DE19929057A1 - Skeleton vehicle support structure has interconnecting frame profiles with overlapping push-fit connectors with inside spacers forming adhesive bed for secure connection - Google Patents
Skeleton vehicle support structure has interconnecting frame profiles with overlapping push-fit connectors with inside spacers forming adhesive bed for secure connectionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtragstruktur in Skelettbau weise gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 16 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 19 bzw. 24.The invention relates to a vehicle support structure in skeleton construction as well as according to the preamble of claims 1 and 16 respectively a method for their manufacture according to the preamble of Claims 19 and 24, respectively.
Aus der GB 2 317 858 A ist eine Fahrzeugtragstruktur in Ske lettbauweise bekannt, die aus mehreren Rahmenprofilen gebildet ist. Die Enden der Rahmenprofile weisen jeweils ein Steckver bindungsmittel in Form eines Zapfens oder Zapfenloches auf, das mit einem korrespondierenden Steckverbindungsmittel am Ende eines weiteren Rahmenprofils zusammensteckbar ist. Dabei weist das äußere der zusammenwirkenden Steckverbindungsmittel im Überlappungsbereich mit dem inneren Steckverbindungsmittel einen dieses umfangsseitig umschließenden Hohlquerschnitt auf. Die jeweils korrespondierenden Steckverbindungsmittel sollen zusammengesteckt und ggf. zusätzlich miteinander verklebt oder mit Hilfe von Schrauben verbunden werden.GB 2 317 858 A describes a vehicle support structure in Ske lettbau known, which is formed from several frame profiles is. The ends of the frame profiles each have a plug-in binding agent in the form of a spigot or mortise, which with a corresponding connector at the end another frame profile can be plugged together. It points the outside of the cooperating connector means in Overlap area with the inner connector one on this circumferentially enclosing hollow cross-section. The corresponding plug connection means should put together and if necessary additionally glued together or be connected with the help of screws.
Wie für den Serienfahrzeugbau eine gleichmäßig hohe Festigkeit der Anschlußverbindungen erreicht werden soll, die Vorrausset zung für eine gute Materialausnutzung ist, wurde nicht näher beschrieben.As for a consistently high strength for series vehicle construction the connection connections should be reached, the advance set development of a good material utilization was not closer described.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugtragstruktur sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die im Serien fahrzeugbau unter Gewährleistung einer sicheren Reproduzierbar keit mit sehr tragfähigen Anschlußverbindungen und ohne übermä ßigen Nacharbeitungsbedarf der fertiggestellten Fahrzeug tragstruktur erzeugt werden kann.The object of the invention is a vehicle support structure as well to create a process for their manufacture that is in series vehicle construction while ensuring safe reproducibility speed with very stable connection connections and without excessive Reworking the finished vehicle support structure can be generated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fahrzeug tragstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 16 gelöst. Des weiteren wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zu deren Herstellung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 bzw. 24 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Fahrzeug tragstruktur und der Verfahren mit zweckmäßigen und nicht tri vialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen beschrieben.This object is achieved by a vehicle Support structure with the features of claims 1 and 16, respectively solved. Furthermore, this task is accomplished through a process their manufacture with the features of claim 19 or 24 solved. Advantageous embodiments of the vehicle support structure and the procedure with appropriate and not tri viale developments of the invention are in the dependent claims Chen described.
Bei der Fahrzeugtragstruktur nach Anspruch 1 weist jeweils mindestens eines der zusammenwirkenden Steckverbindungsmittel im Überlappungsbereich eine Distanzmittelanordnung auf, wodurch einerseits das innere Steckverbindungsmittel auf einfache Weise im äußeren Steckverbindungsmittel ausgerichtet und andererseits zwischen dem Außenumfang des inneren und dem Innenumfang des äußeren Steckverbindungsmittels ein Kleberbett ausgebildet ist. Das Kleberbett erstreckt sich über die überwiegende Umfangsflä che der Steckverbindungsmittel und weist eine konstante Spalt breite auf, um eine besonders gute Verbindung zwischen den Steckverbindungsmitteln schaffen zu können. Als Anschlußbautei le sind zwischen benachbarten Rahmenprofilen Knotenelemente vorgesehen, wodurch kostengünstige Rahmenprofile von einfacher Gestalt eingesetzt werden können.In the vehicle support structure according to claim 1 each has at least one of the cooperating connector means a spacer arrangement in the overlap area, whereby on the one hand the inner connector means in a simple way aligned in the outer connector and on the other between the outer circumference of the inner and the inner circumference of the outer connector means an adhesive bed is formed. The adhesive bed extends over the predominant peripheral surface surface of the connector and has a constant gap spread out to make a particularly good connection between the To be able to create connector means. As a connection component le are node elements between adjacent frame profiles provided, making inexpensive frame profiles of simple Shape can be used.
Ist das Kleberbett gleichmäßig mit einem Klebstoff befüllt, so ergibt sich eine besonders gute Verbindung zwischen Rahmenpro fil und Knotenelement. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kleberbett und somit auch die Kleberschicht eine weitgehend konstante Dicke aufweist. Durch die Distanzmittelanordnung ist dabei beispielsweise bei noch nicht ausgehärtetem Klebstoff bereits eine reproduzierbare Lage der beiden Steckverbindungs mittel zueinander gegeben.If the adhesive bed is evenly filled with an adhesive, do so there is a particularly good connection between frame pro fil and node element. It is particularly advantageous if the adhesive bed and thus also the adhesive layer largely has constant thickness. Because of the spacer arrangement in this case, for example, in the case of an adhesive which has not yet cured already a reproducible position of the two connectors given to each other.
Ist das innere Steckverbindungsmittel mit einem entsprechend festen Preßsitz innerhalb des äußeren Steckverbindungsmittels gehalten, so kann an entsprechenden Knotenelementen ggf. auf das Einspritzen eines Klebstoffes verzichtet werden.Is the inner connector with a corresponding tight press fit within the outer connector means held, so can at appropriate node elements the injection of an adhesive can be dispensed with.
Besonders vorteilhaft ist eine Distanzmittelanordnung mit Ste gen, die in Längsrichtung der Rahmenprofile verlaufen. Diese sind auf einfache Weise herstellbar und ermöglichen ein einfa ches Zusammenstecken.A spacer arrangement with Ste. Is particularly advantageous conditions that run in the longitudinal direction of the frame profiles. This are easy to manufacture and make it simple stuck together.
Sind die durch die Stege gebildeten Einzelzwischenräume durch wenigstens einen Verbindungskanal miteinander verbunden, so kann sich ein bei zusammengesteckten Steckverbindungsmitteln eingespritzer Klebstoff besonders gut im gesamten Kleberbett verteilen.Are the individual gaps formed by the webs through connected at least one connecting channel, so can be a plugged together connector injected adhesive particularly well in the entire adhesive bed to distribute.
Wenn im Überlappungsbereich der beiden Steckverbindungmittel wenigstens eine Zufuhröffnung in dem Rahmenprofil vorgesehen ist, kann ein Klebstoff auf einfache Weise nach dem Zusammen stecken der beiden Steckverbindungsmittel in das Kleberbett eingespritzt werden. Ist dabei die Zufuhröffnung bei vollstän dig zusammengesteckten Steckverbindungsmittel im Überdeckungs bereich mit dem Verbindungskanal angeordnet, so verteilt sich der Klebstoff beim Einspritzen besonders gut auf die Einzelzwi schenräume.If in the overlap area of the two connector means at least one feed opening is provided in the frame profile is, an adhesive can easily be put together after insert the two connectors into the adhesive bed be injected. If the feed opening is complete dig plug-in connector in the overlap area with the connecting channel, so distributed the adhesive when injecting is particularly good on the individual parts rooms.
Durch das Verfahren gemäß Anspruch 19 zur Herstellung ins besondere der Fahrzeugtragstruktur nach Anspruch 1 kann die Tragstruktur komplett durch die einzelnen Rahmenprofile und Knotenelemente zusammengesteckt werden, bevor beispielsweise mit Hilfe des Klebstoffes die Bauteile in ihrer endgültigen Lage zueinander verbunden werden. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, daß es sich bei dem Kleben um ein kaltes Fügeverfahren handelt, das im Unterschied z. B. zum Schweißen keinen Verzug der Tragstruktur bzw. Verluste der Festigkeit durch Veränderun gen des metallischen Gefüges zur Folge hat. Gleichfalls können die einzelnen Steckverbindungsmittel auch vor dem Züsammenstec ken mit Klebstoff beschichtet oder direkt nach dem Zusammen stecken verklebt werden.By the method according to claim 19 for production ins the vehicle support structure according to claim 1 can Support structure completely through the individual frame profiles and Node elements are put together before for example with the help of the adhesive the components in their final Layer to be connected to each other. It is particularly from Advantage that the gluing is a cold joining process is the difference z. B. no delay for welding the supporting structure or loss of strength due to changes metal structure. Likewise, you can the individual plug connection means also in front of the connector ken coated with adhesive or immediately after the assembly stuck to be glued.
Bei der Fahrzeugtragstruktur nach Anspruch 16 weist das in das innere Steckverbindungsmittel eingesteckte äußere Steckverbin dungsmittel einen plastisch verformbaren Hohlquerschnitt auf, der mittels der Innenhochdruckumform-Technik unter Aufweitung mit dem äußeren Steckverbindungsmittel unlösbar verbunden ist. Auch beim Innenhochdruckumformen handelt es sich um ein kaltes Fügeverfahren, das im Unterschied z. B. zum Schweißen oder Löten keinen Verzug der Tragstruktur zur Folge hat. Hierdurch kann ein aufwendiges Richten der Fahrzeugtragstruktur größtenteils vermieden und der Fertigungsaufwand deutlich gesenkt werden.In the vehicle support structure according to claim 16, this points in the inner connector means inserted outer connector a plastically deformable hollow cross-section, which by means of hydroforming technology with expansion is permanently connected to the external connector. Internal high pressure forming is also a cold one Joining process, the difference, for. B. for welding or soldering does not result in any distortion of the supporting structure. This can an extensive straightening of the vehicle support structure for the most part avoided and the manufacturing costs can be significantly reduced.
Durch Innenhochdruckumformen ergibt sich eine besonders stabile Steckverbindung, wenn zwischen dem inneren und dem äußeren Steckverbindungsmittel am Innenumfang des äußeren Steckverbin dungsmittels eine Ringnut angeordnet ist, durch die ein ent sprechender Formschluß der beiden Bauteile entsteht.Internal high pressure forming results in a particularly stable one Connector if between the inner and outer Connector means on the inner circumference of the outer connector means an annular groove is arranged through which an ent speaking positive locking of the two components.
Durch das Verfahren gemäß Anspruch 24 zur Herstellung insbeson dere der Fahrzeugtragstruktur nach Anspruch 16 kann die Tragstruktur komplett zusammengesteckt werden, bevor beispiels weise mit Hilfe der Aufweitlanze die Bauteile in ihrer endgül tigen Lage zueinander verbunden werden. Gleichfalls können die einzelnen Steckverbindungsmittel der Knotenelemente auch direkt nach dem Zusammenstecken durch Aufweiten des inneren Steckver bindungsmittels verbunden werden.By the method according to claim 24 for the production in particular the vehicle support structure according to claim 16 can Support structure to be completely put together before, for example with the help of the expanding lance the components in their endgül current position to each other. Likewise, they can individual connector means of the node elements also directly after plugging together by widening the inner plug binders are connected.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung erge ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh rungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in Other advantages, features and details of the invention ben preferred execution from the following description approximately examples and based on the drawings; these show in
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht auf die als Führerhaus eines Lastkraftwagens ausgebildete Fahrzeugtragstruktur mit Rahmenprofilen, die über Knotenelemente miteinander verbunden sind; Figure 1 is a schematic perspective view of the vehicle support structure designed as a driver's cab of a truck with frame profiles which are connected to one another via node elements;
Fig. 2 eine vergrößerte, schematische Perspektivansicht auf eines der Knotenelemente mit zwei Steckver bindungsmitteln in Form von Anschlußstutzen; Figure 2 is an enlarged, schematic perspective view of one of the node elements with two fastex binding means in the form of connecting pieces.
Fig. 3 eine vergrößerte, schematische Perspektivansicht auf eines der Rahmenprofile; Fig. 3 is an enlarged schematic perspective view of one of the frame sections;
Fig. 4 eine vergrößerte, schematische Schnittansicht durch einen Anschlußstutzen und ein Rahmenprofil, die miteinander zusammengesteckt sind, wobei zu sätzlich eine Düse zum Befüllen eines Kleberbetts zwischen dem Anschlußstutzen und dem Rahmenprofil erkennbar ist; Figure 4 is an enlarged, schematic sectional view through a connection piece and a frame profile, which are plugged together, with an additional nozzle for filling an adhesive bed between the connection piece and the frame profile can be seen.
Fig. 5 eine vergrößerte, schematische Perspektivansicht auf ein weiteres Rahmenprofil, das mit geringem Spiel in eine Anschlußöffnungen eines weiteren Knotenelement einsteckbar und mit diesem mittels einer Aufweitlanze durch Innenhochdruckumformen unlösbar verbindbar ist. Fig. 5 is an enlarged, schematic perspective view of a further frame profile, which can be inserted with little play into a connection opening of a further node element and can be non-detachably connected to it by means of an expanding lance by means of internal high pressure forming.
In Fig. 1 ist in schematischer Perspektivansicht eine Fahrzeug tragstruktur 10 in Skelettbauweise dargestellt, die in diesem Ausführungsbeispiel als Führerhaus eines Lastkraftwagens ausge bildet ist. Natürlich wäre es auch denkbar, die Fahrzeug tragstruktur bei einem Personenkraftwagen zu verwenden. Die Fahrzeugstruktur 10 umfaßt eine Vielzahl von Rahmenprofilen 12, die hier als Leichtmetallrohre bzw. Strangpreßprofile ausgebil det sind. Hierbei wären auch Rahmenprofile 12 rechteckigen, ovalen oder polygonalen Querschnitts denkbar, die aus anderen Metallen oder Kunststoffen hergestellt sind. An bestimmten, mit hoher Festigkeit auszubildenden Bereichen der Fahrzeugstruktur 10 können die Rahmenprofile 12 auch aus einem Vollprofil gefer tigt sein. Auch können die Rahmenprofile 12 außenseitig ver schiedene Konturen oder Einformungen aufweisen sowie mit Auf nahmen versehen sein, um beispielsweise Anschläge oder Befesti gungsstellen für Türen, Verkleidungselemente oder Glaseinbauten zu schaffen. Die Rahmenprofile 12 sind vorzugsweise von einfa cher Gestalt und weisen an ihren Enden 14,16 jeweils ein Steck verbindungsmittel 18 auf, das mit einem der in Fig. 2 erkennba ren Steckverbindungsmittel 20 eines Knotenelements 22 zusammen steckbar ist. Mit anderen Worten sind jeweils zwei oder mehr Rahmenprofile 12 über die Knotenelemente 22 miteinander verbun den, wobei die Knotenelemente 22 beispielsweise als Eckverbin der, als T-Verbinder, oder als Winkelverbinder ausgebildet sind. Die Knotenelemente 22 sind in diesem Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber als mit den Steckverbindungsmitteln 20 versehene, kugelförmige Metallknoten dargestellt, die hier vorzugsweise in einem Gieß- oder Schmiedeverfahren hergestellt werden. Der Einsatz von Kunststoffknoten wäre ebenfalls denk bar. Auch sind die Knotenelemente 22 nicht auf die kugelige Gestalt begrenzt.In Fig. 1, a vehicle support structure 10 is shown in a skeleton construction in a schematic perspective view, which is formed out in this embodiment as the cab of a truck. Of course, it would also be conceivable to use the vehicle support structure in a passenger car. The vehicle structure 10 comprises a plurality of frame profiles 12 , which are ausgebil det here as light metal tubes or extruded profiles. Here, frame profiles 12 of rectangular, oval or polygonal cross-section would also be conceivable, which are made of other metals or plastics. At certain areas of the vehicle structure 10 to be trained with high strength, the frame profiles 12 can also be made from a full profile. The frame sections 12 may have outside ver different contours or indentations as well as on measures to be provided, for example, attacks or Fixed To supply terminals for doors, trim elements or glass fixtures to create. The frame profiles 12 are preferably of simple shape and each have at their ends 14 , 16 a plug connection means 18 which can be plugged together with one of the plug connection means 20 of a node element 22 shown in FIG. 2. In other words, two or more frame profiles 12 are connected to one another via the node elements 22 , the node elements 22 being designed, for example, as a corner connector, as a T connector, or as an angle connector. For the sake of simplicity, the node elements 22 are shown in this exemplary embodiment as spherical metal nodes provided with the plug-in connection means 20 , which are preferably produced here by a casting or forging process. The use of plastic knots would also be conceivable. The node elements 22 are also not limited to the spherical shape.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte, schematische Perspektivansicht auf eines der Knotenelemente 22 mit zwei daran angeformten und in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordneten Steckver bindungsmittel 20, die hier als zylinderförmige Anschlußstutzen ausgebildet sind. Das Knotenelement 22 ist mit den Anschluß stutzen 20 hier einteilig aus Vollmaterial hergestellt. Auf die- Anschlußstutzen 20 ist jeweils ein korrespondierendes Steckver bindungsmittel 18 des jeweiligen Rahmenprofils 12 außenseitig aufsteckbar, das unter Bezugnahme auf Fig. 3 noch näher erläu tert werden wird. Am Außenumfang 24 des Anschlußstutzens 20 ist eine Distanzmittelanordnung 26 vorgesehen, die sechs in einem Winkel von jeweils etwa 60° (Fig. 4) zueinander verteilt an dem Außenumfang 24 angeformte Stege 28 umfaßt. Diese Stege 28 er strecken sich parallel zu einer Mittelachse MA des Anschluß stutzens 20 in Längsrichtung des zugeordneten Rahmenprofils 12. Fig. 2 shows an enlarged, schematic perspective view of one of the node elements 22 with two molded thereon and arranged at an angle of about 90 ° to each other fasteners 20 , which are designed here as a cylindrical connecting piece. The node element 22 is with the connector 20 here made in one piece from solid material. On the connecting piece 20 , a corresponding Steckver binding means 18 of the respective frame profile 12 can be plugged on the outside, which will be explained in more detail with reference to FIG. 3. A spacer arrangement 26 is provided on the outer circumference 24 of the connecting piece 20 , which comprises six webs 28 formed on the outer circumference 24 and distributed at an angle of approximately 60 ° to one another ( FIG. 4). These webs 28 he extend parallel to a central axis MA of the connecting piece 20 in the longitudinal direction of the associated frame profile 12th
Zudem verlaufen die Stege 28 im wesentlichen über den gesamten Überlappungsbereich des Anschlußstutzens 20 mit dem Steckver bindungsmittel 18 des entsprechenden Rahmenprofils 12. Durch die relativ schmal ausgestalteten Stege 28 sind eine Mehrzahl von Einzelzwischenräumen 30 gebildet, die durch einen ringför mig in die Außenfläche 24 eingeformten und die Stege 28 durch dringenden Verbindungskanal 32 miteinander verbunden sind. Dabei bilden die miteinander verbundenen Einzelzwischenräumen 30 insgesamt ein Kleberbett 34 (Fig. 4), das im weiteren noch erläutert werden wird. Der Verbindungskanal 32 verläuft etwa auf halber Länge des Anschlußstutzens 20. Anstelle der Stege 28 könnten auch Noppen oder dgl. Vorsprünge vorgesehen werden.In addition, the webs 28 extend substantially over the entire overlap area of the connecting piece 20 with the fastex binding agent 18 of the corresponding frame profile 12th Due to the relatively narrow webs 28 , a plurality of individual spaces 30 are formed, which are formed by a ring-shaped in the outer surface 24 and the webs 28 are connected to one another by an urgent connecting channel 32 . The interconnected individual interspaces 30 overall form an adhesive bed 34 ( FIG. 4), which will be explained in the following. The connecting channel 32 runs approximately half the length of the connecting piece 20 . Instead of the webs 28 , knobs or similar projections could also be provided.
Die Stege 28 sind derart ausgestaltet, daß der Anschlußstutzen 20 gegenüber einem in Fig. 3 gezeigten Innenumfang 36 des Steck verbindungsmittels 18 der Rahmenprofile 12 ein Übermaß auf weist. Dadurch müssen die Rahmenprofile 12 mit einer entspre chend dem Übermaß mehr oder weniger großen Kraft auf den zuge ordneten Anschlußstutzen 20 gesteckt werden, wobei der An schlußstutzen 20 vorzugsweise mit einem Preßsitz innerhalb des Rahmenprofils 12 gehalten ist. Die Innenfläche 36 des äußeren Steckverbindungsmittels 18 weist hier keine Distanzmittel auf, jedoch können solche Distanzmittel zusätzlich oder anstelle der Stege 28 vorgesehen sein. Zur Vereinfachung des Aufsteckens des Rahmenprofils 12 auf den Anschlußstutzen 20 ist an dessen Frei ende 38 eine Fase 40 eingeformt.The webs 28 are designed such that the connecting piece 20 has an oversize with respect to an inner circumference 36 of the plug connection means 18 of the frame profiles 12 shown in FIG. 3. As a result, the frame profiles 12 must be inserted with a correspondingly the excess more or less large force on the assigned connector 20 , the connection piece 20 is preferably held with a press fit within the frame profile 12 . The inner surface 36 of the outer connector means 18 has no spacing means here, however, such spacing means can be provided in addition to or instead of the webs 28 . To simplify the plugging of the frame profile 12 onto the connecting piece 20 , a chamfer 40 is formed at the free end 38 thereof.
Das in Fig. 3 endseitig des Rahmenprofils 12 angeordnete Steck verbindungsmittel 18 ist zur Schaffung eines besonders einfa chen Rahmenprofils 12 einstückig mit diesem ausgebildet und weist ein zu dem Rahmenprofil 12 identischen Hohlquerschnitt auf. Gleichfalls wäre es auch denkbar, daß am jeweiligen Ende 14,16 des Rahmenprofils 12 ein Steckverbindungsmittel 18 mit dazu unterschiedlichem Querschnitt angeformt oder daß das Steckmittel 18 als separates Bauteil an dem Ende 14,16 des Rahmenprofils 12 befestigt ist. Das Rahmenprofil 12 wird mit Kraft soweit auf den Anschlußstutzen 20 des Knotenelements 22 aufgesteckt, bis eine Stirnfläche 42 des Rahmenprofils 12 an einer Anschlagfläche 44 des Anschlußstutzens 20 bzw. des Kno tenelements 22 anliegt bzw. der Aufsteckvorschub des Rahmenpro fils 12 begrenzt ist.The plug connection means 18 arranged at the end of the frame profile 12 in FIG. 3 is formed integrally with this to create a particularly simple frame profile 12 and has an identical hollow cross section to the frame profile 12 . Likewise, it would also be conceivable that a plug connection means 18 with a different cross section is formed on the respective end 14 , 16 of the frame profile 12 or that the plug means 18 is fastened as a separate component to the end 14 , 16 of the frame profile 12 . The frame profile 12 is pushed with force so far onto the connecting piece 20 of the node element 22 until an end face 42 of the frame profile 12 abuts against a stop surface 44 of the connecting piece 20 or the knot tenelements 22 or the plug-in feed of the frame profile 12 is limited.
Nach dem Aufstecken ist der Anschlußstutzen 20 derart innerhalb des Rahmenprofils 12 ausgerichtet bzw. zentriert, daß zwischen dem Außenumfang 24 des Anschlußstutzens 20 und dem Innenumfang 36 des Rahmenprofils 12 das Kleberbett 34 gebildet ist, das sich - wie in Zusammenschau der Fig. 2 bis 4 erkennbar - über die überwiegende Umfangsfläche der Steckverbindungsmittel 18,20 erstreckt. Vorzugsweise weist das Kleberbett 34 eine konstante Dicke auf. Die Anschlagfläche 44 des Anschlußstutzens 20 und die Stirnfläche 42 des Rahmenprofils 12 sind so aneinander angepaßt, daß die Einzelzwischenräume 30 bzw. das Kleberbett 34 in Richtung gegen das Knotenelement 22 annähernd dicht ver schlossen sind.After inserting the connecting piece 20 is so oriented within the frame profile 12 and centered in that between the outer periphery 24 of the connection piece 20 and the inner periphery 36 of the frame profile 12 the adhesive bed 34 is formed, which -. As in combination of FIGS 2 to 4 recognizable - extends over the predominant peripheral surface of the connector means 18 , 20 . The adhesive bed 34 preferably has a constant thickness. The stop surface 44 of the connecting piece 20 and the end face 42 of the frame profile 12 are adapted to each other so that the individual gaps 30 and the adhesive bed 34 are approximately sealed ver in the direction against the node element 22 .
Im Überlappungsbereich ist in dem Rahmenprofil 12 eine Zufuhr öffnung 48 im Form einer Bohrung vorgesehen, die bei vollstän dig zusammengesteckten Steckverbindungsmitteln 18,20 im Über deckungsbereich mit dem Verbindungskanal 32 zu liegen kommt. Dadurch ist - wie in Fig. 4 erkennbar - ein Klebstoff 50 z. B. mittels einer Düse 51 in das Kleberbett 34 zu injizieren. Als Klebstoff wird dabei vorzugsweise ein Epoxidharz verwendet.In the overlap region in the frame profile 12 a supply opening 48 is provided in the form of a bore, which comes to lie at completeness, dig mated connector means 18, 20 in the overlap region with the connecting channel 32nd Characterized - as in Figure 4 seen -. An adhesive 50 z. B. by means of a nozzle 51 in the adhesive bed 34 . An epoxy resin is preferably used as the adhesive.
Der Kleber kann auch aus zwei Komponenten, einem Härter und einem Harz, bestehen, die separat aus zwei Kartuschen gespritzt und gemeinsam in einem Mischerrohr miteinander statisch ge mischt werden, bevor der Kleber dann in das Kleberbett 34 ein tritt. Dadurch wird eine Blasenfreiheit beim Kleber erreicht, die durch den Luftausschluß zu einer optimalen Kleberfestigkeit führt. Des weiteren wird ein konstantes Mischungsverhältnis erzielt, wodurch die Aushärtung des Klebers, der bei Raumtempe ratur aushärtet, je nach Art des Klebers auf einen definierten Zeitpunkt eingestellt werden kann. The adhesive can also consist of two components, a hardener and a resin, which are separately sprayed from two cartridges and are mixed together statically together in a mixer tube before the adhesive then enters the adhesive bed 34 . This ensures that the adhesive is free of bubbles, which leads to optimal adhesive strength due to the exclusion of air. Furthermore, a constant mixing ratio is achieved, so that the curing of the adhesive, which cures at room temperature, can be adjusted to a defined point in time, depending on the type of adhesive.
Der über die Zufuhröffnung 48 in den Verbindungskanal 32 bzw. in das Kleberbett 34 eingebrachte Klebstoff 50 verteilt sich über den Verbindungskanal 32 in alle Einzelzwischenräume 30, bis das Kleberbett 34 vollständig befüllt ist und der Klebstoff beispielsweise zwischen der Stirnfläche 42 und der Anschlagflä che 44 austritt. Natürlich wäre es auch denkbar, daß eines oder beide Steckverbindungmittel 18,20 vor dem Zusammenstecken mit dem Klebstoff bestrichen wird. In diesem Fall könnte dann auf die Zufuhröffnung 48 sowie auf den Verbindungskanal 32 zur nachträglichen Zufuhr des Klebstoffes nach dem Zusammenstecken verzichtet werden. Dabei wäre es auch denkbar, einen Klebstoff zu verwenden, der durch eine Wärmebehandlung aktiviert wird.The introduced via the feed opening 48 in the connecting channel 32 or in the adhesive bed 34 adhesive 50 is distributed over the connecting channel 32 in all individual gaps 30 until the adhesive bed 34 is completely filled and the adhesive exits surface 44, for example, between the end face 42 and the contact surface 44 . Of course, it would also be conceivable that one or both plug connection means 18 , 20 is coated with the adhesive before being plugged together. In this case, the supply opening 48 and the connecting channel 32 for the subsequent supply of the adhesive after the plugging together could then be dispensed with. It would also be conceivable to use an adhesive that is activated by a heat treatment.
Bei der Herstellung der Fahrzeugtragstruktur 10 werden vorzugs weise die Rahmenprofile 12 und die Knotenelemente 22 zunächst zusammengesteckt, ohne daß die durch die Steckverbindungen entstehenden Kleberbetten 34 befüllt werden. Nachdem alle Kno tenelemente 22 und Rahmenprofile 12 zusammengesteckt sind, wird die Fahrzeugtragstruktur 10 gegebenenfalls gerichtet, wobei die Steckverbindungen zwischen den Rahmenprofilen 12 und den Kno tenelementen 22 zum Richten der Fahrzeugtragstruktur 10 natür lich nur mit begrenzter Kraft zusammengesteckt wurden, damit sie nachträglich gegeneinander axial verschoben oder verdreht werden können. Erst nachdem die Fahrzeugtragstruktur 10 gerich tet ist, werden die einzelnen Kleberbetten 34 mit Klebstoff befüllt. Hierbei ist natürlich vorteilhaft, daß das Kleben ein kaltes Fügeverfahren ist, wodurch es beim Zusammenkleben der Rahmenprofile 12 und der Knotenelemente 22 zu keinem Verzug der Fahrzeugtragstruktur 10 kommt. Natürlich kann es genügen, nur die Kleberbetten 34 besonders beanspruchter Steckverbindungen mit Klebstoff zu befüllen. Außerdem wäre es auch denkbar, die Kleberbetten 34 der korrespondierenden Rahmenprofile 12 und Knotenelemente 22 unmittelbar nach dem Zusammenstecken zu be füllen.In the manufacture of the vehicle support structure 10 , the frame profiles 12 and the node elements 22 are preferably plugged together without the adhesive beds 34 resulting from the plug connections being filled. After all Kno tenelemente 22 and frame profiles 12 are plugged together, the vehicle support structure 10 is optionally directed, wherein the plug connections between the frame profiles 12 and the Kno tenelemente 22 for straightening the vehicle support structure 10 were of course only put together with limited force so that they are subsequently axially displaced against each other or can be twisted. Only after the vehicle support structure 10 has been straightened are the individual adhesive beds 34 filled with adhesive. It is of course advantageous here that the gluing is a cold joining process, so that when the frame profiles 12 and the node elements 22 are glued together there is no warping of the vehicle support structure 10 . Of course, it may be sufficient to fill only the adhesive beds 34 with particularly stressed plug connections with adhesive. In addition, it would also be conceivable to fill the adhesive beds 34 of the corresponding frame profiles 12 and node elements 22 immediately after being plugged together.
In Fig. 5 ist in vergrößerter schematischer Perspektivansicht ein weiteres Knotenelement 22 dargestellt, das zwei in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnete Steckverbindungsmit tel 20 in Form von zylinderförmigen Anschlußöffnungen umfassen. Die Anschlußöffnungen 20 weisen jeweils eine umlaufende Nut 54 auf, deren Funktion im weiteren noch erläutert werden wird. In die Anschlußöffnung 20 ist mit das mit geringem Spiel das mit einem Hohlquerschnitt versehene, rohrförmige Steckverbindungs mittel 18 des Rahmenprofils 12 eingesteckt. Das endseitig des Rahmenprofils 12 angeordnete Steckverbindungsmittel 18 ist zur Schaffung eines besonders einfachen Rahmenprofils 12 wiederum einstückig mit diesem ausgebildet und hat ein zu dem Rahmenpro fil 12 identischen Hohlquerschnitt. Gleichfalls wäre es auch denkbar, daß am jeweiligen Ende 14,16 des Rahmenprofils 12 ein Steckmittel 18 mit dazu unterschiedlichem Querschnitt angeformt oder daß das Steckverbindungsmittel 18 als separates Bauteil an dem Ende 14,16 des Rahmenprofils 12 befestigt ist. Nachdem das Rahmenprofil 12 mit geringem Spiel in das Knotenelement 22 eingesteckt ist, kann an dem dem Knotenelement 22 abgewandten Ende 16 des Rahmenprofils 12 eine Aufweitlanze 56 - wie in Fig. 5 gestrichelt dargestellt - bis in den Bereich der Nut 54 eingeführt werden. Das Rahmenprofil 12 bzw. das Steckverbin dungsmittel 18 weisen zumindest im Bereich der Nut 54 einen plastisch verformbaren Bereich 58 auf, so daß das Rahmenprofil 12 durch Innenhochdruckumformen mit Hilfe der eingeführten Aufweitlanze 56 derart aufgeweitet wird, daß es sich an der Wand der Ringnut 54 formschlüssig anlegt. Von der hier schema tisch dargestellten Aufweitlanze 56 sind lediglich zwei an den Innenumfang des Rahmenprofils 12 angepaßte Dichtungen 55 er kennbar, zwischen denen das in Leitungen 57 geführte fluidische Druckmittel austreten und das Rahmenprofil 12 in Richtung nach außen aufweiten kann. Dabei kann eventuell auch auf die Nut 54 verzichtet werden, wobei dann lediglich eine kraftschlüssige Verbindung in Form eines Reibschlusses zwischen der Anschluß öffnung 20 und dem Rahmenprofil 12 erzielt werden kann. Hierbei kann auch das gesamte Steckverbindungsmittel 18 des Rahmenpro fils 12 plastisch verformbar ausgebildet sein. Das dem Kno tenelement 22 zugeordnete Steckverbindungsmittel 20 ist dement sprechend aus einem elastischeren Material als das Rahmenprofil 12.In Fig. 5 is an enlarged schematic perspective view another node element 22 is shown, which comprise two at an angle of about 90 ° to each other Steckverbindungsmit tel 20 in the form of cylindrical connection openings. The connection openings 20 each have a circumferential groove 54 , the function of which will be explained in the following. In the connection opening 20 is provided with a little play, the provided with a hollow cross-section, tubular connector means 18 of the frame profile 12 . The end of the frame profile 12 arranged connector 18 is again formed integrally with this to create a particularly simple frame profile 12 and has an identical to the Rahmenpro fil 12 hollow cross-section. Likewise, it would also be conceivable that a plug-in means 18 with a different cross-section is formed on the respective end 14 , 16 of the frame profile 12 or that the plug-in connection means 18 is fastened as a separate component to the end 14 , 16 of the frame profile 12 . After the frame profile 12 has been inserted into the node element 22 with little play, an expansion lance 56 - as shown in broken lines in FIG. 5 - can be inserted into the area of the groove 54 at the end 16 of the frame profile 12 facing away from the node element 22 . The frame profile 12 or the plug connector 18 have at least in the region of the groove 54 a plastically deformable region 58 , so that the frame profile 12 is expanded by hydroforming with the aid of the inserted expanding lance 56 in such a way that it positively engages on the wall of the annular groove 54 creates. From the expansion lance 56 shown schematically here, only two seals 55 adapted to the inner circumference of the frame profile 12 are recognizable, between which the fluidic pressure medium guided in lines 57 can escape and the frame profile 12 can widen outward. It may also be possible to dispense with the groove 54 , in which case only a non-positive connection in the form of a frictional connection between the connection opening 20 and the frame profile 12 can be achieved. Here, the entire connector 18 of the frame profile 12 can be formed plastically deformable. The Kno tenelement 22 associated connector 20 is accordingly speaking of a more elastic material than the frame profile 12th
In dem Knotenelement 22 kann in Verlängerung der Anschlußöff nung 20 eine Durchgangsöffnung 60 vorgesehen sein, so daß die Aufweitlanze 56 auch von der anderen Seite als hier dargestellt eingeführt werden kann. Anstelle der Aufweitlanze 56 kann selbstverständlich auch ein mit Druckmittel befüllter und in das Rahmenprofil 12 eingeführter Blähkörper verwendet werden. Auch andere Innenhochdruckumfom-Verfahren sind denkbar. Zwi schen dem Rahmenprofil 12 und der Anschlußöffnung 20 kann zudem ein Klebstoff zum Herstellen einer besonders guten Steckverbin dung verwendet werden.In the node element 22 , a through opening 60 can be provided in extension of the port 20 , so that the expanding lance 56 can also be inserted from the other side than shown here. Instead of the expanding lance 56 , an inflatable body filled with pressure medium and inserted into the frame profile 12 can of course also be used. Other hydroforming processes are also conceivable. Between the frame profile 12 and the connection opening 20 , an adhesive can also be used to produce a particularly good plug connection.
Bei der Herstellung der Fahrzeugtragstruktur 10 werden die Rahmenprofile 12 und die Knotenelemente 22 vorzugsweise nach dem Zusammenstecken durch Innenhochdruckumformen sofort mitein ander verbunden. Dennoch wäre es auch denkbar, zunächst die gesamte Fahrzeugtragstruktur 10 zusammenzustecken und anschlie ßend die Knotenelemente 22 und Rahmenprofile 12 zu fügen. Auch hier ist es von Vorteil, daß das Innenhochdruckumformen ein kaltes Fügeverfahren ist, wodurch es beim Verbinden der Rahmen profile 12 und der Knotenelemente 22 zu keinem Verzug der Fahr zeugtragstruktur 10 kommt. Natürlich kann es genügen, nur ein zelne, besonders beanspruchter Steckverbindungen miteinander durch Innenhochdruckumformen zu verbinden.In the manufacture of the vehicle support structure 10 , the frame profiles 12 and the node elements 22 are preferably connected to one another immediately after being plugged together by hydroforming. Nevertheless, it would also be conceivable to first plug together the entire vehicle support structure 10 and then to join the node elements 22 and frame profiles 12 . Here, too, it is advantageous that the internal high-pressure forming is a cold joining process, so that when the frame profiles 12 and the node elements 22 are connected, there is no distortion of the vehicle support structure 10 . Of course, it may be sufficient to connect only a single, particularly stressed plug connection to one another by means of internal high pressure forming.
Claims (26)
daß als Anschlußbauteil ein Knotenelement (22) verwendet wird, durch das wenigstens zwei Rahmenprofile (12) miteinan der verbunden werden,
und daß das innere Steckverbindungsmittel (20) im äußeren Steckverbindungsmittel (18) unter Bildung eines Kleberbettes (34) mittels einer an einem der Steckverbindungsmittel (18, 20) angeordneten Distanzmittelanordnung (26) zueinander ausgerichtet zusammengesteckt wird.19. A method for producing a vehicle support structure in a skeleton construction with frame profiles ( 12 ), the ends ( 14 , 16 ) of which each have a plug connection means ( 18 ) which is plugged together with a corresponding plug connection means ( 20 ) of a connection component ( 22 ), after which in the overlap area the inner plug connection means ( 20 ) is circumferentially enclosed by the outer plug connection means ( 18 ), in particular for producing a vehicle support structure according to claim 1, characterized in that
that a node element ( 22 ) is used as the connecting component, through which at least two frame profiles ( 12 ) are connected to one another,
and that the inner connector means ( 20 ) in the outer connector means ( 18 ) is plugged together to form an adhesive bed ( 34 ) by means of a spacer arrangement ( 26 ) arranged on one of the connector means ( 18 , 20 ).
daß als Anschlußbauteil ein Knotenelement (22) verwendet wird, durch das wenigstens zwei Rahmenprofile (12) miteinan der verbunden werden,
und daß das innere Steckverbindungsmittel (18) in das äußere Steckverbindungsmittel (20) eingesteckt wird und anschlie ßend eine Aufweitlanze (56) in das innere Steckverbindungs mittel (18) hineingeschoben wird, durch die das innere Steckverbindungsmittel (18) mittels eines fluidischen Innen hochdruckes im Überlappungsbereich derart aufgeweitet wird,
daß es am Innenumfang des äußeren Steckverbindungsmittels (20) zur Anlage kommt. 24. A method for producing a vehicle support structure in a skeleton construction with frame profiles ( 12 ), the ends ( 14 , 16 ) of which each have a plug connection means ( 18 ) which is plugged together with a corresponding plug connection means ( 20 ) of a connection component ( 22 ), after which in the overlap area the inner plug connection means ( 18 ) is circumferentially enclosed by the outer plug connection means ( 20 ), in particular for producing a vehicle support structure according to claim 16, characterized in that
that a node element ( 22 ) is used as the connecting component, through which at least two frame profiles ( 12 ) are connected to one another,
and that the inner connector means ( 18 ) is inserted into the outer connector means ( 20 ) and then an expanding lance ( 56 ) is pushed into the inner connector means ( 18 ) through which the inner connector means ( 18 ) by means of a fluidic internal pressure in Overlap area is expanded in such a way
that it comes to rest on the inner circumference of the outer connector means ( 20 ).
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