DE19860006A1 - Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugstruktur - Google Patents

Abstract

Eine Fahrzeugstruktur (1) weist eine Y-förmige Gabelung (2) auf, die Längskräfte aus einem vorderen Längsträger (8) einerseits in einen Schweller (3) und andererseits in einen Mitteltunnel (5) weiterleitet. Die Gabelung (2) wird von einem V-förmig abgebogenen Profil (69) gebildet, das sich aus zwei L-förmigen Halbschalen (60, 61) zusammensetzt, die durch Abkanten ebener Blechzuschnitte in einfacher Weise hergestellt sind. Die Verbindung der beiden Halbschalen (60, 61) untereinander bzw. mit dem Schweller erfolgt bevorzugt durch ein Stanznietverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Aus der DE 28 47 691 A1 ist eine Fahrzeugstruktur bekannt, deren vordere Längs­ träger über eine Y-förmige Gabelung einerseits in einen Schweller und andererseits in den Tunnelbereich in der Mitte des Fahrzeugbodens übergeht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, daß sich zur Herstellung einer gattungsgemäßen Fahrzeugstruktur in kleinen Stückzahlen eignet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 6 be­ schreibt eine erfindungsgemäß hergestellte Fahrzeugstruktur.

Kerngedanke der Erfindung ist es, die Y-förmige Gabelung durch ein V-förmiges Profil zu bilden, das sich aus zwei L-förmigen Halbschalen zusammensetzt. Die Halbschalen werden bevorzugt durch Abkanten aus einem ebenen Metallblech her­ gestellt. Durch die niedrigen Werkzeug kosten eignet sich dieses Verfahren in be­ sonderer Weise zur Herstellung von Fahrzeugstrukturen in kleineren Stückzahlen. Zudem kann die Abkantvorrichtung unabhängig von der jeweiligen Fahrzeugstruktur universell weiterverwendet werden. Die durch Abkanten hergestellten Halbschalen zeichnen sich im Vergleich zu Strangprofilen durch eine höhere Maßgenauigkeit aus. Gegenüber Strangprofilen können außerdem an die Endabschnitte der abge­ kanteten Profile Flansche zur Verbindung mit weiteren Profilen oder anderen sich anschließenden Komponenten angebracht werden. Durch die Bildung geschlosse­ ner Profile aus abgewinkelten Halbschalen entfallen Biegevorgänge an geschlosse­ nen Profilen, die nur mit vergleichsweise großen Maßtoleranzen durchgeführt wer­ den können.

Die Reihenfolge der in Anspruch 1 angeführten Herstellungsschritte ist nicht unver­ änderlich vorgegeben. Insbesondere bewirkt eine Vertauschung der Schritte 1 und 2 keine Abweichung von der Erfindung.

Durch die Verwendung offener Profile sind die Fügestellen von beiden Seiten zu­ gänglich, so daß sich in besonders vorteilhafter Weise das Stanznietverfahren (Anspruch 2) anbietet. Das Stanznietverfahren erzeugt eine Verbindung hoher Festigkeit, auch gegenüber Wechselbeanspruchungen. Es erzeugt im Gegensatz zum Blindnietverfahren keinen Abfall. Da die Stanznietverbindung allein durch die Verformung der beteiligten Fügepartner hergestellt wird, ohne eine Durchgangsöff­ nung zu schaffen, ergibt sich eine flüssigkeits- und gasdichte Verbindung. Das Stanznietverfahren kann auch ein aufwendiges Schweißverfahren ersetzen, mit Vorteilen hinsichtlich der Festigkeit der Verbindung. Das erfindungsgemäße Ver­ fahren bietet sich vor allem bei bei Leichtmetall-Legierungen an.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen. Anspruch 6 beschreibt eine erfindungsgemäß hergestellte Fahr­ zeugstruktur.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt in perspektivischer Ansicht den vorderen Bereich einer Fahrzeugstruktur.

Über einen vorderen Längsträger 8 wird eine entgegen der Fahrtrichtung FR ge­ richtete Kraft über eine Y-förmige Gabelung 2 auf einen Schweller 3 bzw. einen mit­ tigen Tunnelträger 5 weitergeleitet. Die Querschnitte der einzelnen Komponenten der in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichneten Fahrzeugstruktur sind mit gestrichelten Linien angegeben.

Die Gabelung 2 wird durch ein V-förmig abgewinkeltes Profil 69 mit einem äußeren und einem inneren Ast 69a bzw. 69b erreicht. Das Profil 69 weist einen rechteck­ förmigen Querschnitt auf und setzt sich aus einer inneren sowie einer äußeren Halbschale 60 bzw. 61 mit jeweils L-förmigem Querschnitt zusammen. Die äußere Halbschale 61 erstreckt sich über den Profilquerschnitt der beiden Äste 69a und 69b hinaus und setzt sich in einem horizontalen und einem vertikalen Abschnitt 62 bzw. 63 fort. Demgegenüber sind die Schenkel 64 und 65 der inneren Halbschale 60 an ihren Endabschnitten zu Flanschen 66 abgewinkelt. Entlang dieser Flansche 66 erfolgt die Verbindung mit der äußeren Halbschale 61 über Fügestellen 67, die beispielsweise mit einem Stanzniet-Werkzeug hergestellt werden. Alternativ ist z. B. eine Klebe- oder Punktschweißverbindung möglich.

Auch der Schweller 3 setzt sich aus einer Innenschale 30 und einer Außenschale 31 zusammen, mit einem dazwischen angeordneten Zwischenblech 10, so daß der Schweller 3 in zwei Kammern 3a und 3b unterteilt wird. Vor dem Anbringen der Außenschale 31 am Schweller 3 erfolgt die Verbindung zwischen der äußeren Halb­ schale 61 des Profils 69 und der Innenschale 30 des Schwellers 3 über ein Niet- oder Schweißwerkzeug. In analoger und nicht näher dargestellter Weise erfolgt auch die Verbindung des inneren Astes 69b mit dem Tunnelträger 5.

Die beiden Halbschalen 60 bzw. 61 werden zunächst aus einem Zuschnitt eines ebenen Bleches hergestellt. Anschließend werden diese zunächst geradlinig ver­ laufenden Halbschalen 60 und 61 etwa mittig an der mit 68 bezeichneten Stelle V- förmig abgekantet. Hierbei sind die in einer horizontalen Ebene verlaufenden Schenkel der Halbschalen 60 bzw. 61 vor dem Abkanten entsprechend einzu­ schneiden, um die Abkantung zu ermöglichen. Durch Verbinden der beiden Bauteile 60 und 61 entlang der Flansche 66 entsteht zusammen mit dem vorderen Längs­ träger 8 die lastverteilende Gabelung 2. Alternativ können die beiden Äste 69a und 69b des Profils 69 jedoch auch von insgesamt vier Halbschalen (ohne Abwinkelung) gebildet werden, die über Verbindungslaschen, durch Verschweißung etc. mitein­ ander zu einem V-förmigen Profil verbunden werden.

Im Bereich der vorderen Kante 68 des V-förmigen Profils 69 ist in der äußeren Halbschale 61 eine Öffnung (in der Figur nicht sichtbar) vorgesehen, durch die der vordere Längsträger 8 in das Innere des Profils 69 eingeschoben ist. Der Längs­ träger 8 seinerseits ist an seinem fahrtrichtungsabgewandten Endabschnitt mit einer V-förmigen Ausnehmung versehen, deren Öffnungswinkel dem Winkel α zwischen den beiden Asten 69a und 69b des Profils 69 entspricht. Somit greift der Endab­ schnitt des Längsträgers 8 mit seiner keilförmigen Ausnehmung formschlüssig in die Innenseite der inneren Halbschale 60 des Profils 69 ein. Darüber hinaus ist der Längsträger 8 außenseitig mit dem Profil 69 verbunden.

Mit den Abschnitten 62 und 63 der äußeren Halbschale 61 setzt sich die übrige Fahrzeugstruktur 1 unmittelbar fort. So bildet der horizontale Abschnitt 62 einen Teil des Bodenbleches, während der vertikale Abschnitt 63 in die vordere Stirnwand übergeht.

Der vordere Längsträger 8 kann aus Halbschalen zusammengesetzt oder von einem Strangprofil gebildet werden. In besonderer Weise eignen sich für den Längsträger 8 Mehrkammerprofile. Durch die keilförmige Ausnehmung an seinem hinteren Endabschnitt ergibt sich eine mechanische Verriegelung gegen ein seitli­ ches Ausweichen im Crashfall. Der Längsträger 8 kann mit kurzen Schweißnähten, durch Ausbildung entsprechender Flansche, durch Verklebung etc. mit dem Profil 69 verbunden werden. Das Profil 69 kann als Vormontageeinheit zusammengefügt und in die Fahrzeugstruktur 1 eingesetzt werden. Durch die Zugänglichkeit über die offenen Schalen 30 bzw. 60 können Fügeverfahren angewandt werden, bei denen ein Zugang von beiden Seiten der zu erstellenden Verbindung erforderlich ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugstruktur mit einem vorderen Längs­ träger, der über eine Y-förmige Gabelung in einen Schweller und in einen Fahrzeugmittenbereich übergeht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte zur Herstellung der Gabelung:

• 1. Herstellung einer inneren sowie einer äußeren Halbschale (60 bzw. 61) mit jeweils L-förmigem Querschnitt, die sich durch Zusammenfügen zu einem Profil (69) mit rechteckförmigem Querschnitt ergänzen
• 2. Abkanten von insgesamt zwei in Längsrichtung der Halbschalen (60, 61) verlaufenden Verbindungsflanschen (66) an Endabschnitten der Schen­ kel (64, 65) der Halbschalen (60, 61)
• 3. Abkanten beider Halbschalen (60, 61) senkrecht zur ihrer Längser­ streckung derart, daß sie sich zu einem Profil (69) mit rechteckförmigen Querschnitt ergänzen, das etwa im Mittenbereich (68) V-förmig abge­ winkelt ist
• 4. Verbinden der beiden Halbschalen (60, 61) entlang der Verbindungs­ flansche (66)
• 5. Verbinden des vorderen Längsträgers (8) mit dem Profil (69) im Bereich (68) der V-förmigen Abwinkelung des Profils (69).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (60, 61) durch ein Stanzniet­ verfahren miteinander verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Längsträger (8) an seinem fahrt­ richtungsabgewandten Endabschnitt vor der Verbindung mit dem Profil (69) mit einer Ausnehmung versehen wird, die formschlüssig in die V-förmige Ab­ winkelung des Profils (69) eingreift.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Halbschale (61) mit einer Öffnung versehen wird, durch die der vordere Längsträger (8) bis zur Anlage an die Innenseite der inneren Halbschale (60) des Profils (69) eingeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweller (3) in eine Innen- und eine Außenschale (30, 31) unterteilt ist und ein Endabschnitt (2a) des Profils (69) mit der Innenschale (30) des Schwellers (3) verbunden wird, bevor die Außenschale (31) auf die Innenschale (30) aufgesetzt wird.

6. Fahrzeugstruktur hergestellt nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und/oder äußere Halbschale (60, 61) des Profils (69) wenigstens einen sich über den Querschnitt des Profils (69) hinaus erstreckenden Schenkel (62, 63) aufweist, der die Fahrzeugstruktur (1) fortsetzt und/oder der Aufnahme weiterer Komponenten der Fahrzeugstruktur (1) dient.