WO2006026942A1 - Kraftfahrzeugrahmenmodul eines modular aufgebauten kraftfahrzeugrahmens - Google Patents

Kraftfahrzeugrahmenmodul eines modular aufgebauten kraftfahrzeugrahmens Download PDF

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WO2006026942A1
WO2006026942A1 PCT/DE2005/001327 DE2005001327W WO2006026942A1 WO 2006026942 A1 WO2006026942 A1 WO 2006026942A1 DE 2005001327 W DE2005001327 W DE 2005001327W WO 2006026942 A1 WO2006026942 A1 WO 2006026942A1
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motor vehicle
vehicle frame
frame according
positioning
frame module
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PCT/DE2005/001327
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Lorenz Weiss
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Wilhelm Karmann Gmbh
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D63/00—Motor vehicles or trailers not otherwise provided for
    • B62D63/02—Motor vehicles
    • B62D63/025—Modular vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00—Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/06—Connections between superstructure or understructure sub-units readily releasable
    • B62D27/065—Connections between superstructure or understructure sub-units readily releasable using screwthread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/04—Joining preassembled modular units composed of sub-units performing diverse functions, e.g. engine and bonnet

Definitions

  • each motor vehicle frame module Before the motor vehicle frame modules of such a motor vehicle frame are connected to one another, they must be brought into a suitable, relative position relative to each other, which is precisely defined (“defined position") In order to achieve this, each motor vehicle frame module is clamped in a suitable device or jig, and the devices or gauges are guided together with very small tolerances, so that the motor vehicle frame modules follow Subsequently, the motor vehicle frame modules are interconnected, eg by a screw connection.
  • a disadvantage of such a positioning of the two motor vehicle frame modules relative to one another is that very complicated devices and gauges are necessary in order to accommodate the two motor vehicle frame modules and to position them relative to one another.
  • the object of the invention is therefore to simplify the positioning of two motor vehicle frame modules of a motor vehicle frame relative to each other.
  • a modular motor vehicle frame which has a first motor vehicle frame module and a second motor vehicle frame module, which are connected by at least one connecting device, wherein at least one positioning device is provided on the first motor vehicle frame module, which is connected with an associated one Positioning device, which is provided on the second motor vehicle frame module, cooperates such that the first motor vehicle frame module is in a defined position relative to the second Kraft ⁇ vehicle frame module.
  • motor vehicle frame encompasses not only motor vehicle frames that consist of steel girders but also any support structure that is suitable for forming a motor vehicle frame.
  • This can be, in particular, a motor vehicle frame which is produced in shell construction, or a motor vehicle frame which is formed from layered synthetic resin moldings and / or glass fiber reinforced plastics. If the motor vehicle frame is formed from carriers, then these can be produced by hydroforming, a extruded profile process or roll profile process and consist of steel and / or aluminum and / or magnesium and / or AFS (ALUMINUM FOAM SANDWICH).
  • a motor vehicle frame module may comprise a passenger compartment of the motor vehicle frame.
  • the motor vehicle frame module may comprise a support structure for receiving a drive unit.
  • Each motor vehicle frame module may comprise carriers, in particular closed carriers, which in particular may have a polygonal cross-section.
  • the supports can be made of steel and / or aluminum and / or magnesium and / or AFS (ALUMINUM FOAM SANDWICH).
  • the positioning devices are advantageously formed on frame end pieces of the motor vehicle frame modules.
  • each motor vehicle frame module comprises only one positioning device, it comprises a longitudinal positioning device and a transverse positioning device.
  • the longitudinal positioning device enables accurate positioning of the two motor vehicle frame modules relative to one another in a longitudinal direction of the motor vehicle.
  • the transverse positioning device enables precise positioning of the two motor vehicle frame modules relative to one another in a plane which runs perpendicular to the longitudinal direction of the motor vehicle. If a motor vehicle frame module comprises more than one positioning device, the same number of positioning devices must be provided on the other motor vehicle frame module be formed, since these interact in pairs.
  • paired positioning devices may comprise a longitudinal positioning device and / or a transverse positioning device.
  • the two motor vehicle frame modules can each have six positioning devices each having a longitudinal positioning device.
  • Each longitudinal positioning device advantageously has at least one stop surface for longitudinal positioning.
  • the two motor vehicle frame modules can each have two positioning devices, each having a transverse positioning device.
  • the two motor vehicle frame modules are aligned by means of a centering means in a plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis to each other, wherein cooperating Querpositionier foundeden each having a centering part of Zentri mecanicsmit ⁇ means.
  • a centering part of the centering means cooperates with another centering part of the centering, which is attached to the other Kraft ⁇ vehicle frame module, so that the two motor vehicle frame modules by means of the centering means in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the motor vehicle suitably position relative zueinan ⁇ .
  • a centering agent may, for. B.
  • the centering is effected by the centering parts of the centering means, ie in this case by the bolt and the sleeve which engage in one another.
  • the centering means is self-centering.
  • the centering means may comprise a bolt and a sleeve as centering parts.
  • centering means can comprise a cone and a conical recess as centering parts.
  • At least one positioning device comprises parts of the connecting device (s) which connect (connect) the two motor vehicle frame modules to one another, for example, B. through holes for a screw connection between the motor vehicle frame modules.
  • the connecting device advantageously comprises the stop surface of the longitudinal positioning device.
  • At least one connecting device may comprise through holes through which screws can be guided such that a screw connection is produced between these motor vehicle frame modules of the motor vehicle frame.
  • At least one connecting device can be formed by a detachable plug connection.
  • a motor vehicle frame module has a coupling or plug-in element of the detachable plug connection, which can be connected to a plug-in or coupling element of another motor vehicle frame module of the motor vehicle in order to produce a detachable plug connection between these motor vehicle frame modules of the motor vehicle.
  • connection of two motor vehicle frame modules to one another can also be achieved by means of a welded connection or a riveted connection.
  • the motor vehicle frame may be a motor vehicle frame of a truck, of a transporter, of a motorized two-wheeled vehicle and in particular of a motor vehicle of a passenger car.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle frame according to the invention with a first and a second motor vehicle frame module
  • FIG. 2 shows a perspective view of a first positioning device of the first motor vehicle frame module and a first positioning device of the second motor vehicle frame module
  • FIG 3 shows a perspective view of the positioning devices of FIG. 2, from a direction opposite one another.
  • an inventive motor vehicle frame 3 of a motor vehicle which comprises a first Kraft ⁇ vehicle frame module Ia and a second Kraftfahrzeu ⁇ grahmenmodul Ib.
  • the first KraftGermanrahmen ⁇ module Ia has a support structure 11 for receiving a drive unit and the second KraftGermanrah- module Ib has a passenger compartment 9.
  • Positioning devices 5 and in these through-holes 8 of connecting devices 7 are arranged on mutually facing frame end pieces 15 of the first and second motor vehicle frame modules.
  • the positioning devices 5 align the first motor vehicle frame module Ia suitably on the second motor vehicle frame module Ib, so that the motor vehicle frame modules Ia, Ib assume the defined position relative to one another and connect the motor vehicle frame modules Ia, Ib within a small tolerance range via the connecting devices 7 can be done.
  • the connecting devices 7 provide a mechanical connection of the first motor vehicle frame module 1 a to the second motor vehicle frame module 1 b, in the present case via a screw connection, in which screws 35 are guided through the through holes 8.
  • the first Ia and second Ib motor vehicle frame module have closed steel beams 13 with a rectangular cross-section.
  • the first motor vehicle frame module Ia is displaced along a vehicle longitudinal axis 21 and then aligned and fastened to the first motor vehicle frame module Ib as described below.
  • the positioning devices 5 are fastened to the frame end pieces 15 of the motor vehicle frame modules 1 a, 1 b as follows:
  • the motor vehicle frame module Ia is approached with its compassionend Huaweien 15 to a teaching, not shown, to which the positioning means 5 are attached in compliance with very small tolerances.
  • the positioning device 5 has a recess 31, which is formed like a tunnel, for accurately fitting the frame end pieces 15, as shown in FIG.
  • the first motor vehicle frame module Ia is moved in the direction of the teaching until all frame end pieces 15 of the motor vehicle frame module Ia are accommodated in the recesses 31 of the positioning device 5. Subsequently, the positioning devices 5 are welded to the frame end pieces 15.
  • the frame end pieces 15 engage within some of the frame end pieces 15 due to low positioning errors that occur within the manufacturing process
  • the positioning means 5 along the vehicle longitudinal axis 21 to the correct longitudinal position.
  • Such longitudinal positioning of the positioning device 5 is ensured by a longitudinal positioning device 17, which is part of the positioning device 5, as shown in FIG.
  • the first motor vehicle frame module Ia is released from the gauge. Subsequently, another teaching, not shown, is moved to the first motor vehicle frame module Ia.
  • bolts 27 are attached in compliance with very small tolerances, wherein at one end of the bolt 27, a bolt plate 28 is arranged, which extends perpendicular to a longitudinal direction of the bolt 27.
  • the teaching with the bolts 27 is approached in such a way to the Kraftmenrah ⁇ menmodul Ia that the bolt 27 through a recess 33 of the positioning device 5 er ⁇ stretch. Since the positioning devices 5 are correctly positioned along the vehicle longitudinal axis 21, all the bolt plates 28 simultaneously come to rest completely against the positioning device 5. If all the bolt plates 28 abut on the positioning device 5, then the bolt plates 28 are welded firmly to the positioning device 5.
  • Positioning means 5 are fixed to frame end pieces 15 of the motor vehicle frame module 1b in the same manner, and instead of the pin 27 and the pin plate 28, a sleeve 29 and a sleeve plate 30 are fastened.
  • the first motor vehicle is mounted. Grahmenmodule Ia along the vehicle longitudinal axis 21 by means of a crane or a lift truck to the ortsfe ⁇ ste second motor vehicle frame module Ib driven, as shown in Fig. 1.
  • the bolts 27 of the first motor vehicle frame module 1a initially engage in the sleeves 29 of the second motor vehicle frame module 1b. While the first motor vehicle frame module Ia is being moved further to the second motor vehicle frame module Ib, the first motor vehicle frame module Ia is aligned in a plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis 21 on the second motor vehicle frame module Ib.
  • the first motor vehicle frame module Ia is approached to the second motor vehicle frame module Ib until touch surfaces 23 of opposite positioning devices 5 touch each other. Now takes the first Kraftfahrzeu ⁇ grahmenmodul Ia the defined position to the second motor vehicle frame module Ib and can be fastened to this be ⁇ .
  • screws 35 are guided through through holes 8 in order to produce a screw connection between the first Ia and the second Ib motor vehicle frame module.
  • a first motor vehicle frame module Ia can thus be aligned with a second motor vehicle frame module Ib and fastened thereto with very little tolerance.
  • the assembly of the motor vehicle modules Ia, Ib can be carried out in the manner described above, without using the devices and gauges of the prior art required for assembly, since all the information on the relative positioning of the two motor vehicle frame modules Ia , Ib are included in the positions of the positioning means 5, resulting in a significant cost and time savings.
  • the positioning device 5 described with reference to FIGS. 2 and 3 comprises a longitudinal positioning device 17, a transverse positioning device 19 and parts of the connecting device 7 (the through-holes 8). However, it is possible to completely separate the positioning device 5 and the connecting device 7 from one another, so that the positioning device 5 comprises only the longitudinal positioning device 17 and the transverse positioning device 19.
  • the devices for positioning the first motor vehicle frame module 1 a relative to the second motor vehicle frame module 1 b are completely separate from devices which connect to the first motor vehicle frame module 1 a Allow motor vehicle frame module Ia to the second Kraftfahr ⁇ frame module Ib.
  • the positioning device 5 may comprise only one longitudinal positioning device 17 or one transverse positioning device 19, wherein these may in turn comprise parts of the connecting device 7.
  • four positioning devices 5 are shown, which comprise a longitudinal positioning device 17 and parts of the connecting device 7 (the through-holes 8), and two connecting devices 5 which show a longitudinal positioning device 17, a transverse positioning device 19 and parts the connecting means 7 (the through-holes 8).
  • the two positioning devices 5, which comprise parts of the transverse positioning device 19 have the largest possible distance from each other in a plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis 21 in order to minimize the tolerances in the transverse positioning as possible.
  • positioning devices 5 were attached to both motor vehicle modules Ia, Ib. In cases where it is possible to produce a motor vehicle frame module with very low tolerances, it may be sufficient to equip only the other motor vehicle frame module of the motor vehicle frame 3 with positioning devices 5.
  • the positioning device 5 can, for example, be provided with precisely defined areas of body mounts of the other motor vehicles. co-operate module, which thus take over the function of the missing positioning device 5 or replace this positioning device 5.
  • a sleeve 29 and a bolt 27 cooperate with one another in order to center the first motor vehicle frame module Ia on the second motor vehicle frame module 1 b, i. H. to align in a plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis 21. They are part of a Zentri mecanics- means 25, which causes the centering of the two motor vehicle frame modules relative to each other.
  • the Zentrie ⁇ medium 25 may have other centering parts, which also fulfill a centering function, such. B. a cone and a conical recess.
  • the first motor vehicle frame module Ia is first aligned with the second motor vehicle frame module Ib and only then does a connection of the first motor vehicle frame module Ia to the second motor vehicle frame module Ib take place via the connecting device 7.
  • the positioning and connection can also take place simultaneously. This is z. Example, then the case when the abutment surfaces 23 gegen ⁇ opposite positioning 5 thereby come to rest, that the motor vehicle frame modules Ia, Ib are connected to each other, for. B. in that the screw connection of the connecting device 7 is pulled gene.
  • the orientation of the first motor vehicle frame module 1 a on the second motor vehicle frame module 1 b in a plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis 21 is effected by two spaced-apart bolts 27 engaging in two sleeves 29.
  • two such components are necessary in order to effect the alignment in the plane (perpendicular to the vehicle's longitudinal axis 21). If these rotationssym ⁇ metric components replaced by components that are not rotationally sranranic, z. B. by a Stahlträ ⁇ ger with a square cross-section, which can be guided in register in a tunnel-shaped recess, so it may be sufficient to provide only a Querpositionier sensible 19.

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Abstract

Modular aufgebauter Kraftfahrzeugrahmen, der ein erstes Kraftfahrzeugrahmenmodul und ein zweites Kraftfahr­zeugrahmenmodul aufweist, die durch mindestens eine Verbindungseinrichtung verbunden sind, wobei an dem ersten Kraftfahrzeugrahmenmodul mindestens eine Posi­tioniereinrichtung vorgesehen ist, die mit einer zugehörigen Positioniereinrichtung, die an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul vorgesehen ist, derart zusam­menwirkt, daß sich das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul in einer definierten Lage relativ zu dem zweiten Kraft­fahrzeugrahmenmodul befindet.

Description

Kraftfahrzeugrahmenmodul eines modular aufgebauten Kraftfahrzeugrahmens
Aus der EP 1 331 162 A2 und der EP 0 295 662 A2 sind Kraftfahrzeuge bekannt, die einen modular aufgebauten Kraftfahrzeugrahmen aufweisen. Die Verbindung der ein¬ zelnen Kraftfahrzeugrahmenmodule untereinander erfolgt z. B. durch eine Verschraubung.
Bevor die Kraftfahrzeugrahmenmodule eines derartigen Kraftfahrzeugrahmens miteinander verbunden werden, müs¬ sen diese in eine geeignete, relative Lage zueinander gebracht werden, die genau definiert ist („definierte Lage") . Nur in dieser definierten Lage sind die Eigen¬ schaften (wie z. B. Sturz und Spur) der Kraftfahr¬ zeugrahmenmodule optimal aufeinander .abgestimmt. Um dies zu erreichen, wird jedes Kraftfahrzeugrahmenmodul in eine geeignete Vorrichtung oder Lehre eingespannt und die Vorrichtungen oder Lehren werden unter Ein¬ haltung sehr geringer Toleranzen aneinander geführt, so daß die Kraftfahrzeugrahmenmodule folgend die definier¬ te Lage zueinander aufweisen. Anschließend werden die Kraftfahrzeugrahmenmodule untereinander verbunden, z. B. durch eine Schraubverbindung.
Ein Nachteil einer derartigen Positionierung der beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule zueinander ist, daß sehr auf- wendige Vorrichtungen und Lehren notwendig sind, um die beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule aufzunehmen und ge¬ eignet relativ zueinander zu positionieren. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Positionierung von zwei Kraftfahrzeugrahmenmodulen ei¬ nes Kraftfahrzeugrahmens relativ zueinander zu verein¬ fachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen modular aufgebauten Kraftfahrzeugrahmen, der ein erstes Kraftfahrzeugrahmenmodul und ein zweites Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul aufweist, die durch mindestens eine Verbindungseinrichtung verbunden sind, wobei an dem ersten Kraftfahrzeugrahmenmodul mindestens eine Posi¬ tioniereinrichtung vorgesehen ist, die mit einer zuge¬ hörigen Positioniereinrichtung, die an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul vorgesehen ist, derart zusam- menwirkt, daß sich das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul in einer definierten Lage relativ zu dem zweiten Kraft¬ fahrzeugrahmenmodul befindet.
Der Begriff Kraftfahrzeugrahmen umfaßt nicht nur Kraft- fahrzeugrahmen, die aus Stahlträgern bestehen, sondern jedwede Tragstruktur, die geeignet ist, einen Kraft¬ fahrzeugrahmen zu bilden. Dies kann insbesondere ein Kraftfahrzeugrahmen sein, der in Schalenbauweise herge¬ stellt ist, oder ein Kraftfahrzeugrahmen, der aus ge- schichteten Kunstharzpreßstoffen und/oder glasfaserver¬ stärkten Kunststoffen gebildet ist. Ist der Kraftfahrzeugrahmen aus Trägern gebildet, so können diese im Innenhochdruckumformverfahren, einem Strang¬ preßprofilverfahren oder Rollprofilverfahren herge- stellt sein und aus Stahl und/oder Aluminium und/oder Magnesium und/oder AFS (ALUMINUM FOAM SANDWICH) beste¬ hen. Ein Kraftfahrzeugrahmenmodul kann einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugrahmens umfassen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Kraftfahrzeugrah¬ menmodul eine Tragstruktur zur Aufnahme eines Antrieb¬ saggregates umfassen.
Jedes Kraftfahrzeugrahmenmodul kann Träger umfassen, insbesondere geschlossene Träger, wobei diese insbeson¬ dere einen eckigen Querschnitt aufweisen können. Die Träger können aus Stahl und/oder Aluminium und/oder Magnesium und/oder AFS (ALUMINUM FOAM SANDWICH) beste¬ hen.
Vorteilhaft sind die Positioniereinrichtungen an Rahmenendstücken der Kraftfahrzeugrahmenmodule gebil¬ det.
Umfaßt jedes Kraftfahrzeugrahmenmodul nur eine Positio¬ niereinrichtung, so umfaßt diese eine Längspositio- niereinrichtung und eine Querpositioniereinrichtung. Die Längspositioniereinrichtung ermöglicht eine genaue Positionierung der beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule relativ zueinander in einer Längsrichtung des Kraft¬ fahrzeuges. Die Querpositioniereinrichtung ermöglicht eine genaue Positionierung der beiden Kraftfahrzeugrah¬ menmodule relativ zueinander in einer Ebene, die senk¬ recht zur Längsrichtung des Kraftfahrzeuges verläuft. Umfaßt ein Kraftfahrzeugrahmenmodul mehr als eine Posi¬ tioniereinrichtung, so müssen an dem anderen Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul ebenso viele Positioniereinrichtungen gebildet sein, da diese paarweise zusammenwirken. In diesem Fall können paarweise zusammenwirkende Positio¬ niereinrichtungen eine Längspositioniereinrichtung und/oder eine Querpositioniereinrichtung umfassen.
Die beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule können jeweils sechs Positioniereinrichtungen aufweisen, die jeweils eine Längspositioniereinrichtung aufweisen.
Jede Längspositioniereinrichtung weist zur Längsposi¬ tionierung vorteilhaft mindestens eine Anschlagfläche auf.
Die beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule können jeweils zwei Positioniereinrichtungen aufweisen, die jeweils eine Querpositionierungeinrichtung aufweisen.
Vorteilhaft werden die beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule mittels eines Zentrierungsmittels in einer Ebene senk- recht zur Fahrzeuglängsachse aneinander ausgerichtet, wobei zusammenwirkende Querpositioniereinrichtungen jeweils einen zentrierenden Teil des Zentrierungsmit¬ tels aufweisen. Beim Zusammenfügen der beiden Kraft¬ fahrzeugrahmenmodule wirkt ein zentrierender Teil des Zentrierungsmittels mit einem weiteren zentrierenden Teil des Zentrierungsmittels, das an dem anderen Kraft¬ fahrzeugrahmenmodul befestigt ist, zusammen, so dass sich die beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule mittels des Zentrierungsmittels in einer Ebene senkrecht zur Längs- richtung des Kraftfahrzeuges geeignet relativ zueinan¬ der positionieren. Ein Zentrierungsmittel kann z. B. durch einen Bolzen, an dem senkrecht zu einer Längs- richtung des Bolzens eine Bolzenplatte angeordnet ist, und eine Hülse, an der auf gleiche Weise eine Hülsen¬ platte angeordnet ist, gebildet sein. Die Zentrierung wird durch die zentrierenden Teile des Zentrierungsmit- tels bewirkt, d. h. in diesem Fall durch den Bolzen und die Hülse, die ineinander greifen. Vorteilhaft ist das Zentrierungsmittel selbstzentrierend.
Das Zentrierungsmittel kann einen Bolzen und eine Hülse als zentrierende Teile umfassen.
Ferner kann das Zentrierungsmittel einen Kegel und eine kegelförmige Ausnehmung als zentrierende Teile umfas¬ sen.
Vorteilhaft umfaßt mindestens eine Positioniereinrich¬ tung Teile der Verbindungseinrichtung (en) , die die bei¬ den Kraftfahrzeugrahmenmodule miteinander verbindet (verbinden), z. B. Durchgangslöcher für eine Schraub- Verbindung zwischen den Kraftfahrzeugrahmenmodulen.
Ferner umfaßt die Verbindungseinrichtung vorteilhaft die Anschlagfläche der Längspositioniereinrichtung.
Mindestens eine Verbindungseinrichtung kann Durchgangs¬ löcher umfassen, durch die Schrauben derart führbar sind, daß eine Schraubverbindung zwischen diesen Kraft¬ fahrzeugrahmenmodulen des Kraftfahrzeugrahmens herge¬ stellt ist.
Ferner kann mindestens eine Verbindungseinrichtung durch eine lösbare Steckverbindung gebildet sein. Dazu weist ein Kraftfahrzeugrahmenmodul ein Kupplungs- oder Steckelement der lösbaren Steckverbindung auf, das mit einem Steck- oder Kupplungselement eines anderen Kraft¬ fahrzeugrahmenmodules des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, um derart eine lösbare Steckverbindung zwischen diesen Kraftfahrzeugrahmenmodulen des Kraftfahrzeuges herzustellen.
Eine Verbindung von zwei Kraftfahrzeugrahmenmodulen untereinander kann jedoch auch durch eine Schweißver¬ bindung oder eine Nietverbindung erreicht werden.
Der Kraftfahrzeugrahmen kann ein Kraftfahrzeugrahmen eines Lastkraftwagens, eines Transporters, eines moto- risierten Zweirades und insbesondere ein Kraftfahrzeu¬ grahmen eines Personenkraftwagens sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfüh- rungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung er- läutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrahmen mit einem ersten und einem zweiten Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Positioniereinrichtung des ersten Kraftfahr¬ zeugrahmenmodules und einer ersten Positio¬ niereinrichtung des zweiten Kraftfahrzeugrah- menmodules und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf die Positio¬ niereinrichtungen der Fig. 2, aus einer ge¬ genüberliegenden Richtung.
Grundsätzlich sind verschiedene Ausführungen des erfin¬ dungsgemäßen Kraftfahrzeugrahmens möglich. Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugrahmen 3 eines Kraftfahrzeuges gezeigt, der ein erstes Kraft¬ fahrzeugrahmenmodul Ia und eine zweites Kraftfahrzeu¬ grahmenmodul Ib umfaßt. Das erste Kraftfahrzeugrahmen¬ modul Ia weist eine Tragstruktur 11 zur Aufnahme eines Antriebsaggregates auf und das zweite Kraftfahrzeugrah- menmodul Ib weist einen Fahrgastraum 9 auf. An einander zugewandten Rahmenendstücken 15 des ersten Ia und zwei¬ ten Ib Kraftfahrzeugrahmenmodules sind Positionierein¬ richtungen 5 und in diesen Durchgangslöcher 8 von Ver¬ bindungseinrichtungen 7 angeordnet. Die Positioniereinrichtungen 5 richten das erste Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul Ia geeignet an dem zweiten Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul Ib aus, so daß die Kraftfahrzeugrahmen¬ module Ia, Ib die definierte Lage zueinander einnehmen und eine Verbindung der Kraftfahrzeugrahmenmodule Ia, Ib innerhalb eines geringen Toleranzbereiches über die Verbindungseinrichtungen 7 erfolgen kann. Die Verbin¬ dungseinrichtungen 7 stellen eine mechanische Verbin¬ dung des ersten Kraftfahrzeugrahmenmodules Ia mit dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib bereit, vorliegend über eine Schraubverbindung, bei der Schrauben 35 durch die Durchgangslöcher 8 geführt werden. Das erste Ia und zweite Ib Kraftfahrzeugrahmenmodul weisen geschlossene Stahlträger 13 mit einem rechtecki¬ gen Querschnitt auf.
Um das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib zu befestigen, wird das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia entlang einer Fahr¬ zeuglängsachse 21 verschoben und sodann, wie weiter unten beschrieben, an dem ersten Kraftfahrzeugrahmenmo- dul Ib ausgerichtet und befestigt. Zuvor werden jedoch die Positioniereinrichtungen 5 an den Rahmenendstücken 15 der Kraftfahrzeugrahmenmodule Ia, Ib wie folgt befe¬ stigt:
Als erstes wird das Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia mit seinen Rahmenendstücken 15 an eine nicht dargestellte Lehre angefahren, an der die Positioniereinrichtungen 5 unter Einhaltung sehr geringer Toleranzen befestigt sind. Die Positioniereinrichtung 5 weist eine Ausneh- mung 31, die tunnelartig gebildet ist, zur passgenauen Aufnahme der Rahmenendstücke 15 auf, wie in Fig. 2 ge¬ zeigt ist. Das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia wird solange in Richtung auf die Lehre verfahren, bis alle Rahmenendstücke 15 des Kraftfahrzeugrahmenmodules Ia in den Ausnehmungen 31 der Positioniereinrichtung 5 aufge¬ nommen sind. Folgend werden die Positioniereinrichtun¬ gen 5 an den Rahmenendstücken 15 festgeschweißt.
Die Rahmenendstücke 15 greifen aufgrund von geringen Positionierungsfehlern der Rahmenendstücke 15, die sich während des Herstellungsprozesses innerhalb gewisser
Fehlertoleranzen ergeben, nicht alle gleich tief in die Ausnehmung 31 ein, jedoch werden die Positionierungs¬ fehler, die sich entlang der Fahrzeuglängsachse 21 er¬ geben, dadurch ausgeglichen, daß die Positionierein¬ richtungen 5 (und somit die Ausnehmungen 31) unter Einhaltung sehr geringer Toleranzen an der Lehre gehal¬ ten und folgend an dem ersten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia befestigt sind, wodurch sich diese nach dem Schwei¬ ßen an der „richtigen" Stelle (entlang der Fahrzeu¬ glängsachse 21) befinden. Durch die tunnelartige Aus- bildung der Ausnehmung 31 ist sichergestellt, daß auch Rahmenendstücke 15 mit größeren Abweichungen von einer Sollposition ausreichend in die Ausnehmung 31 greifen, um eine Verbindung zwischen diesen zu ermöglichen.
Somit weisen die Positioniereinrichtungen 5 entlang der Fahrzeuglängsachse 21 die richtige Längsposition auf. Eine derartige Längspositionierung der Positionierein¬ richtung 5 wird durch eine Längspositioniereinrichtung 17 gewährleistet, die Teil der Positioniereinrichtung 5 ist, wie in Fig. 2 dargestellt.
Nachdem die Positioniereinrichtungen 5 an den Rahme¬ nendstücken 15 festgeschweißt sind, wird das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia von der Lehre gelöst. FoI- gend wird eine weitere, nicht dargestellte Lehre an das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia gefahren. An dieser Lehre sind Bolzen 27 unter Einhaltung sehr geringer Toleranzen befestigt, wobei an einem Ende des Bolzen 27 eine Bolzenplatte 28 angeordnet ist, die senkrecht zu einer Längsrichtung des Bolzen 27 verläuft. Die Lehre mit den Bolzen 27 wird derart an das Kraftfahrzeugrah¬ menmodul Ia angefahren, daß die Bolzen 27 sich durch eine Ausnehmung 33 der Positioniereinrichtung 5 er¬ strecken. Da die Positioniereinrichtungen 5 entlang der Fahrzeuglängsachse 21 korrekt positioniert sind, kommen alle Bolzenplatten 28 gleichzeitig vollständig an der Positioniereinrichtung 5 zur Anlage. Liegen alle Bol¬ zenplatten 28 an der Positioniereinrichtung 5 an, so werden die Bolzenplatten 28 an der Positioniereinrich¬ tung 5 festgeschweißt.
Positionierungsfehler der Rahmenendstücke 15, die sich während des Herstellungsprozesses des Kraftfahrzeugrah¬ menmoduls Ia bei der Positionierung der Rahmenendstücke 15 in einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse 21 ergeben haben, werden auf diese Weise ausgeglichen. Daher weisen die Bolzen 27, wenn man aus einer Richtung parallel zur Fahrzeuglängsachse 21 schaut, nicht alle die gleiche Position innerhalb der Ausnehmung 33 auf.
Auf diese Weise erfolgte eine Querpositionierung der Positioniereinrichtung 5, die durch eine Querpositio¬ niereinrichtung 19 gewährleistet ist, die Teil der Po¬ sitioniereinrichtung 5 ist, wie in Fig. 2 dargestellt.
An Rahmenendstücken 15 des Kraftfahrzeugrahmenmodules Ib werden Positioniereinrichtungen 5 auf die gleiche Weise befestigt, wobei anstelle des Bolzen 27 und der Bolzenplatte 28 eine Hülse 29 und eine Hülsenplatte 30 befestigt wird.
Nachdem die Positioniereinrichtungen 5 sowohl an dem ersten Ia wie auch an dem zweiten Ib Kraftfahrzeugrah¬ menmodul befestigt sind, wird das erste Kraftfahrzeu- grahmenmodule Ia entlang der Fahrzeuglängsachse 21 mit Hilfe eines Kranes oder eines Hubwagens an das ortsfe¬ ste zweite Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib gefahren, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Beim Zusammenfügen der Kraftfahr- zeugrahmenmodule Ia, Ib greifen zunächst die Bolzen 27 des ersten Kraftfahrzeugrahmenmodules Ia in die Hülsen 29 des zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodules Ib. Während das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia weiter an das zweite Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib gefahren wird, rich- tet sich das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia in einer Ebene senkrecht zu der Fahrzeuglängsachse 21 an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib aus. Das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia wird solange an das zweite Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib angefahren, bis sich An- schlagflächen 23 gegenüberliegender Positioniereinrich¬ tungen 5 berühren. Nun nimmt das erste Kraftfahrzeu¬ grahmenmodul Ia die definierte Lage zu dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib ein und kann an diesem be¬ festigt werden.
Um das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib zu befestigen, werden Schrauben 35 durch Durchgangslöcher 8 geführt, um eine Schraubverbindung zwischen dem ersten Ia und dem zwei- ten Ib Kraftfahrzeugrahmenmodul herzustellen.
Auf die zuvor beschriebene Weise kann somit ein erstes Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia an einem zweiten Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul Ib ausgerichtet und unter Einhaltung sehr geringer Toleranzen an diesem befestigt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Positioniereinrich¬ tungen 5 am Ende eines Herstellungsverfahrens für die Kraftfahrzeugrahmenmodule Ia, Ib an denselben befestigt werden, wodurch Toleranzen, die sich bei der Herstel¬ lung der Kraftfahrzeugrahmenmodule Ia, Ib ergeben, aus¬ geglichen werden. Das Zusammenfügen der Kraftfahrzeu- grahmenmodule Ia, Ib kann auf die zuvor beschriebene Weise durchgeführt werden, ohne dabei die beim Zusam¬ menfügen notwendigen Vorrichtungen und Lehren des Stan¬ des der Technik zu verwenden, da sämtliche Informatio¬ nen zur relativen Positionierung der beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule Ia, Ib in den Positionen der Positioniereinrichtungen 5 enthalten sind, wodurch sich eine erhebliche Kosten- und Zeitersparnis ergibt. Da¬ durch wird es möglich, ein einzelnes Kraftfahrzeugrah¬ menmodul Ia in einer herkömmlichen Autowerkstatt auszu- tauschen, z. B. nach einem Aufprallunfall, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß sich der Sturz und die Spur der beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule Ia, Ib automatisch aufeinander einstellt.
Die zu den Figuren 2 und 3 beschriebene Positionierein¬ richtung 5 umfaßt eine Längsposi-tioniereinrichtung 17, eine Querpositioniereinrichtung 19 sowie Teile der Ver¬ bindungseinrichtung 7 (die Durchgangslöcher 8) . Es ist jedoch möglich, die Positioniereinrichtung 5 und die Verbindungseinrichtung 7 vollständig voneinander zu trennen, so daß die Positioniereinrichtung 5 lediglich die Längspositioniereinrichtung 17 und die Querpositio¬ niereinrichtung 19 umfaßt. In dieser Variante sind die Einrichtungen zur Positionierung des ersten Kraftfahr- zeugrahmenmodules Ia relativ zu dem zweiten Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul Ib vollständig getrennt von Einrichtun¬ gen, die eine Verbindung von dem ersten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia zu dem zweiten Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul Ib ermöglichen.
Ferner kann die Positioniereinrichtung 5 lediglich eine Längspositioniereinrichtung 17 oder eine Querpositio¬ niereinrichtung 19 umfassen, wobei diese wiederum zu¬ sätzlich Teile der Verbindungseinrichtung 7 umfassen können. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind vier Positioniereinrichtungen 5 gezeigt, die eine Längspositioniereinrichtung 17 und Teile der Verbin¬ dungseinrichtung 7 (die Durchgangslöcher 8) umfassen, und zwei Verbindungseinrichtungen 5 gezeigt, die eine Längspositioniereinrichtung 17, eine Querpositio¬ niereinrichtung 19 und Teile der Verbindungseinrichtung 7 (die Durchgangslöcher 8) umfassen. Bei dieser Ausfüh¬ rungsform ist es vorteilhaft, wenn die beiden Positio¬ niereinrichtungen 5, die Teile der Querpositionierein¬ richtung 19 umfassen, in einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse 21 einen möglichst großen Abstand voneinander aufweisen, um die Toleranzen bei der Quer¬ positionierung so gering wie möglich zu halten.
Bei dem bisher beschriebenen Kraftfahrzeugrahmen 3 wa¬ ren Positioniereinrichtungen 5 an beiden Kraftfahrzeu- grahmenmodulen Ia, Ib befestigt. In Fällen, in denen es möglich ist, ein Kraftfahrzeugrahmenmodul mit sehr ge¬ ringen Toleranzen herzustellen, kann es ausreichend sein, lediglich das andere Kraftfahrzeugrahmenmodul des Kraftfahrzeugrahmens 3 mit Positioniereinrichtungen 5 auszustatten. In dieser Ausführungsform kann die Posi¬ tioniereinrichtung 5 bspw. mit genau definierten Berei¬ chen von Karosserieträgern des anderen Kraftfahrzeu- grahmenmoduls zusammenwirken, die somit die Funktion der fehlenden Positioniereinrichtung 5 übernehmen bzw. diese Positioniereinrichtung 5 ersetzen.
Vorliegend wirken eine Hülse 29 und ein Bolzen 27 zu¬ sammen, um das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib zu zentrieren, d. h. in einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse 21 auszurichten. Sie sind Bestandteil eines Zentrierungs- mittels 25, das die Zentrierung der beiden Kraftfahr- zeugrahmenmodule relativ zueinander bewirkt. Anstelle einer Hülse 29 und eines Bolzens 27 kann das Zentrie¬ rungsmittel 25 andere zentrierende Teile aufweisen, die ebenfalls eine zentrierende Funktion erfüllen, wie z. B. einen Kegel und eine kegelförmige Ausnehmung.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul Ia zuerst an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib ausgerichtet und erst dann erfolgt über die Verbindungseinrichtung 7 eine Verbin¬ dung des ersten Kraftfahrzeugrahmenmoduls Ia mit dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib. In einer alterna¬ tiven Ausführungsform kann die Positionierung und Ver¬ bindung jedoch auch gleichzeitig erfolgen. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die Anschlagflächen 23 gegen¬ überliegender Positioniereinrichtungen 5 dadurch zur Anlage kommen, daß die Kraftfahrzeugrahmenmodule Ia, Ib miteinander verbunden werden, z. B. dadurch, daß die Schraubverbindung der Verbindungseinrichtung 7 angezo- gen wird. Ferner wird in der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Ausrichtung des ersten Kraftfahrzeugrahmenmoduls Ia an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul Ib in einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse 21 dadurch be- wirkt, daß zwei beabstandet positionierte Bolzen 27 in zwei Hülsen 29 greifen. Bei derartigen rotationssymme¬ trischen Bauteilen sind zwei derartige Bauteile (zwei derartige Querpositioniereinrichtungen 19) notwendig, um die Ausrichtung in der Ebene (senkrecht zur Fahrzeu- glängsachse 21) zu bewirken. Werden diese rotationssym¬ metrischen Bauteile durch Bauteile ersetzt, die nicht rotationssyranetrisch sind, z. B. durch einen Stahlträ¬ ger mit quadratischem Querschnitt, der paßgenau in eine tunnelförmige Ausnehmung führbar ist, so kann es aus- reichend sein, nur eine Querpositioniereinrichtung 19 vorzusehen.
Bezugszeichenliste
Ia erstes Kraftfahrzeugrahmenmodul
Ib zweites Kraftfahrzeugrahmenmodul 3 Kraftfahrzeugrahmen
5 Positioniereinrichtung
7 Verbindungseinrichtung
8 Durchgangslöcher der Verbindungseinrichtung
9 Fahrgastraum (des Kraftfahrzeuges) 11 Tragstruktur (zur Aufnahme eines Antriebsaggrega¬ tes)
13 Stahlträger
15 Rahmenendstück
17 Längspositioniereinrichtung 19 Querpositioniereinrichtung
21 Fahrzeuglängsachse
23 Anschlagfläche
25 Zentrierungsmittel
27 Bolzen 28 Bolzenplatte
29 Hülse
30 Hülsenplatte
31 Ausnehmung (zur Aufnahme der Rahmenendstücke 15) 33 Ausnehmung (zur Aufnahme des Bolzens 27 oder der Hülse 29)
35 Schraube

Claims

Patentansprüche
1. Modular aufgebauter Kraftfahrzeugrahmen, der ein erstes Kraftfahrzeugrahmenmodul (Ia) und ein zweites Kraftfahrzeugrahmenmodul (Ib) aufweist, die durch mindestens eine Verbindungseinrichtung (7) verbunden sind, wobei an dem ersten Kraftfahr¬ zeugrahmenmodul (Ia) mindestens eine Positioniere¬ inrichtung (5) vorgesehen ist, die mit einer zuge- hörigen Positioniereinrichtung (5) , die an dem zweiten Kraftfahrzeugrahmenmodul (Ib) vorgesehen ist, derart zusammenwirkt, daß sich das erste Kraftfahrzeugrahmenmodul (Ia) in einer definierten Lage relativ zu dem zweiten Kraftfahrzeugrahmen- modul (Ib) befindet.
2. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ein Kraftfahrzeugrahmenmodul
(Ia, Ib) einen Fahrgastraum (9) umfaßt.
3. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftfahrzeugrah¬ menmodul (Ia, Ib) eine Tragstruktur (11) zur Auf¬ nahme eines Antriebsaggregates umfaßt.
4. Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kraftfahrzeugrahmenmodul (Ia, Ib) mindestens einen Träger (13), insbesondere einen geschlosse¬ nen Träger (13) , umfaßt, wobei der Träger (13) aus Stahl und/oder Aluminium und/oder Magnesium und/oder AFS (ALUMINUM FOAM SANDWICH) besteht.
5. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Träger (13) einen eckigen Querschnitt aufweist (aufweisen) .
6. Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Positioniereinrichtungen (5) an Rahmenendstücken (15) der Kraftfahrzeugrahmen¬ module (Ia, Ib) angeordnet ist.
7. Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen¬ wirkende Positioniereinrichtungen (5) eine Längspositioniereinrichtung (17) und/oder eine Querpositioniereinrichtung (19) umfassen.
8. Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Kraftfahrzeugrahmenmodule (Ia, Ib) jeweils sechs Positioniereinrichtungen (5) aufweisen, die jeweils eine Längspositioniereinrichtung (17) auf¬ weisen.
9. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längspositionier¬ einrichtung (17) mindestens eine Anschlagfläche (23) zur Längspositionierung umfaßt.
10. Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kraftfahrzeugrahmenmodule (Ia, Ib) jeweils zwei Positioniereinrichtungen (5) aufweisen, die jeweils eine Querpositioniereinrichtung (19) um¬ fassen.
11. Kraftfahrzeugrahraen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei zusammenwir- kende Querpositioniereinrichtungen (19) jeweils einen zentrierenden Teil eines Zentrierungsmittels (25) umfassen.
12. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierungsmittel (25) einen Bolzen (27) und eine Hülse (29) aufweist.
13. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierungsmittel (25) einen Kegel und eine kegelförmige Ausnehmung auf¬ weist.
14. Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Positioniereinrichtung (5) Teile einer Ver¬ bindungseinrichtung (7) umfaßt.
15. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsein¬ richtung (7) die Anschlagfläche (23) der Längspo- sitioniereinrichtung (17) umfaßt.
16. Kraftfahrzeugrahmen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Verbindungseinrichtung (7) Durchgangslöcher (8) in den Anschlagflächen (23) umfaßt, durch die Schrau- ben (35) führbar sind, um derart eine Schraubver¬ bindung zwischen zwei Kraftfahrzeugrahmenmodulen (Ia, Ib) des Kraftfahrzeugrahmens herzustellen.
17. Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Verbindungseinrichtung (7) ein Kupplungs- und ein Steckelement einer lösbaren Steckverbindung umfaßt, um derart eine lösbare Steckverbindung zwischen zwei Kraftfahrzeugrahmenmodulen (Ia, Ib) des Kraftfahrzeuges herzustellen.
18. Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche.
19. Kraftfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Kraftfahrzeug ein Personenkraft- wagen ist.
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