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Knotenausbildung zur Verbindung der Längs- und Querträger von Fahrzeugrahmen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Knotenausbildung zur Verbindung der Längs- und Querträger von Fahrzeugrahmen. Soferne Knotenbleche verwendet werden und es sich um eine Schweissverbindung handelt, werden die Knotenbleche bisher meist an den Gurten der Längsträger angeschweisst. Nun sind aber die Gurte die Zonen der stärksten Längsträgerbelastung und jede Schweissstelle stellt eine Unstetigkeit im Kraftverlauf und im Materialgefüge dar, so dass solche Schweissstellen die Wechselfestigkeit der Längsträger durch eine Art Kerbwirkung stark herabsetzen.
Es sind zwar auch schon Knotenausbildungen mit jeweils am Querträgergurt und Längsträgersteg angeschlossenen Knotenblechen bekannt, so dass der Längsträgergurt von jeder Unstetigkeit frei bleibt und seine volle Wechselfestigkeit beibehält, jedoch handelt es sich hiebei um eine Nietverbindung mit zum Längsträgersteg abgewinkelten Knotenblechen. Bei abgewinkelten Knotenblechen werden bei auftretenden Verformungen in der Verbindungsstelle die Zugspannungen in ungünstiger Weise hebelartig verstärkt. Schliesslich ist eine Ausführung bekanntgeworden, Dei der die Querträger ohne Knotenbleche unmittelbar am Steg der Längsträger angeschweisst sind und die Stege der Querträger an den Enden sich etwa über die halbe Steghöhe erstreckende Wölbungen aufweisen, die allein die Schweissnähte tragen.
Ein Fahrzeugrahmen mit einer solchen Knotenausbildung ist aber nicht verwindungssteif, gibt also allen durch die Fahrbahnunebenheiten erzwungenen Bewegungen nach, wodurch gewissermassen die ungefederten Massen des Fahrzeuges in ungünstiger Weise erheblich vergrössert und die Fahreigenschaften verschlechert werden.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Schaffung einer Knotenverbindung, die bei hinreichender Verwindungssteifigkeit eine gute Festigkeit des Rahmens gewährleistet.
Die Erfindung geht von einer Knotenausbildung mit jeweils am Querträgergurt und Längsträgersteg angeschlossenen Knotenblechen aus und Desteht im wesentlichen darin, dass die Knotenbleche eine mehrfach gewellte Stosskante aufweisen und durch eine längs dieser geführte Kehlnaht mit dem Längsträgersteg verschweisst sind. Der hochbelastete Längsträgergurt behält also ebenfalls seine volle Wechselfestigkeit bei, da der Anschluss des Knotenbleches nicht an ihm, sondern am Steg erfolgt. Die Schweissstellen am Steg können dagegen ohne weiteres in Kauf genommen werden, da die Belastungen des Steges von vornherein wesentlich geringer als jene der Gurte sind.
Würde die Stosskante des Knotenbleches geradlinig verlaufen bzw. das Knotenblech völlig eben ausgebildet sein, so wäre die nur einseitige Kehlnaht auf Biegung beansprucht, und es käme leicht zum Einreissen oder gar zum Platzen der Naht. Eine doppelseitige Kehlnahtkann nicht vorgesehen werden, weil im Hinblick auf die notwendige, möglichst grosse Steghöhe des Querträgers der Raum zwischen Knotenblech und Längstr3 : gergurt zu klein ist, um in diesen Zwischenraum die Geräte zur Herstellung der zweiten Kehlnaht einführen zu können.
Durch die Wellung der Stosskante bzw. die wellenartige Vorverformung des Knotenbleches am Stosskantenrand liegen nun die zu übertragenden Kräfte nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern entsprechend der Wellenberge und-täler in verschiedenen Höhen, und es ergibt sich eine etwa in der Mittelebene der Wellung liegende Resultierende, die auf die Schweissnaht kein Biegemoment mehr ausübt. Die Schweissnaht ist auf Grund dieser besonderen Stosskantenformung nur auf Zug oder Druck beansprucht, welcher Beanspruchung sie ohne weiteres standhält.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die an die Stosskante anschliessenden Seitenkanten der Knotenbleche in der Ebene des Knotenbleches konkav gekrümmt und die die Stosskantenenden tragenden Teile des Bleches aus der Ebene desselben abgebogen. Durch die Krümmung der Seitenkanten wird ein weicher
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Kraftübergang zu den Enden des Knotenbleches erzielt, wobei aber die Wellung vor den Seitenkanten endet, damit sich bei der Kraftübertragung keine Blechverformung ergibt und die Steifigkeit der Knotenverbindung erhalten bleibt. Das Abbiegen der Stosskantenenden, die vorzugsweise sehr dünn ausgebildet sind, hat den Zweck, die Randwirkung des Schweissnahtendes günstiger zu gestalten.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 die Ver-
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schnitt durch den Querträger nach der Linie II-II der Fig. 3, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Längsträger nach der Linie III-III der Fig. 2 und Fig. 4 einen waagrechten Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Der Längsträger ist als ein durch Abkanten hergestellter Blechträger mitU-Profil ausgebildet und weist demnach einen Steg 1 und zwei Gurte 2 auf. Der Steg und die beiden Gurte des gleichartigen Querträgers sind mit 3 und 4 bezeichnet. Zur Verbindung der beiden Träger sind zwei Knotenbleche 5 vorgesehen, die etwa trapezförmig gestaltet sind, deren nichtparallele Seitenkanten 6 aber eine ebene konkave Krümmung aufweisen. Mit 7 ist die Stosskante der Knotenbleche bezeichnet, mit der sie am Steg 1 des Längsträgers angeschweisst sind.
Es ist ersichtlich, dass die Stosskante gewellt ist bzw. dass der an die Stosskante anschliessende Randbereich der Knotenbleche 5 wellenartig verformt und die Stosskantenenden 8 abgebogen sind. Die beiden Knotenbleche 5 sind lediglich am Längsträgersteg 1 mit nur einer Kehlnaht 9 angeschweisst. Die Verbindung mit den Gurten 4 des Querträgers 3, 4 ist in der Weise ausgeführt, dass die Knotenbleche eine Kreis- öffnung 10 aufweisen, die mit Schweissgut ausgefüllt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Knotenausbildung zur Verbindung der Längs-und Querträger von Fahrzeugrahmen mit jeweils am Querträgergurt und Längsträgersteg angeschlossenen Knotenblechen, dadurch gekennzeichnet, dass die Knotenbleche (5) eine mehrfach gewellte Stosskante (7) aufweisen und durch eine längs dieser geführte Kehlnaht (9) mit dem Längsträgersteg (1) verschweisst sind.