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Dokumentenidentifikation DE69520153T2 02.08.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0796194
Titel RAHMENANORDUNG
Anmelder Cosma International Inc., Markham, Ontario, CA
Erfinder HORTON, A., Frank, Rochester Hills, US;
BUTYNSKI, A., Gary, Rochester Hills, US;
DEVOR, J., Michael, Bloomfield, US;
GILLE, Matthias, Sterling Heights, US
Vertreter Uexküll & Stolberg, 22607 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69520153
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 12.12.1995
EP-Aktenzeichen 959392028
WO-Anmeldetag 12.12.1995
PCT-Aktenzeichen CA9500688
WO-Veröffentlichungsnummer 9619373
WO-Veröffentlichungsdatum 27.06.1996
EP-Offenlegungsdatum 24.09.1997
EP date of grant 21.02.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2001
IPC-Hauptklasse B62D 21/11
IPC-Nebenklasse B60G 7/02   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Motorrahmenanordnungen für Kraftfahrzeuge und auf ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Zusammenfassung der Erfindung

Typische Kraftfahrzeugrahmen sind als eine Leiterrahmenanordnung oder als Einkörperrahmen konstruiert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorrahmenanordnung, die an einem vorderen Bereich eines Einkörper-Fahrzeugrahmens befestigt werden kann. Der Motorrahmen ist normalerweise unter dem Fahrzeugmotor vorgesehen und dazu ausgestaltet, daß der Motor darauf montiert ist. Der Motorrahmen ist weiterhin dazu ausgestaltet, die vordere Aufhängung des Fahrzeuges, die Steuerhydraulik und andere Fahrzeugkomponenten, die als geeignet erscheinen, aufzunehmen.

Die Rahmenanordnung muß eine stabile Konstruktion sein, da sie wegen der Motorgewichtes und des Gesamtgewichtes des Fahrzeuges (und der Transportlast) großen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist, die über die Rahmenanordnung zu der vorderen Aufhängung übertragen werden. Die Rahmenanordnung ist normalerweise aus einem Paar beabstandeter Seitenrahmenbauteile mit vorderen und hinteren Enden, einem vorderen Querrahmenbauteil, das die vorderen Enden der Seitenrahmenbauteile verbindet, und aus einem hinteren Querrahmenbauteil hergestellt, das sich zwischen den hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile erstreckt. Eine Aufhängungsmontagestruktur ist normalerweise an den beabstandeten Seitenrahmenbauteilen angebracht und dazu ausgestaltet, die vordere Fahrzeugaufhängung aufzunehmen. Wegen der vorher erwähnten mechanischen Beanspruchungen, insbesondere in dem Bereich der Rahmenanordnung, in dem die Fahrzeugaufhängung aufzunehmen ist, ist es vorteilhaft, die Rahmenanordnung mit besonders "kräftigen Punkten" herzustellen, um solch große örtliche Beanspruchungen aufzunehmen.

Während es wichtig ist, die Rahmenanordnung mit ausreichender Festigkeit herzustellen, ist es gleichermaßen wichtig, daß die Rahmenanordnung nicht aus übermäßigen Metallmengen hergestellt ist, weil ansonsten die Materialkosten und das Fahrzeuggewicht unnötig hoch werden. Daher sind die Rahmenbauteile der Rahmenanordnung hohl (rohrförmig) ausgebildet.

Die Patentliteratur offenbart, daß ein Weg für die Herstellung rohrförmiger Fahrzeugrahmenbauteile die Verwendung einer Hydroforming-Technologie ist. Das US-Patent Nr. 5,339,667 offenbart zum Beispiel ein Hydroforming-Verfahren, bei dem ein rundes rohrförmiges Element in einer Hydroforming-Form angeordnet ist und dann in radialer Richtung um etwa 5% expandiert wird, um ein Rahmenbauteil mit einer im allgemeinen kastenförmigen Querschnittsform zu bilden. Das in diesem Patent offenbarte Verfahren bildet ein komplettes Rahmenbauteil aus, dessen Wanddicke gleichmäßig verdünnt ist und das nicht an irgendeiner speziellen Stelle durch das Vergrößern der Metallmenge pro Einheitslänge verstärkt ist. Eine Hydroforming-Technologie wird auch in dem US-Patent Nr. 5,333,775 behandelt, das ein Verfahren für die Herstellung bestimmter Bereiche eines hydrogeformten Bauteils mit einer größeren Festigkeit als andere offenbart, indem mehrere Bereiche von rohrförmigen Elementen mit unterschiedlichen Wanddicken Ende-an-Ende geschweißt werden, so daß das fertige hydrogeformte Bauteil an gewünschten Stellen eine größere Wanddicke aufweist. Das in diesem Patent offenbarte Verfahren ist ziemlich langwierig und erzeugt ein hydrogeformtes Rahmenbauteil nicht durch Modifizieren eines rohrförmigen Elements während des Hydroforming-Prozesses, bei dem die Metallmenge pro Einheitslänge verändert ist, um bestimmte Bereiche des fertiggestellten Rahmenbauteils gegenüber anderen zu verstärken. Darüber hinaus offenbart keiner der Bezüge auf den Stand der Technik die Verwendung des Hydroforming zum Ausbilden einer Motorrahmenanordnung oder daß eine solche Anordnung durch das Vorsehen von relativ mehr Metall pro Einheitslänge an einer Position, die eine Aufhängungsmontagestruktur aufweisen soll, die daran befestigt ist, verstärkt werden sollte, um die örtlichen Beanspruchungen an dieser Stelle aufzunehmen.

Die DE-A-25 36 060 offenbart eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Lagerbolzen von zumindest einem Verbindungslager jedes Querlenkers auch den Hilfsrahmen an dem Fahrzeugfahrgestell befestigt.

Das japanische Patent 4-215565 offenbart eine Anordnung, in der zwei Rahmenbauteile in Fläche-zu-Fläche-Anlage befestigt sind.

Es besteht somit ein Bedarf zum Herstellen einer Rahmenanordnung, die die vorher angeführten Einschränkungen überwindet. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rahmenanordnung zur Verfügung zu stellen, die diesem Bedarf entspricht.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Rahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei die Rahmenanordnung aufweist: ein Paar beabstandete Seitenrahmenbauteile mit vorderen und hinteren Enden; ein vorderes Querrahmenbauteil, das sich zwischen den vorderen Enden der Seitenrahmenbauteile erstreckt; und ein hinteres Querrahmenbauteil, das sich zwischen den hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile erstreckt; wobei die Rahmenbauteile aus rohrförmigen metallischen Elementen in einem Hydroforming-Prozeß hergestellt sind, bei dem in dem Innenraum von jedem Element ein Fluiddruck aufgebaut und es dadurch radial expandiert wird, so daß die Rahmenbauteile eine Umfangskonfiguration haben, die bezüglich einer ursprünglichen Umfangskonfiguration der rohrförmigen metallischen Elemente modifiziert ist, dadurch gekennzeichnet, daß: die Seitenrahmenbauteile eine Menge an Metall pro Einheitslänge haben, die während des Hydroforming-Prozesses davon verändert wird, um so zumindest einen Längsbereich zu bilden, bei dem i) ein transversaler Querschnitt, der durch die modifizierte Umfangskonfiguration definiert ist, gegenüber einem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist, ii) eine Wanddicke der modifizierten Umfangskonfiguration innerhalb von ±10% einer ursprünglichen Wanddicke liegt, und iii) die Menge an Metall pro Einheitslänge größer ist als zumindest an einigen anderen Längsbereichen der Seitenrahmenbauteile; und die Seitenrahmenbauteile jeweils eine zugehörige starre Aufhängungsmontagestruktur haben, die konstruiert und angeordnet ist, um ein Fahrzeugaufhängungsbauteil daran zu montieren, wobei die starre Aufhängungsmontagestruktur starr an dem zugehörigen Seitenrahmenbauteil an dem zumindest einen Längsbereich befestigt ist, dessen transversaler Querschnitt gegenüber dem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist und dessen Wanddicke innerhalb von ± 10% der ursprünglichen Wanddicke liegt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Rahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren umfaßt: Formen eines Paares von Seitenrahmenbauteilen eines vorderen Querrahmenbauteils und eines hinteren Querrahmenbauteils, wobei das vordere Querrahmenbauteil, das hintere Querrahmenbauteil und die Seitenrahmenbauteile aus rohrförmigen metallischen Elementen in einem Hydroforming-Prozeß geformt sind, wobei jedes Element geformt ist durch: Plazieren des metallischen rohrförmigen Elementes in einem Hohlraum von einer Prägeform, wobei die Prägeform eine innere Oberfläche hat, die eine Form des Hohlraumes definiert; und Einbringen eines Fluids in das Innere des metallischen rohrförmigen Elements mit ausreichendem Druck, um so das rohrförmige metallische Element nach außen zu expandieren, so daß eine äußere Fläche davon in Umfangsflächenanlage mit der inneren Oberfläche der Prägeform bewegt wird, um das metallische rohrförmige Element im wesentlichen mit der Form des Hohlraumes in Übereinstimmung zu bringen, und so daß das geformte Rahmenbauteil eine Umfangskonfiguration hat, die bezüglich einer ursprünglichen Umfangskonfiguration des zugehörigen rohrförmigen metallischen Elements modifiziert ist; dadurch gekennzeichnet, daß: die Seitenrahmenbauteile eine Menge an Metall pro Einheitslänge haben, die während des Hydroforming-Prozesses verändert wird, so daß zumindest ein Längsbereich davon i) einen transversalen, durch die modifizierte Umfangskonfiguration definierten Querschnitt hat, der gegenüber einem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist, ii) eine Wanddicke der modifizierten Umfangskonfiguration innerhalb von ±10% einer ursprünglichen Wanddicke liegt und iii) die Menge an Metall pro Einheitslänge größer ist als zumindest an einigen anderen Bereichen davon; und durch: Befestigen einer Aufhängungsmontagestruktur an jedem der Seitenrahmenbauteile an dem zumindest einen Längsbereich davon, dessen transversaler Querschnitt gegenüber dem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist und dessen Wanddicke innerhalb von ±10% der ursprünglichen Wanddicke liegt; und durch: Verbinden des vorderen Querrahmenbauteils mit vorderen Enden der Seitenrahmenbauteile und des hinteren Querrahmenbauteils mit hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile.

In einer Ausführung sind das hintere Querrahmenbauteil und die Seitenrahmenbauteile nicht als eine integriert ausgebildete Anordnung vorgesehen. Eine solche Verbindung wird normalerweise mit speziellen Rahmenverbindungsbauteilen ausgeführt, die es verhindern, daß die außenliegenden Flächen der Rahmenbereiche, die zu verbinden sind, in Fläche-zu-Fläche-Anlage kommen. Noch spezieller, jedes Rahmenbauteil ist normalerweise durch einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt definiert der durch zwei Paare von beabstandeten gegenüberliegenden Wänden gebildet wird. Jede dieser Wände hat eine innenliegende und eine außenliegende Fläche und das Rahmenbauteil hat Befestigungsaufnahmen, die es ermöglichen, daß es an einem anderen Rahmenbauteil befestigt werden kann. Die Befestigungsaufnahme ist durch ausgerichtete Öffnungen in den beabstandeten gegenüberliegenden Wänden und durch ein Hülsenbauteil definiert, das sich durch die ausgerichteten Öffnungen erstreckt. Das Hülsenbauteil dient als Verstärkung für die ausgerichteten Öffnungen und hat gegenüberliegende Enden, die sich radial nach außen erstrecken, um einen gegenüberliegenden Flanschbereich zu definieren, der mit der außenliegenden Fläche jeder der gegenüberliegenden Wände eingreift. Es ist zu erkennen, daß, wenn ein anderes Rahmenbauteil so positioniert wird, daß seine Befestigungsaufnahme zum Befestigen dazwischen mit einem Befestigungselement mit der Befestigungsaufnahme des ersten Rahmenbauteils ausgerichtet ist, die Flanschbereiche jeder Aufnahme in Eingriff gebracht sind. Dieser Eingriff erzeugt einen kleinen Spalt zwischen den äußeren Stirnflächen der Flanschbauteile, die an den zu verbindenden Flächen zu befestigen sind. Das ergibt eine zwangsläufige Schwäche in der Verbindung und somit in der gesamten Rahmenanordnung oder des Fahrzeugrahmens, die solche Verbindungstypen verwenden.

Daher weist in einer bevorzugten Ausführung das hintere Querrahmenbauteil Befestigungsaufnahmen auf, die sich dadurch an gegenüberliegenden Enden davon erstrecken, und bei der die Seitenrahmen bauteile Befestigungsaufnahmen haben, die sich dadurch an den hinteren Enden davon erstrecken, wobei sich die Befestigungsaufnahmen an den gegenüberliegenden Enden des hinteren Querrahmenbauteils mit den Befestigungsaufnahmen an den jeweiligen hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile in Ausrichtung befinden, und die Rahmenanordnung ferner Befestigungen aufweist, die sich durch die ausgerichteten Befestigungsaufnahmen erstrecken, um dadurch die gegenüberliegenden Enden des hinteren Querrahmenbauteils an den jeweiligen hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile zu befestigen.

Das hintere Querrahmenbauteil und die Seitenrahmenbauteile haben vorzugsweise einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der durch ein Paar von beabstandeten horizontalen Wänden und ein Paar von beabstandeten vertikalen Wänden gebildet ist, wobei jede der Wände eine innenliegende und eine außenliegende Fläche hat, die außenliegende Fläche von einer der horizontalen Wände des hinteren Querrahmenbauteils an den gegenüberliegenden Enden in Fläche-an-Fläche-Anlage mit der außenliegenden Fläche der zugehörigen hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile an den gegenüberliegenden Enden angeordnet ist.

Die Befestigungsaufnahmen in den Rahmenbauteilen sind vorzugsweise durch vertikal ausgerichtete Öffnungen in den beabstandeten horizontalen Wänden und durch Befestigungsaufnahmehülsenbauteile gebildet, die sich zwischen den Öffnungen erstrecken, wobei jeweils ein Ende der Hülsenbauteile ringförmig mit der innenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils um eine der Öffnungen in der horizontalen Wand verschweißt ist, die in Fläche-an-Fläche-Anlage angeordnet ist, das Hülsenbauteil einen Zwischenbereich hat, der sich von dem einen Ende durch das zugehörige Rahmenbauteil und durch die vertikal ausgerichtete Öffnung in der horizontalen Wand erstreckt, die von der Wand beabstandet ist, die in Fläche-an-Fläche-Anlage angeordnet ist, das Hülsenbauteil ein gegenüberliegendes Ende hat, das sich radial nach außen erstreckt, um so einen Flansch zu bilden, der mit der außenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils um die vertikal ausgerichtete Öffnung in der horizontalen Wand eingreift, die von der Wand beabstandet ist, die in Fläche-an- Fläche-Anlage angeordnet ist.

Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind am besten durch Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung, die beigefügten Patentansprüche und die Zeichnungen zu verstehen.

In den Zeichnungen ist

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die eine gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellte Rahmenanordnung zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Ausführung der gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellten Rahmenanordnung zeigt;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, die die Rahmenanordnung der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen montierten Fahrzeugkomponenten zeigt;

Fig. 4 eine Schnittansicht, die die Verbindung der Rahmenanordnung mit dem Fahrzeugrahmen, gesehen entlang der Linie 4-4 von Fig. 1, zeigt, wenn die Rahmenanordnung an dem Fahrzeugrahmen befestigt ist; und

Fig. 5A-5F Schnittansichten durch die Formanordnung und das rohrförmige Element, das beim Bilden der Rahmenbauteile verwendet wird und sie erläutern den Hydroforming-Prozeß, der angewendet wird, um die Rahmenanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung herzustellen.

In Fig. 1 ist allgemein eine gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellte Rahmenanordnung 10 dargestellt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Rahmenanordnung hat eine kräftige, stabile Konstruktion und ist dazu ausgestaltet, um verschiedene Kraftfahrzeugkomponenten montieren zu können, wie zum Beispiel die vordere Aufhängung, den Fahrzeugmotor und das Getriebe. Die Rahmenanordnung 10 enthält ein Paar von beabstandeten Seitenrahmenbauteilen 12 und 14 mit den jeweiligen vorderen Enden 16 und 18 und den jeweiligen hinteren Enden 20 und 22. Die Rahmenanordnung enthält ferner ein vorderes Querrahmenbauteil 24, das mit den vorderen Enden 16 und 18 der Seitenrahmenbauteile verbunden ist. Ein hinteres Querrahmenbauteil 26 erstreckt sich zwischen den hinteren Enden 20 und 22 der Seitenrahmenbauteile. Jedes der Rahmenbauteile ist aus einem rohrförmigen metallischen Element während eines Hydroforming- Prozesses gebildet, der später ausführlicher beschrieben wird.

Die Seitenrahmenbauteile 12 und 14 enthalten jeweilige Aufhängungsmontagestrukturen 28 und 30, die, vorzugsweise durch Schweißen, starr daran befestigt sind. Die Aufhängungsmontagestrukturen 28 und 30 sind so konstruiert, daß sie es gestatten, daß die vordere Aufhängung schwenkbar mit ihnen verbunden werden kann. Die Aufhängungsmontagestrukturen sind zum Beispiel, wie es dargestellt ist, mit einem Paar von parallelen Seitenhalterungen 34 versehen, die ausgerichtete Löcher 36 aufweisen, die eine Schwenkachse für die Verstrebungsbauteile der schwenkbaren Aufhängung definieren.

Die Seitenrahmenbauteile enthalten weiter Montagelöcher 38 für die Montage des Fahrzeugmotors, Schwingstäbe 40 und Fahrzeugrahmenbefestigungsaufnahmebereiche 42 und 43, die an den hinteren Enden 20 bzw. 22 angeordnet sind, um die Befestigung der Rahmenanordnung an einem Fahrzeugrahmen zu ermöglichen.

Das vordere Querrahmenbauteil 24 weist einen mittleren Bereich 44 auf, an den die vorderen Enden 16 und 18 der Seitenrahmenbauteile angeschweißt sind. Das vordere Rahmenbauteil enthält weiterhin gegenüberliegende Endbereiche 46 und 48, die sich nach hinten und quer nach außen von dem vorderen Ende des zugehörigen Seitenrahmenbauteils erstrecken. Die gegenüberliegenden Endbereiche 46 und 48 enthalten die Fahrzeugrahmenbefestigungsaufnahmebereiche 50 und 52, ähnlich denen an den hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile. Die Befestigungsaufnahmebereiche 50 und 52 des vorderen Querrahmenbauteils 24 wirken mit den Befestigungsaufnahmebereichen 42 und 43 in den Seitenrahmenbauteilen 12 und 14 zusammen, um zu ermöglichen, daß die gesamte Rahmenanordnung an dem vorderen Ende des Fahrzeugrahmens befestigt werden kann.

Starr zwischen jedem Endbereich des vorderen Rahmenbauteils und dem zugehörigen Seitenrahmenbauteil sind die Verstrebungsbauteile 56 und 58 befestigt, vorzugsweise zwischen dem Endbereich des vorderen Rahmens und dem zugehörigen Seitenrahmenbauteil geschweißt.

Das hintere Querrahmenbauteil 26 enthält die Getriebemontagelöcher 60 und es kann an gegenüberliegenden Enden davon mit den hinteren Enden 20 und 22 der jeweiligen Seitenrahmenbauteile 12 und 14 verschraubt werden. Als eine andere Anordnung, die in Fig. 2 dargestellt ist, kann eine Rahmenanordnung 110 ein hinteres Querrahmenbauteil 126 aufweisen, das in einem Stück mit den hinteren Enden 120 und 122 der jeweiligen Seitenrahmenbauteile 112 und 114 ausgebildet ist. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Rahmenanordnung 110 in allen anderen Merkmalen der in Fig. 1 dargestellten Rahmenanordnung 10 gleich. Diese alternative Konstruktion kann ebenfalls in einem Hydroforming-Prozeß hergestellt werden, der später ausführlicher beschrieben wird.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Rahmenanordnung 10 mit verschiedenen Fahrzeugkomponenten montiert darstellt, einschließlich der Schwenkaufhängungsverstrebungsbauteile 70, die an den Fahrzeugrahmenaufhängungsstrukturen 28 und 30 montiert sind, und der Lenkhydraulik 72.

In Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 1 dargestellt, und ferner eine elastische Rahmenmontageanordnung 200, die in Fig. 1 nicht gezeigt ist. Die spezielle Konstruktion in Fig. 4 gestattet es, daß das hinters Querrahmenbauteil 26 bequem mit den gegenüberliegenden hinteren Enden 20 und 22 der Seitenrahmenbauteile 12 und 14 verbunden und davon getrennt werden kann. Sie gestattet es gleichermaßen, die gesamte Rahmenanordnung 10 über eine elastische Rahmenmontageanordnung 200 des Rahmens an dem Fahrzeugrahmen zu montieren. Wie aus Fig. 1 und 4 zu erkennen ist, weist das hintere Querrahmenbauteil 26 Befestigungsaufnahmen auf, die in Fig. 4 allgemein bei 202 dargestellt sind und die sich an dem Ende 82 davon dadurch erstrecken. Es ist zu erkennen, daß das gegenüberliegende Ende 80 dieselben Befestigungsaufnahmen aufweist, die sich dadurch erstrecken. Gleichermaßen weisen die Seitenrahmenbauteile Befestigungsaufnahmen 204 auf, die sich an den hinteren Enden 20 und 22 davon dadurch erstrecken (das Ende 22 ist in Fig. 4 dargestellt). Die Befestigungsaufnahmen 204 an den hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile sind mit den Befestigungsaufnahmen 202 an den gegenüberliegenden Enden des hinteren Querrahmenbauteils ausgerichtet. Eine entsprechende Befestigung erstreckt sich durch die jeweiligen Paare von ausgerichteten Befestigungsaufnahmen, um dadurch jedes der gegenüberliegenden Enden des hinteren Querrahmenbauteils 26 an den jeweiligen hinteren Enden 20 und 22 der Seitenrahmenbauteile zu befestigen.

Wie dargestellt, haben das hintere Querrahmenbauteil 26 und die Seitenrahmenbauteile 12 und 14 jeweils einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei der Querschnitt des hinteren Rahmenbauteils 26 durch ein Paar von beabstandeten horizontalen Wänden 206 und ein Paar von beabstandeten vertikalen Wänden 208 gebildet ist. Gleichermaßen besteht jedes der Seitenrahmenbauteile aus einem Paar von beabstandeten horizontalen Wänden 210 und aus einem Paar von beabstandeten vertikalen Wänden 212. Eine der horizontalen Wände des hinteren Querrahmenbauteils 26 (die untere Wand in Fig. 4) ist mit ihrer außenliegenden Fläche 214 an den gegenüberliegenden Enden davon mit einer jeweiligen außenliegenden Fläche 216 einer der horizontalen Wände 210 (die obere horizontale Wand in Fig. 4) der jeweiligen hinteren Enden der Seitenrahmen in Fläche-an-Fläche-Anlage angeordnet.

Durch das Ermöglichen, daß ein Bereich der außenliegenden Fläche 214 des hinteren Querrahmenbauteils sich in Fläche-an- Fläche-Anlage mit einem Bereich der außenliegenden Fläche der jeweiligen Seitenrahmenbauteile befindet, ist die Verbindung zwischen dem hinteren Querrahmenbauteil 26 und den gegenüberliegenden Seitenrahmenbauteilen 12 und 14 stabiler, als wenn Raum dazwischen vorgesehen wäre.

Um diese Fläche-an-Fläche-Anlage zur Verfügung zu stellen, wird jede Befestigungsaufnahme 204 durch vertikal ausgerichtete Öffnungen 230 in den beabstandeten horizontalen Wänden jedes Rahmenbauteils gebildet. Die Befestigungsaufnahmen weisen ferner eine zylindrische Befestigungshülse 232 auf, die sich zwischen den vertikal ausgerichteten Öffnungen 230 erstreckt. Ein Ende 236 jeder Hülse 232 ist mit der innenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils um eine der ausgerichteten Öffnungen 230 in der horizontalen Wand, die in einer Fläche-an-Fläche-Anordnung mit der außenliegenden Fläche des verbundenen Rahmenbauteils angeordnet ist, verschweißt. Jede Befestigungshülse weist ferner einen Zwischenbereich 240 auf, der sich durch das zugehörige Rahmenbauteil und durch die andere vertikal ausgerichtete Öffnung 230 der zugehörigen Befestigungsaufnahme 204 erstreckt. Die Befestigungshülse hat ein dem Ende 236 gegenüberliegendes Ende, das sich radial nach außen erstreckt, um so einen Flansch 242 zu bilden, der sich im Flächeneingriff mit der außenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils um die vertikal ausgerichtete Öffnung in der horizontalen Wand befindet, die von der Wand beabstandet ist, die in Fläche-an-Fläche-Anlage mit dem verbundenen Rahmenbauteil angeordnet ist.

Es ist zu erkennen, daß, weil die Enden 236 ringförmig an die innenliegenden Flächen der Wände der jeweiligen Rahmenbauteile, die zusammengebracht sind, geschweißt sind, und weil die Enden 236 sich an den Wänden nicht durch die Öffnungen 236 erstrecken, es keine Störung zwischen den Eingriffsflächen gibt und daß kein Spalt dazwischen ausgebildet ist.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, sind die Befestigungsaufnahmen 204 in dem hinteren Querrahmenbauteil und in den Seitenrahmenbauteilen 14 vertikal ausgerichtet, so daß geeignete Befestigungen, in Form von Gewindebolzen 246, sich jeweils durch die ausgerichteten Befestigungsaufnahmen erstrecken, um dadurch die gegenüberliegenden Enden 80 und 82 des hinteren Querrahmenbauteils 26 an den jeweiligen hinteren Enden der Seitenrahmenbauteile 12 und 14 zu befestigen. Die Gewindebolzen 246 haben mit Gewinde versehene Enden 248, die mit den Zwischenbereichen 240 der jeweiligen Befestigungshülsen 232 in dem hinteren Querrahmenbauteil 26 verschraubt sind. Die Befestigungen weisen weiterhin einen Befestigungskopf 250 auf, der mit dem Flansch 242 der Befestigungshülse 232 eingreift, die sich durch das Seitenrahmenbauteil 14 erstreckt. Wenn die Befestigungen 246 in die Gewinde-Zwischenbereiche 240 geschraubt sind, sichern die Befestigungen starr die außenliegenden Flächen 214 und 216 im Fläche-an-Fläche-Eingriff. Es ist zu erkennen, daß die Befestigungsköpfe 250 umgekehrt werden können, um mit den jeweiligen Flanschen 242 des hinteren Querrahmenbauteils einzugreifen, wenn der Zwischenbereich 240 der Befestigungshülsen 232, der sich durch die Seitenrahmenbauteile erstreckt, mit Gewinde versehen ist, um das mit Gewinde versehene Ende 248 der Gewindebolzen aufzunehmen.

Als nächstes wird die Art und Weise beschrieben, in der die Rahmenanordnung 10 an dem Fahrzeugrahmen befestigt wird. Ein Bereich des Fahrzeugrahmens ist allgemein durch die elastische Rahmenmontageanordnung 200 davon dargestellt, die in Fig. 4 gezeigt ist. Genauer gesagt weisen die Rahmenbefestigungsaufnahmebereiche 42 und 43 in den hinteren Enden 20 und 22 der Seitenrahmenbauteile und die Rahmenbefestigungsaufnahme 50 und 52 an den gegenüberliegenden Enden die Bereiche 46 und 48 des vorderen Querrahmenbauteils 24 jeweils ein Paar von vertikal ausgerichteten Öffnungen 260 und 262 auf, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, und eine Befestigungshülse 264, die sich zwischen den Öffnungen erstreckt. Jede Befestigungshülse 264 weist ein Ende 268 davon auf, das ringförmig mit der innenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils um die Öffnung 260 in der horizontalen Wand verschweißt ist, die mit der elastischen Rahmenmontageanordnung 200 des Fahrzeugrahmens in Eingriff kommen soll. Die Befestigungshülse weist auch ein gegenüberliegendes Ende auf, das sich radial nach außen erstreckt, um einen Flansch 270 zu bilden, der in Flächeneingriff mit der außenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils (zum Beispiel das Seitenrahmenbauteil 14 in Fig. 4) um die Öffnung 262 in der horizontalen Wand 210 angeordnet ist, die von der Wand beabstandet ist, die mit dem Fahrzeugrahmen eingreifen soll. Jeder Befestigungsaufnahmebereich ist dazu ausgestaltet, um zu ermöglichen, daß die Rahmenanordnung an dem Fahrzeug befestigt werden kann, und er kann innere und äußere innenliegende Hülsen 274 aufweisen, die sich durch die Befestigungshülsen 264 erstrecken. Vorzugsweise ist ein elastisches Material zwischen den Befestigungshülsen 264 und einer Befestigung in Form eines Gewindebolzens 280 angeordnet, der sich durch die innere innenliegende Hülse erstreckt, um das zugehörige Seitenrahmenbauteil an der elastischen Rahmenmontageanordnung 200 des Fahrzeugrahmens zu befestigen. Es ist zu erkennen, daß die innenliegenden Buchsen 274, das elastische Material 278 und der Gewindebolzen 280 als Bestandteil der Rahmenmontageanordnung 200 angesehen werden können und kein Bestandteil der Rahmenanordnung der vorliegenden Erfindung sind.

In den Fig. 5A bis 5F ist eine Vorrichtung gezeigt, die beim Herstellen der Rahmenbauteile der Rahmenanordnung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Genauer gesagt, die Seitenrahmenbauteile, das vordere Querrahmenbauteil und das hintere Querrahmenbauteil werden aus rohrförmigen metallischen Elementen in einem Hydroforming-Prozeß hergestellt sind, bei dem in dem Innenraum von jedem Element ein Fluiddruck aufgebaut wird, so daß das jeweilige Element radial in Umfangsflächenanlage mit einer innenliegenden Prägeformfläche so expandiert wird, daß das Element durchschnittlich um > 5% expandiert wird und das expandierte Element durchgehend eine im allgemeinen gleichmäßige Wanddicke aufweist. Die Elemente haben in ihrer ursprünglichen Form eine konstante Menge an Metall pro Einheitslänge und sie werden bei dem Hydroforming-Prozeß in Rahmenbauteile geformt, die eine Umfangskonfiguration haben, die bezüglich der Umfangskonfiguration des ursprünglichen Elements modifiziert ist. Bei den Seitenrahmenbauteilen 12 und 14 ist die Menge an Metall pro Einheitslänge so variiert, daß ein Längsbereich oder mehrere Längsbereiche vorhanden sind, bei denen ein transversaler Querschnitt, der durch die modifizierte Umfangskonfiguration definiert ist, um mehr als 5% des ursprünglichen Querschnitts vergrößert ist, der durch die Umfangskonfiguration des ursprünglichen rohrförmigen metallischen Elements definiert ist, und bei denen die Menge an Metall pro Einheitslänge größer ist, als die der restlichen Rahmenbauteile. Genauer gesagt, es wird bevorzugt, daß die Bereiche der Seitenrahmenbauteile 12 und 14, die die jeweiligen Aufhängungsmontagestrukturen 28 und 30 aufnehmen, mit mehr Metall pro Einheitslänge versehen sind, als der Bereich, der durch das ursprüngliche Element erzeugt wird und daß solche Bereiche um mehr als 5% des ursprünglichen Querschnitts expandiert sind. Dieses Strecken des Metalls und das Vergrößern der Menge an Metall pro Einheitslänge vergrößert die Festigkeit der Seitenrahmenbauteile an diesen speziellen Stellen.

Die Fig. 5A bis 5F werden nun ausführlicher beschrieben. Wie in Fig. 5A dargestellt ist, wird ein rohrförmiges Element 300, vorzugsweise leicht in Übereinstimmung mit der vorgesehenen Form des herzustellenden Rahmenbauteils gebogen, zwischen die zusammenwirkenden Prägeformhälften 302 und 304 eingesetzt. Das Element kann durch jeden bekannten Prozeß hergestellt sein. Vorzugsweise wird das Element durch Walzen eines Bleches aus metallischem Material zu einem vollständig geschlossenem rohrförmigen Profil und darauffolgendes Nahtschweißen hergestellt. Normalerweise ist das rohrförmige Bauteil 300 mechanisch vorgebogen, zum Beispiel durch die Verwendung von Walzdornen in einer CNC-Biegemaschine (mit rechnerintegrierter numerischer Steuerung). Nachdem das rohrförmige Bauteil 300 in die Prägeform eingesetzt ist, werden die Prägeformhälften geschlossen, wie es in Fig. 5C und 5D dargestellt ist und die Hydroforming-Einlaßelemente 308 werden mit den gegenüberliegenden Enden 306 des rohrförmigen Elements 300 in Eingriff gebracht und zu diesen hin abgedichtet. Wenn die Prägeformhälften 302 und 304 zueinander hin bewegt werden, wird das Rohr 300 leicht angestaucht, zum Beispiel in eine ovale Querschnittsform, wie es in Fig. 5D dargestellt ist.

Als nächstes wird Wasser unter hohem Druck von etwa 10.000 PSI durch die Hydroforming-Einlaßelemente 308 in die inneren Begrenzungen des rohrförmigen Elements 300 eingebracht. Dieser hohe Druck bewirkt, daß das rohrförmige Element nach außen hin in Anlage mit der innenliegenden Fläche 310 expandiert, die den Hohlraum in der Prägeform definiert. Das bewirkt, daß das rohrförmige Element eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform annimmt, die mit der innenliegenden Fläche 310 der Prägeform übereinstimmt (siehe zum Beispiel Fig. 5F).

Da das Hochdruckfluid in die rohrförmige Struktur eingebracht wird, werden die Hydroforming-Einlaßelemente 308 nach innen gegen die gegenüberliegenden Enden 306 des Elements gedrückt, um die Wanddicken des Metalls zu ergänzen, wenn es in Kontakt mit der innenliegenden Fläche der Prägeform 310 expandiert. Während des Hydroforming-Prozesses wird die Menge an Metall pro Einheitslänge des Rohres variiert. Spezifischer ausgedrückt, wenn der lineare außenliegende Umfang nach außen hin expandiert wird und Metall von den Seitenbereichen ergänzt wird, wird die Wanddicke innerhalb von ±10% des ursprünglichen Elementes gehalten, so daß mehr Metall pro Einheitslänge in allen Bereichen der Expansion zur Verfügung gestellt ist. In den Bereichen der größten Expansion kann die außenliegende Fläche um mehr als 26% vergrößert werden, wobei die Wanddicke innerhalb des ±10%-Bereiches gehalten wird.

Obwohl leicht übertrieben, kann erkannt werden, daß der Längsbereich 330 des Bauteils, das in Fig. 5E geformt ist, einen Bereich eines Seitenrahmenbauteils darstellt, der um mehr als 5% expandiert ist, um ein Seitenrahmenbauteil mit ausreichender Festigkeit dort zur Verfügung zu stellen. Dieser Bereich 330 ist gut geeignet, als der Bereich an dem Seitenrahmenbauteil verwendet zu werden, an dem eines der Aufhängungsmontagestrukturen 28 oder 30 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung, wie sie vorher beschrieben sind, aufgenommen ist. Es ist zu erkennen, daß es für den Bereich 330 nicht erforderlich ist, daß er der einzige Expansionsbereich mit einer Expansion von mehr als 5% ist und es ist auch für den Bereich 330 nicht erforderlich, daß er der Bereich der größten Expansion entlang dem Seitenrahmenbauteil sein muß. Das letztere trifft jedoch vorzugsweise zu, weil der Bereich an den Seitenrahmenbauteilen, der die Aufhängungsmontagestrukturen aufzunehmen hat, der größten Beanspruchung in der Rahmenanordnung ausgesetzt ist.

In Fig. 5E ist zu sehen, daß die Enden 306 im Ergebnis des Hydroforming-Prozesses verformt sind. Vorzugsweise werden diese Enden in einem nachfolgenden Prozess abgeschnitten, bevor die hydrogeformte Anordnung in die Rahmenanordnung eingebaut wird.

Eine Hydroforming-Formtechnologie, die ähnlich der ist, die hier verwendet wird, ist ausführlicher zum Beispiel in "Industrieanzeiger", Nr. 20 vom 9. März 1984; und in "Metallumformtechnik", Ausgabe 1D/91, Seiten 15 ff.; A. Ebbinghaus: "Precision Workpieces in Light Construction, Manufactured Through Internal High Pressure Mouldings"; und in "Werkstatt und Betrieb", 123 (1990), 3, Seite 241-243; A. Ebbinghaus: "Economic Construction with Internal High Pressure Moulded Precision Workpieces"; und in "Werkstatt und Betrieb" 122 (1991), 11 (1989), Seite 933-938 veröffentlicht.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführung sind vier getrennte Rahmenbauteile vorhanden, die durch Hydroformen von vier getrennten rohrförmigen Elementen hergestellt sind. Die vier Rahmenbauteile werden dann zu der hierin vorher beschriebenen vierseitigen Form zusammengesetzt. In der Ausführung von Fig. 2 ist jedoch zu erkennen, daß die vierseitige Form von nur zwei Elementen gebildet ist, wobei ein Element zu dem vorderen Querrahmenbauteil 24, das andere Element zu den Seitenrahmenbauteilen 112, 114 und zu dem hinteren Querrahmenbauteil 126 als eine aus einem Stück bestehende Einheit geformt ist. Genauer gesagt ist bezüglich der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ein im wesentlichen U-förmiges rohrförmiges Element vorgesehen und in eine Prägeform eingesetzt. Das U-förmige rohrförmige Element ist hydrogeformt, so daß der Buchtbereich 126 davon zu einem hinteren Querrahmenbauteil 126 ausgebildet ist und die Schenkelbereiche davon zu den Seitenrahmenbauteilen 112 und 114 ausgebildet sind. Die gegenüberliegenden Enden der Schenkelbereiche des U-förmigen rohrförmigen Elements sind schließlich zu den vorderen Enden 116 und 118 der jeweiligen Seitenrahmenbauteile 112 und 114 ausgebildet. Während des Hydroforming-Prozesses werden die gegenüberliegenden Enden des U-förmigen Elements durch die gegenüberliegenden Hydroforming-Einlaßelemente (wie zum Beispiel die Einlässe 308 in den Fig. 5A bis 5F) nach innen gedrückt, um die Wanddicke des Metalls zu ergänzen, wenn das Element expandiert wird. Wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung sind die Seitenrahmenbauteile 112 und 114 an den Längsbereichen der um mehr als 5% expandierten Seitenrahmenbauteile mit jeweiligen Aufhängungsmontagestrukturen 128 und 130 versehen.

Wenn auch die Erfindung in den Zeichnungen ausführlich dargestellt und in der vorhergehenden Beschreibung ausführlich beschrieben ist, so ist dies als erläuterndes Beispiel zu betrachten und hat keinen einschränkenden Charakter, wobei es offensichtlich ist, daß die bevorzugten Ausführungen dargestellt und beschrieben sind und daß alle Veränderungen und Modifikationen, die in den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche fallen, geschützt sind.


Anspruch[de]

1. Rahmenanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Rahmenanordnung aufweist:

ein Paar beabstandete Seitenrahmenbauteile (12, 14) mit vorderen (16, 18) und hinteren (20, 22) Enden;

ein vorderes Querrahmenbauteil (24), das sich zwischen den vorderen Enden (16, 18) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) erstreckt; und

ein hinteres Querrahmenbauteil (26), das sich zwischen den hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) erstreckt;

wobei die Rahmenbauteile (12, 14, 24, 26) aus rohrförmigen metallischen Elementen (300) in einem Hydroforming- Prozess hergestellt sind, bei dem in dem Innenraum von jedem Element (300) ein Fluiddruck aufgebaut und es dadurch radial expandiert wird, so daß die Rahmenbauteile (12, 14, 24, 26) eine Umfangskonfiguration haben, die bezüglich einer ursprünglichen Umfangskonfiguration der rohrförmigen metallischen Elemente (300) modifiziert ist;

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Seitenrahmenbauteile (12, 14) eine Menge an Metall pro Einheitslänge haben, die während des Hydroforming- Prozesses davon verändert wird, um so zumindest einen Längsbereich zu bilden, bei dem i) ein transversaler Querschnitt, der durch die modifizierte Umfangskonfiguration definiert ist, gegenüber einem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist, ii) eine Wanddicke der modifizierten Umfangskonfiguration innerhalb von ± 10% einer ursprünglichen Wanddicke liegt, und iii) die Menge an Metall pro Einheitslänge größer ist als zumindest an einigen anderen Bereichen der Seitenrahmenbauteile (12, 14); und

die Seitenrahmenbauteile (12, 14) jeweils eine zugehörige starre Aufhängungsmontagestruktur (28, 30) haben, die konstruiert und angeordnet ist, um ein Fahrzeugaufhängungsbauteil daran zu montieren, wobei die starre Aufhängungsmontagestruktur (28, 30) starr an dem zugehörigen Seitenrahmenbauteil (12, 14) an dem zumindest einen Längsbereich befestigt ist, dessen transversaler Querschnitt gegenüber dem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist und dessen Wanddicke innerhalb von ±10% der ursprünglichen Wanddicke liegt.

2. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 1, bei der das vordere Querrahmenbauteil (24) einen mittleren Bereich (44), an dem die vorderen Enden (16, 18) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) angeschweißt sind, und gegenüberliegende Endbereiche (46, 48) hat, die sich von den vorderen Enden (16, 18) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) nach hinten und seitlich nach außen erstrecken, die gegenüberliegenden Endbereiche (46, 48) konstruiert und angeordnet sind, um die Rahmenanordnung an einem Fahrzeugrahmen anbringen zu können.

3. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 2, außerdem mit einem Verstrebungsbauteil (56, 58), das starr zwischen jedem Endbereich (46, 48) des vorderen Querrahmenbauteils (24) und dem zugehörigen Seitenrahmenbauteil (12, 14) angeschweißt ist.

4. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 3, bei der das vordere Querrahmenbauteil (24) eine Menge an Metall pro Einheitslänge hat, die variiert, so daß die Endbereiche (46, 48) des vorderen Querrahmenbauteils (24), an dem die Verstrebungsbauteile (56, 58) angeschweißt sind, jeweils i) einen transversalen, durch die modifizierte Umfangskonfiguration definierten Querschnitt haben, der gegenüber dem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist, und ii) die Menge an Metall pro Einheitslänge größer ist als die des mittleren Bereiches (44) des vorderen Querrahmenbauteils (24).

5. Rahmenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das hintere Querrahmenbauteil (26) Befestigungsaufnahmen (202) hat, die sich dadurch an gegenüberliegenden Enden (80, 82) davon erstrecken, und bei der die Seitenrahmenbauteile (12, 14) Befestigungsaufnahmen (204) haben, die sich dadurch an den hinteren Enden (20, 22) davon erstrecken, wobei sich die Befestigungsaufnahmen (202) an den gegenüberliegenden Enden (80, 82) des hinteren Querrahmenbauteils (26) mit den Befestigungsaufnahmen (204) an den jeweiligen hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) in Ausrichtung befinden, und bei der außerdem Befestigungen (246) vorgesehen sind, die sich durch die ausgerichteten Befestigungsaufnahmen (202, 204) erstrecken, um dadurch die gegenüberliegenden Enden (80, 82) des hinteren Querrahmenbauteils (26) an den jeweiligen hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) zu befestigen.

6. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 5, bei der das hintere Querrahmenbauteil (26) und die Seitenrahmenbauteile (12, 14) jeweils einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben, der durch ein Paar von beabstandeten horizontalen Wänden (206, 210) und ein Paar von beabstandeten vertikalen Wänden (208, 212) definiert ist, wobei jede dieser Wände (206, 210, 208, 212) eine innenliegende und eine außenliegende Fläche hat; die außenliegende Fläche (214) von einer der horizontalen Wände (206) des hinteren Querrahmenbauteils (26) an den gegenüberliegenden Enden (80, 82) in Fläche-an-Fläche- Anlage mit der außenliegenden Fläche (216) der zugehörigen hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) angeordnet ist.

7. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 6, bei der die Befestigungsaufnahmen (202, 204) in den Rahmenbauteilen (12, 14, 26) durch vertikal ausgerichtete Öffnungen (230, 231) in den beabstandeten horizontalen Wänden (206, 210) und durch Befestigungsaufnahmehülsenbauteile (232) gebildet sind, die sich zwischen den Öffnungen (230, 231) erstrecken; jeweils ein Ende (236) der Hülsenbauteile (232) ringförmig mit der innenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils (12, 14, 26) um eine der Öffnungen (230) in der horizontalen Wand (206, 210) verschweißt ist, die in Fläche-an-Fläche-Anlage angeordnet ist, das Hülsenbauteil (232) einen Zwischenbereich (240) hat, der sich von dem einen Ende (236) durch das zugehörige Rahmenbauteil (12, 14, 26) und durch die vertikal ausgerichtete Öffnung (231) in der horizontalen Wand (206, 210) erstreckt, die von der Wand (206, 210) beabstandet ist, die in Fläche-an- Fläche-Anlage angeordnet ist, das Hülsenbauteil (232) ein gegenüberliegendes Ende hat, das sich radial nach außen erstreckt, um so einen Flansch (242) zu bilden, der mit der außenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils (12, 14, 26) um die vertikal ausgerichtete Öffnung (231) in der horizontalen Wand (206, 210) eingreift, die von der Wand (206, 210) beabstandet ist, die in Fläche-an-Fläche- Anlage angeordnet ist.

8. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 7, bei der eines der Hülsenbauteile (232) der ausgerichteten Befestigungsaufnahmen (202, 204) an den gegenüberliegenden Enden (80, 82) des hinteren Querrahmenbauteils (26) und an den zugehörigen hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) entlang des Zwischenbereiches (240) davon mit Gewindegängen versehen ist, und bei der die Befestigungen (246) jeweils einen Gewindebolzen haben, der konstruiert und angeordnet ist, um in den Gewinde-Zwischenbereich (240) von dem einen der Hülsenbauteile (232) eingeschraubt zu werden, und ein Befestigungskopf (250) konstruiert ist, um mit dem Flansch (242) des Hülsenbauteils (232) einzugreifen, das mit dem Hülsenbauteil (232) ausgerichtet ist, das mit dem Gewinde-Zwischenbereich versehen ist, um zu ermöglichen, daß die außenliegenden Flächen (214, 216), die in Fläche-an-Fläche-Anlage angeordnet sind, durch die Befestigung (246) in einen festen Eingriff miteinander zusammengezogen sind, wenn die Befestigung (246) angezogen ist.

9. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 2 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sofern von Anspruch 2 abhängig, bei der die hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) und gegenüberliegende Enden (46, 50) des vorderen Querrahmenbauteils (24) konstruiert und angeordnet sind, um zu ermöglichen, daß die Rahmenanordnung (10) an einem Fahrzeugrahmen befestigt werden kann, wobei die Seitenrahmenbauteile (12, 14) und das vordere Querrahmenbauteil (24) jeweils einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben, der durch ein Paar beabstandete horizontale Wände (210) und ein Paar beabstandete vertikale Wände (208) gebildet ist, wobei jede der Wände (210, 208) eine innenliegende und eine außenliegende Fläche hat, wobei die hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) und die gegenüberliegenden Enden (46, 48) des vorderen Querrahmenbauteils (24) jeweils Fahrzeugrahmenbefestigungsaufnahmebereiche (42, 43, 50, 52) haben, um die Rahmenanordnung (10) an einem Fahrzeugrahmen zu befestigen;

die Fahrzeugrahmenbefestigungsaufnahmebereiche (42, 43, 50, 52) jeweils vertikal ausgerichtete Öffnungen (260, 262) in den beabstandeten horizontalen Wänden (210) des zugehörigen Rahmenbauteils (12, 14, 24) und ein Hülsenbauteil (264) haben, das sich zwischen den Öffnungen (260, 262) erstreckt;

die Hülsenbauteile (264) jeweils ein Ende (268) haben, das ringförmig mit der innenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils (12, 14, 24) um die Öffnung (260) in einer der horizontalen Wände (210) verschweißt ist, die mit einem Fahrzeugrahmen eingreift, wobei das Hülsenbauteil (264) einen Zwischenbereich hat, der sich von der ringförmigen Schweißstelle durch das zugehörige Rahmenbauteil (12, 14, 24) und durch die vertikal ausgerichtete Öffnung (262) in der horizontalen Wand (210) erstreckt, die von der Wand (210) beabstandet ist, die mit einem Fahrzeugrahmen eingreift, wobei das Hülsenbauteil (264) ein gegenüberliegendes Ende hat, das sich radial nach außen erstreckt, um einen Flansch (270) zu bilden, der mit der außenliegenden Fläche des zugehörigen Rahmenbauteils (12, 14, 24) um die vertikal ausgerichtete Öffnung (262) in der horizontalen Wand (210) eingreift, die von der Wand (210) beabstandet ist, die mit einem Fahrzeugrahmen eingreift.

10. Rahmenanordnung (10) nach Anspruch 9, bei der die Fahrzeugrahmenbefestigungsaufnahmebereiche (42, 43, 50, 52) außerdem jeweils konzentrisch angeordnete innere (273) und äußere (274) innenliegende Hülsen aufweisen, die sich konzentrisch in jedem der Hülsenbauteile (264) erstrecken, wobei die Fahrzeugrahmenbefestigungsaufnahmebereiche (42, 43, 50, 52) außerdem ein elastisches Material (278) enthalten, das zwischen den innenliegenden Hülsen (273, 274) angeordnet ist, wobei die innere innenliegende Hülse (273) dazu ausgestaltet ist, um eine Befestigung (280) dadurch aufzunehmen, um das zugehörige Rahmenbauteil (12, 14, 24) an einem Fahrzeugrahmen zu befestigen.

11. Rahmenanordnung (110) nach Anspruch 1, bei der das hintere Querrahmenbauteil (126), das sich zwischen den hinteren Enden (120, 122) der Seitenrahmenbauteile (112, 114) erstreckt, integriert mit den Seitenrahmenbauteilen (112, 114) aus einem im wesentlichen U-förmigen, rohrförmigen metallischen Element während des Hydroforming-Prozesses ausgebildet ist, bei dem in dem Inneren des U-förmigen Elements Fluiddruck aufgebaut wird, um das Element radial in Umfangsflächenanlage mit einer innere Prägeform-Oberfläche zu expandieren, das U-förmige Element einen Buchtbereich und ein Paar gegenüberliegende Schenkelbereiche aufweist, wobei der Buchtbereich des U-förmigen Elements in dem hintere Querrahmenbauteil (126) ausgebildet ist und die gegenüberliegenden Schenkelbereiche des U-förmigen Elements zu den Seitenrahmenbauteile (112, 114) ausgebildet sind.

12. Rahmenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der der zumindest eine Längsbereich, an dem die starre Aufhängungsmontagestruktur (28, 30) starr befestigt ist, bis zu einem Ausmaß expandiert ist, das größer ist als alle anderen Längsbereiche des zugehörigen Seitenrahmenbauteils (12, 14).

13. Verfahren zum Herstellen einer Rahmenanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren umfaßt:

Formen eines Paares von Seitenrahmenbauteilen (12, 14), eines vorderen Querrahmenbauteils (24) und eines hinteren Querrahmenbauteils (26), wobei das vordere Querrahmenbauteil (24), das hintere Querrahmenbauteil (26) und die Seitenrahmenbauteile (12, 14) aus rohrförmigen metallischen Elementen (300) in einem Hydroforming-Prozess geformt sind, wobei jedes Element (300) geformt ist durch:

Plazieren des metallischen rohrförmigen Elements (300) in einem Hohlraum von einer Prägeform, wobei die Prägeform eine innere Oberfläche hat, die eine Form des Hohlraums definiert; und

Einbringen eines Fluids in das Innere des metallischen rohrförmigen Elements (300) mit ausreichendem Druck, um so das metallische rohrförmige Element (300) nach außen zu expandieren, so daß eine äußere Fläche davon in Umfangsflächenanlage mit der inneren Oberfläche der Prägeform bewegt wird, um das metallische rohrförmige Element (300) im wesentlichen mit der Form des Hohlraums in Übereinstimmung zu bringen, und so daß das geformte Rahmenbauteil (12, 14, 24, 26) eine Umfangskonfiguration hat, die bezüglich einer ursprünglichen Umfangskonfiguration des zugehörigen rohrförmigen metallischen Elements (300) modifiziert ist;

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Seitenrahmenbauteile (12, 14) eine Menge an Metall pro Einheitslänge haben, die während des Hydroforming- Prozesses verändert wird, so daß zumindest ein Längsbereich (330) davon i) einen transversalen, durch die modifizierte Umfangskonfiguration definierten Querschnitt hat, der gegenüber einem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist, ii) eine Wanddicke der modifizierten Umfangskonfiguration innerhalb von ±10% einer ursprünglichen Wanddicke liegt, und iii) die Menge an Metall pro Einheitslänge größer ist als zumindest an einigen anderen Bereichen davon; und durch:

Befestigen einer Aufhängungsmontagestruktur (28, 30) an jedem der Seitenrahmenbauteile (12, 14) an dem zumindest einen Längsbereich davon, dessen transversaler Querschnitt gegenüber dem ursprünglichen Querschnitt um mehr als 5% vergrößert ist und dessen Wanddicke innerhalb von ±10% der ursprünglichen Wanddicke liegt; und durch:

Verbinden des vorderen Querrahmenbauteils (24) mit vorderen Enden (16, 18) der Seitenrahmenbauteile (12, 14) und des hinteren Querrahmenbauteils (26) mit hinteren Enden (20, 22) der Seitenrahmenbauteile (12, 14).

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem außerdem gegenüberliegende Enden (306) von jedem metallischen rohrförmigen Element (300) nach innen gedrückt werden, während das Fluid darin eingebracht wird, um so eine Wanddicke des metallischen rohrförmigen Elements (300) nachzuführen, wenn das metallische rohrförmige Element (300) expandiert wird, so daß die Wanddicke des expandierten metallischen rohrförmigen Elements (300) innerhalb von ±10% der ursprünglichen Wanddicke des Elements verbleibt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Befestigen der Aufhängungsmontagestruktur (28, 30) an jedem der Seitenrahmenbauteile (12, 14) durch Schweißen erreicht wird.







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