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Unterrahmen für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Unterrahmen
für Kraftfahrzeuge, bei dem zwei die seitliche Rahmenbegrenzung bildende, die Spurweite
des Kraftfahrzeugs überragende Längsträger vorn hinter den Vorderrädern und hinten
vor den Hinterrädern nach oben abgewinkelt und durch einen vorderen und einen hinteren
Querträger miteinander verbunden sind.
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Die bekannten Unterrahmen von Kraftfahrzeugen weisen Längs- und Querträger
mit im allgemeinen gleichem oder zumindest ähnlichem Profil auf, z. B. mit Kasten-
oder Rohrprofil. Entsprechend der begrenzten Querschnittsfiäche der Längs- und Querträger
sind diese nur auf verhältnismäßig kleinen Flächen miteinander verbunden, weshalb
es bei derartigenUnterrahmen unbedingterforderlich ist, neben den die beiden abgewinkelten
Enden der Längsträger verbindenden Querträgern noch zumindest einen weiteren. Querträger
vorzusehen, der die Längsträger meist in ihrem mittleren Bereich miteinander verbindet.
Bei einer derartigen Ausbildung des Unterrahmens erhält dieser nur eine begrenzte
überecksteifigkeit, weshalb derartige Unterrahmen die an sie gestellten Forderungen
bezüglich einer großen Schubfestigkeit nicht voll befriedigen.
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Bei einem bekanntenFahrzeugrahmen, bei dem die Längsträger nur an
ihrem vorderen Ende nach oben abgewinkelt sind, werden die abgewinkelten Enden der
Längsträger durch einen kastenförmig ausgebildeten Querträger miteinander verbunden.
Der Querträger weist hierbei ein größeres Profil als die Längsträger auf. Hierdurch
wird die Steifigkeit des Rahmens zwar verbessert, aber auch bei diesem Rahmen ist
noch ein stabiler mittlerer Querträger zur Erzielung einer ausreichenden Schubfestigkeit
erforderlich.
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In der Kraftfahrzeugtechnik ist es weiterhin bekannt, zur Erhöhung
der Festigkeit von beispielsweise der Fahrzeugaußenverkleidung oder der Fahrzeugböden
diese als Doppelwand auszubilden oder bei aus Zellen aufgebauten Kraftfahrzeugen
die Zellen über eine Doppelwand miteinander zu verbinden, wobei die Doppelwände
häufig durch eingesetzte Distanzstücke u. dgl. zusätzlich versteift werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterrahmen der eingangs
genannten Art mit besonders großer überecksteifigkeit zu schaffen, um dadurch eine
besonders günstige Schubfestigkeit des Rahmens zu erzielen. Die Lösung der gestellten
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die nach oben abgewinkelten vorderen
und hinteren Teile der Längsträger durch je eine jeweils im wesentlichen in der
Ebene dieser Teile verlaufende, an sich bekannte Doppelwand verbunden sind. Nach
einer bevorzugten Ausführungsform kann bei einem Unterrahmen, bei dem die beiden
Wände einer Doppelwand verschieden stark nach dem benachbarten Ende zu aasgewölbt
sind, vorgesehen werden, daß die dem benachbarten Ende hin zugekehrte Wand schwächer
ausgebogen ist als die nach der Fahrzeugmitte zu gelegene zweite Wand derselben
Doppelwand.
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Durch die neuartige Ausbildung der Endquerträger des Unterrahmens
wird die Steifigkeit des Rahmens derart erhöht, daß sich bei einem normalenPersonenkraftwagen,
insbesondere bei einem Kleinfahrzeug, im Hinblick auf die Steifigkeit die Anbringung
eines zusätzlichen beispielsweise mittleren Querträgers erübrigt. Der an sich bekannte
mittlere Querträger kann zwar auch bei dem erfindungsgemäßen Unterrahmen, beispielsweise
als Auflage für Sitze oder bei Spezialfahrzeugen als Auflage für besondere Vorrichtungen
oder Lasten vorgesehen werden, doch ist dieser zusätzliche Querträger bezüglich
der Schubfestigkeit des Rahmens hierbei nur von untergeordneter Bedeutung.
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Die als Doppelwände ausgebildeten Querträger erbringen neben der hohen
Quersteifigkeit des Rahmens gleichzeitig noch eine gute Warme- und Schallisolie=
rang sowie eine einfache Möglichkeit zur Kühlluftzuführung oder zum Druckausgleich
zwischen den Räumen oberhalb und unterhalb des Fahrzeuges sowie zwischen den beiden
Längsseiten (Winddruck). Diese verschiedenen, einzeln. bekannten Wirkungen werden
beim Gegenstand der Erfindung in vorteilhafter Weise durch ein. einziges Bauelement
erreicht.
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Im Hinblick auf die Schubfestigkeit des Unterrahmens ist es besonders
vorteilhaft, wenn zumindest eine Doppelwand im Mittel sphärisch bzw. entsprechend
einer
Kugelschale gekrümmt ist, wobei der Mittelpunkt der Kugelschale zweckmäßig auf der
senkrecht verlaufenden Schnittliniu zwischen der senkrechten Mittellängsebene und
der senkrechten Mittelquerebene des Fahrzeuges liegt. Vorteilhaft ist es weiterhin,
wenn in .an sich bekannter Weise zwischen die beiden Wandteile einer Doppelwand
vorzugsweise aus Profilblechen bestehende Distanzstücke eingesetzt sind.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 einen dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Fahrzeugrahmen
in einem Längsschnitt, Fig.2 eine Draufsicht auf den Rahmen gemäß Fig. 1, Fig. 3
ein Kraftfahrzeug mit einem dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend ausgebildeten
Fahrzeugrahmen in einem Längsschnitt, Fig. 4 den Fahrzeugrahmen des Fahrzeuges gemäß
Fig. 3 in einer Draufsicht, Fig. 5 einen dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechenden
Fahrzeugrahmen in einer perspektivischen Ansicht, Fig. 6 und 7 Teilschnitte durch
eine Doppelwand mit ein- bzw. beidseitigen Eindrückungen zur Versteifung der Doppelwand.
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Ein dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechender Fahrzeugrahmen besteht
aus zwei Längsträger n1 mit Kastenprofil, die vorn hinter den Vorderrädern2 und
hinten vor den Hinterrädern 3 nach oben abgewinkelt sind. Der Fahrzeugrahmen weist
keine üblichen Querträger auf, sondern seine abgewinkelten vorderen und hinteren
Längsträgerteile 4 bzw. 5 sind durch je eine in sich steife Doppelwand 6 bzw. 7
miteinander verbunden, wobei diese Doppelwände zugleich den alleinigen vorderen
und den alleinigen hinteren Querträger des Rahmens bilden. Während die beiden Wände
8 und 9 der Doppelwand 6 vollständig eben und parallelzueinander angeordnet sind,
ist die nach der Fahrzeugmitte zu gelegene Wand 10 der Doppelwand 7 zwischen den
abgewinkelten Längsträgerteilen 5 nach dem benachbarten Fahrzeugende zu bis dicht
an die weitere zugehörigeWand 11 dieser Doppelwand herangerückt. Dabei ist die Wand
10 jedoch in ihrem wesentlichem, zwischen den beiden Längsträgerteilen 5 befindlichen
Mittelteil ebenfalls eben und parallel zu der vollständig ebenen Wand 11 ausgebildet.
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Ein dem zweitenAusführungsbeispiel entsprechend ausgebildeter Fahrzeugrahmen
gemäß den Fig. 3 und 4 weist zwei beidseitig der Spurweite des zugehörigen Personenkraftwagens
28 verlaufende Rohrprofillängsträger 29 auf, die ebenfalls an ihren vorderen und
hinteren Enden vorn hinter den Vorderrädern 2 und hinten vor den Hinterrädern 3
nach oben abgewinkelt sind. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, verlaufen die
abgewinkelten Endteile 30 bzw. 31 dei Längsträger 29 jedoch nicht geradlinig schräg
nach oben, sondern. sie sind derart kreisbogenförmig nach oben gekrümmt, daß sie
gemeinsam auf einem Kreis- i bogen 32 liegen, dessen Mittelpunkt oberhalb der Reifenoberkante
der Vorder- und Hinterräder 2 bzw. 3 auf der senkrechten Mittelquerebene 33 des
Fahrzeuges liegt. Beide derartig gekrümmten Endteile 30, 31 enthalten zugleich die
alleinige Querverbindung zwischen denLängsträgern 29 in Form einer vorderen Doppelwand
34 und einer hinteren Doppelwand 35, die beide nach dem jeweils benachbarten Fahrzeugende
zu entsprechend einer Kugelschale 36 gekrümmt sind. Dabei liegt der Mittelpunkt
37 der Kugelschale 36 auf der senkrecht verlaufenden Schnittlinie zwischen der senkrechten
Mittellängsebene 38 und der senkrechten Mittelquerebene 33 des Fahrzeuges, und zwar
in gleicher Höhe wie der Mittelpunkt des Kreisbogens 32.
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Während die vordere Doppelwand 34 nach oben etwa mit der Oberkante
des entsprechenden Längsträgerendteiles 30 abschließt, ragt die hintereDoppelwand
35 über die Oberkante des dortigen L'ängsträgerendteiles 31 erheblich hinaus, liegt
jedoch mit ihrer Oberkante praktisch nicht höher als der Mittelpunkt 37 der Kugelschale
36.
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Während weiterhin von den beiden Einzelwänden der vorderen Doppelwand
34 die dem benachbarten Fahrzeugende zugekehrte Wand 39 nach diesem Fahrzeugende
zu schwächer ausgebogen ist als die benachbarte, nach der Fahrzeugmitte zu gelegene
zweite Wand 40, verlaufen die beiden Einzelwände 41 und 42 der hinteren
Doppelwand 35 im wesentlichen zueinander parallel. Beide Doppelwände 34, 35 sind
außerdem in ihrem unteren Teil parallel zu den Längsträgermittelteilen nach der
Mitte des Fahrzeugrahmens zu verlängert und bilden dort zugleich Teile 43 bzw. 44
.einer im übrigen nicht dargestellten Bodenplatte. Der in dieser Weise .aus den
Längsträgern 29 und den Doppelwänden 34, 35 zusammengesetzteFahrzeugrahmen ist außerordentlich
steif und weist somit eine besonders große übere:cksteifigkeit und Schubfestigkeit
auf.
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Um ein vorderes Endteil 45 des Fahrzeugrahmens, welches zugleich die
vordere Achse 46 und die Vorderräder 2 trägt, an der vorderen Doppelwand 34 sicher
befestigen zu können, verlaufen an den entsprechenden Befestigungsstellen zwischen
den beiden Einzelwänden 39, 40 noch je ein Distanzstück 47, welches je aus einem
entsprechend stark dimensionierten Profilblech besteht. Auf diese Weise werden von
dem Endteil 45 her an der Doppelwand 34 angreifende Kräfte gleichmäßig auch auf
die innere Wand 40 der Doppelwand übertragen. Zur lösbaren Verbindung des Endteiles
45 an der Doppelwand 34 dienen noch zwei Flansche 48, die außerhalb der Doppelwand
34 senkrecht je entlang einem Distanzstück 47 verlaufen und durch die Wand 39 hindurch
mit dem jeweils benachbarten Distanzstück fest verbunden sind. Die lösbare Verbindung
selbst besteht z. B. an jedem Flansch 48 aus einem senkrecht verlaufenden Gelenk
49, an dem die beiden zu verhindenden Teile elastisch miteinander verbunden sind.
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Zur starren Verbindung eines hinteren Endteiles 50 des Fahrzeugrahmens
mit der hinteren Doppelwand 35 dient ein Zwischenstück 51 des Rahmenendteiles 50,
welches eine verhältnismäßig große, der Kugelschalenform der hinteren Doppelwand
angepaßte Fläche 52 bildet. Dieses Zwischenstück 51 ist mittels einer Anzahl Distanzrohre
53 zugleich an der inneren und äußeren Einzelwand 41 und 42 der Doppelwand befestigt.
Dabei wird eine weitere gegenseitige Versteifung der beiden Einzelwände 41, 42 noch
dadurch erreicht, daß beide Einzelwände gegeneinander gerichtete Eindrückungen 54
aufweisen (vergl. Fig. 5), an denen sie fest miteinander verbunden sind.
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Bei dem Personenkraftwagen gemäß den Fig. 3 und 4 ist der Zwischenraum
55 bzw. 56 zwischen den Einzelwänden 39, 40 bzw. 41, 42 der beiden Doppelwände
34
und 35 zugleich als Luftkanal einer Lüftungs- und Heizungsanlage in nicht besonders
dargestellter Weise ausgenutzt.
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Bei einem entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
5 ausgebildeten Fahrzeugrahmen sind zwischen den beiden nach oben abgewinkelten
Endteilen 57 der dortigen Längsträger 58 ebenfalls sphärisch nach dem jeweils benachbarten
Fahrzeugende zu ausgewölbte Doppelwände 59 und 60 angeordnet, die zugleich .als
alleinige vordern bzw. hintere Querträger des Fahrzeugrahmens dienen. Außer den
beiden als Doppelwände 59, 60 ausgebildeten Querträgern, welche die überecksteifigkeit
des Unterrahmens im wesentlichen bestimmen, sind bei dem dritten Ausführungsbeispiel
noch ein mittlerer Querträger 61 und an der vorderen Doppelwand noch obere und untere
flanschartige Verstärkungen 62 bzw. 63 vorgesehen. Diese zusätzlichen Querträger
können in bekannter Weise als Unterlage für Sitze oder als Abstützung für weitere
Fahrzeugteile dienen und ihre Anbringung kann insbesondere bei Spezialfahrzeugen
zur Abstützung besonderer Lasten oder Vorrichtungen sinnvoll sein.
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Die hintere Doppelwand 60 weist als Versteifung Eindrückungen 54,
64 auf, von denen die in der Nähe der Mittellängsebene des Fahrzeuges gelegenen,
sich gemäß Fig. 6 lediglich an der nach innen gelegenen Einzelwand 65 befinden,
während die äußeren Eindrückungen 54 entsprechend dem dortigen größeren Abstand
zwischen den Einzelwänden der Doppelwand 60 gemäß Fig. 7 an beiden Einzelwänden
65, 66 der Doppelwand 60 vorgesehen sind.
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Bei dem Fahrzeugrahmen gemäß Fig. 5 ist schließlich der Zwischenraum
67 zwischen den beiden Wänden 65, 66 der hinteren Doppelwand 60 zugleich als Luftkanal
ausgebildet, der zur Herbeiführung eines Druckausgleiches der das Fahrzeug umgebenden
Luft in senkrechter Querrichtung des Fahrzeuges dient.
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Selbstverständlich könnte ein zwischen den Einzelwänden einer Doppelwand
befindlicher Zwischenraum bei einer entsprechenden Ausbildung der Doppelwand auch
zugleich als ein solcher Luftkanal ausgebildet sein, daß ein Druckausgleich der
das Fahrzeug umgebenden Luft auch in waagerechter Querrichtung des Fahrzeuges herbeigeführt
wird. Zu diesem Zweck können z. B. die jeweils äußeren Einzelwände einer Doppelwand
außerhalb der miteinander verbundenen Längsträgerendteile unmittelbar bis an die
Außenverkleidung herangeführt- werden, so daß der Zwischenraum zwischen den beiden
Einzelwänden der entsprechenden Doppelwand an beiden Seiten durch entsprechende
Schlitze zwischen der äußeren Einzelwand und dem benachbarten Längsträgerendteil
und außerdem in der jeweils benachbarten Außenhaut unmittelbar mit der Außenluft
beidseitig des Fahrzeuges verbunden ist.
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Schließlich kann der Zwischenraum zwischen den Einzelwänden einer
Doppelwand auch in einfacher Weise zu einer wirksamen Isolierung des mittleren Fahrgastraumes
einesentsprechendenKraftfahrzeuges gegenüber anderen als nur Temperatureinflüssen,
z. B. gegenüber Geräuschen herangezogen werden.