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Title:
FRAME COMPONENT FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/001585
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to, inter alia, a frame component (10) for a motor vehicle, having a tubular plug region (12) for plugging into another frame component (34). The tubular plug region (12) is arranged at one end of the frame component (10), and the tubular plug region (12) extends along a central axis (M). The tubular plug region (12) has multiple lateral walls (16, 18, 20, 22), which lie opposite one another and which are substantially flat, and multiple transition walls (24, 26, 28, 30), each of which connects two adjacent lateral walls of the plurality of lateral walls (16, 18, 20, 22), said adjacent lateral walls being oriented at an angle of < 180° relative to each other, and which are recessed towards the central axis (M).

Inventors:
WASEM PETER (DE)
TROITZSCH MICHEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/069039
Publication Date:
January 26, 2023
Filing Date:
July 08, 2022
Export Citation:
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Assignee:
MAN TRUCK & BUS SE (DE)
International Classes:
B21D15/02; B21D39/04; B21D41/04; B21D47/01; B21D53/88; B62D21/04; F16B11/00
Foreign References:
US4981005A1991-01-01
US4551896A1985-11-12
DE102013006723A12014-10-23
US9149847B22015-10-06
US6276111B12001-08-21
DE102008003719A12009-07-16
US6276111B12001-08-21
US9988093B22018-06-05
Attorney, Agent or Firm:
V. BEZOLD & PARTNER PATENTANWÄLTE - PARTG MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Rahmenbauteil (10) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: einen rohrförmigen Steckbereich (12) zum Einstecken in ein weiteres Rahmenbau teil (34), wobei: der rohrförmige Steckbereich (12) an einem Ende des Rahmenbauteils (10) ange ordnet ist, der rohrförmige Steckbereich (12) sich entlang einer Mittelachse (M) erstreckt, und der rohrförmige Steckbereich (12) aufweist: mehrere Seitenwände (16, 18, 20, 22), die einander gegenüberliegen und im Wesentlichen eben sind, und mehrere Übergangswände (24, 26, 28, 30), die jeweils zwei benachbarte, in einem Winkel < 180°, vorzugsweise in einem Winkel von im Wesentlichen 90°, zueinander orientierte Seitenwände der mehreren Seitenwände (16, 18, 20, 22) miteinander verbinden und hin zu der Mittelachse (M) vertieft sind.

2. Rahmenbauteil (10) nach Anspruch 1, wobei: die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) nutförmig oder rinnenförmig vertieft sind; und/oder die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) einen V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweisen.

3. Rahmenbauteil (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) sich im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse (M) erstrecken; und/oder die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) einander gegenüberliegen.

4. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: eine Anzahl der mehreren Seitenwände (16, 18, 20, 22) und eine Anzahl der meh reren Übergangswände (24, 26, 28, 30) miteinander übereinstimmt, und vorzugweise vier ist; und/oder die mehreren Seitenwände (16, 18, 20, 22) und die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) jeweils abwechselnd angeordnet sind; und/oder der rohrförmige Steckbereich (12) im Wesentlichen als ein Mehrkantrohr, vorzugs weise Vierkantrohr, ausgeführt ist, mit den mehreren Übergangswänden (24, 26, 28, 30) in Kantenabschnitten des Mehrkantrohrs.

5. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) abgerundet in die jeweils zwei be nachbarten Seitenwände (16, 18, 20, 22) übergehen, vorzugweise mit einem Bogenwinkel

< 90°, und/oder die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) jeweils einen abgerundeten Bo denabschnitt aufweisen, der vorzugweise einen Bogenwinkel < 90°, besonders bevorzugt

< 45°, aufweist.

6. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die mehreren Seitenwände (16, 18, 20, 22) eine erste Seitenwand (16), eine zweite Seitenwand (18), eine dritte Seitenwand (20) und eine vierte Seitenwand (22) aufweisen, wobei: die erste Seitenwand (16) und die dritte Seitenwand (20) im Wesentlichen pa rallel sind, die zweite Seitenwand (18) und die vierte Seitenwand (22) im Wesentlichen parallel sind, die mehreren Übergangswände (24, 26, 28, 30) eine erste Übergangswand (24), eine zweite Übergangswand (26), eine dritte Übergangswand (28) und eine vierte Über gangswand (30) aufweisen, wobei: die erste Übergangswand (24) die erste und zweite Seitenwand (16, 18) mitei nander verbindet, die zweite Übergangswand (26) die zweite und dritte Seitenwand (18, 20) mit einander verbindet, die dritte Übergangswand (28) die dritte und vierte Seitenwand (20, 22) mitei nander verbindet, die vierte Übergangswand (30) die erste und vierte Seitenwand (16, 22) mitei nander verbindet.

7. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Rahmenbauteil (10) sich an einem Übergang zu dem rohrförmigen Steckbe reich (12) hin verjüngt, vorzugsweise vollumfänglich. 8. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: einen, vorzugsweise rohrförmigen, Hauptkörperbereich (14), der in den rohrförmi gen Steckbereich (12) übergeht, vorzugsweise mit einem zwischen dem Hauptkörperbe reich (14) und dem Steckbereich (12) angeordneten Verjüngungsbereich (32) des Rah menbauteils (10).

9. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: ein Querschnitt des rohrförmigen Steckbereichs (12), der vorzugsweise im Wesent lichen konstant entlang der Mittelachse (M) ist, kleiner als ein Querschnitt des Hauptkör perbereichs (14), der vorzugsweise im Wesentlichen konstant entlang der Mittelachse (M) ist, ist.

10. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Rahmenbauteil (10) eine Zugfestigkeit von > 750 MPa oder > 800 MPa auf weist.

11. Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Rahmenbauteil (10) als ein länglicher Träger oder als ein Rahmenknoten zum Verbinden mehrerer Träger ausgebildet ist.

12. Rahmenbaugruppe (34) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: ein Rahmenbauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche; und ein weiteres Rahmenbauteil (36), vorzugsweise ausgebildet als ein länglicher Trä ger oder als ein Rahmenknoten, wobei das Rahmenbauteil (10) mittels des rohrförmigen Steckbereichs (12) in das weitere Rahmenbauteil (34) eingesteckt ist.

13. Rahmenbaugruppe (34) nach Anspruch 12, wobei: das Rahmenbauteil (10) und das weitere Rahmenbauteil (34) am rohrförmigen Steckbereich (12) miteinander gefügt sind, vorzugsweise stoffschlüssig, besonders bevor zugt mittels Kleben, mittels Punktschweißen und/oder mittels Löten, und/oder kraftschlüs sig, besonders bevorzugt mittels Verschrauben; und/oder das Rahmenbauteil (10) und das weitere Rahmenbauteil (34) an dem rohrförmigen Steckbereich (12) mittels Kleben miteinander gefügt sind, wobei ein Klebstoff vorzugs weise an flächigen Abschnitten des Steckbereichs (12) aufgebracht ist und/oder in die vertieften Übergangswände (24, 26, 28, 30) eingebracht und darin expandiert und/oder ausgehärtet ist.

14. Rahmenbaugruppe (34) nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei: der Hauptkörperbereich (14) des Rahmenbauteils (10) und das weitere Rahmen- bauteil (34) bündig zueinander sind, vorzugsweise vollumfänglich; und/oder eine Außenkontur des Rahmenbauteils (10) und eine Außenkontur des weiteren Rahmenbauteils (34) in einer entlang der Mittelachse (M) verlaufenden Blickrichtung mit einander fluchten.

15. Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend: ein Rahmenbauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eine Rahmen baugruppe (34) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, vorzugsweise als Teil eines Gitter rahmens des Kraftfahrzeugs.

Description:
Rahmenbauteil für ein Kraftfahrzeug Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Rahmenbauteil für ein Kraftfahrzeug mit einem rohrförmigen Steck bereich zum Einstecken in ein weiteres Rahmenbauteil. Die Erfindung betrifft auch eine Rah menbaugruppe für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug.

Im Nutzfahrzeugbau, insbesondere bei Omnibussen, werden zum Aufbau eines Fahrzeuggit terrahmens überwiegend Hohlprofile bzw. rohrförmige Träger eingesetzt. Die Hohlprofile wer den zu einer Rahmenstruktur zusammengesetzt. Die Hohlprofile können bspw. als Vierkant profile ausgeführt sein.

Die Verbindung der Hohlprofile erfolgt üblicherweise mit thermischen Fügeverfahren, vorwie gend Metallschutzgasschweißen. Die Verbindungen sind üblicherweise als Stumpfstoßverbin dung ausgeführt. Durch äußere Lasteinleitungen kann es zu hohen Belastungen auf die Schweißnähte kommen. Für den Fügeprozess müssen die Bauteile zunächst ausgerichtet und verspannt werden, um eine definierte Ausrichtung zueinander sicherzustellen. Bei eventuellen Abweichungen kann es zu einer negativen Beeinflussung der Belastungsfähigkeit der Füge zone kommen. Darüber hinaus ergibt sich durch die Nutzung von Metallschutzgasschweißpro zessen der Nachteil, dass der Einsatz von hochfesten Werkstoffen eingeschränkt ist, da sich der thermische Einfluss während des Fügeprozesses negativ auf diese auswirkt.

Aus der DE 102008003719 A1 ist eine Gerippekonstruktion eines Omnibusses bekannt. In der Gerippekonstruktion werden gegossene oder geschmiedete mehrarmige Knoten verwen det, an deren äußeren Armenden Metallprofilelement befestigbar sind. Ein Ende des an dem Armende anzuschweißenden Metallprofilelements ist über das Armende geschoben.

Die US 6,276,111 B1 offenbart eine strukturelle Verbindungsbaugruppe, die ein Paar viersei tiger länglicher Hohlelemente umfasst. Ein Ende eines der Elemente ist gestaucht. Das ge stauchte Ende des einen Elements und das nicht gestauchte Ende des anderen Elements sind teleskopisch zueinander angeordnet, und die beiden Elemente sind miteinander verbunden.

Die US 9,988,093 B2 offenbart ein Fahrzeugkarosserie-Exoskelett umfassend eine Vielzahl von Knoten, die jeweils eine Aufnahme definieren. Eine Vielzahl von Rohren weist erste und zweite Endabschnitte auf, die kleiner als ein Hauptabschnitt sind und sich von diesem aus nach innen verjüngen. Jeder Endabschnitt wird in einer der Aufnahmen aufgenommen. Ein Klebstoff wird auf die Endabschnitte aufgetragen und füllt eine zwischen den Aufnahmen und den Endabschnitten definierte Lücke, um die Rohre und die Aufnahmen zu verkleben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Rahmenbauteil zu schaffen, mit dem vorzugweise eine Fügeprozess mit einem weiteren Rahmenbauteil verbessert werden kann, wobei die Technik besonders bevorzugt auch bei einem Rahmenbauteil aus einem hochfesten Werkstoff einsetzbar sein soll.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Wei terbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Rahmenbauteil für ein Kraftfahrzeug (z. B. für einen Gitterrahmen eines Kraftfahrzeugs). Das Rahmenbauteil weist einen rohrförmigen Steckbereich zum Einstecken in ein weiteres Rahmenbauteil auf. Der rohrförmige Steckbe reich ist an einem (z. B. freien) Ende des Rahmenbauteils angeordnet. Der rohrförmige Steck bereich erstreckt sich entlang einer Mittelachse. Der rohrförmige Steckbereich weist mehrere Seitenwände auf, die einander gegenüberliegen und im Wesentlichen eben sind. Der rohrför mige Steckbereich weist mehrere Übergangswände auf, die jeweils zwei benachbarte, in ei nem Winkel < 180°, vorzugsweise in einem Winkel von im Wesentlichen 90°, zueinander ori entierte Seitenwände der mehreren Seitenwände miteinander verbinden und hin zu der Mittel achse vertieft sind.

Vorteilhaft kann das Rahmenbauteil auf einfache Weise mittels des Steckbereichs mit dem weiteren Rahmenbauteil verbunden werden. Die Gestaltung des Steckbereichs kann dabei einen sicheren Halt der beiden Rahmenbauteile aneinander ermöglichen und zugleich auf ein fache Weise herstellbar sein, z. B. mittels Umformen eines Endbereichs des Rahmenbauteils. Zusätzlich kann die vertiefte Übergangswand eine Struktur des Steckbauteils verstärken bzw. versteifen. Vorzugsweise kann die vertiefte Übergangswand zudem dazu genutzt werden, dass das Rahmenbauteil und das weitere Rahmenbauteil besonders wirksam und sicher mit einander gefügt werden können, z. B. durch Einbringen von Klebstoff in die Vertiefungen der Übergangswände. Ein weiterer Vorteil kann sich daraus ergeben, dass auf eventuell erforder liche Spannsysteme zur Ausrichtung des Rahmenbauteils und des weiteren Rahmenbauteils verzichtet werden kann, da Festlegung bzw. Positionierung zueinander durch die Steckverbin dung erfolgen kann. Vorteilhaft ermöglicht die Aufsteckverbindung den Einsatz unterschiedli cher Fügetechnologien, wie thermische aber auch adhäsive und mechanische Fügeverfahren. Ebenfalls sind Hybridfügeverfahren möglich. Insbesondere der Einsatz von Klebstoff, auch in Kombination mit thermischen sowie mechanischen Fügeprozessen, bietet den Vorteil, dass auch hochfeste Werkstoffe eingesetzt werden können, da das Fügen ohne oder zumindest nur mit geringem Wärmeeintrag erfolgen kann.

Bevorzugt kann der Steckbereich und/oder das Rahmenbauteil dreiseitig, vierseitig oder fünf seitig usw. sein. Beispielsweise kann der Steckbereich n-seitig sein und n Seitenwände auf weisen, mit n > 3.

In einem Ausführungsbeispiel sind die mehreren Übergangswände nutförmig oder rinnenför mig vertieft (z. B. hin zu der Mittelachse). Alternativ oder zusätzlich weisen die mehreren Über gangswände einen V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt auf (z. B. in einer Ebene senk recht zur Mittelachse). Vorteilhaft ermöglichen diese Formen einerseits eine besonders wirk same Versteifung bzw. Verstärkung im Steckbereich. Bevorzugt können diese Formen das anschließende Fügen unterstützten (z. B. Aufbringen von Klebstoff auf die Seitenwände und/o der Einbringen von Klebstoff in die Vertiefung oder Löten bzw. Schweißen bei den Vertiefun gen). Vorzugsweise können diese Formen zudem besonders geeignet sein, um den Quer schnitt des Rahmenbauteils in einem Endbereich zum Schaffen des Steckbereichs gleichmä ßig und vollumfänglich zu verringern.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel erstrecken sich die mehreren Übergangswände im We sentlichen parallel zu der Mittelachse, und/oder liegen die mehreren Übergangswände einan der gegenüber. Vorteilhaft kann damit ein besonders einfach auszuführender Steckbereich vorgesehen sein.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel stimmt eine Anzahl der mehreren Seitenwände und eine Anzahl der mehreren Übergangswände miteinander überein, und ist vorzugweise vier.

Vorzugsweise kann der Steckbereich spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene durch die Mittelachse und/oder n-fach drehsymmetrisch um die Mittelachse sein (z. B. 3-fach, 4-fach oder 5-fach drehsymmetrisch).

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die mehreren Seitenwände und die mehreren Übergangswände jeweils abwechselnd angeordnet (z. B. in einer Umfangsrichtung um die Mittelachse M). In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der rohrförmige Steckbereich im Wesentlichen als ein Mehrkantrohr, vorzugsweise Vierkantrohr, ausgeführt, mit den mehreren Übergangswän den in (z. B. Längs-) Kantenabschnitten (bzw. Eckabschnitten) des Mehrkantrohrs. Vorteilhaft kann damit eine einfache Fertigung des Steckbereichs ermöglicht werden, da dieser bspw. einfach von einem Mehrkant-Hohlprofil abgeleitet werden kann, z. B. durch Umformen.

In einer Ausführungsform gehen die mehreren Übergangswände abgerundet in die jeweils zwei benachbarten Seitenwände über, vorzugweise mit einem (z. B. Innen-) Bogenwinkel < 90°. Alternativ oder zusätzlich weisen die mehreren Übergangswände jeweils einen abgerun deten Bodenabschnitt auf, der vorzugweise einen (z. B. Innen-) Bogenwinkel < 90°, besonders bevorzugt < 45°, aufweist. Vorteilhaft können damit Spannungsspitzen im Material verhindert und verbesserte Lastpfade durch den Steckbereich ermöglicht werden. Vorteilhaft kann damit auch eine verbesserte Zentrierung des weiteren Rahmenbauteils auf dem Steckbereich er reicht werden.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die mehreren Seitenwände eine erste Seitenwand, eine zweite Seitenwand, eine dritte Seitenwand und eine vierte Seitenwand auf. Die erste Sei tenwand und die dritte Seitenwand sind im Wesentlichen parallel. Die zweite Seitenwand und die vierte Seitenwand sind im Wesentlichen parallel.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die mehreren Übergangswände eine erste Über gangswand, eine zweite Übergangswand, eine dritte Übergangswand und eine vierte Über gangswand auf. Die erste Übergangswand verbindet die erste und zweite Seitenwand mitei nander (z. B. bezüglich einer Umfangsrichtung um die Mittelachse). Die zweite Übergangs wand verbindet die zweite und dritte Seitenwand miteinander (z. B. bezüglich einer Umfangs richtung um die Mittelachse). Die dritte Übergangswand verbindet die dritte und vierte Seiten wand miteinander (z. B. bezüglich einer Umfangsrichtung um die Mittelachse). Die vierte Über gangswand verbindet die erste und vierte Seitenwand miteinander (z. B. bezüglich einer Um fangsrichtung um die Mittelachse).

In einer Ausführungsvariante verjüngt sich das Rahmenbauteil an einem Übergang zu dem rohrförmigen Steckbereich hin, vorzugsweise vollumfänglich. Vorzugsweise kann damit ein gleichmäßiger Übergang ohne Spannungsspitzen zum Steckbereich hin vorgesehen sein, der bspw. einfach mittels Umformen herstellbar ist. In einer weiteren Ausführungsvariante weist das Rahmenbauteil ferner einen, vorzugsweise rohrförmigen, Hauptkörperbereich auf, der in den rohrförmigen Steckbereich übergeht, vor zugsweise mit einem zwischen dem Hauptkörperbereich und dem Steckbereich angeordneten Verjüngungsbereich des Rahmenbauteils. Vorzugsweise kann damit ein gleichmäßiger Über gang zum Steckbereich hin vorgesehen sein, der bspw. einfach mittels Umformen herstellbar ist.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist ein Querschnitt des rohrförmigen Steckbereichs, der vorzugsweise im Wesentlichen konstant entlang der Mittelachse ist, kleiner als ein Querschnitt des Hauptkörperbereichs, der vorzugsweise im Wesentlichen konstant entlang der Mittelachse ist.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Rahmenbauteil eine Zugfestigkeit von > 750 MPa oder > 800 MPa auf. Wie erwähnt, kann der Steckbereich besonders vorteilhaft bei hochfesten Rah menbauteilen eingesetzt werden, da der Steckbereich eine Vielzahl von Fügefahren ermög licht, die die Zugfestigkeit nicht beeinträchtigen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Rahmenbauteil als ein länglicher (z. B gerader oder gebogener) T räger oder als ein Rahmenknoten zum Verbinden mehrerer T räger ausge bildet. Vorteilhaft kann die vorliegende Technik somit für eine Vielzahl möglicher Rahmenbau teil eingesetzt werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Rahmenbaugruppe für ein Kraftfahrzeug. Die Rahmenbaugruppe weist ein Rahmenbauteil wie hierin offenbart auf. Die Rahmenbaugruppe weist ein weiteres Rahmenbauteil, vorzugsweise ausgebildet als ein läng licher Träger oder als ein Rahmenknoten, auf. Das Rahmenbauteil ist mittels des rohrförmigen Steckbereichs in das weitere Rahmenbauteil eingesteckt. Vorteilhaft kann die Rahmenbau gruppe die bereits für das Rahmenbauteil beschriebenen Vorteile verwirklichen.

In einer Ausführungsform sind das Rahmenbauteil und das weitere Rahmenbauteil miteinan der am rohrförmigen Steckbereich gefügt, vorzugsweise stoffschlüssig, besonders bevorzugt mittels Kleben, mittels Punktschweißen und/oder mittels Löten, und/oder kraftschlüssig, be sonders bevorzugt mittels Verschrauben. Wie erwähnt, eröffnet der Steckbereich vorteilhaft eine Vielzahl von Möglichkeiten zum Fügen der Rahmenbauteile, die besonders vorteilhaft auch bei hochfesten Werkstoffen einsetzbar sind. In einer weiteren Ausführungsform sind das Rahmenbauteil und das weitere Rahmenbauteil an dem rohrförmigen Steckbereich mittels Kleben miteinander gefügt. Vorzugsweise kann ein Klebstoff an flächigen Abschnitten des Steckbereichs (z. B. außen auf den Seitenwänden des Steckbereichs) aufgebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann vorzugsweise ein Klebstoff in die vertieften Übergangswände eingebracht und darin expandiert und/oder ausgehärtet sein. Besonders bevorzugt kann damit einerseits ein Fügeverfahren genutzt werden, das bei hoch festen Werkstoffen einsetzbar ist. Andererseits kann die spezielle Formgebung der vertieften Übergangswände zusätzlich vorteilhaft für das Verkleben genutzt werden.

In einer Ausführungsvariante sind der Hauptkörperbereich des Rahmenbauteils und das wei tere Rahmenbauteil bündig zueinander, vorzugsweise vollumfänglich. Alternativ oder zusätz lich fluchten eine Außenkontur des Rahmenbauteils und eine Außenkontur des weiteren Rah menbauteils in einer entlang der Mittelachse verlaufenden Blickrichtung miteinander. Vorteil haft kann damit ermöglicht werden, dass die gleichen Halbzeuge für das Rahmenbauteil und das weitere Rahmenbauteil verwendet werden können. Das Rahmenbauteil und das weitere Rahmenbauteil können gleiche Querschnitte aufweisen. Vorzugsweise kann damit auch eine Konstruktion und Auslegung der Rahmenbaugruppe vereinfacht werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug (z. B. Lastkraftwagen oder Omnibus). Das Kraftfahrzeug weist ein Rahmenbau teil wie hierin offenbart oder eine Rahmenbaugruppe wie hierin offenbart auf, vorzugsweise als Teil eines Gitterrahmens des Kraftfahrzeugs.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rahmenbauteils für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren weist ein Bereitstellen einer Vorstufe für das Rahmenbauteil auf. Die Vorstufe weist einen rohrförmigen Endbereich mit einer Mehrkant form, vorzugsweise Vierkantform, auf. Das Verfahren weist ein Verringern (z. B. Zusammen drücken oder Zusammenpressen) eines Querschnitts des rohrförmigen Endbereichs durch Umformen von sich parallel zu einer Mittelachse des rohrförmigen Endbereichs erstreckenden Kantenabschnitten der Mehrkantform zu hin zu der Mittelachse vertieften Übergangswänden zum Schaffen eines Steckbereichs zum Einstecken in ein weiteres Rahmenbauteil auf. Vor teilhaft ermöglicht das Verfahren die Erzielung der gleichen Vorteile, die hierin bereits für den Aspekt des Rahmenbauteils beschrieben sind. Besonders bevorzugt ermöglicht das Verfah ren, dass die Formgebung des Steckbereichs auf einfache Weise durch Umformen einer Mehr kantform geschaffen werden kann. Vorteilhaft kann das Rahmenbauteil aus der Vorstufe durch das Verringern des Querschnitts hergestellt werden. In einem Ausführungsbeispiel wird der Querschnitt vollumfänglich verringert. Vorteilhaft kann damit erreicht werden, dass der Steckbereich in ein weiteres Rahmenbauteil einsteckbar ist, das einen Querschnitt aufweist, der mit der Vorstufe bzw. einem an den Steckbereich angren zenden Hauptkörperbereich der Vorstufe übereinstimmt. Die Vorstufe und das weitere Rah menbauteil können damit vorteilhaft vom gleichen Halbzeugtyp sein bzw. möglicherweise so gar Gleichteile sein.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt das Umformen einstufig oder mehrstufig. Alter nativ oder zusätzlich erfolgt das Umformen mittels einer Matrize oder mehrerer Matrizen, die vorzugsweise nacheinander in dem rohrförmigen Endbereich positioniert werden. Vorteilhaft kann das Verfahren somit an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden und ein pro zesssicheres Umformen des Endbereichs zu dem Steckbereich ermöglichen. Die Matrizen können ungewünschten Materialfluss und ungewünschte Deformationen beim Umformen ver hindern und zugleich eine Zielgeometrie für einen jeweiligen Umformschritt vorgeben.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Umformen ein Pressen der Kantenabschnitte mittels mindestens eines Presswerkzeugs gegen eine Matrize, die in dem rohrförmigen End bereich positioniert ist, auf, wobei vorzugsweise die Matrize eine Außenkontur aufweist, die eine Vorstufe zu einer gewünschten Innenkontur des Steckbereichs ist. Vorteilhaft kann damit ein prozesssicheres Umformen der Kantenabschnitte hin zu den vertieften Übergangsberei chen erreicht werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Umformen ferner ein Austauschen der Mat rize in dem rohrförmigen Endbereich durch eine weitere Matrize und ein Pressen von im We sentlichen ebenen Seitenwänden des rohrförmigen Endbereichs gegen die weitere Matrize auf, wobei vorzugsweise die weitere Matrize eine Außenkontur aufweist, die der gewünschten Innenkontur des Steckbereichs entspricht. Vorteilhaft kann der Steckbereich somit besonders prozesssicher und genau hergestellt werden.

In einer Ausführungsform erfolgt das Umformen mittels Hydroforming, vorzugsweise Außen hochdruckumformen. Alternativ kann das Umformen bspw. mittels Tiefziehens odereines Rol len- oder Walzenwerkzeugs erfolgen, das auf dem rohrförmigen Endbereich abgerollt wird. Vorteilhaft ermöglicht die Geometrie des Steckbereichs somit zudem weitere Umformverfah ren zum Schaffen des Steckbereichs, die je nach Anforderung eingesetzt werden können. In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Umformen derart, dass die vertieften Über gangswände nutförmig oder rinnenförmig vertieft sind (z. B. hin zu der Mittelachse) und/oder einen V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweisen (z. B. in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse). Bevorzugt können diese Formen das anschließende Fügen unterstützten (z. B. Aufbringen von Klebstoff auf die Seitenwände und/oder Einbringen von Klebstoff in die Vertie fung oder Löten bzw. Schweißen bei den Vertiefungen). Vorzugsweise können diese Formen zudem besonders geeignet sein, um den Querschnitt des Rahmenbauteils in einem Endbe reich zum Schaffen des Steckbereichs gleichmäßig und vollumfänglich zu verringern.

In einerweiteren Ausführungsform ist die bereitgestellte Vorstufe als ein länglicher, rohrförmi ger Träger oder als ein Rahmenknoten zum Verbinden mehrerer Träger ausgebildet. Vorteil haft kann die vorliegende Technik somit für eine Vielzahl möglicher Rahmenbauteil eingesetzt werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird der rohrförmige Endbereich derart umgeformt, dass die vertieften Übergangswände abgerundet in jeweils zwei benachbarten Seitenwände des rohrförmigen Endbereichs übergehen, vorzugweise mit einem (z. B. Innen-) Bogenwinkel < 90°. Alternativ oder zusätzlich wird der rohrförmige Endbereich derart umgeformt, dass die vertieften Übergangswände jeweils einen abgerundeten Bodenabschnitt aufweisen, der vor zugweise einen (z. B. Innen-) Bogenwinkel < 90°, besonders bevorzugt < 45°, aufweist. Vor teilhaft können damit Spannungsspitzen im Material verhindert und verbesserte Lastpfade durch den Steckbereich ermöglicht werden. Vorteilhaft kann damit auch eine verbesserte Zent rierung des weiteren Rahmenbauteils auf dem Steckbereich erreicht werden.

In einer Ausführungsvariante wird der rohrförmige Endbereich derart umgeformt, dass sich das Rahmenbauteil hin zu dem rohrförmigen Endbereich verjüngt, vorzugsweise vollumfäng lich. Vorzugsweise kann damit ein gelichmäßiger Übergang ohne Spannungsspitzen zum Steckbereich hin vorgesehen sein, der bspw. einfach mittels Umformen herstellbar ist.

In einer weiteren Ausführungsvariante weist die bereitgestellte Vorstufe und/oder das Rah menbauteil eine Zugfestigkeit von > 750 MPa oder > 800 MPa auf. Wie erwähnt, kann der Steckbereich besonders vorteilhaft bei hochfesten Rahmenbauteilen eingesetzt werden, da der Steckbereich eine Vielzahl von Fügefahren ermöglicht, die die Zugfestigkeit nicht beein trächtigen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Rahmenbauteil, das durch ein Verfahren wie hierin offenbart hergestellt wurde.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Rahmenbaugruppe für ein Kraft fahrzeug. Das Verfahren weist Herstellen eines Rahmenbauteils wie hierin offenbart auf. Das Verfahren weist ferner ein Einstecken des Steckbereichs des Rahmenbauteils in ein weiteres Rahmenbauteil, vorzugsweise einen länglicher Träger odereinen Rahmenknoten zum Verbin den mehrerer Träger, auf.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Fügen des Rahmenbauteils und des weiteren Rahmenbauteils an dem Steckbereich, vorzugsweise stoffschlüssig, besonders bevorzugt mittels Kleben, Punktschweißen und/oder Löten, und/oder kraftschlüssig, beson ders bevorzugt mittels Verschrauben, auf. Wie erwähnt, eröffnet der Steckbereich vorteilhaft eine Vielzahl von Möglichkeiten zum Fügen der Rahmenbauteile, die besonders vorteilhaft auch bei hochfesten Werkstoffen einsetzbar sind.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Fügen des Rahmen bauteils und des weiteren Rahmenbauteils an dem Steckbereich mittels Kleben auf Vorzugs weise kann ein Klebstoff an flächigen Abschnitten des Steckbereichs (z. B. außen auf den Seitenwänden des Steckbereichs) aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann vor zugsweise ein Klebstoff in die vertieften Übergangswände eingebracht werden und darin ex pandieren und/oder aushärten. Besonders bevorzugt kann damit einerseits ein Fügeverfahren genutzt werden, das bei hochfesten Werkstoffen einsetzbar ist. Andererseits kann die spezielle Formgebung der vertieften Übergangswände zusätzlich vorteilhaft für das Verkleben genutzt werden.

In einer Ausführungsform sind nach dem Einstecken ein an den Steckbereich angrenzender Hauptkörperbereich des Rahmenbauteils und das weitere Rahmenbauteil bündig zueinander, vorzugsweise vollumfänglich. Alternativ oder zusätzlich fluchten nach dem Einstecken eine Außenkontur des Rahmenbauteils und eine Außenkontur des weiteren Rahmenbauteils in ei ner entlang der Mittelachse verlaufenden Blickrichtung miteinander. Vorteilhaft kann damit er möglicht werden, dass die gleichen Halbzeuge für das Rahmenbauteil und das weitere Rah menbauteil verwendet werden können. Das Rahmenbauteil und das weitere Rahmenbauteil können gleiche Querschnitte aufweisen. Vorzugsweise kann damit auch eine Konstruktion und Auslegung der Rahmenbaugruppe vereinfacht werden. io

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Rahmenbauteils gemäß einem Ausführungsbei spiel der vorliegenden Offenbarung;

Figur 2 eine Seitenansicht des beispielhaften Rahmenbauteils;

Figur 3 eine Stirnansicht des beispielhaften Rahmenbauteils;

Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Rahmenbaugruppe gemäß einem Ausführungs beispiel der vorliegenden Offenbarung;

Figur 5 eine Seitenansicht der beispielhaften Rahmenbaugruppe;

Figur 6 eine Längsschnittansicht durch die beispielhafte Rahmenbaugruppe;

Figur 7 eine perspektivische Ansicht einer Vorstufe eines Rahmenbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;

Figur 8 eine Stirnansicht auf einen freien Endbereich der Vorstufe des Rahmenbauteils ge mäß Figur 7;

Figur 9 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verfahrensschritts zum Her stellen eines Rahmenbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, in einer Stirnansicht auf den Endbereich; und

Figur 10 eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Verfahrensschritts zum Herstellen eines Rahmenbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vor liegenden Offenbarung, in einer Stirnansicht auf den Endbereich bzw. den Steck bereich.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Rahmenbauteil 10. Das Rahmenbauteil 10 ist dazu geeignet, in einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) verwendet zu werden. Bevorzugt kann das Rahmen bauteil 10 als Teil eines Gitterrahmens (z. B. Gitterfahrzeugrahmens oder Gitterfahrerhaus rahmens) des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Besonders bevorzugt ist das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug, wie z. B. ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus. Das Rahmenbauteil 10 ist bevorzugt hochfest bzw. aus einem hochfesten Material, vorzugsweise einer Metalllegierung, hergestellt und weist bspw. eine Zugfestigkeit von > 750 MPa oder > 800 MPa auf.

Das Rahmenbauteil 10 kann bevorzugt als ein länglicher Träger ausgeführt sein. Aus Über sichtsgründen ist der längliche Träger in den Figuren vergleichsweise kurz ausgeführt. In der Praxis kann der längliche Träger deutlich länger ausgebildet sein. Der längliche Träger ist be vorzugt rohrförmig bzw. ist als ein Hohlprofil ausgeführt. Der längliche Träger ist vorzugsweise als ein Mehrkantrohr, besonders bevorzugt Vierkantrohr, ausgeführt, z. B. mit einem im We sentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt. Der längliche Träger kann gerade sein. Es ist auch möglich, dass der längliche Träger bspw. in einem Biegeprozess in eine gewünschte Form gebogen wird, um geometrischen Anforderungen der Fahrzeugstruktur ge recht zu werden.

Alternativ zu der Ausbildung als länglicher Träger kann das Rahmenbauteil 10 bspw. auch als ein Rahmenknoten zum Verbinden mehrerer, vorzugweise länglicher, Träger ausgeführt sein (nicht dargestellt).

Das Rahmenbauteil 10 weist einen Steckbereich 12 auf. Optional kann das Rahmenbauteil einen rohrförmigen Hauptkörperbereich 14 aufweisen, vorzugsweise wenn das Rahmenbau teil 10 als länglicher Träger ausgeführt ist.

Der Steckbereich 12 ist rohrförmig. Der Steckbereich 12 erstreckt sich entlang einer Mittel achse M. Der Steckbereich 12 ist dazu ausgebildet, in ein weiteres Rahmenbauteil eingesteckt zu werden. Der Steckbereich 12 kann das Rahmenbauteil 10 mit dem weiteren Rahmenbauteil verbinden.

Der Steckbereich 12 ist an einem freien Ende des Rahmenbauteils 10 angeordnet. Es versteht sich, dass das freie Ende nur im unmontierten bzw. nicht-eingebauten Zustand des Rahmen bauteils 10 „frei“ ist. Im montierten Zustand ist an diesem Ende des Rahmenbauteils 10 das weitere Rahmenbauteil angeordnet. Es ist möglich, dass das Rahmenbauteil 10 an einem ent gegengesetzten Ende einen weiteren Steckbereich oder keinen Steckbereich aufweist. Der Steckbereich 12 weist mehrere Seitenwände 16, 18, 20, 22 und mehrere Übergangs wände 24, 26, 28, 30 auf. Die Seitenwände 16, 18, 20, 22 und die Übergangswände 24, 26, 28, 30 können zusammen die Rohrform des Steckbereichs 12 bilden.

Im dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Anzahl der mehreren Seitenwände 16, 18, 20, 22 gleich vier, und eine Anzahl der mehreren Übergangswände 24, 26, 28, 30 ist ebenfalls gleich vier. Es ist möglich, dass für andere (z. B. prismatische) Profilarten bzw. Mehr kantprofile eine andere Anzahl für die Seitenwände und die Übergangswände umfasst ist. Be vorzugt stimmt eine Anzahl der Seitenwände 16, 18, 20, 22 und eine Anzahl der Übergangs wände 24, 26, 28, 30 miteinander überein.

Die Seitenwände 16, 18, 20, 22 liegen einander gegenüber. Im Einzelnen kann eine erste Seitenwand 16 einer dritten Seitenwand 20 direkt gegenüberliegen. Eine zweite Seitenwand 18 kann einer vierten Seitenwand 22 direkt gegenüberliegen. Die Seitenwände 16, 18, 20, 22 können in unterschiedlichen Raumebnen liegen. Die erste Seitenwand 16 kann im Wesentli chen senkrecht bzw. im 90°-Winkel zur zweiten Seitenwand 18 orientiert sein. Die zweite Sei tenwand 18 kann im Wesentlichen senkrecht bzw. im 90°-Winkel zur dritten Seitenwand 20 orientiert sein. Die dritte Seitenwand 20 kann im Wesentlichen senkrecht bzw. im 90°- Winkel zur vierten Seitenwand 22 orientiert sein. Die vierte Seitenwand 22 kann im Wesentlichen senkrecht bzw. im 90°- Winkel zur ersten Seitenwand 16 orientiert sein.

Vorzugsweise können die erste Seitenwand 16 und die dritte Seitenwand 20 parallel sein, und/oder die zweite Seitenwand 18 und die vierte Seitenwand 22 können parallel sein. Die Seitenwände 16, 18, 20, 22 können parallel zu der Mittelachse M sein.

Die Seitenwände 16, 18, 20, 22 sind im Wesentlichen eben, vorzugsweise bezüglich der Au ßenflächen der Seitenwände 16, 18, 20, 22. Die Seitenwände 16, 18, 20, 22 können dazu ausgebildet sein, sich flächig innen an das weitere Rahmenbauteil anzulegen.

Die Übergangswände 24, 26, 28, 30 verbinden jeweils zwei benachbarte Seitenwände der mehreren Seitenwände 16, 18, 20, 22 miteinander. Die jeweils benachbarten Seitenwände der mehreren Seitenwände 16, 18, 20, 22 sind jeweils in einem Winkel < 180°zueinander orientiert. Bei einer von einem Dreikantrohr abgeleiteten Form kann der Winkel im Wesentlich 60° betra gen (= 18073). Bei einer von einem Vierkantrohr abgeleiteten, bevorzugten Form, wie darge stellt, kann der Winkel im Wesentlichen 90° betragen (=2*18074). Bei einer von einem Fünf kantrohr abgeleiteten Form kann der Winkel im Wesentlichen 108° betragen (=3*18074) usw. Die Übergangswände 24, 26, 28, 30 können anstelle von herkömmlichen Kantenabschnitten (siehe Hauptbereich 14 oder Figur 7) bei einem herkömmlichen Mehrkantprofil angeordnet sein.

Beispielsweise kann eine erste Übergangswand 24 die erste und zweite Seitenwand 16, 18 miteinander verbinden. Die zweite Übergangswand 26 kann die zweite und dritte Seitenwand 18, 20 miteinander verbinden. Die dritte Übergangswand 28 kann die dritte und vierte Seiten wand 20, 22 miteinander verbinden. Die vierte Übergangswand 30 kann die erste und vierte Seitenwand 16, 22 miteinander verbinden.

Bevorzugt sind die Übergangswände 24, 26, 28, 30 und die Seitenwände 16, 18, 20, 22 jeweils abwechselnd angeordnet, vorzugsweise bezogen auf eine Umfangsrichtung um die Mittel achse M herum. Jede Übergangswand 24, 26, 28, 30 kann an zwei der Seitenwände 16, 18, 20, 22 angrenzen und umgekehrt.

Die Übergangswände 24, 26, 28, 30 können einander gegenüberliegen, z. B. in Abhängigkeit von einer Profilform des Steckbereichs 12. Im Einzelnen kann die erste Übergangswand 24 der dritten Übergangswand 28 direkt gegenüberliegen. Die zweite Übergangswand 26 kann der vierten Übergangswand 30 direkt gegenüberliegen. Die Übergangswände 24, 26, 28, 30 können parallel zu der Mittelachse M sein.

Bevorzugt sind die Übergangswände 24, 26, 28, 30 um einen Umfang des Steckbereichs 12 um die Mittelachse M herum verteilt angeordnet. Vorzugsweise sind alle Übergangswände 24, 26, 28, 30 äquidistant zu der Mittelachse M angeordnet. Der Steckbereich 12 kann im Wesent lichen als ein Mehrkantrohr, vorzugsweise Vierkantrohr, ausgeführt sein. Die Übergangs wände 24, 26, 28, 30 können die Kantenabschnitte/Eckabschnitte des Mehrkantrohrs bilden bzw. in den Kantenabschnitten/ Eckabschnitten angeordnet sein.

Die Übergangswände 24, 26, 28, 30 sind zu der Mittelachse M hin vertieft. Bevorzugt sind die mehreren Übergangswände 24, 26, 28, 30 nutförmig bzw. rinnenförmig vertieft. Die Über gangswände 24, 26, 28, 30 können einen V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt kann der Querschnitt der Vertiefung bzw. der Übergangswände 24, 26, 28, 30 über eine Länge der Übergangswände 24, 26, 28, 30 parallel zur Mittelachse M im Wesentlichen konstant sein.

Die Übergangswände 24, 26, 28, 30 können jeweils abgerundet in die Seitenwände 16, 18, 20, 22 übergehen, z. B. mit einem Bogenwinkel < 90°. Die erste Übergangswand 24 kann abgerundet in die erste und zweite Seitenwand 16, 18 übergehen. Die zweite Übergangswand 26 kann abgerundet in die zweite und dritte Seitenwand 18, 20 übergehen. Die dritte Über gangswand 28 kann abgerundet in die dritte und vierte Seitenwand 20, 22 übergehen. Die vierte Übergangswand 30 kann abgerundet in die erste und vierte Seitenwand 16, 22 überge hen.

Ein jeweiliger Bodenabschnitt der vertieften Übergangswände 24, 26, 28, 30 kann abgerundet sein und bspw. einen Bogenwinkel von < 90°, besonders bevorzugt < 45°, einschließen. Aus gehend vom abgerundeten Bodenabschnitt kann die jeweilige Übergangswand sich V- oder U-förmig hin zu den zwei jeweils benachbarten Seitenwänden 16, 18, 20, 22 erstrecken. Der Bodenabschnitt der jeweiligen Übergangswand 24, 26, 28, 30 kann derjenige Abschnitt der Übergangswand 24, 26, 28, 30 sein, der am nähesten zu der Mittelachse M angeordnet ist.

Eine Länge des Steckbereichs 12 bezüglich der Mittelachse M kann bspw. entsprechend den Anforderungen (u.a. mechanische Eigenschaften) der zu fertigenden Rahmenstruktur gewählt werden. Bezüglich der Mittelachse M kann der Steckbereich 12, die Seitenwände 16, 18, 20 und/oder 22, und/oder die Übergangswände 24, 26, 28 und/oder 30 vorzugsweise eine Länge in einem Bereich zwischen 10 mm und 200 mm aufweisen.

Das Rahmenbauteil 10 kann sich hin zu dem Steckbereich 12 verjüngen, vorzugsweise voll umfänglich. Bspw. kann das Rahmenbauteil 10 einen Verjüngungsbereich 32 aufweisen. Der Verjüngungsbereich 32 kann rohrförmig sein. Der Verjüngungsbereich 32 kann zwischen dem Hauptkörperbereich 14 und dem Steckbereich 12 angeordnet sein, vorzugsweise jeweils direkt angrenzend an den Hauptkörperbereich 14 und den Steckbereich 12. Der Verjüngungsbereich 32 kann sich ausgehend von dem Hauptkörperbereich 14 entlang der Mittelachse M hin zu dem Steckbereich 12 verjüngen. Ein Querschnitt bzw. eine Außenkontur des Verjüngungsbe reichs 32 kann sich entlang der Mittelachse M hin zu dem Steckbereich 12 verringern.

Der Hauptkörperbereich 14 kann rohrförmig sein. Der Hauptkörperbereich 14 kann im Wesent lichen als ein Mehrkantrohr, vorzugsweise Vierkantrohr, ausgeführt sein. Der Hauptkörperbe reich 14 kann zusammen mit dem Steckbereich 12 das als länglichen Träger ausgeführte, beispielhafte Rahmenbauteil 10 bilden. Es ist jedoch auch möglich, dass der Hauptkörperbe reich anders ausgeführt ist, z. B. knotenförmig, und zusammen mit dem Steckbereich 12 bspw. ein als Rahmenknoten ausgeführtes Rahmenbauteil bildet. Bevorzugt ist ein Querschnitt des Steckbereichs 12 kleiner als ein Querschnitt des Hauptkör perbereichs 14. Der Querschnitt bezieht sich auf eine Ebene senkrecht zur Mittelachse. Der Querschnitt des Steckbereichs 12 kann im Wesentlichen konstant entlang der Mittelachse M sein. Der Querschnitt des Hauptkörperbereichs 14 kann im Wesentlichen konstant entlang der Mittelachse M sein. Beispielsweise kann der Hauptkörperbereich 14 im Querschnitt eine Ge samtbreite aufweisen, die größer als eine Gesamtbreite des Steckbereichs 12 im Querschnitt des Steckbereichs 12 ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Hauptkörperbereich 14 im Quer schnitt eine Gesamthöhe aufweisen, die größer als eine Gesamthöhe des Steckbereichs 12 im Querschnitt des Steckbereichs 12 ist.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine Rahmenbaugruppe 34 mit dem Rahmenbauteil 10 und einem weiteren Rahmenbauteil 36.

Die Rahmenbaugruppe 34 ist dazu geeignet, in einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) ver wendet zu werden. Bevorzugt kann die Rahmenbaugruppe 34 als Teil eines Gitterrahmens (z. B. Gitterfahrzeugrahmens oder Gitterfahrerhausrahmens) des Kraftfahrzeugs verwendet wer den.

Das weitere Rahmenbauteil 36 ist bevorzugt hochfest bzw. aus einem hochfesten Material, vorzugsweise einer Metalllegierung, hergestellt und weist bspw. eine Zugfestigkeit von > 750 MPa oder > 800 MPa auf.

Das weitere Rahmenbauteil 36 kann als ein länglicher T räger ausgeführt sein. Aus Übersichts gründen ist der längliche Träger in den Figuren 4 bis 6 vergleichsweise kurz ausgeführt. In der Praxis kann der längliche Träger deutlich länger ausgebildet sein. Der längliche Träger ist be vorzugt rohrförmig bzw. ist als ein Hohlprofil ausgeführt. Der längliche Träger ist vorzugsweise als ein Mehrkantrohr, vorzugsweise Vierkantrohr ausgeführt, z. B. mit einem im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt. Alternativ zu der Ausbildung als länglicher Trä ger kann das weitere Rahmenbauteil 36 bspw. auch als ein Rahmenknoten (nicht dargestellt) zum Verbinden mehrerer, vorzugweise länglicher, Träger ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass das weitere Rahmenbauteil 36 gebogen ist.

Das Rahmenbauteil 10 ist mittels des Steckbereichs 12 in das weitere Rahmenbauteil 36 ein gesteckt. Die ebenen Außenflächen der Seitenwände 16, 18, 20, 22 können flächig innen an dem weiteren Rahmenbauteil 36 anliegen. Die zur Mittelachse M hin vertieften Übergangs wände 24, 26, 28, 30 können zumindest abschnittsweise beabstandet zu einer Innenumfangs fläche des weiteren Rahmenbauteils 36 sein.

Nach dem Einstecken des Rahmenbauteils 10 in das weitere Rahmenbauteil 36 können diese noch fest miteinander verbunden bzw. gefügt werden. Das Fügen erfolgt bevorzugt im Über lappungsbereich zwischen dem Rahmenbauteil 10 und dem weiteren Rahmenbauteil 36, d.h. im und/oder am Steckbereich 12.

Das Rahmenbauteil 10 und das weitere Rahmenbauteil 36 sind bevorzugt ohne hohen Wär meeintrag gefügt, um die Festigkeit bzw. die hohe Zugfestigkeit von > 750 MPa oder > 800 MPa nicht zu beeinträchtigen.

Das Rahmenbauteil 10 und das weitere Rahmenbauteil 36 können bspw. stoffschlüssig (z. B. adhäsiv), vorzugweise mittels Kleben und/oder mittels Löten, am Steckbereich 12 miteinander gefügt sein.

Besonders bevorzugt kann ein Klebstoff in die vertieften Übergangswände 24, 26, 28, 30 ein gebracht werden. Vorteilhaft können somit die durch die Übergangswände 24, 26, 28, 30 be reitgestellten Hohlräume bzw. Vertiefungen für den Klebstoff genutzt werden. Der Klebstoff kann bspw. expandieren und/oder aushärten, um den Steckbereich 12 bzw. das Rahmenbau teil 10 mit dem Rahmenbauteil 10 zu fügen und/oder um den Steckbereich 12 zu verstärken bzw. zu festigen. Es ist möglich, dass der Klebstoff in einem KTL-Prozess (kathodische Tauch- Lackierung) und/oder KTL-Ofen aushärtet und/oder expandiert und bspw. zusätzlich Festig keitseigenschaften mit sich bringt.

Es ist auch möglich, dass Klebstoff zum Fügen auf die Seitenwände 16, 18, 20, 22 des Steck bereichs 12 bzw. die flächigen Abschnitt des Steckbereichs 12 aufgebracht wird, um den Steckbereich 12 mit dem weiteren Rahmenteil 36 zu fügen.

Zum Löten kann bspw. eine Lötfolie zwischen dem Steckbereich 12 und einem Innenumfang des weiteren Rahmenteils 36 positioniert werden.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Kleben und/oder Löten usw. können das Rahmenbauteil 10 und das weitere Rahmenbauteil 36 bspw. kraftschlüssig, z. B. mittels Verschrauben, am Steck bereich 12 miteinander gefügt sein. Vor oder nach dem Kleben, Löten und/oder Verschrauben usw. kann bspw. eine Verbindung zwischen dem Rahmenbauteil 10 und dem weiteren Rahmenteil 36 mittels Punktschweißver bindungen fixiert werden. Bevorzugt können das Rahmenbauteil 10 und das weitere Rahmen bauteil 36 mittels Punktschweißen aneinandergeheftet werden. Die Schweißpunkte können bspw. im Bereich des Verjüngungsbereichs 32 positioniert sein. Es ist auch möglich, auf das Punktschweißen zu verzichten.

Eine vollumfängliche Querschnittsverringerung des Rahmenbauteils 10 im Steckbereich 12 kann ermöglichen, dass der Hauptbereich 14 und das weitere Rahmenbauteil 36 bündig zuei nander ausgerichtet sind, vorzugsweise vollumfänglich. Eine Außenkontur des Rahmenbau teils 10 bzw. des Hauptbereichs 14 und eine Außenkontur des weiteren Rahmenbauteils 36 können in einer Blickrichtung in Richtung der Mittelachse M miteinander fluchten.

Es ist möglich, dass das weitere Rahmenbauteil 36 an einem dem Rahmenbauteil 10 entge gengesetzten Ende einen Steckbereich zum Einstecken in ein weiteres anderes Rahmenbau teil (nicht dargestellt), z. B. länglicher Träger oder Rahmenknoten, aufweist. Dieser Steckbe reich kann vorzugsweise wie der Steckbereich 12 ausgebildet sein.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 10 ist nachfolgend ein Verfahren zum Herstellen des Rahmenbauteils 10 beschrieben.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Vorform bzw. Vorstufe 38 für das Rahmenbauteil 10. Die Vorstufe 38 ist bevorzugt als ein länglicher, rohrförmiger Träger ausgebildet. Vorzugsweise weist der längliche Träger entlang seiner Länge bzw. entlang der Mittelachse M einen kon stanten Querschnitt auf. Bevorzugt kann die Vorstufe 38 ein Mehrkantrohr, besonders bevor zugt ein Vierkantrohr, sein, wie dargestellt ist. Es ist allerdings prinzipiell auch möglich, dass die Vorstufe 38 anders ausgeführt ist, z. B. als ein Knotenelement zum Verbinden mehrerer länglicher Träger.

Die Vorstufe 38 weist einen Endbereich 40 auf. Die Vorstufe 38 kann bereits den Hauptkör perbereich 14 aufweisen, vorzugsweise unverändert im Vergleich zum Hauptkörperbereich 14 des Rahmenbauteils 10.

Der Endbereich 40 kann an einem freien Ende der Vorstufe 38 angeordnet sein. Der Endbe reich 40 ist rohrförmig, mit einer Mehrkantform, vorzugsweise Vierkantform. Die Mehrkantform bzw. der Endbereich 40 kann mehrere Seitenwände 42, 44, 46, 48 und mehrere Kantenab schnitte 50, 52, 54, 56 aufweisen. Die Seitenwände 42, 44, 46, 48 und die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 können zusammen die Mehrkantform des Steckbereichs 12 bilden.

Die mehreren Seitenwände 42, 44, 46, 48 und/oder die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 kön nen sich über den Endbereich 40 hinaus entlang des Hauptkörperbereichs 14 erstrecken, be vorzugt parallel zur Mittelachse M.

Im dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Anzahl der mehreren Seitenwände 42, 44, 46, 48 gleich vier, und eine Anzahl der mehreren Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 ebenfalls gleich vier. Es ist möglich, dass für andere (z. B. prismatische) Profilarten bzw. Mehr kantprofile eine andere Anzahl für die Seitenwände und die Kantenabschnitte umfasst ist. Be vorzugt stimmt eine Anzahl der Seitenwände 42, 44, 46, 48 und eine Anzahl der Kantenab schnitte 50, 52, 54, 56 miteinander überein.

Die Seitenwände 42, 44, 46, 48 liegen einander gegenüber. Im Einzelnen kann eine erste Seitenwand 42 einer dritten Seitenwand 46 direkt gegenüberliegen. Eine zweite Seitenwand 44 kann einer vierten Seitenwand 48 direkt gegenüberliegen. Die Seitenwände 42, 44, 46, 48 können in unterschiedlichen Raumebnen liegen. Die erste Seitenwand 42 kann im Wesentli chen senkrecht bzw. im 90°-Winkel zur zweiten Seitenwand 44 orientiert sein. Die zweite Sei tenwand 44 kann im Wesentlichen senkrecht bzw. im 90°-Winkel zur dritten Seitenwand 46 orientiert sein. Die dritte Seitenwand 46 kann im Wesentlichen senkrecht bzw. im 90°- Winkel zur vierten Seitenwand 48 orientiert sein. Die vierte Seitenwand 48 kann im Wesentlichen senkrecht bzw. im 90°- Winkel zur ersten Seitenwand 42 orientiert sein.

Vorzugsweise können die erste Seitenwand 42 und die dritte Seitenwand 46 parallel sein, und/oder die zweite Seitenwand 44 und die vierte Seitenwand 48 können parallel sein. Die Seitenwände 42, 44, 46, 48 können parallel zu der Mittelachse M sein.

Die Seitenwände 42, 44, 46, 48 sind im Wesentlichen eben, vorzugsweise bezüglich der Au ßenflächen der Seitenwände 42, 44, 46, 48. Die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 sind bevor zugt abgerundet.

Die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 verbinden jeweils zwei benachbarte Seitenwände der mehreren Seitenwände 42, 44, 46, 48 miteinander. Die jeweils benachbarten Seitenwände der mehreren Seitenwände 42, 44, 46, 48 sind jeweils in einem Winkel < 180°zueinander orientiert. Bei einer von einem Dreikantrohr abgeleiteten Form kann der Winkel im Wesentlich 60° betra gen (= 180 3). Bei einer von einem Vierkantrohr abgeleiteten, bevorzugten Form, wie darge stellt, kann der Winkel im Wesentlichen 90° betragen (=2*18074). Bei einer von einem Fünf kantrohrabgeleiteten Form kann der Winkel im Wesentlichen 108° betragen (=3*18074) usw.

Beispielsweise kann ein erster Kantenabschnitt 50 die erste und zweite Seitenwand 42, 44 miteinander verbinden. Der zweite Kantenabschnitt 52 kann die zweite und dritte Seitenwand 44, 46 miteinander verbinden. Der dritte Kantenabschnitt 54 kann die dritte und vierte Seiten wand 46, 48 miteinander verbinden. Der vierte Kantenabschnitt 56 kann die erste und vierte Seitenwand 42, 48 miteinander verbinden.

Bevorzugt sind die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 und die Seitenwände 42, 44, 46, 48 jeweils abwechselnd angeordnet, vorzugsweise bezogen auf eine Umfangsrichtung um die Mittel achse M herum. Jeder Kantenabschnitt 50, 52, 54, 56 kann an zwei der Seitenwände 42, 44, 46, 48 angrenzen und umgekehrt.

Die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 können einander gegenüberliegen, z. B. in Abhängigkeit von einer Profilform des Endbereichs 40. Im Einzelnen kann der erste Kantenabschnitt 50 dem dritten Kantenabschnitt 54 direkt gegenüberliegen. Der zweite Kantenabschnitt 52 kann dem vierten Kantenabschnitt 56 direkt gegenüberliegen. Die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 kön nen parallel zu der Mittelachse M sein.

Bevorzugt sind die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 um einen Umfang des Endbereichs 40 um die Mittelachse M herum verteilt angeordnet. Vorzugsweise sind alle Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 äquidistant zu der Mittelachse M angeordnet.

Das Rahmenbauteil 10 kann nun aus der Vorstufe 38 derart hergestellt werden, dass der End bereich 40 zu dem Steckbereich 12 umgeformt wird. Ein Querschnitt des Endbereichs 40 wird durch Umformen der Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 zu den Übergangswände 24, 26, 28, 30 verringert, vorzugsweise vollumfänglich.

Das Umformen des Endbereichs 40 zu dem Steckbereich 12 kann bspw. in einem einstufigen oder mehrstufigen Umformprozess erfolgen. Die Umformung kann bspw. bei Umgebungstem peratur oder bei einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur erfolgen. Ein Umfor men bei erhöhter Temperatur kann die Umformbarkeit des Werkstoffs der Vorstufe 38 optimie ren. Allerdings ist dies auf den eingesetzten Werkstoff abzustimmen, um einen negativen Ein fluss auf die Werkstoffeigenschaften zu vermeiden. Zum Umformen können bspw. eine oder mehrere Matrizen bzw. Gesenke (z. B. 58, 70), die in dem Endbereich 40 eingeführt (eingesetzt) bzw. positioniert werden, verwendet werden. Mit tels der Matrize(n) kann eine gezielte Materialflusssteuerung für den Umformprozess erzielt werden. Mittels der Matrize(n) kann eine Geometrie des Steckbereichs 12 flexibel gestaltbar sein.

Die Figuren 9 und 10 zeigen ein beispielhaftes Umformverfahren.

Gemäß Figur 9 kann zunächst eine Matrize 58 in dem Endbereich 40 eingeführt bzw. positio niert werden. Eine Außenkontur der Matrize 58 kann bevorzugt einer Vorstufe zu einer ge wünschten Innenkontur des Steckbereichs 12 sein.

Die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 (siehe Figur 8) können von Presswerkzeugen 60 gegen die Matrize 58 gepresst werden. Die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 werden nach innen um geformt. Es können Vorstufen 62, 64, 66, 68 für die Übergangswände 24, 26, 28, 30 entstehen. Bevorzugt können die Presswerkzeuge 60 eine abgerundete Kontaktfläche zum Kontaktieren der Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 aufweisen. Die Presswerkezuge 60 können die Kanten abschnitte 50, 52, 54, 56 beispielsweise gleichzeitig oder nacheinander umformen. Beispiels weise kann für jeden Kantenabschnitt 50, 52, 54, 56 ein Presswerkzeug 60 vorhanden sein, oder die Kantenabschnitte 50, 52, 54, 56 können nacheinander von demselben Presswerk zeug 60 umgeformt werden. Die Presswerkzeuge 60 können bspw. als Stempel ausgeführt sein.

Beispielsweise kann der erste Kantenabschnitt 50 zu der ersten Vorstufe 62 für die erste Über gangswand 24 umgeformt werden. Der zweite Kantenabschnitt 52 kann zu der zweiten Vor stufe 64 für die zweite Übergangswand 26 umgeformt werden. Der dritte Kantenabschnitt 54 kann zu der dritten Vorstufe 66 für die dritte Übergangswand 28 umgeformt werden. Der vierte Kantenabschnitt 56 kann zu der vierten Vorstufe 68 für die vierte Übergangswand 30 umge formt werden.

Gemäß Figur 10 kann die Matrize 58 durch eine weitere Matrize 70 ausgetauscht werden. Die Matrize 58 kann aus dem bereits teilweise umgeformten Endbereich 40 entnommen werden. Die Matrize 70 kann in den bereits teilweise umgeformten Endbereich 40 positioniert werden. Eine Außenkontur der weiteren Matrize 70 kann bevorzugt einer gewünschten Innenkontur des Steckbereichs 12 entsprechen. Die weitere Matrize 70 kann eine Zielgeometrie abbilden. Die Seitenwände 42, 44, 46, 48 (siehe Figuren 8 und 9) können von Presswerkzeugen 72 gegen die weitere Matrize 70 gepresst werden. Es entstehen die Übergangswände 24, 26, 28, 30 aus den Vorstufen 62, 64, 66, 68 und die Seitenwände 16, 18, 20, 22 aus den Seitenwänden 42, 44, 46, 48 und somit insgesamt der Steckbereich 12. Bevorzugt können die Presswerk zeuge 72 eine ebene Kontaktfläche zum Kontaktieren der Seitenwände 42, 44, 46, 48 aufwei sen. Die Presswerkezuge 72 können die Seitenwände 42, 44, 46, 48 beispielsweise gleichzei tig oder nacheinander umformen. Beispielsweise kann für jede Seitenwand 42, 44, 46, 48 ein Presswerkzeug 72 vorhanden sein, oder die Seitenwände 42, 44, 46, 48 können nacheinander von demselben Presswerkzeug 72 umgeformt werden. Die Presswerkzeuge 72 können als vorzugsweise Stempel mit plan ausgeführten Kontaktflächen ausgebildet sein.

Beispielsweise kann die erste Seitenwand 42 des Endbereichs 40 zu der ersten Seitenwand 16 des Steckbereichs 12 umgeformt werden. Die zweite Seitenwand 44 des Endbereichs 40 kann zu der zweiten Seitenwand 18 des Steckbereichs 12 umgeformt werden. Die dritte Sei tenwand 46 des Endbereichs 40 kann zu der dritten Seitenwand 20 des Steckbereichs 12 umgeformt werden. Die vierte Seitenwand 48 des Endbereichs 40 kann zu der vierten Seiten wand 22 des Steckbereichs 12 umgeformt werden.

Beispielsweise kann der erste Kantenabschnitt 50 des Endbereichs 40 zu der ersten Über gangswand 24 des Steckbereichs 12 umgeformt werden, vorzugsweise über die erste Vorstufe 62. Der zweite Kantenabschnitt 52 des Endbereichs 40 kann zu der zweiten Übergangswand 26 des Steckbereichs 12 umgeformt werden, vorzugsweise über die zweite Vorstufe 64. Der dritte Kantenabschnitt 54 des Endbereichs 40 kann zu der dritten Übergangswand 28 des Steckbereichs 12 umgeformt werden, vorzugsweise über die dritte Vorstufe 66. Der vierte Kan tenabschnitt 56 des Endbereichs 40 kann zu der vierten Übergangswand 30 des Steckbe reichs 12 umgeformt werden, vorzugsweise über die vierte Vorstufe 68.

Es versteht sich, dass das unter Bezugnahme auf die Figuren 9 und 10 erläuterte Herstel lungsverfahren zwar besonders bevorzugt, aber nur beispielhaft ist. Das Verringern des Quer schnitts des Endbereichs 40 zu dem Steckbereich 12 kann auch mittels anderer Verfahren, vorzugsweise Umformverfahren, erfolgen. Das Umformverfahren kann bspw. nur einstufig sein, und nur eine Matrize verwenden. Das Umformverfahren kann bspw. auch dreistufig sein oder noch mehr Stufen aufweisen, und drei oder mehr Matrizen verwenden.

Es ist bspw. auch möglich, dass der Endbereich 40 mittels Hydroforming, vorzugsweise Au ßenhochdruckumformen, zu dem Steckbereich 12 umgeformt wird. Es ist bspw. ebenfalls möglich, dass der Endbereich 40 mittels Tiefziehens oder mittels eines Rollen- oder Walzen werkzeugs, das auf den Endbereich 40 abgerollt wird, umgeformt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweils bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Be reichs.

Bezugszeichenliste

10 Rahmenbauteil

12 Steckbereich

14 Hauptkörperbereich

16 Erste Seitenwand

18 Zweite Seitenwand

20 Dritte Seitenwand

22 Vierte Seitenwand

24 Erste Übergangswand

26 Zweite Übergangswand

28 Dritte Übergangswand

30 Vierte Übergangswand

32 Verjüngungsbereich

34 Rahmenbaugruppe

36 Weiteres Rahmenbauteil

38 Vorstufe

40 Endbereich

42 Erste Seitenwand

44 Zweite Seitenwand

46 Dritte Seitenwand

48 Vierte Seitenwand

50 Erster Kantenabschnitt

52 Zweiter Kantenabschnitt

54 Dritter Kantenabschnitt

56 Vierter Kantenabschnitt

58 Matrize

60 Presswerkzeug

62 Erste Vorstufe

64 Zweite Vorstufe

66 Dritte Vorstufe

68 Vierte Vorstufe

70 Weitere Matrize

72 Presswerkzeug

M Mittelachse