DE3700131A1

DE3700131A1 - Geschweisste anordnung

Info

Publication number: DE3700131A1
Application number: DE19873700131
Authority: DE
Inventors: Keizo Nanba; Hiromichi Sano; Yoshio Tekshima; Koji Tobita; Atsuo Muneto; Toshihiro Hara; Kazuki Fujise
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1987-01-03
Publication date: 1987-07-23
Also published as: JPH0659838B2; JPS62166165A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine geschweißte Anordnung mit einem Tragglied, z.B. einem Hohlkörper mit rechteckigem Querschnitt od. dgl., und ein daran angeschweißtes Last glied, insbesondere eine Anordnung zur Erhöhung der Wider standsfähigkeit des geschweißten Bereichs.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In Fig. 7 ist eine geschweißte Anordnung dargestellt, bei der ein Lastglied 53 vertikal an eine Oberfläche einer tragenden Wand 51 a eines Tragglieds 51 angeschweißt ist, bei dem jede Seite dieselbe Wandstärke aufweist. Wenn eine Last P auf das Ende des Lastglieds 53 einwirkt, treten Unterschiede in der Dehnung in den jeweiligen Bereichen in der Nähe des geschweißten Bereichs 55 auf, wie dies im Schaubild gemäß Fig. 8 dargestellt ist.

Die Bezugszeichen 53 a und 53 b in den Fig. 7, 8 und 9 bezeichnen den mittleren Bereich und die Seitenbereiche der Oberfläche der Wand des Lastglieds 53, auf die die Last P einwirkt.

Wie aus Fig. 8 deutlich hervorgeht, tritt in den Seiten bereichen 53 b eine größere Dehnung als im mittleren Bereich 53 a auf. Dementsprechend neigen die Seitenbereiche 53 b dazu, bei einer geringeren Last nachzugeben im Vergleich zum mittleren Bereich 53 a. Die vorstehend beschriebene geschweißte Anordnung, bei der die Dehnung entsprechend der einwirkenden Last ungleichmäßig auftritt, verursacht Probleme wie Mißerfolge in der Schaffung einer ausreichenden Widerstandsfähigkeit einer geschweißten Anordnung.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine geschweißte Anordnung zu schaffen, die einen Hohlkörper als Tragglied aufweist, dessen äußere Wände sich parallel in ihrer Ver längerung erstrecken.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer geschweißten Struktur, die ein Lastglied aufweist, das mit der tragenden Wand des Tragglieds verschweißt ist.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine geschweißte Anordnung zu schaffen, bei der die Wand stärke wenigstens einer Wand des Tragglieds dicker ausge bildet ist als die Wandstärke der übrigen Wände, so daß die infolge eines auf das Lastglied ausgeübten Biegemoments bewirkte Dehnung gleichmäßig auf den mittleren Bereich und die Seitenbereiche desselben ausgeübt wird.

Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf fung einer geschweißten Anordnung, bei der ein Verstärkungs glied an der tragenden Wand des Tragglieds angebracht ist, um so die Widerstandsfähigkeit desselben zu erhöhen.

Indem die Wandstärke der tragenden Wand des Tragglieds größer als die der übrigen Wände gewählt wird, oder indem das Verstärkungsglied an der Innenfläche der tragenden Wand befestigt wird, wirkt sich die infolge des auf das Lastglied ausgeübten Biegemoments verursachte Dehnung gleich mäßig auf den mittleren Bereich und die Seitenbereiche des Lastglieds in der Nähe des geschweißten Bereichs aus. Dadurch können durch die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Probleme gelöst werden, und darüber hinaus kann eine beträchtliche Erhöhung der Widerstandsfähigkeit am geschweißten Bereich erzielt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfin dung werden zusammen mit der folgenden detaillierten Be schreibung und den Zeichnungen noch deutlicher. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer geschweißten Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht derselben geschweißten Anord nung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht dieser geschweißten Anordnung,

Fig. 4 und 5 perspektivische Ansichten von geschweißten Anord nungen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer geschweißten Anordnung in der Anwendung in einem Fahrzeug,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren ge schweißten Anordnung und

Fig. 8 und 9 Schaubilder zur Darstellung der Zusammenhänge zwischen einer Dehnung und der belasteten Bereiche des Lastglieds in der bekannten Weise.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Gemäß Fig. 1 sind äußere Seitenwände 1 b jeweils parallel an beiden Enden einer tragenden Wand 1 a eines Tragglieds befestigt. Beide Enden einer Rückwand 1 c des Tragglieds sind an den jeweils anderen Enden der Seitenwände 1 b be festigt, so daß ein rechteckiger Querschnitt gebildet wird. Ein als Hohlkörper ausgebildetes Lastglied 3 mit recht eckigem Querschnitt ist an der tragenden Wand 1 a des Trag glieds 1 angeschweißt.

Beide Glieder 1, 3 bestehen aus einer Aluminiumverbindung (japanische Industrienorm A6N01-T5). Die Abmessungen des Lastglieds 3 und des Tragglieds 1 sind: 90 mm (A) × 60 mm (B) × 4 mm (Wandstärke) bzw. 150 mm (D) × 75 mm (E), jeweils gemäß den Fig. 2 und 3.

Die Wandstärke der tragenden Wand 1 a beträgt variabel 10 mm, 20 mm und 5 mm gemäß Tabelle 1.

Gemäß Fig. 2 wirkt eine statische Last P von beispiels weise 150 kg auf ein Ende des Lastglieds 3 ein, und zwar in einem Abstand von 480 mm (K) von der tragenden Wand 1 a des Tragglieds 1. Die Tabelle 2 gibt die durch die vor stehend genannte Last P bewirkte Dehnung in einem mittleren Bereich 3 a und Seitenbereichen 3 b wieder. Weiterhin wird dann eine dynamische Last p von beispielsweise 288 kg perio disch ausgeübt. Aus Tabelle 3 ergibt sich die Anzahl von Lasteinwirkungen, bis das Lastglied 3 bricht.

Im Falle der Werte des Musters NO. 1 in Tabelle 1, das heißt bei einer doppelten Wandstärke der tragenden Wand 1 a gegen über der Seitenwand 1 b, beträgt das Dehnungsverhältnis des Seitenbereichs zum mittleren Bereich 1,7. Im Falle des Musters NO. 2 in Tabelle 1, das heißt bei einer vier fachen Wandstärke der tragenden Wand 1 a zu der von 1 b, beträgt das Dehnungsverhältnis 1,2. Verglichen mit dem Bezugsmuster, bei dem alle Wände des Tragglieds 1 dieselbe Wandstärke aufweisen, was zu einem Dehnungsverhältnis von 3,5 führt, gewährleisten die vorstehend beschriebenen Bei spiele eine gleichmäßig über dem Lastglied 3 verteilte Dehnung. Dadurch wird die Last gleichmäßig über den geschweiß ten Bereich 5 verteilt und erhöht dadurch dessen Widerstands kraft.

Wie aus Tabelle 3 offenbar wird, verbessern die erfindungs gemäßen Ausführungsbeispiele wie NO. 1 und NO. 2 die Ermü dungseigenschaften des Lastglieds 3 um ungefähr den Faktor 2,5-5,9 verglichen mit denen bekannter Lastglieder.

Die tatsächliche, auf das Lastglied 3 am geschweißten Bereich 5 einwirkende Dehnung ist gleichmäßig verteilt und ent spricht ungefähr dem theoretischen Wert und erlaubt dadurch eine Vorhersage über die benötigte Widerstandskraft und die Bestimmung der optimalen Widerstandskraft.

Da die Wandstärke der Seitenwand 1 b geringer als die der tragenden Wand 1 a ist, können der Materialaufwand und ebenso die Kosten reduziert werden.

Die folgenden Beispiele sind bevorzugte Ausführungsbeispiele zur Erläuterung der Erfindung. Selbstverständlich ist jedoch die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Gemäß Fig. 4 ist der Innenraum des Tragglieds 1 durch eine als Verstärkungsglied dienende Rippe 1 A zur Verbindung der Wand 1 a und der Wand 1 c unterteilt. Gemäß Fig. 5 geht von der Innenfläche der tragenden Wand 1 a eine Rippe 1 B als weiteres Verstärkungsglied aus, die ein freies Ende aufweist, wobei die auf das Lastglied 3 ausgeübte Dehnung gleichmäßig verteilt wird.

Neben einem Hohlkörper mit rechteckigem Querschnitt gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können auch I-förmige, H-förmige oder teilweise rechteckförmige Hohlkörper verwendet werden.

Nachfolgend soll ein erfindungsgemäßes, bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel beschrieben werden, das für einen Fahrzeug rahmen verwendet wird.

Gemäß Fig. 6 ist ein Seitenrahmenteil 11 als Tragelement im Rahmen seitlich angeordnet. Die Wandstärke einer tragenden Wand 11 a des Seitenrahmenteils 11 ist größer als die einer Seitenwand 11 b. Eine Gelenkstütze 13 als Lastglied geht vom Seitenrahmenteil 11 aus und ist dort angeschweißt. Ein Verbindungsglied 16 ist parallel zum Seitenrahmenteil 11 an der Gelenkstütze 13 angebracht. Eine Aufhängung 19 für ein Fahrzeugrad 17 ist an dem Verbindungsglied 16 ange ordnet.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird ein Biegemoment auf den geschweißten Bereich 15 zwischen der Gelenkstütze 13 und dem Seitenrahmenteil 11 über das Fahr zeugrad 17, die Aufhängung 19 und das Verbindungsglied 16 ausgeübt. Die Wandstärke der tragenden Wand 11 a des Seitenrahmenteils 11 ist größer als die der Seitenwand 11 b, wodurch die Widerstandskraft gegen eine Materialermüdung des geschweißten Bereichs 15 verbessert und gleichzeitig eine Erhöhung der Torsionssteifigkeit und der Biegesteifig keit erreicht wird. Die Wandstärke der Seitenwand 11 b und des Seitenrahmenteils 11 ist relativ gering, wodurch Material eingespart und eine Gewichtsreduzierung erreicht wird.

Es sind hier lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben, selbstverständ lich ist es jedoch im Rahmen der Erfindung möglich, andere und unterschiedliche Ausführungsbeispiele in verschiedenen anderen Kombinationen und bei verschiedenen Einsatzmöglich keiten aufzuzeigen, wobei innerhalb des Schutzumfangs des erfindungsgemäßen Konzepts, wie es hier dargestellt ist, Änderungen und Modifikationen möglich sind.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Claims

1. Geschweißte Anordnung, gekennzeichnet durch
ein Tragglied (1, 11) mit einer tragenden Wand (1 a, 11 a), von Enden dieser tragenden Wand ausgehenden Seitenwänden (1 b, 11 b) und einer mit diesen Seitenwänden verbundenen Rückwand (1 c),
ein an einer Oberfläche der tragenden Wand (1 a, 11 a) dieses Tragglieds (1, 11) angeschweißtes und sich von dort aus erstreckendes Lastglied (3, 13),
wobei bei dieser Anordnung entweder die Wandstärke der tragenden Wand (1 a, 11 a) größer als die der übrigen ist oder ein Verstärkungsglied (1 A, 1 B) mit der tragenden Wand (1 a, 11 a) dieses Tragglieds (1, 11) verbunden ist, so daß die infolge eines Biegemoments auf dieses Lastglied ein wirkende Dehnung gleichmäßig über den mittleren Bereich (3 a) und die Seitenbereiche (3 b) des Lastglieds nahe dem geschweißten Bereich (5, 15) verteilt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragglied als seitlich im Rahmen eines Fahrzeugs angeordnetes Seitenrahmenteil (11) ausgebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Lastglied (13) als Halteglied für ein Aufhänge system eines Fahrzeugs ausgebildet ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied (1 B) ein freies Ende aufweist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verstärkungsglied (1 A) mit der tragenden Wand (1 a) und der Rückwand (1 c) verbunden ist und dabei einen wenigstens einmal unterteilten Innenraum des Tragglieds (1) bildet.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragglied (1, 11) und das Lastglied (3, 13) aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sind.