DE2624188A1

DE2624188A1 - Laengstraeger

Info

Publication number: DE2624188A1
Application number: DE19762624188
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Klie; Willi Prof Dr Ing Reidelbach; Hermann Renner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-05-29
Filing date: 1976-05-29
Publication date: 1977-12-08
Also published as: US4152012A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft

Stuttgart-Untertürkheim 26241 88

Daim 11 116A 26.5.76

Längs träger

Die Erfindung betrifft einen als Hohlprofil ausgebildeten Längsträger eines Kraftfahrzeugrahmens mit Einleitstellen von Fahrwerkskräften in den Rahmen und in den Längsträger und mit einem außerhalb der Einleitstellen angeordneten verformbaren Stoßenergie verzehrenden Längsträgerabschnitt, der aufgrund von unterschiedlichem Wanddickenverlauf eine zur Pahrzeugmitte hin zunehmende Knicksteifigkeit aufweist.

In der DT-OS 2 U2I 233 ist beispielsweise ein Längsträger mit unterschiedlichem Wanddickenverlauf dargestellt. Der dort gezeigte Längsträger hat eine über die Länge hinweg kontinuierlich zunehmende Wandstärke und erzielt dadurch in Richtung auf die Fahrzeugmitte hin eine zunehmende Knicksteifigkeit. Im Kollisionsfall wird zunächst in den endseitig liegenden dünnwandigeren Bereichen des Längs-

709849/0434

-JZ- Daim 11 116/4

trägers die Knick- oder Beul!estigkeit des Trägers überschritten und er wird in diesem Bereich zunächst einbeulen. Wenn dann die Nachgiebigkeit, durch Beulen in diesem Bereich des Längsträgers erschöpft ist, wird bei anhaltender Kollisionskraft in dem anschließenden noch ungebeulten fahrzeugmittig zu gelegenen Längsträgerbereich die Beulgrenze überschritten usw.. Aufgrund der unterschiedlichen Gestaltfestigkeit kommt es also zii einem relativ geordneten von vorne beginnenden Verlauf des Beulens und Einknikkens des Längsträgers und eine über die ganze Knickstrecke hinweg anhaltende Energieaufnahme, die auf relativ hohem Niveau liegt. Gleichzeitig hat der Träger auch eine hohe Biegefestigkeit bei geringem Materialeinsatz, weil er einem Träger mit gleicher Biegefestigkeit gut angenähert werden kann.

Nachteilig an dieser Art der Längsträgergestaltung ist, daß die veränderliche Wandstärke des Hohlprofiles schwer herstellbar ist. Es handelt sich um ein gesondert in die Konstruktion eingebautes und als Spezialteil durch Drücken oder Hohlwalzen umständlich hergestelltes Einzelteil.

Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen anzugeben, aufgrund derer die Vorteile des bekannten Längsträgers - hohe Materialausnutzung als Biege- und als Knickträger, geordnetes Beulverhalten bei gleichbleibend hohem Energieaufnaheevermögen - zwar erhalten bleiben bzw. übernommen werden, die jedoch gestatten, die erwähnten Nachteile - ungünstige Fertigung - zu vermeiden. Im übrigen soll eine Teilerneuerung bei nur teilweiser Beschädigung möglich sein.

7 09848/0434

Diese Aufgabe wird - ausgehend von dem eingangs genannten Längsträger - erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Längsträgerabschnitt über seine Länge hinwog in wenigstens zwei durch Umfangsnähte miteinander verbundene Trügerschusse quergeteilt ist, deren Wandstärke und/oder Werks tof fgiite in Richtung auf die Fahrzeugmit te zu von Trägerschuß zu Trägerschuß jeweils größer bzw. besser ist als die Wandstarke bzw. Works to ff gute des davorliegeriden Trägerschusses.

Die stufenweise Veränderung der Trägerwandstärke bzw. der Werkstoffgüte in einzelnen Schüssen erlaubt die Verwendung einfach herzuste Llender I'rolj teile konstanter Wanddicke bzw. konstanter Werks to ffgute. Gleichwohl ist ein veränderlicher Festigkoitsvurlauf in der gewünschten Weise gut annäherbar. Im übrigen lassen sich bei einer nur teilweisen Beschädigung des Längsträgers die beschädigten Schüsse erneuern. Dadurch wird das Fahrgestell reparaturfreundlicher.

Um bereichsweise formstabilere Abschnitte an den Trägerabschnitten zu erhalten» kann vorgesehen werden, daß entlang der Umfangsnähte an beiden aneinanderstoßenden Trägerschüssen Flansche angebracht, sind. Die Flanschnähte bewirken eine Knotenbildung und örtliche Aussteifungen und ein Knick- und Beulvorgang wird zwischen den Flanschnähten stattfinden. Die Schüsse können an den Unifangsnähten beliebiger Form verschweißt oder z. B. über die Flanschnähte verschraubt sein. In jedem Fall wird man die Nahtausbildung zweckmäßigerweise so gestalten und die Naht so anordnen, daß sie sich nachträglich z. B. nach einer Kollision gut trennen und ein neuer Trägerschuß gut einbauen läßt.

709849/043/. ORKa₁NAL₁NSPECTED

- 6 - D2fi2A Vidf

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch kurz erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen vorderen Teil einer

etwas vereinfachten Karosserie mit einem erfindungsgemäüen vorderen in drei Schüsse quergeteilten Längsträgerabschnitt und

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Längsträgerabschnitt im

einzelnen.

Die nur teilweise mit ihrem vorderen Teil dargestellte Pkw-Karosserie weist eine formstabile Fahrgastzelle und einen im Kollisionsfalle gezielt deformierbaren Vorbau sowie eine entsprechend gestaltete Heckpartie auf. Wesentlicher Bestandteil des Rahmens der selbsttragenden Karosserie ist ein Paar von als Hohlprofil gestalteten Längsträgern 1, die u. a· durch einen Querträger 2 miteinander verbunden sind und die im Bereich des Vorbaues aus zwei Abschnitten bestehen, deren einer äußerer Abschnitt '_) vor dem Querträger 2, d. h. zur Fahrzeugaußenseite hin, und deren anderer innerer Abschnitt k innerhalb des Querträgers liegt. Im Bereich des vorderen Querträgers 2 stützt sich die Karosserie auf der nicht dargestellten Vorderachse ab, d. h. der innere Längsträger k muß zusammen mit anderen Teilen der selbsttragenden Karosserie das Fahrzeuggewicht aufnehmen. Die äußeren Längsträger 3» die an ihrer Außenseite auch noch einmal durch eine Quertraverse 5

7O9849/0A34 ^{WAL mS?E}°

Daim 11 11 L-/k

verbunden sind, tragen im wesentlichen zusammen mit angrenzenden Karosserie tei len lediglich die vor dem Querträger ,'.' liegenden Karosserieteile und langen die Längsstöße auf die Stoßstange 6 auf.

Neben den anderen mittragenden Karosserieteilen sind vor allem die Träger der Karosserie und von diesen insbesondere die Längsträger so gestaltet, daß sie bei Stoübelastung einbeulen und unter Aufnahme und Verbrauch der Stoßenergie nachgeben. Hierbei soll das Energieaufnahmevermögen während der Einbeul- oder Crashzeit möglichst gleichmäßig auf einem bestimmten relativ hohen aber erträglichen Maß verbleiben. Zugleich sollen aber die Träger nicht unnötig schwer und dickwandig sein.

Zu diesem Zweck ist der äußere Längsträgerabschnitt 3 beim dargestellten Ausführungsbeispxel in drei Schüsse 7a» b, c querunterteilt, die als Rundschüsse oder als Mehrkant- insbesondere als Vierkantschüsse ausgebildet sein können. Die Schüsse weisen in fertigungsgünstiger Weise jeweils für sich eine gleichmäßige Wandstärke d, d', D, untereinander aber eine in Richtung auf die Fahrzeugmitte hin stufenweise zunehmende Wandstärke auf. Die Schüsse sind miteinander bzw. an die angrenzenden Träger durch in Umfangsrichtung verlaufende Quer- bzw. Umfangsnähte b verbunden, was fertigungstechnisch unproblematisch ist. Beim dargestellten Beispiel sind die Quernähte als Flanschnähte ausgebildet, die durch Punktschweißungen 9 verbunden sind. Durch die

709849/0434

Daim 11 116/4

Flansche werden die Schüsse im Nahtbereich ausgesteift, so daß die Schweißverbindung eine gewisse Entlastung gegenüber nichtausgesteiften Nahtausbildungen erfährt} außerdem wird eine Art Knotenbildung erzielt, die ein örtliches Beulen im glatten Bereich der Schüsse zwischen den Nähten begünstigt.

Is Koilisionsfall wird der dem Aufprall zunächstliegende dünnwandigste Schuß 7a zunächst beulen und sich mehr oder weniger stark auf Block falten. Anschließend wird - bei anhaltender Koilisionskraft - der nächstliegende Schuß gebeult usw.· Es wird eine gute gleichmäßig hohe Verteilung des Energieaufnahmevenaögens auf die Kollisionsstrecke des Trägerabschnittes 3 erzielt.

Die Quernähte 8 sind so gestaltet, daß z. B. bei Verbeulung lediglich des vordersten Schusses 7a dieser aus dem Längsträgerabschnitt herausgeschnitten und die Flansche der angrenzenden Trägerteile beispielsweise mittels eines Winkelschleifers saubergeschliffen werden können. Anschliessend kann dann der fehlende Schuß durch einen neuen unbeschädigten Schuß ersetzt und mit Punktschweißungen im Träger befestigt werden. Die erfindungsgemäße Trägergestaltung ist daher reparaturfreundlich, da eine teilweise Erneuerung möglich ist.

09849/043 4

Claims

- Ä - Daim 11 116/Ί-

Ansprüche

C 1· /Als Hohlprofil ausgebildeter Längsträger eines Kraft-V-X fahrzeugrahmens mit Einleitstellen von Fahrwerkskräften in den Rahmen und in den Längsträger und mit einem außerhalb der Einleitstellen angeordneten verformbaren Stoßenergie verzehrenden Längsträgerabschnitt, der aufgrund von unterschiedlichem Wanddickenverlauf eine zur Fahrzeuginitte hin zunehmende Knicksteifigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträgerabschnitt (3) über seine Länge hinweg in wenigstens zwei durch Umfangsnähte (B) miteinander verbundene Trägerschüsse (7a, b, c) quergeteilt ist, deren Wandstärke (d, d¹, D) und/oder Werkstoffgüte in Richtung auf die Fahrzeugmitte zu von Trägerschuß (7b) zu Trägerschuß (7c) jeweils größer bzw. besser ist als die Wandstärke bzw. Werkstoffgüte des davorliegenden Trägerschusses (7a) .
2. Längsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß entlang der Umfangsnähte (8) an beiden aneinanderstoßenden Trägerschüssen (7a, 7b) Flansche angebracht sind.

Daim 11 116/k

3· Längsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t , daß die Trägerschüsse (7a, b, c) miteinander verschweißt sind (9)·

k. Längsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichne t , daß die Trägerschüsse mittels Planschschrauben verschraubt sind.

5· Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnähte (8) derart ausgebildet und angeordnet sind, daß sie nachträglich getrennt werden können.

709849/0434