DE4139329A1 - Traegerverbindung, insbesondere laengstraegerverbindung, an einer karosserie fuer einen personenkraftwagen - Google Patents
Traegerverbindung, insbesondere laengstraegerverbindung, an einer karosserie fuer einen personenkraftwagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Trägerverbindung, insbesondere
eine Längsträgerverbindung, an einer Karosserie für einen Per
sonenkraftwagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Übliche selbsttragende Fahrzeugkarosserien für Personenkraft
wagen sind, einschließlich der Tragstruktur, aus Blechteilen
hergestellt. Träger mit Hohlprofilen werden dabei aus jeweils
zwei tiefgezogenen und miteinander verschweißten Blechen her
gestellt. Trägerverbindungen werden meist dadurch herge
stellt, daß diese mit ihren Enden überlappend aneinanderge
führt sind und an den Anlagestellen mit Schweißnähten oder
-punkten verbunden sind.
Die zum Aufbau solcher Karosserien verwendeten Stahlbleche
werden im Tiefziehverfahren verformt. Die Preßwerkzeuge zum
Verformen der Bleche sind verhältnismäßig teuer, lassen je
doch sehr hohe Stückzahlen zu, so daß für eine Großserienfer
tigung damit eine kostengünstige Lösung zur Verfügung steht.
Aufgrund der hohen Werkzeuginvestitionen gestaltet sich das
beschriebene Verfahren für Kleinserien jedoch sehr kosten
intensiv.
Es ist daher insbesondere für Kleinserien bekannt (EP 01 46 716 B1) ,
Fahrzeugkarosserien für Personenkraftwagen mit einer
Tragstruktur aus Hohlprofilen herzustellen, welche durch Kno
tenelemente miteinander verbunden sind. Die Hohlprofile sind
dabei als Leichtmetall-Strangprofile und die Knotenelemente
als Leichtmetall-Gußteile ausgebildet. Neben einer kostengün
stigeren Lösung für Kleinserien werden mit einer solchen Kon
struktion auch geringere Karosseriegewichte und Verbesserun
gen beim Korrosionsschutz erreicht.
Bei einer solchen Leichtmetall-Karosserie sind die Träger
durch Stecken oder formschlüssiges Anlegen zusammengefügt und
durch bekannte Verbindungstechniken, insbesondere Schweißen
oder Kleben, zusätzlich gesichert.
Die Anlegeverbindungen werden so durchgeführt, daß der zu ver
bindende Hohlprofilträger an einem Ende mit einer Ausklinkung
versehen ist, derart, daß er senkrecht zu seiner Erstreckung
an ein zugeordnetes Knotenelement anfügbar ist. Werden näm
lich alle Hohlprofilträger in die zugeordneten Knotenelemente
eingesteckt, dann lassen sich die letzten Hohlprofilträger
nur mit Mühe und durch Verwinden des bereits zusammenge
steckten Rahmens einfügen.
Bei solchen Anlegeverbindungen ist das Ende des Hohlprofilträ
gers nicht über den gesamten Umfang von einem Knotenelement
umfaßt, so daß zur Stabilität der Verbindung im wesentlichen
die Schweißung beiträgt. Für sehr hoch belastete Verbindungen
wäre ein übergreifender Formschluß günstiger. Steckverbindun
gen, die diesen umgreifenden Formschluß aufweisen, haben aber
den vorstehend genannten Nachteil.
Eine bekannte Trägerverbindung (DE-OS 38 11 427) zur Verlänge
rung bzw. Verbindung von Hohlprofilträgerteilen einer Fahr
zeugkarosserie verwendet ebenfalls eine Anlageverbindung mit
Ausklinkungen und einer speziellen Klebetechnik. Eine solche
Verbindung fluchtender Trägerteile mit unterschiedlichen Pro
filgestaltungen ist mit der bekannten Maßnahme nicht möglich,
da dann die Profile und die Ausklinkungen am Längsstoß nicht
mehr zusammenpassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hochbelastbare Trägerver
bindung, insbesondere zur Verbindung axial ausgerichteter Trä
gerteile unterschiedlichen Profilquerschnitts, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 besteht die Karosserie aus einer Tragstruk
tur mit Trägern, die durch Knotenelemente miteinander verbun
den sind. Die Träger sind als Hohlträger aus Leichtmetall-
Strangprofilen und die Knotenelemente als Leichtmetall-Gußtei
le ausgebildet. Erfindungsgemäß besteht wenigstens ein Knoten
element aus wenigstens zwei zusammenfügbaren Schalenteilen,
die die Enden aneinandergrenzender und zu verbindender Träger
formschlüssig umgreifen. Zudem sollen die Schalenteile mit
einander und/oder mit den Trägern verbunden sein.
Damit wird nach der Verbindung der Schalenteile ein umgreifen
der Formschluß um die Trägerenden erhalten, so daß diese sta
bil mit hoher Steifigkeit und hoher Belastbarkeit gehalten
und miteinander verbunden sind.
Bei der Verbindung von Trägern mit unterschiedlichen Profil
querschnitten findet der Querschnittsübergang in den Schalen
teilen statt, wobei durch angepaßte Wandstärkenverläufe in
den Schalenteilen ein solcher Querschnittsübergang mit günsti
gem Kraftverlauf gestaltet werden kann. Bei der Ausführung
der Schalenteile als Gußteile sind solche angepaßten Wandstär
kenverläufe einfach herstellbar.
Gegenüber einem einteiligen Gußteil für eine Steckverbindung
sind im Fügebereich keine Gußschrägen vorhanden und es sind
keine Schieber bei der Herstellung der Schalenteile erforder
lich. Obwohl auch hier, ähnlich wie bei einer Steckverbin
dung, ein umfassender Formschluß möglich ist, treten die o.g.
Nachteile der Steckverbindungen, insbesondere beim Einstecken
der letzten Trägerteile, nicht auf, da die Halbschalen in
Querrichtung zum Trägerverlauf herangeführt werden können.
Damit ergibt sich insgesamt ein einfacher Zusammenbau.
Ein weiterer Vorteil besteht insbesondere gegenüber Steckver
bindungen darin, daß Toleranzen in den Schalenteilen besser
ausgeglichen werden können.
Die Trennungslinie bzw. die Anlageflächen der Schalenteile
untereinander und damit der Ort der Verbindungsnaht können je
nach den Konstruktionsgegebenheiten oft vorteilhaft in einen
unkritischen Belastungsbereich, in die Nähe der sog. neutra
len Faser, gelegt werden.
Eine geeignete Verbindung der Schalenteile untereinander und
mit den Trägern wird gemäß Anspruch 2 durch Schweißverbindun
gen an den Außenrändern der Anlageflächen hergestellt. Wie
bereits erwäht, soll dabei der Ort der Verbindungsnaht der
Schalenteile möglichst in einem unkritischen Belastungsbe
reich liegen. Es sind jedoch auch andere, bekannte Verbin
dungstechniken verwendbar, wie beispielsweise nach Anspruch 3
Klebeverbindungen, wenn genügend große Anlageflächen vorge
sehen werden.
Die Schalenteile können als Gußteile stabil ausgeführt sein
und damit in einer weiteren Funktion als Trägerteile verwen
det werden, wobei vorteilhaft Anschlußträger und/oder Aufnah
men für Anbauteile angeformt sind.
Wie bereits ausgeführt, eignet sich die erfindungsgemäße Trä
gerverbindung besonders als stark belastbare Verbindung für
in axialer Richtung fluchtend verlaufende Trägerteile unter
schiedlicher Profilquerschnitte. In einer konkreten und bevor
zugten Ausführung nach Anspruch 5 werden mit der erfindungsge
mäßen Trägerverbindung ein vorderer, erster Trägerteil eines
Längsträgers mit einem in Axialrichtung anschließenden, zwei
ten Trägerteil verbunden. Der erste Trägerteil hat ein be
stimmtes, erstes Querschnittsprofil und ist insgesamt mit ge
ringerer Steifigkeit gegenüber dem zweiten Trägerteil dimen
sioniert, der ein zweites, unterschiedliches Querschnittspro
fil aufweist. Einem solchen, an sich bekannten, Längsträger
aufbau liegt der Gedanke zugrunde, daß bei einem Frontalauf
prall mit geringerer Aufprallenergie nur der vordere, erste
Längsträgerteil verformt wird, während der nach hinten an
schließende, zweite Längsträgerteil mit weiteren, angeschlos
senen Rahmenteilen und Aggregaten unverformt bleibt. Die Schä
den bei einem Frontalaufprall mit geringerer Aufprallenergie
sind dadurch begrenzt und bei einer Reparatur braucht in der
Tragstruktur nur jeweils der vordere, erste Trägerteil ausge
wechselt zu werden.
Die erfindungsgemäße Trägerverbindung über Schalenteile, die
die aneinandergrenzenden Trägerenden formschlüssig übergrei
fen, eignet sich besonders gut zur Verbindung solcher unter
schiedlich dimensionierter Längsträgerteile. Aufgrund der
unterschiedlichen Festigkeiten der Trägerteile haben diese
auch unterschiedliche Profilquerschnitte. Der Querschnitts
übergang kann hier mit geeigneten Kraftverläufen bei geeignet
angepaßten Wandstärken in den Schalenteilen durchgeführt wer
den.
Ein kostengünstiger und geeigneter Aufbau eines solchen Längs
trägers ergibt sich nach Anspruch 6 damit, daß der erste Trä
gerteil ein einfaches, zylindrisches Rohr ist. Das zweite Trä
gerteil höherer Steifigkeit wird als Strangprofilträger mit
größerer Strukturierung ausgeführt.
Auch in axialer Richtung kann nach Anspruch 7 durch Rippen
oder Abstützungen in den Schalenteilen ein Formschluß zwi
schen den Trägerteilen hergestellt sein. Ein solcher, axialer
Formschluß wirkt sich für eine Längsträgeranordnung aus zwei
Trägerteilen bei einem Frontalaufprall positiv aus.
Bei einer Längsträgeranordnung aus zwei Längsträgerteilen
liegt der weniger kritische Belastungsbereich in einer senk
rechten Axialebene, so daß nach Anspruch 8 vorteilhaft die
Trennungslinie der Schalenteile, bzw. deren Anlageflächen,
in eine solche senkrechte Ebene gelegt sind.
Zur Material- und Gewichtseinsparung können je nach Gegeben
heiten bei ausreichender Festigkeit Durchbrüche in den Scha
lenteilen enthalten sein.
Bei einer Verbindung von axial ausgerichteten Trägern liegen
die Trennungslinien bzw. Anlageflächen der Schalenteile in
einer Axialebene. Eine Verbesserung des Kraftverlaufs und
eine geringere Belastung der Verbindungsnähte kann je nach
Gegebenheiten mit den Merkmalen des Anspruchs 10 dadurch er
reicht werden, daß die gegenseitigen Anlageflächen der Scha
lenteile bezüglich der zu verbindenden Träger gegeneinander
(in Umfangsrichtung) versetzt liegen.
Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin
dung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher
erläutert.
Die einzige Fig. zeigt in einer perspektivischen Darstellung
eine erfindungsgemäße Längsträgerverbindung.
Ein Längsträger 1 im vorderen Bereich einer Karosserie eines
Personenkraftwagens besteht aus einem vorderen, ersten Träger
teil 2 und einem in Axialrichtung anschließenden, zweiten Trä
gerteil 3. Das erste Trägerteil 2 ist ein zylindrisches Rohr
aus einer Aluminiumlegierung. Das zweite Trägerteil 2 ist ein
als Hohlprofil ausgeführtes Strangprofil, ebenfalls aus einer
Aluminiumlegierung mit gegenüber dem ersten Trägerteil etwas
größerem Querschnitt mit geraden Außenflächenteilen. Das
erste Trägerteil 2 ist in seiner Steifigkeit gegenüber dem
zweiten Trägerteil 3 geringer dimensioniert, so daß bei einem
Frontalaufprall zuerst das erste Trägerteil 2 deformiert wird
und bei geringer Aufprallenergie das zweite Trägerteil mit
seinen Anschlußteilen unverformt bleibt.
Das erste Trägerteil 2 und das zweite Trägerteil 3 sind in
Axialrichtung 4 fluchtend ausgerichtet und stoßen mit Endsei
ten 5 und 6 aneinander.
Für eine Verbindung der Trägerteile 2 und 3 bzw. der Endsei
ten 5 und 6 sind ein erstes Schalenteil 7 und ein zweites
Schalenteil 8 verwendet, die in Fig. 1 im noch nicht montier
ten Zustand dargestellt sind.
Die beiden Schalenteile 7 und 8 enthalten in einem vorderen
Teil halbringförmige Anlageflächen 9 und 10, die beim Zusam
mensetzen der Schalenteile 7 und 8 die zylindrische Endseite
5 des ersten Trägerteils 2 formschlüssig umfassen. zudem lie
gen dann im Bereich der Anlageflächen 9 und 10 senkrecht ste
hende Trennflächen 11 der Schalenteile 7 und 8 aneinander.
In einem zweiten, zur Fahrzeugmitte bzw. zum zweiten Träger
teil 3 hinweisenden Bereich der Schalenteile 7 und 8 sind
innere Anlageflächen 12 und 13 enthalten, die so geformt
sind, daß sie beim Zusammensetzen der Schalenteile 7 und 8
den Endbereich 6 des zweiten Trägerteils 3 formschlüssig um
fassen. Dabei liegen auch in diesem Bereich senkrecht stehen
de Trennflächen 14 der Schalenteile 7 und 8 aneinander. Die
Trennflächen 11 und die Trennflächen 14 liegen nicht in einer
Axialebene, sondern sind gegeneinander in Umfangrichtung ver
setzt.
Ein unterer, flacher Wandteil des zweiten Trägerteils 3 wird
von einer unteren Platte 15 des zweiten Schalenteils 8 unter
griffen und liegt mit einer Stirnseite an der Anlagefläche 12
des ersten Schalenteils 7 an.
An das zweite Schalenteil 8 ist ein Anschlußträger 16 ange
formt, der beispielsweise zu einer Federbeinaufnahme führt.
In einem mittleren Bereich der Wand des zweiten Schalenteils
8 ist ein Durchbruch 17 enthalten.
Die dargestellte Trägeranordnung wird folgendermaßen mon
tiert:
Es werden die beiden Trägerteile 2 und 3 axial fluchtend mit ihren Endseiten 5 und 6 aneinandergelegt. Anschließend werden die Schalenteile 7 und 8 um die Endseiten 5 und 6 herum ange legt und geschlossen. Sowohl die Schalenteile 7 und 8 als auch die zugänglichen Außenränder der Anlageflächen zu den Trägerteilen 2 und 3 werden dann durch Schweißen miteinander verbunden, so daß ein stabiles Knotenelement mit einer form schlüssigen Trägerverbindung entsteht, in der die Quer schnittsübergänge zwischen den Trägerteilen 2 und 3 durchge führt sind.
Es werden die beiden Trägerteile 2 und 3 axial fluchtend mit ihren Endseiten 5 und 6 aneinandergelegt. Anschließend werden die Schalenteile 7 und 8 um die Endseiten 5 und 6 herum ange legt und geschlossen. Sowohl die Schalenteile 7 und 8 als auch die zugänglichen Außenränder der Anlageflächen zu den Trägerteilen 2 und 3 werden dann durch Schweißen miteinander verbunden, so daß ein stabiles Knotenelement mit einer form schlüssigen Trägerverbindung entsteht, in der die Quer schnittsübergänge zwischen den Trägerteilen 2 und 3 durchge führt sind.
Claims (10)
1. Trägerverbindung, insbesondere Längsträgerverbindung, an
einer Karosserie für einen Personenkraftwagen,
wobei die Karosserie eine Tragstruktur aus Trägern auf- weist, welche durch Knotenelemente miteinander verbunden sind,
die Träger als Hohlträger aus Leichtmetall-Strangprofilen und die Knotenelemente als Leichtmetall-Gußteile ausgebil det sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Knotenelement aus wenigstens zwei zu sammenfügbaren Schalenteilen (7, 8) besteht, die die Enden (5, 6) aneinandergrenzender und zu verbindender Trä ger (2, 3) formschlüssig umgreifen und
daß die Schalenteile (7, 8) miteinander und/oder den Trä gern (2, 3) verbunden sind.
wobei die Karosserie eine Tragstruktur aus Trägern auf- weist, welche durch Knotenelemente miteinander verbunden sind,
die Träger als Hohlträger aus Leichtmetall-Strangprofilen und die Knotenelemente als Leichtmetall-Gußteile ausgebil det sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Knotenelement aus wenigstens zwei zu sammenfügbaren Schalenteilen (7, 8) besteht, die die Enden (5, 6) aneinandergrenzender und zu verbindender Trä ger (2, 3) formschlüssig umgreifen und
daß die Schalenteile (7, 8) miteinander und/oder den Trä gern (2, 3) verbunden sind.
2. Trägerverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung der Schalenteile (7, 8) untereinander
und/oder mit den Trägern (2, 3) durch Schweißen an den
Außenrändern der Anlageflächen (9, 10, 11, 12, 13, 14) er
folgt.
3. Trägerverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verbindung der Schalenteile (7, 8)
untereinander und/oder mit den Trägern (2, 3) durch Ver
kleben an den Anlageflächen (9, 10, 11, 12, 13, 14) er
folgt.
4. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Schalenteil
(7, 8) Anschlußträger (16) und/oder Aufnahmen für Anbau
teile angeformt sind.
5. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß ein Längsträger (1) aus einem
vorderen, ersten Trägerteil (2) mit einem bestimmten,
ersten Querschnittsprofil und geringerer Steifigkeit und
einem in Axialrichtung (4) anschließenden, zweiten Träger
teil (3) mit einem bestimmten, zweiten Querschnittsprofil
besteht und
der erste Trägerteil (2) und der zweite Trägerteil (3)
über die Schalenteile (7, 8) miteinander verbunden sind,
wobei der Querschnittsübergang im Knotenelement bzw. in
den Schalenteilen (7, 8) erfolgt.
6. Trägerverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Trägerteil (2) ein zylindrisches Rohr ist.
7. Trägerverbindung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß durch Rippen oder Abstützungen in den Scha
lenteilen (7, 8) ein axialer Formschluß zwischen dem
ersten Trägerteil (2) und dem zweiten Trägerteil (3) her
gestellt ist.
8. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Trennungslinie der Schalen
teile (7, 8) bzw. deren Anlageflächen (11, 14) etwa senk
recht stehen.
9. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Wände der Schalenteile (8)
in mittleren Bereichen Durchbrüche (17) enthalten.
10. Trägerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Anlageflächen
(11, 14) der Schalenteile (7, 8) bezüglich der zu verbin
denden Träger (2, 3) gegeneinander versetzt liegen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914139329 DE4139329A1 (de) | 1990-12-20 | 1991-11-29 | Traegerverbindung, insbesondere laengstraegerverbindung, an einer karosserie fuer einen personenkraftwagen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4040982 | 1990-12-20 | ||
DE19914139329 DE4139329A1 (de) | 1990-12-20 | 1991-11-29 | Traegerverbindung, insbesondere laengstraegerverbindung, an einer karosserie fuer einen personenkraftwagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4139329A1 true DE4139329A1 (de) | 1992-06-25 |
Family
ID=25899584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914139329 Withdrawn DE4139329A1 (de) | 1990-12-20 | 1991-11-29 | Traegerverbindung, insbesondere laengstraegerverbindung, an einer karosserie fuer einen personenkraftwagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4139329A1 (de) |
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- 1991-11-29 DE DE19914139329 patent/DE4139329A1/de not_active Withdrawn
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8130 | Withdrawal |