DE19517918A1 - Chassis frame for vehicle - Google Patents

Chassis frame for vehicle

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Abstract

The frame includes a longitudinal bearer (1), which is connected at its front end to a transverse bearer. The transverse bearer may support a bumper. Both bearers are extruded from non-ferrous metal. The transverse bearer has a connecting flange (4), extending over the cross-section height of the longitudinal bearer. The transverse bearer flange is welded on one side to the longitudinal bearer. On the opposite side of the flange, the transverse bearer is supported on a cross-section zone by the connecting flange, which has a smaller height (h) than the longitudinal bearer.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugrahmen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a vehicle frame according to the preamble of Claim 1.

Bei einem bekannten derartigen Fahrzeugrahmen (DE-A-40 09 401) ist der Quer­ träger über einen speziell gestalteten Gußknoten mit dem aus einem Strangpreß­ profil gefertigten Längsträger verbunden. Diese Bauart ist aufwendig und erfordert für den Längsträger besondere Profilgestaltungen, um ein gewünschtes Verfor­ mungsverhalten im Falle eines Crash zu erreichen.In a known such vehicle frame (DE-A-40 09 401) is the cross Carrier over a specially designed cast knot with the one from an extrusion Profiled side members connected. This design is complex and requires for the side member special profile designs to a desired Verfor behavior in the event of a crash.

Es ist ferner bekannt (EP-A-0 568 251), am vorderen Ende eines Längsträgers seitlich Sicken anzubringen, um die Energieaufnahme bei einem Aufprall zu beein­ flussen.It is also known (EP-A-0 568 251), at the front end of a side member Attach beads to the side to affect energy consumption in the event of an impact rivers.

Schließlich sind auch schon Fahrzeugrahmen-Konstruktionen bekannt, bei denen stranggepreßte Längsträgerprofile mit stranggepreßten Querträgerprofilen ver­ schweißt sind, wobei beide Profile annähernd gleiche Querschnittshöhe haben und über die gesamte Querschnittshöhe miteinander verschweißt sind. Es ist dabei schwierig, überhöhte Kraftspitzen am Beginn der Verformung zu vermeiden.After all, vehicle frame constructions are also known in which extruded longitudinal beam profiles with extruded cross beam profiles ver are welded, with both profiles having approximately the same cross-sectional height and are welded together over the entire cross-sectional height. It is there difficult to avoid excessive force peaks at the beginning of the deformation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugrahmen der vorausge­ setzten Gattung zu schaffen, der einerseits eine hohe Steifigkeit hat und anderer­ seits im Falle eines Crash trotzdem ein kontrolliertes Deformationsverhalten ohne übermäßige Kraftspitzen am Beginn des Deformationsweges hat. The invention is based on the object, a vehicle frame in advance to create a genus that has high rigidity on the one hand and others on the other on the one hand, in the event of a crash, controlled deformation behavior without has excessive force peaks at the beginning of the deformation path.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebe­ nen Maßnahmen gelöst.This object is specified by the claim 1 measures resolved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims chen.

Der Fahrzeugrahmen mit der beschriebenen Verbindung von Längsträgern und Querträger ist einfach in der Herstellung, da die beiden Träger als Strangpreßpro­ file gefertigt werden können und darauf nur noch durch Sägen und Stanzen bear­ beitet werden müssen. Die Verbindung der beiden Träger erfolgt sehr einfach und toleranzunempfindlich durch Schweißen in der Ebene des Verbindungsflansches. Weil die beiden Träger miteinander verschweißt sind, wird im Gegensatz bei­ spielsweise zu geschraubten Knotenverbindungen eine hohe Steifigkeit des Fahr­ zeugrahmens erreicht. Da der Querträger in dem Übergangsbereich zu dem Ver­ bindungsflansch eine geringere Querschnittshöhe als der Längsträger hat, bewegt sich im Falle eines Crash der Querträger zunächst nur über eine kleinere Abstütz­ fläche in den allmählich sich verformenden Längsträger. Die demgegenüber weiter außen liegenden Abschnitte des Verbindungsflansches klappen nach und nach gegen den Querträger. Dabei bilden sie gewissermaßen eine Führung für den ein­ dringenden Querträger, zum anderen wird auch der Verformungsvorgang des Beulens in den angrenzenden Endabschnitten des Längsträgers gezielt zur Bil­ dung von Stauch-Falten eingeleitet.The vehicle frame with the described connection of side members and Crossbeam is easy to manufacture because the two beams as extrusion pro file can be manufactured and only bear on it by sawing and punching must be processed. The connection of the two carriers is very simple and Insensitive to tolerances due to welding in the plane of the connecting flange. Because the two beams are welded together, in contrast to for example, a high degree of stiffness for driving with screwed node connections frame reached. Since the cross member in the transition area to Ver binding flange has a smaller cross-sectional height than the side member in the event of a crash, the crossbeam initially only has a smaller support surface in the gradually deforming side member. The other hand continue outer sections of the connecting flange gradually fold against the cross member. In a way, they form a guide for the one urgent cross member, on the other hand, the deformation process of the Bulge in the adjacent end sections of the side member targeted to the bil of wrinkles.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on an Aus shown in the drawing management example explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Fahrzeugrahmens mit einem Längs­ träger und einem damit verbundenen Querträger; Figure 1 is a partial perspective view of a vehicle frame with a longitudinal carrier and an associated cross member.

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1 and

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt, jedoch nach Beginn der durch einen Frontaufprall eingeleiteten Verformung. Fig. 3 is a section corresponding to FIG. 2, but after the start of the deformation initiated by a front impact.

Der in Fig. 1 mit seinem vorderen Endabschnitt dargestellte Längsträger 1 ist an seinem stirnseitigen Ende mit einem Querträger 2 verbunden, der zur Befestigung und Abstützung eines (nicht dargestellten) Stoßfängers dienen kann. Sowohl der Längsträger als auch der Querträger sind als Strangpreßprofil aus Leichtmetall hergestellt. Der Längsträger 1 hat im Querschnitt ein hochkant stehendes Recht­ eckprofil und weist eine in der Zeichnung lediglich angedeutete mittlere Zwischen­ wand 3 auf. Es könnte auch ein Längsträger mit einem vom Rechteck abweichen­ den Querschnittsprofil verwendet werden. Weiterhin könnten auch zwei oder mehr Zwischenwände vorgesehen werden.The longitudinal member 1 shown in FIG. 1 with its front end section is connected at its front end to a cross member 2 which can be used for fastening and supporting a bumper (not shown). Both the side member and the cross member are made of extruded aluminum. The longitudinal member 1 has an upright right corner profile in cross section and has an intermediate wall 3 only indicated in the drawing. A longitudinal member with a cross-sectional profile that deviates from the rectangle could also be used. Furthermore, two or more partition walls could also be provided.

Der Querträger 2 weist einen Verbindungsflansch 4 auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt etwas höher ist als die Querschnittshöhe des Längsträgers 1. Der Verbindungsflansch 4 ist auf der in Fig. 2 rechten Seite mit dem Längsträger verschweißt. Auf der anderen Seite des Verbindungsflansches 4 befindet sich der eigentliche Querträger 2, der in dem an den Verbindungsflansch 4 angrenzenden Querschnittsbereich eine geringere Höhe h hat als der Längsträ­ ger 1.The cross member 2 has a connecting flange 4 , which in the exemplary embodiment shown is somewhat higher in cross section than the cross sectional height of the longitudinal member 1 . The connecting flange 4 is welded to the side member on the right-hand side in FIG. 2. On the other side of the connecting flange 4 is the actual cross-member 2, which in the region adjacent to the connection flange 4 are cross-sectional area of a smaller height h than the Längsträ ger. 1

Der Querträger hat hierzu obere und untere Wandungsabschnitte 5 bzw. 6, die mit dem Verbindungsflansch 4 einen nach außen offenen spitzen Winkel einschließen. Dieser Winkel beträgt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 45°. Der im Querschnitt ebene Verbindungsflansch 4 ist mit dem eigentlichen Querträger 2 einstückig als Strangpreßprofil ausgebildet. Der im Querschnitt rechteckige Längs­ träger 1 ist mit seinen lotrechten Wandungen mit dem Verbindungsflansch 4 ver­ schweißt.For this purpose, the cross member has upper and lower wall sections 5 and 6 , which enclose an outwardly open acute angle with the connecting flange 4 . In the preferred embodiment, this angle is approximately 45 °. The connecting flange 4, which is flat in cross section, is formed in one piece with the actual cross member 2 as an extruded profile. The rectangular cross-section longitudinal beam 1 is welded ver with its vertical walls to the connecting flange 4 .

Wie man erkennt, ist auch der Querträger 2 ein mehrzelliges Hohlprofil mit einer horizontalen Zwischenwand 7. Auch der. Querträger könnte mehr als eine Zwi­ schenwand aufweisen. Obere und untere, nach vorne gerichtete Flansche 8 die­ nen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Aufnahme und Halterung eines Stoßfängerelementes.As can be seen, the cross member 2 is also a multi-cell hollow profile with a horizontal partition 7 . Also the. Cross member could have more than one inter mediate wall. Upper and lower, forward-facing flanges 8 the NEN in the illustrated embodiment for receiving and holding a bumper element.

Wie schon erwähnt, ist auch der Längsträger 1 ein Mehrkammerprofil mit einer mittleren horizontalen Zwischenwand 3. Diese Zwischenwand 3 ist in dem an den Verbindungsflansch 4 angrenzenden Bereich ausgeschnitten, wodurch die in den Fig. 2 und 3 lediglich angedeutete Ausnehmung 9 entsteht. Haben Längsträger und Querträger jeweils mehrere Zwischenwände, so sollten diese jeweils auf glei­ cher Höhe liegen.As already mentioned, the longitudinal beam 1 is also a multi-chamber profile with a central horizontal intermediate wall 3 . This intermediate wall 3 is cut out in the area adjoining the connecting flange 4 , as a result of which the recess 9, which is only indicated in FIGS . 2 and 3, is formed. If the side members and cross members each have several partitions, they should each be at the same height.

Fig. 3 zeigt die ab einer bestimmten Aufprallkraft F beginnende Verformung im Verbindungsbereich zwischen dem Querträger 2 und dem Längsträger 1. Da der durch die Höhe h definierte Abstützbereich des Querträgers 2 in der Höhe nur einen Teil des Querschnittsbereichs des Längsträgers 1 ausmacht und außerdem in dessen mittlerer Höhenlage liegt, kann der Querträger 2 zunächst gegen einen geringeren Widerstand in den Längsträger 1 hinein verformt werden. Die sonst nur mit einem beträchtlichen Konstruktions- und Bauaufwand erreichbare Verringerung der Kraftspitze am Beginn der Verformung wird so erreicht. Gemäß Fig. 3 klappen die oberen und unteren Endbereiche des Verbindungsflansches 4 zunächst zu den Wandungsabschnitten 5 und 6 des Querträgers 2 hin und stützen sich an diesen Wandungsabschnitten dann ab. Dies bewirkt auch ein gewisses Ausbiegen des angrenzenden oberen und unteren Gurtes des Längsträgers 1, so daß ohne die schon erwähnte Kraftspitze am Beginn der Verformung eine geordnetere Faltenbil­ dung eingeleitet wird. Dank der geneigten Wandungsabschnitte 5 und 6 in Verbin­ dung mit den oberen und unteren Bereichen des Verbindungsflansches 4 erfolgt eine Zentrierung des Querträgers 2 gegenüber dem Längsträger 1, die bei der weiteren Verformung ein "Auswandern" mit nachfolgendem Biegekollaps verhin­ dert. Auch die sich gezielt ausbildenden Falten wirken dem "Auswandern" entge­ gen. Wegen der schon kurz beschriebenen Ausnehmung 9 am vorderen Ende der Zwischenwand 3 wird das anfängliche Eindringen des Querträgers 2 in die Stirn­ seite des Längsträgers 1 ebenfalls noch erleichtert, obwohl eine relativ einfache Verbindungstechnik zwischen dem Querträger 2 und dem Längsträger 3 möglich ist, wird die Faltenbeulcharakteristik des Längsträgers 1 durch die Verbindung der beiden Träger nicht beeinflußt. FIG. 3 shows the deformation in the connection area between the cross member 2 and the longitudinal member 1, starting from a certain impact force F. Since the support area of the cross member 2 defined by the height h makes up only a part of the cross-sectional area of the side member 1 and is also in its middle height position, the cross member 2 can first be deformed into the side member 1 against less resistance. The reduction in the force peak at the beginning of the deformation, which can otherwise only be achieved with a considerable design and construction effort, is achieved in this way. According to FIG. 3, the upper and lower end regions of the connecting flange 4 first fold towards the wall sections 5 and 6 of the cross member 2 and are then supported on these wall sections. This also causes a certain bending of the adjacent upper and lower belt of the side member 1 , so that a more orderly Faltenbil formation is initiated without the aforementioned force peak at the beginning of the deformation. Thanks to the inclined wall sections 5 and 6 in connec tion with the upper and lower regions of the connecting flange 4 there is a centering of the cross member 2 relative to the side member 1 , which prevents a "migration" with subsequent bending collapse during further deformation. The folds that form in a targeted manner counteract the "migration". Because of the recess 9, which has already been briefly described, at the front end of the intermediate wall 3 , the initial penetration of the cross member 2 into the end face of the longitudinal member 1 is also still facilitated, although a relatively simple connection technique is possible between the cross member 2 and the side member 3 , the buckling characteristic of the side member 1 is not affected by the connection of the two supports.

Claims (8)

1. Fahrzeugrahmen, mit wenigstens einem aus Leichtmetall als Strangpreß­ profil hergestellten Längsträger, der an einem Ende mit einem insbesondere als Stoßfängerabstützung dienenden Querträger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (2) einen zumindest über die Querschnitts-Höhe des Längsträgers (1) reichenden und auf einer Seite mit dem Längsträger (1) verschweißten Verbindungsflansch (4) aufweist und daß der auf der anderen Seite des Verbindungsflansches (4) vorgesehene Querträger (2) in dem an den Verbindungsflansch (4) angrenzenden Quer­ schnittsbereich eine geringere Höhe (h) als der Längsträger (1) hat.1. Vehicle frame, with at least one longitudinal member made of light metal as an extrusion profile, which is connected at one end to a cross member serving in particular as a bumper support, characterized in that the cross member ( 2 ) has an at least over the cross-sectional height of the longitudinal member ( 1 ) Reaching and on one side with the longitudinal beam ( 1 ) welded connecting flange ( 4 ) and that on the other side of the connecting flange ( 4 ) provided cross member ( 2 ) in the cross-sectional area adjacent to the connecting flange ( 4 ) a lower height (h ) than the side member ( 1 ). 2. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlprofil ausgebildete Querträger (2) obere und untere Wandungsabschnitte (5 bzw. 6) aufweist, die mit dem Verbindungsflansch (4) einen nach außen offenen spitzen Winkel einschlie­ ßen.2. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the cross member formed as a hollow profile ( 2 ) has upper and lower wall sections ( 5 and 6 ) which include an outwardly open acute angle with the connecting flange ( 4 ). 3. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel etwa 45° be­ trägt. 3. Vehicle frame according to claim 2, characterized in that the included angle be about 45 ° wearing.   4. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsflansch (4) eben ausgebildet ist.4. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the connecting flange ( 4 ) is flat. 5. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Querträger (2) und Verbindungsflansch (4) einstückig als Strangpreßprofil ausgebildet sind.5. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the cross member ( 2 ) and connecting flange ( 4 ) are integrally formed as an extruded profile. 6. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt viereckige Längsträger (1) mit seinen lotrechten Wandungen mit dem Verbindungsflansch (4) ver­ schweißt ist.6. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the cross-sectionally rectangular longitudinal member ( 1 ) with its vertical walls with the connecting flange ( 4 ) is welded ver. 7. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (2) ein mehrzelliges Hohlprofil mit mindestens einer horizontalen Zwischenwand (7) ist.7. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the cross member ( 2 ) is a multi-cell hollow profile with at least one horizontal partition ( 7 ). 8. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (1) ein Mehrkammerprofil mit mindestens einer mittleren horizontalen Zwischenwand ist, die in dem von dem Verbindungsflansch (4) angrenzenden Bereich ausgeschnitten ist.8. Vehicle according to claim 1, characterized in that the longitudinal beam ( 1 ) is a multi-chamber profile with at least one central horizontal intermediate wall which is cut out in the area adjacent to the connecting flange ( 4 ).
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