DE69910505T2

DE69910505T2 - Herstellungsverfahren eines Kraftfahrzeugchassis, und Chassis dadurch hergestellt

Info

Publication number: DE69910505T2
Application number: DE69910505T
Authority: DE
Inventors: Silvio Lugaro; Romolo Gandiglio
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2019-07-20
Also published as: IT1303162B1; EP0974509B1; ES2205652T3; DE69910505D1; ITTO980636A1; EP0974509A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Chassis für ein Kraftfahrzeug von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.
Die DE-A-197 08 404 offenbart ein derartiges Verfahren, wobei hintere Knotenstrukturen, die Längsträger umfassen, an den Enden erster Längsträger befestigt werden, und zwar unter Verwendung von an diesen Längsträgern vorgesehenen Befestigungseinrichtungen.
Die DE-A-196 33 908 offenbart ein Verfahren, wobei Längsträger an einem Querglied befestigt werden, und zwar fern von den Enden des Querglieds.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, zu ermöglichen, dass die systematische Fertigung eines Kraftfahrzeugchassis leicht bewerkstelligt werden kann, indem nur eine beschränkte Anzahl von modifizierten Strukturelementen und ein hochautomatisiertes Verfahren eingesetzt werden, welches Verfahren die Herstellung eines Kraftfahrzeugchassis mit unterschiedlichen charakteristischen Eigenschaften, beispielsweise verschiedenen Längen und/oder verschiedenen Rumpfbreiten, möglicht macht.
Diese und weitere Ziele werden durch ein Verfahren erzielt, dessen hervorstechende Eigenschaften im angeschlossenen Anspruch 1 definiert sind.
Weitere Charakteristika und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden, rein anhand eines nicht einschränkenden Beispiels dargelegten, detaillierten Beschreibung klar hervor, und zwar unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen, in welchen:
1 ein auseinandergezogener Perspektivschnitt ist, welcher zwei vordere seitliche Knotenstrukturen und einen zugehörigen Querträger für die Herstellung eines ersten starren Hilfsrahmens gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Bestandteile der 1 im zusammengebauten Zustand zeigt;
3 eine perspektivische Teilansicht in Richtung des Pfeils III der 2 ist; 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der 3 ist;
5 eine perspektivische Ansicht ist, welche den ersten Hilfsrahmen der 2, mit dem zwei Längsglieder verbunden sind, zeigt;
6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI der 5 ist;
7 ein auseinandergezogener Perspektivschnitt ist, welcher die Struktur der 5 zusammen mit zwei hinteren seitlichen Knotenstrukturen und zwei zugehörigen Querträgern vor ihrer gegenseitigen Verbindung zeigt;
8 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Bestandteile der 7 im zusammengebauten Zustand zeigt;
9 bis 11 Schnittansichten entlang der Linien IX-IX, X-X bzw. XI-XI der 8 sind;
12 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Struktur der 8 und zugehörige Tafeln vor ihrer gegenseitigen Verbindung zeigt;
13 die Bestandteile der 12 im zusammengebauten Zustand zeigt;
14 eine perspektivische Ansicht in Richtung des Pfeils XIV der 13 ist;
15 eine perspektivische Ansicht eines Tunnelelements ist;
16 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Struktur der 13 und das Tunnelelement der 15 im zusammengebauten Zustand zeigt;
17 und 18 weitere geformte Tafeln zeigen, welche an die in 16 dargestellte Struktur geschweißt werden sollen;
19 ein teilweise auseinandergezogener Perspektivschnitt ist, welcher die Struktur der 16 und die Tafeln der 17 und 18 im zusammengebauten Zustand zeigt, zusammen mit weiteren Tafeln und Strukturelementen;
20 ein teilweise auseinandergezogener Perspektivschnitt ist, welcher die Bestandteile der 19 im zusammengebauten Zustand und zwei weitere seitliche Längselemente vor ihrer Verbindung mit dieser Struktur zeigt; und
21 eine Chassisstruktur zeigt, welche durch den Zusammenbau der in 20 dargestellten Bestandteile erhalten wurde.
Zur Herstellung eines Kraftfahrzeugchassis unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst links bzw. rechts zwei zueinander symmetrisch liegende und im Allgemeinen mit 1a und 1b bezeichnete, vordere seitliche Knotenstrukturen angefertigt.
Bei der anhand eines Beispiels dargestellten Ausführungsform umfasst jede vordere Knotenstruktur 1a, 1b jeweils ein Formelement 2, in welchem eine Kuppel 3 zur Anbringung einer zugehörigen Vorderaughängung gebildet ist, sowie einen vorderen Längsträger 4, einen geformen hinteren Trägerteil 5 und ein unteres Stützelement 6 zur Anbringung eines Arms der Aufhängung.
Vorzugsweise sind die vorderen Längsträger 4 beispielsweise durch Strangpressen gebildete, rillenförmige Metallelemente. Die Formelemente 2, der hintere Trägerteil 5 und die untere Stütze 6 werden jedoch vorzugsweise durch Pressen geformt.
In jeder vorderen Knotenstruktur 1a, 1b ist der Längsträger 4 mit einem Ende an ein entsprechendes Ende des hinteren Trägerteils 5 geschweißt, und diese Träger 4 und 5 sind wiederum an eine Seite des Formelements 2 geschweißt. Das Stützelement 6 ist sowohl an das Formelement 2 als auch an die Träger 4 und 5 geschweißt.
Die vorderen Knotenstrukturen 1a und 1b sind durch einen ersten, im Wesentlichen rillenförmigen (3 und 4) Querträger 7 miteinander verbunden. Die Enden des Querträgers 7 liegen an den Rändern oder Kanten der Kerben oder Sitze 5a in den Trägerteilen 5 der Knotenstrukturen 1a und 1b (1) und sind dort an einer Mehrzahl von Schweißpunkten 8 angeschweißt (3 und 4).
Das Schweißen des Querträgers 7 an die vorderen Knotenstrukturen 1a und 1b ermöglicht die Bildung eines in 2 im Allgemeinen mit 9 bezeichneten, ersten Hilfsrahmens, welcher von starrer Struktur und daher geometrisch stabil ist.
Der Querträger 7 kann vorteilhafterweise aus Pressblech gebildet sein.
Die Konstruktion des Chassis geht daraufhin mit dem Anschweißen links bzw. rechts der beiden Längselemente 10a und 10b (5) an den distalen Enden der hinteren Träger 5 der Knotenstrukturen 1a und 1b weiter. Die Längselemente 10a und 10b sind im Wesentlichen rillenförmig, und zwar mit entsprechend gefalteten oberen Kanten oder Rändern, die sich im Wesentlichen in Horizontalebene erstrecken.
Die Längselemente 11 können vorteilhafterweise als Metallformelemente, beispielsweise als stranggepresste Elemente, gebildet sein.
Die Längselemente 10a und 10b erstrecken sich im Wesentlichen koplanar und parallel zueinander von den vorderen Längsträgern 4 gegenüberliegenden Seiten, welche Längsträger mit den Knotenstrukturen 1a und 1b verbunden sind.
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 geht die Konstruktion des Chassis weiter mit der Schweißverbindung eines zweiten Querträgers 12 an die Enden der Längselemente 10a und 10b gegenüber den zuvor genannten vorderen Knotenstrukturen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist die Vorderkante des Querträgers 12 links bzw. rechts zwei Hohlstrukturen 13a und 13b auf, welche an die Enden der Längselemente 10a und 10b grenzen und formmäßig mit diesen verkoppelt (siehe auch 8 und 9) und an einer Mehrzahl von Stellen an diese geschweißt sind, um einen in den 7 und 8 im Allgemeinen mit 14 bezeichneten, zweiten starren und geometrisch stabilen Hilfsrahmen für die Anordnung zu bilden.
Der Querträger 12 kann aus Pressblech gebildet sein.
In 7 bezeichnen die Referenzziffern 15a und 15b zwei hintere seitliche Knotenstrukturen links bzw. rechts, welche zueinander symmetrisch sind. Diese Knotenstrukturen umfassen entsprechende, aus Pressblech gebildete Formkörper 16 mit den zugehörigen vorderen Fortsätzen 17, oberen Fortsätzen 18 und hinteren Fortsätzen 19.
Die hinteren Längsträger 20a, 20b sind jeweils an die Fortsätze 19 der Knotenstrukturen 15a und 15b geschweißt, welche Träger im Wesentlichen parallel zueinander aus den gegenüberliegenden Seiten des Hilfsrahmens 14 ragen.
Die vorderen Enden 17 der hinteren Knotenstrukturen grenzen an die Enden des Querträgers 12 und sind an diese geschweißt.
Die Enden eines weiteren rillenförmigen Querträgers 21 grenzen an die oberen Fortsätze 18 dieser Knotenstrukturen und sind an diese geschweißt.
Die hinteren Träger 20a, 20b können zusammen mit dem Querträger 21 beispielsweise durch Strangpressen vorteilhafterweise als Metallformelemente gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf die 12 bis 16 werden danach zwei im Wesentlichen rechteckige Tafeln 22a, 22b und ein unteres Armaturenbrett 23 an der in dieser Weise geformten, starren Struktur befestigt.
Das untere Armaturenbrett 23 liegt auf den sich von den vorderen Knotenstrukturen 1a und 1b erstreckenden, hinteren Trägern 5 sowie am vorderen Querträger 7 auf und ist an diese geschweißt. Die Tafeln oder Fußplatten 22a und 22b, die im Allgemeinen dazu vorgesehen sind, den Boden des Kraftfahrzeugrumpfs zu bilden, liegen am vorderen Rand des Querträgers 12 und am hinteren Rand des unteren Armaturenbretts 23 auf den Längsgliedern 10a, 10b auf und sind an diese geschweißt. Das Armaturenbrett besitzt einen Schlitz 24 (14), der sich von seinem hinteren Rand bis zu seinem längsgerichteten Zwischenbereich erstreckt. Die Tafel 23 weist zwei gegenüberliegende gefaltete Kanten 25 auf, welche die jeweiligen, entsprechend nach oben gefalteten Längsflansche 26a und 26b der Tafeln oder Fußraumplatten 22a und 22b verbinden.
Ein in 15 mit 27 bezeichnetes Tunnelelement wird danach an der so gebildeten Struktur angebracht und angeschweißt. Dieses Tunnelelement weist in seinem Mittelbereich eine Öffnung 28 auf, welche ermöglichen soll, dass der Schalthebel in bekannter Weise hindurchpasst.
Das Tunnelelement 27 grenzt an die Tafeln oder Fußraumplatten 22a und 22b, wobei seine seitlichen Randleisten oder Flansche mit den nach oben gefalteten Kanten 26a und 26b der Tafeln oder Fußraumplatten in Kontakt stehen. Die hintere gebogene Kante des Tunnelelements 27 grenzt an einen gebogenen Zwischenabschnitt 12a des Querträgers 12 und ist an diesen geschweißt (16).
Die Tafeln oder Fußraumplatten 22a, 22b, die Tafel 23 unter dem Armaturenbrett und das Tunnelelement 27 sind vorteilhafterweise aus Pressblech gebildet.
Eine Armaturenbrettverstärkung 30 (17) und ein hinteres Bodenblech 31 ( 18) werden danach an der Struktur der 16 angebracht und angeschweißt.
Die Armaturenbrettverstärkung 30 und das hintere Bodenblech 31 sind vorteilhafterweise aus Pressblech gebildet.
Bei der anhand eines Beispiels veranschaulichten Ausführungsform besitzt das hintere Bodenblech 31 einen vorderen Flansch oder Walm 32 mit einem gebogenen Mittelabschnitt 33 zum formmäßigen Ankoppeln und Anschweißen am Querträger 12.
Das Bodenblech 31 liegt weiters auf den hinteren Knotenstrukturen 15a und 15b sowie am Querträger 21 und den hinteren Trägern 20a und 20b auf und ist an diese geschweißt.
Im Bodenbelagblech 31 kann ein Hohlsitz 34 (18 bis 20) zum Unterbringen eines Reserverads vorgesehen sein.
Die Konstruktion des Chassis geht danach weiter mit der Anbringung und Anschweißung des in den 19 bis 21 mit 35a bzw. 35b bezeichneten, linken und rechten Hinterradbogenelements.
Zwei Seitenplatten 36a und 36b werden daraufhin an den vorderen Knotenstrukturen 1a und 1b sowie an den Seitenkanten oder -rändern des Armaturenbrettrahmens 30, an der Tafel unter dem Armaturenbrett und an den Fußraumplatten 22a und 22b angebracht und angeschweißt. Die Seitenplatten 36a und 36b sind vorteilhafterweise aus Pressblech gebildet.
Zwei seitliche Längselemente 37a und 37b werden daraufhin an den Seitenkanten der Fußraumplatten 22a und 22b angebracht und angeschweißt. Die Vorderenden der seitlichen Längselemente 37a, 37b grenzen an die Hinterenden der entsprechenden Seitenplatten 36a, 36b und sind an diese geschweißt. Die Hinterenden der. Längselemente grenzen wiederum an die Seitenkanten des hinteren Bodenblechs 31 und sind an diese geschweißt.
Zu diesem Zeitpunkt erlangt die Chassisstruktur das in 21 gezeigte Aussehen.
21 zeigt im Wesentlichen die Grundstruktur eines Kraftfahrzeugs und wird in der Folge durch das Nebeneinanderstellen und Anschweißen weiterer Bestandteile in im Wesentlichen bekannter Weise vervollständigt.
Die wie obenstehend beschrieben hergestellte Struktur umfasst vorteilhafterweise eine große Anzahl von Elementen oder Bestandteilen, welche Metallprofilabschnitte sind. Aufgrund dieser Eigenschaft können die Kosten für Entwicklung und Fertigung des Chassis beträchtlich gesenkt werden.
Die Verwendung eines Pressblechelements beschränkt sich auf jene Strukturteile, welche äußerste Genauigkeit bei der Ausführung und große strukturelle Festigkeit erfordern oder Formen aufweisen, die zur Bildung aus Profilabschnitten ungeeignet sind.
Die Befestigungs- und Stützelemente für Bauglieder und Vorrichtungen, wie z. B. die Aufhängung, konzentrieren sich vorteilhafterweise auf die vorderen und hinteren Knotenstrukturen und sind als Presselemente gebildet, mit der sich daraus ergebenden Genauigkeit bei der Ausführung und gegenseitigen Positionierung.
Die Struktur des Chassis oder der Basis, das bzw. die in der obenstehend beschriebenen Weise ausgeführt wurde, eignet sich zur Produktion mittels hochautomatisierter Einrichtungen mit Montage- und Schweißlinien des sogenannten „Pick- and-Place"-Typs und/oder Anheftungslinien des sogenannten „Kufen"-Typs.
Überdies ermöglicht die obenstehend beschriebene Basis- oder Chassisstruktur eine leichte Anpassung des Chassis auf Kraftfahrzeugmodelle mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise verschiedenen Längen, unterschiedlichen vorderen und hinteren Fortsätzen und verschiedenen Rumpfbreiten, wobei nur eine beschränkte Anzahl von modifizierten Strukturelementen eingesetzt wird.
Die Genauigkeit bei der Ausführung und Positionierung der Befestigungs- und Stützelemente für mechanische Bauglieder und Vorrichtungen ist auch in diesem Fall sichergestellt.
Natürlich können die Ausführungsformen und Konstruktionsdetails in Bezug auf die anhand eines nicht einschränkenden Beispiels beschriebenen und veranschaulichten weitgehend variiert werden, ohne dabei vom Umfang der Erfindung, wie er in den angeschlossenen Ansprüchen definiert ist, abzuweichen, wobei das Prinzip der Erfindung dasselbe bleibt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugchassis, umfassend die folgenden Schritte: das Bilden eines Paars vorderer seitlicher Knotenstrukturen (1a, 1b), von denen jeweils vordere Längsträger (4) ausgehen, und das Verbinden der Knotenstrukturen (1a, 1b) durch einen ersten Querträger (7) zur Bildung eines ersten starren Hilfsrahmens (9); das Verbinden der beiden ersten Längselemente (10a, 10b) mit dem ersten Hilfsrahmen (9), indem erste Enden der Längselemente (10a, 10b) solcherart an den Knotenstrukturen (1a, 1b) befestigt werden, dass sich die Längselemente (10a, 10b) koplanar und parallel zueinander von der gegenüberliegenden Seite der vorderen Längsträger (4) erstrecken, und danach das Verbinden der anderen Enden der Längselemente (10a, 10b) durch einen zweiten Querträger (12) zur Bildung eines zweiten starren Hilfsrahmens (14); das Bilden eines Paars hinterer seitlicher Knotenstrukturen (15a, 15b), von denen jeweils Längsträger (20a, 20b) ausgehen, das Verbinden der hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b) mit dem zweiten Hilfsrahmen (14), so dass sich die hinteren Längsträger (20a, 20b) von der gegenüberliegenden Seite der vorderen Längsträger (4) erstrecken, und das Verbinden der hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b) durch einen dritten Querrräger (21), dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren seitlichen Knotenstrukturen (15a, 15b) an den Enden des zweiten Querträgers (12) befestigt sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Längsträger (4), die ersten Längselemente (10a, 10b), die hinteren Längsträger (20a, 20b) und der dritte Querrräger (21) aus Metallprofilen, insbesondere stranggepressten Metallelementen, gebildet sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet; dass die vorderen Knotenstrukturen (1a, 1b), die hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b), der erste Querträger (7) und der zweite Querrräger (12) aus Pressblech gebildet sind.
Verfahren gemäß jedem vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Knotenstruktur (1a, 1b) jeweils ein Formelement (2) umfasst, in dem eine Kuppel (3) zur Anbringung der Vorderaufhängung und eine untere Stütze (6) zur Anbringung eines Arms der Aufhängung gebildet sind.
Verfahren gemäß jedem vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b) als Formelemente gebildet sind, wobei jedes einen unteren vorderen Fortsatz (17) zur Verbindung mit dem zweiten Querträger (12), einen oberen Fortsatz (18) zur Verbindung mit dem dritten Querträger (21) und einen hinteren Fortsatz (19) zur Verbindung mit dem jeweiligen hinteren Längsträger (20a, 20b) besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere (4) und die hinteren (20a, 20b) Längsträger, die vorgenannten ersten Längselemente (10a, 10b) und der dritte Querträger (21) aus rillenförmigen Elementen gebildet sind.
Verfahren gemäß jedem vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Tafeln und Fußraumplatten (22a, 22b), die im Wesentlichen eine rechteckige Form aufweisen und einander gegenüberliegend und transversal voneinander getrennt angeordnet sind, an den ersten Längselementen (10a, 10b) und am zweiten Querträger (12) angebracht und angeschweißt sind.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein tunnelförmiges Element (27) über die Tafeln oder Fußraumplatten (22a, 22b) gelagert und an diese geschweißt ist.
Verfahren gemäß jedem vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Knotenstrukturen (1a, 1b) solcherart geformt sind, um jeweils hintere Träger (5) zu umfassen.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein unteres Armaturenbrett (23) an die hinteren Träger (5) der vorderen Knotenstrukturen (1a, 1b) sowie die vorderen Enden der Längselemente (10a, 10b) grenzt und geschweißt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinteres Bodenblech (31) am zweiten Querträger (12) und den hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b) positioniert und an diese geschweißt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils Radbogenelemente (35a, 35) am hinteren Bodenblech (31) sowie den hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b) positioniert und an diese geschweißt sind.
Verfahren gemäß jedem vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils vordere Längsglieder (37a, 37b) an den vorderen Knotenstrukturen (1a, 1b) positioniert und an diese geschweißt sind.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils seitliche Längselemente (37a, 37b) an den Seiten der Fußraumplatten (22a, 22b), den vorderen Seitenplatten (36a, 36b) und den hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b) positioniert und an diese geschweißt sind.
Verfahren gemäß jedem vorhergehendem Anspruch zur Herstellung eines Chassis, das mit Befestigungs- oder Stützelementen (3, 6) zur Anbringung von mechanischen Baugliedern oder Vorrichtungen am Chassis ausgestattet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungs- oder Stützelemente (3, 6) nur in den Knotenstrukturen (1a, 1b; 15a, 15b) gebildet sind, und zwar inbesondere als Pressblechelemente.
Chassis, das unter Anwendung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zu erhalten ist und Folgendes umfasst: ein Paar vorderer seitlicher Knotenstrukturen (1a, 1b), von denen jeweils vordere Längsträger (4) ausgehen, und einen ersten Querträger (7), welcher die Knotenstrukturen (1a, 1b) zur Bildung eines ersten starren Hilfsrahmens (9) miteinander verbindet; zwei erste Längselemente (10a, 10b), die mit dem ersten Hilfsrahmen (9) verbunden sind, indem erste Enden der Längselemente (10a, 10b) solcherart an den Knotenstrukturen (1a, 1b) befestigt sind, dass sich die Längselemente (10a, 10b) koplanar und parallel zueinander von der gegenüberliegenden Seite der vorderen Längsträger (4) erstrecken, und einen zweiten Querträger (12), welcher die anderen Enden der Längselemente (10a, 10b) zur Bildung eines zweiten starren Hilfsrahmens (14) miteinander verbindet; ein Paar hinterer seitlicher Knotenstrukturen (15a, 15b), von denen jeweils Längsträger (20a, 20b) ausgehen, welche Knotenstrukturen (15a, 15b) mit dem zweiten Hilfsrahmen (14) verbunden sind, so dass sich die hinteren Längsträger (20a, 20b) von der gegenüberliegenden Seite der vorderen Längsträger (4) erstrecken, und einen dritten Querträger (21), welcher die hinteren Knotenstrukturen (15a, 15b) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren seitlichen Knotenstrukturen (15a, 15b) an den Enden des zweiten Querträgers (12) befestigt sind.