DE102009031780A1

DE102009031780A1 - Front frame for motor vehicle, has reinforcement profile connected with longitudinal carrier profile, where reinforcement profile is arranged in U-shaped manner between locking plate and longitudinal carrier profile

Info

Publication number: DE102009031780A1
Application number: DE200910031780
Authority: DE
Inventors: Udo Mildner; Thomas Enderich; Bernd Gosolits; Jürgen HULBERT
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-13

Abstract

The frame (2) has a U-shaped longitudinal carrier profile for a longitudinal carrier (4), and a locking plate covering the longitudinal carrier profile. A neck region of the longitudinal carrier profile is provided for a front wheel (1) and a drive block (3) of a motor vehicle. A reinforcement profile is connected with the longitudinal carrier profile, where the reinforcement profile is arranged in a U-shaped manner between the locking plate and the longitudinal carrier profile. The reinforcement profile receives of two rows of structure connections with the longitudinal carrier profile.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorderrahmen für ein Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung weisenden Längsträger, mit einem U-förmigen Längsträgerprofil des Längsträgers und einem das Längsträgerprofil abdeckenden Schließblech, mit zumindest einer Einschnürung des Längsträgerprofils für ein Vorderrad und/oder einem Antriebsblock des Kraftfahrzeuges und mit einem, mit dem Längsträgerprofil verbundenen Verstärkungsprofil.The The invention relates to a front frame for a motor vehicle with a in the direction of travel facing side members, with a U-shaped Longitudinal member profile of the longitudinal member and one the side member profile covering strike plate, with at least one constriction of the side member profile for a Front wheel and / or a drive block of the motor vehicle and with one, with the side member profile connected reinforcing profile.

Solche Vorderrahmen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Der Längsträger ist zwischen einem aus Brennkraftmaschine und Getriebe bestehenden Antriebsblock und dem Vorderrad angeordnet. Um Platz für vollständig eingeschlagene und eingefederte Vorderräder und für Bauraum des Antriebsblocks vorzusehen, hat der Längsträger häufig an beiden Seiten eine Einschnürung. Zur Verstärkung des Längsträgers im Bereich der Einschnürung sind aus der Praxis ebene Verstärkungsbleche bekannt geworden, welche das Material des Verstärkungsprofils im Bereich der Einschnürung verdoppeln. Diese Materialverdopplung ist jedoch für eine gezielte Verformung zur Reduzierung von Verzögerungswerten bei einem Crash nur sehr schwierig abzustimmen. Zudem unterbricht die Einschnürung einen in der Regel geradlinig verlaufenden Flansch des Längsträgerprofils, wodurch dessen Steifigkeit geschwächt wird.Such Front frames are commonly used in today's motor vehicles and are known from practice. The side member is between one out Internal combustion engine and transmission existing drive block and the Front wheel arranged. To make room for Completely provided and cushioned front wheels and space for the drive block, the side member often has a constriction on both sides. For reinforcement of the longitudinal member in Area of constriction are in practice planar reinforcement plates become known which the material of the reinforcing profile in the field of constriction double. However, this material doubling is targeted for one Deformation for reducing deceleration values in a crash very difficult to vote. In addition, the constriction interrupts one usually rectilinear flange of the side rail profile, whereby its rigidity is weakened.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Vorderrahmen der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass er einen effizienten Energieabbau bei einem Crash gewährleistet.Of the Invention is based on the problem, a front frame of the beginning so-called form, that he efficient energy reduction guaranteed in a crash.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verstärkungsprofil U-förmig gestaltet ist und zwischen Schließblech und Längsträgerprofil angeordnet ist.This Problem is inventively characterized solved, that the reinforcement profile U-shaped is and between strike plate and side member profile is arranged.

Durch diese Gestaltung vermag das Verstärkungsprofil die Schwächung des Längsträgerprofils durch die Einschnürung zu minimieren. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Gestaltung des Vorderrahmens eine kontrollierte Deformation des Längsträgers. Damit wird ein besonders effizienter Energieabbau bei einem Crash ermöglicht. Durch die Anordnung unterhalb des Schließblechs ist das Verstärkungsprofil zudem besonders Platz sparend angeordnet.By this design, the reinforcing profile can weaken the Side member profiles through the constriction to minimize. Furthermore possible the inventive design of the front frame a controlled deformation of the longitudinal member. In order to a particularly efficient energy reduction is possible in a crash. The arrangement below the striking plate is the reinforcing profile also very space-saving arrangement.

Das Verstärkungsprofil könnte sich beispielsweise über die gesamte Länge des Längsträgerprofils erstrecken. Der erfindungsgemäße Vorderrahmen weist jedoch ein besonders geringes Gewicht auf und lässt sich kostengünstig fertigen, wenn das Verstärkungsprofil ausschließlich eine Länge zur Überdeckung der Einschnürung oder der Einschnürungen und zur Aufnahme zweier Reihen von Strukturverbindungen mit dem Längsträgerprofil aufweist.The reinforcement profile could For example, about the entire length of the side member profile extend. The front frame according to the invention However, it has a very low weight and can be economical finished when the reinforcement profile exclusively a length for coverage the constriction or the constrictions and for receiving two rows of structural connections with the Longitudinal member profile having.

Das Längsträgerprofil und das Verstärkungsprofil lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach fertigen, wenn das Verstärkungsprofil und das Längsträgerprofil jeweils eine Basis zur Verbindung zweier Schenkel aufweisen und wenn die Basen und/oder die Schenkel miteinander strukturell verbunden sind. Die strukturelle Verbindung erfolgt vorzugsweise mittels Kleben, Vernieten, Clinchen und/oder Verschweißen.The Longitudinal member profile and the reinforcement profile can be according to a another advantageous embodiment of the invention particularly simple finished when the reinforcement profile and the side rail profile each have a base for connecting two legs and when the bases and / or the legs are structurally interconnected are. The structural connection is preferably by gluing, Riveting, clinching and / or welding.

Zur weiteren Erhöhung der Crashsicherheit des erfindungsgemäßen Vorderrahmens trägt es bei, wenn das U-förmig gestaltete Verstärkungsprofil mit einem horizontal angeordneten Schenkel vertikal angeordnete Abschnitte des Längsträgerprofils und des Schließblechs miteinander verbindet. Durch diese Gestaltung bewirkt der horizontal angeordnete Schenkel des Verstärkungsprofils, dass die senkrechten Wandungen des Längsträgerprofils und des Schließblechs über einen vorgesehenen Zeitraum des Crashs in einer parallelen Position zueinander gehalten werden. Damit wird ein Ausknicken des Vorderrahmens vermieden und es wird ermöglicht, den Energieabbau in dem erfindungsgemäßen Vorderrahmen über den vorgesehenen Zeitpunkt gezielt zu steuern.to further increase the crash safety of the front frame according to the invention contributes, if the U-shaped reinforcement profile vertically arranged with a horizontally arranged leg Sections of the side rail profile and the strike plate connects with each other. This design causes the horizontal arranged legs of the reinforcing profile, that the vertical walls of the side rail profile and the striking plate over a provided period of the crash in a parallel position to each other become. This avoids buckling of the front frame and it is possible the energy reduction in the front frame according to the invention on the targeted time.

Einen großen Freiraum für das Vorderrad des Kraftfahrzeuges lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach gewährleisten, wenn ein Schenkel des Verstärkungsprofils in der Mitte zwischen den beiden Schenkeln des Längsträgerprofils angeordnet ist. Im einfachsten Fall kann hierdurch der Bereich der Einschnürung am Längsträgerprofil ausgeschnitten und durch das Verstärkungsprofil und das Schließblech Profil bildend geschlossen werden. Dadurch wird die Herstellung des Längsträgerprofils vereinfacht.a huge Free space for the front wheel of the motor vehicle can be according to a simply guarantee another advantageous development of the invention, if a leg of the reinforcing profile is arranged in the middle between the two legs of the side rail profile. In the simplest case, this allows the area of the constriction on the side member profile cut out and through the reinforcement profile and the striking plate profile be closed. This will produce the side rail profile simplified.

Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit des Vorderrahmens im Bereich der Einschnürung trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn an zumindest einer Einschnürung Schenkel des Verstärkungsprofils und des Längsträgerprofils übereinander liegen. Damit hat der erfindungsgemäße Vorderrahmen mit den übereinander liegenden Schenkeln eine gezielte Materialverdopplung, welche der Verringerung der Steifigkeit durch die Einschnürung entgegenwirkt.to further increase the rigidity of the front frame in the area of the constriction carries it according to a another advantageous embodiment of the invention, when at least a constriction Legs of the reinforcing profile and the side rail profile on top of each other lie. Thus, the front frame according to the invention with the one above the other lying thighs a targeted material doubling, which the Reduction of stiffness counteracts by the constriction.

Ein Abknicken des Längsträgers bei einem Crash lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Längsträgerprofil zwei durchgehende, sich über die Einschnürung erstreckende Flansche zur Verbindung mit dem Schließblech hat.One Kinking of the longitudinal member at a crash leaves according to one simply avoid another advantageous embodiment of the invention, when the side member profile two through, over the constriction extending flanges for connection to the strike plate has.

Zur weiteren Erhöhung der Stabilität des erfindungsgemäßen Vorderrahmens trägt es bei, wenn das Verstärkungsprofil eine größere Blechdicke und/oder eine andere Materialgüte aufweist als das Längsträgerprofil. Da das Verstärkungsprofil kürzer ist als das Längsträgerprofil, ist die Erhöhung des Gewichts durch die größere Blechdicke nur sehr gering. Zudem kann das Verstärkungsprofil auch aus höherwertigem Blech gefertigt sein als das Längsträgerprofil.to further increase stability of the front frame according to the invention wear it at when the reinforcement profile a larger sheet thickness and / or a different material quality has as the side member profile. Because the reinforcement profile is shorter as the side member profile, is the increase the weight due to the larger sheet thickness only very small. In addition, the gain profile can also from higher quality Sheet metal to be made as the side member profile.

Das Längsträgerprofil lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn das Längsträgerprofil an einer der Einschnürungen frei geschnitten und ausschließlich über einen der Schenkel und das Verstärkungsprofil mit dem Schließblech verbunden ist. Damit kann die Einschnürung im Längsträgerprofil entfallen, so dass der Längsträger einfach herstellbar ist und sich mit hochfesten Materialien fertigen lässt.The Longitudinal member profile let yourself according to another manufacture advantageous embodiment of the invention particularly cost, if the side rail profile at one of the constrictions freely cut and exclusively over one the thigh and the reinforcement profile connected to the strike plate is. This can be the constriction in the side member profile omitted, making the side member easy can be produced and manufactured with high-strength materials.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt inThe Invention leaves different embodiments to. To further clarify their basic principle are several thereof shown in the drawing and will be described below. The Drawing shows in

1 ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Vorderrahmen, 1 a motor vehicle with a front frame according to the invention,

2 einen Längsträger des Vorderrahmens aus 1, 2 a longitudinal member of the front frame 1 .

3 eine Schnittdarstellung durch den Längsträger aus 2 entlang der Linie III-III, 3 a sectional view through the side member 2 along the line III-III,

4 eine Schnittdarstellung durch den Längsträger aus 2 entlang der Linie IV-IV, 4 a sectional view through the side member 2 along the line IV-IV,

5 ein Längsträgerprofil mit einem Verstärkungsprofil des Längsträgers aus 2, 5 a side member profile with a reinforcing profile of the longitudinal member 2 .

6 das Längsträgerprofil aus 4 in einer Ansicht von Position V, 6 the side member profile 4 in a view from position V,

7 vergrößert das Verstärkungsprofil des Längsträgers. 7 increases the reinforcing profile of the longitudinal member.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen lenkbaren Vorderrädern 1 angeordneten Vorderrahmen 2. In dem Vorderrahmen 2 ist ein Antriebsblock 3 mit nicht näher dargestellter Brennkraftmaschine und Getriebe gehalten. Ein Längsträger 4 des Vorderrahmens 2 ist zwischen dem Vorderrad 1 und dem Antriebsblock 3 angeordnet. 1 shows a motor vehicle with a steerable between front wheels 1 arranged front frame 2 , In the front frame 2 is a drive block 3 held with not shown internal combustion engine and transmission. A side member 4 of the front frame 2 is between the front wheel 1 and the drive block 3 arranged.

2 zeigt perspektivisch einen in Fahrtrichtung weisenden linken Längsträger 4 des Kraftfahrzeuges aus 1. Der Längsträger 4 hat ein U-förmiges Längsträgerprofil 5 und ein mit dem Längsträgerprofil 5 verbundenes Schließblech 6. An dem Vorderrad 1 hat der Längsträger 4 eine Einschnürung 7 für eine so genannte Radhüllkurve. Die Einschnürung 7 verhindert, dass das Vorderrad 1 in vollständig eingeschlagenem und eingefedertem Zustand gegen den Längsträger 4 gelangt. In 2 sind mehrere Strukturverbindungen 8 mit einem zwischen dem Längsträgerprofil 5 und dem Schließblech 6 angeordneten und in den folgenden Figuren näher dargestellten Verstärkungsprofil 9 eingezeichnet. Die Strukturverbindungen 8 können durch Kleben, und/oder Verschweißen und bei beidseitigem Zugang der Strukturverbindung auch durch Vernieten und/oder Clinchen erzeugt sein. 2 shows in perspective a pointing in the direction of travel left side member 4 of the motor vehicle 1 , The side member 4 has a U-shaped side rail profile 5 and one with the side member profile 5 Connected strike plate 6 , At the front wheel 1 has the side member 4 a constriction 7 for a so-called wheel envelope. The constriction 7 prevents the front wheel 1 in fully hammered and eingeschedertem state against the side member 4 arrives. In 2 are several structural compounds 8th with a between the side rail profile 5 and the strike plate 6 arranged and in detail in the following figures reinforcing profile 9 located. The structural connections 8th can be produced by gluing, and / or welding and with access on both sides of the structural connection by riveting and / or clinching.

3 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Längsträger 4 aus 2 entlang der Linie III-III am Ende der Einschnürung 7 für ein Vorderrad. Hierbei ist zu erkennen, dass der Längsträger 4 eine zweite Einschnürung 10 für den in 1 dargestellten Antriebsblock 3 hat. Das Längsträgerprofil 5 und das Verstärkungsprofil 9 sind jeweils U-förmig, mit jeweils einer Basis 11, 12 und von der Basis 11, 12 abstehenden Schenkeln 13–16 gestaltet. An den Schenkeln 13–16 sind zudem Flansche 17–20 angeordnet, mit denen das Längsträgerprofil 5 mit dem Verstärkungsprofil 9 und dem Schließblech 6 verbunden ist. An der Seite der Einschnürung 10 für den Antriebsblock 3 liegen jeweils Schenkel 13, 15 des Verstärkungsprofils 9 und des Längsträgerprofils 5 übereinander. Der zweite Schenkel 16 des Verstärkungsprofils 9 ist in der Mitte zwischen den Schenkeln 13, 14 des Längsträgerprofils 5 angeordnet und mit dem Schließblech 6 durch die in 2 dargestellten Strukturverbindungen 8 verbunden. 3 shows a sectional view through the side member 4 out 2 along the line III-III at the end of the constriction 7 for a front wheel. It can be seen that the side member 4 a second constriction 10 for the in 1 illustrated drive block 3 Has. The side rail profile 5 and the reinforcement profile 9 are each U-shaped, each with a base 11 . 12 and from the base 11 . 12 protruding thighs 13 - 16 designed. On the thighs 13 - 16 are also flanges 17 - 20 arranged, with which the side member profile 5 with the reinforcement profile 9 and the strike plate 6 connected is. At the side of the constriction 10 for the drive block 3 lie each leg 13 . 15 of the reinforcement profile 9 and the side member profile 5 one above the other. The second leg 16 of the reinforcement profile 9 is in the middle between the thighs 13 . 14 of the side member profile 5 arranged and with the strike plate 6 through the in 2 illustrated structural compounds 8th connected.

4 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Längsträger 4 aus 2 entlang der Linie IV-IV in der Mitte der Einschnürung 7 für das Vorderrad. Hierbei ist zu erkennen, dass das Längsträgerprofil 5 in diesem Bereich ausgeschnitten ist, so dass das Längsträgerprofil 5 nur einen einzigen Schenkel 14 hat. Damit erfolgt in diesem Querschnitt die Verbindung des Längsträgerprofils 5 mit dem Schließblech über den einzigen Schenkel 14 und das Verstärkungsprofil 9. 4 shows a sectional view through the side member 4 out 2 along the line IV-IV in the middle of the constriction 7 for the front wheel. It can be seen that the side member profile 5 in this area is cut out, leaving the side rail profile 5 only a single leg 14 Has. This is done in this cross section, the connection of the side rail profile 5 with the strike plate over the single leg 14 and the reinforcement profile 9 ,

5 zeigt das Längsträgerprofil 5 mit dem Verstärkungsprofil 9 vor der Montage des Schließblechs 6. Hierbei ist zu erkennen, dass die übereinander liegenden Schenkel 13, 15 des Verstärkungsprofils 9 und des Längsträgerprofils 5 mit zwei Reihen von Strukturverbindungen 21, 22 miteinander verbunden sind. Diese Reihe von Strukturverbindungen liegt in dem in 3 dargestellten Schnitt am Ende der Einschnürungen 7 für das Vorderrad. 5 shows the side member profile 5 with the reinforcement profile 9 before the mounting of the strike plate 6 , It can be seen that the superimposed legs 13 . 15 of the reinforcement profile 9 and the side member profile 5 with two rows of structural connections 21 . 22 connected to each other. This series of structural compounds is in the 3 illustrated section at the end of the constrictions 7 for the front wheel.

6 zeigt das Längsträgerprofil 5 aus 4 in einer rückseitigen Ansicht von Position VI. Hierbei ist zu erkennen, dass die Basis 11 des Längsträgerprofils 5 mit der Basis 12 des in den 3 und 4 dargestellten Verstärkungsprofils 9 über eine Reihe von Strukturverbindungen 23 verbunden ist. 6 shows the side member profile 5 out 4 in a back view from position VI. Here it can be seen that the basis 11 of the side member profile 5 with the base 12 in the 3 and 4 represented reinforcing profiles 9 over a series of structural connections 23 connected is.

7 zeigt zur Verdeutlichung das Verstärkungsprofil 9 in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung mit der Basis 12, den Schenkeln 15, 16 und den Flanschen 19, 20. Das Verstärkungsprofil 9 hat ausschließlich eine Länge zur Überdeckung der Einschnürungen 7, 10 des Längsträgerprofils 5 und zur Aufnahme der beiden in 4 dargestellten Reihen von Strukturverbindungen 21, 22. Weiterhin hat das Verstärkungsprofil 5 den Einschnürungen 7, 10 des Längsträgerprofils 5 entsprechende Einschnürungen 7', 10'. 7 shows for clarity the reinforcing profile 9 in an enlarged, perspective view with the base 12 , the thighs 15 . 16 and the flanges 19 . 20 , The reinforcement profile 9 has only a length to cover the constrictions 7 . 10 of the side member profile 5 and to accommodate the two in 4 illustrated series of structural connections 21 . 22 , Furthermore, the reinforcing profile has 5 the constrictions 7 . 10 of the side member profile 5 corresponding constrictions 7 ' . 10 ' ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorderradfront
22: Vorderrahmenfront frame
33: Antriebsblockdrive block
44: Längsträgerlongitudinal beams
55: LängsträgerprofilLongitudinal member profile
66: Schließblechstriking plate
7, 7'7, 7 ': Einschnürungconstriction
88th: Strukturverbindungstructural joint
99: Verstärkungsprofilreinforcement profile
10, 10'10 10 ': Einschnürungconstriction
11, 1211 12: BasisBase
13–1613-16: Schenkelleg
17–2017-20: Flanschflange
21–2321-23: Strukturverbindungstructural joint

Claims

Front frame ( 2 ) for a motor vehicle with a side rail pointing in the direction of travel ( 4 ), with a U-shaped side member profile ( 5 ) of the longitudinal member ( 4 ) and one the side member profile ( 5 ) covering strike plate ( 6 ), with at least one constriction ( 7 . 10 ) of the side member profile ( 5 ) for a front wheel ( 1 ) and / or a drive block ( 3 ) of the motor vehicle and with one, with the side member profile ( 5 ) associated reinforcing profile ( 9 ), characterized in that the reinforcing profile ( 9 ) Is U-shaped and between strike plate ( 6 ) and side member profile ( 5 ) is arranged.

Front frame according to claim 1, characterized in that the reinforcing profile ( 9 ) only a length for covering the constriction or the constrictions ( 7 . 10 ) and for receiving two rows of structural compounds ( 21 . 22 ) with the side rail profile ( 5 ) having.

Front frame according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing profile ( 9 ) and the side member profile ( 5 ) one basis each ( 11 . 12 ) for connecting two legs ( 13 - 16 ) and that the bases ( 11 . 12 ) and / or the legs ( 13 - 16 ) are structurally connected to each other.

Front frame according to one of the preceding claims, characterized in that the U-shaped reinforcing profile ( 9 ) with a horizontally arranged leg ( 16 ) vertically arranged portions of the side rail profile ( 5 ) and the striking plate ( 6 ) connects to each other.

Front frame according to claim 3 or 4, characterized in that a leg ( 16 ) of the reinforcement profile ( 9 ) in the middle between the two thighs ( 13 . 14 ) of the side member profile ( 5 ) is arranged.

Front frame according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that at least one constriction ( 7 . 10 ) Thighs ( 13 . 15 ) of the reinforcement profile ( 9 ) and the side member profile ( 5 ) lie one above the other.

Front frame according to one of the preceding claims, characterized in that the side member profile ( 5 ) two continuous, over the constriction ( 7 . 10 ) extending flanges ( 17 . 18 ) for connection to the striking plate ( 6 ) Has.

Front frame according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing profile ( 9 ) has a greater sheet thickness and / or a different material quality than the side member profile ( 5 ).

Front frame according to one of the preceding claims, characterized in that the side member profile ( 5 ) at one of the constrictions ( 10 ) cut freely and exclusively over one of the thighs ( 14 ) and the reinforcement profile ( 9 ) with the strike plate ( 6 ) connected is.