DE2325692A1 - Fahrzeugrahmen - Google Patents

Description

Fahrzeugrahmen Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugrahmen.

Ein Fahrzeugrahmen hat gewöhnlich ein Paar seitlicher Längsträger, welche sich über die gesamte Länge des Kraftfahrzeugs oder über einen Teil derselben erstrekken_o In bekannten Ausführungen ist jeweils wenigstens ein Teilstück der Längsträger so ausgebildet, daß es unter Einwirkung eines Aufschlags in Längsrichtung verformbar, d.h. stauchbar ist_o Diese Ausbildung dient zur Vernichtung von Stoßenergie am vorderen und/oder hinteren Ende des Fahrzeugs etwa bei Kollisionen nit einem Hindernis. ZxcLschen den Längsträgern erstrecken sich gewöhnlich mehrere an diesen befestigte Profil-Querträger zum Verstärken des Rahmens und zum Tragen

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von Fahrzeugteilen wie Motor, Getriebe und Aufhängung.

.In herkömmlichen Ausführungen sind ein mehr oder weniger ausgeprägtes IT-Profil aufweisende Querträger über ihre gesamte Breite mit der Oberseite des Profils an der Unterseite der Längsträger befestigt. Da dieser Befestigungsbereich relativ verformungcsteif ist, nuß die Verform- bzw. Stauchbarkeit der Längsträger, welche ohne den Anschluß der Querträger über die gesamte Lange der Verformungs- oder Khautcchzone gleichmäßig verformbar wären, in den relativ breiten Befeetigungsbereichen geopfert werden. Dieser Umstand bleibt nicht ohne Einfluß auf die Fähigkeit der Längsträger, Stoßenergie zu vernichten.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Art der Befestigung von Querträgern an speziell für die Vernichtung von Stoßenergie ausgebildeten seitlichen Längsträgern eines Palirzeugrahnens zu schaffen.

Ge"laß der Erfindung ist ein Fahrzeugrahmen der genannten Art gekennzeic.hnet durch wenigstens ein Paar in gegenseitigem Querabstand in Längsrichtung verlaufender, verformbarer Eahmenteile und durch wenigstens ein sich zwischen den verformbaren Rahmenteilen und senkrecht zu diesen erstreckendes. Querteil mit mehrfach gegliedertem Profil, mit welchem es an den verformbaren Rahmenteilen befestigt ist.

Im folgenden sir-j. -roisführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Rahmen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Fahrzeug nach Fig. 1,

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Fahr-

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung des • zeugs bei einem Aufprall mit dem vorderen Ende,

Fig. 4- a Ms c schematisierte Darstellungen der bei einem Fahrzeugrahmen gemäß der Erfindung erzielbaren Verformung des vorderen Teils der Längsträger im Vergleich zu der Verformung eines herkömmlichen Fahrzeugrahmens,

Fig. 5 eine Vorderansicht der Anordnung eines vorderen Querträgers,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil der in Fig. 5 gezeigten Anordnung,

Fig. 7a bis c vergrößerte Teil-Längsschnittansichten eines Längsträgers und eines daran befestigten vorderen Querträgers, wobei Fig. 7a eine herkömmliche Ausführung zeigt und Fig. 7b und c bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen,

Fig. 8 und 9 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines Querträgers nach Fig. 7b,

Fig. 10a und b Fig. 7t> entsprechende Ansichten der Längsund Querträger im normalen bzw. im verformten Zustand,

Fig. 11 und 12 Draufsichten auf einen Querträger nach Fig. 7c in normalem bzw. verformten Zustand,

Fig. 1J eine Fig. 3 entsprechende Darstellung des Fahrzeugs beim Aufprall auf ein Hindernis mit dem hinteren Ende,

Fig. 14a bis 14c schematisierte Darstellungen der bei

einem Fahrzeugrahmen gemäß der Erfindung erzielbaren Verformung des hinteren Tciln der Längsträger 309881/0344

im Vergleich zur Verformung eines herkömmlichen Fahrzeugrahmens und

Fig. 15a his c vergrößerte Teil-Längsschnittansichten des hinteren Teils eines Längsträgers und eines daran befestigten hinteren Querträgers, wobei Fig. 15a eine herkömmliche Ausführung zeigt und Fig. 15b und c eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in normalem bzw. verformtem Zustand zeigen.

Das in Fig. 1 und 2 insgesamt mit 10 bezeichnete Kraftfahrzeug hat einen Fahrgastraum 12 und einen Motorraum 14-. Zv^ei verformbare "Rahmenteile oder vordere Längsträger sind beiderseits im gleichen Abstand zur in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie des Fahrzeugs 10 angeordnet. In der dargestellten Ausführung enden die vorderen Längsträger 16 kurz vor dem Fahrgastraum, sie können sich jedoch auch weiter rückwärts erstrecken. Am hinteren Teil des Fahrzeugs-sind zwei verformbare Rahmenteile oder hintere Längsträger 18 in ähnlicher Weise angeordnet wie die vorderen Längsträger 16. Zum Schutz der Insassen gegen Aufprall bei einer Kollision od. dergl. sind die Längsträger 16 und 18 jeweils in bekannter Weise so ausgebildet, daß sie sich durch einen Aufprall oder Anprall mit dem vorderen oder hinteren Ende des Fahrzeugs verformen oder stauchen lassen. An den vorderen Enden der Längsträger 16 und an den hinteren Enden der Längsträger 18 sind eine vordere bzw. eine hintere Stoßstange 24 bzw. 26 angebracht, über welche die Aufpoallenergie bei einer Kollision auf die Träger 16 bzw. 18 übertragen wird. Die vorderen Längsträger 16 sind durch einen Profil-Querträger 20 miteinander verbunden, welcher ein Aufhängungsgestange 28 sowie das vordere Ende des Motors 30 trägt. In entsprechender Weise sind die hintei'en Träger 18 durch einen hinteren Profil-Querträger ■ 22 miteinander verbunden, welcher zur Versteifung des Rahmens dient. Für die weitere Versteifung des Rahmens

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können neben den beschriebenen noch weitere Querträger vorhanden sein. Im Falle einer einstückig durchgehenden Ausführung der Längsträger 16 und 18 sind jeweils nur die vorwärts und rückwärts über den 'Fahrgastraum 12 hinaus verlaufenden Teile verformbar, während die übrigen Teile steif ausgeführt sind.

Fig. 5 zeigt Einzelheiten der Anordnung des vorderen Längsträgers, des vorderen Querträgers und diesen zugeordneten Teilen. Das Aufhängungsgestänge 28 ist mittels eines Bolzens 28a am Querträger 20 angelenkt und der Motor 30 stützt sich über Schwingungsdämpfer j50a und eine Stütze 30b darauf ab. Der Querträger 20 ist in nachstehend im einzelnen beschriebener Weise an vorderen Längsträger 16 angeschraubt oder angeschweißt»

Aus der vorstehend beschriebenen Anordnung ergibt sich der im folgenden erläuterte Grundgedanke der Erfindung. Fig* 3 zeigt das Fahrzeug beim Aufprall nit der vorderen Stoßstange 24 auf eine Wand W, durch welchen die vorderen Träger 16 in der dargestellten Weise gestaucht werden. Weisen die vorderen Längsträger 16 in einem solchen Falle keinerlei Verbindungsstellen mit irgendwelchen Querträgern auf, so.ließen sie sich, nie aus Eig_o 4a hervorgeht_s um ein MaB L" stauchen.. Tatsächlich ist jedoch der Querträger 20 an den Längsträgern 16 befestigt, so daß ein der Breite des Querträgers 20 entsprechendes Stück L₁* des Längs= -trägers keiner Stauchung unterworfen Ist (Hg₀ b)_o Die tatsächliche'Stauchung des Tordsren Längsträgers 16 ergibt sieb, also aus L^s ~ L* ^ L^ ^B _o Demgegenüber zeigt Fig. 4e di© Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung, TbQi₁ welcher sich der Querträger 20 in seiner Breit© "beträchtlieh zusammenstauchen IaBt₉ so gL&B sich die Länge L^ in Mg« 4b auf di© Länge Lg verringert und die Gesamtlänge der Stauchung nun Lp^a "beträgt_o

Fig«, 7a zeigt eine "bekannte Art der Befestigung des Querträgers 20 am Torderea Längsträger 16«-D©r Querträger 20 -

hat hier ein Überkopf stehendes flaches U-Profil und ist mit seiner Ober'seite über die gesamte Breite an der Unterseite des Längsträgers 16 befestigt. Die Fläche, mit welcher der Querträger 20 am Längsträger befestigt ist, hat also eine ziemlich große Ausdehnung und ist bei Einwirkung einer Kraft P in der durch einen Pfeil bezeichneten Richtung nur wenig verformbar. In der in Fig. 7b gezeigten Ausführungsform der Erfindung hat der Querträger 20 ein mehrfach gegliedertes Profil mit zwei in gegenseitigem Abstand gebildeten, Überkopf stehendes U-Profil aufweisenden Befestigungstei-len 20a, mit denen er am Längsträger 16-befestigt ist, so daß die Befestigungsteile 20a zusammen mit dem Bodenteil des Querträgers 16 ein geschlossenes Kastenprofil 20b begrenzen. In der Draufsicht bietet der Querträger 20 nach Fig. 7b den in Fig. 8 dargestellten Anblick. Fig. 9 zeigt den gleichen Querträger in einer Seitenansicht. Im normalen Zustand besteht zwischen der Unterseite des vorderen Längsträgers 16 und dem Boden des Kantenprofils 20b ein Abstand D (Fig. 10a). Der Querträger' 20 mit dem dargestellten Profil kann sich bei einem Aufprall in der in Fig. 10b gezeigten Weise verformen»

In Fig„ 7c, 11 und 12 ist eine andere Ausführungsform des Profil-Querträgers 20 gezeigt, bei welcher ein den unteren Teil des Kastenprofils 20b bildendes Teil weggeschnitten ist, so daß sich ein die Verformbarkeit weiterhin verbessernder freier Zwischenraum 20c ergibt. Der Querträger 20 kann auch mit mehr als nur zwei profilierten Befestigungsteilen 20a gebildet sein.

Bei einem Aufprall des Fahrzeugs mit seiner hinteren Stoßstange 26 an einer Wand W kann es in gleicher Weise zu einer Verformung der hinteren Längsträger 18'kommen (Fig„13)» Die Stauchung der hinteren Längsträger 18 bei der erfihdungsgemäßen Anordnung ist in Fig. 14c im Vergleich zur Stauchung eines idealen Längsträgers ohne Querträger in

Fig. 14a und der bei einer herkömmlichen· Anordnung auftretenden Stauchung in Fig. 14b dargestellt. Die Vorgänge dabei sind im wesentlichen die gleichen wie bei den vorderen Längsträgern 16, weshalb sich eine weitere Erläuterung hier erübrigt» Ein herkömmlicher Querträger 22 ist gewöhnlich in der in Fig. 15a gezeigten Weise mit einer Schweißnaht S am hinteren Längsträger befestigt. Gemäß der Erfindung hat der Querträger 22 ein etwa V-förmiges Profil mit zwei Befestigungsstellen 22a und begrenzt zusammen mit der Unterseite des hinteren Längsträgers 18 einen Raun 22b mit etwa dreieckigem Querschnitt, dessen unsere Ecke zur Unterseite des Trägers 18 einen Abstand D hat (Fig. 15b). Der Querträger 22 ist mit den Befestigungsstellen 22a an der Unterseite des Längsträgers 18 befestigt. Ein Querträger 22 mit dem dargestellten Profil ist in der in Fig. 15c dargestellten Weise verformbar* In einer anderen Ausführung kann der hintere Querträger 22 auch ein mehrfaches V-Profil erhalten.

In der vorstehenden Beschreibung ist awar angegeben, daß der Profil-Querträger mit mehrteilig gegliedertem U-Profil zur Verwendung als vorderer Querträger und der V-Profil aufweisende als hinterer Querträger bestimmt ist, es sind · jedoch beide Ausführungsformen sowohl für den vorderen als auch für den hinteren Querträger geeignet.

Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt ein größeres Arbeitsaufnahmevermögen ohne Beeinträchtigung der mechanischen Festigkeit oder anderer notwendiger Eigenschaften der Querträger des Rahmens. Die in der beschriebenen Weise miteinander verbundenen Teile vermögen darüber hinaus dank der Ausbildung ihrer Profile höhere Torsionsbelastungen aufzunehmen. Die in der beschriebenen Weise mit den Längsträgern verbundenen Rahmenteile brauchen nicht unbedingt ein Querträger für die vordere Aufhängung oder ein hinterer Versteifungsträger zu sein, sondern können auch beliebige andere sich von oder zwischen den

Längr>trägern erstreckende Teile sein. '

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Claims (5)

Patentansprüche:

1.j Fahrzeugrahmen, gekennzeichnet

V-durch wenigstens ein Paar in gegenseitigem Querabstand in Längsrichtung verlaufender, verformbarer Rahmenteile (16, 18) und durch wenigstens ein sich zwischen den verformbaren Rahmenteilen und senkrecht zu diesen erstrechendes Querteil (20, 22) nit mehrfach gegliedertem Profil (20a, 22a) mit welchem es an den verformbaren Rahmenteilen befestigt ist.

2. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennze. ichnet , daß wenigstens ein Querteil (20) mehrere in gegenseitigem Abstand angeordente Befestigungsteile (20a) mit umgekehrten, etwa U-förmigen Profil hat, welche zusammen mit einer Außenfläche des verformbaren Rahmenteils (16) ein U-förmiges Kastenprofil bildet.

J5. .Fahrzeugrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des U-förmigen Kastenprofils (20b) abgeschnitten bzw. entfernt ist.

4-, Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch ge-kennzeichnet, daß wenigstens ein Querteil (22) mehrere in gegenseitigem Abstand gebildete Befestigungsstellen (22a) hat, zwischen welchen und einer Außenfläche des verformbaren Teils (18) ein Hohlraum (22b) von im wesentlichen dreieckiger Querschnittsform gebildet ist.

5. Fahrzeugrahmen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 Ms 4-, gekennzeichnet durch ein Paar in gegenseitigem Querabstand in Längsrichtung verlaufender ■vorderer verformbarer Rahmenteile (16), durch ein . sich zwischen und ia wesentlichen senkrecht zu diesen erstreckendes vorderes Querteil (20), durch ein Paar in gegenseitigem Querabstand in Längsrichtung verlaufender

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hinterer verformbarer Rahmenteile (18) und durch ein sich zwischen und. im wesentlichen senkrecht zu diesen erstreckendes hinteres Querteil (22), wobei das vordere Querteil BefeftbigunR«teile (22a) mit etwa umgekehrtem IJ-rörmicem IYoTiI und dar. hintere Querteil Befestigungsstellen (22a) von etwa V-förmigem Profil hat.

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