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.