DE102021116104A1

DE102021116104A1 - Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur

Info

Publication number: DE102021116104A1
Application number: DE102021116104.5A
Authority: DE
Inventors: Do Hoi Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2022-04-28
Also published as: US20220126927A1; US11465694B2; KR20220055949A; CN114475786A

Abstract

Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur, welche aufweist: ein aus einem Metallrohr hergestelltes Rahmenelement (10), welches sich von einer Seite eines Fahrzeugkörpers erstreckt, um vertikal geneigt zu sein, und welches eingerichtet ist, um eine vordere Säule zu bilden, und ein aus einem Kunststoff-Komposit-Material hergestelltes Körperelement (20), welches einen Armaturenbrett-Verbindung-Teil (21) und einen Windlauf-Verbindung-Teil aufweist, welches mit dem Rahmenelement (10) verbunden ist, und welches eingerichtet ist, um das Rahmenelement (10) zu bedecken.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft eine Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur.
Hintergrund der Erfindung
Die Aussagen in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ stellen nur Hintergrundinformationen bereit, welche die vorliegende Offenbarung/Erfindung betreffen, und sollen keinen Stand der Technik bilden.
Fahrzeugsäulen sind klassifiziert in eine vordere Säule (Säule A), eine mittlere Säule (Säule B) und eine hintere Säule (Säule C), und sie tragen nicht nur das Fahrzeugdach, sondern spielen auch wichtige Rollen beim Verbessern der Fahrzeugsteifigkeit und -sicherheit.
Im Falle eines konventionellen Monocoque-Typ-Fahrzeugkörpers sind mehrere Komponenten miteinander in komplizierten Strukturen gekoppelt, um den Fahrzeugkörper zu bilden, und jeweilige Fahrzeugmodelle haben unterschiedliche Komponentenformen und Kopplungsstrukturen.
Als ein Ergebnis sind verschiedene Formen gewünscht, um Komponenten zum Bilden des Fahrzeugkörpers eines Modells herzustellen, und eine andere Gruppe von Formen ist herzustellen, um den Fahrzeugkörper eines anderen Modells zu bilden, weil Formen inkompatibel sind.
Darüber hinaus, falls mehrere Komponenten verwendet werden, um einen Fahrzeugkörper gemäß der Zusammenbaustruktur, welche für jedes Modell einzigartig ist, herzustellen, ist die Verarbeitbarkeit beeinträchtigt.
Ein neues Konzept für eine Fahrzeugkörper-Struktur, welches als „Gitterrahmen“ bezeichnet wird, ist zur Anwendung gekommen für geringes Gewicht und Kompatibilität mit anderen Komponenten. Jedoch, in der Gitterrahmen-Typ-Fahrzeugkörper-Struktur, falls der Verbindung-Abschnitt jedes Teils eine geringe Kopplungsstärke und Steifigkeit hat, wird der gesamte Körperrahmen anfällig.
Die obigen Beschreibungen hinsichtlich der Hintergrundtechnik dienen nur zum Helfen beim Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung/Erfindung und sind von einem Fachmann nicht als zu bereits bekanntem Stand der Technik korrespondierend zu berücksichtigen.
Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung/Erfindung stellt eine Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur bereit, wobei eine zu einer vorderen Säule (A Säule) korrespondierende Komponente eines Fahrzeugs eine exzellente Festigkeit und Steifigkeit hat und einfach mit peripheren Komponenten in Verbindung mit dem Einrichten einer modularisierten Gitterrahmen-Typ-Fahrzeugkörper-Struktur zusammengebaut werden kann.
In einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung weist eine Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur auf: ein aus einem Metallrohr hergestelltes Rahmenelement, welches sich von einer Seite eines Fahrzeugkörpers (aus/her) erstreckt, um vertikal (z.B. in Vertikalrichtung) geneigt zu sein, und welches eingerichtet ist, um eine vordere Säule (z.B. eine A-Säule) zu bilden, und ein aus einem Kunststoff-Komposit-Material hergestelltes Körperelement, welches einen Armaturenbrett-Verbindung-Teil (z.B. einen Armaturenbrett-Verbindung-Abschnitt) und einen Windlauf-Verbindung-Teil (z.B. einen Windlauf-Verbindung-Abschnitt) aufweist, und welches eingerichtet ist, um mit dem Rahmenelement verbunden zu sein und (um) das Rahmenelement zu bedecken (z.B. abzudecken).
Ein geriffelter Teil (z.B. ein geriffelter Abschnitt), welcher bearbeitet ist (z.B. verarbeitet ist/wurde), um eine vorbestimmte Oberflächenrauigkeit zu haben, kann an (z.B. auf) einer Fläche des Rahmenelements bereitgestellt sein, wodurch eine Verbindungskraft zwischen dem Rahmenelement und dem Körperelement durch den geriffelten Teil erhöht ist.
Ein strukturelles Klebemittel (z.B. ein struktureller Kleber) kann auf eine/einer Fläche des Rahmenelements (z.B. auf die Fläche des Rahmenelements mit dem geriffelten Teil) aufgebracht sein/werden, wodurch die Verbindungskraft zwischen dem Rahmenelement und dem Körperelement durch das strukturelle Klebemittel erhöht ist.
Das Körperelement kann aus einem von glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFRP, von engl. „glass fiber reinforced plastics“), kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFRP, von engl. „carbon fiber reinforced plastics“) und Kunststoffen gebildet sein.
Die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur kann ferner aufweisen: eine obere Verbindung-Abdeckung, welche mit dem Körperelement verbunden (z.B. zusammengefügt) ist, und welche eingerichtet ist, um eine obere Fläche des Körperelements zu bedecken (z.B. abzudecken), eine innere Verbindung-Abdeckung, welche mit dem Körperelement verbunden (z.B. zusammengefügt) ist, und welche eingerichtet ist, um das Körperelement innerhalb des Fahrzeugkörpers zu bedecken, und eine äußere Verbindung-Abdeckung, welche der inneren Verbindung-Abdeckung gegenüberliegt (z.B. entgegengesetzt dazu ist), welche mit dem Körperelement verbunden ist, und welche eingerichtet ist, um das Körperelement außerhalb des Fahrzeugkörpers zu bedecken.
Geriffelte Teile (z.B. geriffelte Abschnitte), welche bearbeitet sind (z.B. verarbeitet sind/wurden), um eine vorbestimmte Oberflächenrauigkeit zu haben, können (z.B. jeweils, z.B. in zugeordneter Weise) an (z.B. auf) einer unteren Fläche der oberen Verbindung-Abdeckung, welche dem Körperelement gegenüberliegt, an (z.B. auf) einer inneren Fläche der inneren Verbindung-Abdeckung und an (z.B. auf) einer inneren Fläche der äußeren Verbindung-Abdeckung bereitgestellt sein, wodurch eine Verbindungskraft zwischen jedem des Körperelements und der oberen Verbindung-Abdeckung, des Körperelements und der inneren Verbindung-Abdeckung und des Körperelements und der äußeren Verbindung-Abdeckung durch die geriffelten Teile erhöht ist.
Die innere Verbindung-Abdeckung und die äußere Verbindung-Abdeckung können miteinander an einer hinteren Fläche des Körperelements verbunden sein und (können) einen Öffnungsflansch (z.B. eine Öffnungswange, z.B. einen Öffnungskragen) bilden, welcher zu einer Öffnung im Fahrzeugkörper korrespondiert.
Die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur kann ferner eine untere innere Windlauf-Abdeckung aufweisen, welche mit der oberen Verbindung-Abdeckung verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) ist, um damit verbunden zu sein, und welche sich zu einem vorderen Ende der inneren Verbindung-Abdeckung (hin) erstreckt.
Die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur kann ferner eine äußere Verstärkung-Abdeckung aufweisen, welche integral mit der oberen Verbindung-Abdeckung und der äußeren Verbindung-Abdeckung verbunden ist, während des Bedeckens (z.B. Abdeckens) der oberen Verbindung-Abdeckung und der äußeren Verbindung-Abdeckung.
Die innere Verbindung-Abdeckung kann eine Mehrzahl von Löchern aufweisen, welche durch einen inneren und einen äußeren Abschnitt davon gebildet sind, wobei die Mehrzahl von Löchern eingerichtet sind, um ein mittels Wärme geschmolzenes Kunststoff-Harz aufzunehmen, und, wenn das Kunststoff-Harz abgekühlt und (daher/dadurch) verfestigt (z.B. fest geworden, z.B. erstarrt) ist, eine Verbindungskraft zwischen dem Körperelement und der inneren Verbindung-Abdeckung erhöht sein kann.
Die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur kann ferner ein Basiselement aufweisen, welches mit dem Körperelement verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) ist, und welches eingerichtet ist, um eine untere Fläche und eine innere Seitenfläche des Körperelements zu überlappen (z.B. zu überdecken).
Ein Klebemittel (z.B. ein Kleber) kann auf eine/einer Fläche des Basiselements aufgebracht sein/werden, welche in Kontakt mit der unteren Fläche und der inneren Seitenfläche des Körperelements kommt, wodurch eine Verbindungskraft zwischen dem Körperelement und dem Basiselement durch das Klebemittel erhöht ist.
Ein Zusammenbau-Vorsprung, welcher zu einem Gegenstück davon (hin) vorsteht, und eine Zusammenbau-Nut, welche zum Zusammenbau-Vorsprung passt (z.B. damit zusammenpasst), welche in zugeordneter Weise an dem Basiselement und (an) dem Körperelement gebildet sind, können sich in der Längsrichtung erstrecken, und der Zusammenbau-Vorsprung und die Zusammenbau-Nut können ineinander eingepasst und miteinander verbunden sein und es dem Körperelement und dem Basiselement erlauben, miteinander verbunden zu sein.
Die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur kann ferner eine Verstärkung-Schiene aufweisen, welche eingepasst ist in die und verbunden ist mit der Zusammenbau-Nut.
Eine erste Befestigung-Nut kann an (z.B. auf) einer Kontaktfläche des Körperelements gebildet sein und sich in einer Längsrichtung erstrecken, und die (z.B. eine) zweite Befestigung-Nut, welche zur ersten Befestigung-Nut eingerichtet ist (z.B. welche eingerichtet ist, um mit der ersten Befestigung-Nut zusammenzupassen), kann an (z.B. auf) einer Kontaktfläche des Basiselements gebildet sein und sich in der Längsrichtung erstrecken, und eine Verbindungsstange (z.B. ein Verbindungskeder) kann eingeführt und eingepasst sein in die erste und (in) die zweite Befestigung-Nut und (kann) es dem Körperelement und dem Basiselement erlauben, miteinander verbunden zu sein.
Ein Teil einer Armaturenbrett-Anordnung, welche einen Gitterrahmen-Fahrzeugkörper bildet, kann mit dem Armaturenbrett-Verbindung-Teil verbunden sein, und ein Windlauf kann mit dem Windlauf-Verbindung-Teil verbunden sein und (kann) sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstrecken.
Die vorliegende Offenbarung/Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass in Verbindung mit dem Einrichten einer modularisierten Gitterrahmen-Typ-Fahrzeugkörper-Struktur ein aus einem Metallrohr hergestelltes Rahmenelement, welches zur vorderen Säule (A-Säule) eines Fahrzeugs korrespondiert, ein aus einem Kunststoff-Komposit-Material hergestelltes Körperelement und ein Basiselement miteinander verbunden sind, während des Garantierens einer Zusammenbau-Bequemlichkeit (z.B. eines Zusammenbau-Komforts) und des Sicherstellens von exzellenter Festigkeit und Steifigkeit, wodurch verbesserte Kopplungseigenschaften, Festigkeit, Steifigkeit und Haltbarkeit garantiert sind.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele nur für Darstellungszwecke gedacht sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu beschränken.
Figurenliste
Damit die Offenbarung/Erfindung gut verstanden werden kann, werden jetzt verschiedene Formen davon beschrieben, welche als Beispiel gegeben sind, wobei Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird, in welchen:

1 einen modularisierten Gitterrahmen-Fahrzeugkörper darstellt, bei welchem eine Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung verwendbar ist,
2 eine vordere Säule als eine Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung darstellt,
3 die vordere Säule aus 2 von vorne gesehen darstellt,
4 bis 6 Schritte zum Herstellen der vorderen Säule gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung darstellen,
7 bis 8 eine untere innere Windlauf-Abdeckung und eine äußere Verstärkung-Abdeckung gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung erklären, und
9 eine Struktur erklärt, in welcher ein Körperelement und eine innere Verbindung-Abdeckung aneinander gekoppelt sind mittels eines Kunststoff-Harzes, welches mittels Kühlens verfestigt ist, gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung ist ihrer Natur nach nur exemplarisch und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung/Erfindung, eine Anwendung (davon) oder Verwendungen (davon) zu beschränken. Es ist zu verstehen, dass über die Zeichnungen hinweg korrespondierende Bezugszeichen gleiche oder korrespondierende Teile und Eigenschaften/Merkmale kennzeichnen.
Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an verschiedenen Formen gemäß der vorliegenden Offenbarung/Erfindung gemacht werden und daher werden bestimmte Ausführungsformen in den Zeichnungen dargestellt und in der Beschreibung oder Anmeldung beschrieben. Indes ist zu verstehen, dass verschiedene Formen gemäß dem Konzept der vorliegenden Offenbarung/Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Formen beschränkt sind, sondern die vorliegende Offenbarung/Erfindung alle Modifikationen, Abwandlungen und Alternativen, welche in den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung fallen, enthält.
Solche Begriffe wie „ein erster/ein erstes/eine erste“ und/oder „ein zweiter/ein zweites/eine zweite“ können verwendet werden, um verschiedene Elemente zu beschreiben, aber die Elemente sollen mittels dieser Begriffe nicht beschränkt werden. Diese Begriffe sind nur dazu gedacht, ein Element von anderen Elementen zu unterschieden. Zum Beispiel kann ein erstes Element ein zweites Element genannt werden und auf ähnliche Weise kann ein zweites Element ein zweites Element (z.B. ein erstes Element) genannt werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung abzuweichen.
In dem Fall, in welchem ein Element als „verbunden“ mit anderen Elementen oder als (darauf) „zugegriffen“ durch andere Elemente bezeichnet sind, ist zu verstehen, dass nicht nur das Element direkt verbunden ist mit den anderen Elementen oder direkt auf das Element zugegriffen wird durch die anderen Elemente, sondern ebenso ein weiteres Element zwischen ihnen existieren kann. Andererseits, in dem Fall, in welchem eine Komponente als „direkt verbunden“ mit irgendeiner anderen Komponente oder als „direkt (darauf) zugegriffen“ durch irgendeine andere Komponente bezeichnet sind, ist zu verstehen, dass es keine (weitere) Komponente dazwischen gibt. Die anderen Ausdrücke des Beschreibens einer Beziehung zwischen Strukturelementen, d.h. „zwischen“ und „nur zwischen“ oder „benachbart“ und „direkt benachbart“ sollen auf ähnliche Weise zur obigen Beschreibung interpretiert werden.
Die hierin verwendeten Begriffe werden nur verwendet, um spezifische Ausführungsformen zu beschreiben, und sind nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung/Erfindung zu beschränken. Ein Singularausdruck kann einen Pluralausdruck enthalten, außer sie sind eindeutig unterschiedlich in einem Kontext. Wie hierin verwendet, sind die Ausdrücke „aufweisen“ und/oder „haben“ dazu gedacht, das Vorliegen von genannten Merkmalen, Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Kombinationen davon zu spezifizieren, aber sie sollen nicht als das mögliche Vorhandensein oder die mögliche Hinzufügung von einem oder mehr anderen Merkmalen, Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Kombinationen ausschließend interpretiert werden.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, dieselbe Bedeutung wie die(jenige), welche von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem die vorliegende Offenbarung/Erfindung gehört, im Allgemeinen verstanden wird. Solche Begriffe, wie diejenigen, welche in einem im Allgemeinen verwendeten Wörterbuch definiert sind, können interpretiert werden als die Bedeutungen habend, welche gleich sind zu den Kontextbedeutungen in dem relevanten Gebiet der Technik, und sind nicht zu interpretieren als ideale oder übermäßig formale Bedeutungen habend, außer sie sind hierin klar (so) definiert.
Nachfolgend wird eine Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 stellt einen modularisierten Gitterrahmen-Fahrzeugkörper (z.B. einen modularisierten Skelettkarosserie-Fahrzeugkörper, z.B. einen modularisierten Spaceframe-Fahrzeugkörper) dar, bei welchem die vorliegende Offenbarung/Erfindung verwendbar ist, und stellt konzeptionell dar, dass es möglich ist, einen Gitterrahmen-Fahrzeugkörper zu bilden mittels Verbindens einer Hautanordnung (z.B. einer Hautbaugruppe) 127 mit einer Bodenanordnung (z.B. einer Bodenbaugruppe) 109 und einer oberen Anordnung (z.B. einer oberen Baugruppe) 119, welche zuerst miteinander zusammengebaut (z.B. montiert) werden. Die Bodenanordnung 109 weist auf: Frontschürze-Anordnungen (z.B. Frontschürze-Baugruppen) 101, eine Armaturenbrett-Anordnung (z.B. eine Armaturenbrett-Baugruppe) 103, eine zentrale Boden-Anordnung (z.B. eine zentrale Boden-Baugruppe) 105 und eine hintere Boden-Anordnung (z.B. eine hintere Boden-Baugruppe) 107, die obere Anordnung 119 weist auf: Seite-Anordnungen (z.B. Seite-Baugruppen) 111, Seitenpaneel-Anordnungen (z.B. Seitenpaneel-Baugruppen, z.B. Hinteres-Seitenpaneel-Anordnungen, z.B. Hinteres-Seitenpaneel-Baugruppen, z.B. Kotflügel-Anordnungen, z.B. Kotflügel-Baugruppen), eine hintere Anordnung (z.B. eine hintere Baugruppe) 115 und einen Dach-Träger 117, und die Hautanordnung 127 weist auf: einen Kotflügel 121, ein Seite-Außenteil (z.B. eine Seite-Außenhaut) 123 und ein Dach-Paneel 125.
Als Hinweis, die obige Beschreibung oder der in 1 gezeigte Ausdruck dient nur zum Erklären der Struktur des Gitterrahmen-Fahrzeugkörpers, welcher in der vorliegenden Offenbarung/Erfindung erwähnt ist, auf eine einfach zu verstehende Weise und bezieht sich nicht auf eine Zusammenbau-Sequenz (z.B. Montage-Sequenz) von Teilen, welche einen realen Gitterrahmen-Fahrzeugkörper bilden. Daher kann die tatsächliche Zusammenbau-Sequenz gemäß verschiedenen Umständen variieren.
Der Dach-Träger 117 weist auf: Dach-Seite-Rohre 129, welche auf beiden Seiten eines Fahrzeugkörpers angeordnet sind, und einen Windlauf 131, mittlere Dach-Schienen 133 und eine hintere Dach-Schiene 135, welche die Dach-Seite-Rohre 129 miteinander verbinden, während (z.B. indem) sie dazwischen (z.B. zwischen diesen) angeordnet sind. Jedes der Dach-Seite-Rohre 129, des Windlaufs 131, der mittleren Dach-Schienen 133 und der hinteren Dach-Schiene 135 hat eine Hohl-Geschlossener-Querschnitt-Struktur (z.B. eine hohle Struktur mit einem geschlossenen Querschnitt), um eine Gitterrahmen-Struktur zu bilden. Der Dach-Träger 117 kann einfach bei verschiedenen Fahrzeugtypen oder -modellen verwendet werden, indem er verändert wird auf eine Weise des Verlängerns oder Kürzens der Dach-Seite-Rohre 129 in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers und des Verlängerns oder Kürzens des Windlaufs 131, der mittleren Dach-Schienen 133 und der hinteren Dach-Schiene 135 in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers.
Die Frontschürze-Anordnungen 101, die Armaturenbrett-Anordnung 103, die zentrale Boden-Anordnung 105 und die hintere Boden-Anordnung 107, welche modularisiert sind, um die Bodenanordnung 109 zu bilden, sind/werden zusammengebaut (z.B. montiert) mittels Modifizierens der Längen oder der Breiten davon, wodurch die Bodenanordnung 109 leicht verändert werden kann, um bei verschiedenen Fahrzeugtypen oder -modellen verwendet zu werden.
Natürlich, gemäß der Veränderung beim Dach-Träger 117 und der Boden-Anordnung 109 können andere Teile ebenso damit zusammengebaut (z.B. daran montiert) werden mittels Einstellens der Formen oder Größen davon, um zu ermöglichen: einfaches Entwickeln eines Fahrzeugkörpers, welcher geeignet ist für einen Fahrzeugtyp oder ein -modell, welche neu zu entwickeln sind, was daher die einfachere Entwicklung von neuen Fahrzeugmodellen erlaubt, und effektives Verwenden bei einem Herstellungsverfahren, welches verschiedene Typen und kleine Mengen involviert.
Ferner, die Hautanordnung 127, welche mittels des Kotflügels 121, des Seite-Außenteils 123 und des Dach-Paneels 125 eingerichtet ist, kann beim Gitterrahmen wie oben beschrieben verwendet werden mittels freien Modifizierens von Formen davon gemäß einem gewünschten Fahrzeugtyp oder -modell unter Verwendung verschiedener Materialien, wie zum Beispiel kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFRP, von engl. „carbon fiber reinforced plastics“) sowie einer konventionellen allgemeinen Stahlplatte, was dadurch die einfache Herstellung von einer Vielzahl von Fahrzeugen ermöglicht.
Die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur (gemäß) der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, welche beim Gitterrahmen-Fahrzeugkörper, welcher die oben beschriebenen Konfiguration hat, verwendet werden kann, weist auf, wie in 2 bis 9 gezeigt: ein Rahmenelement 10, welches aus einem Metallrohr hergestellt ist und sich von einer Seite des Fahrzeugkörpers (her/aus) erstreckt, um vertikal geneigt zu sein, um einen Rahmen einer vorderen Säule (Säule A) zu bilden, und ein Körperelement 20, welches aus einem Kunststoff-Komposit-Material hergestellt, (welches) einen Armaturenbrett-Verbindung-Teil (z.B. einen Armaturenbrett-Verbindung-Abschnitt) 21 und einen Windlauf-Verbindung-Teil (z.B. einen Windlauf-Verbindung-Abschnitt) aufweist, und (welches) mit dem Rahmenelement 10 verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) ist, um das Rahmenelement 10 zu bedecken (z.B. abzudecken).
Das Rahmenelement 10 kann aus einer Hohlröhre oder einem -rohr gebildet sein, welches innen leer ist, und das Körperelement 20 kann eine honigwabenartige Struktur haben, in welcher eine Mehrzahl von Löchern gebildet sind, um dadurch eine Gitterrahmen-Struktur zu bilden.
Das Rahmenelement 10 und das Körperelement 20 können mittels Gießens derselben in einem Vorgang (z.B. einem Schritt) herstellt sein/werden, welcher Hydroformen und Spritzgießen kombiniert. Alternativ können ein Rahmenelement 10, welches durch Biegen geformt ist/wurde, und ein Körperelement 20, welches durch Spritzgießen geformt ist/wurde, aneinander (z.B. miteinander) in einem Zweistufen-Vorgang gekoppelt sein/werden.
Das Körperelement 20 kann gebildet sein aus einem von glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFRP, von engl. „glass fiber reinforced plastics“), kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFRP, von engl. „carbon fiber reinforced plastics“) und Kunststoffen, welche das Gewicht reduzieren und die gewünschte (z.B. erforderliche) Festigkeit und Steifigkeit bereitstellen.
Das Körperelement 20, welches aus einem Kunststoff-Komposit-Material hergestellt ist, kann verschiedentlich hergestellt sein/werden mittels Deformierens (z.B. Veränderns) der Form davon gemäß einem Fahrzeugtyp oder -modell, wodurch die Herstellung von verschiedenen Fahrzeugen mit erhöhter Gestaltungsfreiheit erleichtert wird.
Ein geriffelter Teil (z. B. ein geriffelter Abschnitt) 11, welcher bearbeitet ist (z.B. verarbeitet ist/wurde), um eine vorbestimmte Oberflächenrauigkeit zu haben, kann an (z.B. auf) der Fläche des Rahmenelements 10 bereitgestellt sein, wie in 4(A) gezeigt. Der geriffelte Teil 11 kann die Verbindungskraft (z.B. die Verbindungsstärke) zwischen dem Rahmenelement 10 und dem Körperelement 20 erhöhen, wodurch eine exzellente Festigkeit und Steifigkeit bereitgestellt sind.
Der geriffelte Teil 11 kann gebildet sein/werden mittels Aufrauens der Fläche des Rahmenelements 10 unter Verwendung eines Lasers oder Plasmas, und die Verbindungskraft zwischen dem Rahmenelement 10 und dem Körperelement 20 kann verbessert sein/werden mittels des Erhöhens der Reibungskraft durch den geriffelten Teil 11.
Als ein weiteres Beispiel kann ein strukturelles Klebemittel (z.B. ein struktureller Kleber) 12, wie zum Beispiel eine Klebung (z.B. eine Verklebung), auf die Fläche des Rahmenelements 10 aufgebracht sein/werden, um die Verbindungskraft zwischen dem Rahmenelement 10 und dem Körperelement 20 unter Verwendung des strukturellen Klebemittel 12 zu erhöhen, wodurch eine exzellente Festigkeit und Steifigkeit bereitgestellt sind.
Wie in 5 bis 6 gezeigt, weist die vorliegende Offenbarung/Erfindung (z.B. die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur) ferner auf: eine obere Verbindung-Abdeckung 30, welche mit dem Körperelement 20 verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) ist, während des Bedeckens (z.B. Abdeckens) einer oberen Fläche des Körperelements 20 (bzw. wobei sie eine obere Fläche des Körperelements 20 abdeckt), eine innere Verbindung-Abdeckung 40, welche mit dem Körperelement 20 verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) ist, während des Bedeckens (z.B. Abdeckens) des Körperelements 20 innerhalb des Fahrzeugkörpers (bzw. wobei sie das Körperelement 20 innerhalb des Fahrzeugkörpers abdeckt), und eine äußere Verbindung-Abdeckung 50, welche der inneren Verbindung-Abdeckung 40 gegenüberliegt (z.B. entgegengesetzt dazu ist) und mit dem Körperelement 20 verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) ist, während des Bedeckens (z.B. Abdeckens) des Körperelements 20 außerhalb des Fahrzeugkörpers (bzw. wobei sie das Körperelement 20 außer des Fahrzeugkörpers abdeckt).
Die obere Verbindung-Abdeckung 30, die innere Verbindung-Abdeckung 40 und die äußere Verbindung-Abdeckung 50 decken das Körperelement 20 ab und schützen dieses und verbessern ebenso die Festigkeit und Steifigkeit des Körperelements 20.
Geriffelte Teile (z.B. geriffelte Abschnitte) 31, 41 und 51, welche bearbeitet sind (z.B. verarbeitet sind/wurden), um eine vorbestimmte Oberflächenrauigkeit zu haben, sind in zugeordneter Weise an (z.B. auf) der unteren Fläche der oberen Verbindung-Abdeckung 30, welche dem Körperelement 20 gegenüberliegt (z.B. zugewandt ist), der inneren Fläche der inneren Verbindung-Abdeckung 40 und der inneren Fläche der äußeren Verbindung-Abdeckung 50 bereitgestellt. Die geriffelten Teile 31, 41 und 51 können die Verbindungskraft zwischen jedem des Körperelements 20 und der oberen Verbindung-Abdeckung 30, des Körperelements 20 und der inneren Verbindung-Abdeckung 40 und des Körperelements 20 und der äußeren Verbindung-Abdeckung 50 erhöhen, wodurch eine exzellente Festigkeit und Steifigkeit bereitgestellt sind.
Die innere Verbindung-Abdeckung 40 und die äußere Verbindung-Abdeckung 50 können miteinander an (z.B. auf) der hinteren Fläche des Körperelements 20 verbunden sein, um einen Öffnungsflansch (z.B. eine Öffnungswange, z.B. einen Öffnungskragen) 60 zu bilden, welcher zu einer Öffnung im Fahrzeugkörper korrespondiert.
Die Seite, auf welcher der Öffnungsflansch 60 installiert ist, korrespondiert zu dem Teil, an welchem eine Tür eines Fahrzeugs installiert ist. Der Öffnungsflansch 60 kann an einer (z.B. genau einer) oder (an) beiden von der inneren Verbindung-Abdeckung 40 und der äußeren Verbindung-Abdeckung 50 gebildet sein. Die Öffnungsflansche 60 sind miteinander verbunden (z.B. zusammengefügt), um eine Gummidichtung, wie zum Beispiel eine Dichtung (z.B. einen Tür- und/oder Fenstergummi, z.B. einen Dichtungsstreifen), dazwischen zu installieren und können daher verwendet werden zur Geräusch- und Vibrationsentlastung (z.B. Geräusch- und Vibrationsreduzierung) eines Fahrzeugs und zum Bereitstellen der Wasserdichtigkeit davon.
Wie in 7 gezeigt, kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung (z.B. die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur) ferner eine untere innere Windlauf-Abdeckung 70 aufweisen, welche mit der oberen Verbindung-Abdeckung 30 verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) ist, um damit verbunden zu sein, während des Erstreckens zum vorderen Ende der inneren Verbindung-Abdeckung 40 (hin) (z.B. während sie sich zum vorderen Ende der inneren Verbindung-Abdeckung 40 (hin) erstreckt). Die untere innere Windlauf-Abdeckung 70 kann mit der oberen Verbindung-Abdeckung 30 und der inneren Verbindung-Abdeckung 40 an (z.B. bei) der inneren vorderen Seite des Fahrzeugkörpers verbunden (z.B. zusammengefügt, z.B. einstückig verbunden) sein, um damit verbunden zu sein, wodurch die Verbindungskraft dazwischen erhöht ist.
Darüber hinaus, wie in 8 gezeigt, kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung (z.B. die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur) ferner eine äußere Verstärkung-Abdeckung 80 aufweisen, welche integral mit der oberen Verbindung-Abdeckung 30 und der äußeren Verbindung-Abdeckung 50 verbunden (z.B. zusammengefügt) ist, während des Abdeckens der oberen Verbindung-Abdeckung 30 und der äußeren Verbindung-Abdeckung 50 (bzw. während sie die obere Verbindung-Abdeckung 30 und die äußere Verbindung-Abdeckung 50 abdeckt). Die äußere Verstärkung-Abdeckung 80 kann die obere Verbindung-Abdeckung 30 und die äußere Verbindung-Abdeckung 50 bedecken (z.B. abdecken) und schützen, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit des Körperelements 20 verbessert sind.
Wie in 9 gezeigt, kann die innere Verbindung-Abdeckung 40 gemäß der vorliegenden Offenbarung/Erfindung eine Mehrzahl von Löchern 42 aufweisen, welche durch den inneren und den äußeren Abschnitt davon gebildet sind. Ein Kunststoff-Harz 90, welches mittels Erwärmens geschmolzen ist/wird, kann in die innere Verbindung-Abdeckung 40 (hinein) durch die Löcher 42 eingebracht sein/werden. Wenn das Kunststoff-Harz 90 abgekühlt und daher verfestigt (z.B. fest geworden) ist, (dann) kann die Verbindungskraft zwischen dem Körperelement 20 und der inneren Verbindung-Abdeckung 40 erhöht sein, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit davon verbessert sind.
Das Körperelement 20 und die innere Verbindung-Abdeckung 40 können miteinander durch Spritzgießen ohne Schweißen verbunden sein/werden, wodurch der Zusammenbau davon erleichtert ist und Kosten reduziert sind.
Darüber hinaus weist die vorliegende Offenbarung/Erfindung (z.B. die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur) ferner ein Basiselement 200 auf, welches mit dem Körperelement 20 verbunden ist, sodass das Basiselement 200 die untere Fläche und die innere Seitenfläche des Körperelements 20 überlappt.
Das Basiselement 200 kann zu einem Teil der Frontschürze-Anordnung 101 in einer Fahrzeugkörper-Struktur, welche einen Gitterrahmen hat, korrespondieren.
Wie in 6 gezeigt, kann ein Klebemittel (z.B. ein Kleber) 210 auf die Fläche des Basiselements 200 aufgebracht sein/werden, welche in Kontakt mit der unteren Fläche und der inneren Seitenfläche des Körperelements 20 kommt (z.B. gerät). Die Verbindungskraft zwischen dem Körperelement 20 und dem Basiselement 200 kann weiter erhöht sein mittels des Klebemittels 210, wodurch die Festigkeit und die Steifigkeit der Fahrzeugkörper-Verbindung (z.B. der Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur) verbessert sind.
Ein Zusammenbau-Vorsprung 201, welcher zu einem Gegenstück davon (hin) vorsteht, und eine Zusammenbau-Nut 23, welche zum Zusammenbau-Vorsprung 201 passt (z.B. damit zusammenpasst, z.B. in welche der Zusammenbau-Vorsprung 201 hineinpasst), welche in zugeordneter Weise an (z.B. auf) dem Basiselement 200 und (an/auf) dem Körperelement 20 gebildet sind, können sich in der Längsrichtung erstrecken, und der Zusammenbau-Vorsprung 201 und die Zusammenbau-Nut 23 können ineinander eingepasst und miteinander verbunden sein, um es dem Körperelement 20 und dem Basiselement 200 zu ermöglichen, miteinander verbunden (z.B. zusammengefügt) zu sein.
Das Körperelement 20 und das Basiselement 200 können miteinander verbunden sein mittels Einpassen-Zusammenbau der Nut und des Vorsprungs ohne Schweißen, wodurch der Zusammenbau davon erleichtert ist und Kosten reduziert sind.
In einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist eine Struktur, in welcher der Zusammenbau-Vorsprung 201 am Basiselement 200 gebildet ist und die Zusammenbau-Nut 23 am Körperelement 20 gebildet, als ein Beispiel dargestellt. Jedoch, gemäß einem Bedarf (z.B. einer Notwendigkeit), können die Nut und der Vorsprung in zugeordneter Weise am Basiselement 200 und am Körperelement 20 gebildet sein.
Wie in 4(B) gezeigt, kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung (z.B. die Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur) ferner eine Verstärkung-Schiene 220 aufweisen, welche eingepasst ist in die und verbunden ist mit der Zusammenbau-Nut 23 des Körperelements 20, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit des Körperelements 20 durch die Verstärkung-Schiene 220 weiter verbessert sind.
Darüber hinaus können eine erste Befestigung-Nut 24 und eine zweite Befestigung-Nut 202, welche zueinander passen (z.B. zusammenpassen), an Kontaktflächen des Körperelements 20 und des Basiselements 200 gebildet sein und können sich in der Längsrichtung erstrecken, und eine Verbindungsstange (z.B. ein Verbindungskeder) 230 kann eingepasst in die erste und die zweite Befestigung-Nut 24, 202 und mit diesen verbunden sein. Das Körperelement 20 und das Basiselement 200 sind miteinander durch die Verbindungsstange 230 verbunden, wodurch die die Verbindungskraft davon weiter erhöht ist.
Ferner kann ein Teil der Armaturenbrett-Anordnung 103, welche einen Gitterrahmen-Fahrzeugkörper bildet, mit dem Armaturenbrett-Verbindung-Teil 21, welcher am Körperelement 20 bereitgestellt ist, verbunden sein, kann der Windlauf 131 mit dem Windlauf-Verbindung-Teil 22 verbunden sein, um sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers zu erstrecken, und kann der Windlauf 131 ein oberes Windlauf-Element werden.
Gemäß dem Bedarf (z.B. der Notwendigkeit) kann der Windlauf 131 mit dem Windlauf-Verbindung-Teil 22 verbunden sein/werden mittels Bewegens des Windlaufs 131 nach oben und nach unten, wodurch die Freiheit bei der Gestaltung der Gitterrahmen-Fahrzeugkörper-Struktur erhöht ist.
Wie oben beschrieben, betrifft eine Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung eine Struktur, in welcher in Verbindung mit dem Einrichten einer Fahrzeugkörper-Struktur mit einem Modularisierter-Gitterrahmen-Verfahren ein Rahmenelement 10, welches aus einem Metallrohr hergestellt ist, ein Körperelement 20, welches aus einem Kunststoff-Komposit-Material hergestellt ist, und ein Basiselement 200, welches zu einer vorderen Säule (Säule A) eines Fahrzeugkörpers korrespondiert, einfach miteinander zusammengebaut und miteinander verbunden werden, während des Bereitstellens von exzellenter Festigkeit und Steifigkeit, wodurch die Haltbarkeit verbessert wird, während des Bereitstellens von Festigkeit und Steifigkeit mit einer stärkeren Verbindungskraft.
Obwohl die vorliegende Offenbarung/Erfindung in Verbindung mit bestimmten Formen davon beschrieben und dargestellt wurde, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Verbesserungen und Modifikationen an der vorliegenden Offenbarung/Erfindung gemacht werden können, ohne vom technischen Inhalt der vorliegenden Offenbarung/Erfindung abzuweichen.

Claims

Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur, welche aufweist: ein aus einem Metallrohr hergestelltes Rahmenelement (10), welches sich von einer Seite eines Fahrzeugkörpers erstreckt, um vertikal geneigt zu sein, und welches eingerichtet ist, um eine vordere Säule zu bilden, und ein aus einem Kunststoff-Komposit-Material hergestelltes Körperelement (20), welches einen Armaturenbrett-Verbindung-Teil (21) und einen Windlauf-Verbindung-Teil aufweist, welches mit dem Rahmenelement (10) verbunden ist und welches eingerichtet ist, um das Rahmenelement (10) zu bedecken.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß Anspruch 1, welche ferner einen geriffelten Teil (11) aufweist, welcher bearbeitet ist, um eine vorbestimmte Oberflächenrauigkeit zu haben, und welcher an einer Fläche des Rahmenelements (10) bereitgestellt ist.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß Anspruch 1 oder 2, welche ferner ein strukturelles Klebemittel (12) aufweist, welches auf einer Fläche des Rahmenelements (10) aufgebracht ist.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Körperelement (20) aus zumindest einem von glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFRP), kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFRP) oder Kunststoffen gebildet ist.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, welche ferner aufweist: eine obere Verbindung-Abdeckung (30), welche mit dem Körperelement (20) verbunden ist, und welche eingerichtet ist, um eine obere Fläche des Körperelements (20) zu bedecken, eine innere Verbindung-Abdeckung (40), welche mit dem Körperelement (20) verbunden ist, und welche eingerichtet ist, um das Körperelement (20) innerhalb des Fahrzeugkörpers zu bedecken, und eine äußere Verbindung-Abdeckung (50), welche der inneren Verbindung-Abdeckung (40) gegenüberliegt, welche mit dem Körperelement (20) verbunden ist, und welche eingerichtet ist, um das Körperelement (20) außerhalb des Fahrzeugkörpers zu bedecken.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß Anspruch 5, welche ferner aufweist: geriffelte Teile (31, 41, 51), welche bearbeitet sind, um eine vorbestimmte Oberflächenrauigkeit zu haben, und welche an einer unteren Fläche der oberen Verbindung-Abdeckung (30), welche dem Körperelement (20) gegenüberliegt, an einer inneren Fläche der inneren Verbindung-Abdeckung (40) und an einer inneren Fläche der äußeren Verbindung-Abdeckung (50) bereitgestellt sind.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die innere Verbindung-Abdeckung (40) und die äußere Verbindung-Abdeckung (50) miteinander an einer hinteren Fläche des Körperelements (20) verbunden sind und einen Öffnungsflansch (60) bilden, welcher zu einer Öffnung im Fahrzeugkörper korrespondiert.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, welche ferner eine untere innere Windlauf-Abdeckung (70) aufweist, welche mit der oberen Verbindung-Abdeckung (30) verbunden ist und sich zu einem vorderen Ende der inneren Verbindung-Abdeckung (40) erstreckt.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, welche ferner eine äußere Verstärkung-Abdeckung (80) aufweist, welche integral mit der oberen Verbindung-Abdeckung (30) und der äußeren Verbindung-Abdeckung (50) verbunden ist, und welche eingerichtet ist, um die obere Verbindung-Abdeckung (30) und die äußere Verbindung-Abdeckung (50) zu bedecken.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die innere Verbindung-Abdeckung eine Mehrzahl von Löchern (42) aufweist, welche durch einen inneren und einen äußeren Abschnitt davon gebildet sind, und die Mehrzahl von Löchern (42) eingerichtet sind, um ein mittels Wärme geschmolzenes Kunststoff-Harz (90) aufzunehmen, wobei, wenn das Kunststoff-Harz (90) abgekühlt und verfestigt ist, eine Verbindungskraft zwischen dem Körperelement (20) und der inneren Verbindung-Abdeckung (40) erhöht ist.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, welche ferner ein Basiselement (200) aufweist, welches mit dem Körperelement (20) verbunden ist und welches eingerichtet ist, um eine untere Fläche und eine innere Seitenfläche des Körperelements (20) zu überlappen.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß Anspruch 11, welche ferner ein Klebemittel (210) aufweist, welches auf einer Fläche des Basiselements (200) aufgebracht ist, welche in Kontakt mit der unteren Fläche und der inneren Seitenfläche des Körperelements (20) kommt.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß Anspruch 11 oder 12, welche ferner aufweist: einen Zusammenbau-Vorsprung (201), welcher zu einem Gegenstück davon vorsteht, und welcher am Basiselement (200) gebildet ist, und eine Zusammenbau-Nut (23), welche zum Zusammenbau-Vorsprung (201) passt, und welche am Körperelement (20) gebildet ist, und wobei sich der Zusammenbau-Vorsprung (201) und die Zusammenbau-Nut (23) in einer Längsrichtung erstrecken, ineinander eingepasst und miteinander verbunden sind, und eingerichtet sind, um es dem Körperelement (20) und dem Basiselement (200) zu erlauben, miteinander verbunden zu sein.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß Anspruch 13, welche ferner eine Verstärkung-Schiene (220) aufweist, welche eingepasst ist in die und verbunden ist mit der Zusammenbau-Nut (23).
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, welche ferner aufweist: eine erste Befestigung-Nut (24), welche an einer Kontaktfläche des Körperelements (20) gebildet ist, und welche sich in einer Längsrichtung erstreckt, eine zweite Befestigung-Nut (202), welche an einer Kontaktfläche des Basiselements (200) gebildet ist, welche eingerichtet ist, um mit der ersten Befestigung-Nut (24) zusammenzupassen, und welche sich in der Längsrichtung erstreckt, und eine Verbindungsstange (230), welche eingeführt und eingepasst ist in die erste und die zweite Befestigung-Nut (24, 202), und welche eingerichtet ist, um es dem Körperelement (20) und dem Basiselement (200) zu erlauben, miteinander verbunden zu sein.
Fahrzeugkörper-Verbindungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, welche ferner aufweist: eine Armaturenbrett-Anordnung (103), welche einen Gitterrahmen-Fahrzeugkörper bildet, und welche mit dem Armaturenbrett-Verbindung-Teil (21) verbunden ist, und einen Windlauf (131), welcher mit dem Windlauf-Verbindung-Teil (22) verbunden ist, und welcher sich in einer Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt.