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Kastenförmiger Längsträger für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich
auf einen kastenförmigen Längsträger für Fahrzeuge, bestehend aus zwei in ihren
Höhen dem Biegemomentenverlauf angepaßten Stegen und durchlaufenden Ober- und Untergurten,
welche flanschartig überstehende Randteile und seitlich abgesetzte Anschlagflächen
aufweisen, an welchen die Stege anliegen.
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Bei einem bekannten Längsträger dieser Art enden die Stege im Abstand
von den flanschartigen Randteilen, so daß der Längsträger für sich keine Torsionssteifigkeit
aufweist. Dieser bekannte Längsträger dient vornehmlich zur Bildung eines Flugzeugtragflügels,
wobei das Profil des Längsträgers mit einer Außenhaut versehen ist, welche den Längsträger
verdrehungssteif gestaltet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen kastenförmigen Längsträger
so weiterzubilden, daß er auch für sich eine genügende Biege- und Verdrehungssteifigkeit
aufweist und als Längsträger für Kraftfahrzeugrahmen dienen kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die flanschartigen
Randteile auf den Stirnseiten der Stege aufliegen und in den von der Stegenden und
den überstehenden Randteilen gebildeten Winkelräumen jeweils eine Schweißnaht verläuft.
Durch diese Maßnahme wird ein Längsträger von hoher Biege- und Verdrehungssteifigkeit
unter größter Schonung der Schweißnähte erzielt, so daß trotz der Mehrteiligkeit
des Längsträgers keine Bruchgefahr auch bei hohen Beanspruchungen besteht. Außerdem
bleibt dabei der Vorteil des bekannten Längsträgers voll erhalten, daß der Träger
auf einfache Art und Weise dem Biegemomentenverlauf angepaßt werden kann.
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Es sind bereits kastenförmige Längsträger als Teile von Fahrzeugrahmen
bekanntgeworden, die aus zwei Teilen zusammengesetzt sind. Im einen Falle bestehen
diese zwei Teile aus mit den offenen Seiten ineinandergesteckten U-Profilen, wobei
die Enden der ineinandergesteckten Profile in geeigneter Weise miteinander verbunden
sind. In einem anderen Falle ist der eine Teil als U-Profil mit zu einem Flansch
abgewinkelten Schenkelenden gestaltet, auf welchen Flanschen ein Blech als zweiter
Teil befestigt ist. Ein anderer bekannter Längsträger setzt sich aus zwei Z-Profilen
zusammen, wobei die Profilenden flanschartig aufeinanderliegen und dort miteinander
verbunden sind.
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Allen diesen bekannten Längsträgern ist der Nachteil gemeinsam, daß
sie nur sehr schwer an dem Biegemomentenverlauf angepaßt werden können, weil die
Stege dieser Profile abgekantet sind. Außerdem bietet die Ausgestaltung dieser Längsträger
auch für die Verbindung der Einzelteile durch Schweißen keine so günstige, die Schweißnaht
schonende Möglichkeit.
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Bei geschlossenen Profilen als Längsträger für Fahrzeugrahmen ergibt
sich eine Schwierigkeit bezüglich der Anschlüsse der Traversen an die Längsträger.
Bei offenen Profilen, beispielsweise U-Profilen, ist es bekannt, den Längsträger
mit einer entsprechenden Aussparung zu versehen, welche der Form der Traverse so
angepaßt ist, daß die Traverse die Längsträger durchdringt. Bei solchen offenen
U-Profilen muß man sich jedoch zur Erzielung einer ausreichenden Biege- und Torsionssteifigkeit
einer verhältnismäßig großen Wandstärke bedienen, wobei trotzdem die Einleitung
der Kräfte durch die Traversen noch ein Problem darstellt.
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Bei einem Längsträger gemäß der Erfindung können jedoch die Stege
verhältnismäßig dünn ausgeführt werden, wobei sich aber bezüglich der Befestigung
der Traversen mit Hilfe einer Durchdringung der Stege Schwierigkeiten ergeben.
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Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden,
daß zur Befestigung einer den Längsträger durchsetzenden Traverse an der Durchdringungsstelle
im Inneren des Längsträgers neben den Stegen mit ihren Stirnseiten an die Gurte
anliegende und dort mit ihnen verschweißte Trägerplatten angeordnet sind, deren
dem Querschnitt der Traverse angepaßte Ausnehmungen kleiner sind, als die ihnen
vorgelagerten Aussparungen der Stege. Durch diese Maßnahme werden die Stege nicht
belastet.
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Vorteilhaft können dabei die Trägerplatten durch einen Steg gleicher
Höhe zu einem stehenden U-Profil verbunden sein.
In der nachfolgendem
Beschreibung und in der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 das Fahrgestell eines Lastanhängers in Seitenansicht,
-Fig. 2 hierzu eine Draufsicht, Fig. 3 einen Längsträger des Fahrzeugrahmens im
Querschnitt, Fig. 4 eine Verbindungsstelle des Längsträgers mit einer Traverse im
Schnitt nach der Linie A-B der
Fig. 2, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine solche
Verbindungsstelle, Fig. 6 einen Schnitt durch eine solche Verbindungsstelle entsprechend
der Linie C-D der Fig. 2 und Fig. 7 eine Seitenansicht der Verbindungsstelle von
außen. .
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Längsträger in ihrer Steghöhe
dem Biegemomentenverlauf angepaßt. Jeder Längsträger besteht aus zwei Stegen 11
und durchlaufenden Ober- und Untergurten 10, welche flanschartig überstehende
Randteile 8 und seitlich abgesetzte Anschlagflächen 12 aufweisen, an welchen die
Stege 11 anliegen. Dabei liegen die flanschartigen Randteile 8 auf den Stirnseiten
der Stege auf. In den von den Stegenden und den überstehenden Randteilen gebildeten
Winkelräumen verläuft jeweils eine Schweißnaht 9. Die Anschlagflächen 7 sind in
diesem Beispiel besonders breit gehalten, so daß dadurch den Stegen 11 eine sehr
gute Führung gegen seitliche Kräfte geboten wird. Im Hohlraum zwischen den Anschlagflächen
12 können Verstärkungsstreifen 13 nach Bedarf an solchen Stellen eingesetzt werden,
wo eine Erhöhung des Widerstandsmomentes erwünscht ist. Die Anordnung der Verstärkungsstreifen
13 an dieser Stelle bietet den großen Vorteil, daß der Obergurt 10 keine zusätzliche
Schweißspannung erhält, da die Schweißnähte in der weniger beanspruchten Zone liegen.
Das in Fig. 3 gezeigte Profil zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß die Gurte
10 wesentlich dicker gehalten sind als die Stege 11. Dies ist für die Biegesteifigkeit
des Längsträgers von Bedeutung. Die Ausgestaltung der Gurte 10 mit. flanschartig
überstehenden Randteilen 8 bietet außerdem den Vorteil, daß diese Randteile in ihrer
Dicke etwa derjenigen der Stege 11 angepaßt werden kann, so daß dadurch die Qualität
der Schweißnaht 9 noch verbessert werden kann.
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Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich; besteht der Fahrzeugrahmen aus
jeweils insgesamt mit 1 bezeichneten Längsträgern und mit 2 bezeichneten Traversen,
welche die Längsträger 1 durchdringen. Zu diesem Zwecke sind an der Durchdringungsstelle
im Inneren des Längsträgers neben den Stegen 11 mit ihren Stirnseiten an den Gurten
10 anliegende und dort mittels der Schweißnähte 15 mit ihnen verbundene Trägerplatten
14 angeordnet, welche durch einen Steg gleicher Höhe zu einem stehenden U-Profil
verbunden sind (Fig. 4 und 5). Die Trägerplatten 14 sind mit dem Querschnitt der
Traverse 2 angepaßten Ausnehmungen versehen, wobei diese Ausnehmungen Lappen 16
zur Befestigung der Traverse 2 mit Hilfe der Schweißnähte 17 aufweisen. Die in den
Trägerplatten vorgesehenen Ausnehmungen sind kleiner gehalten als die ihnen vorgelagerten
Aussparungen in den Stegen 11, so daß die Lappen 16 durch die größeren Aussparungen
der Stege frei hindurchragen können. Außerdem ist es infolge der größeren Aussparungen
an den Stegen 11 möglich, sie an deren Rändern mit Hilfe der Schweißnähte 18 mit
den Trägerplatten 14 zu verbinden.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, liegen auf den Traversen 2 die
Bodenbretter 19 auf, die mit einem Falz 20 unter den Randteil 8 des Obergurtes
10 greifen und dadurch eine gute Abdichtung gegen Eindringen von Nässe in das Fahrzeug
bilden.
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Die Traversen 2 können grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt
aufweisen, jedoch ist es besonders zweckmäßig, winkel- oder T-förmige Querschnitte
zu verwenden, deren Flansche zur Befestigung der Bodenbretter dienen. Besonders
günstig ist es, einen rechteckigen Rohrquerschnitt für die Traversen zu wählen,
der ein geringes Gewicht bei hoher Widerstandsfähigkeit aufweist und vor allem das
Absetzen und Eindringen von Wasser und Schmutz verhindert. Solche Rohrquerschnitte
können mit einem Fortsatz 21 (Fig. 6 und 7) versehen sein, um auch hier eine einfache
Befestigung der Bodenbretter 19 vornehmen zu können.
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In Fig. 7 ist ersichtlich, in welchem Maße die Aussparungen 22 in
den Stegen größer gehalten sind als diejenigen in den Trägerplatten 14.