DE102018100563B4 - Frame assembly for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Rahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Längsträgern (4, 6), mit mindestens einem direkt oder indirekt mit dem Längsträger (4, 6) verbundenen Querträger (8), wobei der Querträger (8) Dehn-Ausgleichsmittel (20, 22) in Form von Profilvertiefungen (20, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehn-Ausgleichsmittel (20, 22) als U- oder V-förmige Profilvertiefungen ausgebildet sind, wobei jeweils eine Profilvertiefung (20, 22), also insgesamt zwei U- oder V-förmige Profilvertiefungen (20, 22) unmittelbar an einer zum gegenübergelegenen Längsträger (4, 6) gerichteten Längsträgerseite (31) vorgesehen ist.Frame arrangement for a motor vehicle with at least two side members (4, 6), with at least one cross member (8) connected directly or indirectly to the side member (4, 6), the cross member (8) having expansion compensation means (20, 22) in the form of profile depressions (20, 22), characterized in that the expansion compensation means (20, 22) are designed as U-shaped or V-shaped profile depressions, with each profile depression (20, 22), i.e. a total of two U or V -shaped profile depressions (20, 22) is provided directly on a longitudinal member side (31) facing the opposite longitudinal member (4, 6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Rahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Längsträgern, mit mindestens einem direkt oder indirekt mit dem Längsträger verbundenen Querträger, wobei der Querträger Dehn-Ausgleichsmittel in Form von Profilvertiefungen aufweist.The invention relates to a frame arrangement for a motor vehicle with at least two side members, with at least one cross member connected directly or indirectly to the side member, the cross member having expansion compensation means in the form of profile depressions.

Es ist seit geraumer Zeit bekannt, stoßbelastete Bauteile einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges und hierbei insbesondere eine Rahmenanordnung des Kraftfahrzeuges Anstoßenergie absorbierend auszubilden. Hierbei hat es sich als negativ erwiesen, dass bei einer asymmetrischen Belastung aufgrund eines Crashs, das heißt lediglich ein Längsträger der beiden Längsträger der Rahmenanordnung wird belastet, auf den belasteten Längsträger eine Lateralkraft ausgeübt wird, sodass dieser Längsträger nicht axial in Spur faltet, was zu einer Intrusion einer Schottwand führen kann und sich sehr negativ auf das Fachverhalten im Anschluss an den Crash auswirken kann. Aus der DE 10 2011 113 473 A1 ist es daher bekannt Dehn-Ausgleichsmittel in Form von Profilvertiefungen, hier Wellenbergen und Wellentälern als Dehnzone im Querträger auszubilden, um eine Streckung des Querträgers in Fahrzeugquerrichtung zu ermöglichen. Um den grundsätzlichen Steifigkeitsanforderungen genüge zu tragen und hierbei insbesondere den Querträger bei einer Belastung in Fahrzeuglängsrichtung zu optimieren, ist es aus der DE 10 2011 113 473 A1 bekannt, einen Zugstab zumindest in einem Teilabschnitt der Dehnzone vorzusehen. Es sollte deutlich sein, dass diese Anordnung einen erhöhten materialtechnischen und montagetechnischen Aufwand benötigt. Darüber hinaus sind gattungsgemäße Rahmenanordnungen auch noch aus der DE 195 09 541 A1 und der DE 199 07 783 A1 bekannt. Die DE 195 09 541 A1 weist hierbei eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Sicken auf, die sich über die gesamte Länge des Querträgers erstrecken. Die DE 199 07 783 A1 besitzt ebenfalls jeweils eine Anzahl von Profilvertiefungen in zwei Dehnzonen, wobei die Dehnzonen jedoch ein Material mit besseren Dehnungseigenschaften aufweist, als der Querträger an sich.It has been known for some time to design impact-loaded components of a body of a motor vehicle, and here in particular a frame arrangement of the motor vehicle, to absorb impact energy. It has proven to be negative that in the event of an asymmetric load due to a crash, i.e. only one side member of the two side members of the frame arrangement is loaded, a lateral force is exerted on the loaded side member, so that this side member does not fold axially into the track, which leads to an intrusion of a bulkhead and can have a very negative effect on compartment behavior after the crash. From the DE 10 2011 113 473 A1 it is therefore known expansion compensating means in the form of profile depressions, here wave crests and wave troughs as an expansion zone in the cross member to form to allow stretching of the cross member in the vehicle transverse direction. In order to meet the basic rigidity requirements and in particular to optimize the cross member under load in the longitudinal direction of the vehicle, it is from the DE 10 2011 113 473 A1 known to provide a tension rod at least in a portion of the expansion zone. It should be clear that this arrangement requires an increased outlay in terms of material technology and assembly technology. In addition, generic frame assemblies are also from the DE 195 09 541 A1 and the DE 199 07 783 A1 known. The DE 195 09 541 A1 in this case has a large number of beads lying next to one another, which extend over the entire length of the cross member. The DE 199 07 783 A1 also has a number of profile indentations in two stretch zones, but the stretch zones have a material with better stretch properties than the cross member itself.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den oben genannten Nachteil auf einfache und kostengünstige Weise zu vermeiden.The object of the invention is therefore to avoid the disadvantage mentioned above in a simple and inexpensive manner.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Dehn-Ausgleichsmittel als U- oder V-förmige Profilvertiefungen ausgebildet sind, wobei jeweils eine Profilvertiefung, also insgesamt zwei U- oder V-förmige Profilvertiefungen unmittelbar an einer zum gegenüber gelegenen Längsträger gerichteten Längsträgerseite vorgesehen ist. Dadurch ist einerseits im asymmetrischen Crash-Belastungsfall eine ausreichende Dehnung des Querträgers gewährleistet und andererseits kann sich ein zum Längsträger gerichteter Längsschenkel der Profilvertiefung im symmetrischen Crashfall am Längsträger abstützen, wodurch eine ausreichende Steifigkeit auch im symmetrischen Crashfall gewährleistet ist.This object is achieved with the features of claim 1 in that the expansion compensating means are designed as U-shaped or V-shaped profile depressions, one profile depression each, i.e. a total of two U-shaped or V-shaped profile depressions, directly on an opposite side member directed side member is provided. On the one hand, this ensures that the crossmember is sufficiently stretched in an asymmetric crash load situation, and on the other hand, a longitudinal leg of the profile recess pointing towards the longitudinal member can be supported on the longitudinal member in a symmetrical crash, thereby ensuring sufficient rigidity even in the event of a symmetrical crash.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform schließen Längsschenkel der U- oder V-förmigen Profilvertiefungen bezüglich einer Längsachse der Profilvertiefung einen Winkel von 0° ≤ α ≤ 25° ein. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Profilvertiefung in einer U-förmigen Ausbildung zwei Längsschenkel auf, die jeweils mindestens eine 2-fache Länge eines Querschenkels der Profilvertiefung aufweisen.In a particularly advantageous embodiment, longitudinal legs of the U-shaped or V-shaped profile depressions enclose an angle of 0°≦α≦25° with respect to a longitudinal axis of the profile depression. In a particularly advantageous embodiment, the profile depression has two longitudinal limbs in a U-shaped configuration, each of which has at least twice the length of a transverse limb of the profile depression.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

  • 1a, 1b eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rahmenanordnung vor und nach einem symmetrischen Crashfall, wobei die Profilvertiefungen U-förmig ausgebildet sind,
  • 2 ein Detail aus 1a, dass die U-förmige Profilvertiefung zeigt, und
  • 3 die Detailansicht aus 1a mit einer V-förmigen Profilvertiefung.
The invention is explained in more detail with reference to a drawing. This shows:
  • 1a , 1b a schematic representation of a frame arrangement according to the invention before and after a symmetrical crash, the profile depressions being U-shaped,
  • 2 a detail out 1a that shows the U-shaped profile recess, and
  • 3 the detail view 1a with a V-shaped profile recess.

Die 1a, 1b zeigen eine erfindungsgemäße Rahmenanordnung 2 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges vor und nach einem asymmetrischen Crash. Die Rahmenanordnung 2 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus zwei Längsträgern 4, 6, mit denen auf bekannte Weise ein Querträger 8 verbunden ist. Die Längsträger stützen sich auf bekannte Weise an einer Schottwand 10 ab, die einen Motorraum von einem Innenraum des Kraftfahrzeuges trennt. Des Weiteren ist eine Fahrzeugachse 12 mit zwei Rädern 14, 16 dargestellt. Vor dem in dieser Ansicht unteren Längsträger 4 ist eine Crashbarriere 18 angeordnet, durch die der asymmetrische Belastungsfall, wie in 1b dargestellt, simuliert wird. Wie in 1a dargestellt, sind zwei U-förmige Profilvertiefungen 20, 22 vorgesehen, die eine Dehnung des Querträgers 8 in Fahrzeugquerrichtung derart ermöglichen, dass der Längsträger 4 ohne störende Lateralkräfte axial in der Spur gefaltet wird, wodurch gewährleistet ist, dass keine Intrusion der Schottwand 10 stattfindet und auch keine Spurveränderung der Fahrzeugachse 12 vorgenommen wird, wodurch sich das Fahrverhalten des Fahrzeuges nach einem Crash wesentlich verschlechtern würde. Die Auswirkungen des asymmetrischen Crashes finden sich in der schematischen Darstellung der 1b.The 1a , 1b show a frame assembly 2 according to the invention of a motor vehicle, not shown, before and after an asymmetric crash. In the present exemplary embodiment, the frame arrangement 2 consists essentially of two longitudinal members 4, 6, to which a cross member 8 is connected in a known manner. The side members are supported in a known manner on a bulkhead 10 which separates an engine compartment from an interior of the motor vehicle. Furthermore, a vehicle axle 12 with two wheels 14, 16 is shown. A crash barrier 18 is arranged in front of the lower side member 4 in this view, through which the asymmetrical load case, as in 1b shown, simulated. As in 1a shown, two U-shaped profile depressions 20, 22 are provided, which allow the cross member 8 to be stretched in the transverse direction of the vehicle in such a way that the longitudinal member 4 is folded axially in the track without disruptive lateral forces, which ensures that no intrusion of the bulkhead 10 takes place and also no change in the track of the vehicle axle 12 is made, which would significantly worsen the handling of the vehicle after a crash. The effects of the asymmetric crash can be found in the schematic representation of the 1b .

2 zeigt nun im Detail die Profilvertiefung 20 in einer U-förmigen Ausführung. Längsschenkel 24, 26 sind durch einen Querschenkel 28 auf bekannte Weise verbunden. Die Längsschenkel 24, 26 schließen bezüglich einer Längsachse 30 einen Winkel α von nahezu 0° ein. Der Längsschenkel 26 kann sich bei einem symmetrischen Belastungsfall an einer Innenseite 31 des Längsträgers 4 abstützen, wodurch die Steifigkeit des Querträgers auch bei einem symmetrischen Belastungsfall gewährleistet ist. Die Länge der Längsschenkel 24, 26 beträgt ungefähr das 2,6-fache der Länge eines Querschenkels. Hierdurch ist eine ausreichende Dehnzone des Querträgers bei einer asymmetrischen Belastung gewährleistet. 2 now shows in detail the profile recess 20 in a U-shaped design. Longitudinal legs 24, 26 are connected by a transverse leg 28 in a known manner. The longitudinal legs 24, 26 enclose an angle α of almost 0° with respect to a longitudinal axis 30. The longitudinal leg 26 can be supported on an inner side 31 of the longitudinal member 4 in the case of a symmetrical load situation, as a result of which the rigidity of the cross member is ensured even in the case of a symmetrical load situation. The length of the longitudinal legs 24, 26 is approximately 2.6 times the length of a transverse leg. This ensures that the cross member has a sufficient expansion zone in the event of an asymmetric load.

3 zeigt in einer Detailansicht die Profilvertiefung 20 in einer V-förmigen Ausbildung. Der Winkel α eines Längsschenkels 32, 34 bezüglich der Längsachse 30 beträgt hier 15°. Auch hier ist gewährleistet, dass sich der Längsschenkel 34 im symmetrischen Belastungsfall an der Innenseite 31 des Längsträgers 4 abstützen kann. 3 shows a detailed view of the profile recess 20 in a V-shaped configuration. The angle α of a longitudinal leg 32, 34 with respect to the longitudinal axis 30 is 15° here. Here, too, it is ensured that the longitudinal leg 34 can be supported on the inside 31 of the longitudinal member 4 in the case of symmetrical loading.

Claims (3)

Rahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Längsträgern (4, 6), mit mindestens einem direkt oder indirekt mit dem Längsträger (4, 6) verbundenen Querträger (8), wobei der Querträger (8) Dehn-Ausgleichsmittel (20, 22) in Form von Profilvertiefungen (20, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehn-Ausgleichsmittel (20, 22) als U- oder V-förmige Profilvertiefungen ausgebildet sind, wobei jeweils eine Profilvertiefung (20, 22), also insgesamt zwei U- oder V-förmige Profilvertiefungen (20, 22) unmittelbar an einer zum gegenübergelegenen Längsträger (4, 6) gerichteten Längsträgerseite (31) vorgesehen ist.Frame arrangement for a motor vehicle with at least two side members (4, 6), with at least one cross member (8) connected directly or indirectly to the side member (4, 6), the cross member (8) having expansion compensation means (20, 22) in the form of profile depressions (20, 22), characterized in that the expansion compensation means (20, 22) are designed as U-shaped or V-shaped profile depressions, with each profile depression (20, 22), i.e. a total of two U or V -shaped profile depressions (20, 22) is provided directly on a longitudinal member side (31) facing the opposite longitudinal member (4, 6). Rahmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Längsschenkel (24, 26; 32, 34) der U- oder V-förmigen Profilvertiefungen (20, 22) bezüglich einer Längsachse (30) der Profilvertiefung (20, 22) einen Winkel von 0° ≤ α ≤ 25° einschließen.frame arrangement claim 1 , characterized in that the longitudinal legs (24, 26; 32, 34) of the U-shaped or V-shaped profile depressions (20, 22) have an angle of 0° ≤ α ≤ 25 ° include. Rahmenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilvertiefung (20) in einer U-förmigen Ausbildung zwei Längsschenkel (24, 26) aufweist, die jeweils mindestens eine 2-fache Länge eines Querschenkels der Profilvertiefung (20) aufweisen.frame arrangement claim 1 or 2 , characterized in that the profile recess (20) in a U-shaped configuration has two longitudinal legs (24, 26) which each have at least twice the length of a transverse leg of the profile recess (20).
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