DE940204C - Knotenverbindung zwischen den unter dem Bodenblech eines selbsttragenden Wagenkastens von Kraftfahrzeugen befestigten Traegern mit den Vorderrahmenlaengstraegern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Knotenverbindung zwischen den Längs- und Querträgern, die unter dem Bodenblech eines selbsttragenden Wagenkastens von Kraftfährzeugen verlaufen und an diesem befestigt sind, und den kastenförmigen Längsträgern des Wagenkastenvorderrahmens. Die Aufgabe der unter dem Bodenblech verlaufenden Längs- und Querträger besteht im wesentlichen darin, das Bodenblech möglichst widerstandsfähig und starr zu machen, damit es den im Fahrbetrieb auftretenden Beanspruchungen gewachsen ist. An den Längsträgern des Wagenkasterivorderrahmens ist die Vorderachse oder der Vorderradträger befestigt und oft auch das Antriebsaggregat aufgehängt. Sie sind vielfach durch Streben gegen den selbsttragenden Raumverband abgestützt, so daß diese Streben einen großen Anteil der zu übertragenden Kräfte übernehmen. Dennoch aber entfallen auf die Verbindungsstellen dieses Vorderrahmens mit dem Bodenblech und dessen Trägern ao ebenfalls starke Kräfte.

Es ist bereits bekannt, die Vorderrahmenlängsträger teleskopartig in entsprechende U-förmige Auspressungen des Bodenbleches des Wagenkastens zu schieben und durch Schweißung daran zu befestigen. Außerdem sind teleskopartige Verbindungen von Vorderrahmenlängsträgem mit Haupt-Längsträgern bei Unterrahmen von selbsttragenden Wagenkasten nicht mehr neu. Die Befestigung erfolgte hierbei durch Schraubenverbindungen oder durch Schweißen. In allen diesen Fällen müssen aber die teleskopartigen Teile der Vorderrahmen-

längsträger eine große Länge aufweisen, um genügende Stützweite zu bieten. Die hinteren Enden der Vorderrahmenlängsträger ragen weit bis unter den Wagenkasten oder unter das Bodenblech. Hierdurch werden derartige Verbindungen schwer und teuer.

Es sind ferner Knotenblechverbindungen bekannt, die bei geeigneter Formgebung der Bleche die Knotenstelle abdecken und· alle zusammenlaufenden Träger miteinander verbinden. Hierbei werden bereits Knotenbleche verwendet, die alle an der Knotenstelle zusammenlaufenden Träger schuhartig umfassen und mit diesen verschweißt sind.

Diese bekannten Ausführungen von Knotenverbindungen lassen sich an den Gerippen von Fahrzeugaufbauten mit Erfolg anwenden; im vorliegenden Falle jedoch, wo besonders starke Kräfte von einem Vorderrahmen auf die unter dem Bodenblech verlaufenden Längs- und Querträger und auf das Bodenblech zu übertragen sind, würden derartige Verbindungen zu große Spannungskonzentration hervorrufen, die zu Brüchen Anlaß geben oder zu große Abmessungen ergeben.

Es gehört weiter zum Stand der Technik, die zu verbindenden Träger so auszuschneiden, daß sich ihre Enden ineinander schachteln oder verzahnen. Hierdurch berühren sich die Träger entlang besonders langer Strecken und lassen sich elektrisch oder autogen verschweißen.

Solche Verbindungen erschweren die Anwendung des wirtschaftlichen Punktschweißverfahrens und verteuern somit die Herstellung.

Schließlich ist es grundsätzlich bei Plattformrahmen für Kraftfahrzeuge bekannt, innerhalb des U-förmigen Mittelträgers ein zusätzliches U-förmiges Trägerstück vorzusehen, das mit niederer Profilhöhe gleichsinnig in das U-Profil des Mittelträgers eingesetzt und mit dessen Seitenflanschen verschweißt ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine zuverlässige Knotenverbindung zwischen den Vorderrahmenlängsträgern und dem Hauptrahmen des selbsttragenden Wagenkastens zu schaffen, die sich auf einem möglichst kleinen Raum beschränkt, um Material und Gewicht zu sparen. Außerdem sollen alle Einzelteile der Knotenverbindung so gestaltet sein, daß sich einfache Formen ergeben, die auch die Anwendung der wirtschaftlichen Punktschweißverfahren ermöglichen.

Die Erfindung geht von den bekannten Vorderrahmenlängsträgern aus, die aus im Querschnitt U-förmigen Blechprägeteilen mit waagerecht abgebogenen Flanschen bestehen, an denen Deckbleche befestigt sind, die die Träger an ihrer Unterseite zu Kastenträgern schließen, wobei die Vorderrahmenlängsträger teleskopartig in die Hauptlängsträger unter dem Bodenblech eingreifen. Demgegenüber besteht die Erfindung in der gleichzeitigen Anwendung folgender zum Teil bekannter Merkmale:

a) Die waagerecht abgebogenen Flansche der Vorderrahmenlängsträger sind im Bereich der Knotenstelle so ausgeschnitten, daß zwischen den unteren Kanten der seitlichen Flansche dieser U-förmigen Längsträger und den Deckblechen ein Abstand von einer Blechstärke für die Böden der unter dem Bodenblech verlaufenden Hauptlängsträger entsteht;

- b) das Deckblech eines jeden Vorderrähmenlängsträgers ist an der Unterseite der Knotenstelle 70-mit allen übrigen Längs- und Querträgern auf breiter Fläche verbunden;

c) der Vorderrahmenlängsträger ist im Bereich der Knotenstelle durch ein im Querschnitt Unförmiges Trägerstück zusätzlich verstärkt, das mit 75; niederer Pröfilhöhe gleichsinnig in das U-Profil der Vorderrahmenlängsträger eingesetzt und mit -dessen Seitenflanschen verschweißt ist.

In ausschließlicher Abhängigkeit von der Knotenverbindung nach der Erfindung ist ein an sich bekanntes schuhartig verbreitertes Knotenblech vorgesehen, das alle an der Knotenstelle zusammentreffenden Träger von unten zusätzlich umfaßt und mit diesen verschweißt ist.

An Hand eines Ausführungsbeispieles ist die Erfindung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung stellen dar

Fig. ι den Bodenrahmen eines selbsttragenden Wagenkastens im Grundriß,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des mit A 90· in Fig. ι angedeuteten Ausschnittes in vergrößertem Maßstäbe, wobei das Bodenblech weggelassen und der Längsträger des Vorderrahmens herausgezogen ist,

Fig. 3 den mit A in Fig. 1 bezeichneten Ausschnitt im Grundriß in vergrößertem Maßstabe, wobei das Bodenblech weggelassen ist,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Knotenverbindung nach Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Querträgerverlän- 100· gerung nach Linie 5-5 der Fig. 3,

Fig. 6 eine räumliche Einzeldarstellung des sich knotenblechartig erweiternden Verstärkungsteiles. Fig. ι zeigt einen Bodenrahmen im Grundriß mit nach vorn zulaufendem, an der Unterseite des 105. Bodenbleches 30 befestigten Längsträgers 48 und einem vorderen Querträger 50 mit Verlängerungen 74.

Der Vorderrahmen 52 des-B.odenrahmens besteht aus den Längsträgern 51 und dem Querträger 99. Die ovale öffnung 97 der Verbreiterung 98 dient dazu, Teile einer nicht dargestellten Vorderachsaufhängung, z. B. Schraubenfedern und Teleskopstoßdämpfer, hindurchzuführen.

Die Streben 95 verlaufen an der Innenseite von Randversteifungen 39 des Bodenbleches 30 und sind in einem stumpfen Winkel so abgebogen, daß sie auf die nach vorn ragenden Längsträger 51 des Vorderrahmens 52 treffen und mit diesem verschweißt sind.

Die Längsträger 48 und 51 sowie der Querträger 50 mit seinen Verlängerungen 74 stoßen in einem Punkt zusammen und sind fest miteinander verbunden, vgl. Ausschnitt^ der Fig.i. Die Längsträger 48, der Querträger 50 und seine Verlangerungen 74 haben nach oben offenen U-förmigen

Querschnitt und sind entlang der waagerechten abgebogenen Flansche 76, 67, 75 (Fig. 2), die alle in einer Ebene liegen, mit dem Bodenblech 30 fest verbunden. Der besseren Übersicht wegen ist in den Fig. 2 bis 5 das Bodenblech 30 weggelassen.

Die senkrecht abgebogenen Flansche 64 des Querträgers 50 und die senkrecht abgebogenen Flansche 65 der Verlängerung 74 sind mit den beiden Seitenflanschen 86 des U-förmigen Längsträgers 48 punktverschweißt. Die seitlich abgebogenen Flansche 67 des Querträgers 50 und die seitlich abgebogenen Flansche 75 der Verlängerung^ sind an der Stoßstelle mit dem Längsträger 48 um eine Blechstärke nach unten versetzt und mit den seitlich abgebogenen Flanschen 76 des Längsträgers 48 punktverschweißt. Der Querträger 50 und die Verlängerung 74 sind schließlich noch durch je einen Lappen 77 und 78 mit dem Boden 79 des Längsträgers 48 verbunden, vgl. Fig. 2 und 3.

Der Längsträger S1 des Vorderrahmens 52 besteht aus einem nach unten offenen im Querschnitt U-förmigen Prägeteil mit waagerecht abgebogenen seitlichen Flanschen 82, die mit einem Abdeckblech 81 punktverschweißt sind, so daß ein kastenförmiger Träger entsteht. Die waagerecht abgebogenen seitlichen Flansche 82 sind am hinteren Ende des Vorderrahmenlängsträgers 51, .das heißt im Bereich der Knotenstelle so ausgeschnitten, daß zwischen den unteren Kanten 83 des Vorderrahmenlängsträgers 51 und dem Abdeckblech 81 ein Abstand von einer Blechstärke entsteht. Um den kastenförmigen Querschnitt des Vorderrahmenlängäträgers und seine Biegesteife an der Verbindungsstelle beizubehalten, ist das im Querschnitt nach unten U-förmige Trägerstück 80 mit den Seitenflanschen 66 des U-förmigen Längsträgers 5 r verschweißt. Dieses Trägerstück 80 kann sich natürlich auch über eine größere Länge, als es in dem Ausführüngsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, eventuell sogar über die ganze Länge des Vorderrahmenlängsträgers 51 erstrecken. Bei dem Zusammenbau des Vorderrahmens 52 mit dem Bodenrahmen wird der Längsträger 51 teleskopartig in die Knotenstelle geschoben, wobei die unteren Kanten 83 auf dem Boden 79 des U-förmigen Hauptlängsträgers 48 gleiten. Das Deckblech 81 legt sich hierbei an die Unterseite des Hauptlängsträgerbodens 79 und wird mit ihm punktverschweißt, vgl. Fig. 3 bis 5·

Der Vorderrahmenlängsträger 51 kann zusätzlich entlang seiner oberen Kanten 84 (Fig. 2 und 4) mit den Flanschkanten 85 oder mit den Seitenflanschen 86 des U-förmigen Hauptlängsträgers 48 verschweißt sein. Auf die so zusammengebaute Knotenstelle wird das Bodenblech 30 gelegt und entlang der Flansche 67, 75, 76 punktverschweißt.

Die Verbindung beschränkt sich, wie insbesondere auch aus dem Ausschnitt A der Fig. 1 hervorgeht, auf sehr kleinem Raum und spart dadurch an Material und Gewicht. Die einzelnen Blechteile sind einfach und insbesondere so geformt, daß weitgehend von dem wirtschaftlichen Punktschweißverfahren Gebrauch gemacht werden kann.

Die Starrheit der Verbindung kann in einfacher Weise weiterhin gesteigert werden, indem ein schuhartig erweitertes Knotenblech 87, wie ihn Fig. 6 darstellt, zusätzlich verwendet wird. Der knotenblechartige Schuh 87 umfaßt von unten her die Knotenstelle. Er verbreitert sich an seinem vorderen Ende, wobei die Flansche 88 in einem Bogen auf die Seitenwände 89 und 90 des Querträgers 50 und der Querträgerverlängerung 74 zulaufen und mit diesen verschweißt sind.

Der sich verbreiternde Boden 91 des Schuhes 87 legt sich dabei an die Unterseite der Knotenstelle und wird entlang seiner Kanten 92, 93, 94 mit dem Deckblech 81 des Vorderrahmenlängsträgers 51 und mit den Böden der Querträger verschweißt. Der Schuh 87 ist nach hinten verlängert, um die Längsträger 48 auf ihrer ganzen Länge zu verstärken.

Das nach hinten ragende Stück des Schuhes 87 hat U-förmigen Querschnitt und umfaßt die Längsträger 48 von unten, so daß in Verbindung mit dem Bodenblech 30 ein mehrfacher Kastenquerschnitt entsteht. .

Bei geschlossenen Wagenkästen kann jedoch im allgemeinen auf einem dopperkastenförmigen Querschnitt der Längsträger 48 und auch auf den knotenblechartigen Schuh- 87 verzichtet werden, da bei Limousinen ein starres, aus Blech gezogenes go Dach ein mittragendes Bauteil darstellt.

Um aber dieselbe Konstruktion auch für offene Wagenkasten verwenden zu können, genügt es, die Längsträger 48 und die Knotenverbindung durch den oben beschriebenen Schuh-87 zu verstärken.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Knotenverbindung zwischen den unter dem Bodenblech eines selbsttragenden Wagenkastens von Kraftfahrzeugen befestigten, im Querschnitt U-förmigen nach oben offenen Längsund Querträgern mit den ebenfalls im Querschnitt U-förmigen nach unten offenen Vorderrahmenlängsträgern, an deren, waagerecht abgebogenen Flanschen Deckbleche zur Bildung von Kastenträgern befestigt sind, wobei die Vorderrahmenlängsträger teleskopartig in die unter dem Bodenblech befestigten Hauptlängsträger geschoben sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender teilweise bekannter Merkmale:

   a) Die waagerecht abgebogenen Flansche (82) der Vorderrahmenlängsträger (51) sind im Bereich der Knotenstelle so ausgeschnitten, daß zwischen den unteren Kanten (83) der seitlichen Flansche dieser Unförmigen Längsträger und den. Deckblechen~(8i) ein Abstand von einer Blechstärke für die Böden (79) der unter dem Bodenblech (30) verlaufenden Hauptlängsträger (48) entsteht;

   b) das Deckblech (81) eines jeden Vorderrahmenlängsträgers (51) ist an der Unterseite der Knotenstelle mit allen übrigen Längs- und Querträgern (48, 74, 50) auf breiter Fläche verbunden;

   c) der Vorderrähmenlängsträger (51) ist im Bereich der Knotenstelle durch ein im Querschnitt U-förmiges Trägerstück (8o) zusätzlich verstärkt, das mit niederer Profilhöhe gleichsinnig in das U^Profil der Vorderrähmenlängsträger eingesetzt und mit dessen Seitenfianschen (66) verschweißt ist.
2. 2. Knotenverbindung ausschließlich nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein an sich be-" kanntes schuhartig verbreitertes Knotenblech (87), das alle an der Knotenstelle zusammentreffenden Träger (51, 74, 50) von unten zusätzlich umfaßt und mit diesen verschweißt ist.

   Angezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 710 711, 742977; österreichische Patentschrift Nr-. 122 055; schweizerische Patentschrift Nr. 163742; französische Patentschriften Nr. 987 278, 602, 906 404;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 222 920., 2 140 476, ι 629 278.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen