DE4020363C2 - Längsträger für Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Längsträger für Per­ sonenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Längsträgerkonstruktionen der vorbezeichneten Art be­ steht die Gefahr, daß die von der Hinterachse über die jeweiligen Federteller auf das zugeordnete Längsträger­ profil ausgeübten Kräfte im Laufe der Zeit zu unerwünsch­ ten Verformungen der Schweißverbindung zwischen Boden­ blech und dem betreffenden Radkasten führen. Die Folge davon ist eine Verformung der gesamten Hinterrahmenkon­ struktion des Fahrzeugs.

Aus der DE-P 4178 II/63C ist eine Längsträgerkonstruktion für ein Fahrzeug bekannt, bei der zur Bildung eines Hohl­ profils im Bereich des zugeordneten Radgehäuses ein mit einem Winkelprofil verbundenes Verstärkungsprofil ange­ ordnet und flächig mit dem Hinterradgehäuse verbunden ist, wobei ein nach innen abgewinkelter Flansch mit dem Bodenblech des Fahrzeuges und einem waagerecht verlaufen­ den Abschnitt des Winkelprofils verbunden ist. Das Boden­ blech und das den Längsträger bildende Hohlprofil sind damit nicht unmittelbar mit dem Radgehäuse verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Hinterrah­ menkonstruktion hinsichtlich ihrer Torsionssteifigkeit, insbesondere hinsichtlich ihrer örtlichen Steifigkeit im Bereich der Hinterachse zu verbessern, so dass die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Längsträ­ ger der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß das Verstärkungsprofil als nach oben offenes Trapez ausgebil­ det ist und einen innenseitig nach oben gerichteten Ver­ bindungsflansch aufweist, der seitlich an das Radgehäuse angeschweißt ist.

Zwar ist es bereits an sich bekannt, Trägerkonstruktionen von Fahrzeugen an bestimmten Stellen durch Einschweißen zusätzlicher Profilteile zu verstärken; vgl. z. B. DE 34 34 452 A1, DE 25 27 385 C3 und DE 37 07 554 A1. Bei die­ sen bekannten Verstärkungsmaßnahmen handelt es sich je­ doch nicht um Lösungen des der Erfindung zugrundeliegen­ denden speziellen Problems (siehe oben).

Durch die Erfindung erhält der Längsträger im Bereich des Federtellers der Hinterachse eine zweite vertikale (oder im wesentlichen vertikale) Wand, die mit einem innensei­ tig nach oben gerichteten Flansch seitlich an das Radge­ häuse angeschweißt ist, wodurch eine örtliche Verformung des Hinterrahmens durch Federtellerkräfte wirksam vermie­ den wird. Die erfindungsgemäße Konstruktion bedeutet so­ mit eine Verbesserung der Torsionssteifigkeit und örtli­ chen Steifigkeit des Längsträgers. Die Durchbiegung und Crashverhältnisse beim Heckaufprall werden ebenfalls ver­ bessert. Insgesamt gesehen bewirken die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Erhöhung der Sicherheit und eine Verlänge­ rung der Lebensdauer des Fahrzeugs.

In dieser Hinsicht besteht eine vorteilhafte Ausgestal­ tung der Erfindung darin, daß das Verstärkungsprofil au­ ßenseitig und an der Unterseite, den Konturen des Winkelprofils folgend, an diesem anliegt und an der oberen äußeren Kante mit dem Winkelprofil punktverschweißt ist.

Im einzelnen wird diesbezüglich vorgeschlagen, daß der Verbindungsflansch des Verstärkungsprofils - ausgehend von der horizontalen Unterseite desselben - auf die angrenzende Vertikalwand des Radgehäuses zu geneigt angeordnet ist, mit seinem freien (oberen) Ende zwischen Bodenblechflansch und Vertikalwand des Radgehäuses eingreift und dort mit diesen Teilen punktverschweißt ist. Vorzugsweise ragt der Verbin­ dungsflansch des Verstärkungsprofils mit seinem freien Ende nach oben über den Bodenblechflansch hinaus und ist dort nochmals - in einer zu einer ersten Punktschweißreihe parallelen zweiten Punktschweißreihe mit der Vertikalwand des Radgehäuses punktverschweißt.

Die hierdurch erzielbare doppelte Schweißpunktreihe zwi­ schen dem Bodenblech, dem Verstärkungsprofil (Verbindungs­ flansch) und dem Radgehäuse einerseits und zwischen dem Verstärkungsprofil (Verbindungsflansch) und dem Radgehäuse andererseits führt vorteilhafterweise zu einer Entlastung der betreffenden Schweißpunkte.

Die Erfindung ist nun anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung veranschaulicht und im folgenden näher erläu­ tert. Es zeigt:

Fig. 1 eine PKW-Karosserie in perspektivischer Dar­ stellung,

Fig. 2 den hinteren Bereich eines Längsträgers (Teil des sog. Hinterrahmens) für das Fahrzeug nach Fig. 1, in Seitenansicht betrachtet,

Fig. 3 den Gegenstand von Fig. 2, in perspektivischer und gegenüber Fig. 2 vergrößerter Darstellung, und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Der aus der Zeichnung, insbesondere aus Fig. 2 und 3 er­ sichtliche, ein wesentliches Element der Hinterrahmenkon­ struktion eines Personenkraftwagens bildende Längsträger ist funktionsmäßig in zwei Bereiche aufgeteilt: einen dem "Hinterrahmen" zugerechneten, mit 10a bezeichneten Teil und einen der "Verlängerung-Hinterrahmen" zugerechneten Teil, der insgesamt das Bezugszeichen 10 trägt. Der Teil 10a reicht bis zu einer in Fig. 2 und 3 mit "A" gekennzeichne­ ten gestrichelten Linie. Hieran schließt sich der Teil 10 der Längsträgerkonstruktion an.

Die Lage des in Fig. 2 und 3 in Separatdarstellung gezeig­ ten rückwärtigen Längsträgerteils 10, um den es bei der vorliegenden Erfindung geht, ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet.

In Fig. 2-4 bezeichnet im einzelnen 11 ein Winkelprofil, welches im Bereich des hinteren Radkastens 12 der Karosse­ rie (siehe Fig. 1) eine Abbiegung 13 nach oben aufweist. Das zugeordnete Radgehäuse ist in Fig. 2-4 mit 14 bezif­ fert. Fig. 4 macht deutlich, daß das Winkelprofil 11 in diesem Bereich - bei 15 - an das Radgehäuse 14 angeflanscht und mit diesem verschweißt ist, so daß das Radgehäuse 14 einen Bestandteil der gesamten Längsträgerkonstruktion 10 bildet. Wie Fig. 3 erkennen läßt, wird also eine im hinte­ ren Bereich des Winkelprofils 11 vorhandene und mit 16 bezeichnete innere Längsträgerwand im Radkastenbereich ausgespart bzw. dort durch das Radgehäuse 14 ersetzt.

Wie weiterhin aus Fig. 4 hervorgeht, ist das Winkelprofil 11 bei 17 an das mit 18 bezifferte Bodenblech des Fahrzeugs angeflanscht und -geschweißt. Das (in Fig. 3 weggelassene) Bodenblech 18 besitzt im Bereich des Radgehäuses 14 einen nach oben abgebogenen Flansch 19, der durch eine in Fig. 4 strichpunktiert angedeutete Punktschweißreihe 20 mit dem Radgehäuse 14 verbunden ist. Somit tragen im Radkastenbe­ reich 12 das Radgehäuse 14 und das Bodenblech 18 zusammen mit dem Winkelprofil 11 zur Vervollständigung der insgesamt ein Kastenprofil bildenden Längsträgerkonstruktion 10 bei.

Des weiteren ist aus Fig. 2-4, insbesondere aus Fig. 3 und 4, ersichtlich, daß innerhalb des Winkelprofils 11 und an dessen Innenblechen anliegend ein Verstärkungsprofil 21 angeordnet ist, das insgesamt Trapezform aufweist. An der oberen äußeren Kante - bei 27 - ist das Verstärkungsprofil 21 mit dem Winkelprofil 11 punktverschweißt.

Ein innenliegender Schenkel 22 des Verstärkungsprofils 21 ist schräg von unten nach oben geneigt gegen das Radgehäuse 14 ausgebildet (vgl. Fig. 4) und legt sich mit einem eine obere Verlängerung bildenden Verbindungsflansch 23 an das Radgehäuse 14 an. Fig. 4 macht deutlich, daß hierbei der Verbindungsflansch 23 zwischen den Flansch 19 des Boden­ blechs 18 und das Radgehäuse 14 eingreift, jedoch nach oben hin über den Bodenblechflansch 19 hinausragt. Eine strich­ punktiert angedeutete und mit 24 bezeichnete Schweißpunkt­ reihe fixiert den Verbindungsflansch 23 am Radgehäuse 14. Es ergeben sich also im Bereich 19, 23, 14 zwei zueinander parallele Schweißpunktreihen 20, 24.

Die aus der Zeichnung ersichtlichen und im Vorstehenden beschriebenen Maßnahmen zur Verstärkung des Längsträgers 10 haben die Funktion, Kräfte, die von der Hinterachse des Fahrzeugs auf die Rahmenkonstruktion ausgeübt werden, aufzunehmen und dadurch unerwünschte Deformationen der Längsträger zu verhindern. Der Angriffspunkt dieser Hinter­ achskräfte auf den Längsträger 10 ist in Fig. 2 und 3 mit 25 bezeichnet. Es handelt sich um den sog. Federteller, d. h. um eine tellerförmig ausgebildete Anlagefläche (siehe insbesondere Fig. 3), an der sich die betreffende Radfeder (nicht gezeigt) mit ihrem oberen Ende am Längsträger 10 abstützt. Die Kraftrichtung ist in Fig. 2 durch einen Pfeil 26 angegeben.

Die Kräfte verteilen sich gleichmäßig auf die beiden paral­ lelen Schweißpunktreihen 20 und 24 zwischen dem Bodenblech 18, 19, dem Verstärkungsprofil 21, 22, 23 und dem Radgehäu­ se 14, so daß eine wirksame Entlastung der einzelnen Schweißpunkte an dieser Verbindungsstelle erzielt wird.

Claims (4)

1. Längsträger für Personenkraftwagen, mit einem Win­ kelprofil, das an seiner Oberseite an das Bodenblech des Fahrzeugs und innenseitig - im Bereich der Hin­ terräder - an das jeweils zugeordnete Radgehäuse an­ geflanscht und -geschweißt ist, derart, daß sich ein geschlossenes kastenförmiges Hohlprofil ergibt, wo­ bei das Bodenblech ebenfalls an das Radgehäuse an­ geflanscht und -geschweißt ist, und daß innerhalb des Hohlprofils - im Bereich des zugeordneten Radge­ häuses - ein mit dem Winkelprofil verbundenes Ver­ stärkungsprofil angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verstärkungsprofil (21) als nach oben offenes Trapez ausgebildet ist und einen innenseitig nach oben gerichteten Verbindungsflansch (22) auf­ weist, der (bei 20, 24) seitlich an das Radgehäuse (14) angeschweißt ist.

2. Längsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsprofil (21) außenseitig und an der Unterseite, den Konturen des Winkelprofils (11) folgend, an diesem anliegt und an der oberen äußeren Kante (bei 27) mit dem Winkelprofil (11) punktver­ schweißt ist (Fig. 4).

3. Längsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verbindungsflansch (22) des Ver­ stärkungsprofils (21) - ausgehend von der horizonta­ len Unterseite desselben - auf die angrenzende Ver­ tikalwand des Radgehäuses (14) zu geneigt angeordnet ist, mit seinem freien (oberen) Ende (23) zwischen Bodenblechflansch (19) und Vertikalwand des Radge­ häuses (14) eingreift und dort mit diesen Teilen punktverschweißt ist (bei 20).

4. Längsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsflansch (22) des Verstärkungspro­ fils (21) mit seinem freien Ende (23) nach oben über den Bodenblechflansch (19) hinausragt und dort noch­ mals - in seiner zu einer ersten Punktschweißreihe (20) parallelen zweiten Punktschweißreihe (24) mit der Vertikalwand des Radgehäuses (14) punktver­ schweißt ist.