DE4139306A1 - Traegerverbindung an einer fahrzeugkarosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerverbindung an einer Fahr­ zeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt (EP-PS 01 46 716), die Tragstruktur von Fahr­ zeugkarosserien unter Verwendung von Hohlprofilträgern herzu­ stellen, die durch Knotenelemente miteinander verbunden sind. Als Hohlprofilträger werden Aluminium-Strangprofile und als Knotenelemente Aluminium-Gußknotenteile eingesetzt.

Die Knotenelemente sind teilweise aus zwei Schalen gebildet, die die Enden der Trägerteile übergreifen und über Schweiß­ oder Klebeverbindungen befestigt sind. In einer anderen Befe­ stigungsart werden die Enden der Träger mit ihren Stirnseiten an die Knotenelemente herangeführt und an entsprechenden Aus­ nehmungen eingesetzt oder an Anlageflächen mit Ausklinkungen angefügt und dort verschweißt oder verklebt.

An den Verbindungsstellen der Träger zu den Knotenelementen treten bei Fahrzeugkarosserien hohe Belastungen auf, die hohe Anforderungen an die Festigkeit und Steifigkeit der Verbindun­ gen stellen. Eine besonders kritische Stelle bei einer Fahr­ zeugkarosserie ist der Knoten am mittleren Teil des Pfosten A, wo ein nach unten weisender, unterer Teil des Pfosten A, ein etwa waagrecht nach vorne weisender Kotflügelbankträger und ein etwa waagrecht verlaufender Querträger als unterer Holm der Frontscheibe sowie ein schräg nach oben weisender, oberer Teil des Pfosten A zusammentreffen und alle diese Trä­ ger über ein Knotenelement miteinander verbunden werden müs­ sen. Dort kann insbesondere der obere Teil des Pfosten A im Querschnitt nicht beliebig stark dimensioniert werden, da sonst die Sicht für den Fahrer zu stark beeinträchtigt wäre. Die Wurzel des oberen Teils des Pfosten A am Knotenelement stellt damit im Dacheindrück- oder Überschlagversuch die kri­ tische Schwachstelle eines Fahrzeugdaches und damit der Karos­ serie insgesamt dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trägerverbindung zwischen einem Träger und einem Knotenelement an einer Fahrzeugkarosse­ rie, insbesondere eine Verbindung zwischen einem oberen Teil eines Pfosten A und einem Knotenelement am Pfosten A Mitte zu schaffen, die hohen Belastungen standhält.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 überdeckt bei einer Verbindung mehrerer Trä­ ger an einem Knotenelement wenigstens ein Träger in seinem Längsverlauf das Knotenelement und ist mit diesem an zwei in einem Abstand liegenden Stellen fest verbunden. Damit wirkt der Trägerteil zwischen den Verbindungsstellen bei einer Bela­ stung wie ein Zugband oder eine Stützstrebe, wobei für die Verbindung eine breite Basis zur Verfügung steht. Es wird somit ein steifer Verband aus dem Knotenelement und dem Trä­ gerteil geschaffen, wobei das Trägerteil über einen bruchge­ fährdeten Bereich des Knotenelements hinwegläuft und durch die beiderseitige, feste Verbindung und die Zugbandwirkung einen wesentlichen Gewinn an Festigkeit und Belastbarkeit schafft.

Besonders vorteilhaft ist die Überbrückung eines bruchgefähr­ deten Bereichs an einem Knotenelement, wenn dieser entspre­ chend den örtlichen Gegebenheiten als konkaver Bereich ausge­ bildet ist, der vom Träger überspannt wird. Dabei ist dann der Träger zu beiden Seiten des konkaven Bereichs mit dem Kno­ tenelement verbunden und der Überbrückungsbereich wirkt je nach Belastungsrichtung wie eine zusätzliche Stützstrebe oder ein Zugband.

Üblicherweise endet ein Träger an einem Knotenelement, bzw. steht einseitig von diesem ab. Für die erfindungsgemäße Ver­ bindung wird mit Anspruch 3 daher vorgeschlagen, eine Verbin­ dungsstelle an einem Trägerende vorzusehen, wobei im weiteren Verlauf der Träger zumindest einen Teil des Knotenelements als Zugband überdeckt und im Abstand zum Trägerende nochmals mit dem Knotenelement fest verbunden ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführung nach Anspruch 4 wird die erfindungsgemäße Trägerverbindung bei Aluminiumkaros­ serien ausgeführt, wobei die Träger als Hohlprofile in der Art von Aluminium-Strangprofilen und die Knotenelemente als Aluminium-Gußteile ausgeführt sind. Damit ergibt sich ein sehr steifer Verband aus dickwandigen Aluminium-Gußteilen und einem Aluminium-Strangprofil mit hoher Dehnung und Energieauf­ nahme, wobei das Aluminium-Strangprofil zur Vergrößerung der Belastbarkeit auch hier wie ein Zugband oder eine Stützstrebe wirkt und zweckmäßig einen bruchgefährdeten Bereich über­ brückt.

Die Verbindungen zu beiden Seiten des Überbrückungsteils kön­ nen nach Anspruch 5 in an sich bekannter Weise mit hoher Festigkeit durch Schweißverbindungen hergestellt sein. Es sind jedoch auch Schraubverbindungen und bei entsprechend großen, flächigen Anlagen auch Klebeverbindungen möglich.

Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Trägerverbin­ dung nach Anspruch 6 für die Anbindung des oberen Teils des Pfosten A an einem Knotenelement am Pfosten A Mitte einge­ setzt. Dabei liegt das Knotenelement in der Mitte des Pfosten A, wobei an das Knotenelement ein nach unten weisender, unte­ rer Teil des Pfosten A als Strangprofil, ein etwa waagrecht nach vorne weisender Kotflügelbankträger und ein etwa waag­ recht Verlaufender Querträger als unterer Holm der Frontschei­ be mit stirnseitigen Enden herangeführt und in an sich be­ kannter Weise verbunden sind. Ein schräg nach oben weisender, oberer Teil des Pfosten A ist ebenfalls als Strangprofil aus­ gebildet und entspricht dem Träger, der mit der erfindungsge­ mäßen Trägerverbindung mit dem Knotenelement verbunden ist. Dabei überdeckt dieser Träger einen oberen Bereich des Knoten­ elements und ist sowohl mit seinem Trägerende als auch mit einer dazu in einem Abstand gelegenen Stelle mit dem Knoten­ element verbunden. Der zwischen diesen beiden Verbindungsstel­ len liegende Trägerbereich wirkt somit auch hier als Zugband oder Stützstrebe und überbrückt einen bruchgefährdeten Be­ reich des Knotenelements. Es wird somit eine besonders steife Anbindung des oberen Teils des Pfosten A am Knotenelement er­ halten, mit einem steifen Verband aus dem Trägerteil des Pfo­ sten A und dem Knotenelement. Damit wird eine kritische Schwachstelle eines Fahrzeugdachs wesentlich versteift und damit die Fahrgastzelle insgesamt sicherer gestaltet.

Zweckmäßig wird nach Anspruch 7 das durch den Überbrückungs­ träger durchbrochene Knotenelement mit einem Schließblech von oben her verschlossen. Dieses Schließblech kann im Knotenbe­ reich vorteilhaft als Aufnahme für eine Frontscheibe verwen­ det werden.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Knotenelements an einem Pfosten A Mitte einer Fahrzeugkarosserie mit angeschlossenen Trägern und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf das in Fig. 1 schematisch dargestellte Knotenelement in einer konkreten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine Trägerverbindung 1 schematisch am Beispiel eines Knoten am Pfosten A Mitte einer Fahrzeugkarosserie dar­ gestellt, mit einem Knotenelement 2 und einem Träger 3. Der Träger 3 entspricht einem schräg nach oben verlaufenden, obe­ ren Teil eines Pfosten A, der die Begrenzung sowohl für die Frontscheibe als auch Seitenscheibe bildet. Nach unten schließt sich ein Träger 4 an, der den unteren, etwa senk­ recht stehenden Teil des Pfosten A bildet, an dem eine Fahr­ zeugtür (nicht dargestellt) schwenkbar angebracht ist.

Aus der perspektivischen Darstellung einer konkreten Anord­ nung nach Fig. 2 ist zu ersehen, daß sich an das Knotenele­ ment 2 nach vorne zur Fahrzeugfrontseite noch ein Träger 5 als Kotflügelbankträger und eine Querträgeranordnung 6 als unterer Holm einer Frontscheibe anschließen.

Der Träger 5 bzw. Kotflügelbankträger ist auf einen Fortsatz 7 des Knotenelements 2 aufgesteckt und dort über eine Schweißung verbunden. Der Träger 4 bzw. untere Teil des Pfo­ sten A und die Querträgeranordnung 6 enthalten endseitige Aus­ klinkungen, die an entsprechenden Anlageflächen des Knotenele­ ments 2 aufliegen, wobei dort ebenfalls eine feste Verbindung über eine Schweißung oder Verklebung hergestellt ist.

Um die Sichtverhältnisse für einen Fahrer nicht zu stark ein­ zuengen, ist der Träger 3 bzw. der obere Teil des Pfosten A im Querschnitt relativ schmal gestaltet. In seinem unteren Endbereich überspannt er einen bruchgefährdeten Bereich 8 am Knotenelement 2. Er liegt dabei mit seinem unteren Trägerende 9 und einer dazu nach oben in einem Abstand liegenden Stelle 10 am Knotenelement 2 an und ist dort über Schweißnähte 11, 12 mit den Anlageflächen verbunden.

Der zwischen den Schweißnähten 11, 12 liegende freie Bereich 13, der den bruchgefährdeten Bereich 8 überspannt, wirkt je nach Belastungsrichtung als Zugband oder als Stützstrebe.

Damit wird eine besonders steife Anbindung des Trägers 3 am Knotenelement 2 erreicht und die Bruchgefahr an dieser sonst sehr kritischen Schwachstelle eines Fahrzeugdachs erheblich reduziert.

Für die endgültige Montage ist es erforderlich, das Knoten­ element 2 und den unteren Bereich des Trägers 3 durch ein Schließblech 14 mit durchgehender, glatter Außenkontur abzu­ decken. Ein solches Schließblech 14 ist schematisch in Fig. 1 eingezeichnet. Das Schließblech 14 bildet dann zugleich die Aufnahme für eine Frontscheibe im Knotenbereich.

Claims (7)

1. Trägerverbindung an einer Fahrzeugkarosserie, deren Tragstruktur aus Trägern besteht, die über Knotenele­ mente verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Träger (3) das Knotenelement (2) zumin­ dest in einem Teilbereich überdeckt und mit diesem wenig­ stens an zwei in einem Abstand liegenden Stellen fest ver­ bunden ist (unteres Trägerende 9, Stelle 10), so daß der am Knotenelement (2) zwischen den Verbindungsstellen lie­ gende Trägerteil (13) als Zugband wirkt und für die Verbin­ dung eine breite Basis zur Verfügung steht.

2. Trägerverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenelement (2) einen konkaven Bereich (bruchge­ fährdeter Bereich 8) enthält, der vom Träger (3) über­ spannt wird und daß der Träger (3) zu beiden Seiten des konkaven Bereichs (8) mit dem Knotenelement (2) verbunden ist.

3. Trägerverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger (3) an einer der beiden Verbin­ dungsstellen mit einem Trägerende (9) verbunden ist und einseitig vom Knotenelement (2) absteht.

4. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) als Hohlprofil in der Art eines Aluminium-Strangprofils und das Knotenelement (2) als Aluminium-Gußteil ausgeführt sind.

5. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand liegenden Verbindungen durch Schweißverbindungen (Schweißnähte 11, 12) und/oder Schraubverbindungen und/oder Klebeverbindungen hergestellt sind.

6. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenelement (2) in der Mitte des Pfosten A liegt,
daß an das Knotenelement (2) ein nach unten weisender, unterer Teil des Pfosten A (Träger 4), ein etwa waagrecht nach vorne weisender Kotflügelbankträger (5) und ein etwa waagrecht verlaufender Querträger (6) als unterer Holm der Frontscheibe mit ihren stirnseitigen Enden herangeführt und verbunden sind und
daß ein schräg nach oben weisender, oberer Teil des Pfo­ sten A der Träger (3) ist, der das Knotenelement (2) in einem Bereich (8) überdeckt und mit einem Trägerende (9) und zusätzlich in einem Abstand (Stelle 10) mit dem Knoten­ element (2) verbunden ist, so daß der Abstandsbereich (13) als Zugband bzw. als Stützstrebe wirkt.

7. Trägerverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenelement (2) durch ein Schließblech (14) von oben her verschlossen ist und dieses Schließblech (14) eine Aufnahme für eine Frontscheibe im Knotenbereich bil­ det.