DE755698C - Selbsttragender Wagenkasten - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
21. DEZEMBER 1953

M 138550II163c

Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden Wagenkasten für Kraftfahrzeuge, bei dem die Seitenwände als Biegeträger ausgebildet und außerdem im Bereich, der Räder nach innen zurückgesetzt sind.

Es ist bekannt, zwecks Einbeziehung der Räder in die mittlere, größte Wagenkastenbreite die tragenden Seitenwände eines Wagenkastens nach vorn und hinten zu allmählich nach innen einzuziehen. Dadurch wird jedoch die Raumausnutzung an diesen Stellen erheblich beeinträchtigt. Außerdem kann die schräge Abwickelung der Seitenwände nach innen mit Rücksicht auf die Ausbildung der Seitenwände als Biegeträger nur in beschränktem Maße vorgenommen- werden.

Es werden deshalb an Stelle der schrägen Abiwinkelung der Seitenwände auch besondere Überbrückungen der Räder vorgesehen, die jedoch den Aufbau des selbsttragenden ao Wagenkastens verteuern und das Gewicht des Fahrzeugs erhöhen; außerdem wird die einheitliche Durchbildung der Seitenwände als Biegeträger erheblich gestört.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß die Unter- und Obergurte der Seitenwandbiegeträger, im Grundriß gesehen, gerade durchlaufen' und die als senkrechte Schubverbände ausgebildeten Mittelteile der Seitenwände durch Querwände an diese Biegeträger angeschlossen sind. Man erhält damit einen Festigkeitsaufbau' im Raum, den man etwa

mit dem Festigkeitsaufbau einer (flächigen) Bodengruppe (Untergestell) vergleichen kann, die aus zwischen den Rädern durchgehenden Längsträgern und hinter der Vorder- sowie vor der Hinterachse liegenden Querträgern besteht, die wiederum an ihren äußersten Enden durch Längsträger verbunden sind. Es ergibt sich aber bei der räumlichen Ausdehnung dieses Gestaltungsplanes im ganzen ίο ein viel geringeres Gewicht und eine größere Steifigkeit des gesamten Wagenkastenaufbaues, zumal alle für diesen räumlichen Aufbau festigkeitsmäßig erforderlichen Wände ohnehin aus anderen Gründen notwendig sind. Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens werden die den Übergang von den Seitenwänden auf das Dach bildenden Gurtbögen nach hinten parallel zur oberen Kante der nach innen zurückgesetzten Tragwände über den Fahrgastraum hinaus weitergeführt und mit den Tragwänden verbunden, so daß die Versetzung der Tragwände gegen die Seitenwände des Fahrgastraumes überbrückt wird.

Die Untergurte der Biegeträger können durch mit dem Fußboden verbundene, in Längsrichtung unterhalb des Fußbodens verlaufende Profile verstärkt bzw. gebildet werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. ι ein Kräfteschema entsprechend den

Hauptlinien der Kräfteauf nähme und -leitung, Fig. 2 einen Wagenkasten im senkrechten Längsschnitt mit schaubildlicher Ergänzung, Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt, in

der linken Hälfte nach der Linie A-A₁ in der rechten Hälfte nach der Linie B-B der Fig. 2, Fig. 4 ein Schaubild der vorderen, inneren Eckenausbildung des Wagenkastens,

Fig. 5 eine Sonderdarstellung des vorderen Seitenwandteils in seiner Ausbildung als Achstragwand im Aufriß und

Fig. 6 eine Seitenansicht zu der Fig. 5. In der schematischen Darstellung nach der Fig. ·ΐ zeigen die dicken Linien die Kräfte an, die in den im Schaubild sichtbaren Flächen des Wagenkastens verlaufen, während die dünnen Linien die Kräfte in den nicht sichtbaren Flächen darstellen. Der Kräfteplan läßt zunächst klar die charakteristische und für einen selbsttragenden Wagenkasten neue Form der Abstufung vor und hinter dem Fahrgastraum erkennen. Der Kräfteplan läßt ferner die planmäßige Verteilung der Eigenlast des Wagenkastens über den ganzen Raumverband erkennen. Überall sind lediglich dünne Blechwände bzw. -profile im Verlauf der Kräftelinien vorgesehen mit Ausnahme der Achsen oder Achsrohre, an denen die Kräfte unmittelbar abgenommen werden. Die Untergurte D, E₁ F und die Obergurte G, H, J der Biegeträger seitenwand laufen, im Grundriß gesehen, zwischen den beiden nach innen zurückgesetzten Wandteilen A (vorn) und B (hinten) gerade durch, während die als senkrechte S chub verbände ausgebildeten Mittelteile C durch die Querwände K, L mit den Querwänden K¹ und U- in der Querrichtung fest miteinander verbunden sind.

Der Boden 1 ist als Schubwand ausgebildet, die von den Seitenwänden 2 getragen und durch die als Untergurte wirkenden Längsrinnen 3 ausgesteift wird. In den Hohlräumen der Längsrinnen 3 können Gestänge 4 für Bremsen oder Triebwerke geführt werden. Für die Eckverbindungen zwischen dem Boden 1 und den Seitenwänden 2 sind Abwinkelungen der Blechränder (Fig. 3 links unten) oder Bördelungen (Fig. 3 rechts unten) vorgesehen.

Die Seitenwände 2 sind als Biegeträger in Verbindung mit dem Dach 7 als Obergurt und dem Boden 1 mit den Längsrinnen 3 als Untergurt ausgebildet. Der Obergurt wird durch die druckfesten Gurtbögen 11, die oberen Steif rahmenteile 12, 13 der Tür- und Fensteröffnungen und die Profilierungen 14,15 an den oberen bzw. unteren Enden der Gurtbögen 11 gebildet. Der Mittelteil der Seitenwände 2 erhält außerdem eine teilweise Gurtausbildung durch die Eckverbindung der Seitenwand 2 mit dem Boden 1, durch ein Profil 8 für die Anbringung der Innenverkleidung und gegebenenfalls durch die Scheuerleiste 10. Der Steifrahmen 12 geht mit Hilfe des Bleches 18 in ein Hohlprofil über, das nach dem Boden 1 zu einen Biegeträger 19 veränderlicher Höhe bildet. Unterhalb des Steifrahmens 13 ist die Wandfläche 2 durch den Diagonalstab 20 in Dreieckverbände aufgelöst, die aus den Teilen 8, 19, 20 einerseits und 13, 20 sowie dem Befestigungswinkel 21 derWagenkastenrücfcwand 22 andererseits gebildet werden.

Die Rückwand 22 ist mit Steifrahmen 27 und Fachwerkstäben 28, 29 versehen, die zur Befestigung der in der Zeichnung nicht dargestellten Rücksitze dienen. Durch das Ansetzen der beiden senkrechten Tragwände 30 an der Rückseite der Wand 22 des Fahrgastraumes bilden die Stoßstellen je einen weiteren Fachwerkstab 31. Diese Fachwerkstäbe 311 teilen in Verbindung mit den Fachwerkstäben 28, 29 die ganze Rückwand 22 in sechs Felder auf, die je für sich durch Steifrahmen27 ausgefacht sind. Dazu kommen noch die Winkel 21 an den Seitenwandbegrenizungen und gleichartige Winkel 32 oben sowie die winklige Abbiegung 33 am iao Boden 1 des Wagenkastens, um eine schubfeste Rückwand für den Fahrgastraum zu

bilden, die eine besondere konsolartige Versteifung für die an dieser Stelle anschließende Abstufung der mittleren Seitenwand darstellt. Die senkrechten Tragwände 30 für die Achsen sind um die Baubreite der Radkasten, von der Ebene der mittleren Seitenwand gerechnet, nach innen versetzt; sie dienen als Träger für die Achse 34 und sind dort, wo dieses Achsrohr einmündet, besonders durch Knotenbleche verstärkt. Außerdem sind auf die Tragwände 30 Profile 35, 36,37 aufgesetzt, die zur Überleitung der Kräfte von der Achse 34 auf die Knotenpunkte der oberen und unteren Biegeträgergurte der Seitenwände, des Daches und des Bodens des Fahrgastraumes dienen.

Eine annähernd senkrechte Wand 39 dient dazu, die von den Rädern» her in die Achse 34 eingeleiteten, waagerechten/ Kräfte auf den schubfesten Boden 41 des Heckteils zu übertragen. Gleichzeitig werden' durch die Querwand 39 der Boden 41 und die anschließenden Seitenwände 30 ausgesteift. Wichtig, insbesondere bei Stromlinienfahrzeugen, ist für die Bildung fester Tragwände 30 die Verlängerung der Gurtbögen ii, die in der Zone des Fahrgastraumes den; Übergang von der Seitenwand 2 auf das Dach 7 bilden, nach rückwärts parallel zur oberen Kante der Tragwände 30 und die unmittelbare Verbindung der Bögen 11 mit den Wänden 30. Im ganzen gesehen ergibt die Verbindung der Tragwände 30 mit den verlängerten Gurtbögen 11 und den anschließenden Seitenwänden 2 zwanglos ohne irgendwelchen Mehraufwand an Werkstoff zwei seitliche, abgeschlossene Radkasten für die Hinterräder und einen abgeschlossenen Raum für die Unterbringung eines Heckmotors.

Die Vorderwand des Wagenkastens ist gehäuseförmig ausgebildet, wie dies insbesondere die Fig. 4 zeigt. Die Windlaufwand 45 reicht bis zu dem. Eckknotenpunkt 46; hier setzt nach innen gerichtet die Wand 47 an, deren Breite der Baubreite des Radkastens entspricht und die auch gleich die hintere, innere Begrenzung des Radkastens bildet. Die von der vorderen; Achse 48 über die inneren Radkaistenwände (Achsentragwände) 49 in die Wandkante 50 bzw. deren Knotenpunkte 51, 52 eingeleiteten, senkrechten Kräfte werden zum Teil über die Wände 47, 45 auf den Windlauf pfosten 53 übertragen. Da die Windlaufwand 45 in ihrem oberen Teil gekrümmt ist und die Kante 54 gegebenenfalls nicht genügend biegungsfest zur Aufnahme der Wanddiagonal spannungen ist, sind auf den Wänden 45,47 durch Ansetzen- von Diagonalstäben 55, 56 Dreieckfachwerke gebildet, die zur unmittelbaren Verbindung der Knotenpunkte 46, 52 und 46, 57 dienen, so daß die senkrechten Kräfte einwandfrei um die Ecke herumgeleitet werden. Außerdem wird dadurch ein Dröhnen der Blechwände 45, 47 und die Bildung von Falten vermieden, wie sie bei dünnwandigen Schubwänden auf treten können. Die Wände können mit den Stäben verbunden oder auch, insbesondere bei Außenwänden, nur durch Zwischenlage von Filz gegen die Profilstäbe abgestützt werden.

Der einen Teil· der Vorderwand bildende Windschutzscheibenrahmen liegt in seiner Hauptebene von der vorderen Dachkante schräg nach unten und erstreckt sich bis zur vorderen waagerechten Kante des Windlaufs 45. Die untere Kante 58 des Scheibenrahmens verbindet somit die Knotenpunkte 52 quer durch den Raum miteinander, und die obere Kante 59 des Scheibenrahmens verbindet in gleicher Weise die durch die Windlauftürpfosten 53, die seitlichen;Dachgurte 11 und die Scheibenrahmenkante 59 gebildeten Knotenpunkte 60. Die Kante 59 des Scheibenrahmens schließt unter gleichzeitiger Bildung eines versteifendem Hohlprofils unmittelbar an die Dachhaut 7 an. Die Knotenpunkte 57 liegen im Türpfosten 53, also gegebenenfalls weiter von der Wagenmitte entfernt als die Knotenpunkte 52, die in der Ebene der senkrechten Tragwände 49 der Achse 48 stehen. Die Verbindungslinie der beiden Punkte 52, 57 in Gestalt der seitlichen, unteren Kanten 61 des Scheibenrahmens verläuft somit schräg zur Wagenmittelachse. In Höhe der Unterkanten 58,61 des Scheibenrahmens ist eine als Tisch brauchbare, waagerechte Wand 63 eingesetzt, die ebenfalls die vier Knotenpunkte 52 und 57 miteinander verbindet. Eine senkrecht zum Boden 63 angesetzte Blechwand 64 spannt die freie Längskante 65 des Bodens 63 unter Bildung einer Bördelung ein; an den seitlichen Türpfosten'53 mündet die Wand 64 mit je einem bogenförmigen Übergang, wobei auch die untere Kante 66 durch gebördelte Umbiegung profiliert und gurtbildend gestaltet ist. Am Boden des Wagenkastens sind im Bereich des Windlaufs 45 die beiden Profile 67, 68 vorgesehen, deren waagerechter Verbindungssteg 69 einen Teil des Bodens 1 bildet. Das Profil 67 ergibt zusamtnen mit den Türpfosten 53, den oberen Spantbögen 70 und der Instrumententafel 64 einen schubfesten Spant. In ähnlicher Weise entsteht ein weiterer schubfester Spant durch die Verbindung des Profils 68 mit den Wanden 47 und deren weitere Verbindung mit der Unterkante 58 des Scheibenrahmens.

Die Darstellung in der Fig. 4 läßt eine gehäuseförmige Vorderwand erkennen, die bei unbehindertem Durchblick im oberen Teil und ausreichender Füßfreiheit im unteren Teil einwandfrei geeignet ist, die Kräfte vom Vor-

derteil des Wagenkastens sowohl seitlich in die Seitenwand 2 als auch oberhalb durch die Stäbe 62 und den Mittelstab 71 des Scheibenrahmens in das Dach bzw. die oberen Gurte Ii der Seitenwände überzuleiten. Aus der Fig. 4 ist weiter ersichtlich, daß der Stab 55 ohne weiteres durch den Türpfosten 53 ersetzt werden kann, indem die Türbegrenzung mit ihrem Pfosten 53 dann nicht mehr senkrecht, sondern schräg nach vorn entsprechend der Lage des Diagonalstabes 55 geführt ist. Anstatt der in der Seitenansicht rechteckigen Form des Windlaufs würde sich dann eine Keilform ergeben, die eine wünschenswerte Verbreiterung der Tür in ihrem unteren Teil mit sich bringt.

An der Vorderwand des Wagenkastens, und zwar an den etwa senkrechten Innenkanten der Wände 47, sitzen die angenähert senkrecht verlaufenden Tragwände 49, 72 und 73 (Fig. 5 und 6). Diese Tragwände bilden die Innenseiten der Radkästen der Vorderräder und die Abschlußwände eines zwischen den Rädern angeordneten mittleren Motor- und Kofferraumes. Außerdem nehmen diese Tragwände die Vorderachse 48 vermittels der Knotenbleche 74 zwischen sich auf. Eine schräg von oben nach vorn unten verlaufende Wand 75 schließt oben an die Unterkante 58 des Scheibenrahmens an und ist unten mit der Achse 48 verbunden. Diese Wand 75 ist durch die aufgesetzten Profile 76 (Fig. 2) versteift, so daß die Kräfte von der Achse 48 einwandfrei nach der Unterkante 58 des Scheibenrahmens übertragen werden. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Wand 75 etwa in der gleichen schrägen Ebene wie der Scheibenrahmen angeordnet ist. Eine weitere Ableitung der Kräfte von der Achse 48 wird durch die senkrechte Querwand Jj nach unten bewirkt. Die einzelnen Teile der vorderen Tragwand 49, 72 und 73 sind zueinander geneigt angeordnet, wodurch die Festigkeit der vorderen Tragwand erhöht wird. Die untere Wand 73 steht senkrecht, während die beiden oberen Wände 49 und J2 von ihren Anschluß-. kanten an der Wand 73 aus nach außen winklig abgebogen sind. Das vor dieser zusam-

mengesetzten Wand schwenkende Vorderrad wird somit bei voller Berücksichtigung der Schwenkfreiheit in Achsenhöhe nach oben hin von innen gewissermaßen überbaut. Die Wand kann von ihrem Anschluß an die Wand 73 ab stärker nach außen abgewinkelt werden, und ebenso kann die Wand 49 mit einer etwas geringeren Schrägstellung den Übergang zwischen den beiden Wänden jz und 73 vermitteln. Durch die Schrägstellung der Wände und 72 nach außen wird eine Vergrößerung des Koffer- bzw. Motorraumes erreicht.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Selbsttragender Wagenkasten, bei dem die Seitenwände als Biegeträger ausgebildet und außerdem im Bereich der Räder nach innen zurückgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter- und Obergurte (D, E₁F und G₁H₁ J) der Biegeträger, im Grundriß gesehen, gerade durch- laufen und die als senkrechte Schubverbände ausgebildeten Mittelteile (C) der Seitenwände durch Querwände (K, K¹ und L, L¹) an diese Biegeträger angeschlossen sind.

2. Wagenkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Übergang von den Seitenwänden (2) auf das Dach (7) bildenden Gurtbögen (11) nach hinten parallel zur oberen Kante der nach innen zurückgesetzten Tragwände (30) über den Fahrgastraum hinaus weitergeführt und mit den Tragwänden verbunden sind, so daß die Versetzung der Tragwände (30) gegen die Seitenwände (2) überbrückt wird.

3. Wagenkasten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Untergurte der Biegeträger durch mit dem Fußboden (1) verbundene, in Längsrichrung unterhalb des Fußbodens (1) verlaufende Profile (3) verstärkt bzw. gebildet werden.

4. Wagenkasten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa senkrechten, schubfesten, vorderen Tragwände (49, 72, 73) in winklig zueinander stehende Flächen aufgeteilt sind, derart, daß die Wandteile (49, J2,) oben und evtl. seitlich anschließend gewölbt oder winklig nach außen geneigt sind.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 442 393, 472685, 473 523, 554 868, 601 189,

615 880;
britische Patentschriften Nr. 204829,

349090;
USA.-Patentschriften Nr. 1189284,

ι 876905, ι 903693;
österreichische Patentschrift Nr. 140 306; Zeitschrift »Motorkritik«, 1934, S. 166, "5

unteres Bild;
Automobiltechnische Zeitschrift, 1934,

S. 228, rechte Spalte, mittleres Bild.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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