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Die Erfindung betrifft einen Längsträger, mit dessen Hilfe ein Tragwerk für eine Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildet werden kann.
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Aus
DE 103 52 728 A1 ist ein Längsträger bekannt, bei dem zwei Trägerteile über ein in die Trägerteile axial eingeschobenes als Rechteckrohr ausgestaltetes Zwischenstück miteinander verbunden sind, wobei die Trägerteile zueinander axial beabstandet sind, um einen allmählichen Steifigkeitsübergang zu realisieren.
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Aus
DE 10 2011 102 322 A1 ist ein Längsträger bekannt, bei dem eine zur Abstützung eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehene Lagerkonsole derart in den Längsträger integriert ist, dass die Lagerkonsole auf einer durch die Außenseite des Längsträgers ausgebildeten Abstützbasis abgestützt ist und mit einem innerhalb des Längsträgers vorgesehenen Innenring verschraubt ist, der über einen Gummiring und einen Außenring elastisch an dem Längsträger abgestützt ist.
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Bei einem Crash kann die über den Längsträger abgetragene Aufprallenergie dadurch dissipiert werden, dass der Längsträger definiert zusammengefaltet wird und die Aufprallenergie für die hierfür erforderliche Formänderungsarbeit aufgebraucht wird. Eine Beschädigung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bei einem Crash soll jedoch miniert sein.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein Risiko einer Beschädigung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bei einem Crash reduzieren.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Längsträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Längsträger für ein Tragwerk einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen mit einem ersten Trägerteil zur Abtragung von Längskräften, einem zum ersten Trägerteil separat ausgestalteten zweiten Trägerteil zur Abtragung von Längskräften und einer in Längsrichtung zwischen dem ersten Trägerteil und dem zweiten Trägerteil angeordneten und mit dem ersten Trägerteil und dem zweiten Trägerteil verbundenen Lagerkonsole, insbesondere zur Abstützung eines Kraftfahrzeugmotors, wobei die Lagerkonsole zumindest in einem Teilbereich einen direkten Kontakt des ersten Trägerteils mit dem zweiten Trägerteil unterbricht und die Lagerkonsole in Längsrichtung des ersten Trägerteils und des zweiten Trägerteils eine höhere Festigkeit als das erste Trägerteil und das zweite Trägerteil aufweist.
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Durch die Integration der Lagerkonsole in den Längsträger des Tragwerks kann ein besonders stabiler Abstützpunkt bereitgestellt werden, an dem das Eigengewicht des von der Lagerkonsole abgestützten und/oder gelagerten Kraftfahrzeugaggregats, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors, problemlos abgetragen werden kann. Dadurch ist die Lagerkonsole an einer im Wesentlichen unbeweglichen Stelle des Kraftfahrzeugs positioniert, die sich nicht durch elastische Verformungen verlagert. Ein Versatz des Kraftfahrzeugaggregats kann dadurch vermieden werden, so dass eine Beschädigung relativ beweglicher mit dem Kraftfahrzeugaggregat gekoppelter Kraftfahrzeugkomponenten vermieden werden kann. Da die Lagerkonsole nicht nur mit dem Längsträger verbunden ist, sondern den Längsträger in ein erstes Trägerteil und ein zweites Trägerteil aufteilt, kann die Lagerkonsole von einer plastischen Verformung des Längsträgers abgekoppelt werden. Wenn bei einen Crash der Längsträger zur Dissipation der Aufprallenergie definiert zusammengefaltet wird, ist es möglich, dass zunächst nur das zwischen der Aufprallstelle und der Lagerkonsole vorgesehene Trägerteil plastisch verformt wird. Die Lagerkonsole kann durch die Durchtrennung des Längsträgers eine Verformung des von der Aufprallstelle rückwärtigen Trägerteils vermeiden, so dass die Position der Lagerkonsole im Wesentlichen unbeweglich bleibt. Dadurch führt eine Deformation des Längsträgers bei einem Crash mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit zu einer Verlagerung des abgestützten Kraftfahrzeugaggregats. Das Auftrennen des Längsträgers in verschiedene Trägerteile mit Hilfe der zwischen den Trägerteilen vorgesehenen Lagerkonsole kann eine Verlagerung des von der Lagerkonsole gelagerten Kraftfahrzeugaggregats bei einem Crash verhindern, so dass ein Risiko einer Beschädigung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bei einem Crash reduziert ist.
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Die Lagerkonsole weist in Längsrichtung des ersten Trägerteils und des zweiten Trägerteils eine höhere Festigkeit als das erste Trägerteil und das zweite Trägerteil auf. Bei einem Crash werden zunächst das erste Trägerteil und das zweite Trägerteil deformiert, so dass durch die Deformation der Trägerteile bereits die Aufprallenergie des Crashs durch die bei der Deformation anfallenden Formänderungsarbeit dissipiert werden kann. Die Lagerkonsole ist dadurch auch bei einer hohen von den Trägerteilen dissipierten Aufprallenergie unverformt. Da die Lagerkonsole bei einem Crash eher nicht deformiert wird, kann sich auch ein durch die Lagerkonsole ausgebildeter Abstützpunkt des von der Lagerkonsole abgestützten Aggregats, insbesondere Kraftfahrzeugmotor, eher nicht verlagern, so dass eine Schrägstellung des abgestützten Aggregats vermieden werden kann. Obwohl die statischen und dynamischen Lasten des Aggregats über die Lagerkonsole an den Längsträger des Tragwerks abgetragen werden können, führt eine Deformation des Längsträgers mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit zu einer Verlagerung des abgestützten Aggregats. Eine Beschädigung von Koppelstellen des Aggregats mit anderen Baueinheiten des Kraftfahrzeugs kann dadurch vermieden werden. Insbesondere in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs können durch eine Schrägstellung eines angekoppelten Aggregats mechanische Belastungen auftreten, die zu einer Beschädigung des Antriebsstrangs führen können.
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Vorzugsweise weist das erste Trägerteil und/oder das zweite Trägerteil mindestens eine Einbeulung zur Bereitstellung einer Einfaltrichtung des jeweiligen Trägerteils bei einem Abtragen von Aufprallkräften eines Crashs auf. Durch das mit Hilfe der Einbeulungen erreichte definierte Zusammenfalten des jeweiligen Trägerteils kann ein Ausknicken des Trägerteils vermieden und stattdessen besonders viel Formänderungsarbeit zur Dissipation der Aufprallenergie zur Verfügung gestellt werden. Besonders bevorzugt weist die Lagerkonsole keine Einbeulung auf und ist beulenfrei ausgestaltet.
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Besonders bevorzugt ist die Lagerkonsole als ein im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung des ersten Trägerteils und des zweiten Trägerteils, insbesondere im Wesentlichen vertikal, ausgerichtetes Hohlprofil ausgestaltet. Die Lagerkonsole kann dadurch die Trägerteile in Längsrichtung gut abstützen, so dass entsprechend hohe Längskräfte abgetragen werden können. Die Stabilität der insbesondere als Tragrahmen ausgestalteten Tragwerks ist durch die von der Lagerkonsole erreichte Durchtrennung des Längsträgers nicht beeinträchtigt. Besonders bevorzugt weist die Lagerkonsole an den Kontaktstellen mit den Seitenwänden der insbesondere als Holprofil ausgestalteten Trägerteile eine Materialverdickung auf, so dass die von den Trägerteilen eingeleiteten Kräfte leicht aufgenommen und über die Seitenwände der Lagerkonsole an das jeweils andere Trägerteil abgetragen werden können.
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Insbesondere weist die Lagerkonsole ein im Wesentlichen wabenförmiges Querschnittsprofil auf. Die Lagerkonsole kann dadurch ein besonders stabiles Querschnittsprofil aufweisen, das bei einem Crash eine hohe Formstabilität und/oder eine hohe Festigkeit für die Lagerkonsole bereitstellen kann.
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Vorzugsweise ist die Erstreckung der Lagerkonsole in vertikaler Richtung größer als die Erstreckung des ersten Trägerteils und des zweiten Trägerteils in vertikaler Richtung. Die Lagerkonsole kann dadurch in vertikaler Richtung und/oder in Querrichtung an mindestens einer Seite über das Niveau der jeweiligen Seitenwand des Trägerteils überstehen. Dadurch ergibt sich eine Kehle mit einem im Wesentlichen rechten Winkel. In dieser Kehle kann sehr leicht eine Schweißverbindung vorgesehen werden, die als Kehlnaht vorgesehen werden kann. Insbesondere ist es möglich die Lagerkonsole mit einer einzigen durchgängigen und vorzugsweise ringförmig geschlossenen Kehlnaht mit dem ersten Trägerteil und dem zweiten Trägerteil zu verschweißen, so dass sich eine stoffschlüssige Verbindung ergibt, die hohen Korrosionsansprüchen genügt.
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Besonders bevorzugt weist das erste Trägerteil eine erste Anlagewange zum Anliegen an einer in Querrichtung weisenden Querseite der Lagerkonsole und das zweite Trägerteil eine zweite Anlagewange zum Anliegen an der selben Querseite der Lagerkonsole auf, wobei eine von der Querseite weg weisende in eine entgegengesetzte Querrichtung weisende Seitenfläche zu dem ersten Trägerteil und dem zweiten Trägerteil in Querrichtung versetzt positioniert ist. Die Anlagewangen können eine längere Schweißnaht ermöglichen, so dass ich ein entsprechend guter Verbund ergibt. Zudem können die Anlagewangen der Trägerteile an ihren in Längsrichtung weisenden Stirnseiten mit einem möglichst geringen Spiel zu einander zueinander benachbart positioniert sein, so dass eine Schweißnacht zwischen dem ersten Trägerteil und der Lagerkonsole im Bereich der Anlagewange leicht in eine Schweißnacht zwischen dem zweiten Trägerteil und der Lagerkonsole im Bereich der Anlagewange übergehen kann. Ein mehrfaches Ansetzen beim Verschweißen ist dadurch nicht erforderlich. Prinzipiell ist es sogar möglich die Stirnseiten der Anlagewange zu Beginn oder zum Ende als Teil einer einzigen Schweißnaht miteinander zu verschweißen. Durch den seitlichen Versatz der Lagerkonsole zu den Trägerteilen ergibt sich auch an den von den Anlagewange verschiedenen Kontaktstellen der Trägerteile mit der Lagerkonsole eine Kehle, die eine gute Schweißverbindung ermöglicht.
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Insbesondere sind das erste Trägerteil, das zweite Trägerteil und die Lagerkonsole durch Strangpressen herstellbar. Die Herstellung des Längsträgers kann dadurch besonders kostengünstig realisiert werden. Zudem weisen erste Trägerteil, das zweite Trägerteil und die Lagerkonsole als Hohlprofile bezogen auf ihr Eigengewicht eine hohe Festigkeit auf.
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Vorzugsweise sind das erste Trägerteil, das zweite Trägerteil und die Lagerkonsole stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, miteinander verbunden. Der Stoffschluss kann, beispielsweise über eine Schweißnaht, eine zusätzliche Versteifung der Lagerkonsole erreichen, so dass ein Zusammenfalten des Längsträgers bei einem Crash nur im ersten Trägerteil und/oder in dem zweiten Trägerteil und nicht in der Lagerkonsole stattfinden kann.
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Besonders bevorzugt ist in der Lagerkonsole ein Befestigungsteller zur Befestigung mit einem zu lagernden Aggregat, insbesondere Kraftfahrzeugmotor, verschiebbar, insbesondere in im Wesentlichen vertikaler Richtung, aufgenommen. Der Befestigungsteller kann über ein elastisches Element, insbesondere eine Feder und/oder ein gummielastischer und/oder elastomerer Dämpfer, an der Lagerkonsole angebunden sein, so dass Schwingungen des Aggregats gedämpft werden können. Hierbei können insbesondere Schwingungen in Längsrichtung der Lagerkonsole, insbesondere in vertikaler Richtung, gedämpft werden, während Schwingung quer zur Längsrichtung der Lagerkonsole durch ein Anschlagen des Befestigungstellers in der Lagerkonsole blockiert werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Es zeigen:
- 1: eine schematische perspektivische Ansicht eines Längsträgers und
- 2: eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung des Längsträgers aus 1.
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Der in 1 und 2 dargestellte Längsträger 10 kann für einen Tragrahmen eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, um eine Karosserie des Kraftfahrzeugs mit einem Fahrwerk zu verbinden. Der Längsträger 10 kann an einer in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs weisenden Stirnseite über eine Pralldämpferaufnahme 12 an einem Querträger und/oder einer Stoßstange befestigt sein. Der Längsträger weist ein erstes Trägerteil 14 und ein zum ersten Trägerteil separates zweites Trägerteil 16 auf, die über eine Lagerkonsole 18 voneinander getrennt sind. Die Lagerkonsole 18 ist als im Wesentlichen vertikal ausgerichtetes Hohlprofil mit einem im Wesentlichen wabenförmigen Querschnittsprofil ausgestaltet, in dem ein Befestigungsteller 20 relativ verschiebbar aufgenommen ist. Der Befestigungsteller ist insbesondere mit einem Kraftfahrzeugmotor oder anderem Kraftfahrzeugaggregat befestigt und vorzugsweise über eine Feder und/oder einen Dämpfer an der Lagerkonsole 18 angebunden.
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Die Lagerkonsole 18 weist in den Ecken des wabenförmigen Profils Materialverdickungen 22 auf, um eine besonders hohe Stabilität und Festigkeit in Längsrichtung der Trägerteile 14, 16 bereitzustellen. Die Trägerteile 14, 16 weisen Einbeulungen 24 auf, die bei einem Crash ein definiertes Zusammenfalten des jeweiligen Trägerteils 14, 16 ermöglichen, um dadurch die Aufprallenergie zu dissipieren. Ein Zusammenfalten der Lagerkonsole 18 ist nicht vorgesehen.
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Zudem weisen die Trägerteile 14, 16 an nur einer in Querrichtung weisenden Seite der Lagerkonsole 18 jeweils eine Anlagewange 26 auf, durch die eine Relativlage der Trägerteile 14, 16 in Querrichtung relativ zur Lagerkonsole 18 definiert vorgegeben werden kann. Zudem können die Anlagewangen 26 sowie das Überstehen der Lagerkonsole 18 in vertikaler Richtung über das untere und das obere Niveau der Trägerteile 14, 16 und das seitliche Überstehen der Lagerkonsole 18 an der von den Anlagewangen 26 weg weisenden Seite eine durchgängige Schweißnaht ermöglichen, um die Trägerteile 14, 16 und die Lagerkonsole 18 mit einer einzigen durchgängigen, insbesondere als Kehlnaht ausgeführten, Schweißnaht miteinander stoffschlüssig zu verbinden.
