DE4008703A1

DE4008703A1 - Tragstruktur fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4008703A1
Application number: DE19904008703
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Krebs
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1990-03-17
Filing date: 1990-03-17
Publication date: 1991-09-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, umfas sen im allgemeinen relativ steife Träger und sich daran anschließende, relativ dünnwandige Bleche, welche die Träger miteinander verbinden und/oder Teile des Aufbaus bilden. Die Verbindung der Träger mit den Blechen ge schieht fast ausnahmslos durch Punkt- bzw. Schutz gasschweißung. Zu diesem Zweck sind an den Trägern und/oder den Blechen sogenannte Schweißflansche vorge sehen, meist gebildet durch einen streifenförmigen Überstand, welcher ggf. abgewinkelt ist. Diese Verbin dungsart läßt sich schnell und kostengünstig - insbe sondere auch durch sogenannte Schweißroboter - in einer Großserienfertigung realisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat tungsgemäße Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug so wei ter zu bilden, daß bei einem unfallbedingten Aufprall über die Tragstruktur mehr Verformungsarbeit geleistet werden kann.

Die bekannte Tragstruktur mit dickwandigen, meist gera den Längsträgern und dünnwandigen, meist räumlich ver formten Blechen bilden eine inhomogene Struktur, welche bei einer aufprallbedingten Verformung zu lokalen Span nungsspitzen führt. In diesen Bereichen kann die Ver bindung zerstört werden, so daß das angrenzende Bauteil nur indirekt zur Leistung von Verformungsarbeit heran gezogen wird. Anzustreben ist deshalb eine gleichmäßige und vor allem auch eine großflächige Krafteinleitung.

Bei der vorgeschlagenen Tragstruktur ist an den Schweißflansch des Trägers mindestens ein Ansatz ange formt, welcher an dem anschließenden Blech anliegt und mit diesem durch Schweißung verbunden ist. Darüber ist eine homogene Krafteinleitung in das schwächer dimen sionierte Bauteil gegeben, so daß dieses bei einem Auf prall zu einem wesentlichen Umfang die Aufprallenergie umwandeln kann. Es wird also viel Umgebungsmaterial zum Mittragen des kraftbeauschlagten Trägers herangezogen. In den Bereichen, in denen Kraftspitzen auftreten, kön nen die Ansätze größer dimensioniert sein und darüber auch mehr Kraft in das Blech einleiten. Dadurch, daß der Ansatz großflächig an dem Blech anliegt, kann er sich der beim Crash verformenden Umgebung anpassen, ohne daß die Verbindung gelöst wird. Anders hingegen bei dem bekannten, nur sehr kurzen Schweißflanschen, welche in sich bereits so starr sind, daß eine Anpas sung bei der Verformung kaum möglich ist.

Die vorgeschlagenen Ansätze lassen sich ohne großen Aufwand beim Stanzen der Bleche erzeugen. Sie werden zweckmäßig überall dort angebracht, wo während des normalen Betriebes hohe Belastungen auftreten oder aber entsprechend der Hauptzielrichtung der Erfindung in denjenigen Bereichen, in denen bei einem Aufprall sehr hohe Kräfte auftreten und deshalb neben den Trägern auch die sich daran anschließenden Bleche zur Leistung von Verformungsarbeit herangezogen werden sollen. Sol che Bereiche können etwa die vorderen oder seitlichen Längsträger der Tragstruktur des Fahrzeuges bilden. Aber auch in einem Abschnitt, in dem ein Sicherheits gurt festgelegt ist, kann in der beschriebenen Weise verstärkt werden.

Vorteilhaft wird der Ansatz über Radien an den Schweiß flansch angeschlossen. Durch die Radien ist eine gute Krafteinleitung in den Ansatz gewährleistet; gleichzei tig wird die Rißgefahr wesentlich reduziert.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Ansatz im Bereich zwischen dem Schweißflansch und seiner Fest legung an dem Blech eine Sicke aufweisen. Je nach An forderung kann es jedoch auch vorteilhaft sein, in diesem Bereich eine oder mehrere Aussparungen vorzuse hen. Beide Maßnahmen dienen dazu, die beim Aufprall auftretende Verformung des Absatzes individuell zu gestalten, d. h. eine größere oder kleinere Dehnung zuzulassen. Dieses Verhalten läßt sich auch durch die Anzahl und die Lage der Schweißpunkte beeinflussen, wenn der Ansatz mittels dieser Verbindungsart an dem Blech gehalten ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Ab schnitt aus einer Tragstruktur für ein Kraft fahrzeug mit einem Träger und einem sich daran anschließenden Blech,

Fig. 2 eine im Verbindungsbereich mit dem Blech abge wandelte Bauform des Trägers,

Fig. 3 eine weitere Bauform des Trägers und

Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 3.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Ver bindung eines Trägers 5 mit einem Blech 7. Während sich der Träger 5 durch eine relative Dickwandigkeit und demnach Steifigkeit auszeichnet, ist das Blech 7 rela tiv dünnwandig.

Der Träger 5 weist einen Schweißflansch 9 auf, an den sich mehrere Ansätze 11 einstückig anschließen. Die Verbindung zwischen dem Träger 5 und dem Blech 7 er folgt durch Punktschweißen. Die Schweißpunkte sind in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 13 versehen.

Durch die zusätzliche Anbindung des Bleches 7 über die Ansätze 11 wird erreicht, daß bei einer aufprallbeding ten Verformung des Trägers 5 verstärkt auch das Blech 7 zur Leistung von Verformungsarbeit herangezogen wird.

Eine abgewandelte Bauform zeigt Fig. 2. Die Ansätze 11 sind dort über Radien 15 an den Schweißflansch 13 ange schlossen. Außerdem ist in jedem Ansatz 11 eine Ausspa rung 17 zu erkennen, welche dazu dient, im Belastungs fall die Verformung der Ansätze 11 zu beeinflussen.

Eine der Fig. 2 ähnliche Variante zeigt Fig. 3. Dort ist nur anstelle der Aussparung 17 in dem Ansatz 11 eine Sicke 19 eingeprägt, wie dies aus Fig. 4 deutlich zu ersehen ist. Die Sicke 19 dient wie die Aussparung 17 ebenfalls dazu, das Verformungsverhalten des Ansat zes 11 bei Belastung zu beeinflussen.

Es versteht sich von selbst, daß die Ansätze nicht nur wie in der Zeichnung gezeigt eben ausgebildet sein können, sondern entsprechend der Kontur der Bleche auch eine sphärische Krümmung möglich ist.

Claims

1. Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug, umfassend rela tiv steife Träger und sich daran anschließende, relativ dünnwandige Bleche, welche die Träger mit einander verbinden und/oder Teile des Aufbaus bil den, wobei zumindest ein Träger mit einem Blech über einen sogenannten Schweißflansch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schweiß flansch (9) des Trägers (5) mindestens ein Ansatz (11) angeformt ist, welcher an dem anschließenden Blech (7) anliegt und mit diesem durch Schweißung verbunden ist.

2. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Ansatz (11) über Radien (15) an den Schweißflansch (9) angeschlossen ist.

3. Tragstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ansatz (11) im Bereich zwi schen dem Schweißflansch (9) und seiner Festlegung an dem Blech (7) eine Sicke (19) aufweist.

4. Tragstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (11) im Bereich zwischen dem Schweißflansch (9) und seiner Festlegung an dem Blech (7) eine oder mehrere Aus sparungen (17) aufweist.

5. Tragstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (11) durch Schweißpunkte (13) mit dem Blech (7) verbunden ist.