber oder anderen geeigneten Befestigungsverfahren, befestigt. Die Außenwand der Verbindungsenden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusion kann auch unter Verwendung eines MIG-Schweißverfahrens verbunden werden. Die MIG-Schweißnähte stellen ein hochfestes Fügeverfahren für die ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen bereit, was die Notwendigkeit zum Hinzufügen von verstärkenden Komponenten wie die obere Verstärkungskappe 18 gemäß einer Ausführungsform überflüssig macht. Wie weiter oben offenbart, ist eine ineinandergreifende extrudierte Fahrzeugschienenanordnung 10 als kostengünstige Schienenanordnung vorgesehen, die aus Aluminiumextrusionen gebildet wird und eine hohe Biegesteifigkeit, Querschnittsstabilität und Festigkeit bereitstellen.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht dazu bestimmt, erschöpfend zu sein und soll die Offenbarung in keiner Weise beschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls gegeneinander austauschbar und in einer ausgewählten Ausführungsform verwendbar, auch wenn dies nicht gesondert dargestellt oder beschrieben ist. Auch diverse Variationen sind denkbar. Diese Variationen stellen keine Abweichung von der Offenbarung dar, und alle Modifikationen dieser Art verstehen sich als Teil der Offenbarung und fallen in ihren Schutzumfang.

Claims

Extrudierte Schienenbaugruppe, bestehend aus: einee erste Mehrkanalextrusion mit mindestens zwei rohrförmigen Kanälen, die durch eine Mittelrippe verbunden sind, und ein Fügeende besitzen, worin das Fügeende zum Verbinden in einem vorbestimmten Winkel mit einem Fügeende einer zweiten Mehrkanalextrusion konfiguriert ist; die zweite Mehrkanalextrusion mit mindestens zwei rohrförmigen Kanälen, die durch eine Mittelrippe verbunden sind und ein Fügeende aufweisen, worin das Fügeende zum Verbinden mit dem Fügeende des ersten Mehrkanalextrusionses konfiguriert ist; und worin die Fügeenden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen so konfiguriert sind, dass die Mittelrippen komplementär als eine Verbindungsfläche ineinandergreifen.
Die Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsenden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusion ferner ein Zugangsloch in einer Außenwand gegenüber den Verbindungsflächen der Mittelrippen aufweisen.
Die Anordnung nach Anspruch 2, ferner mit einer strukturellen Abdeckplatte, die zum Verstärken um das Zugangsloch in der Außenwand der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen konfiguriert ist.
Anordnung nach Anspruch 1, ferner mit einer oberen Verstärkungskappe zum Befestigen an einer Oberfläche der Verbindungsenden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen.
Die Anordnung nach Anspruch 1, ferner mit einer unteren Verstärkungskappe zum Befestigen an der Bodenfläche der Verbindungsenden der ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen.
Die Anordnung nach Anspruch 1, worin die Mittelrippen unter Verwendung des Punktschweißens verbunden sind.
Die Anordnung nach Anspruch 1, worin die Mittelrippen unter Verwendung von Fließbohrschrauben verbunden sind.
Die Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Mittelrippen unter Verwendung von Stanznieten mit Doppelbefestigungen verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Winkel ein stumpfer Winkel ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Mehrkanalextrusionen aus Aluminium oder Aluminiumverbundmaterial gebildet werden.