DE69213683T2

DE69213683T2 - Kraftfahrzeug mit verbessertem Aufbau

Info

Publication number: DE69213683T2
Application number: DE1992613683
Authority: DE
Inventors: Luigi Filtri; Romolo Gandiglio
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: ITTO910312U1; DE69213683D1; EP0547583A1; JPH05338556A; ITTO910312V0; JP3247962B2; IT223369Z2; EP0547583B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer verbesserten Karosserie, die nur drei verschweißte/verklebte Hauptelemente umfaßt.
Der Stand der Technik umfaßt Kraftfahrzeuge mit lasttragenden Grundrahmen, auf die der Karosserieaufbau und mechanische Teile aufgesetzt werden; sowie Kraftfahrzeuge mit einteiligen Karosserien.
Fahrzeuge mit Grundrahmen, auf die der Karosserieaufbau und mechanische Bauteile aufgesetzt sind, sind nicht nur aufgrund der zeitaufwendigen Montageoperationen relativ teuer, sondern stellen auch aufgrund der Karosseriebauteile, die in Form einer "Hülle" um den lasttragenden Rahmen angeordnet sind, eine weiche Struktur dar. Wenn sie großen dynamischen Belastungen ausgesetzt werden, wie z. B. bei einer Kollision, können die Karosseriebauteile, die die "Hülle" bilden, sogar vom tragenden Rahmen abgetrennt werden.
Andererseits bestehen Fahrzeuge mit einteiligen Karosserien im wesentlichen aus einer Basis, die die anderen Karosseriebauteile, die alle selbsttragend sind und entweder miteinander verschweißt oder vernietet sind, in einer Bauemheit trägt. Obwohl sie im Vergleich mit der Rahmenstruktur hinsichtlich der Festigkeit und der Kosten überlegen sind, erfordern einteilige Karosseriestrukturen komplexe Montagevorgänge, wenn sie automatisch produziert werden, oder teuere Vorgänge, deren Qualität schwer zu kontrollieren ist, wenn sie manuell montiert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen, indem ein Kraftfahrzeug mit einer verbesserten Karosserie geschaffen wird, die einen hohen Festigkeitsgrad aufweist und für eine schnelle und einfache Montage geeignet ist, wodurch eine Verringerung der Endkosten des Fahrzeuges ermöglicht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug geschaffen, das die im Anspruch 1 genannten Merkmale besitzt. Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind aus der DE-A-3035333 abgeleitet.
Im folgenden wird beispielhaft eine nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs zeigt, das eine verbesserte Karosserie gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 2 eine Draufsicht eines ersten Elements der Karosserie des Fahrzeugs der Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Vorderansicht des Elements der Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 eine Seitenansicht des Elements der Fig. 2 zeigt;
Fig. 5 eine Rückansicht des Elements der Fig. 2 zeigt;
Fig. 6 eine Draufsicht eines zweiten Elements der Karosserie des Fahrzeugs der Fig. 1 zeigt;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Elements der Fig. 6 zeigt;
Fig. 8 eine Vorderansicht des Elements der Fig. 6 zeigt;
Fig. 9 eine Seitenansicht eines weiteren Elements der Karosserie des Fahrzeugs der Fig. 1 zeigt;
Fig. 10 eine Rückansicht des Elements der Fig. 9 zeigt;
Fig. 11 eine Draufsicht des Elements der Fig. 9 zeigt;
Fig. 12 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit des Elements der Fig. 4 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12 zeigt.
Wie in den Fig. 1 bis 11 gezeigt, bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie 2, die im wesentlichen aus drei verschiedenen Elementen besteht: einem ersten Grundelement 3, einer Käfigstruktur 4 sowie einer Hüllenstruktur 5.
Wie in den Fig. 2 bis 5 gezeigt, besteht das Grundelement 3 im wesentlichen aus einer tankförmigen Struktur, die als Grundelement für die Käfigstruktur 4 und die Hüllenstruktur 5 sowie als Unterstützungselement für die Sitze 6, die Innenausstattung 7 des Fahrgastraums 8 und die Fahrpedale 9 des Kraftfahrzeugs 1 dient.
Das Grundelement 3 besteht aus einer gegossenen Aluminiumstruktur oder einer Kastenstruktur, die aus einem geeignet geformten Metallblech, vorzugsweise Aluminiumblech, geformt ist; ein Vorderabschnitt 11 des Elements 3 weist Seitenelemente 12 auf, die in Richtung zum vorderen Abschnitt 13 des Fahrzeugs 1 vorstehen. Die Seitenelemente 12 dienen zur Unterstützung entsprechender Aufhängungsvorrichtungen 14 der Vorderräder 15 des Fahrzeugs 1 sowie anderer Fahrzeugbauteile einschließlich bekannter (nicht gezeigter) Karosseneelemente wie z. B. Kotflügel, Stoßfänger und Motorhaube, sowie mechanischer Elemente wie z. B. Lenkgehäuse 16, Batterien 17 und möglicherweise eines (nicht gezeigten) bekannten Motors, der im vorderen Abschnitt 13 des Fahrzeugs 1 untergebracht ist.
Der hintere Abschnitt 18 der Grundstruktur 3 weist Träger 21 zur Unterstützung der Hinterräder 22 des Fahrzeugs 1 und der zugehörigen Aufhängungen 23 auf.
Wie in den Fig. 6 bis 8 gezeigt, besteht die Käfigstruktur 4 im wesentlichen aus vier Säulen 24 und ist ebenfalls vorzugsweise aus Aluminiumblech hergestellt.
Um die Festigkeit der Struktur zu erhöhen, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die jeweiligen Enden 25 der Säulen 24 der Käfigstruktur 4 leicht in die entsprechenden Sitze 26 auf der Grundstruktur 3 eingesetzt und verschweißt
Im Gebrauch dient die Käfigstruktur 4 der Unterstützung eines herkömmlichen Daches und einer Windschutzscheibe (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 1.
Die Hüllenstruktur 5 in den Fig. 9 bis 11 ist in einem hinteren Abschnitt 27 des Fahrzeugs 1 angeordnet und ähnlich den bereits beschriebenen Strukturen vorzugsweise aus Aluminiumblech hergestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umschließt die Hüllenstruktur 5 einen hinteren Abschnitt 27 des Fahrzeugs 1 und dient im Gebrauch als Unterstützung für eine Heckklappe 28 oder ein festes Heckfenster (nicht gezeigt) für irgendwelche hinteren Seitenfenster 31 und für eine herkömmliche Rückleuchtenbauemheit (nicht gezeigt)
Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt, ist ein vorderer Abschnitt 11 der Grundstruktur 3 vorzugsweise so ausgebildet, wie in Fig. 12 gezeigt ist, in der er ein Querelement 110 enthält, das ein Trennelement zwischen dem Fahrgastraum 8 und dem Zubehörraum definiert, welcher durch die Seitenelemente 12 definiert ist, die sich von den Abschnitten nahe der gegenüberliegenden Enden des Querelements 110 erstrecken, welche so geformt sind, daß sie wenigstens einen Teil der vorderen Kotflügel und/oder Radkästen definieren. Auf der Oberseite definiert das Querelement 110 einen Kanal 111 (z. B. zum Einleiten von Luft in das Klimatisierungssystem des Fahrzeugs); wobei das Grundelement 3 an den gegenüberliegenden Enden des Querelements 110 und auf der gleichen Seite wie der Kanal 111 Sitze 26 für die Enden 25 der Säulen 24 aufweist. Genauer (Fig. 13) besteht das Grundelement 3 aus einer einteiligen Bockkonstruktion aus Gußaluminium (oder einer leichten Legierung), während die Sitze 26 in Form zusammengesetzter Elemente vorliegen. Im gezeigten Beispiel umfaßt jeder Sitz 26 einen Grundabschnitt 260, der in Bauemheit mit der Grundstruktur 3 gegossen ist; wobei ein stranggepreßter Aluminiumeinsatz 265 zusammen mit der Struktur 3 eingegossen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt der Grundabschnitt 260 wenigstens eine Vorderwand 261, die den Seitenelementen 12 zugewandt ist, sowie eine gegenüberliegende Rückwand 262, die dem Fahrgastraum 8 zugewandt ist; wobei wenigstens eine Rippe 263 die Wände 261 und 262 in Querrichtung verbindet. Am Boden weisen die Wände 261 und 262 jeweils dickere Abschnitte 266 und 267 mit unterschiedlicher Höhe auf, wobei der Abschnitt 266 höher ist als der Abschnitt 267 und im wesentlichen genauso hoch ist wie die Wand 261. Der Einsatz 265 besitzt die Form eines stranggepreßten Rohrabschnitts mit einer dünnen Seitenwand 270, die dünner ist als die Abschnitte 266, 267 der Wände 261, 262 und somit eine dauerhafte Verformung wie z.B. ein Anstauchen oder dergleichen des Einsatzes 265 zuläßt. Ein Bodenabschnitt 271 des Einsatzes 265 ist in den Grundabschnitt 260, genauer in die Abschnitte 266, 267 der Wände 261, 262 versenkt, die die Innenoberfläche 272 der Seitenwand 270 berühren und mit dieser zusammenwirken.
Ein Abschnitt 271 der Seitenwand 270 weist Durchgangslöcher 275 auf; wobei der obere Abschnitt 276 des Einsatzes 265 der Wand 270 auf der Grundplatte 260 in Richtung auf die Seitenelemente 12 angestaucht ist. Der obere Abschnitt 276 ist durch eine schräge Kante 277 definiert, die sich nach unten in Richtung zur Wand 262 neigt, so daß der Einsatz 265 höher ist als die Seitenwand 261.
Die Einsätze 265 können somit aus einem anderen Material gefertigt sein als die Grundstruktur 3, das (z. B. im Fall des stranggepreßten Aluminiums) leicht mit dem Material des Käfigs 4 (der aus geformtem und verschweißtem Aluminiumblech hergestellt ist) verschweißt werden kann, im Gegensatz zum Material der Grundstruktur 3, das gegossen und somit zum Schweißen ungeeignet ist. Die separat stranggepreßten Einsätze 265 werden innerhalb der Gießform der Grundplatte 3 angeordnet, wobei das geschmolzene Aluminium so gegossen wird, daß es die Löcher 275 ausfüllt und eine optimale Verankerung der Struktur 3 und der in den Grundelementen 260 versenkten Einsätze 265 sicherstellt, wenn die Struktur 3 aushärtet Gemeinsam mit den Einsätzen 265 bilden die Grundelemente 260 somit eine Hohlstruktur, die die Sitze 26 zum festen und einfachen Aufnehmen der Enden 25 definieren.
Anschließend kann der Abschnitt 276 des Einsatzes 265 am jeweiligen Ende 25 innerhalb des Sitzes 26 angestaucht werden, um eine unmittelbare und ausreichende mechanische Verbindung der Struktur 3 und des Käfigs 4 zu schaffen, um sicherzustellen, daß die zwei Bauteile während der folgenden Karosseriemontage- und Handhabungsstufen zusammengehalten werden. Die Verbindung kann anschließend durch Schweißen stabilisiert werden (was durch die mechanischen Eigenschaften des Materials des Einsatzes 265 möglich gemacht wird, die sich von denjenigen des Materials der Grundplatte 3 unterscheiden und zu denjenigen des Materials des Käfigs 4 kompatibel sind). Alternativ können der Käfig 4 und die Grundplatte 3 verklebt werden, wobei in diesem Fall der Kleber im voraus in die Sitze 26 eingebracht wird und nach dem Einsetzen der Enden 25 in die Sitze 26 das Anstauchen des Abschnitts 276 des Einsatzes 265 jedes Sitzes 26 dazu dient, die Karosserie zusammenzuhalten, während der Kleber polymerisiert und allmählich aushärtet, wodurch die Wartezeit, die von der Vernetzung des Klebers abhängt, umgangen wird.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der vorangehenden Beschreibung deutlich. Der Aufbau der Karosserie in drei verschiedenen Elementen, die vorzugsweise aus Aluminiumblech (Oberstruktur) und gegossenem Aluminium (Bodenstruktur) hergestellt und mittels Schweißens/Klebens verbunden sind, schafft einen hohen Festigkeitsgrad der Struktur kombiniert mit einer problemfreien, schnellen Montage, wodurch eine Verringerung sowohl der Fahrzeugherstellungs- als auch der Reparaturkosten möglich wird.

Claims

1. Kraftfahrzeug mit verbesserter Karosserie, die ein erstes lasttragendes Grundelement (3), das aus einer einteiligen Bockkonstruktion aus gegossenem Aluminium hergestellt ist; ein zweites hiervon getrenntes Element, das aus einer Käfigstruktur (4) aus geschweißtem Aluminiumblech hergestellt ist, auf der Grundstruktur (3) montiert ist und mehrere Säulen (24) besitzt, die mit den jeweiligen Enden (25) in die zugehörigen Sitze (26), die in der Grundstruktur (3) ausgebildet sind, eingesetzt sind, und den vorderen Abschnitt des Fahrgastraums des Fahrzeugs definiert; sowie ein hiervon getrenntes drittes Element der Karosserie umfaßt, das aus einer Hüllenstruktur (5) besteht, die von der Grundstruktur (3) unterstützt wird und einen hinteren Abschnitt des Fahrzeugs definiert,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sitz (26) einen Grundabschnitt (260), der in Bauemheit mit der gegossenen Aluminiumgrundstruktur (3) ausgebildet ist, sowie ein aufgebrachtes Einsatzelement (265) umfaßt, das aus einem Material hergestellt ist, das sich von demjenigen des Grundabschnitts unterscheidet, mit der Käfigstruktur (4) verschweißt werden kann und wenigstens teilweise im Grundabschnitt (260) versenkt wird, wenn dieser gegossen wird.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (265) einen rohrförmigen Aluminiumstrangpreßelement mit einer dünnen Seitenwand (270) Durchgangslöcher (265) zur Verankerung am gegossenen Grundabschnitt (260) sowie einen oberen Abschnitt (276) enthält, der außerhalb des Grundabschnitts verbleibt und durch bleibende Verformung mit der Käf igstruktur (4) verbunden werden kann.

3. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundabschnitt (260) jedes Sitzes (26) wenigstens eine Vorderwand (261) und eine gegenüberliegende Rückwand (262) umfaßt, die am Boden dickere Abschnitte (266, 267) besitzen, die die entsprechenden Seitenwände (270) des Einsatzelements (265) aufnehmen, welche dünner sind als die Abschnitte (266; 267), wenn der Grundabschnitt (260) und die dickeren Wände (261; 262) gegossen werden.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tankförmige Grundstruktur (3) mit der Käfigstruktur (4) verschweißt oder verklebt ist; wobei die Hüllenstruktur (5) mit der Grundstruktur (3) und der Käfigstruktur (4) verschweißt oder verklebt ist.

5. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Abschnitt (11) der Grundstruktur (3) nach vorne vorstehende Seitenelemente (12) aufweist.

6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenelemente (12) zur Unterstützung entsprechender Aufhängungsvorrichtungen (14) der jeweiligen Vorderräder (12) am Fahrzeug und entsprechender vorderer Karosserieteile des Fahrzeugs dienen.

7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenelemente (12) verwendet werden können, um einen im vorderen Abschnitt (11) des Fahrzeugs untergebrachten Motor zu unterstützen.

8. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abschnitt (18) der Grundstruktur (3) Elemente (21) aufweist, um entsprechende Aufhängungen für die jeweiligen Hinterräder des Fahrzeuges anzubringen.

9. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigstruktur (4) entsprechende Elemente aufweist, um eine Windschutzscheibe zwischen zwei entsprechende vordere Säulen einzusetzen; wobei die Hüllenstruktur (5) ihrerseits entsprechende Elemente aufweist, um eine Heckklappe oder ein festes Heckfenster und entsprechende hintere Seitenfenster anzubringen.