DE19544424A1 - Rahmenstruktur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rahmenstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 0 389 588 B1 ist eine Rahmenstruktur bekannt, die aus Profilen aufge­ baut ist. Als Profile werden in diesem Zusammenhang langgestreckte Bauteile be­ zeichnet, die beispielsweise im Strangpreßverfahren hergestellt werden und durch Ablängen ihre gewünschte Länge erhalten. Die Fig. 3 und 3a der EP-B 1 zeigen einen etwa vertikalen Pfosten eines Kraftfahrzeugs, der von zwei miteinander ver­ bundenen Profilen gebildet wird. Die beiden Profile sind am unteren Ende des Pfostens gegensinnig abgebogen und durch ein drittes Profil, das einen Längsträ­ ger bildet, miteinander verbunden. Die bekannte Rahmenstruktur zeichnet sich durch ihren einfachen Aufbau und den Verzicht auf zusätzliche eigene Knotenele­ mente aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Rahmenstruktur hinsichtlich der Verbindung der einzelnen Profile weiterzubilden. Die EP-B 1 führt in diesem Zusammenhang ledig­ lich pauschal an, daß alle bekannten Verbindungstechniken zur Anwendung kom­ men können. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, Schweißverbindungen zu vermeiden, die bei Aluminium oder Aluminium-Legierungen einen beträchtlichen Festigkeitsabfall in der Wärmeeinflußzone der Schweißnaht erzeugen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäßen, abstehenden Flansche sind leicht zugänglich, so daß die einzelnen Profile ohne Eingriff in die tragende Struktur in einfacher Weise mitein­ ander verbunden werden können. Werden die Profile durch Nieten oder Schrau­ ben miteinander verbunden, so sind im Unterschied zum Stand der Technik keine Durchgangsbohrungen im tragenden Profilquerschnitt erforderlich. Die Verbindung erfolgt ausschließlich oder überwiegend entlang der eigens hierfür vorgesehenen Flansche. Es ist dabei selbstverständlich auch möglich, die Profilwände selbst zur Verbindung, z. B. durch Verklebung, mit heranzuziehen. Bevorzugt verlaufen die Flansche in den Ebenen, in denen die Profile aneinanderliegen. Auch können ohne weiteres Knoten mit mehr als drei Profilen geschaffen werden.

Die Verbindung der Profile kann über sämtliche bekannte Verbindungstechniken erfolgen. Handelt es sich bei den Profilen um Leichtmetall-Strangpreßprofile, scheidet jedoch die Verbindung über Nahtverschweißung oder Löten aus. Bevor­ zugte Verbindungstechniken sind vor allem Nieten, Stanznieten, Klebnieten, Punktschweißen und Clinchen. Auch eine Verbindung durch Verschraubung ist grundsätzlich möglich.

Profile mit offenem Querschnitt gemäß Anspruch 2 zeichnen sich durch ihr niedri­ ges Gewicht und ihre leichte Biegbarkeit aus. Durch das Zusammensetzen zweier offener Profile ergibt sich ein geschlossener Profilquerschnitt mit hoher Steifigkeit und Festigkeit.

Geschlossene Profile nach Anspruch 3 können in Zonen hoher mechanischer Be­ anspruchung eingesetzt werden. Geschlossene Profile können darüber hinaus weitere Funktionen erfüllen, z. B. die Aufnahme und Leitung von Flüssigkeiten.

Die Erfindung läßt sich in besonders vorteilhafter Weise im Kraftfahrzeugbau an­ wenden, insbesondere bei Fahrzeugen, die aus Aluminium-Profilen zusammenge­ setzt sind und in kleinen Stückzahlen hergestellt werden. Gemäß Anspruch 4 wer­ den die vorderen oder hinteren Längsträger, über die bei einem Fahrzeugcrash die Stoßenergie eingeleitet wird, aus dem ersten und zweiten Profil zusammengesetzt. In Richtung auf die Fahrgastzelle gabelt sich der Längsträger, indem erstes und zweites Profil abgebogen sind. Hierdurch wird eine gleichmäßige, auf zwei "Äste" verteilte Krafteinleitung in den Fahrzeugaufbau erreicht. Der Bereich der Gabelung, das heißt der Bereich, in dem die beiden Profile auseinandergehen, wird durch das dritte Profil überbrückt. Hieraus ergeben sich entscheidende Vorteile im Fall eines Fahrzeugcrashs: Der Tendenz des ersten und zweiten Profils, sich bei der impuls­ artigen Krafteinleitung entlang des Verbindungsbereichs aufzutrennen, wird durch das überbrückende dritte Profil entgegengewirkt.

Die Erfindung wird anhand möglicher Ausführungsbeispiele nachfolgend näher dargestellt und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Prinzip einer erfindungsgemäßen Rahmenstruktur in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 zwei Ausführungsformen von Trägern erfindungsgemäßer Rahmenstruktu­ ren,

Fig. 3 einen erfindungsgemäß zusammengesetzten Heckbereich eines Kraftfahr­ zeuges in schematisierter Draufsicht und

Fig. 4 eine Rahmenstruktur im Bereich der linken vorderen Hälfte eines Kraftfahr­ zeuges in perspektivischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Rahmenstruktur, die sich aus drei Profilen 1, 2 und 3 zusammensetzt. Die Profile 1 bis 3 sind im Quer­ schnitt im wesentlichen C-förmig, jeweils mit nach außen abstehenden Flanschen 4. Die Profile 1 und 2 sind zur Bildung eines Trägers 5 aneinandergelegt und mit­ einander verbunden (Verbindungsbereich V₁₂). Die Verbindung erfolgt in einer Ebene E, die durch die Trennebene der beiden Profile 1 und 2 festgelegt ist. Außerhalb des Verbindungsbereiches V₁₂ sind die Profile 1 und 2 in ihrem weite­ ren Verlauf gegensinnig abgebogen. Durch Verbindung mit dem Profil 3 entstehen die Verbindungsbereiche V₁₃ und V₂₃. Die Profile 1 und 3 bzw. 2 und 3 bilden hierbei wiederum Träger 8 bzw. 9. Insgesamt wird auf diese Weise mit den Profilen 1 bis 3 eine steife Rahmenstruktur geschaffen. Die Träger 5, 8 und 9 haben einen geschlossenen, etwa rechteckförmigen Querschnitt, wie am Beispiel des Trägers 5 dargestellt (Querschnitt 7).

Die Verbindung der einzelnen Profile erfolgt über nicht näher spezifizierte Verbin­ dungsmittel M. Beispielsweise werden die Flansche 4 zunächst miteinander ver­ klebt und anschließend vernietet.

Während es sich bei den Profilen 1 bis 3 um offene Profile handelt, zeigt Fig. 2 weitere Beispiele möglicher Profilkombinationen: In der Darstellung der Fig. 2a ist ein geschlossenes Profil 11 mit rechteckförmigem Querschnitt mit einem offenen, C-förmigen Profil 12 verbunden. Fig. 2b zeigt die Kombination eines Mehrkam­ merhohlprofils 21 mit einem geschlossenen Profil 22. Das Profil 21 weist hierbei zwei rechteckförmige Kammern 25 und 26 auf, während das Profil 22 eine einzelne Rechteckkammer 27 besitzt.

Die Verbindung der Profile 11 und 12 bzw. 21 und 22 erfolgt über abstehende Flansche 14 bzw. 24 in den Verbindungsebenen E. Abweichend von der Darstel­ lung der Fig. 2 können die Flansche 14 und 24 selbstverständlich auch unter einen bestimmten Winkel oder versetzt zur Ebene E verlaufen.

Fig. 3 zeigt in schematisierter Darstellung den Heckbereich eines Kraftfahrzeuges, der sich aus einem hinteren Profil 30 (Stoßfängerträger), einem vorderen Profil 31 (Sitzquerträger) sowie zwei Profilen 32 (Längsträger) zusammensetzt. Die einzel­ nen Profile 30 bis 32 werden über Winkelprofile 33 (zusätzlich) miteinander ver­ bunden. Selbstverständlich kann anstelle einzelner Winkelprofile 33 auch ein durchgehendes Profil verwendet werden.

Fig. 4 zeigt die vordere linke Rahmenstruktur eines Kraftfahrzeuges. Bei einem Fahrzeugcrash werden entgegen der Fahrtrichtung FR über den vorderen Längs­ träger 40 (Motorträger) Stoßkräfte F eingeleitet. Der vordere Längsträger 40 setzt sich in seinem weiteren Verlauf aus zwei Profilen 41 und 42 zusammen, die über abstehende Flansche 44 miteinander verbunden sind. Oberseitig an den Längsträ­ ger 40 schließen sich zwei Träger 45 an, die das Radhaus und das Federbein auf­ nehmen und in einen Stützträger 46 münden. Außerhalb des Verbindungsberei­ ches V zwischen den beiden Profilen 41 und 42 gabeln sich die Profile 41 und 42 und gehen in ihrem weiteren Verlauf in einen seitlichen Längsträger (Schweller) 47 sowie einen mittleren Längsträger 48 (Getriebeträger) auf. Im Bereich der Gabe­ lung werden die Profile 41 und 42 durch ein drittes Profil 43 nach Art einer Brücke miteinander verbunden.

Gemäß Fig. 4 erfolgt die Anbindung des Profils 41 an den seitlichen Längsträger 47 mittelbar über einen vorderen Pfosten 49. Abweichend von dieser Darstellung kann jedoch auch der Pfosten 49 nach Art der erfindungsgemäßen Rahmenstruk­ tur ausgebildet sein.

Claims (4)

1. Rahmenstruktur, mit einem ersten und einem zweiten Profil, die zu einem Träger verbunden und außerhalb des Verbindungsbereiches gegenüber dem Verlauf des Trägers abgebogen sind, sowie mit einem dritten Profil, das die abgebogenen Bereiche des ersten und zweiten Profils miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile (1 bis 3; 11, 12; 21, 22; 30 bis 34; 41 bis 43) nach außen abstehende Verbindungsflansche (4; 14; 24; 44) aufweisen.

2. Rahmenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile (1 bis 3; 12) offene Querschnitte aufweisen.

3. Rahmenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Profil (11; 21, 22) einen ge­ schlossenen Querschnitt aufweist.

4. Vorderer und/oder hinterer Längsträger eines Kraftfahrzeuges, der von einer Rahmenstruktur nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche gebildet wird.