-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Aufbau eines Verbindungsabschnitts
zwischen einem Bodenrahmenelement und einem Seitenrahmenelement
in einem Fahrzeug, wie z.B. einem Automobil.
-
Zum
Beispiel offenbart die offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldung
Nr. Hei 2-120291 (1990) einen Rahmenverbindungsabschnitt eines Automobils,
in welchem ein vorderes Seitenelement mit einem vorderen Ende eines
vorderen Bodenträgers
(Bodenrahmenelement) verbunden ist, welches an einer vorderen Bodenwanne
(Bodenplatte) vorgesehen ist. Der Rahmenverbindungsabschnitt ist
derart aufgebaut, daß der
vordere Bodenträger
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 Rahmenverbindungsabschnitt weist jedoch die folgende
Probleme auf.
-
Um
eine erforderliche und ausreichende Festigkeit gegen starke und
große
auf den Rahmenverbindungsabschnitt einwirkende Kräfte zu erhalten, sind
eine große
Anzahl an Schweißpunkten
und eine lange Schweißlinie
erforderlich, so daß ausreichend Raum
zum Anordnen einer Schweißmaschine
(Kanone) an beiden Seiten des geschweißten Abschnitts erforderlich
ist. Als Ergebnis daraus muß auf
der Seite der Bodenplatte ein großes Loch vorgesehen sein. Dies
verursacht jedoch eine Abnahme der Steifigkeit der Bodenplatte.
-
Zusätzlich verursachen
das Punkschweißen 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 schweißbaren 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 Bodenrahmenelements,
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 näherungsweise
U-förmigen
Querschnitt aufweist, der Rahmenversteifer, das Bodenelement und
das Seitenrahmenelement aufeinander gestapelt und integral durch
Befestigungsmittel, welche diese durchsetzen, verbunden.
-
Bei
der vorangehenden Erfindung besteht, da die Rahmenelemente miteinander,
durch ein Befestigungselement, wie z.B. einen Bolzen 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 wenigen Befestigungselementen
in zufriedenstellender Weise eine große externe Kraft aufnehmen,
welche auf den Abschnitt einwirkt. Wenn z.B. der Verbindungsabschnitt
eines herkömmlichen Automobils
durch Bolzenbefestigung verbunden wird, reichen nur zwei oder drei
Bolzen aus. Wenn vorgesehen ist, durch Punktschweißen eine
entsprechende Festigkeit zu erhalten, werden viele Schweißpunkte
erforderlich, was zum Vergrößern des
Bereichs 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.
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht, welche einen Rahmenverbindungsabschnitt
ein einem Automobil gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1;
-
3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1;
und
-
4 ist
eine der 3 entsprechende Schnittansicht,
welche eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
-
Die 1 bis 3 zeigen
eine Ausführungsform
der Erfindung. "1" bezeichnet eine
Bodenplatte. Am Seitenrandabschnitt der unteren Oberfläche der
Bodenplatte 1 ist ein Bodenrahmenelement 2 vorgesehen,
welches sich nach vorne und hinten erstreckt. Das Bodenrahmenelement 2 umfaßt Seitenplattenabschnitte 2a, 2a an
beiden Seiten und einen Bodenplattenabschnitt 2b, welcher
die beiden unteren Ränder
der Seitenplattenabschnitte 2a, 2a verbindet,
und es weist einen näherungsweise
U-förmigen
Querschnitt auf. Ferner weist das Bodenrahmenelement 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 Seitenplattenabschnitte 3a, 3a und
einen Bodenplattenabschnitt 3b umfaßt, und weist Flanschabschnitte 3c auf,
welche durch Biegen oberer Ränder
der Seitenplattenabschnitte 3a, 3a gebildet sind.
Das Seitenrahmenelement 3 und das Bodenrahmenelement 2 sind
in Richtung nach vorne und hinten zueinander ausgerichtet, und ein
hinteres Ende des Seitenrahmenelements 3 ist in ein vorderes
Ende des Bodenrahmenelements 2 derart eingepaßt, daß die Seitenplattenabschnitte 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 Flanschabschnitte 2c angeordnet
sind.
-
Andererseits
ist ein Rahmenversteifer 4 in das Bodenrahmenelement 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 näherungsweise
U-förmigen
Querschnitt auf, welcher beide Seitenplattenabschnitte 4a, 4a und
einen Bodenplattenabschnitt 4b umfaßt. Die Höhe des Rahmenversteifers 4 ist
jedoch geringer als diejenigen des Bodenrahmenelements 2 und
des Seitenrahmenelements 3. Der Rahmenversteifer 4 ist
brückenartig
zwischen den Seitenplatten 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 dieser dem vorderen Ende des Bodenrahmenelements 2 nähert, und
am vorderen Ende kommen der Bodenplattenabschnitt 4b des Rahmenversteifers 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 angeordnet, wobei der Seitenplattenabschnitt 2a in
der Mitte angeordnet ist, und die Bodenplattenabschnitte 4b, 2b, 3b sind
aneinander stapelartig angeordnet, wobei der Bodenplattenabschnitt 2b in
der Mitte angeordnet ist.
-
Jede
der Bodenplattenabschnitte 4b, 2b, 3b, welche
wie vorangehend 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
festgelegt. 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 Bodenplattenabschnitte 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 erhalten
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 Abziehen 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 Seitenrahmenelements 3 und des Rahmenversteifers 4.
Da die erforderliche Anzahl 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. Zusätzlich 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 vorgesehen ist, reicht ein kleines Loch
aus, so daß jegliche Verschlechterung
der Steifigkeit der Bodenplatte 1 vermieden wird.
-
In
der vorangehend beschriebenen Ausführungsform sind die Bodenplattenabschnitte 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 4 gezeigt, können in der gleichen Art und
Weise die aneinander angeordneten Seitenplattenabschnitte 4a, 2a, 3a, durch
die Schraube 7 und die Mutter 6 miteinander verbunden
werden. Ferner können
sowohl die Bodenplattenabschnitte 4b, 2b, 3b als
auch die Seitenplattenabschnitte 4a, 2a, 3a in
dieser Art und Weise miteinander verbunden 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 miteinander verbunden werden, ohne
durch die Plattendicke beschränkt
zu sein, und ferner können
die Flächen
der aneinander angeordneten bzw. gestapelten Abschnitte der jeweiligen
Elemente 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 Fahrzeugrumpfsteifigkeit sichergestellt werden.
-
Zusammengefaßt ist ein
Aufbau eines Rahmenverbindungsabschnitts in einem Automobil vorgesehen,
durch welchen ein Bodenrahmenelement mit einem Seitenrahmenelement
fest verbunden werden kann. Ein Endabschnitt des Bodenrahmenelements,
welches an einer Bodenplatte vorgesehen ist und welches einen näherungsweise
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 Seitenrahmenelement aneinander stapelartig
angeordnet und sind integral durch diese durchsetzende Befestigungsmittel
miteinander verbunden.