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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Längsträger sowie auf eine Fahrzeugstruktur,
die solche Längsträger aufweist.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere einen Längsträger, der aus einem rohrförmigen Bauteil
besteht, das Verstärkungsmittel
gegen Stöße aufweist.
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Längsträger werden
die Längsstrukturelemente
genannt, die auf jeder Seite eines Fahrzeugs angeordnet sind. Die
Längsträger bestehen
im Allgemeinen aus metallischen Balken und sind über Querträger verbunden, um den unteren
Bereich des Wagenkastens des Fahrzeugs zu bilden. Die Längsträger bilden
ebenfalls Stützen
für senkrechte
Strukturelemente wie Pfosten oder Säulen, die Türumrahmungen begrenzen.
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Um
die Festigkeit eines Fahrzeugs gegenüber Seitenaufprallen zu gewährleisten,
ist es bekannt, die Stärke
der Bauteile der Struktur zu erhöhen
und Strukturverstärkungen
anzuordnen. Insbesondere im Fall von Kraftfahrzeugen, die so genannte "B"-Säulen
aufweisen, die mit den Längsträgern verbunden
sind, ist es bekannt, Verstärkungsbauteile in
der B-Säule
und auf dem Längsträger anzuordnen. Die
Verstärkungsbauteile
bestehen im Allgemeinen aus Blechtafeln, die eine lokale Überdicke
des Strukturelements an der Stelle erzeugen, wo man die Festigkeitseigenschaften
erhöhen
möchte.
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Diese
Lösung
erhöht
aber die Anzahl von verwendeten Bauteilen sowie die Masse des Wagenkastens
des Fahrzeugs. Außerdem
hat diese Lösung zur
Folge, die Kräfte
und Verformungen an den lokalen Verstärkungen benachbarten Stellen
zu konzentrieren. Insbesondere können
die Türen
eines Fahrzeugs dieses Typs im Fall eines Seitenaufpralls sehr hohe
Kräfte
und eine schnelle Verformung erfahren.
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Ein
Beispiel des Stands der Technik wird von der
DE 102 48 846 offenbart; diese Druckschrift
zeigt einen Verstärkungseinsatz
eines Fahrzeug-Längsträgers.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben festgestellten
Nachteile des Stands der Technik ganz oder teilweise zu beheben.
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Zu
diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Längsträger, der ansonsten der generischen
Definition entspricht, die die obige Einleitung angibt, hauptsächlich dadurch
gekennzeichnet, dass die Verstärkungsmittel
mindestens eine Quertrennwand aufweisen, die im Inneren des Körpers des
Längsträgers angeordnet
ist, wobei die Quertrennwand oder die Quertrennwände sich über mindestens einen Teil der Länge des
Längsträgers erstrecken.
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Außerdem kann
die Erfindung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – die
mindestens eine Quertrennwand ist fest mit einem Balken verbunden,
der im Inneren des Längsträgers angeordnet
ist,
- – der
Balken weist zwei entgegengesetzte und im Wesentlichen parallele äußere Längswände auf,
- – der
Balken weist mindestens zwei im Wesentlichen lotrechte Quertrennwände auf,
- – der
Balken weist mehrere im Wesentlichen parallele Trennwände auf,
- – der
Balken ist in Höhe
mindestens eines seiner Enden fest mit dem Längsträger verbunden.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls eine Fahrzeugstruktur, die solche Längsträger aufweist.
Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugstruktur zwei
Längsträger auf,
die einen Boden begrenzen, wobei die Längsträger nach einem der vorhergehenden
Merkmale gestaltet sind.
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Gemäß weiteren
Besonderheiten:
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- – weist
die Struktur mindestens einen waagrechten Balken auf, der einen
Sitz-Querträger
bildet, wobei der oder die Querträger im Wesentlichen lotrecht
zu den Längsträgern angeordnet
und über
eines ihrer Enden fest mit einem Längsträger verbunden sind,
- – bildet
jeder Längsträger die
Unterlage für
mindestens einen senkrechten Balken, wobei jeder Balken über eines
seiner Enden mit dem Längsträger verbunden
ist.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Figuren hervor. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische und schematische Ansicht einer Fahrzeugstruktur
oder eines Fahrzeug-Wagenaufbaus,
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2 eine
perspektivische und schematische Ansicht eines Details der 1,
das die Anordnung eines erfindungsgemäßen Längsträgers innerhalb der Struktur
zeigt,
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3 eine
schematische Querschnittsansicht eines Details der 1,
die die Anordnung eines Längsträgers und
einer Fahrzeugtür
zeigt,
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4 eine
schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Längsträger, die eine Verteilung der
Kräfte
zeigt, wenn der Längsträger einen Seitenaufprall
erfährt,
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die 5 bis 7 drei
Querschnittsbeispiele eines Verstärkungsbalkens, der im erfindungsgemäßen Längsträger angeordnet
ist.
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1 zeigt
schematisch ein Beispiel einer Fahrzeugstruktur, die in üblicher
Weise auf jeder Seite des Fahrzeugs einen Längsträger 1, der sich waagrecht
in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt, und eine B-Säule 5 aufweist,
die sich senkrecht ausgehend vom Längsträger 1 erstreckt. Die
Struktur weist ebenfalls zu beiden Seiten des Fahrzeugs eine sogenannte "A"-Säule 6 auf,
die sich im Wesentlichen senkrecht ausgehend von dem vorderen Ende des
Längsträgers 1 erstreckt.
Querträger,
die dazu bestimmt sind, einen Boden des Fahrzeugs zu bilden, verbinden
die zwei Längsträger 1.
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Insbesondere
sind Sitz-Querträger 4 vorgesehen,
um Stützen
für die
Sitzbeschläge
zu bilden.
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Erfindungsgemäß weist
mindestens einer der zwei Längsträger 1 und
vorzugsweise jeder Längsträger 1 in
seinem Inneren mindestens eine Verstärkungs-Quertrennwand 2, 12 auf.
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Vorzugsweise
erstreckt der oder erstrecken sich die im Inneren des Körpers des
Längsträgers 1 angeordnete(n)
Quertrennwand oder Quertrennwände 2, 12 über im Wesentlichen
die ganze Länge
des Längsträgers 1.
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Die
Trennwand oder die Trennwände 2, 12 sind
vorgesehen, um eine Trägheit
im Längsträger 1 zu
erzeugen, damit, wenn der Längsträger 1 einen Aufprall erfährt, dieser
seine Kräfte
gleichmäßig über seine
Länge und
somit insbesondere zur B-Säule 5 und
den benachbarten Sitz-Querträgern 4 hin
verteilt. Die Quertrennwand oder die Quertrennwände 2, 12 ermöglichen
eine verteilte Verformung des Längsträgers 1.
Die Verformung des Längsträgers 1 konzentriert
sich so nicht mehr in seinem mittleren Bereich, wie es im Stand
der Technik der Fall war.
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Die
gleichmäßige Verteilung
der Kräfte
bei einem Aufprall auf den Längsträger 1 ist
schematisch durch mehrere Pfeile gleicher Größe in 4 dargestellt.
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Vorteilhafterweise
ist oder sind die Quertrennwand oder die Quertrennwände 2, 12 fest
mit einem Balken 3 verbunden, der innerhalb des Längsträgers 1 angeordnet
ist. Genauer gesagt, können
die Quertrennwände 2, 12 im
Inneren des rohrförmigen Körpers des
Balkens 3 angeordnet sein. Vorzugsweise befinden sich die
Trennwände 2, 12 in
parallelen Ebenen zur Längsrichtung
des Balkens 3 und sind lotrecht zu mindestens einer der
Wände 13 des
Balkens 3, mit denen sie verbunden sind.
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Die 5 bis 7 zeigen
drei nicht einschränkende
Beispiele von Balken 3, die mindestens eine Verstärkungs-Quertrennwand 2, 12 aufweisen.
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Der
rohrförmige
Balken 3 kann zum Beispiel einen sechseckigen (5),
quadratischen (6) oder parallelepipedischen
Querschnitt (7) haben. Der Balken 3 kann
eine Quertrennwand 2 (6) oder
mehrere parallele Quertrennwände 2 (7)
oder zwei lotrechte Quertrennwände 2, 12 aufweisen,
die im Querschnitt ein Kreuz bilden (5). Natürlich kann
jede andere Art von Anordnung oder Kombination der obigen Merkmale
in Betracht gezogen werden.
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Vorzugsweise
bildet die Trennwand oder bilden die Trennwände 2, 12 Abteile
im Inneren des Balkens 3.
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Außerdem,
wenn der Längsträger 1 auf
die Struktur montiert ist, befindet sich mindestens eine Trennwand 2 in
einer Ebene lotrecht oder parallel zur waagrechten Ebene des Bodens
der Struktur.
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Wie
in 3 dargestellt, ist der Balken 3 im Inneren
des Längsträgers 1 angeordnet.
Vorzugsweise hat der Balken 3 Querabmessungen, die sein
stabiles Einsetzen in den Längsträger 1 erlauben.
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Der
Balken 3 kann zum Beispiel aus einem Profilteil aus Stahl
oder Aluminium bestehen. Die Enden des Balkens 3 sind im
Längsträger 1 zum
Beispiel durch in Kataphorese dehnbare Struktureinsätze blockiert,
wie struktureller Epoxyschaum, der auf einer Unterlage oder einem
Beschlag aus mit Glasfaser verstärktem
Polyamid vom "Typ
6-6" geformt ist. Die
Enden des Balkens 3 können
ebenfalls im Längsträger 1 durch
mittels Nieten oder Transparenz-Laserschweißnaht angesetzte Trennwände blockiert sein.
Die Befestigung des Balkens 3 am Längsträger 1 wird auf mindestens
einer Seite des Balkens 3 durchgeführt.
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Vorzugsweise
wird der Balken 3 mit seinem beiden Enden am Längsträger 1 befestigt,
um eine bessere Kohärenz
der Struktur zu gewährleisten,
insbesondere für
die Verbindung mit der vorderen 6 und hinteren Säule 8.
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3 zeigt
die Anordnung eines mit einem Längsträger 1 verbundenen
Sitz-Querträgers 4 über einem
Boden 7. Ein Falz 9 des Längsträgers 1 steht über den
oberen Bereich des Längsträgers 1 für die Verbindung
mit einer Türstruktur 10 vor,
die im unteren Bereich eine Verstärkung 11 aufweist.
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2 zeigt
genauer ein Beispiel der Anordnung einer B-Säule 5 auf einem Längsträger 1.
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Aus
Gründen
der Vereinfachung ist der Längsträger 1 teilweise
dargestellt. Genauer gesagt, wird der Längsträger 1 durch eine einzige,
so genannte "innere" Wand dargestellt.
Zwei Sitz-Querträger 4 und
eine A-Säule 6 sind
mit dem Längsträger 1 verbunden.
Eine B-Säule 5 ist
ebenfalls mit dem mittleren Bereich des Längsträgers 1 verbunden.
Genauer gesagt, ist die Säule 5 mit
dem Balken 3 über
ein ausgeweitetes Verbindungs- und
Verstärkungsbauteil 15 verbunden,
das auf den Balken 3 und/oder den Körper des Längsträgers 1 geschweißt ist.
Das heißt, dass
die Wände
des Längsträgers 1 auf
die Verbindung der Säule 5, 15 mit
dem Balken 3 aufgesetzt sind.
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Vorzugsweise
besitzt der Längsträger 1 eine Abdeckung,
d. h. eine Absatzform, die es ermöglicht, ein Entweichen der
Tür zu
vermeiden, da diese nämlich
durch einen Quetschfalz widersteht. Die Tür 10 besitzt eine
Versteifung 11. Die so erzeugte Struktur besitzt wirksamere
Stoßfestigkeit
als mit einem klassischen Längsträger. Insbesondere
reduziert die Erfindung die Gefahr des Entweichens der Tür 10,
d. h. den Übergang
der Unterseite der Tür 10 über den Längsträger 1.
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Die
Erfindung ermöglicht
es im Fall eines Seitenaufpralls auf das Fahrzeug, die B-Säule 5 und die
Sitz-Querträger 4 praktisch
gleichmäßig zu beanspruchen,
wodurch eine zu schnelle und zu kräftige Beanspruchung der Türen des
Fahrzeugs vermieden werden kann.
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Die
Erfindung ermöglicht
nämlich
eine Verformung des Längsträgers 1 im
Wesentlichen von der gleichen Art wie die Balken von vorderen Stoßdämpfern von
Fahrzeugen bekannten Typs. Bei einem Aufprall verbraucht der Längsträger 1 gemäß der Erfindung
mehr Energie als ein traditioneller Längsträger.
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Durch
die Erfindung ist es möglich,
für den Längsträger und/oder
den Balken 3 ein Rohr aus Stahl oder Aluminium von relativ
geringer Stärke
zu verwenden. Für
eine äquivalente
Masse verbessert die Erfindung die Stoßfestigkeit des Fahrzeugs und die
Sicherheit der Fahrgäste.
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Die
Erfindung ermöglicht
es ebenfalls, die Anzahl von Einlagen und Verstärkungen der Struktur deutlich
zu verringern.