DE3146554A1 - Frontgruppe fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Frontgruppe fuer ein kraftfahrzeug

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DE3146554A1
DE3146554A1 DE19813146554 DE3146554A DE3146554A1 DE 3146554 A1 DE3146554 A1 DE 3146554A1 DE 19813146554 DE19813146554 DE 19813146554 DE 3146554 A DE3146554 A DE 3146554A DE 3146554 A1 DE3146554 A1 DE 3146554A1
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Stig Ivar 45600 Kungshamn Norlin
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Saab AB
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Saab Scania AB
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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  • Transportation (AREA)
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Description

PATENTA-NVJ^LJE
WUESTHOFF-v. PECHMJVNN*
EUROPEAN PATENTATTORNEYS
1A/G-55 457
DR.-ING. FRANZ »l'ESTHOFF DR.ΓΙΙΙ1. FRIDA VUFSTIIOFP (ly27 DIPL.-ING. GERHARD TULS (1952-I971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-W1RTSCH.-ING. RUPERT GOETZ
D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 20 ji telegramm: protectpatent Telex: 524070
24.November 1981
Anmelderin: SAAB-SCANIA AKTIEBOLAG
S-1.5 187 Södertälje., Schweden
Titel:
Frontgruppe für ein Kraftfahrzeug
\::.:.. ·: 1 .X ·! 3U6554
PATENTANWÄLTE .Ξ. .ί. '..* .:. drying.franz vuesthoff
WUESTHOFF-ν. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ »«hilpreda ^esthoff ,
DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) EUROPEAN PATENT ATTORNEYS <f dxpl-chem. dr. e. Freiherr von pechman DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOJ
1 -55 457 D-8000 MÜNCHEN 90
SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 6620 yi
TELEGRAMM: PROTECTPATENT
telex: j 24 070
Beschreibung
Frontgruppe für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Frbntgruppe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einer für die Aufnahme von Stößen ausgelegten vorderen Baugruppe, zu der ein Teilrahmen gehört, der von der Unterseite der Frontgruppe her wegnehmbar befestigt ist und an dem eine Antriebseinheit und/oder wenigstens ein in der Frontgruppe angeordnetes Fahrgestellteil befestigt ist.
Bei Fahrzeugen mit von unten montierbaren Rahmen ist im allgemeinen der wirtschaftliche Ein- und Ausbau der zugehörigen Fahrzeugantriebseinheit von unten möglich. Ein solcher Rahmen, der als Teilrahmen oder Fahrschemel bezeichnet werden kann, ermöglicht auch eine gute Geräuschdämpfung zwischen der Antriebseinheit und der Fahrzeugkarosserie. Um diese Vorteile zu erhalten, ist der Teilrahmen gewöhnlich an tragenden Abschnitten der vorderen Baugruppe mittels einfacher Bolzenverbindungen befestigt. Die Bolzenstärke ist dann entscheidend für die mögliche Kraftübertragung zwischen dem Teilrahmen und den tragenden Abschnitten der vorderen Baugruppe.
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Bei einem Unfall, z.B. einem Frontalzusammenstoß, oder unter ähnlichen Bedingungen, bei denen die Frontgruppe eines Fahrzeuges extremen Kräften ausgesetzt ist, bedeutet dies, daß der Teilrahmen an der Kraftaufnahmearbeit nur teilnehmen kann, solange die Bolzenverbindungen unversehrt sind. Folglich müssen tragende Abschnitte in der vorderen Baugruppe so dimensioniert sein, daß sie Kräfte ohne die Beteiligung des Teilrahmens aufnehmen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Frontgruppe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die zur Übertragung und Aufnahme von Kräften den Teilrahmen besser ausnutzt als bekannte Anordnungen.
Die Aufgabe ist nach einem Hauptgedanken der Erfindung dadurch gelöst, daß der Teilrahmen zwischen Anschlagstücken in tragenden Abschnitten der vorderen Baugruppe befestigt ist, wobei der Teilrahmen und die tragenden Abschnitte der vorderen Baugruppe Anschlagflächen aufweisen, die ungefähr quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges paarweise sich gegenüberliegend angeordnet sind und beim Einwirken extremer Kräfte auf die Fahrzeug-Frontgruppe in gegenseitige Anlage gedrängt werden und dadurch eine Kraftübertragung zwischen den tragenden Abschnitten der vorderen Baugruppe und dem Teilrahmen bewirken.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Frontgruppe bildet der Teilrahmen bei einem Frontalzusammenstoß mit dem Fahrzeug während des gesamten Kraftaufnahmevorganges einen integralen Bestandteil der vorderen Baugruppe. Dadurch ist die Stärke der Bolzen für die Fähigkeit des Teilrahmens zur Beteiligung an der Kraftaufnahme nicht entscheidend. Der Sitz des Teilrahmens in der vorderen Baugruppe ermöglicht eine Dimensionierung der Befestigungsbolzen für den Teilrahmen entsprechend anderen Kriterien, z.B. den Belastungen, die im normalen Betrieb des Fahrzeuges auftreten.
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Ferner können die zur vorderen Baugruppe des Fahrzeuges gehörenden tragenden Abschnitte der Karosserie ausgehend von den Beanspruchungen dimensioniert werden, die auftreten, wenn der Teilrahmen bei einer Kollision entstehende Kräfte mit aufnimmt. Folglich kann die vordere Baugruppe vergleichsweise weniger kräftig ausgeführt werden, wodurch sich Gewichtseinsparungen erzielen lassen, ohne daß die Gesamtfähigkeit der Frontgruppe zur Kraftaufnahme bei einem Frontalzusammenstoß mit dem Fahrzeug verringert wird.
Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden"anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Schrägansicht einer vorderen Baugruppe und eines von seinen Befestigungsstellen in dieser Baugruppe gelösten Teilrahmens und
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Befestigungsstelle zwischen einem Ende des Teilrahmens und zur vorderen Baugruppe gehörenden tragenden Karosserieabschnitten.
Die in Fig. 1 dargestellte vordere Baugruppe 1 ist zur Einbeziehung in die Frontgruppe eines Personenkraftwagens mit selbsttragendem oder Pontonaufbau bestimmt. Die vordere Baugruppe 1 ist eine Rahmenstruktur, als deren Bestandteile eine Karosserie 20 und ein daran befestigbarer Teilrahmen 11 betrachtet werden können. Die Karosserie 20 umfaßt und ist im wesentlichen bestimmt durch zwei Längsseitenträger 4, einen vorderen Stoßstangenträger 2 und eine hintere Trennwandplatte 3. Bei angebauter vorderer Baugruppe 1 trennt die Trennwandplatte 3 den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges von dessen Motorraum in der Frontgruppe.
Die beiden Längsseitenträger 4 sind an ihren vorderen Enden mit verstärkenden Streben versehen, nämlich mit einer ungefähr vertikalen Strebe 7 und einer Strebe 6, die das untere Ende der Strebe 7 mit dem vorderen Ende des Längsseitenträgers
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verbindet. Die Streben 6 und 7 bilden zusammen mit dem oberen tragenden Längsseitenträger 4 eine vordere dreieckförmige Untergruppe, die den Längsseitenträger 4 stabilisiert und bei längsgerichteten Beanspruchungen Knicktendenzen des Längsseitenträgers 4 entgegenwirkt.
Die Längsseitenträger 4 sind je an ihrem vorderen Ende mit dem Stoßstangenträger 2 und am hinteren Ende mit der Trennwandplatte 3 und einem nicht dargestellten vorderen Karosseriepfosten starr verbunden. An der hinteren Befestigungsstelle ist jeder Längsseitenträger 4 mit einem Anschlußstück 5 für ein nicht dargestelltes Bauteil verbunden, das zur Vorderradaufhängung des Fahrzeuges gehört.
Der hintere Abschnitt jedes Längsseitenträgers 4 weist ebenfalls eine nach unten ragende Stabilisierungsgruppe auf, die von einer bogenförmig gekrümmten Strebe 8 und zwei vertikalen Streben 10 gebildet sein kann. Die Streben 8 und 10 sind miteinander, und mit dem oberen Längsseitenträger 4 starr verbunden. Über die von den Streben 8 und 10 gebildete, nach unten ragende Stabilisierungsgruppe ist jeder Längsseitenträger 4 mit dem unteren Abschnitt der Trennwandplatte 3 und einem daran angeordneten Anschlußstück 9 verbunden, mittels dessen die vordere Baugruppe 1 an einem nicht dargestellten Bodenabschnitt des Fahrzeuges befestigbar ist.
Der Teilrahmen 11 hat zwei Längsseitenträger 12 und einen Querträger 13. Der Querträger 13 weist T-förmige Verbindungsstücke 14 zum Verbinden der hinteren Enden der Längsseitenträger 12 auf. Der Querträger 13 und seine Verbindungsstücke 14 für die zugehörigen Längsseitenträger 12 ist so ausgebildet, daß er in bezug auf seine Längsachse und seine vertikale Symmetrieachse eine verhältnismäßig große Verdrehsteifigkeit besitzt. Folglich ist der Teilrahmen 11 ohne jeglichen sperrigen vorderen Querträger ausgebildet.
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Der hintere Querträger 13 trägt Anschlußstücke 15 für ein nicht dargestelltes, zur Fahrzeuglenkeinrichtung gehörendes Gehäuse. Im vorderen Abschnitt der T-förmigen Verbindungsstücke 14 des Querträgers 13 sind Anschlußstücke 16 für je das untere Ende von zwei Zugbolzen 17 angeordnet, die Zugkräfte übertragen, wobei in Fig. 1 nur einer dieser Zugbolzen 17 dargestellt ist. Die unteren Enden der Zugbolzen sind mit dem Teilrahmen 11 über eine Zwischenscheibe und eine Mutter verschraubt.
Die oberen Enden der Zugbolzen 17 sind je an einem Anschlußstück 19, das an der von den Streben 8 und 10 gebildeten hinteren Stabilisierungsgruppe ausgebildet ist, mittels eines quer eingesetzten Bolzens 18, zwei Zwischenscheiben und einer Mutter befestigt. Im zusammengebauten Zustand der vorderen Baugruppe 1 haben die Zugbolzen 17 die Aufgabe, eine Verformung der Längsseitenträger 12 durch Kräfte am Teilrahmen 11 zu verhindern, insbesondere" in der Nähe bestehender Querschnittsänderungen.
Der Teilrahmen 11 ist so ausgelegt, daß er in die Karosserie 20 der vorderen Baugruppe 1 einsetzbar und zwischen Anschlagstücken 24 in der Karosserie 20 befestigbar ist. Die Anschlagstücke 24 sind im unteren hinteren Abschnitt der zugehörigen vorderen, dreieckförmigen Stabilisierungsgruppen, die von den Streben 6 und 7 gebildet sind, sowie an der Unterseite der zugehörigen hinteren Anschiußstücke 9 ausgebildet. Um einen solchen Anbau zu ermöglichen, weisen die Längsseitenträger 12 des Teilrahmens 11 an ihren vorderen und hinteren Enden ungefähr vertikale Anschlagflächen 25 auf, die dazu bestimmt sind, zur Kraftaufnahme mit entsprechenden Flächen der Anschlagstücke 24 an der Karosserie 20 der vorderen Baugruppe 1 zusammenzuwirken.
Ferner sind in die vorderen und hinteren Enden der Längs-
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seitenträger 12 des Teilrahmens 11 Bolzenlöcher 21 eingearbeitet, die mit mehreren Bolzen Bolzenverbindungen 23 zum Befestigen des Teilrahmens 11 an der Karosserie 20 der vorderen Baugruppe 1 bilden, wobei die Bolzen in Befestigungslöcher 22 in den Anschlußstücken 9 eingreifen. Die Bolzenverbindungen 23, von denen in Fig. 1 nur zwei dargestellt sind, sind hierbei vorzugsweise mit nicht dargestellten Hülsen aus Kautschuk versehen, die eine Metall-Metal1-Berührung zwischen dem Bolzen und dem Lochrand verhindern und somit als Geräuschisolierung wirken.
Nach dem Anbauen des Teilrahmens 11 sind die Anschlagflächen an den Anschlagstücken 24 in der Karosserie 20 der vorderen Baugruppe 1 mit ihnen gegenüberliegenden Anschlagflächen an den Längsseitenträgern 12 des Teilrahmens 11 so gepaart, daß zwischen ihnen ein bestimmtes Spiel a besteht (s. Fig. 2). Das Spiel a vereinfacht das Anbauen des Teilrahmens 11 und ermöglicht auch eine Relativbewegung zwischen dem Teilrahmen 11 und der Karosserie 20 der vorderen Baugruppe 1. Die Lücke bzw. das Spiel a ist so eingestellt, daß in keinem Falle der Bruch der Bolzenverbindungen 23 durch die Wirkung von Kollisionskräften befürchtet werden muß, bevor die Anschlagflächen der Anschlagstücke 24 und die Anschlagflächen 25 in gegenseitige Anlage gebracht worden sind. Dies bedeutet, daß das Spiel a zwischen je zwei miteinander zusammenwirkenden Anschlagflächen 24 und 25 bei einer Verbindung ohne Geräuschisolierung etwa 3 bis 5 mm beträgt, dagegen bei einer geräuschisolierenden Verbindung bis zu 15 mm betragen kann.
Beim Einbauen der vorderen Baugruppe 1 in ein Fahrzeug sind die hinteren Anschlußstücke 9 zum Zwecke der Kraftübertragung mit dem Fahrzeugbodenabschnitt zu verbinden; somit können mögliche Kollisionskräfte auf nicht dargestellte, den Bodenabschnitt seitlich begrenzende Türschweller übertragen werden.
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Bei einem Frontalzusammenstoß werden die Stoßkräfte über die geschlossenen Trägerquerschnitte der vorderen Baugruppe 1 auf die vorderen Bolzenverbindungen 23 zwischen der Baugruppe und dem Teilrahmen 11 übertragen. Die Bolzenverbindungen 23 und die zugehörigen Verbindungsteile werden dadurch zwar verformt, jedoch tritt ein vollständiger Bruch der Bolzenverbindungen 23 nicht ein, bevor die Anschlagflächen an den Anschlagstücken 24 der vorderen Baugruppe 1 und die Anschlagflächen 25 am Teilrahmen 11 in gegenseitige Anlage gebracht worden sind. Solche Verformungsvorgänge finden nahezu gleichzeitig an den vorderen und hinteren Befestigungsstellen zwischen dem Teilrahmen 11 und der vorderen Baugruppe 1 statt. Durch die Berührung zwischen den Anschlagflächen 24 und 25 ist sichergestellt, daß während der Kollision der Teilrahmen 11 insgesamt als kraftaufnehmendes Bauteil genutzt wird.

Claims (6)

  1. 3U6554
    dr.-ing.franz vuesthoff
    WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ ™-™>l.freda «ukthofp (1927-1910
    DIPL.-ING. GERHAKO PULS (1952-I971)
    EUROPEAN PATENTATTORNEYS dip^-chem. dr. e.preiherr von pechmann
    DR.-ING. DIETER BEHRENS
    DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ
    1-55 457 D-8000 MÜNCHEN 90
    SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 ίο j ι
    TELEGRAMM: PXOTECTPATENT
    TELEX: j 24 070
    Ansprüche
    P ~~
    Vl. yFrontgruppe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einer für die Aufnahme von Stoßen ausgelegten vorderen Baugruppe (1), zu der ein Teilrahmen (11) gehört, der von der Unterseite der Frontgruppe her wegnehmbar befestigt ist und an dem eine Antriebseinheit und/oder wenigstens ein in der Frontgruppe angeordnetes Fahrgestellteil befestigt ist, dadurch gekennzeich net , daß der Teilrahmen (11) zwischen Anschlagstücken (24) in tragenden Abschnitten der vorderen Baugruppe (l) befestigt ist, wobei der Teilrahmen (11) und die tragenden Abschnitte der vorderen Baugruppe (l) Anschlagflächen (24,25) aufweisen, die ungefähr quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges paarweise sich gegenüberliegend angeordnet sind und beim Einwirken extremer Kräfte auf die Fahrzeug-Frontgruppe in gegenseitige Anlage gedrängt werden und dadurch eine Kraftübertragung zwischen den tragenden Abschnitten in der vorderen Baugruppe (1) und. dem Teilrahmen (11) bewirken.
  2. 2. Frontgruppe nach Apspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die tragenden Abschnitte der vorderen Baugruppe (l) im wesentlichen von zwei Längsseitenträgern (4), einem vorderen Stoßstangenträger (2) und einer hinteren Trennwandplatte (3) gebildet sind, und daß daran zwei vordere und zwei hintere Anschlagstücke (24) für den Teilrahmen (11) ausgebildet sind.
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    •
  3. 3. Frontgruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet , daß die Anschlagflächen (25) am Teilrahmen (11) in den zugehörigen vorderen und hinteren Enden von zwei Längsseitenträgern (12) ausgebildet sind, die über wenigstens einen Querträger (13) miteinander verbunden sind.
  4. 4. Frontgruppe nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge kennzeichnet , daß zwischen miteinander zusammenwirkenden Anschlagflächen (25,24) am Teilrahmen (11) und an den tragenden Abschnitten der vorderen Baugruppe (1) in normalen Fahrzuständen für ein vorbestimmtes Spiel (a) gesorgt ist, dessen Größe von der Anordnung mehrerer Bolzenverbindungen (23) zwischen dem Teilrahmen (11) und den tragenden Abschnitten der vorderen Baugruppe (1) abhängig ist.
  5. '5. Frontgruppe nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Endabschnitte der Längsseitenträger (12) im Teilrahmen (11) auch Befestigungsstellen für die Bolzenverbindungen (23) bilden.
  6. 6. Frontgruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet , daß das Spiel (a) zwischen 3 mm und 15 mm beträgt.
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