DE202015104385U1

DE202015104385U1 - Anordnung von Fahrzeugstrukturkomponenten an einer gemeinsamen Verbindungsstelle

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Publication number: DE202015104385U1
Application number: DE202015104385.6U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2015-10-12
Anticipated expiration: 2025-08-20
Also published as: US9352706B2; US20160052466A1; MX362220B; RU2015135789A3; CN204978854U; MX2015010629A; RU2015135789A; RU2684343C2

Abstract

Anordnung, die Folgendes umfasst: eine Basiskomponente, die an Fahrzeugrahmenkomponenten gesichert ist; eine erstes Karosseriekomponente mit einer Innenfläche, die an der Basiskomponente anliegt; ein erstes Befestigungselement, welches die erste Karosseriekomponente und die Basiskomponente koppelt, wobei das erste Befestigungselement einen ersten Flanschabschnitt aufweist, der in eine Außenfläche der ersten Karosseriekomponente eingreift, und einen ersten Wellenabschnitt, der in die Basiskomponente eingreift; eine zweite Karosseriekomponente, das an dem ersten Flanschabschnitt des ersten Befestigungselements anliegt; und ein zweites Befestigungselement, welches die zweite Karosseriekomponente mit dem ersten Karosserie- und der Basiskomponente koppelt, wobei das zweite Befestigungselement einen zweiten Flanschabschnitt aufweist, der in die zweite Karosseriekomponente eingreift, und einen zweiten Wellenabschnitt, der in den ersten Wellenabschnitt des ersten Befestigungselements eingreift.

Description

HINTERGRUND
Fahrzeuge, wie Automobile, Pickup-Wagen, SUVs (sport-utility vehicles), Minivans, Vans und andere Personenkraftwagen, enthalten typischerweise eine Vielzahl an Strukturkomponenten, wie z. B. relativ starre Rahmenkomponenten und relativ dünne Karosseriekomponenten. Die Anzahl, Integrität und Robustheit der Befestigung solcher Komponenten können Auswirkungen auf die Eigenschaften von Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH – Noise, Vibration and Harshness) eines Fahrzeugs haben. Gesichtspunkte, wie z. B. Konzeption, Packaging und Herstellung, können jedoch solche Befestigungen limitieren. In einem typischen Beispiel sind bei vielen Fahrzeugen eine Instrumententafel oder ein Fahrzeugquerträger, ein Karosserieblech, ein Kotflügel und eine Türscharnierhalterung alle in dem Bereich angeordnet, der an das in Längsrichtung vordere Ende der Vordertüröffnung des Fahrzeugs angrenzt. In diesem Beispiel, während formschlüssige, robuste Verbindungen jeweils des Instrumententafelträgers mit dem Karosserieblech sowie des Karosserieblechs mit dem Kotflügel und der Türscharnierhalterung wünschenswert sind, mag einfach nicht genügend Platz für die Platzierung und/oder Herstellung aller gewünschten Verbindungsstellen vorhanden sein. Von daher ist es gegenwärtig schwierig, alle Befestigungen zwischen Fahrzeugstrukturkomponenten wunschgemäß bereitzustellen, z. B. zur Regelung der NVH-Eigenschaften eines Fahrzeugs.
ZEICHNUNGEN
1 ist eine teilweise auseinandergezogene und teilweise ausgeschnittene Ansicht von Komponenten des in Längsrichtung vorderen Ende der Vordertüröffnung eines Fahrzeugs für eine beispielhafte Anordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Anordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine Querschnittansicht einer beispielhaften Anordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Auf 1 Bezug nehmend, werden ein beispielhaftes Fahrzeug 10 und Komponenten davon für eine beispielhafte Anordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung in einer teilweise auseinandergezogenen und teilweise ausgeschnittenen Darstellung gezeigt. Es versteht sich, dass verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 10 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung an einer gemeinsamen Verbindungsstelle angebracht sein können, und dass die Montage von Strukturkomponenten an einer gemeinsamen Verbindungsstelle gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung eine Vielzahl von Anwendungen haben kann. Demgemäß versteht es sich, dass die Offenbarung beispielhafter Natur ist.
Das Fahrzeug 10 umfasst eine Tür 12 und eine entsprechende Türöffnung 14. Das Fahrzeug 10 wird von einem Rahmen 20 gestützt, einschließlich einen Fahrzeugquerträger oder Instrumententafelträger 22 enthält. Der Fahrzeugquerträger 22 verläuft quer über das Fahrzeug 10 und trägt z. B. die Fahrzeuginstrumententafel. Der Rahmen 20, einschließlich des Fahrzeugquerträgers 22, kann eine Vielzahl von Materialien, z. B. metallische Materialien wie Aluminium und Stahl, enthalten. Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine Karosseriekomponente 30, die den Rahmen 20 in Längsrichtung zum vorderen Rand der Türöffnung 14 überlappt. Die Karosseriekomponente kann eine Vielzahl von Materialien, wie z. B. Metallblech, enthalten. Die Karosseriekomponente 30 enthält obere und untere Scharniersockelhalterungen 32, 34, die an einer seitlichen Außenfläche desselben komplementär zu den oberen und unteren Türscharnierhalterungen 36, 38 an der Tür 12 gesichert sind. Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine weitere Karosseriekomponente, einen Vorderkotflügel 40 (in einer teilweise ausgeschnittenen Ansicht in 1 gezeigt), der den Fahrzeugquerträger 22 und die Karosseriekomponente 30 in Längsrichtung zum vorderen Rand der Türöffnung 14 überlappt. Der Vorderkotflügel 40 kann jedes geeignete Material beinhalten.
Zusätzlich Bezug nehmend auf die 2–3, umfasst das Fahrzeug 10 eine gemeinsame Verbindungsstelle oder Befestigung 60 zwischen dem Fahrzeugquerträger 22, der Karosseriekomponente 30 und dem Vorderkotflügel 40. Der Vorderkotflügel 40 enthält einen Flansch 62, der sich vertikal zwischen der oberen Scharniersockelhalterung 32 und einem oberen Ende 64 der Karosseriekomponente 30 befindet. Der Fahrzeugquerträger 22 ist die Basiskomponente der gemeinsamen Verbindungsstelle 60. In einer beispielhaften Umsetzung hat der Fahrzeugquerträger 22 die Form eines Trägerrohrs, und der Fahrzeugquerträger 22 enthält einen nach innen verlaufenden Flansch 80, der eine Basisöffnung 82 definiert. Die Basisöffnung 82 enthält Gewinde 84.
Zumindest an der gemeinsamen Verbindungsstelle 60 enthält die Karosseriekomponente 30 eine Innenfläche 100, die an dem Fahrzeugquerträger 22 und einer Außenfläche 102 gegenüber der Innenfläche 100 anliegt. Bei einigen Umsetzungen kann die Karosseriekomponente 30 die Form einer zusammengesetzten oder mehrschichtigen Strukturkomponente haben, die z. B. aus mehreren Metalblechlagen besteht. Zum Beispiel, wie insbesondere in 3 dargestellt, enthält die Karosseriekomponente 30 eine innere Schicht 110, eine Verstärkungsschicht 112 und eine äußere Schicht 114. Die Innenfläche der inneren Schicht 110 definiert die Innenfläche 100 der Karosseriekomponente 30. Die Außenfläche der äußeren Schicht 114 definiert die Außenfläche 102 der Karosseriekomponente 30. Die Schichten der Karosseriekomponente 30 sowie der Vorderkotflügel 40 enthalten jeweils die einander entsprechenden Durchgangsöffnungen 115, 116, 117, 118 und die Basisöffnung 82.
Die gemeinsame Verbindungsstelle 60 beinhaltet ein erstes Verbindungs- oder Befestigungselement 120, welches die Karosseriekomponente 30 am Fahrzeugquerträger 22 sichert, und ein zweites Verbindungs- oder Befestigungselement 122, das den Vorderkotflügel 40 an der Karosseriekomponente 30 sichert. Das erste Verbindungselement 120 hat einen ersten Flanschabschnitt 130, der in die Außenfläche 102 der Karosseriekomponente 30 eingreift, und einen ersten Wellenabschnitt 132, der in den Fahrzeugquerträger 22 eingreift. Der erste Wellenabschnitt 132 ist größenmäßig auf die Basisöffnung 82 des Fahrzeugquerträgers 22 abgestimmt und beinhaltet ein Außengewinde 134, das auf den Gewindegang 84 der Basisöffnung 82 abgestimmt ist. Der erste Wellenabschnitt 132 wird in die Basisöffnung 82 eingeschraubt, bis der erste Flanschabschnitt 130 in die Außenfläche 102 der Karosseriekomponente 30 eingreift, um die Karosseriekomponente 30 relativ zum Armaturenträger 22 zu sichern. Das erste Verbindungselement 120 beinhaltet außerdem eine Blindöffnung 136, die durch den ersten Flanschabschnitt 130 in den ersten Wellenabschnitt 132 verläuft. Die Blindöffnung 136 beinhaltet innenliegende Gewinde 138.
Das zweite Verbindungselement 122 der gemeinsamen Verbindungsstelle 60 beinhaltet einen zweiten Flanschabschnitt 140, der in eine Außenfläche 141 des Vorderkotflügels 40 eingreift, und einen zweiten Wellenabschnitt 142, der in das erste Verbindungselement 120 eingreift. Der zweite Wellenabschnitt 142 ist größenmäßig auf die Blindöffnung 136 abgestimmt und beinhaltet ein Außengewinde 144, das auf die innenliegenden Gewinde 138 der Blindöffnung 136 abgestimmt ist. Der zweite Wellenabschnitt 142 wird in die Blindöffnung 136 eingeschraubt, bis der zweite Flanschabschnitt 140 in die Außenfläche 141 des Vorderkotflügels 40 eingreift, um den Vorderkotflügel 40 zwischen dem ersten und zweiten Verbindungselement 120, 122 und daher relativ zur Karosseriekomponente 30 und dem Armaturenträger 22 zu sichern. Der Vorderkotflügel 40 kann zumindest an und neben der gemeinsamen Verbindungsstelle 60 durch das zweite Verbindungselement 122 von der Karosseriekomponente 30 beabstandet sein, und das zweite Verbindungselement 122 kann jedes geeignete Befestigungselement, wie z. B. eine Schraube, sein. Demgemäß können mehrere Fahrzeugstrukturkomponenten des Fahrzeugs formschlüssig und robust an einer gemeinsamen Verbindungsstelle gesichert sein, um sowohl den Platz für das Packaging des Fahrzeugs effizient zu nutzen als auch die NVH-Eigenschaften eines Fahrzeugs zu regeln.
In Umsetzungen, bei denen die Karosseriekomponente 30 die Form einer zusammengesetzten oder mehrschichtigen Strukturkomponente hat, wie z. B. die innere Schicht 110, die Verstärkungsschicht 112 und die äußere Schicht 114, kann die gemeinsame Verbindungsstelle 60 ferner ein Abstandselement 150 beinhalten, das an einer der Schichten der Karosseriekomponente 30 gesichert ist. Das Abstandselement 150 kann als nicht-beschränkendes Beispiel die Form einer Zylindermutter oder eines Toleranzabsorbers haben. Zum Beispiel, wie speziell in 3 dargestellt, kann das Abstandselement 150 zwischen der inneren Schicht 110 und der Verstärkungsschicht 112 angeordnet, mit der inneren Schicht 110 verbunden oder an ihr befestigt sein, z. B. mit einer Schweißnaht 152, und so positioniert sein, dass es mit der Durchgangsöffnung 115 überlappt. Das Abstandselement 150 kann um den ersten Wellenabschnitt 132 des ersten Verbindungselements 120 verlaufen.
Außerdem kann die gemeinsame Verbindungsstelle 60 in einigen Umsetzungen einen Rahmenspalt 160 beinhalten, um Variationen bei Herstellungs- und Montageprozessen aufzunehmen. Wie in der beispielhaften Darstellung von 3 gezeigt, kann der Rahmenspalt 160 zwischen einem Ende des Abstandselements 150 gegenüber der Schweißnaht 152 und der Verstärkungsschicht 112 definiert sein. Die Verstärkungsschicht 112 kann einen profilierten Teil 162 komplementär zum Abstandselement 150 und der Konfiguration der inneren und äußeren Schicht 110, 114 beinhalten, um den Rahmenspalt 160 zu definieren.
In den Zeichnungen kennzeichnen die gleichen Referenznummern die gleichen Elemente. Des Weiteren können einige dieser oder alle diese Elemente geändert werden. Entsprechend versteht es sich, dass die obige Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. So kann zum Beispiel ein Abstandselement und/oder ein Rahmenspalt gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sich an einer Vielzahl von Komponenten einer gemeinsamen Verbindungsstelle befinden oder dort angebracht sein. Viele von den gegebenen Beispielen abweichende Ausführungsformen und Anwendungen würden für einen Fachmann beim Lesen der obigen Beschreibung ersichtlich werden. Der Umfang der Erfindung sollte nicht mit Bezug auf die oben gegebene Beschreibung bestimmt werden, sondern statt dessen mit Bezug auf die beiliegenden Ansprüche zusammen mit dem vollständigen Umfang von sich aus diesen Ansprüchen ergebenden Äquivalenten bestimmt werden. Es versteht sich, dass das Adjektiv „beispielhaft“, wie hier verwendet, sich auf die Funktion einer Darstellung oder einer Probe, illustrativ oder typisch, bezieht. Es ist zu erwarten und beabsichtigt, dass bei den hier besprochenen Fachgebieten zukünftige Entwicklungen stattfinden werden, und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solchen zukünftigen Ausführungsformen integriert werden. Zusammengenommen sollte verstanden werden, dass die Erfindung tauglich für Modifizierungen und Variationen ist und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt wird.
Alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sollen in ihrer breitesten vernünftigen Auslegung und in ihren üblichen Bedeutungen wie von Fachleuten verstanden werden, sofern hier nicht explizit eine gegenteilige Angabe gemacht wird. Insbesondere ist die Verwendung von Artikeln im Singular, wie beispielsweise „ein/e/er“, „der, die, das“, „jene/r/s“ usw., so zu verstehen, dass eines oder mehrere der aufgezeigten Elemente gemeint sein könnten, sofern nicht in einem Anspruch eine explizite gegenteilige Einschränkung angeführt wird.

Claims

Anordnung, die Folgendes umfasst: eine Basiskomponente, die an Fahrzeugrahmenkomponenten gesichert ist; eine erstes Karosseriekomponente mit einer Innenfläche, die an der Basiskomponente anliegt; ein erstes Befestigungselement, welches die erste Karosseriekomponente und die Basiskomponente koppelt, wobei das erste Befestigungselement einen ersten Flanschabschnitt aufweist, der in eine Außenfläche der ersten Karosseriekomponente eingreift, und einen ersten Wellenabschnitt, der in die Basiskomponente eingreift; eine zweite Karosseriekomponente, das an dem ersten Flanschabschnitt des ersten Befestigungselements anliegt; und ein zweites Befestigungselement, welches die zweite Karosseriekomponente mit dem ersten Karosserie- und der Basiskomponente koppelt, wobei das zweite Befestigungselement einen zweiten Flanschabschnitt aufweist, der in die zweite Karosseriekomponente eingreift, und einen zweiten Wellenabschnitt, der in den ersten Wellenabschnitt des ersten Befestigungselements eingreift.
Die Anordnung des Anspruchs 1, wobei die erste Karosseriekomponente mehrere Schichten zwischen der Basiskomponente und der zweiten Karosseriekomponente beinhaltet.
Anordnung nach Anspruch 2, ferner umfassend, ein Abstandselement zwischen der inneren Schicht und der Verstärkungsschicht der ersten Karosseriekomponente, wobei die innere Schicht zwischen der Verstärkungsschicht und der Basiskomponente angeordnet ist und der erste Wellenabschnitt des ersten Befestigungselements sich durch das Mutterkomponente erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 3 ferner umfassend, einen Rahmenspalt, der zwischen dem Abstandselement und der Verstärkungsschicht der ersten Karosseriekomponente angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 3, wobei die erste Karosseriekomponente eine äußere Schicht beinhaltet, die zwischen der zweiten Karosseriekomponente und der Verstärkungsschicht der ersten Karosseriekomponente angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 3, wobei das Abstandselement mit der inneren Schicht der ersten Karosseriekomponente verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Basiskomponente eine Gewindeöffnung enthält und der erste Wellenabschnitt des ersten Befestigungselements ein komplementäres Außengewinde aufweist, das in die Gewindeöffnung der Basiskomponente eingreift.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Basiskomponente aus einem Trägerrohr für eine Fahrzeugrahmenkomponente besteht, wobei das Trägerrohr einen sich intern erstreckenden Flansch aufweist, der die Gewindeöffnung definiert.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das erste Befestigungselement eine Blindöffnung enthält, die sich durch den ersten Flansch und in den ersten Wellenabschnitt erstreckt, wobei das zweite Befestigungselement in die Blindöffnung des ersten Befestigungselements eingreift.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei die Blindöffnung ein Gewinde besitzt und der zweite Wellenabschnitt des zweiten Befestigungselements ein Außengewinde beinhaltet, das auf die Blindöffnung abgestimmt ist.
Anordnung nach Anspruch 10, wobei das zweite Befestigungselement aus einer Schraube besteht.
Anordnung, die Folgendes umfasst: eine Fahrzeugrahmenkomponente; eine erste Fahrzeugkarosseriekomponente, dessen Innenfläche an die Fahrzeugrahmenkomponente angrenzt; ein erstes Verbindungselement, welches die erste Fahrzeugkarosseriekomponente mit der Fahrzeugrahmenkomponente koppelt, wobei das erste Verbindungselement einen ersten Flanschabschnitt aufweist, der in die Außenfläche der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente eingreift, und einen ersten Wellenabschnitt, der in die Fahrzeugrahmenkomponente eingreift; eine zweite Fahrzeugkarosseriekomponente, die an den ersten Flanschabschnitt gegenüber der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente angrenzt; und ein zweites Verbindungselement, welches die zweite Fahrzeugkarosseriekomponente mit der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente und der Fahrzeugrahmenkomponente koppelt, wobei das zweite Verbindungselement einen zweiten Flanschabschnitt aufweist, der in die zweite Fahrzeugkarosseriekomponente eingreift, und einen zweiten Wellenabschnitt, der in den ersten Wellenabschnitt des ersten Verbindungselements eingreift, wobei das erste und das zweite Verbindungselement eine gemeinsame Verbindungsstelle zwischen der Fahrzeugrahmenkomponente und der ersten und zweiten Fahrzeugkarosseriekomponente definieren.
Anordnung nach Anspruch 12 ferner umfassend, eine an der Außenfläche der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente befestigte Kopplungshalterung, die von der gemeinsamen Verbindungsstelle versetzt angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Fahrzeugrahmenkomponente aus einem Armaturenträger, die zweite Fahrzeugkarosseriekomponente aus einem Vorderkotflügel und die Kopplungshalterung aus einem Türscharniersockel besteht.
Anordnung nach Anspruch 14, wobei die Kopplungshalterung aus einem oberen Türscharniersockel besteht und die gemeinsame Verbindungsstelle zwischen dem oberen Türscharniersockel und einem oberen Ende der zweiten Fahrzeugkarosseriekomponente angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 12, wobei die erste Fahrzeugkarosseriekomponente mehrere Schichten zwischen der Fahrzeugrahmenkomponente und der zweiten Fahrzeugkarosseriekomponente beinhaltet.
Anordnung nach Anspruch 16, ferner umfassend, ein zwischen der inneren Schicht und der Verstärkungsschicht der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente angeordnetes Abstandselement, wobei die innere Schicht zwischen der Verstärkungsschicht und der Basiskomponente angeordnet ist und der erste Wellenabschnitt des ersten Verbindungselements sich durch die Mutterkomponente erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 17, ferner umfassend, einen Rahmenspalt, der zwischen dem Abstandselement und der Verstärkungsschicht der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 17, wobei die erste Fahrzeugkarosseriekomponente eine äußere Schicht beinhaltet, die zwischen der zweiten Fahrzeugkarosseriekomponente und der Verstärkungsschicht der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 17, wobei das Abstandselement an der inneren Schicht des ersten Fahrzeugkarosseriekomponente befestigt ist.