DE1152023B - Knot formation for the welded connection of the longitudinal and cross members of the vehicle frame - Google Patents

Knot formation for the welded connection of the longitudinal and cross members of the vehicle frame

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DE1152023B
DE1152023B DEST16941A DEST016941A DE1152023B DE 1152023 B DE1152023 B DE 1152023B DE ST16941 A DEST16941 A DE ST16941A DE ST016941 A DEST016941 A DE ST016941A DE 1152023 B DE1152023 B DE 1152023B
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Germany
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longitudinal
vehicle frame
gusset plates
knot formation
cross members
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DEST16941A
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Hans Tomala
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Steyr Daimler Puch AG
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Steyr Daimler Puch AG
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/02Connections between superstructure or understructure sub-units rigid
    • B62D27/023Assembly of structural joints

Description

Knotenausbildung zur Schweißverbindung der Längs- und Querträger von Fahrzeugrahmen Die Erfindung bezieht sich auf eine Knotenausbildung zur Verbindung der Längs- und Querträger von Fahrzeugrahmen unter Verwendung von Knotenblechen. In der Regel werden die Knotenbleche an den Gurten der Längsträger angeschweißt. Nun sind aber die Gurte die Zonen der stärksten Längsträgerbelastung, und jede Schweißstelle stellt eine Unstetigkeit im Kraftverlauf und im Materialgefüge dar, so daß solche Schweißstellen die Wechselfestigkeit der Längsträger durch eine Art Kerbwirkung stark herabsetzen. Versuche haben gezeigt, daß die Wechselfestigkeit der Längsträger auf Grund von Schweißstellen an ihren Gurten bis auf ein Viertel des Ursprungswertes sinkt. Dabei muß beachtet werden, daß es sich gerade bei einem Fahrzeugrahmen um eine Konstruktion handelt, die durch die dauernd wechselnden Belastungen und Verwindungen aus dem Fahrbetrieb hoher Wechselbeanspruchung ausgesetzt ist.Knot formation for the welded connection of the longitudinal and cross members of Vehicle frame The invention relates to a node formation for connection the longitudinal and cross members of the vehicle frame using gusset plates. As a rule, the gusset plates are welded to the belts of the side members. But now the belts are the zones of the greatest stress on the side members, and every welding point represents a discontinuity in the force curve and in the material structure, so that such Welds the fatigue strength of the side members through a kind of notch effect greatly reduce. Tests have shown that the fatigue strength of the side members due to welds on their belts up to a quarter of the original value sinks. It must be noted that it is a vehicle frame a construction that is affected by the constantly changing loads and twisting is exposed to high alternating stress from driving.

Zum Verbinden von Längs- und Querträgern bei Kraftfahrzeugrahmen ist es bekannt, Querträger und Längsträgersteg durch mit einem abgewinkelten Flansch versehene Knotenbleche mittels Nieten zu verbinden, wodurch eine elastische Verbindung der Querträger mit den Längsträgern erreicht werden soll.For connecting longitudinal and cross members in motor vehicle frames it is known to have cross members and side members web through with an angled flange to connect provided gusset plates by means of rivets, creating an elastic connection the cross member is to be reached with the longitudinal members.

Weiterhin ist es bei verwindungsweichen Fahrzeugrahmen bekannt, die Schweißnaht zwischen den Stegen der Querträger und den Längsträgern dadurch zu vergrößern, daß der Steg des Querträgers ausgewölbt wird.Furthermore, it is known in torsionally soft vehicle frames that To enlarge the weld seam between the webs of the cross members and the longitudinal members, that the web of the cross member is arched.

Zweck der Erfindung ist es, einen Fahrzeugrahmen möglichst verwindungssteif auszubilden und eine Knotenverbindung zu schaffen, die eine gute Dauerwechselfestigkeit gewährleistet. Ausgehend von einer Knotenausbildung zur Verbindung der Längs- und Querträger von Fahrzeugrahmen mit jeweils am Querträgergurt und Längsträgersteg angeschlossenen Knotenblechen weisen die Knotenbleche gemäß der Erfindung eine mehrfach gewellte Stoßkante auf und sind durch eine längs dieser geführte Kehlnaht mit dem Längsträgersteg verschweißt. Der hochbelastete Längsträgersteg bleibt demnach frei von jeder Unstetigkeit und von jeder sonst durch das Knotenblech aufgezwungenen Verformung, so daß er seine volle Wechselfestigkeit beibehält. Die Schweißstellen am Steg können dagegen ohne weiteres in Kauf genommen werden, da die Belastungen des Steges von vornherein wesentlich geringer als jene der Gurte sind. Würde die Stoßstange des Knotenbleches geradlinig verlaufen bzw. das Knotenblech völlig eben ausgebildet sein, so wäre die nur einseitige Kehlnaht auf Biegung beansprucht, und es käme leicht zum Einreißen oder gar zum Platzen der Naht. Eine doppelseitige Kehlnaht kann nicht vorgesehen werden, weil im Hinblick auf die notwendige, möglichst große Steghöhe des Querträgers der Raum zwischen Knotenblech und Längsträgergurt zu klein ist, um in diesen Zwischenraum die Geräte zur Herstellung der zweiten Kehlnaht einführen zu können. Durch die Wellung der Stoßkante bzw. die wellenartige Vorverformung des Knotenbleches am Stoßkantenrand liegen nun die zu übertragenden Kräfte nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern entsprechend der Wellenberge und -täler in verschiedenen Höhen, und es ergibt sich eine etwa in der Mittelebene der Wellung liegende Resultierende, die auf die Schweißnaht kein Biegemoment mehr ausübt. Die Schweißnaht ist auf Grund dieser besonderen Stoßkantenformung nur auf Zug oder Druck beansprucht, welcher Beanspruchung sie ohne weiteres standhält.The purpose of the invention is to make a vehicle frame as rigid as possible train and create a knot connection that has good fatigue strength guaranteed. Based on a knot formation to connect the longitudinal and Cross member of the vehicle frame with each on the cross member belt and side member web connected gusset plates have the gusset plates according to the invention a multiple corrugated abutting edge and are through a fillet weld along this with the Welded side member web. The highly stressed side member web remains free from every discontinuity and from everyone else imposed by the gusset plate Deformation so that it retains its full fatigue strength. The welds On the other hand, at the jetty can be accepted without further ado, since the loads of the web are from the outset much smaller than those of the straps. Would the The bumper of the gusset plate run in a straight line or the gusset plate is completely flat be formed, the fillet weld only on one side would be subject to bending, and the seam would easily tear or even burst. A double-sided fillet weld can not be provided because in terms of the necessary, the largest possible Web height of the cross member, the space between the gusset plate and the side member chord too small is to insert the devices for producing the second fillet weld into this gap to be able to. Due to the corrugation of the abutting edge and the wave-like pre-deformation of the The gusset plate at the edge of the abutting edge does not have the forces to be transmitted a common level, but according to the wave crests and troughs in different Heights, and there is a resultant lying approximately in the middle plane of the corrugation, which no longer exerts a bending moment on the weld seam. The weld is due this special abutment edge formation is only subject to tension or compression, whichever It can withstand stress without further ado.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die an die Stoßkante anschließenden Seitenkanten der Knotenbleche in einer Ebene konkav gekrümmt und die Stoßkantenenden abgebogen. Durch die Krümmung der Seitenkanten wird ein weicher Kraftübergang zu den Enden des Knotenbleches erzielt, wobei aber die Wellung vor den Seitenkanten endet, damit sich bei der Kraftübertragung keine Blechverformung ergibt und die Steifigkeit der Knotenverbindung erhalten bleibt. Das Abbiegen der Stoßkantenenden, die vorzugsweise sehr dünn ausgebildet sind, hat den Zweck, die Randwirkung des Schweißnahtendes günstiger zu ,gestalten.In a further embodiment of the invention are those adjoining the abutting edge Side edges of the gusset plates are concavely curved in one plane and the ends of the abutting edges turned. The curvature of the side edges results in a smooth transition of force achieved the ends of the gusset plate, but with the corrugation in front of the side edges ends so that there is no sheet deformation during the power transmission and the Stiffness of the node connection is preserved. The bending of the edge ends, which are preferably very thin, has the purpose of the To make the edge effect of the weld end more favorable.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Verbindung eines Längs- und eines Querträgers eines Kraftfahrzeugrahmens im Schaubild, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Querträger nach der Linie II-II der Fig. 3, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Längsträger nach der Linie 111-IIl der Fig. 2 und Fig. 4 einen waagerechten Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.In the drawing, the subject matter of the invention is shown, for example. It shows Fig. 1 the connection of a longitudinal and a cross member of a motor vehicle frame in the diagram, Fig. 2 shows a cross section through the cross member along the line II-II 3, 3 show a cross section through the longitudinal beam along the line III-III FIGS. 2 and 4 show a horizontal section along the line IV-IV in FIG. 3.

Der Längsträger ist als durch Abkanten hergestellter Blechträger mit U-Profil ausgebildet und weist demnach einen Steg 1 und zwei Gurte 2 auf. Der Steg und die beiden Gurte des gleichartigen Querträgers sind mit 3 und 4 bezeichnet. Zur Verbindung der beiden Träger sind zwei Knotenbleche 5 vorgesehen, die etwa trapezförmig gestaltet sind, deren nichtparallele Seitenkanten 6 aber eine ebene konkave Krümmung aufweisen. Mit 7 ist die Stoßkante der Knotenbleche bezeichnet, mit der sie am Steg 1 des Längsträgers angeschweißt sind.The longitudinal beam is provided as a sheet metal beam produced by folding U-shaped profile and accordingly has a web 1 and two straps 2. The bridge and the two straps of the cross member of the same type are designated 3 and 4. To connect the two carriers, two gusset plates 5 are provided, which are approximately trapezoidal are designed, the non-parallel side edges 6 but a flat concave curvature exhibit. With 7 the abutting edge of the gusset plates is referred to, with which they are on the web 1 of the side member are welded.

Es ist ersichtlich, daß die Stoßkante gewellt ist bzw. daß der an die Stoßkante anschließende Randbereich der Knotenbleche 5 wellenartig verformt und die Stoßkantenenden 8 abgebogen sind. Die beiden Knotenbleche 5 sind lediglich am Längsträgersteg 1 mit nur einer Kehlnaht 9 angeschweißt. Die Verbindung mit den Gurten 4 des Querträgers 3, 4 ist in der Weise ausgeführt, daß die Knotenbleche eine Kreisöffnung 10 aufweisen, die mit Schweißgut ausgefüllt ist.It can be seen that the joint edge is corrugated or that the edge region of the gusset plates 5 adjoining the joint edge is deformed in a wave-like manner and the joint edge ends 8 are bent. The two gusset plates 5 are only welded to the side member web 1 with only one fillet weld 9. The connection with the belts 4 of the cross member 3, 4 is carried out in such a way that the gusset plates have a circular opening 10 which is filled with weld metal.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Knotenausbildung zur Verbindung der Längs- und Querträger von Fahrzeugrahmen mit jeweils am Querträgergurt und Längsträgersteg angeschlossenen Knotenblechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenbleche (5) eine mehrfach gewellte Stoßkante (7) aufweisen und durch eine längs dieser geführte Kehlnaht (9) mit dem Längsträgersteg (1) verschweißt sind. PATENT CLAIMS: 1. Knot formation to connect the longitudinal and Cross member of the vehicle frame with each on the cross member belt and side member web connected gusset plates, characterized in that the gusset plates (5) have a multiple corrugated abutment edge (7) and guided by one along this Fillet weld (9) are welded to the side member web (1). 2. Knotenausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Stoßkante (7) anschließenden Seitenkanten (6) der Knotenbleche (5) in der Ebene des Knotenbleches konkav gekrümmt und die Stoßkantenenden (8) aus der Blechebene aufgebogen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 932114, 927 366, 646 398, 642 861; deutsche Auslegeschrift Nr. 1052 830.2. Knot formation after Claim 1, characterized in that the adjacent to the abutting edge (7) Side edges (6) of the gusset plates (5) curved concavely in the plane of the gusset plate and the abutting edge ends (8) are bent up out of the plane of the sheet. Considered Publications: German Patent Nos. 932114, 927 366, 646 398, 642 861; German interpretative document No. 1052 830.
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