DE2841796A1

DE2841796A1 - Fahrzeugrahmen mit einem energieverzehrenden rahmenteil

Info

Publication number: DE2841796A1
Application number: DE19782841796
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Geissler; Josef Dipl Ing Gratz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-09-26
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1980-04-03
Also published as: DE2841796C2; GB2031813A; FR2437336B1; GB2031813B; US4327938A; FR2437336A1

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 11 970/4

Stuttgart-Untertürkheim 11.8.1978

Fahrzeugrahmen mit einem energieverzehrenden Rahmenteil

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen mit einem energieverzehrenden Rahmenteil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Als Sicherheit gegen einen zentralen, in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden und dabei achsparallelen Zusammenstoß eines Fahrzeuges mit einem Hindernis nutzt man gezielt die Verformungsfähigkeit der primär zu verformenden Längsträger im vorderen oder auch hinteren Bereich, je nach Anordnung am Fahrzeug, zur gesteuerten Energieaufnahme aus. Die primär zu verformenden Längsträger, an deren freien Ende der Querträger sitzt, verzehren die Stoßenergie dadurch, daß sie sich im wesentlichen in ihrer Längsrichtung stauchen lassen und falten. Es entstehen Faltenbeulen. Kommt es hingegen zu versetzten oder schrägen Kollisionen, so besteht durch die Einleitung von Biegemomenten aus dem Querträger in die Längsträger die Gefahr, daß es anstelle des gezielten Stauchvorganges zu einem unkontrollierten Einknicken der Längsträger kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugrahmen mit einem energieverzehrenden Rahmenteil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung zu schaffen, bei dem der Querträger seitlich stabilisiert ist und Biegemomente und Querkräfte, die bei versetztem oder schrägem Zusammenstoß wirksam werden, ohne Gefahr eines unkontrollierten Einknickens der Längsträger ebenfalls durch im wesentlichen in deren Längsrichtung wirkende Verformung abgebaut werden.

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Die Aufgabe ist bei einem Fahrzeugrahmen mit einem energieverzehrenden Rahmenteil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird eine seitliche Stabilisierung des Querträgers relativ zu den nicht primär zu verformenden RahmenIängsträgern erreicht. Das Stabilisierungselement verhindert aufgrund definierter Steifigkeit und vorgegebenem Verformungsverhalten ein unkontrolliertes Einknicken der Längsträger bei versetzten oder schrägen Kollisionen mit einhergehenden, vom Querträger in die Längsträger eingeleiteten Biegemomenten und wirksamen Querkräften. Diese werden in den hauptsächlich in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Deformationselemenfen abgebaut, also den primär zu verformenden Längsträgern und dem Stabilisierungselement oder den Stabilisierungselementen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus Anspruch 2. Dabei hängt es von den einzelnen konstruktiven Erfordernissen ab, ob als Stabilisierungselement ein Diagonal träger ausreichend ist. Vorteilhaft ist dabei femer eine Gestaltung nach Anspruch 3. Dadurch wird eine seitliche Stabilisierung des Querträgers relativ zu den nicht primär zu verformenden RahmenIängsträgern erreicht. Der Diagonal träger baut über den Querträger bei versetztem oder schrägem Stoß eingeleitete Biegemomente und wirksame Querkräfte im wesentlichen ebenfalls durch Verformung in Fahrzeuglängsrichtung ab, wobei sich die primär zu verformenden Längsträger ohne Gefahr eines unkontrollierten Einknickens ebenfalls gezielt in ihrer Längsrichtung durch Falten und Stauchen verformen.

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungeform ergibt sich aus Anspruch 4. Die Anordnung zweier Diagonalträger hat den Vorteil des symmetrischen Aufbaus und der noch besseren seitlichen Stabilisierung des Querträgers.

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Von Vorteil kann ferner eine Ausführungsform nach Anspruch 5 sein, wobei die Ansprüche 6-10 weitere vorteilhafte Ausführungsformen dazu angeben.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist aus Anspruch 11 ersichtlich. Dadurch sind die Vorteile des erfindungsgemäßen Stabilisierungselementes sinngemäß auch für den Einbau in einen energieverzehrenden Unterfahrschutz an Lastkraftwagen genutzt. Vorteilhaft ist dabei femer eine Gestaltung nach Anspruch 12, wodurch die Schutzwirkung bei einem Schrägaufpralf noch erhöht wird.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schemarische Draufsicht eines Teiles eines Fahr

zeugrahmens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines Teiles eines Fahr

zeugrahmens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht des Teiles eines Fahrzeug

rahmens links der Mitte gemäß einem dritten und rechts der Mitte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.

Der in Fig. 1 gezeigte Rahmenteil 10 weist zwei skizzierte Rahmenlängsträger 11 und 12 auf, die sich in Fahrzeuglängsrichfung 13 erstrecken und im wesentlichen parallel zueinander und in Abstand voneinander verlaufen. In Fig. 1 nach oben hin setzen sich die Rahmenlängsträger 11, 12 in primär

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zu verformenden Längsträgern 14 bzw. 15 fort, die am in Fig. 1 oberen Ende über einen Querträger 16 miteinander verbunden sind. Der Querträger 16 ist im wesentlichen rechtwinklig zur Fahrzeuglängsrichtung 13 ausgerichtet.

Im Bereich zwischen dem Querträger 16 und den Längsträgern 14, 15 befindet sich ein Stabilisierungselement in Gestalt eines Diagonal trägers 17. Der Diagonalträger 17 stützt sich mit seinem in Fig. 1 oberen Ende 18 am Querträger 16 ab, und zwar unmittelbar neben der Anschlußstelle, an der der in Fig. 1 linke Längsträger 14 an dem Querträger 16 abgestützt ist. Mit seinem in Fig. 1 unteren Ende 19 ist der Diagonal träger 17 am in Fig. 1 rechten Rahmenlängsträger 12 abgestützt,und zwar in Abstand desjenigen Endes 20, das die Länge des primär zu verformenden Längsträgers 15 vom übrigen, primär nicht zu verformenden Rahmenträger 12 abteilt. Dieses Ende 20 ist natürlich nur eine gedachte Stelle, die die Länge des primär zu verformenden Längsträgers 15 begrenzt.

Der Diagonal träger 17 stabilisiert den Querträger 16 in seitlicher Richtung, und zwar relativ zu dem primär nicht zu verformenden Rahmenlängsträger 12. Der Diagonalträger 17 gibt dem Rahmenteil 10 eine definierte Steifigkeit und ein vorgegebenes Verformungsverhalten. Über den Diagonal träger 17 werden bei einem versetzten oder schrägen Stoß Biegemomente, die aus dem Querträger 16 in die Längsträger 14, 11 bzw. 15, 12 eingeleitet werden, und ferner wirkende Querkräfte abgebaut. Dadurch ist bei schrägem oder versetztem Stoß ein unkontrolliertes Einknicken der Längsträger 14 und 15, das sich bis zu den Rahmenlängsträgern 11 bzw. 12 fortsetzen kann, verhindert.

Beim zweiten Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind für die Teile, die dem ersten Ausfuhrungsbeispiel entsprechen,um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug genommen ist. Beim zweiten Aus-

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führungsbeispiel ist zusätzlich zum ersten Diagonal träger 117 ein zweiter Diagonal träger 121 vorgesehen, der diagonal zum ersten Diagonal träger 117 verläuft und mit letzterem zusammen einen Kreuzverband bildet. Der zweite Diagonal träger 121 ist mit seinem in Fig. 2 oberen Ende 122 am Querträger 116 abgestützt,und zwar unmittelbar neben der Anschlußstelle, an der der in Fig. 2 rechte Längsträger 115 an den Querträger 116 anschließt. Mit seinem in Fig. 2 unteren Ende 123 stützt sich der zweite Diagonal träger 121 am in Fig. 2 linken Rahmenlängsträger 111 ab, und zwar unterhalb des Endes 124, das die Länge des primär zu verformenden Längsträgers 114 abgrenzt. Im Schnittbereich sind beide Diagonal träger 117, 121 durch angedeutete Knotenbleche 125 miteinander zusätzlich verbunden. Die kreuzweise Anordnung zweier Diagonal träger 117 und 121 führt zu einer noch besseren seitlichen Stabilisierung des Querträgers 116.

Bei dem in Fig. 3 links der Trennlinie, die die Fahrzeuglängsrichtung darstellen soll, gezeigten dritten Ausführungsbeispiel und rechts der Trennlinie gezeigten vierten Ausführungsbeispiel ist als Stabilisierungselement jeweils ein Blechfeld 226 bzw. 326 vorgesehen. Das Blechfeld 226 beim dritten Ausführungsbeispiel ist am Querträger 216 abgestützt, und zwar greift das Blechfeld 226 dort mit einem Rand 227 im wesentlichen auf der gesamten Länge des Querträgers 216 an, die sich zwischen den beiden Längsträgern 214, 211, links und dem beim dritten Ausführungsbeispiel nicht sichtbaren Längsträger rechts erstreckt, die beide am Querträger 216 angreifen. Wie ersichtlich ist, stützt sich das Blechfeld 226 nicht an dem primär zu verformenden Längsträger 214 ab, sondern vielmehr unterhalb des symbolisch angedeuteten Endes 224 am linken Rahmenlängsträger 211. In gleicher Weise erfolgt die Abstützung des Blechfeldes 226 am rechten, nicht sichtbaren Rahmen längsträger. Die Anordnung ist also im wesentlichen klappsymmetrisch mit der die Fahrzeuglängsrichtung andeutenden Trennlinie als Symmetrieachse.

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Das Blechfeld 226 kann entsprechend den jeweiligen konstruktiven Erfordernissen versteift und/oder ausgespart sein. Mit gestrichelten Linien sind Versteifungssicken 228,229 des Blechfeldes 226 angedeutet, die diagonal über das Blechfeld 226 verlaufen. Zusätzlich dazu oder statt dessen können auch etwa rechtwinklig zum Querträger 216 ausgerichtete und/oder parallel dazu ausgerichtete Versteifungssicken oder auch andere Ausprägungen, die eine definierte Steifigkeit und ein bestimmtes Verformungsverhalten vorgeben, vorgesehen sein. Wie beim dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 links, erkennbar ist, befindet sich zwischen dem linken Rand 230 des Blechfeldes 226 und der zugewandten Seite des Längsträgers 214 eine Aussparung 231. Bei einem anderen, nicht besonders gezeigten Ausführungsbeispiel kann diese Aussparung 231 auch entfallen, so daß das Blechfeld 226 mit seinem linken Rand 230, ausgehend vom Querträger 216 sowohl am Längsträger 214 als auch am Rahmenlängsträger 211 angreift.

Das in Fig. 3 rechts gezeigte vierte Ausführungsbeispiel zeigt eine Gestaltung, bei der das Blechfeld 326 randseitig am Querträger 316 abgestützt ist, genauso wie beim dritten Ausführungsbeispiel, und ferner auch am Rahmenlängsträger 312 angreift. Zusätzlich dazu stützt sich das Blechfeld 326 aber auch am primär zu verformenden Längsträger 315 ab, und zwar auf dessen ganzer Länge bis hin zum symbolischen Ende 320. Der in Fig. 3 sichtbare rechte Rand 332 des Blechfeldes 326 erstreckt sich also durchgehend vom Querträger 316 über den Längsträger 315 und Rahmenlängsträger 312. Am Querträger 316 greift das Blechfeld 326 mit seinem Rand 327 an, der sich über die gesamte Länge des Querträgers 316 zwischen den beiden Längsträgern erstreckt. Im mittleren Bereich 333 ist das Blechfeld 326 großflächig ausgespart. Der mittlere, ausgesparte Bereich 333 wird von den Rändern 327 und 332 sowie einem unteren Rand 334 begrenzt, der in Höhe des Rahmenlängsträgers 312 verläuft.

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Bei einem nicht gezeigten, weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Gestaltung der in Fig. 1 - 3 beschriebenen Ausführungsformen des Stabilisierungselementes innerhalb eines energieverzehrenden Unterfahrschutzes eines Lastkraftwagens angeordnet. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn das Stabilisierungselement zusätzlich zwischen zwei energieverzehrenden Elementen, z.B. Stoßdämpfern, angeordnet ist, um die Schutzwirkung bei einem Schrägaufprall noch zu erhöhen.

Es versteht sich, daß das zuvor beschriebene Stabilisierungselement sich gleichermaßen für eine energieabsorbierende Crash-Zone bei Personenkraftwagen wie auch bei Lastkraftwagen eignet.

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Claims

Ansprüche

1.^Fahrzeugrahmen mit einem energieverzehrenden Rahmenteil, welcher mindestens zwei in Fahrzeuglängsrichtung und dabei in Absfand voneinander verlaufende, primär verformbare Längsträger und einen beide verbindenden, dazu quer, insbesondere rechtwinklig, verlaufenden Querträger aufweist, gekennzeichnet durch mindestens ein Stabilisierungselement ( 17; 1Ϊ7, 121; 226; 326 ) zwischen dem Querträger ( 16; 116; 216; 316 ) und den Längsträgern ( 14, 15; 114, 115; 214; 315 ), das am Querträger ( 16; 116; 216; 316 ) einerseits sowie zumindest an sich an die primär zu verformenden Längsträger ( 14, 15; 114, 115; 214; 315 ) anschließenden RahmenIängsträgern (11, 12; 111, 112; 211; 312 ) andererseits abgestützt ist.

2. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungselement mindestens einen Diagonal träger (17; 117, 121 ) aufweist.

3. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Diagonal träger ( 17; 117 und 121 ) mit einem Ende ( 19; 123 ) an einem Rahmen längsträger ( 12; 111 ), der sich an einen der primär zu verformenden Längsträger ( 15; 114 ) in dessen Verlängerung anschließt, und mit seinem anderen Ende ( 18; 122 ) am Querträger (16; 116 )/ vorzugsweise unmittelbar neben der Anschlußstelle des anderen, primär zu verformenden Längsträgers ( 14; 115 ) an den Querträger (16; 116 ), abgestützt ist.

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4. Fahrzeugrahmen nach den Ansprüchen 2 und 3, gekennzeichnet durch einen zweiten Diagonal träger ( 121 ), der diagonal zum ersten Diagonal träger ( 117 ) verläuft und mit letzterem zusammen einen Kreuzverband (Fig. 2 ) bildet.

5. Fahrzeugrahmen nach Anspruch I₇ gekennzeichnet durch ein Blechfeld ( 226; 326 ), das am Querträger ( 216; 316 ) und zumindest an den sich an die primär zu verformenden Längsträger ( 214 ) anschließenden Rahmenlängsträgern ( 211 ) abgestützt ist.

6. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechfeld ( 226 ) Versteifungssicken ( 228, 229 ) aufweist.

7. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungssicken ( 228, 229 ) diagonal über das Blechfeld ( 226 ) verlaufen.

8. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechfeld ( 226; 326 ) Aussparungen ( 231; 333 ) aufweist, insbesondere gelocht ist.

9. Fahrzeugrahmen nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechfeld ( 226; 326 ) randseitig ( 230; 332 ) zusätzlich an den primär zu verformenden Längsträgern ( 214; 315 ) angreift.

10. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechfeld ( 326 ) in seinem mittleren Bereich ( 333 ), der vom am Querträger ( 316 ) auf dessen Länge zwischen den beiden Längsträgern (214,315 ) angreifenden Rand ( 327 ) und ferner von den beiden, jeweils an den primär zu verformenden Längsträgern (214, 315 ) angreifenden Rändern ( 332 ) umgrenzt ist, ausgespart ist.

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11. Fahrzeugrahmen nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungselement ( 17; 117, 121; 226; 326 ) innerhalb eines energieverzehrenden Unterfahrschutzes eines Lastkraftwagens angeordnet ist.

12. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungselement ( 17; 117, 121; 226; 326 ) zwischen zwei energieverzehrenden Elementen, z.B. Stoßdämpfern, angeordnet ist.

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