DE4333557C1

DE4333557C1 - Karosserie sowie Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE4333557C1
Application number: DE19934333557
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl Ing Eipper; Wolfgang Fussnegger
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2013-10-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie und ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6, wie beides aus der gattungsbildend zugrunde gelegten DE 40 18 593 A1 als bekannt hervorgeht.

Die gattungsgemäß zugrundegelegte DE 40 18 593 A1 betrifft eine Karosserie mit einem aus Aluminium gefertigten Rahmen. Der Rahmen weist mehrere miteinander verbundene Rahmenschenkel auf, die aus einzelnen Strangpreßprofilen gebildet sind. Außenseitig weist der Rahmen geformte, zumindest weitgehend die Außenhaut der Karosserie bildende Außenhautbleche aus Aluminium auf, die mit dem Rahmen verbunden sind. Trotz des bereits gegenüber ei ner stählernen Kraftfahrzeug-Karosserie geringeren Gewichtes dieser Karosserie ist u. a. aus Verbrauchsgründen eine weitere Gewichtsreduzierung wünschenswert.

Aus der DE 34 46 734 C2 ist ein Kastenaufbau eines Lastkraftwa gens bekannt, der u. a. miteinander verbundene und als Strang preßprofile ausgebildete Rahmenschenkel aufweist. Zur Bildung einer geschlossenen Karosserie sind die im Bereich der Außenhaut der Karosserie liegenden Sichtrahmenschenkel mit Metallplatten beplankt. Die beplankenden Metallplatten sind randseitig an dem Sichtrahmenschenkel angeordnet, wodurch die Außenseite eines Sichtrahmenschenkels einen Teilabschnitt der Karosserie bildet. Da die bekannten Strangpreßprofile, aus denen ja u. a. die Sicht rahmenschenkel gebildet sind, aufgrund ihres Herstellungsverfah rens grundsätzlich einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen, ist der vorbekannte Aufbau einer Karosserie, wie in der Fig. 1 dargestellt, ausschließlich für kastenförmige Aufbauten, wie bspw. Lastwagen und dgl., geeignet. Sollen damit Kraftfahrzeuge mit einer gerundeten, also entlang mindestens zweier quer zuein ander stehender Achsen gewölbten Form hergestellt werden, ist es aufgrund der Eigenart des gleichbleibenden Querschnittes von Strangpreßprofilen üblich, den weitgehend tragenden Rahmen außenseitig vollständig mit entsprechend geformten Platten zu verkleiden. Aufgrund von geforderten Luftwiderstandsbeiwerten ergeben sich insbesondere im Pkw-Bereich sphärische Formen der Karosserie, die zur eben zitierten Ausbildung mit vollständig verkleideten Rahmen führen, da der vorbekannte Kastenaufbau mit Strangpreßprofilen vorgenommen ist, die bekanntlich immer einen gleichbleibenden Querschnitt und dadurch allenfalls entlang einer einzigen Achse eine Wölbung aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäß zugrunde gelegte Karosserie dahingehend weiterzuentwickeln, daß deren Gewicht verringert ist, sowie ein Verfahren für deren Herstel lung anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der zugrundegelegten Ka rosserie mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. bei dem Verfahren mit den Verfahrens schritten des Anspruchs 6 gelöst. Durch die dem Verlauf der Karosserie entsprechende Formgebung der außenliegenden Wandungspartie der Außenseite eines im Bereich der Außenhaut der Karosserie angeordneten Rahmenschenkels, im folgenden Sichtrahmenschenkel genannt, kann diese außenliegende Wan dungspartie dieses Sichtrahmenschenkels Teilflächen der sicht seitigen Außenhaut der Karosserie bilden. Dadurch ist es mög lich, die geformten, insbesondere tiefgezogenen beplankenden Außenhautbleche, die die verbleibende Außenhaut der Karosserie formen, etwa bündig am Rand der außenliegenden Wandungspartie eines Sichtrahmenschenkels anzuordnen. Diese Ausbildung der Karosserie, bei der die außenliegende Wandungspartie einer Au ßenseite eines Sichtrahmenschenkels mit in die Formgebung der Karosserie einbezogen ist, ermöglicht eine Gewichtsreduktion der Karosserie, da entsprechende Sichtrahmenschenkel sichtsei tig nicht mehr verkleidet werden müssen, wodurch weniger Mate rial benötigt wird. Weniger Material bedeutet aber weniger Ge wicht für die beplankenden Außenhautbleche, die insbesondere aus einem Leichtmetall wie Aluminium gefertigt sind. Des weiteren kann die einer Außenseite eines Sichtrahmenschenkels gegenüberliegende Innenseite dieses Sichtrahmenschenkels im wesentlichen in einer Ebene verlaufend ausgebildet werden, wo durch in einfacher Weise ein innenseitiges Anbringen weiterer Teile ermöglicht ist.

Da die Formgebung der Außenseite des Sichtrahmenschenkels durch Bombieren erfolgt, wird neben der Formgebung der Außenseite mit einem veränderlichen Querschnitt gleichzeitig noch die Ober fläche der Außenseite geglättet. Dies ist daher sinnvoll, da Strangpreßprofile i.a. meist eine Oberfläche geringer Qualität aufweisen. Des weiteren werden hierdurch auch Einfallstellen vermieden, wie sie sich beim bisherigen Biegen von Strangpreß profilen ergeben. Als weiterer Vorteil ist zu erwähnen, daß durch die Formgebung der Außenseite mittels Bombierung die Oberfläche der Außenseite gehärtet und damit auch noch korro sionsbeständiger ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Un teransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt eines Sichtrahmenschenkels einer Ka rosserie mit an Flanschen angeschweißten Außenhaut blechen entlang der Linie I-I,

Fig. 2 einen horizontalen Längsschnitt des Sichtrahmenschenkels nach Fig. 1 entlang der Linie II-II und

Fig. 3 einen Querschnitt eines weiteren Sichtrahmenschenkels einer Karosserie mit in Nuten eingesteckten und ver klebten Außenhautblechen.

In den Fig. 1 und 2 ist im folgenden ein Sichtrahmenschenkel genannter Rahmenschenkel 3 eines Rahmens einer Karosserie mit randseitig angeordnetem Außen hautblech 5 und Bodenblech 10 dargestellt.

Bei dem aus Aluminium gefertigten und als hohles Strangpreß profil ausgebildeten Sichtrahmenschenkel 3 handelt es sich um einen an einer Fahrzeugkarosserie bodenseitig angeordneten Schweller. Der Sichtrahmenschenkel 3 ist hierbei ein Teil des tragenden Rahmens der Fahrzeugkarosserie, während die Außenhaut 5 und Bodenbleche 10 die Außenkontur dieser Karosserie bilden, Um eine Masseneinsparung bzw. Gewichtserleichterung zu errei chen, bildet jeweils eine parallel zur Außenhaut der Karosserie verlaufende, außenliegende Wandungspartie 1 einer Außenseite 2 eines Sichtrahmenschenkels 3 unmittelbar die Außenhaut der Ka rosserie. An dem Rand 4 dieser außenliegenden Wandungspartie 1 des Sichtrahmenschenkels 3 ist ein Außenhautblech 5 bündig zur Außenhaut der Karosserie angeordnet, das dichtend mit dem Sichtrahmenschenkel 3 verbunden ist. Um die Ästhetik der Ka rosserieform zu erhalten, ist diese außenliegende Wandungspar tie 1 räumlich gewölbt ausgebildet, und zwar derart, daß die sphärische Formgebung dieser außenliegenden Wandungspartie 1 dem Verlauf der Außenhaut der Karosserie in diesem Bereich entspricht. Zur Befestigung des Außenhautbleches 5 weist der Sichtrahmenschenkel 3 einen Flansch 6 auf, der etwa parallel zur Außenhaut der Karosserie ausgerichtet ist und der um etwa die Materialstärke des zugehörigen Außenhautbleches 5 gegenüber der außenliegenden Wandungspartie 1 des Sichtrahmenschenkels 3 zurückversetzt ist. An diesen Flansch 6 ist das Außenhautblech 5 angeordnet und mittels der Schweißnaht 12 - gegebenenfalls auch mittels Schweißpunkte - mit dem Flansch 6 und damit mit dem Sichtrahmenschenkel 3 dichtend verbunden. Das Bodenblech 10 ist über einen vom Sichtrahmenschenkel 3 abragenden und der Befe stigung des Bodenbleches 10 dienenden Auflageflansch 11 in analoger Weise mit dem Sichtrahmenschenkel 3 verschweißt. Al lerdings liegt in diesem Fall zwischen dem Bodenblech 10 und der in etwa parallel verlaufenden außenseitigen Oberfläche der Seitenwand 8 kein bündiger Übergang vor.

In seinem Hohlprofil weist der Sichtrahmenschenkel 3 einen Quersteg 9 auf, der in grober Näherung parallel zur außenlie genden Wandungspartie 1 angeordnet ist. Der Quersteg 9, dessen Wandstärke vorzugsweise geringer als die Wandstärke der Außen seiten 2 bzw. der Seitenwände 8 des Sichtrahmenschenkels 3 ist, ist als Versteifung für die quer zur seiner Außenseite 2 aus gerichteten Seitenwände 8 vorgesehen und insbesondere beim Aufwölben der Außenseite 2 des Sichtrahmenschenkels 3 sinnvoll.

Das Verfahren zur Herstellung dieses Schwellers wird im fol genden beschrieben. Der Sichtrahmenschenkel 3 wird als Strang preßprofil gefertigt, wobei dessen später außenliegende Wandungspartie 1 bereits entlang einer Richtung gewölbt ausge bildet sein kann. Bei dem stranggepreßten Sichtrahmenschenkel 3 wird die der Außenhaut der Karosserie zugewandte Außenseite 2 durch örtlich und zeitlich gezieltes Kugelstrahlen mit blei bendem Strecken einer oberflächennahen Materiallage entspre chend dem gewünschten Konturverlauf der Außenhaut der Karosse rie bombiert. Durch das Bombieren erhält die Oberfläche der Wandungspartie 1 neben der Formgebung eine Struktur, die sich zur Verwendung als Außenhaut eignet, was bei einem herkömm lichen Strangpreßprofil nicht bzw. nur sehr eingeschränkt mög lich ist. Des weiteren wird die Oberfläche der Wandungspartie 1 durch das Kugelstrahlen verfestigt und damit korossionsunan fälliger. Anschließend wird an den Rand 4 der die Außenhaut bildenden, außenliegenden Wandungspartie 1 des Sichtrahmen schenkels 3 die bzw. das Außenhautbleche 5 oberflächenbündig angeschweißt. Das Bodenblech 10 wird an den Auflageflansch 11 des Sichtrahmenschenkels 3 angeschweißt.

Ein weitere Möglichkeit ist es, die der Außenhaut der Karosse rie zugewandte Außenseite 2 des Sichtrahmenschenkels 3 zunächst durch bspw. hydrostatisch oder pneumatisch erzeugten Innendruck gegen ein formgebendes Außenwerkzeug vorzuformen und erst an schließend, aber auch gleichzeitig durch Kugelstrahlen dieser Außenseite 2 die außenliegende Wandungspartie 1 dieser Außen seite 2 entsprechend dem gewünschten Konturverlauf der Außen haut der Karosserie zu bombieren, endzuformen und zu glätten. Das ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die zur Formgebung der Außenseite 2 des Sichtrahmenschenkels 3 notwendige Pfeilung, d. h. Aufwölbung so groß ist, daß sie mit dem Kugelstrahlen allein nur sehr schwer oder auch gar nicht zu ermöglichen ist.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel darge stellt, wobei sich dieses von dem ersten Ausführungsbeispiel nur in einigen Merkmalen unterscheidet. Der Sichtrahmenschenkel 3′ dieses Ausführungsbeispieles ist ebenfalls aus Aluminium gefertigt und als hohles Strangpreßprofil ausgebildet. Zur Be festigung des Außenhautbleches 5′ weist der Sichtrahmenschenkel 3′ eine Nut 7 auf. Die etwa parallel zur Außenhaut der Karos serie ausgerichtete Nut 7 ist in einer Seitenwand 8′ des Sichtrahmenschenkels 3′ angeordnet und um etwa die Material stärke des zugehörigen Außenhautbleches 5′ gegenüber der au ßenliegenden Wandungspartie 1′ des Sichtrahmenschenkels 3′ zurückversetzt. In diese Nut 7 ist das Außenhautblech 5′ mit seiner abgekröpften Schmalseite eingesteckt und mittels des innerhalb der Nut befindlichen Klebers 13 dichtend verklebt, wodurch eine vereinfachte Montage ermöglicht ist. Die sich hierbei zwischen dem Sichtrahmenschenkel 3′ und dem Außenhaut blech 5′ ausbildende Rille kann stilistisch ausgenützt oder gegebenenfalls mit einer Blende abgedeckt werden. Das Boden blech 10′ ist, wie schon zuvor, über einen vom Sichtrahmen schenkel 3′ abragenden und der Befestigung des Bodenbleches 10′ dienenden Auflageflansch 11′ mit dem Sichtrahmenschenkel 3′ verschweißt.

In seinem Hohlprofil weist der Sichtrahmenschenkel 3′ ebenfalls einen Quersteg 9′ auf, der in grober Näherung parallel zur au ßenliegenden Wandungspartie 1′ angeordnet ist und der die gleiche Funktion wie der Quersteg 9 des vorhergegangenen Aus führungsbeispieles aufweist.

Um weitere unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf das Verfahren zur Herstellung dieses Schwellers, da es bis auf das Verkleben des Außenhautbleches 5′ nahezu analog mit dem des vorhergegangenen Ausführungsbeispieles ist, verzichtet.

Claims

1. Karosserie mit einem aus Leichtmetall, vorzugsweise Alumi nium, gefertigten Rahmen, der aus einzelnen, als Strangpreß profile ausgebildeten und miteinander verbundenen Rahmenteilen gebildet ist, und mit geformten, vorzugsweise tiefgezogenen Außenhautblechen, insbesondere aus Aluminium, die rand seitig und oberflächenbündig an dem Rahmen angeordnet verbunden sind und die zumindest weitgehend die Außenhaut der Karosserie bilden, wobei eine parallel zur Außenhaut der Karosserie ver laufende, außenliegende Wandungspartie einer Außenseite eines Sichtrahmenschenkels im Bereich des Sichtrahmenschenkels dem Verlauf der Außenhaut der Karosserie in diesem Bereich entspricht und unmittelbar die Außenhaut der Karosserie bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Strangpreßprofiles einen sich entlang seiner Ersteckungsrichtung verändernden Querschnitt aufweist und
daß die außenliegende Wandungspartie (1, 1′) des Sichtrahmen schenkels (3, 3′) räumlich gewölbt ausgebildet ist.

2. Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtrahmenschenkel (3, 3′) der Befestigung der Außen hautbleche (5, 5′) an den Sichtrahmenschenkel (3, 3′) dienende Flansche (6), Stege, Absätze oder Nuten (7) aufweisen, die etwa parallel zur Außenhaut der Karosserie ausgerichtet sind.

3. Karosserie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (6), Stege, Absätze oder Nuten (7) etwa um die Materialstärke des zugehörigen Außenhautbleches (5, 5′) gegen über der außenliegenden Wandungspartie (1, 1′) des Sichtrahmen schenkels (3, 3′) zurückversetzt sind.

4. Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sichtrahmenschenkel (3, 3′) in seinem Hohlprofil eine innere, in grober Näherung parallel zur außenliegenden Wan dungspartie (1, 1′) angeordnete Versteifung (9, 9′) für die quer zu seiner Außenseite (2, 2′) ausgerichteten Seitenwände (8, 8′) auf weist.

5. Karosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der als Quersteg (9, 9′) ausgebildeten inne ren Versteifung geringer als die Wandstärke der Außenseiten (2, 2′) bzw. der Seitenwände (8, 8′) des Sichtrahmenschenkels (3, 3′) ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Karosserie aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium, bei dem als Strangpreßprofile ausge bildete Rahmenschenkel miteinander zu einem Rahmen verbundenen werdend und bei dem zur Bildung der Außenhaut der Karosserie der Außenhaut der Karosserie zugeordnete Sichtrahmenschenkel randseitig mit in diesem Bereich die Außenhaut bildenden geformten Außenhautblechen beplankend verbunden werden, zur Herstellung einer Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Außenhaut der Karosserie zugewandte Außenseite (2, 2′) des Sichtrahmenschenkels (3, 3′) durch örtlich und zeitlich gezieltes Kugel strahlen mit bleibendem Strecken einer oberflächennahen Materiallage entsprechend dem gewünschten Konturverlauf der Außenhaut der Karosserie bombiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Außenhaut der Karosserie zugewandte Außenseite (2, 2′) eines Sichtrahmenschenkels (3, 3′) zunächst durch Innen druck gegen ein formgebendes Außenwerkzeug vorgeformt und an schließend durch Kugelstrahlen dieser Außenseite (2, 2′) die außenliegende Wandungspartie (1, 1′) dieser Außenseite (2, 2′) entsprechend dem gewünschten Konturverlauf der Außenhaut der Karosserie bombiert, endgeformt und geglättet wird.