DE3905650C1 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
- B62D21/10—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted in which the main member is plate-like
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Kraftfahrzeug
karosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige selbsttragende Karosserien sind aus der Serien
produktion von Kraftfahrzeugen geläufig und z.B. aus der
DE-OS 28 47 679 druckschriftlich bekannt.
Den Stabilitäts- und Sicherheitsanforderungen bei Kraft
fahrzeugen angepaßt, umfassen sie seitliche, vordere und
hintere Längsträger, die aber nicht geradlinig ineinander
übergehen können, da die vorderen und hinteren Längsträger
vor dem Radeinbauraum zur Fahrzeugmitte hin zurückweichen
müssen. Der dadurch abgekröpfte Anschluß der Längsträger
aneinander bewirkt, daß die Stabilisierung der Karosserie,
insbesondere bei offenen Fahrzeugen, bei denen das die
Steifigkeit erhöhende Dach fehlt, gegen Torsionsschwin
gungen um eine Fahrzeuglängsachse zu gering ist. Dies hat
zur Folge, daß der Fahrkomfort beeinträchtigt wird, da die
im Fahrbetrieb hervorgerufenen Torsionsschwingungen von
den Fahrzeuginsassen als sogenanntes "Querschütteln re
gistriert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Karosserie
festigkeit eines Kraftfahrzeugs gegen Torsionsschwingungen
heraufzusetzen, damit die Höhe der maximalen Torsionschwin
gungsamplituden herabzusetzen und den Torsions-Eigenfrequenz
wert der Karosserie zu erhöhen und damit gegenüber der
Torsionseigenfrequenz der Räder und Radachsen deutlicher
abzusetzen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Die Streben bewirken in ihrer erfindungsgemäßen Ausrich
tung und Festlegung am Karosserieunterboden, daß sich die
Torsionsamplituden der Karosserie verringern, und daß sich
die Torsionsstabilität der Karosserie erhöht bzw. daß
deren Torsionseigenfrequenz in einen um mehrere Hertz hö
heren Bereich ansteigt. Dies bedeutet, daß die beim Fahren
auftretenden Torsionsschwingungen von den Fahrzeuginsassen
in weitaus geringerem Maße wahrgenommen werden, und sich
die höhere Stabilität der Karosserie für Einbauten, wie
z.B. eine Frontscheibe, günstiger auswirkt. Diese Lösung
für eine Stabilitätsverbesserung bietet sich vor allem für
Kraftwagen ohne festes Dach an. Ebenfalls ist es von Vor
teil, daß die höhere Torsionseigenfrequenz der Karosserie
nun weiter über der der Räder mit ihren Radachsen liegt,
so daß die Karosserie nicht zusätzlich von deren
Schwingungen angeregt wird. Bei einer ca. 45°-Ausrichtung
der Streben zur Fahrzeuglängsachse ist die Wirkung der
Strebe unter Abstützung einer dynamisch wechselnden Zug
und Druckbeaufschlagung am größten. Bei einer möglichen
Ausrichtung einer Strebe in Fahrzeuglängsrichtung wäre
diese durch eine ebenfalls auftretende Querbewegung des
Vorbaus bzw. des Hecks zur Fahrgastzelle vor allem auf
Biegung beansprucht und müßte damit für eine stärkere Be
anspruchung ausgebildet sein, während eine in Fahrzeug
querrichtung ausgerichtete Strebe, zur Erhöhung der
Stabilität weitaus wirkungsloser ist.
Für eine erfindungsgemäße Strebe reicht es also aus, diese
so zu profilieren, daß sie einer dynamischen Zug- und Druck
beanspruchung standhält, und daß sie besonders einfach an
die Gegebenheiten des Unterbodens anzupassen ist.
Die Streben erfüllen ihre Aufgabe im Vorbau- ebenso wie im
Heckbereich und erhöhen die durch die Abkröpfung der vor
deren und hinteren Längsträger zu den seitlichen Längs
trägern verminderte Torsionsstabilität, und vermindern die
Querbewegung des Vorbaus bzw. des Hecks zur stabilen Fahr
gastzelle.
Die Gegenstände weiterer Unteransprüche bilden vorteil
hafte Ausbildungsformen des Gegenstands vorangestellter
Ansprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 in Unteransicht einen skizzenartig darge
stellten Unterboden einer Kraftwagenkaros
serie mit Längsträgern und erfindungsgemäßen
Streben, und
Fig. 2 eine zur Karosserie in Fig. 1 gehörende
Torsions-Schwingungsdarstellung, mit einge
zeichneter Anordnung der Streben und der
Fahrgastzelle.
Die Fig. 1 zeigt die nur teilweise gezeichnete Unteran
sicht eines Unterbodens 1 einer Kraftfahrzeugkarosserie,
an dem vordere und hintere Radausschnitte 2 bzw. 3 und in
Fahrzeuglängsrichtung dazwischenliegende, seitliche Längs
träger (Schweller) 4 und 5 angeordnet sind. Diese seitlichen
Längsträger 4 und 5 stellen etwa die seitliche Begrenzung
einer in der Fahrzeughöhe über dem Unterboden 1 liegenden,
gestrichelt eingezeichneten Fahrgastzelle 6 dar, die gegen
einen Fahrzeugvorbau 7 mit einer Stirnwand 8 endet, welche
zusammen mit einem im Fahrzeugmittenbereich in Fahrzeug
längsrichtung ausgebildeten Karosserietunnel 9 die Fahr
gastzelle 6 ebenfalls stabilisiert.
Im Fahrzeugvorbau 7 sind am Unterboden 1 ebenfalls zwei
vordere Längsträger 10 und 11 festgelegt, die, um Platz
für die Festlegung einer Vorderradachse zu schaffen, gegen
die mittlere Fahrzeuglängsachse versetzt sind, welche aber,
um eine gute Aufprallstabilität der Karosserie zu erreichen,
gegen die Fahrgastzelle 6 eine Gabelung aufweisen, wovon
jeweils zwei Arme 12 und 14 einen Gabelträgerverband und
ein dritter Arm 13 einen Anschlußträger bilden, und ein
Arm 12 des Gabelträgerverbands und der Anschlußträger 13
in den jeweiligen seitlichen Längsträger 4 bzw. 5 über
gehen, und der Arm 14 sich am Tunnel 9 abstützt.
Der Unterboden 1 weist darüber hinaus auch einen karosserie
festen Motorquerträger 15 auf.
Erfindungsgemäß sind am Unterboden 1 der Karosserie Streben
16, 17 und 18, 19 festgelegt, die mit einem Ende jeweils
an einem der seitlichen Längsträger 4 bzw. 5 festgeschraubt
sind, und welche gegen den Fahrzeugmittenbereich ausge
richtet, und mit ihrem anderen Ende wiederum am Unterboden
1 der Karosserie befestigt sind. Dabei verläuft jede Strebe
16, 17, 18, 19 mit annähernd einem 45° Winkel zur Fahrzeug
längsachse ausgerichtet entlang dem Unterboden 1 zumindest
bis in den Fahrzeugmittenbereich.
Die vorderen Streben 16, 17 führen von jeweils einem seit
lichen Längsträger 4 und 5 in den Fahrzeugvorbau 7 und
sind in dieser Ausführung am karosseriefesten Motorquer
träger 15 festgeschraubt, und überspannen dabei annähernd
den abgekröpften Übergang von den seitlichen Längsträgern
4 und 5 zu den zugehörigen vorderen Längsträgern 10 und
11, wodurch sie die Torsionseigenfrequenz der Karosserie
erhöhen.
Ebenso können hintere Streben 18, 19 vorgesehen werden,
die von je einem seitlichen Längsträger 4 bzw. 5 in ein
Fahrzeugheck 20 führen, und die dabei ebenfalls annähernd
den abgekröpften Übergang von den seitlichen Längsträgern
4, 5 zu zugehörigen, sich im Fahrzeugheck 20 am Unterboden
1 befindenden, hinteren Längsträgern 21 und 22 überspan
nen. Zur Festlegung der hinteren Streben 18 und 19 im Fahr
zeugheck 20 kann hier eine Verschraubung an einer hohe
Steifigkeit bietenden Konsole einer Reserveradmulde 23
gewählt werden.
Zur Festlegung der Streben 16, 17, 18, 19 im Fahrzeugmit
tenbereich ist jedes ausreichend steife Karosserieteil
geeignet. Soweit es einbautechnisch möglich ist, sollten
die Streben dabei möglichst nahe der mittleren Fahrzeug
längsachse befestigt werden und können auf einer Teillänge
zusätzlich am Unterboden 1 der Karosserie gelagert sein.
Es ist ausreichend, für die Ausbildung dieser Streben 16,
17, 18, 19 ein Flachprofil zu wählen, da diese durch ihre
45°-Ausrichtung zur Fahrzeuglängsachse durch die im Fahr
betrieb auftretenden Torsionsschwingungen vor allem mit
hoher Frequenz dynamisch zug- und druckbeaufschlagt wer
den. Ebenso kann aber auch jedes andere Profil verwendet
werden, für das der vorgesehene Einbauraum am Unterboden
ausreichend ist.
Des weiteren können die Streben 16, 17, 18, 19 auch derart
ausgebildet sein, daß sie sich nach ihrer Festlegung an
den seitlichen Längsträgern 4, 5 von den jeweils gegen
überliegenden Seiten aus im Fahrzeugmittenbereich über
kreuzen, und unter einer 45°-Ausrichtung zur Fahrzeug
längsachse zur gegenüberliegenden Fahrzeugseite geführt
und dort am Unterboden 1 der Karosserie befestigt sind.
In Fig. 2 sind dünn gezeichnet zwei mögliche, maximale
Torsionsamplitudenverläufe I und II über das Kraftfahrzeug
bei Fahrbetrieb gezeigt. Das Schaubild zeigt, daß die
Torsionsamplituden in den Seitenbereichen des Fahrzeugs am
höchsten auftreten, und entlang einer Fahrzeuglängsachse
eine Schwingungsnullinie 24 und etwa auf halber Seiten
länge einen Nullpunkt 25 besitzen, an denen sich jeweils
die zugehörige Schwingungsrichtung umkehrt.
Zusätzlich sind in dieses Schaubild die vorderen Streben
16, 17 und die hinteren Streben 18, 19 sowie die Fahrgast
zelle 6 in einer mittleren Schwingungslage eingezeichnet.
Es ist zu erkennen, daß die Streben 16, 17, 18, 19, durch
die etwa der abgekröpfte Bereich von den seitlichen Längs
trägern 4, 5 zu den vorderen Längsträgern 10, 11 und zu
den hinteren Längsträgern 21, 22 zur Erhöhung der Karosserie
steifigkeit und der Torsionseigenfrequenz überspannt wird,
in dieser Ausführung auch aus einem Bereich mit hohen
Torsionsschwingungen in einen Bereich mit geringer Schwin
gungsamplitude geführt sind. Diese Schwingungsamplitude
kann Null oder durch die Querbewegung des Vorbaus 7 bzw.
Hecks 20 zur Fahrgastzelle 6 auch gegenphasig sein.
Daraus resultiert zusammen mit der 45°-Ausrichtung der
Streben 16, 17, 18, 19 zur Fahrzeuglängsachse, daß die
Streben 16, 17, 18, 19 eine Bewegung ihres Befestigungs
punkts an ihrem zugehörigen, seitlichen Längsträger 4 bzw.
5 auf einem Radius zulassen würden, dieser aber in Rich
tung einer Fahrzeughochachse schwingt, so daß die Ampli
tude dieser Torsionsschwingung durch die hemmenden Streben
16, 17, 18, 19 verringert wird, wobei diese eine wechselnde
Zug- und Druckbeanspruchung erfahren.
Claims (5)
1. Selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie, mit äußeren,
seitlichen Längsträgern (Schwellern) am Unterboden im Be
reich der Fahrgastzelle, und mit zur mittleren Fahrzeug
längsachse versetzten, sich im Fahrzeugvorbau und im Fahr
zeugheck befindenden, vorderen und hinteren Längsträgern,
die mit einer Abkröpfung an die seitlichen Längsträger
anschließen,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Unterboden (1) der Karosserie Streben (16, 17, 18, 19)
festgelegt sind, die mit einem Ende an einem seitlichen
Längsträger (4 bzw. 5) befestigt, gegen einen Fahrzeug
mittenbereich gerichtet, und mit ihrem anderen Ende wie
derum am Unterboden (1) der Karosserie befestigt sind,
wobei jeweils eine Strebe (16, 17) von beiden seitlichen
Längsträgern (4, 5) in den Fahrzeugvorbau (7) oder/und je
weils eine Strebe (18, 19) von beiden seitlichen Längsträ
gern (4, 5) in das Fahrzeugheck (20) geführt ist, und jede
Strebe (16, 17, 18, 19) zur Fahrzeuglängsachse mit annähernd
einem 45- Winkel ausgerichtet, entlang dem Unterboden (1)
zumindest bis in den Fahrzeugmittenbereich verläuft.
2. Selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Streben (16, 17, 18, 19) als Flachprofil ausgebildet
sind.
3. Selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der
Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorderen Streben (16, 17) mit einem Ende im Fahr
zeugmittenbereich an einem karosseriefesten Motorquerträ
ger (15) befestigt sind.
4. Selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der
Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hinteren Streben (18, 19) mit einem Ende an einer
Konsole einer Reserveradmulde (23) befestigt sind.
5. Selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der
Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Streben (16, 17, 18, 19) im Fahrzeugmittenbe
reich überkreuzen und mit einem Ende an einer gegenüber
liegenden Fahrzeugseite am Unterboden (1) der Karosserie
befestigt sind.
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