DE19935654B4

DE19935654B4 - Querträger für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19935654B4
Application number: DE1999135654
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Wolf
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: DE19935654A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für den Cockpitbereich, wobei der Querträger (10) wenigstens ein Rohr (12) aufweist. Um einen verbesserten Querträger, der insbesondere eine kleine Wandstärke aufweist, um ein geringes Gewicht zu erreichen, wobei jedoch die Knick- und Beulsteifigkeit möglichst groß sein sollte, wird vorgeschlagen, daß das Rohr (12) zumindest bereichsweise aneinandergereihte, napfartige Rohrelemente (14, 16, 18, 20, 22) mit einer Wandung (24) und einem Boden (26) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Querträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für den Cockpitbereich, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Kraftfahrzeugbau sind Querträger bekannt, die eine zweischalige Konstruktion mit eingeschweißten Stegen zur Stabilisierung aufweisen. Ein derartiger Querträger ist beispielsweise aus der DE 197 20 902 bekannt. Derartige Querträger sind in der Herstellung sehr aufwendig.
Weiter sind aus Rohren bestehende Querträger bekannt, die für eine ausreichende Biege-, Knick- und Torisionssteifigkeit und damit eine ausreichende Druckbelasbarkeit entsprechend große Wandstärken aufweisen. Daraus resultieren ein hohes Gewicht und Kostennachteile.
Rohre, also Hohlzylinder, müssen für eine große Beulsicherheit eine große Wandstärke und einen kleinen Radius aufweisen. Für ein großes Trägheitsmoment und eine große Knicksteifigkeit sollte der Radius aber möglichst groß sein. Um ein geringes Gewicht zu erreichen, sollte wiederum die Wandstärke möglichst klein sein. Für ein optimale Auslegung eines Querträgers bestehend aus einem Rohr, ergeben sich also gegenläufige Bedingungen für die einzelnen Parameter.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung einen verbesserten Querträger bereitzustellen, der die Anforderungen besser erfüllt. Insbesondere sollte die Wandstärke möglichst klein sein, um ein geringes Gewicht zu erreichen, wobei jedoch die Knick- und Beulsteifigkeit möglichst groß sein sollte. Der Querträger sollte in einfacher Weise ohne größeren Konstruktionsaufwand an verschiedene Fahrzeugtypen und damit verschiedene Abmessungen anpaßbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß weist der Querträger wenigstens ein Rohr auf, das zumindest bereichsweise aneinandergereihte, napfartige Rohrelemente mit einer Wandung und einem Boden aufweist. Das Rohr kann dann gebildet sein durch die einzelnen Wandungen der aneinander gereihten Rohrelemente, wobei gleichzeitig die Böden als Querspanten dienen und somit dem Querträger eine größere Steifigkeit verleihen. Der Querträger kann dadurch mit geringerem Gewicht ausgebildet werden, ohne die Materialeigenschaften wie Knick- und Beulsteifigkeit sowie Torisionssteifigkeit zu reduzieren. Es können Rohre mit relativ großem Durchmesser eingesetzt werden, so daß das Trägheitsmoment vorteilhafterweise relativ groß ist.
Wenn die Rohrelemente gleich ausgebildet sind, ist die Herstellung des Querträgers kostengünstig und der Querträger kann modular aufgebaut sein, so daß eine Anpassung an gegebene Fahrzeugtypen einfach durchzuführen ist.
Mit besonderen Vorteil sind die Rohrelemente zur Bildung des Rohres ineinander steckbar, so daß das Rohr einfach und schnell aufgebaut werden kann. Durch das Ineinanderstecken, kann das Rohr mehrwandig ausgebildet sein, so daß die mechanischen Materialeigenschaften weiter verbessert sind.
Die Rohrelemente können das Rohr selbst bilden oder können zur weiteren Verbesserung der Materialeigenschaften des Querträgers in das innere eines Außenrohres eingesetzt sein.
Zur weiteren Erhöhung der Stabilität sind die ineinandergesteckten Rohrelemente miteinander verbunden durch beispielsweise Verkleben, Verlöten, Verschweißen oder Materialumformungen wie Aufweiten durch zum Beispiel Innenhochdruck-Umformen oder mechanisches Aufweiten.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Böden der aneinandergereihten Rohrelemente Durchbrechungen auf, so daß vorteilhafterweise im Inneren des Querträgers Luft oder Kabel oder dergleichen geführt werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch einen Teil eines Querträgers 10 mit einem Querträgerrohr 12.
Das Rohr 12 ist gebildet aus gleichausgebildeten Rohrelementen 14, 16, 18, 20, 22, die jeweils napfartig ausgebildet sind und eine Wandung 24 und einen Boden 26 aufweisen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rohrelemente im Querschnitt kreisförmig. Die Erfindung ist jedoch nicht auf kreisförmige Querschnitte beschränkt, sondern es können auch ovale, rechteckige oder sonstige geometrische Querschnittsformen einsetzbar sein. Die Wandung 24 kann axiale oder radiale Sicken oder sonstige Nebenformelemente aufweisen. Die Böden 26 der Rohrelemente 14, 16, 18, 20, 22 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel geschlossen. Es sind prinzipiell aber auch Böden einsetzbar, die Durchbrechungen aufweisen, so daß beispielsweise Kabel oder dergleichen durchgeführt werden können. Alternativ könnte der Querträger dann auch zur Luftführung dienen.
In einem Einsteckabschnitt 28 weisen die Rohrelemente 14 bis 22 einen kleineren Durchmesser auf als in einem Aufnahmeabschnitt 30, so daß die Rohrelemente mit ihren Einsteckabschnitten 28 in den Aufnahmeabschnitt 30 des benachbarten Rohrelements einsteckbar sind. Vorteilhafterweise beträgt die Abstufung im Durchmesser zwischen Einsteckabschnitt 28 und Aufnahmeabschnitt 30, etwa dem Betrag der Wandstärke, so daß die ineinander gesteckten Rohrelemente 14 bis 22 im wesentlich ein doppelwandiges Rohr bilden.
Jeweils benachbarte Rohrelemente sind in geeigneter Weise miteinander verbunden. Als Verbindungstechniken eignen sich: Kleben, beispielsweise mit Polyurethan, Epoxidharz, aneroben Klebstoffen oder mit thermisch aktivierbare Klebstoffen, Hart- oder Weichlöten, Naht- oder Punktschweißen, Druckfügen oder Aufweiten des Rohrelements durch zum Beispiel Innen-Hochdruck- oder mechanisches Umformen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein weiteres Rohrelement 32 vorgesehen, daß in seiner Wandung 34 eine Anschlußmöglichkeit für ein im Winkel zu dem Rohr 12 angeordnetes, weiteres Rohr 36 aufweist. Die Anschlußmöglichkeit besteht in einfacher Weise aus einer Aushalsung 38, in die das Rohr 36 einsteckbar ist. Das Rohrelement 32 ist T-förmig ausgebildet, so daß das Rohr 36 mittig an das Rohr 12 angebunden ist, so daß eine über das Rohr 36 eingeleitete Kraft momentenarm eingeleitet wird. Das Rohr 36 könnte beispielsweise eine Außenführung für eine Lenksäule sein oder zur Anbindung einer Zitterstrebe dienen.
Indem die dem T-Stück 32 benachbarten Rohrelemente 20 und 22 nicht mit dem T-Stück 32 fest verbunden sondern die Rohrelemente 20 und 22 gegenüber dem T-Stück 32 jeweils in den Aufnahmeabschnitten 30 drehbar gehalten sind, kann in einfacher Weise eine verstellbare Lenksäule realisiert sein, die sich dann durch Drehen um die Längsachse des Rohres 12 verstellen läßt.
Es wäre auch denkbar, die einzelnen Rohrelemente zumindest bereichsweise mit energieabsobierenden Materialien, wie zum Beispiel Schäumen aus Metallen, Polyurethanschaumstoffen oder Partikelschaumstoffen zu füllen. Dabei muß sichergestellt bleiben, daß die einzelnen Rohrelemente ineinander gesteckt werden können.

Claims

Querträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für den Cockpitbereich, wobei der Querträger (10) wenigstens ein Rohr (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) zumindest bereichsweise aneinandergereihte, napfartige Rohrelemente (14, 16, 18, 20, 22) mit einer Wandung (24) und einem Boden (26) aufweist.
Querträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente (14, 16, 18, 20, 22) gleich ausgebildet sind.
Querträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente (14, 16, 18, 20, 22) ineinandersteckbar sind.
Querträger nach einem der vorhergehenden Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente (14, 16, 18, 20, 22) das Rohr (12) bilden.
Querträger nach einem der vorhergehenden Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente in das Innere eines Außenrohres eingesetzt sind.
Querträger nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergesteckten Rohrelemente (14, 16, 18, 20, 22) durch Verkleben, Verlöten, Verschweißen oder Materialumformungen, wie Aufweiten miteinander verbunden sind.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (26) Durchbrechungen aufweist.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (32) eine Anschlußmöglichkeit für ein in einem Winkel angeordnetes Rohr (36) aufweist.
Querträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmöglichkeit gebildet ist durch eine Aushalsung (38), in die das im Winkel angeordnete Rohr (36) einsteckbar ist.