DE19517918A1 - Fahrzeugrahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugrahmen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten derartigen Fahrzeugrahmen (DE-A-40 09 401) ist der Quer­ träger über einen speziell gestalteten Gußknoten mit dem aus einem Strangpreß­ profil gefertigten Längsträger verbunden. Diese Bauart ist aufwendig und erfordert für den Längsträger besondere Profilgestaltungen, um ein gewünschtes Verfor­ mungsverhalten im Falle eines Crash zu erreichen.

Es ist ferner bekannt (EP-A-0 568 251), am vorderen Ende eines Längsträgers seitlich Sicken anzubringen, um die Energieaufnahme bei einem Aufprall zu beein­ flussen.

Schließlich sind auch schon Fahrzeugrahmen-Konstruktionen bekannt, bei denen stranggepreßte Längsträgerprofile mit stranggepreßten Querträgerprofilen ver­ schweißt sind, wobei beide Profile annähernd gleiche Querschnittshöhe haben und über die gesamte Querschnittshöhe miteinander verschweißt sind. Es ist dabei schwierig, überhöhte Kraftspitzen am Beginn der Verformung zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugrahmen der vorausge­ setzten Gattung zu schaffen, der einerseits eine hohe Steifigkeit hat und anderer­ seits im Falle eines Crash trotzdem ein kontrolliertes Deformationsverhalten ohne übermäßige Kraftspitzen am Beginn des Deformationsweges hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebe­ nen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

Der Fahrzeugrahmen mit der beschriebenen Verbindung von Längsträgern und Querträger ist einfach in der Herstellung, da die beiden Träger als Strangpreßpro­ file gefertigt werden können und darauf nur noch durch Sägen und Stanzen bear­ beitet werden müssen. Die Verbindung der beiden Träger erfolgt sehr einfach und toleranzunempfindlich durch Schweißen in der Ebene des Verbindungsflansches. Weil die beiden Träger miteinander verschweißt sind, wird im Gegensatz bei­ spielsweise zu geschraubten Knotenverbindungen eine hohe Steifigkeit des Fahr­ zeugrahmens erreicht. Da der Querträger in dem Übergangsbereich zu dem Ver­ bindungsflansch eine geringere Querschnittshöhe als der Längsträger hat, bewegt sich im Falle eines Crash der Querträger zunächst nur über eine kleinere Abstütz­ fläche in den allmählich sich verformenden Längsträger. Die demgegenüber weiter außen liegenden Abschnitte des Verbindungsflansches klappen nach und nach gegen den Querträger. Dabei bilden sie gewissermaßen eine Führung für den ein­ dringenden Querträger, zum anderen wird auch der Verformungsvorgang des Beulens in den angrenzenden Endabschnitten des Längsträgers gezielt zur Bil­ dung von Stauch-Falten eingeleitet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Fahrzeugrahmens mit einem Längs­ träger und einem damit verbundenen Querträger;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt, jedoch nach Beginn der durch einen Frontaufprall eingeleiteten Verformung.

Der in Fig. 1 mit seinem vorderen Endabschnitt dargestellte Längsträger 1 ist an seinem stirnseitigen Ende mit einem Querträger 2 verbunden, der zur Befestigung und Abstützung eines (nicht dargestellten) Stoßfängers dienen kann. Sowohl der Längsträger als auch der Querträger sind als Strangpreßprofil aus Leichtmetall hergestellt. Der Längsträger 1 hat im Querschnitt ein hochkant stehendes Recht­ eckprofil und weist eine in der Zeichnung lediglich angedeutete mittlere Zwischen­ wand 3 auf. Es könnte auch ein Längsträger mit einem vom Rechteck abweichen­ den Querschnittsprofil verwendet werden. Weiterhin könnten auch zwei oder mehr Zwischenwände vorgesehen werden.

Der Querträger 2 weist einen Verbindungsflansch 4 auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt etwas höher ist als die Querschnittshöhe des Längsträgers 1. Der Verbindungsflansch 4 ist auf der in Fig. 2 rechten Seite mit dem Längsträger verschweißt. Auf der anderen Seite des Verbindungsflansches 4 befindet sich der eigentliche Querträger 2, der in dem an den Verbindungsflansch 4 angrenzenden Querschnittsbereich eine geringere Höhe h hat als der Längsträ­ ger 1.

Der Querträger hat hierzu obere und untere Wandungsabschnitte 5 bzw. 6, die mit dem Verbindungsflansch 4 einen nach außen offenen spitzen Winkel einschließen. Dieser Winkel beträgt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 45°. Der im Querschnitt ebene Verbindungsflansch 4 ist mit dem eigentlichen Querträger 2 einstückig als Strangpreßprofil ausgebildet. Der im Querschnitt rechteckige Längs­ träger 1 ist mit seinen lotrechten Wandungen mit dem Verbindungsflansch 4 ver­ schweißt.

Wie man erkennt, ist auch der Querträger 2 ein mehrzelliges Hohlprofil mit einer horizontalen Zwischenwand 7. Auch der. Querträger könnte mehr als eine Zwi­ schenwand aufweisen. Obere und untere, nach vorne gerichtete Flansche 8 die­ nen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Aufnahme und Halterung eines Stoßfängerelementes.

Wie schon erwähnt, ist auch der Längsträger 1 ein Mehrkammerprofil mit einer mittleren horizontalen Zwischenwand 3. Diese Zwischenwand 3 ist in dem an den Verbindungsflansch 4 angrenzenden Bereich ausgeschnitten, wodurch die in den Fig. 2 und 3 lediglich angedeutete Ausnehmung 9 entsteht. Haben Längsträger und Querträger jeweils mehrere Zwischenwände, so sollten diese jeweils auf glei­ cher Höhe liegen.

Fig. 3 zeigt die ab einer bestimmten Aufprallkraft F beginnende Verformung im Verbindungsbereich zwischen dem Querträger 2 und dem Längsträger 1. Da der durch die Höhe h definierte Abstützbereich des Querträgers 2 in der Höhe nur einen Teil des Querschnittsbereichs des Längsträgers 1 ausmacht und außerdem in dessen mittlerer Höhenlage liegt, kann der Querträger 2 zunächst gegen einen geringeren Widerstand in den Längsträger 1 hinein verformt werden. Die sonst nur mit einem beträchtlichen Konstruktions- und Bauaufwand erreichbare Verringerung der Kraftspitze am Beginn der Verformung wird so erreicht. Gemäß Fig. 3 klappen die oberen und unteren Endbereiche des Verbindungsflansches 4 zunächst zu den Wandungsabschnitten 5 und 6 des Querträgers 2 hin und stützen sich an diesen Wandungsabschnitten dann ab. Dies bewirkt auch ein gewisses Ausbiegen des angrenzenden oberen und unteren Gurtes des Längsträgers 1, so daß ohne die schon erwähnte Kraftspitze am Beginn der Verformung eine geordnetere Faltenbil­ dung eingeleitet wird. Dank der geneigten Wandungsabschnitte 5 und 6 in Verbin­ dung mit den oberen und unteren Bereichen des Verbindungsflansches 4 erfolgt eine Zentrierung des Querträgers 2 gegenüber dem Längsträger 1, die bei der weiteren Verformung ein "Auswandern" mit nachfolgendem Biegekollaps verhin­ dert. Auch die sich gezielt ausbildenden Falten wirken dem "Auswandern" entge­ gen. Wegen der schon kurz beschriebenen Ausnehmung 9 am vorderen Ende der Zwischenwand 3 wird das anfängliche Eindringen des Querträgers 2 in die Stirn­ seite des Längsträgers 1 ebenfalls noch erleichtert, obwohl eine relativ einfache Verbindungstechnik zwischen dem Querträger 2 und dem Längsträger 3 möglich ist, wird die Faltenbeulcharakteristik des Längsträgers 1 durch die Verbindung der beiden Träger nicht beeinflußt.

Claims (8)

1. Fahrzeugrahmen, mit wenigstens einem aus Leichtmetall als Strangpreß­ profil hergestellten Längsträger, der an einem Ende mit einem insbesondere als Stoßfängerabstützung dienenden Querträger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (2) einen zumindest über die Querschnitts-Höhe des Längsträgers (1) reichenden und auf einer Seite mit dem Längsträger (1) verschweißten Verbindungsflansch (4) aufweist und daß der auf der anderen Seite des Verbindungsflansches (4) vorgesehene Querträger (2) in dem an den Verbindungsflansch (4) angrenzenden Quer­ schnittsbereich eine geringere Höhe (h) als der Längsträger (1) hat.

2. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlprofil ausgebildete Querträger (2) obere und untere Wandungsabschnitte (5 bzw. 6) aufweist, die mit dem Verbindungsflansch (4) einen nach außen offenen spitzen Winkel einschlie­ ßen.

3. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel etwa 45° be­ trägt.

4. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsflansch (4) eben ausgebildet ist.

5. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Querträger (2) und Verbindungsflansch (4) einstückig als Strangpreßprofil ausgebildet sind.

6. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt viereckige Längsträger (1) mit seinen lotrechten Wandungen mit dem Verbindungsflansch (4) ver­ schweißt ist.

7. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (2) ein mehrzelliges Hohlprofil mit mindestens einer horizontalen Zwischenwand (7) ist.

8. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (1) ein Mehrkammerprofil mit mindestens einer mittleren horizontalen Zwischenwand ist, die in dem von dem Verbindungsflansch (4) angrenzenden Bereich ausgeschnitten ist.