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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tragrahmen für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Längsträgern, die sich in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstrecken und einem Querträger, der mit in der Längsrichtung ausgebildeten Enden der Längsträger verbunden ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einem Tragrahmen.
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Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und insbesondere auf dem Gebiet des Fahrzeugkarosseriebaus ist es allgemein bekannt, Fahrzeugrahmen aus Längsstreben und Querstreben zusammenzufügen, die aus Strangpressteilen gebildet sind. Dabei dienen die Längs- und die Querstreben im vorderen Kraftfahrzeugbereich u.a. der passiven Sicherheit und sind dazu ausgelegt Kräfte bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs aus unterschiedlichen Richtungen aufzunehmen und bestimmte Bereiche des Kraftfahrzeugrahmens, wie z.B. den Motorraum oder die Fahrgastzelle zu schützen.
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Besonders bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit schmalen Gegenständen wie z.B. Pfählen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Tragrahmen im vorderen Fahrzeugbereich sowohl Verformungskräfte in Längs- als auch in Querrichtung aufnehmen kann.
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Dazu kann beispielsweise ein vorderes Strukturelement zwei Längsträger des Kraftfahrzeugrahmens miteinander verbinden, wobei das Strukturelement mit den Längsträgern über Steckverbindungen verbunden ist, so dass bei einem Frontalaufprall und einer Verformung des vorderen Strukturelements sowohl Längs- als auch Querkräfte von den Längsträgern aufgenommen werden können. Ein derartiger Kraftfahrzeugrahmen ist beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2007 020 933 A1 .
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Nachteilig dabei ist es, dass die bekannten Querstreben lediglich Schutz vor bestimmten Gegenständen und bestimmten Aufprallsituationen bieten.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tragrahmen für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der einen verbesserten passiven Schutz für unterschiedliche Aufprallsituationen und Aufprallgegenstände bietet.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Tragrahmen dadurch gelöst, dass der Querträger als Strangpressprofil ausgebildet ist und eine flächige Grundform aufweist, die sich wenigstens abschnittsweise senkrecht zu der Längsrichtung erstreckt.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kraftfahrzeug gelöst durch einen Tragrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Dadurch, dass der Querträger als Strangpressprofil ausgebildet ist und eine flächige Grundform aufweist, kann eine vergrößerte Prallplatte des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, die bei Aufprallen gegen unterschiedlich große Gegenstände einen guten passiven Schutz bietet. Dadurch kann im Allgemeinen der Aufprallschutz im vorderen Bereich des Tragrahmens verbessert werden und unterschiedliche Aufprallsituationen abgedeckt werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird somit vollständig gelöst.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Querträger Ausnehmungen auf, in denen Enden der Längsträger aufgenommen und in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs fixiert sind.
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Dadurch kann der Querträger auch Querkräfte aufnehmen bzw. auf die Längsträger übertragen, da diese in Querrichtung mit dem Querträger fest verbunden sind, wodurch beispielsweise bei einer punktuellen zentralen Aufprallsituation Querkräfte an die Längsträger übertragen werden können.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Querträger als Abschlussplatte ausgebildet ist und eine Höhe aufweist, die größer ist als ein Durchmesser der Längsträger.
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Dadurch können Aufprallsituationen mit Gegenständen unterschiedlicher Höhe abgefangen werden.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Querträger ein Oberteil und ein Unterteil aufweist, wobei das Oberteil und das Unterteil an der Längsseite miteinander verbunden sind.
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Dadurch kann die Montage des Querträgers und die Verbindung mit anderen Streben und Trägern vereinfacht werden.
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Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn die Längsträger mit dem Oberteil verbunden sind.
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Dadurch kann im oberen Bereich ein sicherer Schutz vor Frontalaufprallen gewährleistet werden.
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Es ist dabei weiterhin bevorzugt, wenn das Oberteil und das Unterteil bündig aneinander festgelegt sind und einen flächigen Grundkörper des Querträgers bilden.
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Dadurch kann eine gleichmäßige Fläche gebildet werden, die einen besonders vielseitigen Schutz vor auftreffenden Fahrzeugen und anderen Gegenständen bietet.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Unterteil über eine Längsstrebe mit einer Querstrebe des Tragrahmens verbunden ist.
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Dadurch kann das Unterteil des Querträgers fixiert werden und der Aufprallschutz durch den Querträger im Allgemeinen erhöht werden.
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Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn das Unterteil mittels Diagonalstreben mit der Querstrebe verbunden ist.
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Dadurch können die auf die Querstrebe auftretenden Kräfte besonders gleichmäßig auf den Tragrahmen verteilt werden.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Querstrebe mittels Gussverbindungen mit den Längsträgern verbunden ist.
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Dadurch kann die Stabilität des Tragrahmens im Allgemeinen verbessert werden.
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Es ist insgesamt bevorzugt, wenn der Querträger eine Außenplatte und eine Innenplatte aufweist, die über Verbindungselemente, insbesondere Verbindungsbleche miteinander verbunden sind.
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Dadurch kann die allgemeine Stabilität des Querträgers verbessert werden, wodurch die passive Sicherheit insgesamt erhöht werden kann.
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Insgesamt kann durch den Querträger mit der flächigen Grundform, die wenigstens teilweise senkrecht zu der Längsrichtung angeordnet ist, die Funktion eines Schildes erzielt werden, das es ermöglicht, auftreffende Fahrzeuge oder andere Gegenstände eine gleichmäßige Fläche entgegenzusetzen, wodurch eine verbesserte Kompatibilität mit unterschiedlichen Aufprallsituationen erzielt werden kann. Durch die Fixierung an den Längsträgern in Querrichtung können weiterhin Querkräfte in besonderen Verformungssituationen wie z.B. bei einem Aufprall gegen ein Pfahl auf die Längsträger übertragen werden, wodurch eine verbesserte Aufnahme der Aufprallenergie gewährleistet werden kann.
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Der flächige Querträger bietet weiterhin die Möglichkeit zwischen den Längsträgern und dem Querträger einen Stauraum zu bilden, in dem beispielsweise ein Kofferraum oder andere technische Einrichtungen des Kraftfahrzeugs angeordnet werden können.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Tragrahmen;
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2a–c schematische Teilansichten eines vorderen Tragrahmens eines Kraftfahrzeugs mit schildförmiger Prallplatte;
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3 eine schematische Ansicht einer Aufprallsituation des vorderen Tragrahmens aus 2;
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4 eine detaillierte Draufsicht des vorderen Tragrahmens für ein Kraftfahrzeug; und
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5a, b perspektivische Detailansichten des vorderen Tragrahmens aus 4.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs gezeigt, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Tragrahmen 12 auf, der eine Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 bildet. Der Tragrahmen 12 weist ferner einen Tragrahmenvorderbau 14 bzw. einen Vorderwagen 14 auf, der in einer Fahrtrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 in einem vorderen Bereich ausgebildet ist.
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Der Tragrahmenvorderbau 14 weist im Allgemeinen eine Mehrzahl von Trägern und Streben auf. Der Tragrahmenvorderbau 14 weist insbesondere zwei Längsträger 18, 20 auf, die sich in der Fahrtrichtung 16 bzw. in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 erstrecken und die an einem vorderen Ende mit einem Querträger 22 verbunden sind. Der Querträger 22 weist eine flächige Grundform auf, die wenigstens abschnittsweise orthogonal zu der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 ausgerichtet ist. er Querträger 22 bildet durch seine flächige Grundform und seine Ausrichtung relativ zu der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 ein vorderes Schild bzw. eine vordere Prallplatte zum Aufnehmen von Verformungsenergie bei Aufprallsituationen in der Fahrtrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10. Der Querträger 22 verbindet die Enden der Längsträger 18, 20 miteinander und kann dadurch sowohl Aufprallenergie in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 aufnehmen als auch in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs 10.
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An dem Querträger ist ferner ein Stoßfänger 24 angeordnet, der in der Fahrtrichtung 16 vor dem Querträger 22 ausgebildet ist.
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In der Fahrtrichtung 16 hinter dem Querträger 22 und zwischen den Längsträgern 18, 20 bzw. zwischen dem Querträger 22 und einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 10 kann durch die flächige Grundform des Querträgers 22 ein Stauraum gebildet werden, der beispielsweise als Kofferraum oder für Zusatzgeräte des Kraftfahrzeugs 10 genutzt werden kann. Durch die flächige Grundform des Querträgers 22 kann diese so entstandene Stauraum ferner vorteilhaft vor Staub und Spritzwasser geschützt werden.
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Durch die flächige Grundform des Querträgers 22, die eine Höhe aufweist, die deutlich größer ist als ein Durchmesser der Längsträger 18, 20 kann somit ein Aufprallschild oder eine Prallplatte gebildet werden, die einen universellen Aufprallschutz gegen andere Fahrzeuge und Gegenstände jeglicher Art im Frontbereich bildet.
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In den 2a–c sind unterschiedliche Teilansichten des Tragrahmenvorderbaus 14 mit den Längsträgern 18, 20 und dem Querträger 22 dargestellt.
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2a zeigt eine perspektivische Ansicht des Tragrahmenvorderbaus 14. Die Längsträger 18, 20 sind aus einem Strangpressprofil gefertigt und erstrecken sich parallel zueinander in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 10. An ihren vorderen Enden ist der Querträger 22 festgelegt, der eine flächige Grundform aufweist, wobei der Querträger 22 wenigstens abschnittsweise bzw. in einem Mittelabschnitt orthogonal zu der Längsrichtung 16 erstreckt. Der Querträger 22 ist aus einem Strangpressprofil gebildet und weist im Allgemeinen eine vordere Platte 28 und eine hintere Platte 30 auf, die mittels Verbindungselementen miteinander verbunden sind. Der Querträger 22 weist an der hinteren Platte 30 Ausnehmungen 32, 34 auf, in die die Enden der Längsträger 18, 20 eingeführt sind und in denen die Längsträger 18, 20 an dem Querträger 22 festgelegt sind. Durch die Ausnehmungen 32, 34 sind die Längsträger 18, 20 in einer Richtung quer zu der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 an dem Querträger 22 festgelegt, so dass von dem Querträger 22 Querkräfte auf die Längsträger 18, 20 übertragen werden können.
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Der Querträger 22 weist im Allgemeinen ein Oberteil 36 und ein Unterteil 38 auf, die an einer horizontal verlaufenden Seitenkante miteinander verbunden sind. Das Oberteil 36 und das Unterteil 38 bilden zusammen einen bündigen flächigen Grundkörper des Längsträgers 22 wie es in 2a dargestellt ist.
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In 2b ist eine schematische Draufsicht des Tragrahmenvorderbaus 14 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.
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Der Querträger 22 weist in der hier dargestellten Draufsicht eine gebogene Form auf, die in einem Mittelabschnitt in der Fahrtrichtung 16 eben bzw. plan ausgebildet ist und zu den Längsträgern 18, 20 nach hinten gebogen ausgebildet ist. Dadurch kann beim Aufprall in Fahrtrichtung 16 des Kraftfahrzeugs eine besonders stabile Form gebildet werden, die eine besonders stabile Prallplatte gegenüber Kräften der Längsrichtung bildet.
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In 2c ist eine schematische Explosionsdarstellung des Tragrahmenvorderbaus 14 aus 2a dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.
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Die Längsträger 18, 20 sind in die Ausnehmungen 32, 34 des Oberteils 36 eingeführt und dort mit dem Querträger 22 fest verbunden, so dass Querkräfte beispielsweise bei einem Aufprall auf einen Pfahl auf die Längsträger 18, 20 übertragen werden können.
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Der Querträger 22 ist aus zwei im Querschnitt identischen Bauteilen gebildet, die an horizontal verlaufenden Seitenkanten 40, 42 miteinander verbunden und aneinander festgelegt sind. Durch die zweiteilige Ausführung des Querträgers 22 ist eine Montage des Tragrahmenvorderbaus 14 im Allgemeinen mit geringerem Aufwand möglich. Dadurch, dass der Querträger 22 die flächige Grundform aufweist, die in der Fahrtrichtung 16 wesentlich größer ist als der Durchmesser der Längsträger 18, 20 kann der Querträger 22 die Funktion eines Schildes in Fahrtrichtung bilden, das es ermöglicht, auftreffenden Fahrzeugen oder anderen Gegenständen eine gleichmäßig Fläche entgegenzusetzen, woran sich die Gegenstände abstützen können und somit für beliebige Kollisionen eine Prallplatte gebildet wird.
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In 3 ist eine schematische Draufsicht des Tragrahmenvorderbaus 14 in einer frontalen Aufprallsituation mit einem schmalen Gegenstand wie z.B. einem Pfahl dargestellt, der in 3 allgemein mit 44 bezeichnet ist.
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Die Längsträger 18, 20 sind in der hier dargestellten Ausführungsform in einem Bereich hinter dem Querträger 22 über eine Querstrebe 46 miteinander verbunden. Im Falle eines Aufpralls gegen den Pfahl 44 in Fahrtrichtung wird der Querträger 22 entgegen der Fahrtrichtung deformiert, so dass die Längsträger 18, 20 nach innen verformt werden, wie es durch Pfeile 48 schematisch dargestellt ist. Durch die Querstrebe 46, die hinter dem Querträger 22 die Längsträger 18, 20 miteinander verbindet, verformen sich lediglich die vorderen Enden der Längsträger 18, 20 und der Querträger 22, so dass ein Bereich hinter der Querstrebe 46 nicht verformt wird. In dieser nicht verformten Zone können daher empfindliche Baugruppen des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet werden, da hier üblicherweise keine Verformung bei einem Aufprall stattfindet. Die Verformung der Längsträger 18, 20 nach innen, wie es durch die Pfeile 48 angedeutet ist, wird möglich durch die Fixierung der Längsträger 18, 20 an dem Querträger 22 in den Ausnehmungen 32, 34, so dass im Falle eines punktuellen Aufpralls wie es in 3 gezeigt ist, Querkräfte auf die Längsträger 18, 20 übertragen werden können.
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In 4 ist eine detaillierte Draufsicht auf den Tragrahmenvorderbau 14 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.
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Der Querträger 22 ist oberhalb der Ausnehmungen 32, 34 mit Diagonalstreben 50, 52 verbunden, die über eine obere Querstrebe 54 miteinander verbunden sind. Die Diagonalstreben 50, 52 sind mittels Gussbauteilanbindungen 56, 58 mit den Längsträgern 18, 20 verbunden. Der Tragrahmenvorderbau 14 weist ferner untere Längsstreben 60, 62 auf, die unter den Längsträgern 18, 20 angeordnet sind und das Unterteil 38 über einen Gussknoten und einen Träger mit den Gussbauteilanbindungen 56, 58 verbinden. Das Unterteil 38 ist ferner über Diagonalstreben 64, 66 und eine mittlere Längsstrebe 68 mit einer unteren Querstrebe 70 verbunden, die über die Gussknoten mit den Gussbauteilanbindungen 56, 58 verbunden sind.
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Dadurch kann insgesamt eine stabile Lagerung des Querträgers 22 im Allgemeinen gewährleistet werden und eine gleichmäßige Verteilung von Verformungsenergie gewährleistet werden.
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In 5a, b sind unterschiedliche perspektivische Teilansichten des Tragrahmenvorderbaus 14 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.
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Das Oberteil 36 ist mit den Längsträgern 18, 20 und den Diagonalstreben 50, 52 verbunden, die jeweils über die Gussbauteilanbindungen 56, 58 miteinander und mit weiteren tragenden Bauteilen des Tragrahmens 12 verbunden sind. An dem Oberteil 36 sind keine weiteren Streben festgelegt, so dass zwischen dem Oberteil 36, der Querstrebe 46 und der oberen Querstrebe 54 ein Raum gebildet ist, der beispielsweise als Kofferraum genutzt werden kann und durch die flächige Grundform des Querträgers 22 vor Spritzwasser und Schmutz geschützt ist.
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Das Unterteil 38 ist mittels der Längsstreben 60, 62, der Diagonalstreben 64, 66 und der mittleren Längsstrebe 68 mit der unteren Querstrebe 70 verbunden. Die untere Querstrebe 70 ist über die Gussknoten 72, 74 und die unteren Verbindungsstreben 76, 78 mit den Gussbauteilanbindungen 56, 58 an dem Tragrahmen 10 festgelegt, so dass eine starre Lagerung des Unterteils 38 und eine optimale Verteilung der Verformungsenergie gewährleistet werden kann.
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Insgesamt kann somit der Querträger 22 mit der flächigen Grundform bestehend aus dem Oberteil und dem Unterteil eine feste Prallplatte im Vorderwagen bilden, die eine optimale Verteilung von Verformungsenergie bei unterschiedlichen Aufprallsituationen bildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007020933 A1 [0005]
