DE19525783A1 - Aufbau eines Rahmenverbindungsabschnitts in einem Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufbau eines Verbindungs­ abschnitts zwischen einem Bodenrahmenelement und einem Seiten­ rahmenelement in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Automobil.

Zum Beispiel offenbart die offengelegte japanische Gebrauchs­ musteranmeldung Nr. Hei 2-120291 (1990) einen Rahmenverbin­ dungsabschnitt eines Automobils, in welchem ein vorderes Sei­ tenelement mit einem vorderen Ende eines vorderen Bodenträgers (Bodenrahmenelement) verbunden ist, welches an einer vorderen Bodenwanne (Bodenplatte) vorgesehen ist. Der Rahmenverbin­ dungsabschnitt ist derart aufgebaut, daß der vordere Bodenträ­ ger und das vordere Seitenelement aufeinander gestapelt sind, wobei ein unteres Ende einer Trennwand zwischen diese entlang ihrer aufeinander gestapelten Oberflächen eingeführt ist, und diese drei Elemente sind aneinander festgelegt.

Bisher sind in einem derartigen Rahmenverbindungsabschnitt, wie er vorangehend beschrieben worden ist, die Rahmenelemente durch Punktschweißen oder MIG-Schweißen miteinander verbunden worden.

Der durch Punktschweißen oder MIG-Schweißen verbundene Rahmen­ verbindungsabschnitt weist jedoch die folgende Probleme auf.

Um eine erforderliche und ausreichende Festigkeit gegen starke und große auf den Rahmenverbindungsabschnitt einwirken­ de Kräfte zu erhalten, sind eine große Anzahl an Schweißpunk­ ten und eine lange Schweißlinie erforderlich, so daß ausrei­ chend Raum zum Anordnen einer Schweißmaschine (Kanone) an bei­ den Seiten des geschweißten Abschnitts erforderlich ist. Als Ergebnis daraus muß auf der Seite der Bodenplatte ein großes doch vorgesehen sein. Dies verursacht jedoch eine Abnahme der Steifigkeit der Bodenplatte.

Zusätzlich verursachen das Punktschweißen und das MIG-Schweißen wahrscheinlich aufgrund der verschiedenen Bedingungen eine große Streuung bei der Durchführung.

Ferner ändert sich die Durchführung des Punktschweißens mit der Plattendicke und es gibt eine Beschränkung einer schweiß­ baren Plattendicke.

Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorangehenden Umstände gemacht worden. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind in einem Aufbau eines Rahmenverbindungsabschnitts in einem Fahrzeug, in welchem ein Endabschnitt eines Bodenrahmenele­ ments, welches an einer Bodenplatte vorgesehen ist und das einen näherungsweise U-förmigen Querschnitt aufweist und durch einen Rahmenversteifer verstärkt ist, mit einem Endabschnitts eines Seitenelements verbunden ist, welches einen näherungs­ weise U-förmigen Querschnitt aufweist, der Rahmenversteifer, das Bodenelement und das Seitenrahmenelement aufeinander ge­ stapelt und integral durch Befestigungsmittel, welche diese durchsetzen, verbunden.

Bei der vorangehenden Erfindung besteht, da die Rahmenelemente miteinander durch ein Befestigungselement, wie z. B. einen Bol­ zen o. dgl., verbunden sind, keine Beschränkung bezüglich der Plattendicke und keine Verschlechterung der Verbindungsstärke tritt auf, selbst wenn mehrere Elemente gestapelt sind.

Zusätzlich kann der Rahmenverbindungsabschnitt mit sehr weni­ gen Befestigungselementen in zufriedenstellender Weise eine große externe Kraft aufnehmen, welche auf den Abschnitt ein­ wirkt. Wenn z. B. der Verbindungsabschnitt eines herkömmlichen Automobils durch Bolzenbefestigung verbunden wird, reichen nur zwei oder drei Bolzen aus. Wenn vorgesehen ist, durch Punkt­ schweißen eine entsprechende Festigkeit zu erhalten, werden viele Schweißpunkte erforderlich, was zum Vergrößern des Be­ reichs des gestapelten Abschnitts führt und ebenso zu einer Gewichtszunahme.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ferner kein Platz für eine Schweißmaschine (Kanone) erforderlich, so daß kein Erfordernis besteht, ein großes Loch in die Bodenplatte zu bohren. Daher ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft zum Sicherstellen der Festigkeit und Steifigkeit des Fahrzeugrumpfs.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Rahmenverbindungsabschnitt ein einem Automobil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1; und

Fig. 4 ist eine der Fig. 3 entsprechende Schnittan­ sicht, welche eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Er­ findung zeigt.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung. "1" bezeichnet eine Bodenplatte. Am Seitenrandabschnitt der unteren Oberfläche der Bodenplatte 1 ist ein Bodenrahmenele­ ment 2 vorgesehen, welches sich nach vorne und hinten er­ streckt. Das Bodenrahmenelement 2 umfaßt Seitenplattenab­ schnitte 2a, 2a an beiden Seiten und einen Bodenplattenab­ schnitt 2b, welcher die beiden unteren Ränder der Seitenplat­ tenabschnitte 2a, 2a verbindet, und es weist einen näherungs­ weise U-förmigen Querschnitt auf. Ferner weist das Bodenrah­ menelement 2 Flanschabschnitte 2c auf, welche durch Biegen von oberen Rändern der Seitenplattenabschnitte 2a, 2a gebildet sind, und es ist an der unteren Oberfläche der Bodenplatte 1 festgelegt, wobei die Flanschabschnitte 2c an der unteren Oberfläche anliegen.

"3" bezeichnet ein Seitenrahmenelement eines vorderen Rumpfes. Das Seitenrahmenelement 3 weist ebenso einen näherungsweise U- förmigen Querschnitt auf, welcher beide Seitenplattenabschnit­ te 3a, 3a und einen Bodenplattenabschnitt 3b umfaßt, und weist Flanschabschnitte 3c auf, welche durch Biegen oberer Ränder der Seitenplattenabschnitte 3a, 3a gebildet sind. Das Seiten­ rahmenelement 3 und das Bodenrahmenelement 2 sind in Richtung nach vorne und hinten zueinander ausgerichtet, und ein hinte­ res Ende des Seitenrahmenelements 3 ist in ein vorderes Ende des Bodenrahmenelements 2 derart eingepaßt, daß die Seiten­ plattenabschnitte 3a, 3a und der Bodenplattenabschnitt 3b des Seitenrahmenelements 3 entlang der äußeren Oberflächen der Seitenplattenabschnitte 2a, 2a und des Bodenplattenabschnitts 2b des Bodenrahmenelements 2 angeordnet sind, während die Flanschabschnitte 3c entlang der Unterseite der Flanschab­ schnitte 2c angeordnet sind.

Andererseits ist ein Rahmenversteifer 4 in das Bodenrahmenele­ ment 2 eingepaßt und erstreckt sich in Richtung nach vorne und hinten entlang des Bodenrahmenelements 2 zur Verstärkung des Elements. Der Rahmenversteifer 4 weist ferner einen näherungs­ weise U-förmigen Querschnitt auf, welcher beide Seitenplatten­ abschnitte 4a, 4a und einen Bodenplattenabschnitt 4b umfaßt. Die Höhe des Rahmenversteifers 4 ist jedoch geringer als die­ jenigen des Bodenrahmenelements 2 und des Seitenrahmenelements 3. Der Rahmenversteifer 4 ist brückenartig zwischen den Sei­ tenplatten 2a, 2a des Bodenrahmenelements 2 angeordnet, wobei die Seitenplattenabschnitte 4a an den Seitenplattenabschnitten 2a in einer mittleren Höhenstellung anstoßen. Die Position des Rahmenversteifers 4 wird allmählich abgesenkt, wenn sich die­ ser dem vorderen Ende des Bodenrahmenelements 2 nähert, und am vorderen Ende kommen der Bodenplattenabschnitt 4b des Rahmen­ versteifers 4 und der Bodenplattenabschnitt 2b des Bodenrah­ menelements 2 in Kontakt miteinander, so daß sie aufeinander gestapelt sind.

Das heißt, am Verbindungsabschnitt des Bodenrahmenelements 2 mit dem Seitenrahmenelement 3 sind die einander entsprechenden Seitenplattenabschnitte 4a, 2a, 3a aneinander stapelartig an­ geordnet, wobei der Seitenplattenabschnitt 2a in der Mitte angeordnet ist, und die Bodenplattenabschnitte 4b, 2b, 3b sind aneinander stapelartig angeordnet, wobei der Bodenplattenab­ schnitt 2b in der Mitte angeordnet ist.

Jede der Bodenplattenabschnitte 4b, 2b, 3b, welche wie voran­ gehend beschrieben gestapelt sind, weist ein Durchgangsloch 5 an der gleichen Position auf, und am Bodenplattenabschnitt 4b ist eine Mutter 6 mit dem Durchgangsloch 5 ausgerichtet fest­ gelegt. Eine Schraube 7 wird in das Durchgangsloch 5 von unten eingeführt, d. h. von der Seite des Seitenrahmenelements 3, und ist in die Mutter 6 geschraubt. Somit sind die Bodenplatten­ abschnitte 4b, 2b, 3b zwischen den Verbindungssitzflächen auf der Schraubenseite und auf der Mutterseite derart eingeklemmt, daß sie fest miteinander verbunden sind.

Da der Bereich der vorangehend erwähnten Verbindungssitzfläche im Vergleich zu einem Verbindungsbereich pro Punktschweiß- Punkt beträchtlich groß ist, kann eine große Befestigungskraft durch eine kleine Anzahl von Schrauben 7 und Muttern 6 erhal­ ten werden. Insbesondere wenn das Seitenrahmenelement 3 derart einer Kraft ausgesetzt wird, daß es sich nach unten bewegt und vom Bodenrahmenelement 2 weggezogen wird, wirkt die axiale Kompressionskraft durch die Schraube 7, welche zwischen dem Seitenrahmenelement 3 und dem Bodenrahmenelement 2 wirkt, der vorangehend erwähnten Kraft entgegen und verhindert das Abzie­ hen des Seitenrahmenelements 3 vom Bodenrahmenelement 2 sehr effektiv.

Das Befestigen durch eine Schraube und eine Mutter, wie es vorangehend erwähnt worden ist, ist nicht durch die Dicke der Plattenelemente, welche aneinander festgelegt werden sollen, beschränkt, so daß es immer anwendbar ist, unbeachtet der Plattendicke des Bodenrahmenelements 2, des Seitenrahmenele­ ments 3 und des Rahmenversteifers 4. Da die erforderliche An­ zahl an Schrauben 7 klein ist, kann der gestapelte Abschnitt der Bodenrahmenelemente 2 und des Seitenrahmenelements 3 klein sein, um das Gewicht des Fahrzeugrumpfes zu verkleinern. Zu­ sätzlich ist es, da zum Befestigen der Rahmenelemente nur die Schraube 7 in das Durchgangsloch 5 eingeführt werden muß, nicht erforderlich, ein Loch für den Befestigungsvorgang an der Bodenplatte 1 vorzusehen, und selbst wenn das Loch vorge­ sehen ist, reicht ein kleines Loch aus, so daß jegliche Ver­ schlechterung der Steifigkeit der Bodenplatte 1 vermieden wird.

In der vorangehend beschriebenen Ausführungsform sind die Bo­ denplattenabschnitte 4b, 2b, 3b des Rahmenversteifers 4, des Bodenrahmenelements 2 und des Seitenrahmenelements 3, welche aneinander angeordnet sind, mit der Schraube 7 und der Mutter 6 verbunden. Wie jedoch in Fig. 4 gezeigt, können in der gleichen Art und Weise die aneinander angeordneten Seitenplat­ tenabschnitte 4a, 2a, 3a, durch die Schraube 7 und die Mutter 6 miteinander verbunden werden. Ferner können sowohl die Bo­ denplattenabschnitte 4b, 2b, 3b als auch die Seitenplattenab­ schnitte 4a, 2a, 3a in dieser Art und Weise miteinander ver­ bunden werden.

Das Befestigungselement der Erfindung ist nicht auf die Schraube und die Mutter eingeschränkt und jedes Ersatzmittel, z. B. eine Niete o. dgl., kann verwendet werden.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung klar hervorgeht, können gemäß der vorliegenden Erfindung ein Bodenrahmenelement mit einem Rahmenversteifer und ein Seitenrahmenelement fest mit­ einander verbunden werden, ohne durch die Plattendicke be­ schränkt zu sein, und ferner können die Flächen der aneinander angeordneten bzw. gestapelten Abschnitte der jeweiligen Ele­ mente verkleinert werden, um das Gewicht zu senken. Zusätzlich kann, da es nicht erforderlich ist, ein großes Loch an der Bodenplatte zum Verbinden der Rahmenelemente vorzusehen, in vorteilhafter Weise eine hervorragende Fahrzeugrumpfsteifig­ keit sichergestellt werden.

Zusammengefaßt ist ein Aufbau eines Rahmenverbindungsab­ schnitts in einem Automobil vorgesehen, durch welchen ein Bo­ denrahmenelement mit einem Seitenrahmenelement fest verbunden werden kann. Ein Endabschnitt des Bodenrahmenelements, welches an einer Bodenplatte vorgesehen ist und welches einen nähe­ rungsweise U-förmigen Querschnitt aufweist und durch einen Rahmenversteifer verstärkt ist, ist mit einem Endabschnitt des Seitenrahmenelements verbunden, welches einen näherungsweise U-förmigen Querschnitt aufweist. Am Verbindungsabschnitt sind der Rahmenversteifer, das Bodenrahmenelement und das Seiten­ rahmenelement aneinander stapelartig angeordnet und sind inte­ gral durch diese durchsetzende Befestigungsmittel miteinander verbunden.

Claims (3)

1. Aufbau eines Rahmenverbindungsabschnitts in einem Fahr­ zeug, wobei ein Endabschnitt eines an einer Bodenplatte (1) vorgesehenen Bodenrahmenelements (2), welches einen näherungsweise U-förmigen Querschnitt aufweist und durch einen Rahmenversteifer (4) verstärkt ist, mit einem End­ abschnitt eines Seitenrahmenelements (3) verbunden ist, welches einen näherungsweise U-förmigen Querschnitt auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte des Rahmenversteifers (4), des Bo­ denrahmenelements (2) und des Seitenrahmenelements (3) stapelartig aneinander angeordnet sind und durch diese durchsetzende Befestigungsmittel (7) integral miteinander verbunden sind.

2. Aufbau eines Rahmenverbindungsabschnitts in einem Fahr­ zeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel eine Schraube (7) und eine Mutter (6) umfassen.

3. Aufbau eines Rahmenverbindungsabschnitts in einem Fahr­ zeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel eine Niete umfassen.