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Tragwerk für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung geht von einem insbesondere für Personenkraftwagen bestimmten Tragwerk aus, das mit zwei seitlichen, etwa in den Reifenebenen in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Längsholmen versehen ist, die unmittelbar hinter dem Vorderrad und vor dem Hinterrad hochragende Teile aufweisen, welche in Tragsäulen für das Fahrzeugdach übergehen und durch das Dach bzw. das Dach tragende, seitliche
Kastenträger so miteinander verbunden sind, dass an jeder Seite des Fahrzeuges ein ringförmig geschlosse- ner sechseckiger Rahmen mit horizontalen unteren und oberen Seiten entsteht.
Die Erfindung liegen die neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet des Fahrzeugbaues zugrunde, welche besagen, dass bei Unfällen, u. zw. insbesondere bei heftigen Aufprall-Unfällen, die Fahrzeuginsassen nur dann vor schwersten körperlichen Schäden bewahrt werden können, wenn der den Fahrgastraum umschlie- ssende Mittelteil des Fahrzeugaufbaues ausserordentlich starr ausgebildet ist, wogegen die sich daran nach v (rne und hinten anschliessenden Teile des Fahrzeuges schwächer und relativ nachgiebig ausgebildet sein sollen. Bei einer derartigen Ausbildung des Kraftfahrzeuges wird die kinetische Energie bei Rammstössen in Arbeit zum Deformieren der Endteile umgesetzt, während die starre Mittelzelle im wesentlichen unbeschädigt bleibt und die Fahrgäste sicher schützt.
Es hat sich auch gezeigt, dass ein entsprechend diesen
Erkenntnissen ausgebildeter Wagen nicht etwa einen starren, etwa in Achshöhe liegenden Rahmen aufweisen darf, sondern dass die Längsträger über die Räder hochgezogen und mit schwächerem Querschnitt oberhalb der Räder nach vorne geführt werden müssen. Deshalb werden die bei Rammstössen auftretenden Kräfte nicht etwa in der Höhe der Radachsen, wo etwa die Stossstangen angebracht sind, sondern vielmehr in der Höhe der Oberkante der Reifen, also etwa in der halben Höhe des Wagens, auf den Mittelteil des Fahrzeugaufbaues übertragen.
Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zugrunde, dem Mittelteil des Fahrzeugaufbaues eine erhöhte Torsions- und Formsteifigkeit zu verleihen und diesen insbesondere zum Aufnehmen von etwa in halber Höhe des Fahrzeuges eingeleiteten Stosskräften auszubilden.
Die bisher bekanntgewordenen Tragwerke, welche an jeder Seite des Fahrzeuges ringförmig geschlossene Rahmen aufweisen, sind nicht zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe geeignet, weil die die unteren Längsträger mit dem Dach verbindenden Säulen sowohl hinsichtlich ihrer Stärke als auch ihrer Gestaltung nicht zur Aufnahme grösserer Spitzenkräfte ausgebildet sind. So sind Tragwerke für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden, bei welchen die vorderen und hinteren Säulen des Rahmens leicht nach innen geneigt oder höchstens senkrecht auf dem Längsträger stehen und im Bereich des Daches bogenförmig miteinander verbunden sind, so dass diese Säulen bei Stössen leicht eingeknickt werden können. Bei einem weiteren bekannten Kraftfahrzeug sind die vorderen und hinteren Säulen gegenüber der Horizontalen nach hinten geneigt, so dass dieser Rahmen etwa ein Parallelogramm bildet.
Auch hier können dit : Säulen bei Stössen leicht eingeknickt oder bei hochliegenden Stössen von vom leicht an ihrer Basis abgebrochen werden.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile der bekannten Kraftfahrzeug-Tragwerke vermieden.
Ausserdem liegt der Erfindung aber auch die Aufgabe zugrunde, Personenkraftwagen, die Schiebetüren aufweisen, mit einem präzisen, formsteifen und stabilen Bett für die Türen, insbesondere für eine Schiebetür, auszustatten. Durch die Erfindung soll der äussere Rahmen oder die Einfassung für die Tür ein in sich festes und solides Gebilde darstellen. Auch dies ist für einen Unfallschutz von hervorragender Bedeutung,
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weil die Insassen eines Kraftfahrzeuges oftmals durch Aufspringen der Türen bei Unfällen aus dem Wagen herausgeschleudert und schwer verletzt werden.
Weiterhin soll durch die Erfindung eine gute Verankerung der im modernen Personenkraftwagenbau in immer grösserem Masse verwendeten grossflächigen, gebogenen Scheiben, insbesondere der Panoramaschei- ben, erzielt werden.
Von einem Tragwerk für Kraftfahrzeuge der oben beschriebenen Art ausgehend besteht die Erfindung im wesentlichen darin, dass die im stumpfen Winkel an die Längsholme angeschlossenen Teile und die gleichfalls im stumpfen Winkel an die Dachträger angesetzten Tragsäulen des Sechseckrahmens unter Bil- dung eines nach aussen weisenden stumpfen Winkels etwa in halber Wagenhöhe bzw. in Höhe der Reifen- oberkante miteinander verbunden sind.
Zur Vereinfachung der Fertigung und zur weiteren Erhöhung der Stabilität ist es vorteilhaft, wenn der
Dachträger des in Fahrzeuglängsrichtung liegenden, seitlichen, geschlossenen Sechseckes gleichzeitig einen Teil des vorzugsweise ringförmig, insbesondere oval ausgebildeten Dachrahmens bildet. Endlich können noch Querträ. ger zur Verbindung der seitlichen sechseckigen Rahmen untereinander im Bereiche der
Wurzeln der das Dach tragenden Säulen angeordnet sein, wodurch die Festigkeit des Tragwerk-Mittelteiles weiter erhöht wird.
Weitere Einzelheiten sind einem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das an Hand von drei Figuren näher dargestellt ist. Fig. 1 zeigt in einer Schemazeichnung die erfindungsgemässen seitlichen, geschlossenen Sechsecke des Tragwerkes ; Fig. 2 zeigt einen mittleren Querschnitt durch einen Personenkraftwagen nach der Schnittlinie II-H der Fig. 3 ; Fig. 3 zeigt die Seitenansicht des Personenkraftwagens nach Fig. 2, entsprechend der Blickrichtung III nach Fig. 2.
Die Fig. 1 zeigt die für die Erfindung wesentlichen Teile des Tragwerkes eines Personenkraftwagens.
Der genannten Figur ist zu entnehmen, dass die Längsholme 1 oder Teile davon, Teile 2 des Dachrahmens 3, die hinter den Vorderrädern 4 aufragenden Teile 5 und die unmittelbar vor den Hinterrädern 6 hochragenden Teile 7 gemeinsam einen sechseckigen Rahmen 8 bilden, dessen Teile 5 und 7 etwa in halber Wagenhöhe bzw. in Höhe der Reifenoberkante einen nach aussen weisenden stumpfen Winkel bilden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Konkretisierung des in Fig. 1 zum Ausdruck gebrachten erfindungsgemässen Grundgedankens.
In Fig. 2 sind im Querschnitt die zum Sechseck 8 gehörenden Teile 2 des Dachrahmens oder-ringes als Kastenprofile dargestellt. In gleicher Weise sind die Längsholme 1 als Kastenprofile oder Hohlträger ausgebildet.
Die Fig. 3 zeigt die Seitenansicht des Personenkraftwagens nach Fig. 2 in der Blickrichtung III. Es handelt sich bei dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Wagen um einen Wagen mit Schiebetür. Diese Tür ist
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gelangt, zu sehen ist. Diese Öffnung gibt im wesentlichen die Form des erfindungsgemässen Sechseckes 8 wieder. Der strichpunktierte Linienzug 18 gibt die ungefähre Lage der neutralen Faser in den zu einem Sechseck zusammengebauten Teilen 1, 2,5, 7,9 und 10 wieder. Der Fig. 3 ist zu entnehmen, dass sich die Teile 5 und 10 bzw. 7 und 9 etwa in der Höhe der Reifenoberkante, welche etwa gleich der halben Wagenhöhe ist, unter einem stumpfen Winkel treffen. Hiedurch ist das erfindungsgemässe Tragwerk zur Aufnahme, insbesondere in dieser Höhe in das Tragwerk eingeleiteter Stösse hervorragend geeignet.
Die seitlich hochragenden Teile, insbesondere die Tragsäulen 9 und 10 für das Dach 13, dienen gleichzeitig zur Halterung der Frontscheibe 12 bzw. Heckscheibe 11. Die genannten Scheiben 11 und 12 sind grossflächig und gebogen ausgeführt ; sie erhalten auf Grund der geschlossenen sechseckigen Ausbildung der seitlichen Tragwerksteile ebenfalls eine stabile, torsionssteife Grundlage für ihre Befestigung.
Eine Schiebetür braucht wegen ihrer grossflächigenAusführung eine stabile Lagerung. d. h. Einrahmung in geschlossenem Zustand, damit Schwingungen der Tilr und daraus resultierende lästige Geräusche vermieden werden. Weiterhin muss eine solide Einbettung der Schiebetür schon deshalb vorhanden sein, weil sich sonst Deformationen der Tür oder der die Tür umgebenden Teile ergeben würden. Durch die erfindungsgemässe Umrahmung der Tür durch die Bauteile 1, 2,5, 7,9 und 10 wird ein solches stabiles und solides Bett für die Schiebetür geschaffen. Die beschriebene erhöhte Stabilität wird im wesentlichen durch die Verwendung des Teiles 2 des Dachrahmens 3 oder des Daches 13 zum Bilden des Sechseckes 8 erreicht.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Ecken des Sechseckes abgerundet und die aneinander anschliessenden Tragwerksteile, z. B. 1-5, 5-10, 10-2 usw., bilden miteinander Winkel, die mehr als 900 betragen.
Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Sechseckform 8 zur Mittelquerebene vollsymmetrisch ausgefüh ! t. Hieda : eh wird eine.-weitgehende Vereinfachung. der Fertigung erzielt. Wie die Fig. l und 2 zeigen, braucht'das Sechseck jedoch nicht unbedingt in einer Ebene zu liegen, sondern es kann sich bei-
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spielsweise, wie es die Teile 2 nach Fig. l zeigen, in seinem oberen Bereich der ovalen oder elliptischen Form 3 des Daches anpassen und daher in mehreren Richtungen ausgewölbt sein. Zur Verbindung der Rahmen untereinander können ausser Querträgem 14 und 15 im Bereich der Längsholme 1 und z.
B. dem ovalen Dachrahmen 3 auch noch Querträger 16 und 17 im Bereich der Wurzeln der das Dach tragenden Säulen 9, 10 angeordnet sein, die dann einer weiteren Verstärkung und Versteifung des erfiadungsgemissen Tragwerkes dienen.
Im Rahmen des erfindungsgemässen Grundgedankens sind in jeweiliger Anpassung an des gewünschten Fahrzeugtyp weitere Möglichkeiten zur Ausgestaltung des Sechseckes 8 möglich.
PATENTANSPRÜCHE.
1. Tragwerk für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen, mit zwei seitlichen, etwa in den Reifenebenen in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Längsholmen, die unmittelbar hinter dem Vorderrad und vor dem Hinterrad hochragende Teile aufweisen, welche in Tragsäulen für das Fahrzeugdach übergehen und durch das Dach bzw. das Dach tragende, seitliche Kastenträger so miteinander verbunden sind, dass an jeder Seite des Fahrzeuges ein ringförmig geschlossener, sechseckiger Rahmen mit horizontalen unteren und oberen Seiten entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die im stumpfen Winkel an die Längsholme (1) angeschlossenen Teile (5,7) und die gleichfalls im stumpfen Winkel an die Dachträger (2) angesetzten Tragsäulen (9, 10) des Sechseckrahmens unter Bildung eines nach aussen weisenden stumpfen Winkels etwa in halber Wagenhöhe bzw.
in Höhe der Reifenoberkante miteinander verbunden sind.
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Structure for motor vehicles
The invention is based on a supporting structure intended in particular for passenger vehicles, which is provided with two lateral longitudinal members lying approximately in the tire planes in the vehicle longitudinal direction, which have parts protruding directly behind the front wheel and in front of the rear wheel, which merge into support columns for the vehicle roof and through the roof or the roof supporting, lateral
Box girders are connected to one another in such a way that a ring-shaped closed hexagonal frame with horizontal lower and upper sides is created on each side of the vehicle.
The invention is based on the latest findings in the field of vehicle construction, which say that in accidents, u. particularly in the case of violent impact accidents, the vehicle occupants can only be protected from severe physical damage if the middle part of the vehicle body enclosing the passenger compartment is extremely rigid, whereas the parts of the vehicle that adjoin it to the front and rear With such a design of the motor vehicle, the kinetic energy of impacts is converted into work to deform the end parts, while the rigid central cell remains essentially undamaged and reliably protects the passengers.
It has also been shown to match these
According to the knowledge of trained wagons, it must not have a rigid frame that is approximately at axle height, but that the longitudinal members must be pulled up over the wheels and guided forward with a weaker cross-section above the wheels. For this reason, the forces that occur during impacts are not transferred to the height of the wheel axles, where the bumpers are attached, but rather to the height of the upper edge of the tires, i.e. about half the height of the car, to the middle part of the vehicle body.
The invention is accordingly based on the object of providing the central part of the vehicle body with increased torsional and dimensional rigidity and in particular of designing it to absorb impact forces introduced approximately halfway up the vehicle.
The previously known supporting structures, which have ring-shaped closed frames on each side of the vehicle, are not suitable for solving the above-mentioned problem, because the pillars connecting the lower longitudinal members to the roof are not designed to absorb larger peak forces, both in terms of their strength and their design are. Structures for motor vehicles have become known in which the front and rear pillars of the frame are slightly inclined inwards or are at most perpendicular to the longitudinal beam and are connected in an arc in the area of the roof so that these pillars can be easily buckled in the event of impacts. In a further known motor vehicle, the front and rear pillars are inclined to the rear with respect to the horizontal, so that this frame forms approximately a parallelogram.
Here, too, dit: pillars can be easily buckled in the event of impacts or easily broken off at their base in the event of high impacts from the.
The invention avoids these disadvantages of the known motor vehicle structures.
In addition, however, the invention is also based on the object of equipping passenger vehicles which have sliding doors with a precise, dimensionally stable and stable bed for the doors, in particular for a sliding door. By means of the invention, the outer frame or the surround for the door is intended to represent an inherently solid and solid structure. This is also of great importance for accident protection,
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because the occupants of a motor vehicle are often thrown out of the car by the opening of the doors in an accident and are seriously injured.
Furthermore, the invention is intended to achieve good anchoring of the large-area, curved panes, in particular the panorama panes, which are used to an ever greater extent in modern passenger car construction.
Starting from a supporting structure for motor vehicles of the type described above, the invention essentially consists in the fact that the parts connected at an obtuse angle to the longitudinal spars and the support columns of the hexagonal frame which are also attached at an obtuse angle to the roof girders form an outwardly pointing obtuse angle are connected to each other at about half the height of the car or at the height of the upper edge of the tire.
To simplify production and to further increase stability, it is advantageous if the
Roof carrier of the lateral, closed hexagon lying in the longitudinal direction of the vehicle simultaneously forms part of the preferably ring-shaped, in particular oval, roof frame. Finally, cross beams can still be used. ger to connect the lateral hexagonal frames to each other in the area of the
Roots of the pillars supporting the roof can be arranged, whereby the strength of the supporting structure middle part is further increased.
Further details can be found in an exemplary embodiment which is illustrated in more detail using three figures. 1 shows a schematic drawing of the lateral, closed hexagons of the supporting structure according to the invention; FIG. 2 shows a central cross section through a passenger car along the section line II-H of FIG. 3; FIG. 3 shows the side view of the passenger car according to FIG. 2, corresponding to the viewing direction III according to FIG. 2.
Fig. 1 shows the essential parts of the structure of a passenger car for the invention.
It can be seen from the cited figure that the longitudinal spars 1 or parts thereof, parts 2 of the roof frame 3, the parts 5 protruding behind the front wheels 4 and the parts 7 protruding directly in front of the rear wheels 6 together form a hexagonal frame 8, the parts 5 and 7 form an outwardly pointing obtuse angle approximately halfway up the car or at the level of the upper edge of the tire.
FIGS. 2 and 3 show the specification of the basic idea according to the invention expressed in FIG.
In Fig. 2, the hexagon 8 belonging parts 2 of the roof frame or ring are shown as box profiles. In the same way, the longitudinal bars 1 are designed as box sections or hollow beams.
FIG. 3 shows the side view of the passenger car according to FIG. 2 in the viewing direction III. The car shown in FIGS. 2 and 3 is a car with a sliding door. This door is
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is seen. This opening essentially reproduces the shape of the hexagon 8 according to the invention. The dash-dotted line 18 shows the approximate position of the neutral fiber in the parts 1, 2, 5, 7, 9 and 10 assembled to form a hexagon. It can be seen from FIG. 3 that the parts 5 and 10 or 7 and 9 meet at an obtuse angle approximately at the height of the upper edge of the tire, which is approximately equal to half the height of the car. As a result, the structure according to the invention is excellently suited for receiving impacts introduced into the structure, in particular at this height.
The laterally protruding parts, in particular the support columns 9 and 10 for the roof 13, serve at the same time to hold the front window 12 and rear window 11. Said windows 11 and 12 have a large surface and are curved; Due to the closed hexagonal design of the side structural parts, they also have a stable, torsionally rigid base for their attachment.
Because of its large surface area, a sliding door needs stable storage. d. H. Framing when closed so that vibrations of the Tilr and the resulting annoying noises are avoided. Furthermore, the sliding door must be solidly embedded because otherwise deformations of the door or the parts surrounding the door would result. The inventive framing of the door by the components 1, 2, 5, 7, 9 and 10 creates such a stable and solid bed for the sliding door. The increased stability described is achieved essentially through the use of the part 2 of the roof frame 3 or of the roof 13 to form the hexagon 8.
As can be seen from Fig. 3, the corners of the hexagon are rounded and the adjoining structural parts, for. B. 1-5, 5-10, 10-2 etc., form angles with each other that are more than 900.
As can also be seen from Fig. 3, the hexagonal shape 8 is fully symmetrical to the central transverse plane! t. Hieda: eh will be an extensive simplification. achieved in manufacturing. As shown in Figs. 1 and 2, the hexagon does not necessarily have to lie in one plane, but it can be
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for example, as the parts 2 according to FIG. 1 show, adapt in its upper region of the oval or elliptical shape 3 of the roof and therefore be arched in several directions. To connect the frames to each other, apart from cross members 14 and 15 in the area of the longitudinal spars 1 and z.
B. the oval roof frame 3 also cross members 16 and 17 in the area of the roots of the roof supporting pillars 9, 10, which then serve to further strengthen and stiffen the framework according to the invention.
Within the scope of the basic idea according to the invention, further possibilities for the design of the hexagon 8 are possible in a respective adaptation to the desired vehicle type.
PATENT CLAIMS.
1. Supporting structure for motor vehicles, in particular for passenger cars, with two lateral longitudinal members lying approximately in the tire planes in the vehicle longitudinal direction, which have parts protruding directly behind the front wheel and in front of the rear wheel, which merge into support columns for the vehicle roof and through the roof or Roof-bearing, lateral box girders are connected to one another in such a way that a ring-shaped, closed, hexagonal frame with horizontal lower and upper sides is created on each side of the vehicle, characterized in that the parts (5, 7 ) and the support columns (9, 10) of the hexagonal frame, which are also attached at an obtuse angle to the roof girders (2), forming an outward-pointing obtuse angle about half the height of the car or
are connected to each other at the height of the upper edge of the tire.