DE29722344U1 - Chassis for passenger cars - Google Patents
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Description
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BeschreibungDescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein Chassis für Personenkraftwagen, bestehend aus einer aus Längs-und Querträgern gebildeten formsteifen mittleren Mittelzelle, einem an diese angeschlossenen Vorderwagen und einem an diese angeschlossenen Hinterwagen, die beide mindestens eine Radachse, Vorderachsaggregat bzw. Hinterachse, tragen und deren einer zudem das Antriebsaggregat samt aller zugehörigen Hilfseinrichtungen trägt, wobei die formsteife mittlere Mittelzelle aus untereinander verbundenen Zuschnitten von Strangpressprofilen besteht und beidendig mit einer aufragenden Abschlußwand für den Anschluß des Vorder-bzw. Hinterwagens versehen ist.The invention relates to a chassis for passenger cars, consisting of a dimensionally stable central cell formed from longitudinal and cross members, a front carriage connected to this and a rear carriage connected to this, both of which carry at least one wheel axle, front axle unit or rear axle, and one of which also carries the drive unit together with all associated auxiliary devices, wherein the dimensionally stable central cell consists of interconnected cuts of extruded profiles and is provided at both ends with an upstanding end wall for connecting the front or rear carriage.
Vorschläge für die Gestaltung solcher in Modul-oder Zellenbauweise aus drei Baugruppen aufgebauter Chassis von Personenkraftwagen sind in einer Vielzahl von Abwandlungen bekannt. Bei dem aus der DE-PS 885 204 bekannten Rahmen für Personenkraftwagen ist vorgesehen, daß an eine aus Profilmaterialzuschnitten gebildete starre und formsteife Mittelzelle je ein Fahrzeugendteil angeschlossen ist, wobei bei dem dort gezeigten Heckmotorfahrzeug das vordere Fahrzeugendteil im Wesentlichen aus dem Vorderachsaggregat des Fahrzeuges und das hintere Eahrzeugendteil im wesentlichen aus dem Hinterachs-und dem Motorgetriebeaggregat besteht und wobei das vordere und das hintere Fahrzeugendteil jeweils mittels Verschraubung an einem an einen Querträger der Mittelzelle angeschlossenen Versteifungsstück befestigt sind. Die beiden Fahrzeugendteile bestehen hierbei jeweils aus einfachen Tragrahmenteilen, welche mit entsprechenden Aufnahmen bzw. Befestigungspunkten für den Anschluß der Achsaggregate bzw. des Motorgetriebeaggregates ausgestattet sind.Proposals for the design of such chassis of passenger cars, which are constructed in a modular or cell construction from three assemblies, are known in a large number of variations. In the frame for passenger cars known from DE-PS 885 204, it is provided that a vehicle end part is connected to a rigid and dimensionally stable central cell made up of profile material cuts, whereby in the rear-engine vehicle shown there, the front vehicle end part essentially consists of the front axle assembly of the vehicle and the rear vehicle end part essentially consists of the rear axle and the engine transmission assembly, and whereby the front and rear vehicle end parts are each attached by means of screws to a stiffening piece connected to a cross member of the central cell. The two vehicle end parts each consist of simple supporting frame parts, which are equipped with corresponding mounts or fastening points for connecting the axle assemblies or the engine transmission assembly.
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In vergleichbarer Weise bestehen auch bei dem aus der EP-PS O 142 581 bekannten in Modul-oder Zellenbauweise ausgeführten Chassis für Personenkraftwagen das vordere und das hintere Fahrzeugendteil jeweils aus einem starren Tragrahmen, welcher einerseits mit der formsteifen Mittelzelle verschraubbar und andererseits mit Lageraufnahmen für die Radaufhängung ausgestattet ist. Im Unterschied zu dem aus der DE-PS 885 204 bekannten Rahmen für Personenkraftwagen ist hier die Mittelzelle beidendig mit vertikal ausgerichteten Stirnendteilen versehen, an welchen komplementär ausgebildete Anschlußträger der beiden aus zueinander senkrecht ausgerichteten Profilmaterialzuschnitten gebildeten Fahrzeugendteile flächenhaft anliegen.In a similar way, in the chassis for passenger cars known from EP-PS O 142 581, which is designed in modular or cell construction, the front and rear vehicle end sections each consist of a rigid support frame, which can be screwed to the rigid central cell on the one hand and is equipped with bearing mounts for the wheel suspension on the other. In contrast to the frame for passenger cars known from DE-PS 885 204, the central cell here is provided with vertically aligned front end sections on both ends, against which complementary connecting supports of the two vehicle end sections, which are made of profile material cuts aligned perpendicular to one another, rest flatly.
Beiden vorgenannten Ausführungsformen von in Modul-oder Zellenbauweise aufgebauten Chassis für Personenkraftwagen ist gemeinsam, daß die die Fahrzeugendteile bildenden Rahmenteile keine integrierten Mittel zum Abbau der bei einer Front-oder Heckkollision entstehenden der Aufprallenergie aufweisen. Both of the aforementioned embodiments of modular or cell-based chassis for passenger cars have in common that the frame parts forming the vehicle end sections do not have any integrated means for dissipating the impact energy generated in a front or rear collision.
Die Tragstrukturen von modernerer Karosserien enthalten sowohl bei selbsttragenden Karosserien als auch bei Leichtmetall-Karosserien aus Strangpressprofilen im Vorderwagen und im Hinterwagen längsgerichtete vordere und hintere Längsträger auf, welchen neben der Erfüllung einer Tragfunktion Motorlagerung oder Achsabstützung zunehmend auch die Aufgabe zugeordnet wird, im Falle eines Frontal-bzw. eines Heckaufpraues eine Sicherheitsfunktion dergestalt zu erfüllen, daß sie die in einem solchen Falle auftretende Aufprallenergie unter Eigenverformung möglichst weitgehend abbauen, um eine Verformung der die Fahrgastzelle enthaltenden Mittelzelle der Karosserie bzw. des Chassis möglichst zu vermeiden.The supporting structures of modern bodies, both in self-supporting bodies and in light metal bodies made of extruded profiles, contain longitudinal front and rear longitudinal members in the front and rear of the vehicle, which, in addition to fulfilling a load-bearing function such as engine mounting or axle support, are increasingly also assigned the task of fulfilling a safety function in the event of a frontal or rear impact in such a way that they reduce the impact energy that occurs in such a case as much as possible by self-deformation in order to avoid deformation of the central cell of the body or chassis containing the passenger cell as far as possible.
Bei einem in Modul-oder Zellenbauweise aufgebauten Fahrzeugrahmen ist es in diesem Zusammenhang, z.B. aus der DE-OS 196 00933, bekannt, die mit einer formsteifen Mittelzelle verschraubbaren, die Fahrzeugendteile bildendenIn the case of a vehicle frame constructed in a modular or cell design, it is known in this context, e.g. from DE-OS 196 00933, that the vehicle end sections can be screwed to a rigid central cell
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Rahmenteile hinsichtlich der Ausbildung ihrer Längsträger und zugleich hinsichtlich des Anschlusses ihrer Längsträger an die formsteife Mittelzelle in solchen Bereichen anzuordnen, daß die Längsträger unter definierten Bedingungen den Aufprall bis zu einer vorgebbaren maximalen Aufprallgeschwindigkeit unter eigener Verformung abfangen.Frame parts are to be arranged in such areas with regard to the design of their longitudinal members and at the same time with regard to the connection of their longitudinal members to the rigid central cell that the longitudinal members absorb the impact under defined conditions up to a predeterminable maximum impact speed under their own deformation.
Des weiteren ist es aus der DE-PS 42 24 489 in Anlehnung an die bei selbsttragenden, aus im Tiefziehverfahren hergestellten Blechformteilen bestehenden Karosserien, z.B. EP-OS O 679 564 gebräuchliche Ausbildung der vorderen und hinteren Endbereiche der Karosserielängsträger der Längsträger als energieabsorbierende Verformungsteüe bekannt, auch bei Leichtmetallkarosserien, insbesondere solchen mit einem Rahmen aus Leichtmetallprofilen, vorzugsweise Strangpressprofilen, die Leichtmetallängsträger so auszubilden, daß sie sich zum Abbau von Aufprallenergie verformen. Insbesondere ist aus der DE-PS 42 24 489 der Einsatz von Strangpressprofilen bekannt, welche trotz dünnwandiger Ausbildung auf Grund ihrer speziellen Gestaltungsform, insbesondere Unterteilung durch einen Quersteg, welche bei geringstmöglichem Eigengewicht in einem Faltbeulvorgang eine hohe Energieaufnahme als massenspezifische Energieaufnahme aufweisen.Furthermore, it is known from DE-PS 42 24 489, based on the design of the front and rear end areas of the body longitudinal members as energy-absorbing deformation parts, which is common in self-supporting bodies made from sheet metal parts produced using a deep-drawing process, e.g. EP-OS O 679 564, to also design the light metal longitudinal members in light metal bodies, in particular those with a frame made of light metal profiles, preferably extruded profiles, in such a way that they deform to absorb impact energy. In particular, the use of extruded profiles is known from DE-PS 42 24 489, which despite their thin-walled design, due to their special design, in particular division by a crossbar, have a high energy absorption as mass-specific energy absorption in a folding buckling process with the lowest possible dead weight.
Allen bekannten Bauarten von zur Umwandlung von Aufprallenergie einer Eigenverformung unterliegenden Längsträgerabschnitten des Vorderwagens oder des Hinterwagens bzw. bei selbsttragenden Karosserien des vorderen und des hinteren Endbereiches der Fahrzeugkarosserie ist gemeinsam, daß die Längsträger bzw. Teile der Längsträger zugleich tragende Teile für den Anschluß der Radaufhängung und gegebenenfalls für die Lagerung des Antriebs aggre gates bzw. für die Anbindung eines beide Einrichtungen tragenden Fahrschemels sein müssen.All known types of longitudinal beam sections of the front or rear of the vehicle, which are subject to self-deformation in order to convert impact energy, or in the case of self-supporting bodies of the front and rear end areas of the vehicle body, have in common that the longitudinal beams or parts of the longitudinal beams must also be load-bearing parts for connecting the wheel suspension and, if necessary, for mounting the drive unit or for connecting a subframe that supports both devices.
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Aus der Erfüllung beider Aufgaben, einerseits Verformungsträger und andererseits tragendes Teil der Karosserie, insbesondere Träger der Radaufhängung und gegebenenfalls der Lagerung des Antriebs aggre gates, folgt, daß die jeweiligen Längsträger teils als starrer Träger und teils als verformungsweicher Stoßdämpfer ausgebildet sein müssen, was hinsichtlich der Verformungseigenschaften der Längsträger der bekannten Bauarten von Vorderwagen und/oder Hinterwagen zu einem unbefriedigenden Ergebnis führt. Man hat diesem Mißstand auch bereits durch die verschiedensten Maßnahmen hinsichtlich einer besonderen Gestaltung der Längsträger zu begegnen versucht. Insbesondere ist es bei Blechträgerkonstruktionen bekannt (DE-OS 1 801 960) die Einleitung einer gezielten Eigenverformung zum Abbau von Aufprallenergie durch quer zur Trägerachse gerichtete Sicken oder Aussparungen in den Trägerwandungen zu verbessern. Andererseits ist es bei Trägern aus Strangpressprofilen bekannt (DE-OS 42 24 489) die Einleitung einer gezielten Eigenverformung zum Abbau von Aufprallenergie durch das einbringen von Querstegen in einer rechteckige oder runde Profilquerschnittsform von Stranpress-Längsträgerprofilformen zu verbessern. Während das Einbringen von Sicken oder Aussparungen in Blechträgerkonstruktionen verhältnismäßig teuer ist und eine Übertragung dieser Methode auf Strangpressprofile ohnehin nicht möglich ist, ist eine Beschränkung der Profilform ausschließlich auf einen kreisrunden oder exakt rechteckigen Profilquerschnitt der Längsträger in der Praxis nicht hinnehmbar. The fulfillment of both tasks, on the one hand as a deformation support and on the other hand as a load-bearing part of the body, in particular as a support for the wheel suspension and, if applicable, the bearing of the drive unit, means that the respective longitudinal members must be designed partly as a rigid support and partly as a deformation-soft shock absorber, which leads to an unsatisfactory result with regard to the deformation properties of the longitudinal members of the known types of front and/or rear vehicle. Attempts have already been made to counteract this problem by means of a variety of measures with regard to a special design of the longitudinal members. In particular, it is known (DE-OS 1 801 960) that in sheet metal support structures the initiation of a targeted self-deformation to reduce impact energy can be improved by means of beads or recesses in the support walls that are directed transversely to the support axis. On the other hand, it is known (DE-OS 42 24 489) that the introduction of a targeted self-deformation to reduce impact energy can be improved by introducing crossbars in a rectangular or round profile cross-section of extruded longitudinal beam profile shapes. While the introduction of beads or recesses in sheet metal beam structures is relatively expensive and a transfer of this method to extruded profiles is not possible anyway, a restriction of the profile shape exclusively to a circular or exactly rectangular profile cross-section of the longitudinal beams is not acceptable in practice.
Darüber hinaus ermöglicht keine der vorstehend im Einzelnen erwähnten bekannten Gestaltungsformen von Längsträgerprofilen einen progressiven Abbau von Aufprallenergie.Furthermore, none of the known designs of longitudinal member profiles mentioned in detail above enable a progressive reduction of impact energy.
Der Erfindung liegt, ausgehend von dem vorstehend aufgezeigten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde ein in Modul-oder Zellenbauweise aufgebautes Chassis für Personenkraftwagen aufzuzeigen, welches bei geringstmöglichenThe invention is based on the above-mentioned state of the art and is based on the task of providing a chassis for passenger cars constructed in a modular or cell design, which, with the lowest possible
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Herstellungs-und Montageaufwand seiner Module bzw. Zellen und unter Verwendung weitgehend gleicher Bauteile aus Strangprofilabschnitten zusammenbaubar ist und dabei zugleich im Bereich des Vorderwagens und des Hinterwagens einen optimalen Abbau von Aufprallenergie gewährleistet, derart, daß die der Fahrgastzelle zugeordnete Mittelzelle des Chassis selbst bei Auftreten verhältnismäßig hoher Aufprallenergien nicht verformt wird.Manufacturing and assembly effort for its modules or cells and using largely identical components from extruded profile sections, while at the same time ensuring optimal dissipation of impact energy in the front and rear of the vehicle, such that the central cell of the chassis assigned to the passenger cell is not deformed even when relatively high impact energies occur.
Diese Aufgabe wird bei einem in Zellen-oder Modulbauweise aufgebautem Chassis für Personenkraftwagen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorder- und der Hinterwagen jeweils eine mit der zugehörigen Stirnwandung der Mittelzelle Verbindbare Trageinrichtung wenigstens für ein Achsaggregat, Vorderachse bzw. Hinterachse, und eine wenigstens zwei zueinander beabstandete, als Profilbalken ausgebildete Verformungselemente aufweisende, ihrerseits gleichfalls mit der zugehörigen Stirnwandung der Mittelzelle verbindbare Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit umfaßt. Die Erfindung schlägt damit den Einsatz einer von allen tragenden Funktionen befreiten Baugruppe zum Abbau von Aufprallenergie vor, welche daher selbst unter Einsatz einfachster Bauelemente noch bezüglich der ihr zufallenden Aufgabe einer Umwandlung der Aufprallenergie optimal ausgestaltet sein kann. Zugleich eröffnet die erfindungsgemäße Anbindung der Achsaggregate, Vorder- und Hinterachse sowie des Antriebs aggre gates an die Mittelzelle des Chassis unter Einsatz jeweils einer eigenständigen Trageinrichtung die Möglichkeit zumindest in den Endbereichen von Vorderwagen und Hinterwagen jeweils bauteil-oder aggregatfreie Zonen, bzw. zumindest Zonen mit lediglieh längsweich befestigten Bauteilen oder Aggregaten und damit ausgeprägte Knautschzonen zu verwirklichen. Die für die Anbindung des jeweiligen Achsaggregates, Vorder-oder Hinterachse an die Mittelzelle bestimmten Trageinrichtungen müssen zwar eigensteif ausgebildet sein, können dafür aber, insbesondere bei mehrteiliger Ausbildung in Fahrzeuglängsrichtung verhältnismä-This object is achieved according to the invention in a chassis for passenger cars constructed in a cell or modular design in that the front and rear sections each comprise a support device for at least one axle unit, front axle or rear axle, which can be connected to the associated front wall of the central cell, and an assembly for converting impact energy into deformation work, which has at least two deformation elements designed as profile beams and which are spaced apart from one another and can also be connected to the associated front wall of the central cell. The invention therefore proposes the use of an assembly for reducing impact energy which is freed from all supporting functions and which can therefore still be optimally designed with regard to its task of converting impact energy, even using the simplest components. At the same time, the connection of the axle units, front and rear axles and the drive unit to the central cell of the chassis according to the invention using an independent support device opens up the possibility of creating component- or unit-free zones, or at least zones with only longitudinally softly attached components or units, and thus pronounced crumple zones, at least in the end areas of the front and rear of the vehicle. The support devices intended for connecting the respective axle unit, front or rear axle to the central cell must be designed to be inherently rigid, but can be relatively stiff, particularly in the case of a multi-part design in the longitudinal direction of the vehicle.
Cf"Cf"
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ßig kurz gestaltet sein, so daß gegenüber herkömmlichen Bauweisen verhältnismäßig tiefe, von starren Bauteilen freie Zonen erreichbar sind. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung besonderer Trageinrichtungen für die Anbindung der Achs- und Antriebsaggregate eine weitgehendste Vorfertigung von Baugruppen und deren einfache, Montagearbeit sparende Verbindung mit der Mittelzelle des Chassis. In diesem Zusammenhang ist als weiterer Vorteil zu erwähnen, daß insbesondere bei mehrteiliger Ausbildung der Trageinrichtung diese gleichzeitig als Achsträger und Antriebsaggregatträger gestaltet und einsetzbar sein, beispielsweise kann ein Teil der Trageinrichtung einen Fahrschemel bilden kann, welcher einerseits die Lagerung von Teilen der Achskonstruktion, insbesondere Querlenker, und andererseits die Abstützung des Antriebsaggregates aufnimmt und insgesamt an eine vorzugsweise mittels Schraubenbolzen mit der zugehörigen Stirnwand der Mittelzelle verbindbare Konsole angeschlossen sein kann.The support structure can be designed to be relatively short, so that, compared to conventional construction methods, relatively deep zones free of rigid components can be achieved. In addition, the use of special support structures for connecting the axle and drive units enables the greatest possible prefabrication of components and their simple connection to the middle cell of the chassis, saving assembly work. In this context, a further advantage to be mentioned is that, particularly when the support structure is designed in several parts, it can be designed and used simultaneously as an axle support and drive unit support. For example, part of the support structure can form a subframe, which on the one hand accommodates the bearing of parts of the axle structure, in particular the wishbone, and on the other hand supports the drive unit and can be connected as a whole to a console that can preferably be connected to the associated front wall of the middle cell by means of screw bolts.
In weiterer Ausgestaltung des Vorderwagens ist vorgesehen, daß die mit der zugehörigen Stirn wan dung der Mittelzelle verbindbare Trageinrichtung des Vorderwagens mit einer Aufnahme für die Abstützung und Befestigung einer Lenkeinrichtung ausgestattet ist.In a further design of the front section, it is provided that the support device of the front section, which can be connected to the associated front wall of the central cell, is equipped with a holder for the support and fastening of a steering device.
In einer vor allem durch den ausschließlichen Einsatz einfacher und damit preisgünstiger Bauelemente gekennzeichneten, bevorzugten Verwirklichungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit insgesamt aus Strangpressprofilabschnitten gebildet ist und einen mit der Stirnwandung der mittleren Mittelzelle verbindbaren Querbalken und zwei in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Längsbalken umfaßt. Im Einzelnen ergibt sich dabei eine zweckmäßige Ausgestaltungsform daraus, daß die Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit insgesamt aus Längenabschnitten bzw. ZuschnittenIn a preferred embodiment of the invention, which is characterized primarily by the exclusive use of simple and therefore inexpensive components, it is provided that the assembly for converting impact energy into deformation work is made entirely of extruded profile sections and comprises a crossbar that can be connected to the front wall of the middle cell and two longitudinal beams aligned in the longitudinal direction of the vehicle. In detail, a useful embodiment results from the fact that the assembly for converting impact energy into deformation work is made entirely of length sections or cuts
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von Strangpressprofilen mit mehreren Profilkammern gebildet ist, wobei die Längsbalken jeweils aus einem diagonal zur Profilachse beschnittenen Längenabschnitt einer Mehrkammerprofiles bestehen und die Profilachse des Querbalkens quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Selbstverständlich ist hier ein stufenweiser Beschnitt einem diagonalen Beschnitt des für die Darstellung der Längsbalken des Mehrkammerprofiles gleichzusetzen.is formed by extruded profiles with several profile chambers, whereby the longitudinal beams each consist of a length section of a multi-chamber profile cut diagonally to the profile axis and the profile axis of the cross beam is aligned transversely to the direction of travel. Of course, step-by-step cutting is equivalent to diagonal cutting of the longitudinal beams of the multi-chamber profile for the representation.
In einer insbesondere für Personenkraftwagen mittlerer Größe und mittleren Gewichtes zweckmäßigen Variante kann im Einzelnen weiterhin vorgesehen sein, daß die Längsbalken der Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit aus Zuschnitten eines drei übereinanderliegend angeordnete Profilkammern aufweisenden Strangpressprofiles bestehen und über ihre Länge hin aufeinanderfolgend drei Abschnitte unterschiedlichen Verformungswiderstandes aufweisen, wobei die Abschnitte unterschiedlichen Verformungswiderstandes der Längsbalken der Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie durch axiales Verkürzen einer oder mehrerer Profükammern des Strangpressprofiles gebildet sind.In a variant that is particularly useful for medium-sized and medium-weight passenger cars, it can further be provided that the longitudinal beams of the assembly for converting impact energy into deformation work consist of cuts of an extruded profile with three profile chambers arranged one above the other and have three sections of different deformation resistance in succession along their length, the sections of different deformation resistance of the longitudinal beams of the assembly for converting impact energy being formed by axially shortening one or more profile chambers of the extruded profile.
Das für die Darstellung der Längsbalken eingesetzte Strangprofilmaterial kann prinzipiell jede beliebige Querschnittsform seiner Profükammern aufweisen, bevorzugterweise ist jedoch vorgesehen, daß die Profilkammern des für die Längsbalken der Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie eingesetzten Strangpressprofiles jeweils einen sechseckigen Profilquerschnitt und untereinander gleiche Profilquerschnittsflächen aufweisen.The extruded profile material used to create the longitudinal beams can, in principle, have any cross-sectional shape of its profile chambers, but it is preferably provided that the profile chambers of the extruded profile used for the longitudinal beams of the assembly for converting impact energy each have a hexagonal profile cross-section and profile cross-sectional areas that are identical to one another.
Im Rahmen einer Anpassung der Längsbalken an die bei verschiedenen Fahrzeugtypen von Fall zu Fall variierenden, räumlichen Einbau Verhältnisse und /oder erforderlichen spezifischen Verformungswiderstände können jedoch auch unterschiedliche Profilquerschnittsformen und Querschnittsgrößen der einzel-However, when adapting the longitudinal beams to the spatial installation conditions and/or the required specific deformation resistances, which vary from case to case for different vehicle types, different profile cross-sectional shapes and cross-sectional sizes of the individual
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nen Profilkammern des für die Darstellung der Längsbalken eingesetzten Strangprofilmaterials vorgesehen sein.profile chambers of the extruded profile material used to create the longitudinal beams.
Im Interesse einer möglichst optimalen Einleitung verbleibender, in der Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie nicht vollständig abbaubarer Restenergieen in die Mittelzelle sieht die Erfindung weiter vor, daß das den Querbalken der Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie bildende Strangpressprofil eine Vielzahl von nebeneinanderliegend angeordneten Profilkammern umfaßt deren Höhe zumindest nicht größer ist als deren Breite. Aus einer solchen, im Einzelnen wie auch immer gestalteten Profilquerschnittsform resultiert eine tafelförmige Gestalt des Querbalkens, die großflächig an der zugeordneten Stirnwand der Mittelzelle anliegt und eine flächenhafte Einleitung evtl. verbleibender Restenergien in die Mittelzelle bewirkt, mit dem Erfolg, daß auch bei einem Aufprall mit hoher Geschwindigkeit und verhältnismäßig großer verbleibender Restenergie eine örtlich Verformung der Mittelzelle und damit des Fahrgastraumes nicht zu befürchten bzw. ausgeschlossen ist. Das den Querbalken der Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie bildende Strangpressprofil kann aber auch so gestaltet sein, daß im regelmäßigen Wechsel Profilkammern deren Höhe nicht größer ist als deren Breite und Profilkammern deren Höhe größer ist als deren Breite vorgesehen sind. In der bevorzugten Verwirklichungsform ist weiterhin vorgesehen, daß die die Längsbalken bildenden Profilmaterialzuschnitte in dieser senkrechter Ausrichtung mittels Schweißung stumpf an den den Querbalken bildenden Profilmaterialabschnitt angeschlossen sind. In einer besonderen Ausgestaltungsform kann abweichend aber auch vorgesehen sein, daß die beiden Längsbalken der Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie zu ihrem freien Ende hin divergierend angeordnet sind, was z.B. bei einem frontgetriebenen Fahrzeug den Einbau des Antriebs aggre gates erleichtert.In the interest of the best possible introduction of residual energy that cannot be completely dissipated in the assembly for converting impact energy into the central cell, the invention further provides that the extruded profile forming the crossbeam of the assembly for converting impact energy comprises a large number of profile chambers arranged next to one another, the height of which is at least not greater than their width. Such a profile cross-sectional shape, however designed in detail, results in a panel-like shape of the crossbeam, which rests over a large area on the associated front wall of the central cell and causes any residual energy that may remain to be introduced into the central cell over a large area, with the result that even in the event of an impact at high speed and with a relatively large amount of residual energy, local deformation of the central cell and thus of the passenger compartment is not to be feared or is excluded. The extruded profile forming the crossbeam of the assembly for converting impact energy can also be designed in such a way that profile chambers whose height is not greater than their width and profile chambers whose height is greater than their width are provided in regular alternation. In the preferred embodiment, it is also provided that the profile material cuts forming the longitudinal beams are butt-connected to the profile material section forming the crossbeam in this vertical orientation by means of welding. In a special embodiment, however, it can also be provided that the two longitudinal beams of the assembly for converting impact energy are arranged diverging towards their free end, which makes it easier to install the drive unit in a front-wheel drive vehicle, for example.
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Grundsätzlich kann in weiterer Vervollständigung einer Verwirklichungsform der Erfindung noch vorgesehen sein, daß jeder Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie ein die front-bzw. heckseitige Begrenzung der Fahrzeugkarosserie bildender Stoßfänger zugeordnet ist, welcher vorzugsweise mittels Tragteile, Adapterplatten und Verschraubung mit den freien Enden der Längsbalken verbindbar ist.In principle, in a further embodiment of the invention, it can be provided that each assembly for converting impact energy is assigned a bumper that forms the front or rear boundary of the vehicle body, which can preferably be connected to the free ends of the longitudinal beams by means of supporting parts, adapter plates and screw connections.
Der dem den Motor beinhaltenden Wagen, Vorderwagen oder Hinterwagen, zugeordneten Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie kann als längsweich angebundenes Bauteil ein mit den Tragteilen für den Stoßfänger verbundener Träger für die Aufnahme und Abstützung von Hilfsaggegaten, beispielsweise des Kühlers, des Antriebs aggre gates zugeordnet sein.The assembly for converting impact energy assigned to the vehicle containing the engine, front end or rear end, can be assigned a support connected to the supporting parts for the bumper as a longitudinally flexible component for receiving and supporting auxiliary units, for example the radiator or the drive unit.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt dieThe invention is described in detail in the following example description using an embodiment shown in the drawing. In the drawing, the
Figur 1 eine schematische Schaubildliche Darstellung der Module eines in Modulbauweise aus einem Vorderwagen, einer Mittelzelle und einem Hinterwagen zusammengesetzten Chassis für Personenkraftwagen;Figure 1 is a schematic diagram of the modules of a chassis for passenger cars, consisting of a front section, a middle section and a rear section in modular construction;
Figur 2 einen Längsschnitt durch ein Chassis gemäß Figur 1;Figure 2 shows a longitudinal section through a chassis according to Figure 1;
Figur 3 eine Draufsicht auf das Chassis gemäß Figur 1;Figure 3 is a plan view of the chassis according to Figure 1;
Figur 4 eine Schnittdarstellung des Profiles der Längsbalken der Baugruppen zur Umwandlung von Aufprallenergie;Figure 4 is a sectional view of the profile of the longitudinal beams of the impact energy conversion assemblies;
Figur 5 eine Schnittdarstellung des Profiles des Querbalkens der Baugruppen zur Umwandlung von Aufprallenergie;Figure 5 is a sectional view of the profile of the crossbeam of the impact energy conversion assemblies;
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Figur 6 eine schematische schaubildliche Darstellung des Hinterwagens eines frontgetriebenen Personenkraftwagens.Figure 6 is a schematic diagram of the rear section of a front-wheel drive passenger car.
Das im Ausführungsbeispiel dargestellte, in Modul-oder Zellenbauweise aufgebaute Chassis eines in seiner Gesamtheit nicht dargestellten Personenkraftwagens besteht im Wesentlichen aus einer Mittelzelle 1, einem Vorderwagen 2 und einem Hinterwagen 3. Die in sich formsteife Mittelzelle besteht im we· sentlichen aus einem in ihrer Längsmitte angeordneten, durch einen Strangpressprofilabschnitt gebildeten Zentralträger 4 je einer beidendig an diesen angeschlossenen Stirnwand 5 bzw. 6, die ihrerseits jeweils aus Längenabschnitten von Strangpressprofilen gebildet sind, und in symmetrischen Abständen zu diesem angeordneten, endseitig an die beiden Strinwände 5 und 6 angeschlossenen, gleichfalls aus Längenabschnitten eines Strangpressprofiles gebildeten Schwellern 7 und 8. Die in der Darstellung der Figur 1 aufgebrochen gezeigte vordere Stirnwand 5 der Mittelzelle 1 besteht Hauptsächlich aus zwei seitlichen als Säulen aufragenden Profilmaterialabschnitten 9 und 10 sowie einem mit diesen vermittels Knotenteile 11 verbundenen, seinerseits aus einem Profilmaterialabschnitt gebildeten oberen Querbalken 12 und einem in den dieserart umgrenzten Raum eingefügten, durch einen Lan gen ab schnitt eines aus einer Vielzahl nebeneinanderliegend angeordneter Profilkammern, deren Höhe wenigstens ihrer Breite entspricht, gebildeten Strangpressprofiles 13. Der Vorderwagen 2 und der Hinterwagen 3 umfassen jeweils, eine in der gezeigten Ausführungsform zweiteilige Trageinrichtung, welche jeweils aus einer vermittels Schraubenbolzen 16 an die vordere 5 bzw. hintere Stirnwand 6 der Mittelzelle 1 angeschlossenen Konsole 14 bzw. 15 und einem mit diesem, gegebenenfalls vermittels in der Zeichnung nicht dargestellter elastischer Lagerungen verbundenen Achsträgern 17 bzw. 18 besteht. Der dem Vorderwagen zugeord-The chassis of a passenger car not shown in its entirety, which is shown in the exemplary embodiment and is constructed in a modular or cell design, consists essentially of a central cell 1, a front section 2 and a rear section 3. The inherently rigid central cell consists essentially of a central support 4 arranged in its longitudinal center and formed by an extruded profile section, a front wall 5 and 6 connected to it at both ends, which in turn are each formed from length sections of extruded profiles, and sills 7 and 8 arranged at symmetrical distances from this, connected at the ends to the two front walls 5 and 6, also formed from length sections of an extruded profile. The front end wall 5 of the central cell 1, shown broken away in the illustration in Figure 1, consists mainly of two lateral profile material sections 9 and 10 that protrude as columns, as well as a central support 4 connected to these by means of node parts 11, which in turn is made of an upper crossbeam 12 formed by a section of profile material and an extruded profile 13 inserted into the space thus delimited, formed by a long section of a multiplicity of profile chambers arranged next to one another, the height of which corresponds at least to their width. The front section 2 and the rear section 3 each comprise a two-part support device in the embodiment shown, which consists of a bracket 14 or 15 connected by means of screw bolts 16 to the front 5 or rear end wall 6 of the central cell 1 and an axle carrier 17 or 18 connected to this, if necessary by means of elastic bearings not shown in the drawing. The axle carrier assigned to the front section
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nete Achsträger 17 ist in der gezeigten Ausführungsform als Fahrschemel ausgebildet und umfaßt eine an einer im wesentlichen horizontalen Abwinkelung 22 angeordnete Lagerung 19 für die unteren Querlenker 20 eines im Prinzip als McPhearson-Federbeinachse konzipierten Vorderachsaggregates. Die beiden Federbeine 21 des als McPhearson-Federbeinachse ausgebildeten Vorderachsaggregates sind in der gezeigten Ausführungsform untereinander mittels eines Tragbügels 23 verbunden, wobei der Tragbügel 23 zugleich insbesondere eine Drehmomentabstützung für das Antriebsaggregat bildet. An dem dem Hinterwagen 3 zugeordneten Achsträger 18 ist das Torsionsrohr 24 einer als Koppellenkerachse konzipierten im Übrigen durch die Längslenker 25 und die Federbeine 26 angedeuteten Hinterachse angeschlossen. Der Vorderwagen 2 und der Hinterwagen 3 umfassen ferner jeweils eine Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit. Die Baugruppe umfaßt dabei jeweils einen aus einem ersten Profilmaterialzuschnitt bestehenden Querbalken 27 und zwei aus einem zweiten Profilmaterialzuschnitt bestehende zueinander beabstandete und sich in Wagenlängsrichtung erstreckende Längsbalken 28. Die Baugrippen sind vermittels Verschraubung mit der vorderen 5 bzw. der hinteren Stirnwand 6 der Mittelzelle 1 verbunden. Wie insbesondere aus der Figur 3 ersichtlich weist das für die Darstellung der Längsbalken 28 eingesetzte Strangpressprofil drei übereinanderliegend angeordnete Profilkammern 29, 30, 31 mit sechseckigem Profilquerschnitt auf. Zur progressiven Umwandlung von Aufpralle nergie in Verformungsarbeit sind die Profilkammern unterschiedlich beschnitten, derart, daß bei einem Aufprall zunächst lediglich eine erste Profilkammer 29 verformt wird und falls die Verformungsarbeit nicht hinreicht die Aufprallenergie aufzuzehren eine zweite Profilkammer 30 an der Verformung teilnimmt und schließlich auch noch die dritte Profilkammer 31 verformt werden kann, um die Aufprallenergie aufzuzehren. Die Längsbalken 28 sind stumpf an den Querbalken 27 angesetzt und mit diesen mittels Schweißung verbunden. Das den Querbalken 27 der Baugruppe zur Umwand-The axle carrier 17 is designed as a subframe in the embodiment shown and comprises a bearing 19 arranged on a substantially horizontal bend 22 for the lower wishbones 20 of a front axle assembly designed in principle as a McPhearson strut axle. The two struts 21 of the front axle assembly designed as a McPhearson strut axle are connected to one another in the embodiment shown by means of a support bracket 23, the support bracket 23 also forming a torque support for the drive unit. The torsion tube 24 of a rear axle designed as a coupling link axle and indicated by the longitudinal links 25 and the struts 26 is connected to the axle carrier 18 assigned to the rear section 3. The front section 2 and the rear section 3 also each comprise an assembly for converting impact energy into deformation work. The assembly comprises a cross beam 27 made from a first section of profile material and two longitudinal beams 28 made from a second section of profile material, spaced apart from one another and extending in the longitudinal direction of the vehicle. The structural ribs are connected by means of a screw connection to the front 5 and the rear end wall 6 of the central cell 1. As can be seen in particular from Figure 3, the extruded profile used to represent the longitudinal beams 28 has three profile chambers 29, 30, 31 arranged one above the other with a hexagonal profile cross-section. For the progressive conversion of impact energy into deformation work, the profile chambers are cut differently, such that in the event of an impact, only a first profile chamber 29 is initially deformed and if the deformation work is not sufficient to absorb the impact energy, a second profile chamber 30 takes part in the deformation and finally the third profile chamber 31 can also be deformed in order to absorb the impact energy. The longitudinal beams 28 are butt-jointed to the cross beams 27 and connected to them by means of welding. The cross beam 27 of the assembly for conversion
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lung von Aufprallenergie bildende Strangpressprofil weist eine Vielzahl von Profilkammern 32 und 33 auf, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel Profilkammern 32 deren Höhe nicht größer ist als deren Breite im Wechsel mit Profilkammern 33 deren Höhe größer ist als deren Breite vorgesehen sind, so daß der Querbalken bei ausgezeichneter Steifigkeit eine tafelartige Gestalt aufweist. Jeder Baugruppe ist ein die front-bzw. heckseitige Begrenzung der Fahrzeugkarosserie bildender Stoßfänger 34 zugeordnet, welcher vorzugsweise mittels Tragteile 35 und Adapterplatten 36 mit den freien Enden der Längsbalken verschraubt ist. An der dem den Motor beinhaltenden Vorderwagen zugeordneten Baugruppe ist als längsweich angebundenes Bauteil ein mit den Tragteilen 35 für den Stoßfänger 34 verbundener Träger 37 für die Aufnahme und Abstützung des Kühlers 38 des Motors angeordnet.The extruded profile, which forms a barrier for the absorption of impact energy, has a large number of profile chambers 32 and 33, whereby in the embodiment shown, profile chambers 32 whose height is not greater than their width alternate with profile chambers 33 whose height is greater than their width, so that the crossbeam has a panel-like shape with excellent rigidity. Each assembly is assigned a bumper 34 which forms the front or rear boundary of the vehicle body and which is preferably screwed to the free ends of the longitudinal beams by means of support parts 35 and adapter plates 36. On the assembly assigned to the front of the vehicle containing the engine, a support 37 connected to the support parts 35 for the bumper 34 is arranged as a longitudinally soft component for receiving and supporting the radiator 38 of the engine.
Claims (17)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorder- und der Hinterwagen jeweils eine mit der zugehörigen Stirn wandung der Mittelzelle verbindbare Trageinrichtung wenigstens für ein Achsaggregat, Vorderachse bzw. Hinterachse, und eine wenigstens zwei als Profilbalken ausgebildete Verformungselemente aufweisende, ihrerseits gleichfalls mit der zugehörigen Stirnwandung der Mittelzelle verbindbare Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit umfaßt. 1) Chassis for passenger cars, consisting of a rigid central cell formed from longitudinal and transverse supports, a front section connected to it and a rear section connected to it, both of which carry at least one wheel axle, front axle unit or rear axle, and one of which also carries the drive unit together with all associated auxiliary equipment, whereby the rigid central cell consists of interconnected cuts of extruded profiles and is provided at both ends with an upstanding end wall for the connection of the front or rear section,
characterized,
that the front and rear sections each comprise a support device which can be connected to the associated front wall of the central cell for at least one axle unit, front axle or rear axle, and an assembly having at least two deformation elements designed as profile beams, which in turn can also be connected to the associated front wall of the central cell for converting impact energy into deformation work.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990527 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010926 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20040701 |