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Rahmen für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Rahmen
für Kraftfahrzeuge mit Front- oder Hecktriebsatz, insbesondere für Personenkraftwagen,
der aus zwei zueinander parallelen Längsträgern und aus Querträgern besteht, von
denen ein vorderer Querträger unmittelbar hinter den Vorderrädern und ein hinterer
Querträger unmittelbar vor den Hinterrädern angeordnet ist.
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Es sind bereits Rahmen für Personenkraftwagen bekannt, die aus zwei
parallelen Längsträgern und mehreren geraden Querträgern bestehen, wobei der Abstand
der Längsträger größer ist als die Spurweite des Fahrzeugs. Diese bekannten Rahmen
haben jedoch den Nachteil, daß sie nur eine geringe Eigensteifigkeit aufweisen.
Bei ihnen müssen deshalb zusätzliche Verstrebungen vorgesehen werden, oder der Wagenaufbau
muß zur Versteifung herangezogen werden. Darüber hinaus ist dort infolge der geraden
Querträger die Raumausnutzung schlecht. Weiterhin sind an einer OOuerseite offene
Rahmen bekannt, bei denen die Rahmenbreite im wesentlichen schmäler als die Spur
der Räder ist und deren Breite nach dem vorderen Fahrzeugende zu abnimmt. Bei derartigen
Rahmen hat man bereits den hinteren Querträger an seinen beiden mit den Längsträgern
zusammenstoßenden Enden nach auswärts durchgebogen. Mit diesen bekannten Rahmen
können keine günstigen räumlichen Verhältnisse weder in der Länge noch in der Breite
erzielt werden. Darüber hinaus sind die Festigkeitseigenschaften
solcher
einseitig offener Rahmen schlecht. Endlich sind ovale Fahrzeugrahmen bekannt, bei
denen vorn und hinten je zwei Träger für die Radbefestigung angesetzt sind. Bei
diesen bekannten Rahmen fehlt die Bildung von Ecken am Zusammenstoß insbesondere
der vorderen Querträger mit den Längsträgern, die für die Weiterleitung der aufgenommenen
Kräfte bedeutungsvoll sind. Weiterhin wird bei diesen Ausführungen der für den Fahrgastraum.
vorgesehene Platz zwischen den Fahrzeugachsen infolge der Begrenzung durch ein ovales
Rahmenteil nur unvollständig ausgenutzt.
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Gemäß der Erfindung -werden die Nachteile der vorstehend beschriebenen
Rahmenkonstruktionen vermieden und ein Rahmen geschaffen, der einerseits bei gegebenen
äußeren Fahrzeugabmessungen die Schaffung eines größtmöglichen Innenraumes ermöglicht
und der andererseits eine außerordentlich große Festigkeit durch eine günstige Aufnahme
und Weiterleitung der an ihm auftretenden Kräfte gewährleistet und außerdem eine
große Sicherheit für die Insassen des Fahrzeuges, beispielsweise bei einem Zusammenstoß,
schafft. Weiterhin kann der vorgeschlagene Rahmen infolge seiner besonders widerstandsfähigen
Konstruktion aus wenigen leichten Trägern hergestellt werden, so daß er ein außerordentlich
niedriges Gewicht aufweist.
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Die Erfindung ist im wesentlichen darin zu sehen, daß bei dem vorgeschlagenen
Rahmen die Längsträger in an sich bekannter Weise einen größeren Abstand voneinander
als die Spurweite haben und beide Querträger gegenüber ihren an den seitlichen Längsträgern
befestigten Enden nach vorn bzw. hinten, d. h. nach den Fahrzeugenden, in der ganzen
Breite so ausgebogen sind, daß der Abstand der Querträger voneinander in der zu
ihnen senkrechten Längsmittelebene am größten ist. Gegenüber bekannten Rahmen, bei
denen die Querträger mit den Längsträgern senkrecht aneinanderstoßen, ergibt die
erfindungsgemäße Ausbiegung der Querträger in der Mitte immer noch einen Raumgewinn,
auch wenn seitlich an den Ecken ein Raumverlust entsteht.
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Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Längsträger
nur oder im wesentlichen nur bis zu den Querträgern geführt. Weiterhin hat sich
als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Rahmen durch eine durchgehende, zylindrisch
bzw. sphärisch oder ähnlich gewölbte Bodenplatte abgeschlossen bzw. versteift ist.
Ferner ist zweckmäßig, das ringförmige Rahmengebilde mit nach aufwärts gerichteten,
in Verlängerung der Längsträger liegenden Hörnern oder Pfosten zu versehen.
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Der Rahmen ist vorteilhaft Bestandteil eines gesondert für sich hergestellten
mittleren Fahrzeugteiles, an welchen ein vorderer und/oder ein hinterer je eine
Achse enthaltender Fahrzeugteil angesetzt werden kann. Dabei können die Querträger
bzw. die die Querträger enthaltenden Querwände des mittleren Fahrzeugteiles als
Träger der anschließenden Fahrzeugteile ausgebildet sein. Nach einem anderen Vorschlag
können ein oder beide Fahrzeugendteile an den Rahmenlängsträgern des mittleren Fahrzeugteiles,
z. B. an aufwärts gekröpften hörnerartigen Fortsätzen oder an Verlängerungen .der
Längsträger, befestigt werden. Die verwendeten Querträger werden zweckmäßig als
Kastenträger mit hohem Profil ausgebildet oder durch profilierte, z. B. kastenförmige,
mit den Querträgern oder dem Rahmen starr verbundene Gebilde von hohem Profil versteift.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Querträger als Angriffsglieder für von außen
her anzubringende, den Rahmen durch äußere Kräfte belastende Einrichtungen, wie
Zugorgan, Wagenheber od. dgl., auszubilden.
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In der Zeichnung ist eine größere Anzahl erfindungsgemäß ausgebildeter
Rahmen beispielsweise und mehr oder weniger schematisch dargestellt, und zwar zeigen
Abb. I, 3 und 5 Grundrisse solcher Rahmen, wobei je die obere Hälfte der Abbildungen
eine andere Ausführungsform als die untere Hälfte der Abbildungen darstellt, Abb.
2, 4 und 6 Querschnitte durch die Rahmen nach Abb. I, 3 und 5,wobei die linke Hälfte
der Querschnitte jeweils der oberen Hälfte der zugehörigen Grundrisse und die rechte
Hälfte der Querschnitte jeweils der unteren Hälfte der zugehörigen Grundrisse entspricht,
Abb.7 bis I2 schematische Darstellungen verschiedener Bauweisen einer Gesamtrahmenkonstrukton,
und zwar insbesondere für solche Fahrzeuge; welche im sogenannten Zellenbau hergestellt
werden. Die Bauweise für den vorderen und den hinteren Fahrzeugteil ist hierbei
in den Abbildungen verschieden gewählt.
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In den Abbildungen sind jeweils die Längsträger des Grundrahmens mit
a und b, die Querträger c (eine Ausführung) bzw. mit d (andere Ausführung)
bezeichnet.
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Bei der Ausführung nach Abb. r besteht der ganze Rahmen lediglich
aus den beiden Längsträgern a und b und den beiden Querträgern c bzw. d.
Die Längsträger besitzen hierbei einen Abstand voneinander, der größer als die Spurweite
der Vorderräder g bzw. der Hinterräder h ist und ungefähr der größten Breite des
Fahrzeugs entspricht. Die Querträger sind nach den Enden des Fahrzeugs zu ausgebogen.
Sie sind insbesondere in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß sie den
Fahrzeuginnenraum vorn und hinten begrenzen und in Verbindung mit den Längsträgern
ein ringförmiger Rahmen gebildet wird, welcher den gesamten Fahrzeuginnenraum umschließt.
Hierdurch ist es möglich, einen ununterbrochenen durchgehenden Fußboden vorzusehen,
welcher z. B. eben, gewölbt oder leicht abgesetzt sein kann. Der Boden kann hierbei
mittragender Teil des Rahmens sein. Auch können Rahmen und BodenTeile eines selbsttragenden
Wagenkastens bilden.
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Bei den Ausführungsformen nach Abb. z und 2 sind die Längsträger a
und b kastenförmig, die
Querträger c bzw. d rohrförmig ausgebildet.
Die Querträger sind durch die Längsträger hindurchgeführt und z. B. auf ihrem Umfange
mit den Längsträgern verschweißt. Durch die gebogene Form des Querträgers entsteht
hierbei eine Schweißfuge, welche schräg zur (gebogenen) Längsachse des Querträgers
verläuft, was die Festigkeit erhöht und im Verein mit der vorteilhaften Kraftübertragung
von den Querträgern auf die stumpfwinklig an sie anschließenden Längsträger eine
für die Kraftaufnahme besonders günstige Rahmenverbindung gewährleistet.
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Bei den beiden in Abb.2 dargestellten Ausführungsformen nimmt der
Boden selbst an der Hohlprofilbildung der Längsträger a und b teil, derart, daß
in der einen Ausführung der Boden e das U-förmige Längsträgerprofil a nach unten
abschließt, während in der anderen Ausführung der Boden f das Winkelprofil des Längsträgers
b zu einem vollständigen Kastenquerschnitt ergänzt.
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In der .linken Ausführung nach Abb. 2 ist der Boden :e ferner auch
unten gewölbt ausgeführt, wobei die Wölbung zylindrisch oder sphärisch sein kann.
Der Boden f (rechte Ausführung) ist dagegen treppenstufig abgesetzt. Die Stufen
sind schräg und ohne winklige Ecken angeordnet, so daß sich keine Schmutzecken bilden
und der Boden schnell und sauber gereinigt werden kann.
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Die Karosserie kann als Ganzes auf den Rahmen aufgesetzt bzw. mit
diesem zu einem selbsttragenden Wagenkasten vereinigt sein. Bei Anwendung der Zellenbauweise
können die gesondert hergestellten Fahrzeugendteile entweder an den Rahmen, insbesondere
an die Querträger, oder an die tragend ausgeführte Karosserie angesetzt werden.
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Während in Abb. I der gesamte Rahmen lediglich aus den beiden Längsträgern
a, b und den beiden Querträgern c bzw. d besteht und die Längsträger sich nur bis
zu den Querträgern erstrecken, sind bei der Ausführung nach Abb. 3 und 4 die Längsträger
über die Querträger hinaus verlängert, z. B. etwa zu den Achsen der Vorderräder
g bzw. der Hinterräder h. Die Verlängerungen a1, b1 können hierbei zur Aufnahme
der Karosserie bzw. der anschließenden Fahrzeugteile dienen. Die Abb. 4 zeigt ferner
Rahmenkonstruktionen, bei denen sowohl Längs- als auch Querträger Kastenquerschnitt
besitzen.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach Abb.5 und 6 ist angenommen, daß
Längs- und Querträger rohrförmig mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt ausgebildet
sind. Der Längsträger a ist hierbei durch Verbindungsmuffen i mit den Querträgern
c verbunden, wobei die Muffen mit Längs-und Querträgern verschweißt sein können,
während die -Querträger d z. B. stumpf an den Längsträger b angeschweißt sind. Des
weiteren sind die Längsträger a und b über die Querträger hinaus bis an die Enden
des Fahrzeugs verlängert (a2, b2) und dort durch weitere Querträger k und L miteinander
verbunden. Vorderräder g und Hinterräder h befinden sich hierbei innerhalb der Längsträger,
welche den Fahrzeugumriß im wesentlichen nach außen hin begrenzen. Die Querträger
k und L sind zweckmäßig entsprechend den Querträgern c bzw. d im Grundriß gebogen
und können gleichen oder anderen Querschnitt als diese besitzen.
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Im übrigen können alle Merkmale der Abb. I bis 6 im einzelnen gegeneinander
ausgetauscht bzw. durch geeignete andere Merkmale (z. B. auch entsprechend Abb.7
bis 12) ersetzt oder ergänzt werden.
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So zeigt Abb. 7 einen Rahmen (bzw. zwei Ausführungsformen desselben),
bei welchem an einen Querträger c ein Endmittellängsträger und an einen Querträger
d zwei z. B. im Abstand der üblichen Rahmen angeordnete Längsträger n angeschlossen
sind. Die Räder befinden sich also außerhalb des Rahmens, während der mittlere Teil
desselben (Längsträger a und b) eine größere Breite als die Spurweite
der Räder besitzt.
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Zwei weitere Ausführungsbeispiele für die Endrahmenteile zeigt Abb.
B. So ist z. B. der Querträger c mit einem gehäuseartigen Vorbau o starr verbunden,
während der Querträger d zur Befestigung eines aus den Trägern p1, p2 und p3 zu
einem geschlossenen Ring zusammengesetzten Endrahmens p dient. Die Befestigung erfolgt
z. B. in der Zellenbauweise (wie gestrichelt angedeutet) an den Stellen q1 bzw.
q2. Der Rahmen p kann als selbständiger Rahmen oder als Bestandteil einer selbsttragenden
Karosserie ausgebildet sein. Gehäuse o bzw. Endrahmen p können das Antriebsaggregat
tragen und die Achskräfte (entsprechend Abb. 7) aufnehmen. Die Kräfte übertragen
sich alsdann auf die Querträger c bzw. d; von wo sie in günstigem Kräftefluß auf
die Längsträger übertragen werden.
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Abb. g zeigt Ausführungsformen, bei welchen die beiden z. B. bügelförmig
gestalteten Endrahmen y1 und r2 an die Längsträger a bzw. b des mittleren
Grundrahmens angeschlossen werden. Während die Längsträger des Endrahmens r2 in
Verlängerung der Längsträger a bzw. b verlaufen, werden sie im Falle des Endrahmens
y1 außen an diese angesetzt. In Abb..9 ist in beiden Fällen wieder Zellenbauweise
angenommen. ° Im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungsbeispielen, bei denen ein
im wesentlichen ebener Rahmen mit gegebenenfalls in der Rahmenebene erfolgender
Verbindung der einzelnen Rahmenteile untereinander vorgesehen ist, sind in den Abb.
io bis 12 Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, bei welchen die z. B. in
Zellenbauweise zusammengefügten Einzelrahmen oder Tragwerke räumliche Konstruktionen
bilden.
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Im Falle der Abb. io sind die Längsträger a bzw. b mit nach oben gerichteten
hörnerartigen Fortsätzen s1 und s2 versehen. Der Endrahmen t besitzt entsprechende
Fortsätze t1, die zur Verbindung mit den Fortsätzen s1 der Längsträger a,
b
dienen. Der Endrahmen u unterscheidet sich vom Endrahmen t lediglich dadurch,
daß seine Längsträger sich schräg aufwärts gegen die Trennfuge zwischen dem Endrahmen
und dem mittleren
Grundrahmen, die Fortsätze u1 sich vom Endrahmen
aus also nach abwärts erstrecken.
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Bei .der Ausführungsform nach Abb. II (rechte Ausführung) sind die
hörnerartigen Fortsätze s2 durch ein Querglied s4 gegeneinander versteift, so daß
ein geschlossener, z. B. eine Querwand des Wagenkastens versteifender Rahmen d,
s2, s4, s2 entsteht. Ebenso ist der in Abb. Io dargestellte Endrahmen u, u1 bei
der Ausführung nach Abb II durch zusätzliche Längsträger u2 versteift.
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In der linken Ausführung der Abb. II ist für den Fahrzeugendteil ein
räumliches fachwerkartiges Rahmenwerk v vorgesehen, das in drei Punkten w1, w2 und
w3 an den Querträger c bzw. das obere Querglied s3 z. B. der Vorderwand des Wagenkastens
angeschlossen wird. Die Ausführungsformen nach Abb. II ergeben eine besonders steife
Gesamtkonstruktion des Fahrzeugaufbaus.
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In Abb. 12 dient der in eine senkrechte Ebene (ähnlich wie in Abb.
II) aufgebogene Rahmen s zur Befestigung einer Haube x, indem diese z. B. mittels
ihrer Kante y mit dem Rahmen s verflanscht wird. Im anderen Falle sind die Längsträger
a und b über den Querträger d hinaus verlängert. Ein Querträger z, welcher z. B.
auch das Achsaggregat trägt, verbindet die beiden Verlängerungen a1 und b1 der Längsträger
zu einem geschlossenen Rahmen.
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In den Abb.7 bis 12 sind je zwei verschiedene Ausführungsformen der
Rahmenkonstruktion am gleichen Fahrzeug dargestellt. Statt dessen kann das Fahrzeug
natürlich auch vorn- und hinten in gleichartiger Weise gegebenenfalls symmetrisch
ausgebildet sein, oder es können wieder die einzelnen Ausführungsformen beliebig
miteinander kombiniert werden.
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Das Antriebsaggregat ist zweckmäßig als den gesamten Antrieb umfassende
Einheit in einem der Fahrzeugendteile, z. B. als Vorderradantrieb oder als Heckmotoraggregat,
angeordnet, so daß der mittlere Fahrzeugteil bzw. der aus den beiden Längsträgern
a, b und den beiden Querträgern c bzw. d gebildete Grundrahmen von keinen Antriebsteilen
durchquert wird. Die Achsen sind vorzugsweise jeweils an einem der Endteile des
Rahmens bzw. des Fahrzeugs abgestützt und gegebenenfalls zusammen mit diesem abnehmbar.
Die gebogenen Querträger c bzw. d sind ferner in besonderem Maße dazu geeignet,
als Angriffsglieder für von außen her anzubringende, den Rahmen durch äußere Kräfte
belastende Einrichtungen wie Zugorgane, Wagenheber od. dgl. zu dienen. Der Angriffspunkt
für diese Kräfte befindet sich hierbei z. B. jeweils in der Mitte des Querträgers.
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Der aus den beiden Längsträgern. a, b und den Querträgern c bzw. d
gebildete ringförmige Rahmen umschließt zweckmäßig den gesamten Karosserieinnenraum,
wobei durch den großen Abstand der beiden Längsträger voneinander und infolge der
Formgebung der Querträger eine größtmögliche Geräumigkeit des Wageninnern gewährleistet
ist. Bei Anwendung der Zellenbauweise wird die Trennfuge zwischen den einzelnen
Fahrzeugteilen zweckmäßig außerhalb der Querträgere, d und insbesondere unmittelbar
anschließend an diese bzw. an die die Querträger enthaltende Querwand vorgesehen.