DE2336213C2 - Rahmen für den Aufbau eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

60

Die Erfindung bezieht sich auf einen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Rahmen für den Aufbau eines Fahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens.

Bekannte Rahmen dieser Bauart weisen Längsträger auf, die in Höhe der Pufferstange beispielsweise von vorn nach hinten geführt werden, dann im Bereich der sogenannten Spritzwand nach unten abgekröpft sind und unter dem Fahrzeugboden weiter nach hinten verlaufen. Im Knickbereich wirkt auf derartige Längsträger immer ein großes Biegemoment, welches nur schwer und mit großem Material- und Kostenaufwand beherrscht werden kann. Der Boden an diesen Stellen hat bei Krafteinwirkung in Fahrzeuglängsrichtung auf diese Längsträger das Bestreben, nach unten auszuknikken und nimmt dabei kaum Energie auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rahmen der eingangs genannten Art zu schaffen, der so ausgebildet ist, daß auf das Tragwerk einwirkende Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung, also beispielsweise bei einem Auffahrunfall, »leichmäßiger auf das stabile kastenförmige Gerippe verteilt werden und somit einerseits die auftretende kinetische Energie besser abgebaut werden kann und andererseits einzelne Rahmenteile bezüglich ihres Gewichts günstiger dimensioniert werden können. Ein möglichst geringes Rahmengewicht bedeutet weniger Material und damit geringere Kosten. Darüber hinaus ist man im Fahrzeugbau immer bestrebt, das sogenannte Leistungsgewicht, also das Verhältnis von Fahrzeuggewicht zu installierter Leistung, möglichst gering zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst Bei einem heck- oder bugseitigen Aufprall wird somit ein Großteil der eingeleiteten Energie über die gabelförmigen Träger auf das Gerippe der Fahrgastzelle übertragen, und zwar nicht konzentriert, sondern verteilt auf größere Bereiche des Grundrahmens und der Ecksäulen. Sogar der Dachrahmen und weiter zur Fahrzeugmitte hin liegende Türsäulen werden zur Aufnahme der Kräfte mit herangezogen. Dadurch können einzelne Rahmenteile hinsichtlich ihres Gewichts günstiger dimensioniert werden. Die Gefahr des Ausknickens des Tragwerks in vs-rtikaler Richtung ist verringert, weil die von früheren Konstruktionen bekannten starken Abkröpfungen in einer zur Fahrbahn senkrechten tibene fehlen. Zwar sind die inneren Gabelzinken zur Fahrzeugmitte hin etwas nach unten geneigt, doch haben Versuche gezeigt, daß dieses Abfallen der inneren Zinken von nicht so großer Bedeutung ist. als daß man darauf verzichten sollte und stattdessen mit weniger Platz im Innenraum auskommen müßte. Ein seitliches Ausknicken wird durch die die Zinken miteinander verbindenden Querstreben verhindert.

Aus der FR 8 5f 002 ist die Konstruktion einer vom Aufbau eines Kraftfahrzeugs losgelösten Bodengruppe bekannt, bei der das Tragwerk in den Grundrahmen integriert ist. Das Tragwerk besteht dabei auch aus zwei symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse angeordneten gabelförmigen Trägern, von deren die zur Fahrzeugmitte hin gerichteten Gabelteile etwas tiefer liegen als die außenliegenden. Ein die Fahrgastzelle umgebendes kastenförmiges Gerippe, das die erfindungsgemäße Konstruktion als Voraussetzung hat. ist bei der bekannten Ausführung aber nicht vorhanden. Vielmehr wird bei ihr die Karosserie auf die Bodengruppe aufgesetzt und mit ihr verschraubt oder verschweißt. Damit im Falle eines Aufpralls der Aufbau trotzdem zur Energieaufnahme mit herangezogen wird, sind zusätzliche Träger vorgesehen, die mit ihrem einen Endrereich auf den Gabelstielen befestigt sind und von da aus in Bogenform oder abgeknickt nach hinten oben verlaufen, bis sie auf die Spritzwand der Karosserie treffen, wo sie mit ihrem anderen Endbeieich wesentlich oberhalb des

Gmndrahmens befestigt sind. Diese zusätzlichen Träger haben im Falle eines Aufpralls, da die Krafteinleitung und die Kraftweiterleitung nicht auf einer Wirkungslinie liegen, große Biegemomente aufzunehmen, wozu aufwendige konstruktive Maßnahmen getroffen werden müssen.

In der US 37 18 364 ist eine weitere, ebenfalls vom Aufbau eines Fahrzeugs losgelöste Bodengruppe beschrieben. Auch hier wird zunächst nur ein Grundrahmen verwendet, auf den die Karosserie aufgesetzt wird. Ein kastenförmiges Gerippe mit einem Dachrahmen, auf das die eingeleiteten Längskräfte möglichst gleichmäßig verteilt werden, ist auch hier nicht vorhanden. Zwar soll auch bei dieser Konstruktion der Grundrahmen nicht allein die gesamte Aufprailenergie aufnehmen, sondern ein Teil dieser Energie soll in die Karosserie übergeleitet werden, wozu das Tragwerk gabelförmig und symmetrisch zur Fahrzeuglängsmittelebene ausgebildet ist. Gleichwohl wird auch durch die in dieser Druckschrift vorgeschlagene Konstruktion nicht das eingangs angesprochene Problem gelöst, wie man die Abkröpfung des Grundrahmens im Bere'ch der Spritzwand vermeiden und damit der Gefahr des Ausknickens des Grundrahmens bei einem Frontalzusammenstoß entgehen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegensiand der Unteransprüche.

So. wie es möglich ist. die beiden inneren Zinken zusammen als eine Einheit auszubilden, ist es auch möglich, daß die Querstreben von einem einzigen, zwei vordere oder hintere Ecksäulen miteinander verbindenden Querträger gebildet werden. In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, diesen Querträger geteilt auszuführen und die beiden Teile zwischen den inneren Zinken durch ein Zwischenstück zu verbinden, welches gleichzeitig die Getriebe- oder Motoraufhängung bildet. Ein solcher Querträger — geteilt oder ungeteilt —. der vorteilhafterweise etwa in der Ebene des Fußbodens angeordnet ist. wirkt wie die einzelnen Querstreben zwischen den Zinken wie ein Zugband auf diese Zinken. so daß diese bei einer Krafteinwirkung auf das Tragwerk in Fahrzeuglängsrichtung nicht aufbiegen können. Zugleich verhindert der Querträger das Eindringen des Antriebsaggregates oder anderer außerhalb des Gerippes liegender größerer Teile in den Fahrgastraum.

Die zur hahrzeugmitte hin tiefer angeordneten inneren Zinken beanspruchen keinen Platz im eigentlichen Fahrgastraum, sondern sie können sich unterhalb dessen am Grundrahmen abstützen. Diese Abstützung kann entweder dadurch erfolgen, daß die gabelförmigen Träger mit ihren inneren Zinken gegen eine Stirnseite eines ohnehin in Fahrzeugmitte befindlichen, mit dem Grund ι ahmen fest verbundenen Längsträgers stoßen: sie können aber auch mit verlängerten inneren Zinken diesen Längsträger selbst bilden. In jedem Falle aber werden die Zinken zumindest paarweise durch die srhon erwähnten Quer streben zusammengehalten.

In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein die beiden Gabelstiele durch einen Steg gegeneinander abzustützen. Dieser Steg kann zur Aufnahme eines Antriebsaggregats mit herangezogen werden.

Es soll noch erwähnt werden, daß sich die Zinken der gabelförmigen Träger — wie an sich bekannt — teilweise, also zum Beispiel je eine Profilhälfte, aus den Wandungen des Aufbaus wie Spritzwand, Boden oder

Radlauf prägen lassen.

Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil bei solchen Fahrzeugen anwenden, bei denen die seitlichen Türen in Höhe der Pufferstangen angeordnete Längsträger aufweisen. In einem solchen Falle werden Längskräfte nicht nur über die Ecksäulen, sondern auch über weitere Türsäulen auf das Gerippe mit verteilt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. In der Figur ist in perspektivischer Darstellung die Kontur eines Personenkraftwagens dargestellt, dessen Rahmen im Bereich des Vorderwagens erfindungsgemäß gesta!- tet ist.

Das die Fahrgastzelle umschließen^; kastenförmige Gerippe 1 besteht im wesentlichen aus di m Dachrahmen Z dem Grundrahmen 3, den vorderen Ecksäulen 4 und 5, den hinteren Ecksäulen 6 und 7 sowie aus den beiden Türsäulen 8 und 9. Das zum größten Teil in Fahrtrich.jng vor dem Gerippe 1 liegende Tragwerk besteht aus den beiden gabelförmigen Trägern 10 und 11 und dem mit den beiden Gabelstielen 12 und 13 in fester Verbindung stehenden Steg 14. Die freien Enden der Gabelstiele 12 und 13 sind über die Pufferstange 15 miteinander verbunden. Die gabelförmigen Träger 10 und 11 stützen sich mit ihren äußeren Zinken 16 und 17 in Höhe der Pufferstange 15 gegen die Stirnseiten der vorderen Ecksäulen 4 und 5 ab. Die zur Wagenmitte hin ^si geneigten inneren Zinken 18 und 19, die im Ausführungsbeispiel wesentlich länger gewählt wurden als die äußeren Zinken 16 und 17. verlaufen im unmittelbaren Bereich des Fußbodens der Fahrgastzelle. also beispielsweise in einem ohnehin vorhandenen Rahmentui:nel. und benötigen somit keinen oder nur wenig Raum von der Fahrgastzelle. Sie stützen sich am hinteren Querträger 20 des Grundrahmens 3 ab. In den Grundrahmen 3 ist im Bereich der Ecksäulen 4 und 5 die in ihrer Mitte geteilte Querstrebe 21 integriert die mit den Ecksäulen 4 und 5 und d;imii auch mit den äußeren Zinken 16 und 17 sowie mit den inneren Zinken 18 und 19 fest verschweißt ist. Damn stellt die Querstrebe 21 für die Zinken der gabelförmigen Träger 10 und 11 ein Zugband dar und verhindert, daß beim Wirksamwerden einer durch einen Frontalaufprall in den Rahmen eingeleiteten Längskr.ifi sich die Gabelzinken aufbiegen. Vielmehr werden bei dieser Anordnung die Längskrät'te etwa gleichmäßig auf das kastenförmige Gerippe verteilt. Die Querstrebe 21 begrenzt zugleich bei einem Auffahrunfall die F.indrin^iiefe eines vorn liegenden (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antriebsaggregats. Zu dessen Befestigung kann der Steg 14 mn herangezogen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rahmen für den Aufbau eines Fahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, bestehend aus einem eine Fahrgastzelle umfassenden kasten- s förmigen Gerippe, welches im wesentlichen von einem Dachrahmen, einem Grundrahmen und von den Dachrahmen mit dem Grundrahmen verbindenden Ecksäulen gebildet ist, und aus wenigstens einem im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten, symmetrisch zur Fahrzeuglängsmittelebene angeordneten, außerhalb des Gerippes liegenden und mit diesem fest verbundenen, gabelförmigen Tragwerk, welches mit seinen, im Endbereich des Fahrzeugs liegenden Gabelstielen eine Pufferstange i_> trägt und sich an seinem anderen Ende über Zinken sowohl an den Ecksäulen als auch am Grundrahmen abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß

β) das gabelförmige Tragwerk zwei symmetrisch ·?■> zur Fübrzeuglängsmittelebene angeordnete, gegabelte Träger (10; 11) aufweist,

b) die Träger (10; 11) jeweils einen die Pufferstange tragenden Gabelstiel (12; 13), einen die Abstützung an einer Ecksäule (4; 5) in Höhe der Pufferstange (15) übernehmenden, der Fahrzeugaußenseite zugekehrten (äußeren) Zinken (16; 17) und einen die Abstützung am Grundrahmen (3) übernehmenden, der Fahrzeugmitte zugekehrten (inneren) Zinken (18; 19) aufwei- so sen,

c) die äußeren Zinken (16 und 17) mit den Gabelstielen (12 und 13° in einer horizontalen Ebene liegen, während die inneren Zinken (18 bzw. 19) zur Fahrzeugn>'"le hin nach unten geneigt verlaufen und

d) die Zinken (16, 18 bzw. 17, 19) jeweils eines Trägers (10 bzw. 11) durch Querstreben (21) miteinander verbunden sind.

40

2. Rahmen nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß sich die gegabelten Träger (10 und 11) mit ihren inneren Zinken (18 bzw. 19) über dis Stirnseite zumindest eines in Fahrzeugmitte angeordneten, mit dem Grundrahmen (3) fest verbun- denen Längsträgers an dem Grundrahmen (3) abstützen.

3. Rahmen nach einem der Ansprüche I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gabelstiele (12 und 13) durch einen Steg (14) gegeneinander abgestützt sind, der zur Aufnahme eines Antriebsaggregates mit herangezogen werden kann.

4. Rahmen nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (16 bis 19) der gegabelten Träger (10 und 11) teilweise aus den Wandungen des Aufbaus wie Spritzwand, Boden Oder Radiaufgeprägt sind.