WO2005087571A1 - Fahrzeugrahmen - Google Patents

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WO2005087571A1
WO2005087571A1 PCT/EP2005/002346 EP2005002346W WO2005087571A1 WO 2005087571 A1 WO2005087571 A1 WO 2005087571A1 EP 2005002346 W EP2005002346 W EP 2005002346W WO 2005087571 A1 WO2005087571 A1 WO 2005087571A1
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WO
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Prior art keywords
cross member
vehicle frame
longitudinal
bar
transversal
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/002346
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Anders
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
Publication of WO2005087571A1 publication Critical patent/WO2005087571A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/008—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of light alloys, e.g. extruded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/02—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted comprising longitudinally or transversely arranged frame members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00—Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/02—Connections between superstructure or understructure sub-units rigid
    • B62D27/023—Assembly of structural joints

Definitions

  • the invention relates to a vehicle frame with at least one cross member designed as a closed hollow profile, which is connected in a connection area on the front side to a receiving area on the longitudinal side arranged transversely to the cross member, according to the preamble of claim 1.
  • a vehicle frame in which a cross member designed as a closed hollow profile is butt welded to a side member with its end region. If there are tolerances between the longitudinal and cross members on this vehicle frame, a welding connection between the two parts is no longer possible.
  • the invention is based on the object of proposing a vehicle frame with a cross member connected in the end region to a longitudinal member, in which, even when component and / or position tolerances occur, the cross member in the end region has contact with the longitudinal member on at least two surfaces of the hollow profile, so that the Parts can be connected there.
  • the end edges of the cross member lie in a plane whose surface normal is inclined with respect to the longitudinal axis of the cross member and includes an angle to the transverse axis and an angle to the vertical axis of the cross member. Furthermore, two adjacent outer surfaces and two adjacent inner surfaces of the cross member are located opposite corresponding stop surfaces in the receiving area of the longitudinal member in the connection area.
  • At least two outer or inner surfaces of the cross member have at least linear contact areas with the associated stop surfaces of the longitudinal member.
  • the longitudinal and transverse beams can be connected by a joining process, so that the assembly has sufficient strength.
  • connection ensures that there is still sufficient overlap between the end area of the cross member and the receiving area of the side member, even if the geometry or installation position of the cross member deviates from the target, so that a connection is possible. Furthermore, the geometry of the cross member can be generated by a simple saw trimming after the cross member has been produced. Therefore, the vehicle frame can be realized with simple means and inexpensively.
  • Another advantage of the vehicle frame according to the invention is that the cross member can easily be inserted into the vehicle frame in the body shop.
  • the fact that the cross member usually has to be fitted between two longitudinal members makes assembly considerably easier.
  • the cross member and the longitudinal member are advantageously connected in the line-shaped contact areas by a weld seam.
  • a high strength of the connection is achieved (claim 2).
  • the weld seam is expediently produced by means of laser welding. This is a very precise welding process with which a good seam quality can be achieved (claim 3).
  • both outer surfaces and both inner surfaces of the cross member have at least linear contact areas with the associated stop surfaces.
  • the cross member can be connected all around by a weld on the side member. In this way, a very good crash behavior of the vehicle frame is achieved (claim 5).
  • the cross member is an extruded profile made of light metal.
  • a cast part made of light metal can be provided as the side member.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the end region of the cross member and the receiving region of the longitudinal member
  • FIG. 2 shows a further view of the end region of the cross member and the receiving region of the longitudinal member
  • FIG. 3 shows a top view of the end region of the cross member
  • FIG. 4 shows a side view of the end region of the Cross member
  • FIG. 5 an embodiment of the receiving area of the side member
  • FIG. 6 the assembly position of cross member and side member
  • FIG. 7 the connection area between side member and cross member
  • FIG. 8 the connection area when component tolerances occur
  • FIG. 9 another embodiment the hollow profile of the cross member.
  • FIG. 1 an end region 2 of a cross member 1 is shown in a schematic representation.
  • This cross member 1 is part of a motor vehicle frame and is to be connected in a connecting area 3 to a longitudinal member 7 arranged transversely thereto, the receiving area 5 being shown schematically here.
  • the cross member 1 with its end edges 9 should be connected to the receiving area 5 on the long side of the longitudinal member 7.
  • the cross member 1 is designed as a closed hollow profile 4.
  • a hollow profile 4 is to be understood as a one-piece profile which has a self-contained cross section which has one or more Has hollow chambers.
  • Such a hollow profile 4 can be produced very cheaply, for example, by an extrusion process.
  • an approximately rectangular hollow profile 4 is provided for the cross member 1, but the cross section can also deviate from the rectangular shape and be polygonal.
  • the hollow profile 4 consists of a light metal, for example an aluminum alloy, but it can also be made of a different material depending on the intended use.
  • FIG. 1 now shows the special design of the end region 2 of the cross member 1 before assembly with the longitudinal member 7.
  • a coordinate system 12 shown in broken lines is placed in the cross member 1, which has the longitudinal axis 13, the transverse axis 15 and the vertical axis 17 of the cross member 1 specifies.
  • the area 14 that would be spanned by the cut edges if the cross member 1 were cut at a right angle to the longitudinal axis 13 is also shown in broken lines.
  • the cross member 1 is trimmed obliquely, so that a plane 10 is spanned by the end edges 9, the surface normal 11 of which is inclined by two angles to the longitudinal axis 13, as is illustrated in FIGS. 3 and 4 with the aid of two views.
  • the longitudinal member 7 opposite the cross member 1 is only shown schematically here for reasons of clarity. Its receiving area 5 has two steps in the longitudinal direction and a console 6 located at the bottom for supporting the cross member 1. Due to the arrangement of the steps and the bracket 6 in its receiving area 5, the longitudinal beam 7 has four stop faces 23 to 23 '''for the abutment of the cross member 1. Two of these stop faces are shown in FIG.
  • FIG. 2 shows the two other relevant areas of the receiving area 5 of the side member 7: a hatched (hidden) area 23 'on the bracket 6, which in the assembled position of the cross member 1 and side member 7 of the hidden outer surface 19 of the cross member 1 located below lies opposite, and and a dotted surface 23 '' 'which, in the assembled position of cross member 1 and longitudinal member 7, lies opposite the concealed inner surface 21 of cross member 1 located above.
  • stop surfaces 23 to 23 '' 'and their contact areas 25 with the corresponding surfaces of the cross member 1 are described in more detail in the following drawings.
  • FIG. 3 shows a plan view of the end region 2 of the cross member 1 in order to clarify the oblique trim. It can be seen how the surface normal 11 or its projection into the plane of the drawing encloses an angle ⁇ with the transverse axis 15. This angle is less than 90 °, in this embodiment it is approximately 75 °. However, it can vary in a relatively wide interval with the maximum at 90 °, that is to say approximately between 60 ° and 90 °.
  • FIG. 4 shows a side view of the end region 2 of the cross member 1, which illustrates how the surface normal 11 or its projection into the drawing plane includes a second angle ⁇ with the vertical axis 17.
  • ⁇ the angle ⁇ with the vertical axis 17.
  • the magnitude of this angle which in this example also measures approximately 75 °, is the same as for the magnitude of the angle.
  • crossmember 1 is an extruded profile made of light metal, this trimming can be carried out easily and inexpensively in two planes by appropriately trimming the crossmember 1 by a single sawing process after the extrusion process.
  • This oblique geometry is therefore just as expensive and complex to manufacture as a conventional trimming which would produce a cutting plane 14 perpendicular to the longitudinal axis 13.
  • FIG. 5 shows, in a further embodiment, which, in contrast to the schematic illustration shown in FIGS. 1 to 4, rather corresponds to a real application, the receiving area 5 of the longitudinal member 7.
  • This receiving area 5 protrudes from the longitudinal member 7 and has two brackets 6 with two stop surfaces 23, 23 'provided on their inner sides - shown hatched here.
  • the receiving area 5 comprises two further stop surfaces 23 ′′, 23 ′′ ′′ (shown here in dotted lines).
  • the stop surface 23 ′′ is still divided into two, the two partial surfaces being tilted at an angle to one another.
  • the stop surface 23 ′′ can also be realized as a continuous surface.
  • This geometry with brackets 6 and stop surfaces 23 to 23 ′′ ′′ can be provided directly during production, provided that the longitudinal member 7 is a cast part.
  • the cross member 1 also has an additional flange 30, which serves for stability, but can also be omitted.
  • Fig. 6 shows schematically the cross member 1 and the longitudinal member 7 in the assembled position, here not the cross member 1 as a hollow profile 4, but for reasons of clarity only the important surfaces of the cross member 1 are shown.
  • the geometry of the cross member 1 deviates slightly from that shown in FIGS. 1 to 4, since the side surface 20 still has a kink, corresponding to the two-part stop surface 23 ′′.
  • the geometries of the receiving area 5 of the longitudinal member 7 and of the end area 2 of the cross member 1 are matched to one another such that the two hatched outer surfaces 18, 19 of the cross member 1 are opposite the abutment surfaces 23 and 23 'provided on the brackets 6, while the two dotted inner surfaces 20, 21 of the cross member 1 lie opposite the two other stop surfaces 23 ′′ and 23 ′′ ′′. In this way, four contact areas 25 are created.
  • connection area 3 of cross member 1 and longitudinal member 7 shows a further view of the connection area 3 of cross member 1 and longitudinal member 7 in the exact assembled position.
  • the cross member with its two hidden inner surfaces 20 and 21 corresponding to the visible outer surfaces 28 and 29 rests flat on the abutment surfaces 23 '' or 23 '' '.
  • the non-visible outer surfaces 18 and 19 in turn lie flat against the other stop surfaces 23 and 23 '.
  • Flat contact areas 25 thus arise between cross member 1 and longitudinal member 7.
  • cross member 1 and longitudinal member 7 can be connected by a one-sided joining process to a circumferential weld seam 27, for example by a laser welding process.
  • MIG welding or another joining process can be used as the welding process.
  • the weld seam is provided on two sides from the outer surfaces of the brackets 6.
  • the weld seam 27 is provided from the outer surfaces 28 and 29, in this exemplary embodiment along the end edges 9 of the cross member 1.
  • the cross section of the cross member 1 can deviate from the nominal dimensions
  • the width of the motor vehicle frame can deviate from the nominal dimensions, i.e. either the cross member 1 has a different length or the distance between the side member 7 and the corresponding side member 7 'on the other side of the vehicle deviates from the desired distance, or
  • the angle at which the cross member 1 is to be connected to the longitudinal member 7 can deviate from the desired angle, which is 90 ° here. This can be due to the fact that the receiving areas 5, 5 'of the two opposite longitudinal beams 7, 7' do not lie exactly opposite one another, but rather that their positions are offset with respect to one another in the vertical or longitudinal direction of the motor vehicle.
  • the cross member 1 In the first case, if the cross-section 1 is too narrow or too wide, the tolerated tolerance is within 0.4 mm. Then the cross member 1 would only rest with two surfaces, either the two outer surfaces 18, 19 or the two inner surfaces 20, 21, on the corresponding stop surfaces 23, 23 'and 23'',23'''.
  • the second case a length tolerance in the direction of the longitudinal axis 13 of the cross member 1, is shown in FIG. 8.
  • the cross member 1 is too short by a deviation 31.
  • this deviation 31 can be up to ⁇ 5 mm.
  • the end region 2 of the cross member 1 is still in contact with all four surfaces 18 to 21 with flat contact regions 25 on the stop surfaces 23 to 23 ′′ ′′, since the length of the brackets 6 and the depth the stop surfaces 23 '', 23 '' 'is selected accordingly, for example with 10mm.
  • the vehicle frame shown with the oblique connection of cross member 1 to longitudinal member 7 is therefore insensitive to the component and / or position tolerances that usually occur. In any case, it is possible to connect the supports 1, 7 by a welding process in such a way that the existing requirements for strength and crash safety can be met.
  • FIG. 9 shows an example of a hollow profile 4 that deviates from the rectangular shape.
  • This hollow profile 4 has an approximately pentagonal cross section.
  • the outer surfaces 18, 19 and the inner surfaces 20, 21 are shown here, which form the contact regions with the corresponding surfaces 23 to 23 '' 'of the receiving region 5 of the side member 7.
  • connection area 3 it may be sufficient not to provide a circumferential weld seam 27 in the connection area 3. Rather, depending on the required strength, the provision of a weld seam 27 on two or three sides of the cross member 1 may be sufficient.
  • angles ⁇ and ⁇ are not mandatory for the angles ⁇ and ⁇ , larger angles can also be used be specified, however, they should not fall below 45 ° or exceed 90 °.
  • the design of the receiving area 5 can deviate from the geometry shown in the exemplary embodiments. It is only important that the receiving area 5 has the abutment surfaces 23 to 23 '' 'for the corresponding surfaces of the cross member 1.
  • the angle at which the longitudinal member 7 and cross member 1 abut one another can also deviate from the 90 ° shown.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen mit wenigstens einem als geschlossenes Hohlprofil ausgeführten Querträger, welcher in einem Verbindungsbereich stirnseitig mit einem Aufnahmebereich an der Längsseite quer zum Querträger angeordneten Längsträgers verbunden ist. Um eine Verschweissbarkeit von Querträger und Längsträger zu gewährleisten, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die endseitigen Berandungen des Querträgers in einer Ebene liegen, deren Flächennormale gegenüber der Längsachse des Querträgers geneigt ist und einen Winkel (α) zur Querachse sowie einen Winkel (β) zur Hochachse des Querträgers einschliesst. Ferner liegen im Verbindungsbereich zwei benachbarte Aussenflächen sowie zwei benachbarte Innenflächen des Querträgers entsprechenden Anschlagsflächen im Aufnahmebereich des Längsträgers gegenüber. Schliesslich weisen mindestens zwei der Aussen- oder Innenflächen des Querträgers zumindest linienförmige Kontaktbereiche mit den zugeordneten Anschlagsflächen des Längsträgers auf.

Description

Fahrzeugrahmen
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen mit wenigstens einem als geschlossenes Hohlprofil ausgeführten Querträger, welcher in einem Verbindungsbereich stirnseitig mit einem Aufnahmebereich an der Längsseite quer zum Querträger angeordneten Längsträgers verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Immer mehr Teile der Kraftfahrzeugkarosserie werden in Leichtbauweise ausgeführt. Gleichzeitig werden immer höhere Anforderungen an die Fügetechnik gestellt. Hier liefert beispielsweise bei der Verbindung von Profilen aus Leichtmetall das Laserschweißverfahren eine sehr gute Nahtqualität. Durch Laserschweißen hergestellte Verbindungen von Hohlprofilen sind jedoch weitaus empfindlicher gegen Bauteil- und Lagetoleranzen als herkömmliche Blechprofile in Schalenbauweise, die beispielsweise durch ein Punktschweißverfahren miteinander verbunden werden können.
Aus der DE 195 17 918 AI ist ein Fahrzeugrahmen bekannt, bei dem ein als geschlossenes Hohlprofil ausgeführter Querträger mit seinem Endbereich stumpf an einem Längsträger angeschweißt ist. Treten bei diesem Fahrzeugrahmen Toleranzen zwischen Längs- und Querträger auf, so ist eine schweißtechnische Verbindung der beiden Teile nicht mehr möglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugrahmen mit einem im Endbereich mit einem Längsträger verbundenen Querträger vorzuschlagen, bei dem auch bei auftretenden Bauteil- und/oder Lagetoleranzen der Querträger im Endbereich an mindestens zwei Flächen des Hohlprofils Kontakt mit dem Längsträger aufweist, so dass die Teile dort verbunden werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Danach liegen die endseitigen Beran- dungen des Querträgers in einer Ebene, deren Flächennormale gegenüber der Längsachse des Querträgers geneigt ist und einen Winkel zur Querachse sowie einen Winkel zur Hochachse des Querträgers einschließt. Weiterhin liegen im Verbindungsbereich zwei benachbarte Außenflächen sowie zwei benachbarte Innenflächen des Querträgers entsprechenden Anschlagsflächen im Aufnahmebereich des Längsträgers gegenüber.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass mindestens zwei Außen- oder Innenflächen des Querträgers zumindest linienför- mige Kontaktbereiche mit den zugeordneten Anschlagsflächen des Längsträgers aufweisen. An diesen Kontaktbereichen können Längs- und Querträger durch ein Fügeverfahren verbunden werden, so dass der Zusammenbau eine ausreichende Festigkeit aufweist .
Durch diese Verbindung wird gewährleistet, dass auch bei vom Soll abweichender Geometrie oder Einbaulage des Querträgers immer noch eine ausreichende Überdeckung zwischen dem Endbereich des Querträgers und dem Aufnahmebereich des Längsträgers besteht, so dass ein Verbinden möglich ist. Ferner lässt sich die Geometrie des Querträgers durch einen einfachen Säge-Beschnitt nach dem Herstellen des Querträgers erzeugen. Daher ist der Fahrzeugrahmen mit einfachen Mitteln und kostengünstig realisierbar.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugrahmens besteht darin, dass im Rohbau der Querträger ganz einfach in den Fahrzeugrahmen eingelegt werden kann. Dadurch, dass der Querträger üblicherweise ja zwischen zwei Längsträger einge- passt werden muss, wird die Montage erheblich erleichtert.
Vorteilhafterweise sind Querträger und Längsträger in den li- nienförmigen Kontaktbereichen durch eine Schweißnaht verbunden. So wird eine hohe Festigkeit der Verbindung erreicht (Anspruch 2) .
Zweckmäßigerweise wird die Schweißnaht mittels Laserschweißen erzeugt. Dies ist ein sehr präzises Schweißverfahren, mit dem eine gute Nahtqualität erzielt werden kann (Anspruch 3) .
Vorteilhafterweise weisen beide Außenflächen sowie beide Innenflächen des Querträgers zumindest linienförmige Kontaktbereiche mit den zugeordneten Anschlagsflächen auf. In diesem Fall kann der Querträger ringsum durch eine Schweißnaht am Längsträger angebunden sein. So erreicht man ein sehr gutes Crash-Verhalten des Fahrzeugrahmens (Anspruch 5) .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Querträger um ein Strangpressprofil aus Leichtmetall. Weiterhin kann als Längsträger ein Gussteil aus Leichtmetall vorgesehen werden. So wird eine unter Leichtbaugesichtspunkten optimale Struktur des Fahrzeugrahmens erreicht (Ansprüche 6 und 7) . Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen sowie der Beschreibung hervor.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform des Endbereichs des Querträgers sowie des Aufnahmebereichs des Längsträgers, Fig. 2 eine weitere Ansicht des Endbereichs des Querträgers und des Aufnahmebereichs des Längsträgers, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Endbereich des Querträgers, Fig. 4 eine Seitenansicht des Endbereichs des Querträgers, Fig. 5 eine Ausführungsform des Aufnahmebereichs des Längs- trägers, Fig. 6 die Zusammenbaulage von Querträger und Längsträger, Fig. 7 den Verbindungsbereich zwischen Längsträger und Querträger, Fig. 8 den Verbindungsbereich beim Auftreten von Bauteiltoleranzen sowie Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des Hohlprofils des Querträgers .
In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Endbereich 2 eines Querträgers 1 dargestellt. Dieser Querträger 1 ist Teil eines Kraftfahrzeugrahmens und soll in einem Verbindungsbereich 3 mit einem quer dazu angeordneten Längsträger 7, dessen Aufnahmebereich 5 hier schematisch dargestellt ist, verbunden werden. Dabei soll der Querträger 1 mit seinen end- seitigen Berandungen 9 mit dem Aufnahmebereich 5 an der Längsseite des Längsträgers 7 verbunden werden.
Der Querträger 1 ist als ein geschlossenes Hohlprofil 4 ausgeführt . Unter einem Hohlprofil 4 soll im folgenden ein einstückiges Profil verstanden werden, welches einen in sich geschlossenen Querschnitt aufweist, der eine oder mehrere Hohlkammern besitzt. Ein solches Hohlprofil 4 kann beispielsweise durch ein Strangpressverfahren sehr günstig hergestellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist für den Querträger 1 ein näherungsweise rechteckiges Hohlprofil 4 vorgesehen, der Querschnitt kann aber auch von der Rechteckform abweichen und mehreckig sein. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Hohlprofil 4 aus einem Leichtmetall, beispielsweise aus einer Aluminium-Legierung, es kann aber auch je nach Verwendungszweck aus einem anderen Werkstoff bestehen.
Fig. 1 zeigt nun die spezielle Gestaltung des Endbereichs 2 des Querträgers 1 vor dem Zusammenbau mit dem Längsträger 7. Zur Orientierung ist ein gestrichelt dargestelltes Koordinatensystem 12 in den Querträger 1 gelegt, welches die Längsachse 13, die Querachse 15 sowie die Hochachse 17 des Querträgers 1 festlegt. Gestrichelt ist weiterhin die Fläche 14 dargestellt, die durch die Schnittkanten aufgespannt würde, wenn der Querträger 1 unter einem rechten Winkel zur Längsachse 13 abgeschnitten würde. In diesem Fall erfolgt der Beschnitt des Querträgers 1 jedoch schräg, so dass durch die endseitigen Berandungen 9 eine Ebene 10 aufgespannt wird, deren Flächennormale 11 zur Längsachse 13 um zwei Winkel geneigt ist, wie in den Figuren 3 und 4 anhand zweier Ansichten verdeutlicht wird.
Der dem Querträger 1 gegenüberliegende Längsträger 7 ist hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nur schematisch dargestellt. Sein Aufnahmebereich 5 weist in Längsrichtung zwei Stufen sowie eine untenliegende Konsole 6 zur Auflage des Querträgers 1 auf. Der Längsträger 7 besitzt durch die Anordnung der Stufen und die Konsole 6 in seinem Aufnahmebereich 5 vier Anschlagsflächen 23 bis 23''' zur Anlage des Querträgers 1. In Fig. 1 sind zwei dieser Anschlagsflächen dargestellt: Eine schraffiert dargestellte Fläche 23, welche in der Zusam- menbaulage von Querträger 1 und Längsträger 7 einer hier verdeckt dargestellten hinteren Außenfläche 18 des Querträgers 1 gegenüberliegt, sowie eine punktiert dargestellte Fläche 23 ' ' , welche in der Zusammenbaulage von Querträger 1 und Längsträger 7 einer hier verdeckt dargestellten vorderen Innenfläche 20 des Querträgers 1 gegenüberliegt.
Fig. 2 zeigt die beiden anderen relevanten Flächen des Auf- nahmebereichs 5 des Längsträgers 7: Eine schraffiert dargestellte (verdeckte) Fläche 23' auf der Konsole 6, welche in der Zusammenbaulage von Querträger 1 und Längsträger 7 der untenliegenden verdeckten Außenfläche 19 des Querträgers 1 gegenüberliegt, sowie und eine punktiert dargestellte Fläche 23 ' ' ' , die in der Zusammenbaulage von Querträger 1 und Längsträger 7 der oben liegenden verdeckten Innenfläche 21 des Querträgers 1 gegenüberliegt.
Die Anschlagsflächen 23 bis 23 ' ' ' sowie deren Kontaktbereiche 25 mit den entsprechenden Flächen des Querträgers 1 werden in den folgenden Zeichnungen genauer beschrieben.
Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung des schrägen Beschnitts eine Draufsicht auf den Endbereich 2 des Querträgers 1. Man erkennt, wie die Flächennormale 11 bzw. deren Projektion in die Zeichenebene einen Winkel α mit der Querachse 15 einschließt. Dieser Winkel ist kleiner als 90°, in diesem Ausführungsbeispiel liegt er etwa bei 75°. Er kann aber in einem relativ breiten Intervall mit dem Maximum bei 90°, also etwa zwischen 60° und 90°, variieren.
In Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Endbereichs 2 des Querträgers 1 dargestellt, die verdeutlicht, wie die Flächennormale 11 bzw. deren Projektion in die Zeichenebene einen zweiten Winkel ß mit der Hochachse 17 einschließt. Für die Grö- ßenordnung dieses Winkels, der in diesem Beispiel auch etwa 75° misst, gilt dasselbe wie für die Größenordnung des Winkels .
Handelt es sich bei dem Querträger 1 um ein Strangpressprofil aus Leichtmetall, so kann dieser Beschnitt in zwei Ebenen einfach und kostengünstig realisiert werden, indem nach dem Strangpressverfahren der Querträger 1 durch einen einzigen Sägevorgang entsprechend beschnitten wird. Daher ist diese schräge Geometrie in der Fertigung genauso teuer und aufwendig wie ein konventioneller Beschnitt, der eine zur Längsachse 13 senkrechte Schnittebene 14 erzeugen würde.
Fig. 5 zeigt in einer weiteren Ausführungsform, die im Gegensatz zu der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten schematischen Darstellung eher einem realen Anwendungsfall entspricht, den Aufnahmebereich 5 des Längsträgers 7. Dieser Aufnahmebereich 5 ragt aus dem Längsträger 7 hervor und weist zwei Konsolen 6 mit zwei an deren Innenseiten vorgesehenen - hier schraffiert dargestellten - Anschlagsflächen 23, 23' auf. Weiterhin um- fasst der Aufnahmebereich 5 zwei weitere - hier punktiert dargestellte - Anschlagsflächen 23'', 23'''. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist die Anschlagsfläche 23'' noch zweigeteilt, wobei die beiden Teilflächen um einen Winkel zueinander gekippt sind. Die Anschlagsfläche 23'' kann aber auch als durchgehende Fläche realisiert sein. Diese Geometrie mit Konsolen 6 und Anschlagsflächen 23 bis 23''' kann, sofern es sich bei dem Längsträger 7 um ein Gussteil handelt, direkt bei der Fertigung vorgesehen werden.
Weiterhin weist in diesem Ausführungsbeispiel der Querträger 1 noch einen zusätzlichen Flansch 30 auf, welcher der Stabilität dient, aber auch weggelassen werden kann. Fig. 6 zeigt nun schematisch den Querträger 1 und den Längsträger 7 in Zusammenbaulage, wobei hier nicht der Querträger 1 als Hohlprofil 4, sondern aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die wichtigen Flächen des Querträgers 1 dargestellt sind. Die Geometrie des Querträgers 1 weicht leicht von der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ab, da die Seitenfläche 20 noch einen Knick aufweist, entsprechend der zweigeteilten Anschlagsfläche 23' ' .
Die Geometrien des Aufnahmebereichs 5 des Längsträgers 7 und des Endbereichs 2 des Querträgers 1 sind so aufeinander abgestimmt, dass die beiden schraffierten Außenflächen 18,19 des Querträgers 1 den auf den Konsolen 6 vorgesehenen Anschlags- flächen 23 bzw. 23' gegenüberliegen, während die beiden punktierten Innenflächen 20,21 des Querträgers 1 den beiden anderen Anschlagsflächen 23'' und 23''' gegenüberliegen. Auf diese Weise entstehen vier Kontaktbereiche 25.
Fig. 7 stellt in einer weiteren Ansicht den Verbindungsbereich 3 von Querträger 1 und Längsträger 7 in der exakten Zusammenbaulage dar. In der Figur ist zu erkennen, dass der Querträger mit seinen beiden verdeckten, den sichtbaren Außenflächen 28 und 29 entsprechenden, Innenflächen 20 und 21 auf den Anschlagsflächen 23'' bzw. 23''' flächig aufliegt. Die nicht sichtbaren Außenflächen 18 und 19 wiederum liegen flächig an den anderen Anschlagsflächen 23 bzw. 23' an. Es entstehen also flächige Kontaktbereiche 25 zwischen Querträger 1 und Längsträger 7.
In dieser Lage können Querträger 1 und Längsträger 7 durch ein einseitiges Fügeverfahren mit einer umlaufenden Schweißnaht 27, beispielsweise durch ein Laserschweißverfahren, verbunden werden. Alternativ kann als Schweißverfahren das MIG- Schweißen oder ein anderes Fügeverfahren verwendet werden. Die Schweißnaht wird dabei an zwei Seiten von den Außenflächen der Konsolen 6 her vorgesehen. An den beiden anderen, in dieser Figur sichtbaren Seiten wird die Schweißnaht 27 von den Außenflächen 28 und 29 her, in diesem Ausführungsbeispiel entlang der endseitigen Berandungen 9 des Querträgers 1, vorgesehen.
Die in Fig. 7 gezeigte Anordnung ergibt sich jedoch nur, solange keine Bauteil- oder Lagetoleranzen zwischen Querträger
1 und Längsträger 7 auftreten. In der Realität gibt es drei mögliche Szenarien, wie die realen Einbaumaße von den Sollmaßen abweichen können:
1. Der Querschnitt des Querträgers 1 kann von den Sollmaßen abweichen,
2. die Breite des Kraftfahrzeugrahmens kann von den Sollmaßen abweichen, d.h. entweder besitzt der Querträger 1 eine abweichende Länge oder der Abstand zwischen dem Längsträger 7 und dem entsprechenden Längsträger 7' auf der anderen Seite des Fahrzeugs weicht vom gewünschten Abstand ab, oder
3. der Winkel , unter dem der Querträger 1 an den Längsträger 7 angebunden werden soll, kann von dem gewünschten Winkel, der hier 90° beträgt, abweichen. Dies kann dadurch bedingt sein, dass sich die Aufnahmebereiche 5,5' der beiden einander gegenüberliegenden Längsträger 7,7' nicht exakt gegenüberliegen, sondern dass ihre Lagen in Hoch- oder in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs gegeneinander versetzt sind.
Bei allen drei Szenarien wird durch die hier vorgestellte An- bindung von dem Querträger 1 an den Längsträger 7 in jedem Fall noch ein ausreichender Kontakt zum Verbinden der beiden Teile mittels einer Schweißnaht 27 gewährleistet: Im ersten Fall, eines zu schmalen oder zu breiten Querschnitts des Querträgers 1 liegt die geduldete Toleranz innerhalb von 0,4 mm. Dann würde der Querträger 1 nur noch mit zwei Flächen, entweder den beiden Außenflächen 18,19 oder den beiden Innenflächen 20,21, an den entsprechenden Anschlags- flächen 23,23' bzw. 23' ',23''' anliegen. Die Distanz an den Flächen, an denen der Querträger 1 keinen Kontakt mehr zu den Anschlagsflächen 23 bis 23''' aufweist, ist durch ein Laserschweißverfahren jedoch immer noch überbrückbar, so dass in diesem Fall eine umlaufende Schweißnaht 27 vorgesehen werden kann. Ist die Distanz für das Laserschweißen zu groß, kann sie alternativ (bei Distanzen zwischen 0,5 und 1 mm) durch ein MIG-Schweißverfahren überbrückt werden.
Der zweite Fall, eine Längentoleranz in Richtung der Längsachse 13 des Querträgers 1, ist in Fig. 8 dargestellt. In diesem Fall ist beispielsweise der Querträger 1 um eine Abweichung 31 zu kurz. Diese Abweichung 31 kann in der Realität bis zu ±5mm betragen. Wie in der Fig. 8 gezeigt ist, liegt der Endbereich 2 des Querträgers 1 immer noch mit allen vier Flächen 18 bis 21 mit flächigen Kontaktbereichen 25 an den Anschlagsflächen 23 bis 23''' an, da die Länge der Konsolen 6 bzw. die Tiefe der Anschlagsflächen 23' ',23''' entsprechend gewählt ist, beispielsweise mit 10mm. Auch in diesem Fall ist noch das Vorsehen einer umlaufenden Schweißnaht 27 möglich.
Im dritten Fall, einem Winkelversatz in Querrichtung 15 oder Hochrichtung 17, liegt der Endbereich 2 des Querträgers 1 nicht mehr flächig an. Durch den in zwei Ebenen schrägen Beschnitt des Querträgers 1 kann jedoch erreicht werden, dass die Flächen 18 bis 21 linienförmige Kontaktbereiche 25 mit den entsprechenden Anschlagsflächen 23 bis 23''' aufweisen. Auch in diesen Fällen ist es daher möglich, eine umlaufende Schweißnaht 27 vorzusehen, sofern der Winkelversatz nicht zu hoch ausfällt.
Der dargestellte Fahrzeugrahmen mit der schrägen Anbindung von Querträger 1 an Längsträger 7 ist daher unempfindlich gegen die üblicherweise auftretenden Bauteil- und/oder Lagetoleranzen. Es ist in jedem Fall möglich, die Träger 1,7 durch ein Schweißverfahren so zu verbinden, dass die vorliegenden Anforderungen an Festigkeit und Crash-Sicherheit erfüllt werden können.
Weicht der Querschnitt des Hohlprofils 4 des Querträgers 1 von dem hier dargestellten näherungsweise rechteckigen Querschnitt ab, so gelten die obigen Angaben analog für jeweils zwei benachbarte Außenflächen 18,19 und Innenflächen 20,21 des Querträgers 1. Entsprechendes gilt für die Ausgestaltung des Aufnahmebereichs 5 des Längsträgers 7. Fig. 9 zeigt ein Beispiel für ein von der Rechteckform abweichendes Hohlprofil 4. Dieses Hohlprofil 4 besitzt einen näherungsweise fünfeckigen Querschnitt. Hier sind die Außenflächen 18,19 sowie die Innenflächen 20,21 dargestellt, welche die Kontaktbereiche mit den entsprechenden Flächen 23 bis 23 ' ' ' des Aufnahmebereichs 5 des Längsträgers 7 bilden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorgestellten Aus- führungsbeispiele .
Zunächst kann es ausreichen, keine umlaufende Schweißnaht 27 im Verbindungsbereich 3 vorzusehen. Vielmehr kann je nach erforderlicher Festigkeit das Vorsehen einer Schweißnaht 27 auf zwei oder drei Seiten des Querträgers 1 ausreichend sein.
Weiterhin sind die angegebenen Winkelintervalle für die Winkel α und ß nicht zwingend, es können auch größere Winkel vorgegeben werden, sie sollten jedoch 45° nicht unter- bzw. 90° nicht überschreiten.
Ferner kann die Gestaltung des Aufnahmebereichs 5 von der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Geometrie abweichen. Wichtig ist nur, dass der Aufnahmebereich 5 die Anschlagsflächen 23 bis 23 ' ' ' zur Anlage der entsprechenden Flächen des Querträgers 1 aufweist.
Weiterhin kann der Winkel, unter dem Längsträger 7 und Querträger 1 aneinander stoßen, auch von den dargestellten 90° abweichen.
Ferner sind die angegeben Maße für Toleranzen, Längen und Breiten nur beispielhaft zu verstehen, sie können durchaus von diesen Zahlenwerten abweichen.

Claims

Patentansprüche
Fahrzeugrahmen mit wenigstens einem als geschlossenes Hohlprofil ausgeführten Querträger, welcher in einem Verbindungsbereich stirnseitig mit einem Aufnahmebereich an der Längsseite quer zum Querträger angeordneten Längsträgers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitigen Berandungen (9) des Querträgers (1) in einer Ebene (10) liegen, deren Flächennormale (11) gegenüber der Längsachse (13) des Querträgers (1) geneigt ist und einen Winkel (α) zur Querachse (15) sowie einen Winkel (ß) zur Hochachse (17) des Querträgers (1) einschließt, im Verbindungsbereich (3) zwei benachbarte Außenflächen (18,19) sowie zwei benachbarte Innenflächen (20,21) des Querträgers entsprechenden Anschlagsflächen (23,23 ' ,23 ' ' ,23 ' ' ' ) im Aufnahmebereich (5) des Längsträgers (7) gegenüberliegen, und - mindestens zwei der Außen- (18,19) oder Innenflächen (20,21) des Querträgers (1) zumindest linienförmige Kontaktbereiche (25) mit den zugeordneten Anschlagsflächen (23,23 ' ,23 ' ' ,23 ' ' ' ) des Längsträgers (7) aufweisen.
2. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Querträger (1) und Längsträger (7) in den linienför- migen Kontaktbereichen (25) durch eine Schweißnaht (27) verbunden sind.
3. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (27) mittels Laserschweißen erzeugt ist .
4. Fahrzeugrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel (α) und (ß) im Bereich von 60° bis 90° liegen.
5. Fahrzeugrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Außenflächen (18,19) sowie beide Innenflächen (20,21) des Querträgers (1) zumindest linienförmige Kontaktbereiche (25) mit den zugeordneten Anschlagsflächen (23,23 ' ,23 ' ' ,23 ' ') aufweisen.
6. Fahrzeugrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Querträger (1) um ein Strangpress- profil aus Leichtmetall handelt.
7. Fahrzeugrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Längsträger (7) um ein Gussteil aus Leichtmetall handelt .
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4543078B2 (ja) * 2007-12-25 2010-09-15 本田技研工業株式会社 車体フレームの接合部構造
DE102009031745A1 (de) * 2009-07-06 2011-01-13 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Deformationselement, Stoßfängersystem mit einem Deformationselement und Verfahren zur Herstellung eines Deformationselementes
DE102013003697B4 (de) 2013-03-04 2017-08-17 Audi Ag Verbindungsanordnung zwischen zwei Trägern sowie korrespondierende Karosseriestruktur für ein Fahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964782A (en) * 1975-02-05 1976-06-22 International Harvester Company Interlocking welded construction for roll over protective structures
DE3811427A1 (de) * 1988-04-05 1989-10-26 Audi Ag Verbindungsanordnung von karosserieteilen
DE19517918A1 (de) 1995-05-16 1996-11-21 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeugrahmen
US6116680A (en) * 1997-10-01 2000-09-12 Aluminum Company Of America Structural component for vehicle body-in-white
EP1508508A1 (de) * 2003-08-20 2005-02-23 Ford Global Technologies, LLC Klebeverbindung für Strukturbauteile

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3971521B2 (ja) * 1998-10-15 2007-09-05 本田技研工業株式会社 自動車用ピラー結合部構造

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964782A (en) * 1975-02-05 1976-06-22 International Harvester Company Interlocking welded construction for roll over protective structures
DE3811427A1 (de) * 1988-04-05 1989-10-26 Audi Ag Verbindungsanordnung von karosserieteilen
DE19517918A1 (de) 1995-05-16 1996-11-21 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeugrahmen
US6116680A (en) * 1997-10-01 2000-09-12 Aluminum Company Of America Structural component for vehicle body-in-white
EP1508508A1 (de) * 2003-08-20 2005-02-23 Ford Global Technologies, LLC Klebeverbindung für Strukturbauteile

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