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GEBIET DER TECHNIK
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Fahrzeugstützstruktur und insbesondere einen Querträger und eine Schiene der Fahrzeugstützstruktur.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Fahrzeuge, wie etwa Pickups, können eine Fahrzeugstützstruktur aufweisen, die als primäre Stützstruktur des Fahrzeugs fungiert. Die Fahrzeugstützstruktur weist in der Regel Schienen, die sich in Längsrichtung entlang einer Länge des Fahrzeugs erstrecken, und Querträger, die sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstrecken, auf. Die Querträger sind mit den Schienen verbunden.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine Fahrzeugstützstrukturbaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einen Querträger einer Fahrzeugstützstruktur. Der Querträger erstreckt sich in Längsrichtung entlang einer Querträgerachse. Die Fahrzeugstützstruktur beinhaltet ferner eine Schiene der Fahrzeugstützstruktur. Die Schiene erstreckt sich in Längsrichtung entlang einer Schienenachse, die quer zu der Querträgerachse verläuft. Die Schiene erstreckt sich in eine Aussparung des Querträgers hinein, sodass ein Abschnitt der Schiene in den Querträger eingepasst ist.
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In einem anderen Beispiel der vorstehenden Baugruppe ist die Aussparung von einer außenliegenden Kante des Querträgers nach innen beabstandet, sodass ein Abschnitt des Querträgers von der Fahrzeugschiene nach außen hin angeordnet ist.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen stützt der Abschnitt des Fahrzeugquerträgers, der von der Fahrzeugschiene nach außen hin angeordnet ist, eine D-Säule.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen handelt es sich bei dem Querträger um einen hintersten Querträger der Fahrzeugstützstruktur.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen handelt es sich bei dem Querträger um einen Heckschweller.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist die Fahrzeugstützstruktur eine selbsttragende Fahrzeugstützstruktur.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen weist der Querträger einen hutförmigen Längsschnitt auf, der sich nach unten öffnet, und weist die Schiene einen hutförmigen Längsschnitt auf, der sich nach oben öffnet.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen beinhaltet eine hintere Seite des Querträgers eine Öffnung, die Zugang zu einem Innenraum der Schiene ermöglicht.
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Ein weiteres Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen beinhaltet einen Zubehörbefestigungsarm, der sich durch die Öffnung in den Innenraum der Schiene hineinerstreckt. Der Zubehörbefestigungsarm ist direkt mit der Schiene verbunden.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen handelt es sich bei der Schiene um eine fahrerseitige Schiene. Die Baugruppe beinhaltet ferner eine beifahrerseitige Schiene. Der Querträger ist direkt sowohl an der fahrerseitigen Schiene als auch an der beifahrerseitigen Schiene gesichert.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist die Schiene vertikal in die Aussparung des Querträgers versenkt.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist eine oberste Fläche eines Abschnitts der Schiene in der Aussparung nominell vertikal mit einer obersten Fläche des Querträgers ausgerichtet.
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Ein weiteres Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen beinhaltet einen Ladeflächenboden, der direkt benachbart zu sowohl der obersten Fläche des Abschnitts der Schiene als auch der obersten Fläche des Querträgers angeordnet ist.
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In einem weiteren Beispiel einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen handelt es sich bei der Fahrzeugstützstruktur um eine Fahrzeugstützstruktur eines Pickups.
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Ein Montageverfahren für eine Fahrzeugstützstruktur gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Abstützen eines Längsendabschnitts einer Schiene einer Fahrzeugstützstruktur in einer Aussparung eines Querträgers eines Fahrzeugs. Das Verfahren beinhaltet ferner ein Positionieren eines Ladeflächenbodens an sowohl einer obersten Fläche der Schiene als auch einer obersten Fläche der Fahrzeugstützstruktur.
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Ein anderes Beispiel des vorstehenden Verfahrens beinhaltet ein Führen eines Zubehörbefestigungsarms durch eine Öffnung in dem Querträger in einen Innenraum der Schiene hinein und ein anschließendes Befestigen des Zubehörbefestigungsarms an der Schiene.
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In einem weiteren Beispiel eines beliebigen der vorstehenden Verfahren ist die Schiene vertikal in die Aussparung versenkt.
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In einem weiteren Beispiel eines beliebigen der vorstehenden Verfahren handelt es sich bei dem Querträger um einen Heckschweller eines Pickups.
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In einem weiteren Beispiel eines beliebigen der vorstehenden Verfahren weist der Querträger einen hutförmigen Längsschnitt auf, der sich nach unten öffnet, und weist die Schiene einen hutförmigen Längsschnitt auf, der sich nach oben öffnet.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, der Patentansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, einschließlich ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, sofern derartige Merkmale nicht unvereinbar sind.
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Figurenliste
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele werden dem Fachmann aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die Figuren, die der detaillierten Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden:
- 1 zeigt eine Rückansicht ausgewählter Abschnitte eines Fahrzeugs, das eine Fahrzeugstützstruktur gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung aufweist.
- 2 zeigt eine Sicht von unten auf die Abschnitte des Fahrzeugs in 1.
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Querträgers und einer Schiene der Fahrzeugstützstruktur des Fahrzeugs aus 1.
- 4 veranschaulicht eine perspektivische Sicht von unten auf die Abschnitte des Querträgers und der Stützstruktur aus 3.
- 5 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Querträgers und der Schiene aus 3, bei der eine D-Säule an einem außenliegenden Endabschnitt des Querträgers befestigt ist.
- 6 zeigt eine frühe Stufe der Montage eines Zubehörbefestigungsarms an einem Ende der Schiene aus den 3-5.
- 7 zeigt den Zubehörbefestigungsarm, der am Ende der Schiene aus 6 gesichert ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung beschreibt im Detail eine beispielhafte Fahrzeugstützstruktur und ein Montageverfahren für eine Fahrzeugstützstruktur. In den offenbarten Ausführungsformen ist ein Längsendabschnitt einer Schiene einer Fahrzeugstützstruktur in einer Aussparung eines Querträgers der Fahrzeugstützstruktur angeordnet. Bei dem Querträger kann es sich beispielsweise um einen Heckschweller eines Pickups handeln.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beinhaltet ein Fahrzeug 10 eine Ladefläche 14. Bei dem Fahrzeug 10 handelt es sich in der beispielhaften Ausführungsform um einen Pickup.
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Die Ladefläche 14 ist entlang jeder Seite von einer Innenplatte 18 begrenzt. Ein Ladeflächenboden 22 bildet eine Unterseite der Ladefläche 14. Eine Frontplatte 26 erstreckt sich in einer Fahrzeugquerrichtung und stellt eine vordere Begrenzung der Ladefläche 14 bereit. Eine Heckklappe, nicht gezeigt, kann eine hintere Begrenzung der Ladefläche 14 bereitstellen. Außenkarosserieplatten 30 sind an den Außenseiten der Innenplatten 18 angeordnet.
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Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Fahrzeugstützstruktur 34, die unter anderem die Innenplatten 18, den Ladeflächenboden 22 und die Außenkarosserieplatten 30 stützt. Die Fahrzeugstützstruktur 34 beinhaltet ein Schienenpaar 38 und Querträger 42. Eine der Schienen 38 befindet sich auf einer Fahrerseite der Fahrzeugstützstruktur 34. Die andere der Schienen 38 befindet sich auf einer Beifahrerseite der Fahrzeugstützstruktur 34.
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Unterhalb der Ladefläche 14 erstrecken sich die Schienen 38 in Längsrichtung entlang einer Länge des Fahrzeugs 10 und jede der Schienen 38 erstreckt sich in Längsrichtung entlang einer jeweiligen Schienenachse AR. Die Querträger 42 erstrecken sich längs in einer Fahrzeugquerrichtung zwischen den Schienen 38. Die Querträger 42 erstrecken sich jeweils in Längsrichtung entlang einer jeweiligen Querträgerachse ACM, die quer zu den Schienenachsen AR verläuft. Der Querträger 42, welcher der hinterste Querträger des Fahrzeugs 10 ist, ist ein Heckschweller 46. Pickups beinhalten in der Regel Heckschweller, die sich unterhalb einer Heckklappe und einem hinteren Ende ihrer Ladeflächenböden befinden. Die Heckschweller können die hinteren Enden der Schienen miteinander verbinden. Die gegenüberliegenden seitlich außenliegenden Endabschnitte der Heckschweller können D-Säulen des Pickups stützen.
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Nun unter Bezugnahme auf die 3-5 und weiterhin unter Bezugnahme auf die 1-2 ist die Fahrzeugstützstruktur 34 eine selbsttragende Stützstruktur. Es versteht sich, dass eine selbsttragende Stützstruktur aus Metallblechen gestanzte Schienen und Querträger beinhalten kann. Im Gegensatz dazu beinhalten Stützstrukturen der Rahmenbauweise in der Regel Schienen und Querträger aus Stahlrohren. Eine Stützstruktur der Rahmenbauweise kann eine Leiterrahmenbaugruppe mit Querträgern beinhalten. Heckschweller derartiger Stützstrukturen der Rahmenbauweise sind von der Leiterrahmenbaugruppe unabhängig und an der Karosseriestruktur eines Pickup-Kastens oder einer „zweiten Karosserieeinheit“ befestigt. Der Heckschweller ist mithilfe des Pickup-Kastens mit der Leiterrahmenbaugruppe der Stützstruktur der Rahmenbauweise verschraubt.
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Der Heckschweller 46 der beispielhaften Fahrzeugstützstruktur weist einen hutförmigen Längsschnitt auf, der sich nach unten öffnet. Die übrigen Querträger 42 weisen einen hutförmigen Längsschnitt auf, der sich nach oben öffnet. Die Schienen 38 weisen ebenfalls hutförmige Längsschnitte auf, die sich nach oben öffnen. Die Schienen 38 und die Querträger 42 können aus ebenen Materialblechen gestanzt werden, um die hutförmigen Längsschnitte bereitzustellen. Die Schienen 38 sind in diesem Beispiel aus Borstahlblechen gestanzt. Der Heckschweller 46 ist in diesem Beispiel aus einem HSLA-Stahlblech gestanzt.
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Der Heckschweller 46 weist eine hintere Seite 50, eine vordere Seite 52 und eine obere Seite 54 auf. Ein Innenraum 56 des Heckschwellers 46 ist von der hinteren Seite 50, der vorderen Seite 52 und der oberen Seite 54 umgrenzt.
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Die hintere Seite 50 und die vordere Seite 52 sind im Allgemeinen entlang vertikal verlaufender Ebenen angeordnet, die entlang einer Länge des Fahrzeugs 10 horizontal voneinander beabstandet sind. Die obere Seite 54 erstreckt sich von der hinteren Seite 50 zu der vorderen Seite 52. Die hintere Seite 50 erstreckt sich hinten an der oberen Seite 54 vertikal nach unten.
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Die vordere Seite 52 erstreckt sich vorne an der oberen Seite 54 vertikal nach unten. Die obere Seite 54 ist im Allgemeinen entlang einer horizontalen Ebene angeordnet.
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Für die Zwecke dieser Offenbarung beziehen sich horizontal und vertikal auf den Erdboden und eine allgemeine Ausrichtung des Fahrzeugs 10 während des Normalbetriebs. Vorne und hinten beziehen sich ebenfalls auf die allgemeine Ausrichtung des Fahrzeugs 10.
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Die Schiene 38 auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 10 erstreckt sich in Längsrichtung in eine Aussparung 60 auf einer Fahrerseite des Heckschwellers 46 hinein. Die Schiene 38 erstreckt sich so in die Aussparung 60 hinein, dass ein Längsendabschnitt 64 der Schiene 38 in die Aussparung 60 des Heckschwellers 46 horizontal zwischen der hinteren Seite 50 und der vorderen Seite 52 des Heckschwellers 46 und vertikal unterhalb der oberen Seite 54 des Heckschwellers 46 eingepasst ist. Die Schiene 38 auf einer Beifahrerseite der Fahrzeugstützstruktur 34 erstreckt sich in Längsrichtung in eine entsprechende Aussparung auf einer Beifahrerseite des Heckschwellers 46 hinein.
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Die vordere Seite 52 des Heckschwellers 46 und die obere Seite 54 des Heckschwellers 46 beinhalten Öffnungen, welche die Aussparung 60 bereitstellen. Die Öffnungen ermöglichen eine Bewegung des Längsendabschnitts 64 in den Innenraum 56 zwischen der hinteren Seite 50 und der vorderen Seite 52 des Heckschwellers 46 hinein, sodass der Längsendabschnitt 64 in den Heckschweller 46 eingepasst ist.
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Eingepasst bedeutet für die Zwecke dieser Offenbarung, dass der Längsendabschnitt 64 zumindest teilweise in dem Innenraum 56 des Heckschwellers 46 in den Heckschweller passt. Aufgrund der Einpassung ist die Schiene 38 formschlüssig mit dem Heckschweller 46 verbunden.
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Während der Montage kann der Heckschweller 46 vertikal nach oben bewegt werden, um den Längsendabschnitt 64 in die Aussparung 60 aufzunehmen. Das derartige formschlüssige Verbinden der Schiene 38 und des Heckschwellers 46 kann sich die Schrägenwinkel der Schiene 38 zunutze machen.
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Wenn sich der Längsendabschnitt 64 der Schiene 38 in die Aussparung 60 hineinerstreckt, ist die obere Seite 54 des Heckschwellers 46 im Wesentlichen vertikal mit einer obersten Fläche 62 der Schiene 38 ausgerichtet. Das heißt, in der beispielhaften Ausführungsform sind die obersten Abschnitte des Heckschwellers 46 nominell koplanar mit den obersten Abschnitten der Schiene 38.
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Die obere Seite 54 des Heckschwellers 46 kann eine vertiefte Umrandung 66 um die Öffnung in der oberen Seite 54 beinhalten. Gegenüberliegende horizontal verlaufende Flansche 70 der Schiene 38 können in die vertiefte Umraundung 66 passen. Die vertiefte Umrandung 66 ermöglicht, dass diese Flansche 70 vertikal mit den umgebenden Bereichen der oberen Seite 54 des Heckschwellers 46 ausgerichtet sind, um eine im Wesentlichen koplanare Fläche zum Stützen des Ladeflächenbodens 22 bereitzustellen.
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Der oberste Abschnitt des Heckschwellers 46 könnte beispielsweise etwas höher, sagen wir einige Millimeter höher, als der oberste Abschnitt der Schiene 38 sein und trotzdem noch im Wesentlichen koplanar sein. Ein Abstandshalter könnte dann auf der Schiene 38 zwischen der Schiene 38 und dem Ladeflächenboden 22 platziert werden, um den Ladeflächenboden 22 zu stützen.
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In der Vergangenheit wurden Querträger von Stützstrukturen, wie etwa Stützstrukturen der Rahmenbauweise, auf einer obersten Fläche von Schienen abgestützt. Wie zu erkennen ist, ermöglicht das Einpassen der Schiene 38 in den Heckschweller 46 derart, dass die oberste Fäche 62 der Schiene 38 und die obere Seite 54 des Heckschwellers 46 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, dass der Ladeflächenboden 22 an einer Position sehr viel weiter unten abgestützt wird als bei früheren Stützstrukturkonfigurationen, bei denen sich die Querträger auf den Schienen befinden. Das Abstützen des Ladeflächenbodens 22 in einer weiter unten liegenden vertikalen Position als bei früheren Stützstrukturkonfigurationen kann unter anderem eine reduzierte Einstiegshöhe für die Ladefläche 14 bereitstellen und die Größe der Ladefläche 14 im Vergleich zu früheren Stützstrukturkonfigurationen erhöhen .
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Schweißflansche können in dem Heckschweller 46, in der Schiene 38 oder in beiden ausgebildet sein. Schweißnähte, wie etwa Punktnähte, innerhalb der Schweißflansche des Heckschwellers 46 können den Heckschweller 46 an der Schiene 38 sichern. Schweißnähte innerhalb der Schweißflansche der Schiene 38 können die Schiene 38 an dem Heckschweller 46 sichern.
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In der beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich die Schiene 38 nach hinten bis zur hinteren Seite 50 des Heckschwellers 46. Die Erstreckung der Schiene 38 bis zu dieser Position annstelle eines Endes der Schiene 38 an der vorderen Seite 52 des Heckschwellers 46 kann in einigen Beispielen die Leistung bei Beladung eines hinteren Endes des Fahrzeugs 10 verbessern.
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Die hintere Seite 50 des Heckschwellers 46 beinhaltet eine Öffnung 78. Ein Innenraum 82 der Schiene 38 kann durch die Öffnung 78 zugänglich sein. Ein Benutzer kann durch die Öffnung 78 in dem Heckschweller 46 Zugang zu der Schiene 38 erhalten. Zubehör, wie etwa eine Heckstoßfängerbaugruppe oder Anhängerkupplung, kann durch die Öffnung 78 direkt mit der Schiene 38 verbunden sein.
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Zum Beispiel kann unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ein Zubehörbefestigungsarm, hier ein Stoßfängerbefestigungsarm 86, durch die Öffnung 78 in der hinteren Seite 50 des Heckschwellers 46 bewegt werden, sodass ein Abschnitt des Stoßfängerbefestigungsarms 86 innerhalb des Innenraums 82 der Schiene 38 angeordnet ist. Mechanische Befestigungselemente 90 können dann verwendet werden, um den Abschnitt des Stoßfängerbefestigungsarms 86 direkt an der Schiene 38 zu sichern.
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Erneut unter Bezugnahme auf die 1-5 ist die Aussparung 60 von einer außenliegenden Kante 92 des Heckschwellers 46 seitlich nach innen beabstandet, sodass ein außenliegender Abschnitt 94 des Heckschwellers 46 von dem Längsendabschnitt 64 der Schiene 38 nach außen hin angeordnet ist. Der außenliegende Abschnitt 94 des Heckschwellers 46 kann direkt mit einer D-Säule 100 des Fahrzeugs 10 verbunden sein, wie in 5 gezeigt. Der außenliegende Abschnitt 94 kann direkt die D-Säule 100 stützen.
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Die vorhergehende Beschreibung ist beispielhafter und nicht einschränkender Natur. Dem Fachmann können sich Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele erschließen, die nicht zwangsläufig vom Kern dieser Offenbarung abweichen. Daher kann der Umfang des dieser Offenbarung gewährten Rechtsschutzes nur durch Lektüre der folgenden Patentansprüche bestimmt werden.
