(57)【要約】  本発明は、特に、車両支持フレームにおいて、２つの形材（１，２）を連結するジャンクション構造に関するものである。第１形材（１）は、平面的で平行な側面を少なくとも２つ有しており、そして、第２形材（２）は、平行で対向する２つのガーダ（３，４）と、ガーダ（３，４）を連結するストリップ（５，６）少なくとも１つとを含む。側方端部を有するガーダ（３，４）はストリップ（５，６）に対して突出しており、前記突出部は一対の平行フランジ（３１，４１，３２，４２）を形成している。ジャンクション構造は、空所（７）を制限する第１形材の対向する端部（８，９）の平行な側面を、第２形材（２）の対向フランジ（３１，４１，３２，４２）の内側面（３１ａ，４１ａ，３２ａ，４２ａ）に対して形状適合的に置き、そして、連結する方法で、第１形材（１）が、第２形材（２）を前方側へ挿入する空所（７）を連結位置で備えていることを特徴としている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面的で平行な側面少なくとも２つを有する第１形材（１）と、平行で対向する２つのガーダ（３，４）及びそれらガーダ（３，４）を連結する少なくとも１つのストリップ（５，６）からなる第２形材（２）との２つの形材（１，２）を連結する、特に車両支持体フレームにおける、ジャンクション構造であって、
ここで、平行な端部を有する前記ガーダ（３，４）は、ストリップ（５，６）に関して突出しており、その突出部が一対の平行フランジ（３１，４１，３２，４２）を形成しているものとし、
前記第１形材（１）が、連結位置で空所（７）を有しており、
前記空所を制限する第１形材（１）の対向端部（８，９）の平行な側面を、第２形材（２）の対向フランジ（３１，４１，３２，４２）の内側面（３１ａ，４２ａ，３２ａ，４２ａ）に対して形状適合的にし、そして、それらに連結するように、第２形材（２）がその前方側にて空所（７）に挿入されていることを特徴とする、前記ジャンクション構造。
【請求項２】
第２形材（２）が、ＤＡＶＥＸ形材であることを特徴とする、請求項１に記載のジャンクション構造。
【請求項３】
形材（１，２）を、溶接により接合することを特徴とする、請求項１又は２に記載のジャンクション構造。
【請求項４】
溶接接合を、線形溶接シーム（３ａ，４ａ）として構成することを特徴とする、請求項３に記載のジャンクション構造。
【請求項５】
第１形材（１）を、車両縦材、特に、後方車両縦材として構成し、そして、第２形材（２）を車両横材として構成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のジャンクション構造。
【請求項６】
第２形材（２）を、車両座席支持体として構成することを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載のジャンクション構造。
【請求項７】
第１形材（１）が、連結位置で完全に裂けていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のジャンクション構造。
【請求項８】
第２形材（２）から離れた側面上で完全に裂けている、第１形材（１）の１つの端部（９）が突出部（１０）を有し、そして、それによって前記第１形材（１）の１つの端部（９）が第１形材（１）のもう１つの端部（８）へ連結していることを特徴とする、請求項７に記載のジャンクション構造。
【請求項９】
第１形材（１）が、連結位置で、第２形材（２）から離れた側面上に配置されたストリップ（１１）のところまで裂けていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のジャンクション構造。
【請求項１０】
第２形材（２）が、２つのストリップ（３，４）を有し、そして、それらのうち１つが縦に切断されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のジャンクション構造。
【請求項１１】
ジャンクション構造が、シェルタイプエレメントで、更に囲まれていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のジャンクション構造。
【請求項１２】
シェルタイプエレメントが、深絞り又は末端部材として構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載のジャンクション構造。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、平面的で平行な側面少なくとも２つを有する第１形材と、平行で対向する２つのガーダ及びそれらガーダを連結する少なくとも１つのストリップからなる第２形材との２つの形材を連結する、特に車両支持体フレームにおけるジャンクション構造に関するものであって、ここで、平行な端部を有する前記ガーダはストリップに関して突出しており、その突出部が一対になった平行フランジを形成している。
【０００２】
特に、新しい軽量構造概念の背景以前の車両構造において、中空形材、つまり、閉鎖した断面を有する形材が、この数年間で再び多く使用されている。特に、高強度及び最大強度鋼材料から製造される前記中空形材は、重量削減の高い可能性を提供する。中空形材の使用における主な問題は、連結ジャンクションによって接合させることに関する。
【０００３】
形材、特に、中空形材を連結するジャンクション構造は、長い間公知であった。従って、欧州特許ＥＰ０５６８２５１ＢＩには、側面長土台(Ｓｅｉｔｅｎｓｃｈｗｅｌｌｅｒ)に対して長方形の断面を有する中空形材として構成される横材を接合させるＴ形ジャンクション構造が記載されている。前記のＴ形ジャンクションの１つの実施態様によると、１つの末端での横材は縦に裂けており、そして、Ｃ形断面を有する２つの形材を形成するために曲げる。前記の実施態様では、Ｃ形断面を有する２つの前記形材が、互いに平面的に配置され、各々場合において約９０度曲げられており、それに対して側面長土台が設置され、そして溶接されている。大きな連結域及びそれに関連して達成される高強度を有するジャンクション構造の結果として、車両の縦方向での許容差補正（Ｔｏｌｅｒａｎｚａｕｓｇｌｅｉｃｈ）が更に提供されるが、しかし、横材末端の個々の作業がそれぞれ必要であるため、比較的高い製造コストに結びつく。更に、前方又は後方衝突の場合、つまり、車両フレームに縦方向で力が付与される場合に、溶接シームが裂けることがあり、それによって、横材と長土台との間の連結が完全に破壊し、そして、車両支持体フレームが大幅に強度を失う。
【０００４】
独国特許ＤＥ１９６５３５０９Ａ１に記載されている車両支持体フレームにおけるジャンクション構造は、ハイドロ−フォーミング（ＩＨＵ）によりシート鋼から製造される連結部分少なくとも２つを有するジャンクションエレメントに基づいている。連結されるべき中空形材を、連結部分に接着させ、そして、溶接又はボンディングによって固定させる。これにより、２つ又はいくつかの形材の正確な連結が可能になるが、それによって許容差補正のいくつかの度合いが限定された変動可能な挿入深さを通して提供されるので、前記ジャンクションエレメントは個々で製造することしかできないし、ＩＨＵ技術の結果としてコストが高くなる。
【０００５】
最後に、２つの形材を連結する本明細書の序文に記載のジャンクション構造は慣習により公知であり、ここで、ガーダを連結する第２形材のストリップはガーダに対して縦に切断されているので、そこから生じるガーダの前方の突出部は、形状適合的（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）で正しい角度に連結されている第１形材を囲んでいる。同様に、溶接接合によって固定されるジャンクション構造は高強度によって特徴づけられる。しかしながら、薄い肉厚での圧力と、同時に、大きい形材断面とによって、通常、縦材として構成される第１形材のカーブ効果及び/又はねじれが生じることができ、それによってジャンクション構造の強度が実質的に減少する。更に、第２形材の前方トリミングは、中間加工で必要であり、連続的な形材製造から取り除くことができないことを意味するのでコストが増加する。追加トリミングの代替として、第２形材を個々に製造することができるが、このこともコストを増加させる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、明細書の冒頭に記載の種類のジャンクション構造であって、形材の高強度連結を可能にし、そして連続的製造加工からの形材を直接使用する可能性の場合に形材の許容差補正を提供する前記ジャンクション構造を製造することである。
【０００７】
本発明によると、前記目的は、明細書の前提部に記載される種類のジャンクション構造によって達成される。前記ジャンクション構造では、空所（Ａｕｓｓｐａｒｕｎｇ）を制限する第１形材の対向端部の平行側面を、第２形材の対向フランジの内側面に対して形状適合的で置き、そして、連結する方法で、第１形材は連結位置で第２形材が前方側へ挿入される空所を有する。
【０００８】
本発明によるジャンクション構造は、容易に構成され、そして、従って、高い製造コストを必要とせずに製造される。特に、第２形材を連続的製造から直接取り出すことができ、そして、利用者が必要とする長さに切断するだけであるということが有利である。従って、先行技術とは対照的に、ストリップの前方トリミングを必要としない。
【０００９】
本発明によると、側壁中において、第１形材に設けられている空所に第２形材を挿入することが提案されているので、第２形材のストリップがジャンクション領域へ突き出る。従って、第１形材が縦方向に圧力を加えられる場合に、挿入されたストリップの断面がバルクヘッド鋼板として作用し、そして、ジャンクションを補強するので、特に高強度を有する連結ジャンクションが製造される。結果として、重い圧力が加わる場合に、形材の断面的変化を抑制し、そして、ジャンクション周辺のねじれが効果的に防止する。
【００１０】
形材の許容差補正は、２次元において可能である。挿入の方向に対して垂直に挿入された第２形材の状況での変動により、並びに、空所の幅の変動により、第１形材の縦方向において形材の許容差補正を実現することができるので、第１形材の端部は第２形材のストリップからの異なる間隔で配置される。
【００１１】
他方で、第２形材の縦方向において、つまり、第１形材に設けられている空所に対する第２形材の挿入深さの変動によって、許容差補正を実現することもできる。
【００１２】
第２形材は、ＤＡＶＥＸ形材であることが好ましい。製造の理由から、ＤＡＶＥＸ形材は、側方に沿って外側へ突出している平行なフランジを伴う、必要な断面構造を既に有している。後の用途の荷重形材に従って、ガーダとストリップとの間の厚さ比を容易に調節することができる。例えば、押出されたプレス断面とは対照的に、ＤＡＶＥＸ形材を高強度又は最強度鋼材料から問題なく製造することができる。この場合、ガーダとストリップとに、それぞれ異なる材料を使用することも可能であるので、荷重があまりかからないストリップをよりコストのかからない材料から製造できるのに対して、操作において特に荷重がかかることのあるガーダを高強度材料から製造することができる。
【００１３】
形材を溶接によって連結することが好都合である。第２形材の平行なフランジの外部端部が形状適合的に置かれている第１形材の側面に連結するので、この溶接接合の具体的な実施態様として、線形溶接シームが特に適切である。細長い溶接シームは、ジャンクション構造の高強度を更に高める前記の線形溶接接合によって達成される。
【００１４】
本発明のジャンクション構造の使用は、特に、車両支持体フレームでの形材エレメントのジャンクション連結に有利である。この場合、第１形材を車両縦材として、特に、後方車両縦材として、そして、第２形材を車両横材として構成することが好都合である。外側へ向かっているフランジを有する第２形材のガーダは、例えば、車両フロアの部品用の好適な接触面を提供する。
【００１５】
後方縦材に対する前方側上に重い荷重が付与される後方衝突の際に、溶接シームに裂け目が生じる場合であっても、ストリップが第１形材へ突出し、形材末端を密封しているので、ジャンクションはその安定性を失わない。
【００１６】
本発明のジャンクション構造は、基礎構造としてラダーフレームを一般的に有しているため、自動車の支持体フレームでの使用の他に、バス、商業用車両及びレール機動の車両での使用に特に好適である。
【００１７】
第２形材がＤＡＶＥＸ形材に関する場合、車両座席支持体として、つまり、ボルト締めすることができる車両座席上の横材（自動車又はバスにおける）として、特に適当である。例えば、車両に座っている人を通した荷重（ガーダ表面に対して垂直に作用する）は、ＤＡＶＥＸ形材を使用することによって、特によく吸収することができる。
【００１８】
第１形材に備えられている空所に関するジャンクション構造を、様々な方法で製造することができる。従って、第１の代替物によると、第１形材は、連結位置で完全に裂けていることができる。前記構造では、第１形材の縦方向での許容差補正が、特に簡単な方法で可能となる。互いに重なるよう配置される形材の半分のわずかな横の照準ミスも可能である。
【００１９】
連続的な実施態様によると、第２形材と離れている側で完全に裂けている、第１形材の一方の端部が突出部を有しており、そして、それによって第１形材のもう一方の端部へ連結している。一方では、前記構造は、第１形材の縦方向での許容差補正を提供することができる。他方では、第２形材に縦方向での圧力が加わる場合に、一方の第１形材端部によりジャンクション構造が更に強化される。
【００２０】
本発明のジャンクション構造のその他の代替実施態様によると、第１形材は、連結位置で完全に裂けているのではなく、第２形材から離れている側に配置されるストリップの範囲まで裂けていることが提案されている。従って、前記の実施態様とは対照的に、第１形材は連続的なスレッドを有しており、その結果として、ジャンクション構造の疲労耐性が増加する。更に、第２形材がその縦方向から重い圧力を加えられる場合、例えば、側面衝突の場合に、残っているストリップによって、ジャンクション構造を効果的に補強することができる。
【００２１】
本発明の更に有利な実施態様によると、第２形材は２つのストリップを有しており、それらの１つは縦に切断されている。特にＤＡＶＥＸ形材用に好ましく選択されるストリップ２つを有している前記構造の詳細では、第１形材の空所を実質的により小さく選択することができ、そして、従って、実質的により短い相互の距離で向かい合っている第１形材の末端を支持する範囲で、１つのストリップを縦に切断する。このことは、ジャンクション構造のより大きな重量及び第二形材の製造の間の追加の作業プロセスに関わるものであるが、ジャンクション構造の強度を実質的に更に増加させることができる。従って、前記実施態様を適用することが特に好ましく、重量にあまり敏感ではないが、代わりに、例えば、商業的車両又は鉄道レールの機動力がある車両分野での永続的な高強度に一層関わるものである。
【００２２】
最後に、深絞り又は末端部材として構成されるシェルタイプエレメント（Ｓｃｈａｌｅｎｅｌｅｍｅｎｔ）で囲むことによって、本発明によるジャンクション構造は、特に、そのねじれ剛性を更に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明を、例示的な実施態様を示す図面を参照しながら、詳しく以下に説明する：
【図１】完全に分裂した第１の形材を有する２つの形材を連結するジャンクション構造を示す斜視図である。
【図２】図１のジャンクション構造を示す平面図である。
【図３】矢印ＩＩＩの方向における、図１のジャンクション構造の正面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面における、図１のジャンクション構造を示す断面図である。
【図５】二重の許容差補正を有する、図１のジャンクション構造を示す平面図である。
【図６】トリミングされた第２の形材を有する、図１のジャンクション構造を示す平面図である。
【図７】図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った側方断面における、図６のジャンクション構造を示す図である。
【図８】変形として、第１形材の１つの端部が突出部を有している図１のジャンクション構造を示す斜視図である。
【図９】更なる変形として、第１形材がストリップまで裂けている図１のジャンクション構造を示す斜視図である。
【００２４】
図１に示されるジャンクション構造は、長方形の断面を有する中空形材から構成される第１形材１と、平行で対向する２つのガーダ３，４及びそれらガーダを連結する平行に並べられた２つのストリップからなる第２形材２とからなる。ここで、前記ガーダ３，４はストリップ５，６に関して側方端部が突出しており、その突出部は一対の平行フランジ３１，４２，３２，４２を形成している。第２形材２はＤＡＶＥＸ形材に関することが好ましく、前記の断面形状は既に製造プロセスの結果として生じている。第１形材１は全体の長さに沿って裂けているので、空所７を制限する対向する２つの形材端部８，９が存在している。形材端部８，９の上側及び下側表面８１，９１，８２，９２のそれぞれを、第２形材２の対向するフランジ３１，４１，３２，４２の内側面３１ａ，４１ａ，３２ａ，４２ａに対して形状適合的に置く方法で、第２形材２を空所７へ挿入する。フランジ３１，４１，３２，４２の外側上では、線形の溶接シームとして構成される合計４つの溶接シーム３ａ，４ａによって、第２形材２を第１形材１の形材端部８，９へ強固に連結する。その結果、形材１のバルクヘッドとして作用するストリップ５，６を有する、単純に構成された高強度のジャンクション構造を形成する。
【００２５】
例えば、第１形材が後方の縦材を形成し、そして、第２形材２が横材を形成する車両支持体フレームの部分として、本発明によるジャンクション構造は、優れたクラッシュ特性によって特徴づけられる。後方衝突による非常に重い力が、例えば、縦材を形成している第１形材１に対して縦方向で付与される場合には、挿入された第２形材２ストリップ５，６がバルクヘッドとして作用し、そして、崩壊することにより、形材端部８，９の縦方向の動きが妨げられるので、線形溶接シーム３ａ，４ａが裂けた場合であっても、ジャンクション構造がその安定性を失うことがない。これはつまり、過剰なねじれと同様に形材端部８，９の大規模な断面変化を、ジャンクション構造の位置で、ガーダ３，４により形成されたフランジを通して避けることができる。
【００２６】
本発明のジャンクション構造によって、図５に示されるような、２つの形材１，２の２寸法の許容差補正が可能になる。従って、第２形材２の場所を、第１形材１の縦方向の許容差補正として挿入の方向へ垂直に調節することができる。本発明の場合において、このことが選択されるので、形材端部８，９を、第２形材２のストリップ５，６から離れている異なる位置に配置する。更に、第１形材１の線形寸法を、空所７の幅の変動によって、限られた方法で変化させることができる。また、図５に示されるように、第２形材２の縦方向における許容差補正として、完全に挿入するのではなく、一部のみを空所７へ挿入する。
【００２７】
図６に示される本発明のジャンクション構造の実施態様によると、第１形材１中の空所を実質的により小さく選択することができ、そして、従って互いの距離が実質的により小さくなるように形材端部８，９を置く方法で、第２形材２のストリップの１つを切断する。製造コストが高いと同時に、ジャンクション構造のより大きな重量にも関係するが、これによりジャンクション構造の強度が著しく増加する。
【００２８】
図８に示される本発明のジャンクション構造の実施態様によると、第２形材２とは逆向きの側面上で、一方の形材端部９は突出部１０を有しており、それによってもう一方の形材端部８へ連結している。前記連結は更に、線形溶接シーム１０aとして構成されている。前記の構成によって、第２形材２がその縦方向に圧力をかけられる場合、例えば、側方衝突の場合であっても、ジャンクション構造が更に強化される。
【００２９】
最後に、ジャンクション構造の更なる実施態様を図９に示す。ここで、第１形材１は、連結位置で完全に避けているのではなく、第２形材２から離れる側に配置されているストリップ１１の範囲まで裂けている。従って、前記実施態様とは対照的に、第１形材１は連続的スレッドを有しており、その結果、ジャンクション構造の疲労耐性が増加する。第２形材２が縦方向で重い圧力をかけられる場合には、ストリップ１１はバリアとして作用し、例えば、溶接シーム３ａ，４ａの衝撃誘発された裂け目の場合には、第２形材２が第１形材１の空所７へ押されることを効果的に防ぐ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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