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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Strukturen zum Verbinden
einer Vielzahl von Rahmenprofilen, im Wesentlichen entlang der Achsen der
Rahmenprofile.
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Herkömmlicherweise
werden Fahrzeugrahmenprofile im Wesentlichen entlang der Achsen
der Rahmenprofile miteinander verbunden. Noch genauer wird ein Paar
Rahmenprofile miteinander verbunden, so dass eine axiale Kante von
einem Rahmenprofil und eine angrenzende axiale Kante des Anderen
im Wesentlichen an jedem Eckabschnitt der Rahmenprofile ausgerichtet
sind. Auf diese Weise wird die Belastung zuverlässig zu den angrenzenden Kanten
des anderen Rahmenprofils übertragen, wenn
eine axiale Belastung auf ein Rahmenprofil aufgebracht wird und
die Belastung fokal an den entsprechenden Kanten des Rahmenprofils
wirkt, siehe zur Bezugnahme Dokument DE-A-19 731 342.
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Jedoch
haben die verbundenen Rahmenprofile nicht immer identische Querschnittsgestalten (Abmessungen),
da nur ein begrenzter Raum für
die Rahmenprofile zulässig
ist und die Fahrzeugerscheinung verbessert werden muss. Wenn dies
der Fall ist, können
die Rahmenprofile nicht so miteinander verbunden werden, dass die
angrenzenden Kanten im Wesentlichen einander ausgerichtet sind.
Weiter kann die Größenabweichung
unter den Rahmenprofilen solch eine Anordnung behindern, selbst
wenn die Rahmenprofile identische Querschnittsgestalten haben. D.
h., dass angrenzende Kanten der verbundenen Rahmenprofile versetzt
zueinander sind.
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Wenn
die Belastung, die auf ein Rahmenprofil aufgebracht wird, nicht
verlässlich
zu dem angrenzenden Rahmenprofil übertragen werden kann, kann die
Last die Rahmenprofile verformen.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rahmenprofilverbindungsstruktur
bereitzustellen, die zuverlässig
eine Belastung, die auf ein Rahmenprofil aufgebracht wird, zu einem
angrenzenden Rahmenprofil überträgt.
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Um
die vorangehenden und andere Aufgaben in Übereinstimmung mit dem Zweck
der vorliegenden Erfindung zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung
eine Rahmenprofilverbindungsstruktur zum Verbinden einer Vielzahl
von Rahmenprofilen untereinander dar. Die Verbindungsstruktur hat
ein erstes Rahmenprofil und ein zweites Rahmenprofil. Das erste
Rahmenprofil hat einen Hohlquerschnitt und ein offenes Ende. Eine
axiale Belastung wird auf das erste Rahmenprofil aufgebracht. Eine
erste Halterung ist an dem offenen Ende des ersten Rahmenprofils
vorgesehen. Ein zweites Rahmenprofil hat einen Hohlquerschnitt und
ein offenes Ende. Eine zweite Halterung ist an dem offenen Ende
des zweiten Rahmenprofils vorgesehen. Die axiale Belastung, die
auf das erste Rahmenprofil aufgebracht wird, wird auf das zweite
Rahmenprofil durch die erste Halterung und die zweite Halterung übertragen.
Die zweite Halterung hat einen Übertragungsabschnitt,
der sich in Richtung der Innenseite des Querschnitts des zweiten
Rahmenprofils erstreckt. Zumindest ein Teil des axial hervorstehenden
Querschnitts des ersten Rahmenprofils überlappt den Übertragungsabschnitt. Andere
Aspekte un d Vorteile der Erfindung können aus der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen entnommen werden, die
mittels eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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Die
Erfindung kann zusammen mit den Aufgaben und Vorteilen am besten
unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der vorliegenden,
bevorzugten Ausführungsbeispiele
und die begleitenden Zeichnungen verstanden werden, von welchen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
Seitenansicht ist, die das Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
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3(a) eine vordere Querschnittsansicht ist, die
einen Quetschkasten des Ausführungsbeispiels
von 1 zeigt;
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3(b) eine Vorderansicht ist, die ein Seitenbauteil
des Ausführungsbeispiels
von 1 zeigt;
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4 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen Fahrzeugvorderabschnitt zeigt,
bei welchem das Ausführungsbeispiel
von 1 angewandt wird;
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5 eine
Querschnittsansicht ist, die einen Abschnitt von einer Abwandlung
des Ausführungsbeispiels
von 1 zeigt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welches bei einem Fahrzeugvorderabschnitt
angewandt wird, wird nun mit Bezug auf die 1–4 beschrieben.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Fahrzeugvorderabschnitt zeigt.
Wie in der Zeichnung gezeigt, hat der Vorderabschnitt einen Stoßfangrahmen 11 und
ein Paar Seitenbauteile 13 (nur eines ist gezeigt), die
einen Rahmenprofilkörper
des Fahrzeugs ausbilden.
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Der
Stoßfangrahmen 11 hat
eine Stoßfangverstärkung 16,
die sich in einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs erstreckt. Der
Stoßfangrahmen 11 hat ebenso
ein Paar Hohlquetschkästen 17,
wovon jeder mit einem seitlichen Ende der Stoßfangverstärkung 16 verbunden
ist. Die Achse von jedem Quetschkasten 17 erstreckt sich
in eine nach vorne und nach hinten weisende Richtung des Fahrzeugs.
Jeder Quetschkasten 17 bildet ein erstes Rahmenprofil. aus.
Eine erste Halterung 18, durch welche Bolzen befestigt
werden, ist an dem hinteren Ende von jedem Quetschkasten 17 befestigt.
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Jedes
Seitenbauteil 13 bildet ein zweites Rahmenprofil aus. Die
Achse des Seitenbauteils 13 entspricht im Wesentlichen
der Achse des entsprechenden Quetschkastens 17. Jedes Seitenbauteil 13 ist
hohl und hat eine im Wesentlichen viereckige Querschnittsgestalt.
Eine zweite Halterung 19, durch welche die Bolzen befestigt
werden, ist an dem vorderen Ende von jedem Seitenbauteil 13 angebracht. Die
zweite Halterung 19 von jedem Seitenbauteil 13 entspricht
der ersten Halterung 18 des damit verbundenen Quetschkastens 17.
Daher ist der Stoßfangrahmen 11 an
dem Fahrzeugaufbau befestigt, wenn die erste Halterung 18 von
jedem Quetschkasten 17 und die zweite Halterung 19 von
dem damit verbundenen Seitenbauteil 13 miteinander befestigt
werden.
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Wenn
sich ein Aufprall auf die Front des Fahrzeugkörpers beispielsweise wegen
eines Fahrzeugzusammenstoßes
ereignet, wird der Aufprall zu dem Aufbau (den Seitenbauteilen 13)
durch die Quetschkästen 17 des
Stoßfangrahmens 11 übertragen,
der daher als eine axiale Belastung wirkt. In diesem Zustand verformt
sich jeder Quetschkasten 17 axial oder wird zerquetscht,
um den Aufprall zu dämpfen,
der zu dem Aufbau übertragen
wird. Dieser absorbiert die Energie, die durch den Aufprall erzeugt wird,
der andererseits auf den Aufbau und die Passagiere einwirkt.
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Eine
Struktur zum Verbinden jedes Quetschkastens 17 mit dem
damit verbundenen Seitenbauteil 13 wird mit Bezug auf die 1–3 beschrieben. 1 ist eine
perspektivische Explosionsansicht, die eine Struktur zum Verbinden
jedes Seitenbauteils 13 mit den damit verbundenen Quetschkasten 17 zeigt. 2 ist
eine Seitenansicht, die die Struktur von 1 zeigt. 3(a) ist eine vordere Querschnittsansicht, die
einen Abschnitt von jedem Quetschkasten 17 (und der damit
verbundenen ersten Halterung 18) zeigt. 3(b) ist eine Vorderansicht, die jedes Seitenbauteil 13 (und
die damit verbundene zweite Halterung 19) zeigt.
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Wie
in den 1 und 3(a) gezeigt,
hat jeder Quetschkasten 17 eine im Wesentlichen viereckige
Querschnittsgestalt und hat vier Ecken oder vier Kanten 17a,
die im Wesentlichen parallel mit der Achse des Quetschkastens 17 sind.
Wie in 3(a) gezeigt, hat die erste
Halterung 18 von jedem Quetschkasten 17 ein Halterungsloch 18a,
das mit der Querschnittsgestalt einer inneren Seite 17b des Quetschkastens 17 übereinstimmt.
Das Halterungsloch 18a von jeder ersten Halterung 18 verringert
das Gewicht von der Halterung sowie das für die erste Halterung 18 benötigte Material.
Eine axiale Belastung wird von jedem Quetschkasten 17 zu
der damit verbundenen ersten Halterung 18 durch die Wände des
Halterungslochs 18a übertragen.
Während
der Übertragung
wird der Verteilungszustand der Belastung im Wesentlichen aufrecht
erhalten. D. h. die axiale Belastung wird zu der entsprechenden
ersten Halterung 18 übertragen,
während
die Belastung im Wesentlichen in einem Zustand aufrecht erhalten wird,
bei welchem die Belastung fokal an den Ecken oder Kanten 17a wirkt,
da die axiale Belastung fokal an den Kanten 17a von jedem
Quetschkasten 17 wirkt.
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Wie
in den 2 und 3(b) gezeigt,
hat jedes Seitenbauteil 13 eine im Wesentlichen viereckige
Querschnittsgestalt, die geringfügig
größer als
die Querschnittsgestalt von jedem Quetschkasten 17 an den
langgezogenen und seitlichen Seiten ist. Jedes Seitenbauteil 13 hat
vier Ecken oder vier Kanten 13a, die im Wesentlichen parallel
mit der Achse des Seitenbauteils 13 sind. Wie in 3(b) gezeigt, hat die zweite Halterung 19 von
jedem Seitenbauteil 13 ein Halterungsloch 19a,
das mit der Querschnittsgestalt einer inneren Seite 13b des
Seitenbauteils 13 übereinstimmt.
Das Halterungsloch 19a von jeder zweiten Halterung 19 verringert
das Gewicht der zweiten Halterung 19 sowie das für die zweite
Halterung 19 benötigte
Material.
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Wie
in 3(b) gezeigt ist ein Übertragungsabschnitt 20 einstückig mit
jeder Ecke des Halterungslochs 19 von jeder zweiten Halterung 19 ausgebildet.
Jeder Übertragungsabschnitt 20 hat
eine im Wesentlichen dreieckige Gestalt und ragt in Richtung der
Innenseite des Querschnitts des Seitenbauteils, um die angrenzenden
Wände des
Halterungslochs 19a zu verbinden. Jeder Übertragungsabschnitt
ist zur Abdeckung eines Teils des offenen Endes von jedem Seitenbauteil 13 angeordnet.
Wie durch die doppelt-gepunkteten Linien in den Zeichnungen angegeben,
sind die Ecken (die Kanten 17a) des Quetschkastens 17 an
Positionen angeordnet, die den Übertragungsabschnitten 20 der
zweiten Halterung 19 entsprechen, wenn die erste Halterung 18 von
jedem Quetschkasten 17 und die zweite Halterung 19 von dem
damit verbundenen Seitenbauteil 13 miteinander verbunden
werden. D. h. die Ecken des Quetschkastens 17, die einen
Teil des axial herausragenden Querschnitts des Quetschkastens 17 ausbilden, überlappen
die entsprechenden Übertragungsabschnitte 20 der
zweiten Halterung 19. Die Abmessungen von jedem Übertragungsabschnitt 20 werden
so ausgewählt,
dass diese eine versetzte Anordnung zwischen der Achse von jedem
Quetschkasten 17 und der Achse der damit verbundenen Seitenbauteile 13 wegen
beispielsweise einer Größenabweichung innerhalb
des Bereiches des Übertragungsabschnitts 20 kompensieren.
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Nachdem
die axiale Belastung von jedem Quetschkasten 17 zu der
damit verbundenen ersten Halterung 18 übertragen ist, wird die axiale
Belastung weiter zu der zweiten Halterung 19 des damit
verbundenen Seitenbauteils 13 übertragen. In diesem Zustand
nimmt jeder Übertragungsabschnitt 20 der zweiten
Halterung 19 die axiale Belastung auf, die fokal an den
Kanten 17a des damit verbundenen Quetschkastens 17 wirkt,
nämlich
an dem gesamten Bereich des Übertragungsabschnitts 20.
Die axiale Belastung wird dann von den Übertragungsabschnitten 20 zu
dem Seitenbauteil 13 übertragen,
während die
axiale Belastung in einem Zustand aufrecht erhalten wird, bei welchem
diese fokal an jeder Kante 13a des Seitenbauteils 13 wirkt.
Auf diese Weise wird die axiale Belastung zuverlässig von jeder Kante 17a von jedem
Quetschkasten 17 zu jeder Kante 13a von dem damit
verbundenen Seitenbauteil 13 durch die Übertragungsabschnitte 20 übertragen.
Mit anderen Worten wird die axiale Belastung zuverlässig von
jedem Quetschkasten 17 zu dem damit verbundenen Seitenbauteil 13 übertragen.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 1–4 hat
wie beschrieben die folgenden Auswirkungen.
- (1)
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
hat die zweite Halterung 19 von jedem Seitenbauteil 13 den Übertragungsabschnitt 20.
Die Ecken des Quetschkastens 17, die einen Teil des axial
herausstehenden Querschnitts des Quetschkastens 17 ausbilden, überdecken
die entsprechenden Übertragungsabschnitte 20.
Jeder Übertragungsabschnitt 20 nimmt
die axiale Belastung, die fokal an den Kanten 17a des damit verbundenen
Quetschkastens 17 wirkt, auf und überträgt die Belastung zu jeder Kante 13a des Seitenbauteils 13.
D. h. die axiale Belastung wird verlässlich von den Kanten 17a eines
jeden Quetschkastens 17 zu den Kanten 13a des
damit verbundenen Seitenbauteils 13 durch die Übertragungsabschnitte 20 übertragen.
Dies verhindert, dass jedes Seitenbauteil 13 durch eine
Belastung, die zu dem Seitenbauteil 13 auf eine ungewünschte Weise übertragen
wird, verformt wird.
- (2) Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel hat jeder Quetschkasten 17 eine
viereckige Querschnittsgestalt. Die Ecken von jedem Quetschkasten 17 überdecken
die entsprechenden Übertragungsabschnitte 20.
Dementsprechend wird die axiale Belastung zuverlässig von jedem Quetschkasten 17 zu
dem damit verbundenen Seitenbauteil 13 durch die Übertragungsabschnitte 20 übertragen.
- (3) Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird jeder Übertragungsabschnitt 20 einfach durch
Verbinden der angrenzenden Wände
des Halterungslochs 19a von jeder zweiten Halterung ausgebildet.
- (4) Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel kompensiert
jeder Übertragsabschnitt 20 die versetzte
Anordnung, selbst wenn die Achse von jedem Quetschkasten 17 und
die Achse von dem damit verbundenen Seitenbauteil 13 so
angeordnet sind, dass diese wegen beispielsweise einer Größenabweichung
voneinander versetzt sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das veranschaulichte Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern
kann in den folgenden Abwandlungen ausgeführt werden.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
kann eine Vielzahl von Verstärkungsüberständen 21 von
dem Inneren Randbereich einer Öffnung, die
durch jeden Übertragungsabschnitt 20 der
zweiten Halterung 19 umgeben ist, überstehen, wie in 5 gezeigt
ist. Jeder Überstand 21 erstreckt
sich in Richtung der Innenseite des Seitenbauteils 13 durch
das offene Ende des Seitenbauteils 13. Zum Ausbilden jedes Überstands 21 wird
zuerst ein überstehendes
Stück einstückig mit
jeder Ecke des Halterungslochs 19a von jeder zweiten Halterung 19 ausgebildet,
um von dem Ende von jedem Übertragungsabschnitt 22 in
Richtung der Mitte des Halterungslochs 19a überzustehen.
Das überstehende
Stück wird
dann gebogen, um entlang der Achse des Seitenbauteils 13 zu
ragen, wodurch der Überstand 21 ausgebildet
wird. Der Überstand 21 ragt
daher im Wesentlichen in eine senkrecht zu dem damit verbundenen Übertragungsabschnitt 20 weisende
Richtung. Jeder Überstand 21 erhöht die Festigkeit
von jedem Übertragungsabschnitt 20.
Dementsprechend unterbindet jeder Überstand 21 zusätzlich zu
den Auswirkungen des veranschaulichten Ausführungsbeispiels die Verformung
des damit verbundenen Übertragungsabschnitts 20,
wenn die axiale Belastung, die fokal an jeder Kante 17a des
damit verbundenen Quetschkastens 17 wirkt, zu dem Übertragungsabschnitt 20 übertragen
wird.
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Obwohl
jeder Übertragungsabschnitt 20 eine im
Wesentlichen dreieckige Gestalt in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
hat, ist die Gestalt des Übertragungsabschnitts 20 nicht
darauf beschränkt.
Jeder Übertragungsabschnitt 20 kann
jegliche Gestalt haben, solange der Übertragungsabschnitt 20 die
angrenzenden Wände
des Halterungslochs 19a von jeder zweiten Halterung 19 zum
Aufnehmen der axialen Belastung, die fokal an den Kanten 17a des
damit verbundenen Quetschkastens 17 wirkt, verbindet.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wird jeder Übertragungsabschnitt 20 jeder
Ecke des Quetschkastens 17 entsprechend ausgebildet. Jedoch
kann der Übertragungsabschnitt
entsprechend einem Teil der Ecken des Quetschkastens 17 ausgebildet
sein. In dem Fall werden die gleichen Auswirkungen, wie jene des
veranschaulichten Ausführungsbeispiels,
erhalten.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
hat jedes Seitenbauteil 13 eine im Wesentlichen viereckige
Querschnittsgestalt, die geringfügig
größer ist,
als die Querschnittsgestalt von jedem Quetschkasten 17 an
den langgezogenen und seitlichen Seiten. Jedoch haben die Seitenbauteile 13 und die
Quetschkästen 17 identische
Querschnittsgestalten. Wenn dies der Fall ist, muss jede erste Halterung 18 Übertragungsabschnitte
entsprechend der Übertragungsabschnitte 20 der
damit verbundenen zweiten Halterung 19 haben. Jeder Quetschkasten 17 ist mit
dem damit verbundenen Seitenbauteil 13 so verbunden, dass
jede Kante 17a und die entsprechende Kante 13a im
Wesentlichen ausgerichtet sind. Wenn die Achse von jedem Quetschkasten 17 von
der Achse des damit verbundenen Seitenbauteils 13 wegen einer
Größenabweichung
oder dergleichen versetzt ist, wird die axiale Belastung, die auf
die Kante 17a des Quetschkastens 17, der nach
innen von der entsprechenden Kante 13a des Seitenbauteils 13 versetzt
ist, wirkt, zu der Ecke 13a durch den entsprechenden Übertragungsabschnitt 20 übertragen.
Im Gegensatz wird die axiale Belastung, die auf die Kante 17a des
Quetschkastens 17, der nach außen von der entsprechenden
Kante 13a des damit verbundenen Seitenbauteils 13 versetzt
ist, wirkt, zu der Kante 13a durch den entsprechenden Übertragungsabschnitt
der ersten Halterung 18 übertragen. In diesen Fällen werden
die gleichen Auswirkungen wie jene des veranschaulichten Ausführungsbeispiels
erhalten.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
haben die Quetschkästen 17 und
die Seitenbauteile 13 im Wesentlichen viereckige Querschnittsgestalten.
Jedoch können
die Quetschkästen 17 und die
Seitenbauteile 13 andere vieleckige Querschnittsgestalten
haben, solche wie im Wesentlichen dreieckige oder fünfeckige
Querschnittsgestalten. In diesen Fällen werden die gleichen Auswirkungen
wie jene bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel sichergestellt.
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Jede
Ecke des vieleckigen Querschnitts der Quetschkästen 17 und der Seitenbauteile 13 kann abgerundet
sein. Die Quetschkästen 17 und
die Seitenbauteile 13 können kreisförmige Querschnittsgestalten
haben. In diesen Fällen
werden die gleichen Auswirkungen wie jene bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
sichergestellt.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung zum Verbinden von jedem Quetschkasten 17 mit
den damit verbundenen Seitenbauteilen 13 angewandt. Jedoch
kann die vorliegende Erfindung zum Verbinden anderer Objekte angewandt
werden, zum Beispiel anderer Fahrzeugaufbauabschnitte, solche wie
Seiten-, Vorder- und Hinterabschnitte. D. h. die vorliegende Erfindung
kann zum Verbinden jeglicher Rahmenabschnitte, zwischen welchen
eine axiale Belastung übertragen
wird, angewandt werden. In allen Fällen werden die gleichen Auswirkungen
wie jene des veranschaulichten Ausführungsbeispiels sichergestellt.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung auf den Vorderabschnitt des Fahrzeugaufbaus
angewandt. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf einen Hinterabschnitt
des Fahrzeugaufbaus angewandt werden. Weiter kann die vorliegende
Erfindung bei anderen Ausführungsmaterialien
als Fahrzeugkomponenten angewandt werden. Auf jeden Fall werden
die gleichen Auswirkungen, wie jene des veranschaulichten Ausführungsbeispiels,
erhalten.
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Ein
erstes Rahmenprofil ist hohl und hat eine im Wesentlichen einheitliche
vieleckige Querschnittsgestalt. Eine axiale Belastung wird auf das
erste Rahmenprofil aufgebracht. Ein zweites Rahmenprofil ist hohl
und hat eine im Wesentlichen einheitliche vieleckige Querschnittsgestalt.
Die axiale Belastung wird von dem ersten Rahmenprofil zu dem zweiten
Rahmenprofil übertragen.
Ein Übertragungsabschnitt
ist an zumindest einem der Rahmenprofile, entweder dem ersten Rahmenprofil
oder dem zweiten Rahmenprofil, vorgesehen. Der Übertragungsabschnitt nimmt
die axiale Belastung auf, die an jeder Kante des ersten Rahmenprofils
wirkt, und überträgt die axiale
Belastung zu jeder Kante des zweiten Rahmenprofils.