DEP0023220DA - Rahmen für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rahmen für Kraftfahrzeuge, welcher bei hoher Festigkeit und Steifigkeit besonders günstige räumliche Verhältnisse ergibt, und sich bei zweckmässigster Aufnahme der im Fahrzeug wirkenden Kräfte der äusseren Formgebung des Fahrzeugs bzw. des Wagenkastens besonders vorteilhaft anpasst und keine komplizierten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung erfordert. Die Erfindung besteht demgemäss im wesentlichen darin, dass der Rahmen aus einem breiteren Mittelteil und zwei schmaleren Endteilen besteht, welche an zwei den Mittelteil vorn und hinten begrenzende Querträger anschliessen und deren Längsträger gegenüber den Längsträgern des Rahmenmmittelteiles auf geringere Breite abgesetzt sind. Insbesondere sind hierbei die Endteile des Rahmens derart bemessen, dass die zwischen den Vorderrädern verlaufenden Rahmenlängsträger des vorderen Endteiles geringeren Abstand voneinander als die z.B. gegenüber den Längsträgern des Mittelteiles verhältnismässig wenig versetzten, zwischen den Hinterrädern verlaufenden Längsträger des hinteren Endteiles besitzen.

Diese Ausbildung des Rahmens ermöglicht es, den Rahmen der äusseren Form des Wagenkastens zugleich unter Berücksichtigung des für die Räder erforderlichen Raumes so weitgehend wie möglich anzupassen und gleichzeitig die von den Endteilen des Rahmens, insbesondere von den Fahrzeugachsen und dem Antriebsaggregat herrührenden Kräfte in zweckmässigster Weise auf den Rahmenmittelteil zu übertragen. Letzterer besitzt hierbei vorzugsweise eine dem Wagenkasten entsprechende Breite, indem die Längsträger dieses Mittelteiles ungefähr in Spurweite der Räder angeordnet sind und den Fahrzeuginnenraum nach den Fahrzeugseiten hin begrenzen. Die Längsträger der Rahmenendteile besitzen dagegen einen solchen Abstand voneinander bzw. sind gegenüber den Längsträgern des Rahmenmittelteiles soweit nach innen versetzt, als dies durch den Lenkeinschlag der gelenkten Räder (in der Regel nur der Vorderräder) bzw. durch die Verwendung nicht gelenkter Räder (wie in der Regel im Falle der Hinterräder) bedingt ist.

Die Aufnahme der an den Rahmenendteilen auftretenden Kräfte durch die den Rahmenmittelteil nach vor und hinten begrenzenden Querträger gestattet es ferner, die Hauptbeanspruchung des Rahmens von den beiden seitlichen Längsträgern und den beiden vorerwähnten Querträgern aufzunehmen, wobei das aus den Längs- und Querträgern bestehende Rahmengebilde so fest und steif gemacht werden kann, dass weitere zusätzliche, den Mittelteil durchsetzende Längsträger entbehrt werden können. Die Längsträger der Rahmenendteile können daher an den Querträgern des Rahmenmittelteiles enden.

Der Rahmen kann als selbständiger Rahmen ausgebildet sein, welche die von ihm unabhängig hergestellte Karosserie trägt, er kann aber auch insbesondere als Teil eines selbsttragenden Wagenkastens verwendet werden. Besonders in letzterem Falle kann von weiteren unmittelbaren Versteifungen des Rahmenmittelteiles abgesehen werden, doch können gegebenenfalls, insbesondere bei Ausbildung des Fahrzeugs als Kabriolett o.dgl. die Längsträger des Rahmenmittelteiles z.B. durch einen zusätzlichen mittleren Querträger o.dgl. gegeneinander versteift sein, wobei dieser Querträger zweckmässig mit verbreiterter Fläche bzw. verbreiterter Schweissnaht, welche sich über die ganzen Längsträger des Rahmenmittelteiles erstrecken kann, mit diesen verbunden ist.

Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen besonders zweckmässigen Anschluss der schmaleren Rahmenendteile an den breiteren Mittelteil bzw. der Längsträger der Rahmenendteile an die Längs- bzw. Querträger des Rahmenmittelteiles.

In Anwendung auf den auf besonders geringe Breite abgesetzten (vorzugsweise vorderen) Rahmenendteil sieht die Erfindung demgemäss einen Querträger des Mittelteiles vor, welcher von den Längsträgern dieses Mittelteiles nach den Längsträgern des Rahmenendteiles in Richtung zum Fahrzeugende schräg bzw. abgebogen verläuft. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass trotz genügenden Spielraumes für die gelenkten Räder der Rahmenquerträger in seinem mittleren Teil so weit wie möglich nach vorn versetzt wird, wodurch, insbesondere wenn der Querträger im Bereiche der vorderen Spritzwand angeordnet ist, ein unbehinderter möglichst weit nach vor geschobener Fussraum für den Fahrer ermöglicht wird. Dies trägt zugleich zur Geräumigkeit des Fahrzeuginnenraumes bei verhältnismässig kurzer Baulänge des Wagens bei. Gleichzeitig wird durch den schrägen Verlauf der Querträgerenden eine günstige Überleitung der Kräfte vom Rahmenendteil auf den Rahmenmittelteil erreicht. Diese Wirkung wird noch dadurch vervollkommnet, dass der Querträger an die Längsträger des Rahmenmittelteiles unter einem stumpfen Winkel anschliesst und mit diesen, die er z.B. durchsetzt, mit zu ihm schräger Schweissfuge verbunden ist.

Für den gegenüber dem Rahmenmittelteil hinsichtlich seiner Breite nur verhältnismässig wenig abgesetzten (insbesondere hinteren) Rahmenendteil wird dagegen erfindungsgemäss zweckmässig eine solche Verbindung vorgesehen, dass die Längsträger des Rahmenendteiles mit ihrer Aussenwandung an die Innenwandung des Längsträgers des mittleren Rahmenteiles angesetzt und mit diesen verschweisst sind. Die gegeneinander anliegenden und miteinander verschweissten Enden der beiden Längsträger können hierbei zur Verminderung des Gewichtes und zur Erzielung einer gleichmässigeren Übergangsstelle keilförmig oder in ähnlicher Weise verschmälert sein (Gegebenenfalls können auch die gegeneinander um ungefähr Trägerbreite versetzten Längsträger des Rahmenmittelteiles und des Rahmenendteiles aus einem einzigen an der Übergangsstelle ausgekröpften Träger bestehen). Eine für die Kräfteaufnahme besonders vorteilhafte Verbindung ergibt sich ferner in der Weise, dass die gegeneinander versetzten und insbesondere miteinander verschweissten Längsträger der beiden Rahmenteile an der Übergangs- bzw. Verschweissungsstellung durch einen über beide Längsträger übergreifenden bzw. durch sie hindurchgeführten und mit ihnen verschweissten Querträger gegeneinander versteift sind. Anstelle einer unmittelbaren Verbindung der Längsträger des Endteiles mit den Längsträgern des Mittelteiles kann aber auch in diesem Falle eine Verbindung beider Längsträger gegebenenfalls nur über den Querträger vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn eine grössere Versetzung der Längsträger in Breitenrichtung erforderlich ist, sei es deswegen weil die Längsträger des Rahmenmittelteiles noch weiter nach aussen (z.B. auch über die Spurbreite der Räder hinaus) versetzt werden, sei es deswegen, weil die Längsträger des Rahmenendteiles (z.B. wegen der Verwendung lenkbarer Hinterräder) geringeren Abstand erhalten.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass, insbesondere bei Verwendung selbsttragender Wagenkästen, die Rahmenendteile gegen pfostenartig nach aufwärts gerichtete Rahmenglieder bzw. gegen ein mit dem Rahmen zu einer Einheit verbundenes Traggerippe für den Wagenkasten strebenartig versteift sind. Die Versteifung erfolgt hierbei z.B. durch schräg nach aufwärts gerichtete Träger, welche sich fachwerkartig an Pfosten bzw. Traggerüsten anschliessen, die sich etwa in der Ebene der Querträger nach aufwärts erstrecken und z.B. Teile des Wagenkastengerippes bilden können. Als Pfosten zur strebenartigen Abstützung der Rahmenendteile gegen den Rahmenmittelteil können zweckmässig die Eckposten des Rahmenmittelteiles dienen, welche an den Kreuzungsstellen von Längs- und Querträgern des Rahmenmittelteiles mit diesem verschweisst sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen gemäss der Erfindung ausgebildeten Rahmen bzw. Wagenkasten in Seitenansicht (Abb. 1) und im Grundriss (Abb. 2) dargestellt.

Der Rahmen bzw. das Wagenkastengerippe besteht aus dem Rahmenmittelteil A, dem vorderen Rahmenendteil B und dem hinteren Rahmenendteil C. Der Rahmenmittelteil wird gebildet aus den beiden Längsträgern a, dem vorderen Querträger b und dem hinteren Querträger c, sowie einem mittleren Querträger d. Der vordere Rahmenendteil B besteht ferner aus den beiden an den Querträger b angeschweissten Längsträgern e, welche z.B. über die Achse der Vorderräder B(sub)1 hinweggekröpft sind und durch einen vorderen Querträger f bzw. einen zusätzlichen Querträger g, der zur Abstützung der Radfederung dienen kann, gegeneinander versteift sind. Der hintere Rahmenendteil besteht aus den Längsträgern h, die an ihrem Ende durch einen Querträger i miteinander verbunden sind.

Wie ersichtlich besitzen die Längsträger e des vorderen Rahmenendteiles einen geringeren Abstand voneinander als die Rahmenträger h des hinteren Rahmenendteiles, welche fast unmittelbar auf der Innenseite der Hinterräder C(sub)1 angeordnet sind und gegenüber den Längsträgern a des Rahmenmittelteiles nur etwa um Trägerbreite versetzt sind.

Der Querträger b verläuft in seinen Endabschnitten b(sub)1 von den Längsträgern a des Mittelteiles nach den Längsträgern e des vorderen Endteiles schräg nach vorn, so dass den Vorderrädern B(sub)1 ein ausreichender Raum für den Lenkeinschlag verbleibt und gleichzeitig der Fussraum für den Fahrer durch den Querträger nicht behindert wird. Der Querträger b besitzt z.B. rohrförmiges Profil und ist an seinen Enden durch die z.B. mit kastenförmigem Querschnitte ausgebildeten Längsträger a hindurchgeführt und mit diesen auf der Innenseite k(sub)1 oder auf der Aussenseite k(sub)2 oder auf beiden Seiten der Längsträger mit zu den Querträgern schräger Schweissfuge verschweisst. Hierdurch wird eine vergrösserte und für die Überleitung der Kräfte besonders vorteilhafte Schweissverbindung erzielt.

Die Querträger c und d können, wie dargestellt, z.B. U-förmigen Querschnitt besitzen oder auch (insbesondere der Querträger c) ebenfalls als Hohlträger, rohr- oder kastenförmig, ausgebildet sein. Zur Verbindung der hinteren Rahmenlängsträger h mit dem Rahmenmittelteil A sind jene über den Querträger r hinaus etwas verlängert, wobei die Verlängerung h(sub)1 keilförmig abgeschrägt ist und sich mit einer äusseren Längsfuge l gegen die Innenwand des Rahmenlängsträgers a anlegt. Entlang dieser Längsfuge l sind die beiden Rahmenlängsträger h und a miteinander verschweisst. Der Querträger c greift mit seinem oberen die Längsträger überragenden Profil c(sub)1 über beide Längsträger hinweg und ist zweckmässig beiderseits bei m(sub)1 und m(sub)2 sowie ferner auf seiner abgeschnittenen Sternseite m(sub)3 mit den Querträgern a und h verschweisst.

In unmittelbarer Nähe der 4 Ecken des Rahmenmittelteiles sind die Pfosten n und o eines selbsttragenden Wagenkastens aussen an die Längsträger a des Rahmenmittelteiles angeschweisst. Sie können gleichzeitig als Türpfosten für die Karosserie dienen und zu einem bogenförmigen Obergurt p vereinigt sein. Die Pfosten und Obergurte der beiden Fahrzeugseiten können in beliebiger Weise gegeneinander versteift sein.

An dieses so gebildete Traggerippe sind einerseits die nach oben gekröpften Längsträger e des Rahmenvorderteiles durch Streben q und andererseits die Längsträger h des hinteren Rahmenendteiles durch Streben r abgestützt. Weitere Streben s(sub)1, s(sub)2, s(sub)3 können die Versteifung des hinteren Wagenteiles vervollkommnen.

Der Fahrzeugboden ist mit den Längsträger a und den Querträgern b, c, d zweckmässig verschweisst, wobei der Boden gegebenenfalls gleichzeitig zur Bildung des Trägerprofiles beitragen, insbesondere auch die U-förmigen Querträger c und d nach unten abschliessen kann. Von dem Querträger d werden zweckmässig die vorderen Sitze getragen. Ferner kann der hintere Querträger c zur Aufnahme weiterer Sitze dienen. In Anwendung des Rahmens auf Kabrioletts oder dergleichen (d.h. also auf Fahrzeuge, deren Rahmen nicht durch ein oberes Traggerippe des Wagenkastens versteift werden können) kann zweckmässig der mittlere Querträger d in der in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten Weise als besonders breiter Querträger t ausgebildet sein. Dieser Querträger ist nach den Enden zu fächerförmig verbreitert, derart, dass die Verbreiterungen t(sub)1 sich an die Längsträger a über deren ganze Länge anschliessen und mit einer sich über diese Länge erstreckenden Schweissnaht verbunden sind. Der Träger t kann hierbei auch einen Teil des Bodens bilden und gegebenenfalls zur Profilbildung auch der Längsträger a herangezogen sein.

Die Fahrzeugräder können in beliebiger Weise an den Rahmenendteilen B bzw. C aufgehängt sein, beispielsweise die Vorderräder B(sub)1 mittels Lenkervierecke, die Hinterräder mittels Pendelhalbachsen, Starrachsen o.dgl. Das Antriebs-Aggregat ist zweckmässig als Ganzes in einem der Fahrzeugendteile gelagert.

Claims (22)

1.) Rahmen für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus einem breiteren Mittelteil und zwei schmaleren Endteilen besteht, welche an zwei den Mittelteil vorn und hinten begrenzende Querträger anschliessen.

2.) Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Vorderrädern verlaufenden Rahmenlängsträger des vorderen Endteiles einen geringeren Abstand voneinander als die z.B. gegenüber den Längsträgern des Mittelteiles nur verhältnismässig wenig versetzten, zwischen den Hinterrädern verlaufenden Längsträger des hinteren Endteiles besitzen.

3.) Rahmen nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger des Rahmenmittelteiles in einem ungefähr der Spurbreite der Räder entsprechenden Abstand angeordnet sind und den Fahrzeuginnenraum nach den Fahrzeugseiten hin begrenzen.

4.) Rahmen nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger der Rahmenendteile nur oder im wesentlichen nur bis zu den Querträgern des Rahmenmittelteiles geführt sind und der Rahmenmittelteil innerhalb der beiden den Wagenkasten seitlich begrenzenden und sich im wesentlichen nur über die Länge dieses Mittelteiles erstreckenden Längsträgern von keinen Längsträgern durchsetzt wird.

5.) Rahmen für Kraftfahrzeuge mit einem breiteren Mittelteil und einem wesentlich schmaleren, zwischen den Rädern (vorzugsweise den Vorderrädern) angeordneten Endteil, dessen Längsträger mit einem Querträger des Mittelteiles verbunden ist (bzw. sind), insbesondere nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger des Mittelteiles von dessen Längsträgern nach dem oder den Längsträgern des Rahmenendteiles in Richtung zum Fahrzeugende schräg bzw. abgebogen verläuft.

6.) Rahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger an die Längsträger des Rahmenmittelteiles unter einem stumpfen Winkel anschliesst, und mit diesen, die er z.B. durchsetzt, mit zu ihm schräger Schweissfuge verbunden ist.

7.) Rahmen nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger zwischen den beiden Längsträgern des schmaleren Rahmenendteiles im wesentlichen geradlinig verläuft.

8.) Rahmen nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass er in seinem mittleren Abschnitt nach dem Fahrzeugende zu versetzte Rahmenquerträger den Fahrzeuginnenraum in Längsrichtung begrenzt, insbesondere im Bereiche der vorderen Spritzwand angeordnet ist.

9.) Rahmen nach Anspruch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden, den Rahmenmittelteil vorn und hinten begrenzenden Querträgern nur der an den schmaleren Endteil angrenzende Querträger in seinem mittleren Teil nach dem Fahrzeugende zu abgebogen ist, während der andere Querträger im wesentlichen gradlinig verläuft.

10.) Rahmen für Kraftfahrzeuge, bei welchem die Längsträger eines vorzugsweise hinteren Rahmenendteiles gegenüber den Längsträgern des Rahmenmittelteiles auf nur verhältnismässig wenig geringere Breite abgesetzt sind, insbesondere nach Anspruch 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger des Rahmenendteiles mit ihrer Aussenwandung an die Innenwandung der Längsträger des mittleren Rahmenteiles angesetzt und mit diesen verschweisst sind.

11.) Rahmen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander anliegenden und miteinander verschweissten Rahmenlängsträger des Rahmenmittelteiles und des Rahmenendteiles oder einer dieser beiden Längsträger an ihren anliegenden Enden keilförmig zugespitzt sind.

12.) Rahmen nach Anspruch 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander um ungefähr Trägerbreite versetzten Längsträger des Rahmenmittelteiles und des Rahmenendteiles aus einem einzigen an der Übergangsstelle ausgekröpften Träger bestehen.

13.) Rahmen nach Anspruch 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander um ungefähr Trägerbreite versetzten und z.B. miteinander verschweissten Längsträger des Rahmenmittelteiles und des einen Rahmenendteiles an der Übergangs- bzw. der Verschweissungsstelle durch einen über beide Längsträger übergreifenden bzw. durch sie hindurchgeführten und mit ihnen verschweissten Querträger gegeneinander versteift sind.

14.) Rahmen nach Anspruch 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Längsträger des Rahmenmittelteiles und die denselben vorn und hinten begrenzenden Querträger, zweckmässig aber auch die Längsträger der Rahmenendteile geschlossenes (z.B. rohr- oder kastenförmiges) Hohlprofil besitzen.

15.) Rahmen nach Anspruch 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die die Fahrzeugachse und das Antriebsaggregat tragenden Längsträger der Rahmenendteile durch Querträger gegeneinander versteift sind.

16.) Rahmen nach Anspruch 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger des Rahmenmittelteiles zwischen den beiden zum Anschluss der Rahmenendteile dienenden Querträger zusätzlich durch einen mittleren Querträger gegeneinander versteift sind.

17.) Rahmen nach Anspruch 16, insbesondere für Kabrioletts o.dgl., dadurch gekennzeichnet, dass der z.B. die Sitzkästen tragende und z.B. breiten Querschnitt besitzende mittlere Querträger sich zur Überleitung der Kräfte auf die Längsträger fächerförmig gegen diese verbreitert, z.B. derart, dass er mit den Längsträgern des Rahmenmittelteiles über deren ganze Länge verbunden ist.

18.) Rahmen nach Anspruch 1 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen als selbständiger die Karosserie tragender Rahmen ausgebildet ist.

19.) Rahmen nach Anspruch 1 - 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen Teil eines selbsttragenden Wagenkastens ist.

20.) Rahmen nach Anspruch 1 - 19 (insbesondere Anspruch 19), dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenendteile gegen pfostenartig nach aufwärts gerichtete Rahmenglieder bzw. gegen ein mit dem Rahmen zu einer Einheit verbundenes Traggerippe für den Wagenkasten strebenartig versteift sind.

21.) Rahmen für Kraftfahrzeuge mit einem breiteren Mittelteil und schmaleren Endteilen, welche an den Mittelteil nach vorn und hinten begrenzende Querträger anschliessen, nach Anspruch 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenmittelteil im wesentlichen in der Ebene der Querträger (insbesondere an den Kreuzungsstellen derselben mit den Längsträgern des Mittelteiles) senkrechte Pfosten oder Traggerüste besitzt und die Rahmenendteile gegen diese Pfosten oder Traggerüste strebenartig versteift sind.

22.) Rahmen nach Anspruch 1 - 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Rahmenmittelteiles mit den Längs- und Querträgern desselben - z.B. durch Schweissen - fest verbunden und gegebenenfalls zur Profilbildung derselben herangezogen ist.