DE10151211B4

DE10151211B4 - Fahrzeug-Karosseriestruktur

Info

Publication number: DE10151211B4
Application number: DE10151211A
Authority: DE
Inventors: Yorito Takemoto; Kunio Takaoka
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: MY128826A; TW498033B; CN1348893A; DE10151211A1; US6499798B2; JP3820867B2; US20020074830A1; KR100462091B1; JP2002120765A; CN1165444C; KR20020030710A

Abstract

Fahrzeugkarosseriestruktur (10) mit einem vorderen Rahmenlängsträger (40, 41) in Fahrzeuglängsrichtung, welcher folgendes aufweist:
einen zylindrischen Rahmenlängsträgerkörper (43), welcher an einer Seite eines Motorraums eines Fahrzeugs angebracht ist und sich vom vorderen Ende (43a) bis zum hinteren Ende (43b) erstreckt;
ein gekröpftes Teil (42), welches sich von einem vorderen Ende (30a) des Bodenrahmenlängsträgers (30), der einen Rahmen eines Bodenteils eines Fahrzeugs darstellt, bis hin zum hinteren Ende (43b) des vorderen Rahmenlängsträgerkörpers (40, 41) erstreckt und sich gleichzeitig nach oben erhebt;
wobei der vordere Rahmenlängsträgerkörper (40, 41) und das gekröpfte Teil (42) miteinander so integriert sind, daß sie mit einem Paar von inneren Teilen (45) und äußeren Teilen (46) verbunden sind;
dadurch gekennzeichnet, dass
der zylindrische Rahmenlängsträgerkörper (43) einen im wesentlichen achteckigen Querschnitt hat, und dass
das innere Teil (45) und das äußere Teil (46) an einer Verbindung (50) miteinander verbunden sind, wobei ein Abschnitt an...

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Karosseriestruktur, die einen Teil der Karosserie eines Fahrzeugs oder ähnliches darstellt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Anmeldung.
Ein Rahmenlängsträger, der einen Teil der Karosserie eines Fahrzeugs oder ähnliches darstellt, umfaßt zum Beispiel einen Boden-Rahmenlängsträger 1, welcher sich entlang der Längsseite eines Bodenteils eines Fahrzeugs ausdehnt, und einen vorderen Rahmenlängsträger 2, welcher vor dem Boden-Rahmenlängsträger 1 plaziert ist, wie es in 5 gezeigt ist. Der vordere Rahmenlängsträger 2 beinhaltet ein gekröpftes Teil 3, das sich vom vorderen Ende des Boden-Rahmenlängsträgers 1 aus erhebt, eine vordere Rahmenlängskonstruktion 4, die sich von dem gekröpften Teil nach vorne hin ausdehnt, und so weiter. Der vordere Rahmenlängsträger 2 aus 5 ist von oben betrachtet im wesentlichen gerade in der Längsrichtung und hat eine hohe energieaufnehmende Wirkung, indem er eine Verformung der Karosserie bei einem seitlichem Aufprall verhindert.
In dem oben genannten vorderen Rahmenlängsträger 2, ist an der Seite ein flacher Bereich 5 gebildet, welcher in vertikaler Richtung relativ breit ist und zwischen dem gekröpften Teil 3 und der vorderen Rahmenlängskonstruktion 4 ein Abgrenzung darstellt. Angenommen das Fahrzeug würde zusammenstoßen, dann müßte der Aufprallwiderstand des gekröpften Teils 3 gesteigert werden, so daß die energieaufnehmende Wirkung des vorderen Rahmenlängsträgers 4 verbessert wird.
Insbesondere, weil ein Bedarf daran besteht, die Verformung des flachen Bereichs 5 zu verhindern, wird das gekröpfte Teil 3 mit geteilt-geformten Querblechen 6, 7 ausgestattet, die als verstärkendes Material fungieren, um den Aufprallwiderstand des gekröpften Teils 3 zu erhöhen. Wenn, das gekröpfte Teil 3 mit den Querblechen 6, 7 ausgestattet ist, um eine Verformung des gekröpften Teils 3 zu verhindern, nimmt der vordere Rahmenlängsträger 2 an Gewicht zu.

Die DE 33 46 986 A1 zeigt einen insbesondere für Personenkraftwagen vorgesehenen Wagenkasten, bei dem aus Leichtmetall hergestellte Strangpreßprofile in Verbindung mit aus Leichtmetallguß bestehenden Knotenelementen die tragende Konstruktion bilden. Dabei werden die Enden der Strangpreßprofile durch ihre Querschnittsform formschlüssig in entsprechenden Aufnahmen in den Knotenelementen gehalten.

Die DE 42 24 489 A1 betrifft einen vorderen Längsträger für ein Kraftfahrzeug als Strangpreßprofil aus Leichtmetall mit einer im Querschnitt ringförmig geschlossenen Trägeraußenwand, die einen längsverlaufenden, im Querschnitt gleichbleibenden Profilhohlraum umgibt und mit einem Faltenbeulverhalten bei einer Belastung in Längsrichtung. Erfindungsgemäß ist der Profiihohlraum durch eine ebene Längswand (9) als durchgehender Steg in zwei längsverlaufende, im Querschnitt gleichbleibende Hohlraumkammern geteilt. Bevorzugt soll dabei der ringförmig geschlossene Querschnitt der Trägeraußenwand eine symmetrische Gestalt aufweisen, wobei die Längswand (9) eine Mittenwand ist. Damit wird eine Steigerung der massenspezifischen Energieaufnahme bei einem Faltenbeulvorgang erreicht, wodurch eine verbesserte Materialausnutzung möglich wird.

In der DE 41 19 639 A1 wird bei einer Vorrichtung zur Abstützung der über einen Stoßfänger eingeleiteten Kräfte, mit einem aus einem einstückigen Profilabschnitt bestehenden Querträger, der zwei Fahrzeuglängsträger miteinander verbindet, zur Einleitung hoher Kräfte bei geringstem Bauraum vorgeschlagen, daß jeder gerade auslaufende Fahrzeuglängsträger, verbunden mit seinen stirnseitig abgestellten Flanschen, einen aus hochfestem Material bestehenden Querträger über einen Teil seines Umfanges umgreifenden, unlösbaren Adapterteil aufweist. Der andere Teil des Umfanges des Querträgers ist durch ein über dessen Länge reichendes, wenigstens am Adapterteil festgelegtes Abstützprofil abgedeckt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugkarosseriestruktur zu schaffen, die fähig ist, den Aufprallwiderstand des gekröpften Teils zu verbessern, ohne daß irgendwelche Querbleche verwendet werden, um somit das Gewicht des vorderen Rahmenlängsträgers zu verringern. Die Aufgabe wird durch eine Fahrzeugkarosseriestruktur mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat ein vorderer Rahmenlängsträger eine vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion, welche die Form eines Zylinders aufweist, der einen im wesentlichen achtkantigen Querschnitt, welcher vom vorderen Ende bis zum hinteren Ende reicht, wobei die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion in den Seiten einer Motorhaube eines Fahrzeugs verwendet wird, was die Energie aufnehmende Wirkung verbessert. Ein Paar innerer Teile und äußerer Teile, die den vorderen Rahmenlängsträger und ein gekröpftes Teil darstellen, sind miteinander durch eine Verbindung verbunden, wobei ein Teil am hinteren Ende der genannten vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion und ein Teil am vorderen Ende des genannten gekröpften Teils nach innen gewölbt sind, so daß sie sich gegenseitig berühren und miteinander verbunden sind, und damit auf diese Art ein erster geschlossener Abschnitt an einer oberen Seite der Verbindung gebildet wird und ein zweiter geschlossener Abschnitt am unteren Ende des Gelenks gebildet wird. Das verbessert den Aufprallwiderstand des gekröpften Teils. Außerdem werden die Knickkanten des vorderen Rahmenlängsträgers, der den achteckigen Querschnitt aufweist, durchgehend vom hinteren Ende bis zum vorderen Ende der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion gebildet, was ebenfalls die Energie aufnehmende Wirkung verbessert. Ferner sind die Teile zwischen dem gekröpften Abschnitt und der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion miteinander verbunden, so daß der obere erste geschlossene Abschnitt und der untere zweite geschlossene Abschnitt gebildet werden. Das verbessert den Aufprallwiderstand des gekröpften Teils, ohne daß irgendwelche Querbleche zum Erreichen der zufriedenstellenden Energie aufnehmenden Wirkung der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion. verwendet werden müssen, und verringert gleichzeitig das Gewicht der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion.

Die Natur dieser Erfindung, als auch andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung, werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen die Bezugszeichen in den Figuren gleiche bestimmen, erklärt:
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Rahmenlängsträgerkonstruktion entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Fahrzeugkarosserie darstellt, welche den vorderen Rahmenlängsträger, der in 1 gezeigt wird, hat;
3 ist eine Schnittansicht, die den vorderen Längsträger entlang der Linie F3-F3 aus 1, zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen vorderen Rahmenlängsträger entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen Rahmenlängsträger zeigt;
6 ist eine Schnittansicht, die den vorderen Rahmenlängsträger entlang der Linie F6-F6 aus 5 zeigt.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
Eine Fahrzeugkarosserie in 2 umfaßt eine untere Rahmenstruktur 11, die die untere Konstruktion einer Fahrzeugkarosserie 10 bildet, eine obere Rahmenstruktur 12, die die obere vordere Konstruktion einer Fahrzeugkarosserie 10 bildet, und so weiter. Die obere Rahmenstruktur 12 aus 2 besteht aus Stahlteilen wie einem Paar rechter und linker Schutzblechteilen 20, einer Federgehäuseplatte (spring house panel) 21, einem Windleitblech 22, einer Halterung für die oberen Scheinwerfer 23 und einem Amaturenbrett 24.
Die untere Rahmenkonstruktion 11 umfaßt Stahlteile, wie ein Paar linker und rechter Schutzblechteile 30, 31, welche sich in länglicher Richtung des Fahrzeugs ausdehnen; hintere Bodenrahmenlängsträger 32, 33 werden durchgehend von der Rückseite der Bodenrahmenlängsträger 30, 31 gebildet; zwischen den hinteren Bodenrahmenlängsträgern 32, 33 ist eine hintere Bodenwanne 35 vorgesehen; vor den Bodenrahmenlängsträgern 30, 31 sind vordere Rahmenlängsträger 40, 41 vorgesehen. Die Bodenrahmenlägsträger 30, 31 stellen den Rahmen des Bodenteils eines Fahrzeugs dar.
Der rechte und der linke vordere Rahmenlängsträger 40, 41 sind symmetrisch zueinander und haben die gleiche Struktur, weshalb weiter unten nur der vordere Rahmenlängsträger 40 beschrieben wird. Der vordere Rahmenlängsträger 40 ist von oben betrachtet in länglicher Richtung des Fahrzeugs im wesentlichen gerade, und umfaßt einen gekröpften Teil 42, welcher sich vom vorderen Ende 30a des Bodenrahmenträgers 30 erhebt, und eine zylindrische vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43, welche sich vom gekröpften Teil 42 aus nach vorne ausdehnt. Die vordere Rahmenslängsträgerkonstruktion 43 wird an den Seiten einer Motorhaube eines Fahrzeugs verwendet.
Das gekröpfte Teil 42 und die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 werden gebildet, indem ein Paar eines linken inneren Teils 45 und eines rechten äußeren Teils 46 durch Ver schweißen verbunden werden, wie in 3 gezeigt. Das innere Teil 45 wird so angeordnet, daß es sich zum Inneren eines Fahrzeugs 10 richten, und das äußere Teil 46 ist so angeordnet, daß es sich, verglichen mit dem inneren Teil 45, zum Äußeren eines Fahrzeugs richtet.
Die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 wird so gebildet, daß sie acht Knickkanten R vom vorderen Ende 43a bis zum hinteren Ende 43b hat, woraus sich ergibt, daß die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 wie ein Zylinder geformt ist, der einen achtförmigen Querschnitt hat. Die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43, die einen achtförmigen Querschnitt mit acht Knickkanten R aufweist, zeigt die bevorzugten Knickeigenschaften, wenn sie einen Aufprall durch Zusammenstoß mit einem Fahrzeug oder ähnlichem erleidet, und weist eine höhere energieaufnehmende Wirkung auf, als eine vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion, die wie ein Zylinder ausgebildet ist, der jedoch eine runde oder rechteckige Form in der Schnittansicht hat. Das gekröpfte Teil 42 dehnt sich zum hinteren Ende 43b der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 hin aus, wobei es sich gleichzeitig nach oben erhebt.
Wie in 3 gezeigt, sind die jeweiligen Abschnitte des inneren Teils 45 und des äußeren Teils 46 zwischen dem gekröpften Teil 42 und der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43, d.h die senkrechten Zwischenteile 45a, 46a, so nach innen gewölbt (konkav), daß sie einander berühren, und werden miteinander durch Punktschweißen derart verbunden, daß sie eine Verbindung 50 bilden. Bezugszeichen P in 1 bezeichnet ein Beispiel eines solchen verschweißten Abschnitts. Ein erster umschlossener Bereich 51 wird auf der oberen Seite der Verbindung 50 gebildet, und ein zweiter umschlossener Bereich 52 wird auf der unteren Seite der Verbindung 50 gebildet. Ein Abschnitt, der diese umschlossenen Bereiche 51, 52 aufweist, hat einen achteckigen Querschnitt. Eine untere Knickkante Q1 des zweiten umschlossenen Bereichs 52 verbindet sich mit einer unteren Knickkante Q2 (vgl. 1) des Bodenrahmenlängsträgers 30.
Das gekröpfte Teil 42 hat einen hohen Aufprallwiderstand, weil das gekröpfte Teil 42 und die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 so gebildet werden, daß sie die oben erwähnte Schnittform haben. Außerdem hat die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 eine hohe energieaufnehmende Wirkung, die sich daraus ergibt, daß die acht Knickkanten R des achtkantigen Bereichs vom vorderen Ende 43a der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 bis zum Armaturenbrett 24 hin durchgehend gebildet werden.
Obere Flansche 60, 61 werden entlang der jeweiligen oberen Druckkanten des inneren Teils 45 und des äußeren Teils 46 gebildet und durch Punktschweißen miteinander integriert, wobei herkömmliche Geräte zum Punktschweißen verwendet werden, so daß das innere Teil 45 und das äußere Teil 46 miteinander verbunden werden können. Diese oberen Flansche sind an der Federgehäuseplatte (spring house panel) 21 oder ähnlichem angeschweißt. Die unteren Flansche 62, 63 werden entlang der jeweiligen Knickkanten des inneren Teils 45 und des äußeren Teils 46 gebildet und durch Punktschweißen miteinander integriert, wobei herkömmliche Geräte zum Punktschweißen verwendet werden, so daß das innere Teil 45 und das äußere Teil 46 miteinander verbunden werden können.
Ferner wird am hinteren Ende 43b der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 ein Flansch 64 gebildet, und durch Punktschweißen mit dem Armaturenbrett 24 oder ähnlichem verbunden. Das hintere Ende 42a des gekröpften Teils 42 wird an dem vorderen Ende 30a des vorderen Rahmenlängsträgers angeschweißt.
4 stellt einen vorderen Rahmenlängsträger 70 entsprechend der zweiten Ausführungsform dar. In der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43, entsprechend dieser Ausführungsform, werden der innere Teil 45 und der äußere Teil 46 über eine zuvor bestimmte Länge des vorderen Endes 43a durch kontinuierliches Schweißen 71, wie Schweißen mit einem Laser, miteinander verbunden. Die kontinuierliche Schweißung 71 stabilisiert das verformende Verhalten (einknickende Eigenschaften) der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 während eines Zusammenstoßes mit einem anderen Fahrzeug, im Vergleich mit dem Fall, in dem die Flansche durch Punktschweißen miteinander verbunden werden. Außer der unterschiedlichen Schweißung, haben die vorderen Rahmenlängsträger 70 die gleiche Struktur wie die aus der ersten Ausführungsform. Deshalb haben gleiche Teile die selben Bezugszeichen und ihre Beschreibung kann insoweit weggelassen werden.
Wie in 4 gezeigt, entsprechend der zweiten Ausführungsform, werden die oberen Flansche 60, 61 und die unteren Flansche 62, 63 in dem Bereich, der sich von der Mitte der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 bis zum hinteren Ende 43b der vorderen Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 erstreckt, auf die gleiche Weise wie auch in der ersten Ausführungsform gebildet. Diese Flansche werden durch Punktschweißen oder ähnlichem miteinander verbunden, und an der Federgehäuseplatte (spring house plate) 21 (vgl. 2) oder ähnlichem angeschweißt. Es sollte festgehalten werden, daß die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion 43 in der gesamten Länge vom vorderen Ende 43a bis zum hinteren Ende 43b durch durchgehende Schweißung 71, wie Schweißen mit einem Laser, verschweißt werden kann.
Dabei sollte jedoch verstanden werden, daß die Erfindung alle Veränderungen der jeweiligen Bestandteile, die die vorliegende Erfindung ausmachen, wie das gekröpfte Teil, die vordere Rahmenlängsträgerkonstruktion, das innere Teil, das äußere Teil, das Gelenk, den ersten umschlossenen Bereich, den zweiten umschlossenen Bereich etc., des vorderen Rahmenlängsträ gers, abdecken soll. Ferner können der innere Teil und der äußere Teil an dem Gelenk durch eine der Methoden, anders als beim Punktschweißen, miteinander verbunden werden.

Claims

Fahrzeugkarosseriestruktur (10) mit einem vorderen Rahmenlängsträger (40, 41) in Fahrzeuglängsrichtung, welcher folgendes aufweist: einen zylindrischen Rahmenlängsträgerkörper (43), welcher an einer Seite eines Motorraums eines Fahrzeugs angebracht ist und sich vom vorderen Ende (43a) bis zum hinteren Ende (43b) erstreckt; ein gekröpftes Teil (42), welches sich von einem vorderen Ende (30a) des Bodenrahmenlängsträgers (30), der einen Rahmen eines Bodenteils eines Fahrzeugs darstellt, bis hin zum hinteren Ende (43b) des vorderen Rahmenlängsträgerkörpers (40, 41) erstreckt und sich gleichzeitig nach oben erhebt; wobei der vordere Rahmenlängsträgerkörper (40, 41) und das gekröpfte Teil (42) miteinander so integriert sind, daß sie mit einem Paar von inneren Teilen (45) und äußeren Teilen (46) verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Rahmenlängsträgerkörper (43) einen im wesentlichen achteckigen Querschnitt hat, und dass das innere Teil (45) und das äußere Teil (46) an einer Verbindung (50) miteinander verbunden sind, wobei ein Abschnitt an dem hinteren Ende (43b) des vorderen Rahmenlängsträgerkörpers (40, 41) und ein Abschnitt an dem vorderen Ende des gekröpften Teils (42a) konkav sind, so daß sie einander berühren und miteinander verbunden sind, so daß ein erster geschlossener Bereich (51) an einer oberen Seite der Verbindung (50) und ein zweiter geschlossener Bereich (52) an der unteren Seite der Verbindung (50) gebildet sind.
Fahrzeugkarosseriestrukrur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Teil (45) und das äußere Teil (46) derart vorgesehen sind, daß ein Abschnitt derselben einschließlich dem ersten geschlossenen Bereich (51), der Verbindung und dem zweiten geschlossenen Bereich (52) einen achteckigen Querschnitt aufweisen; wobei der zweite geschlossene Bereich (52) derart vorgesehen ist, daß seine niedrige Knickkante (Q1) mit einer niedrigen Knickkante (Q2) des Bodenrahmenlängsträgers verbunden (30) ist.
Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweilige obere Flansche (60, 61), die entlang der jeweiligen oberen Ränder des inneren Teils (45) und des äußeren Teils (46) vorgesehen sind, miteinander durch Punktschweißen verbunden sind, und jeweilige untere Flansche (62, 63), die entlang der jeweiligen unteren Ränder vorgesehen sind, miteinander durch Punktschweißen verbunden sind; und wobei das innere Teil (45) und das äußere Teil (46) an der Verbindung (50) durch Punktschweißen miteinander verbunden sind.
Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweilige Abschnitte des inneren Teils (45) und des äußeren Teils (46) in der Nähe des vorderen Endes (43a) des Rahmenlängsträgerkörpers (40, 41) durch Schweißen miteinander verbunden sind.