DE19607396C1 - Wagenkasten für Kraftfahrzeuge mit Aufnahme für ein Federbein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für Kraftfahrzeuge mit Tragprofilen und wenigstens einer an diesen vorgesehenen Aufnahme für das obere Ende eines - gegebenenfalls geneigt angeordneten - Federbeins, wobei die Aufnahme aus einer Legierung stranggepreßt und mit einem ihren Innenraum nach oben hin überspannenden Firstdeckel versehen ist.

Ein derartiger Wagenkasten ist der DE 42 04 825 A1 zu entnehmen. Als Aufnahme für das Federbein ist dort eine einstückig stranggepreßte, geschlossene Ringmanschette zwischen Hohlprofile als Träger eingesetzt; an die Außenfläche der Ringmanschette sind parallel zu einem ihrer Durchmesser verlaufende Paare von Stegplatten angeformt, an welche die Träger angeschlossen werden. Als Firstdeckel dient hier ein kappenartiges Guß- oder Blechteil mit abgewinkeltem Umfangsrand, welcher der Außenfläche der Ringmanschette haltend anliegt. Nachteile der Ringmanschette sind zum einen deren schwierige Montage, zum anderen das Entstehen von Preßnähten.

Die US 2 611 627 beschreibt für die Aufnahme eines Feder­ beines einen querschnittlich gekrümmten Schalenabschnitt sowie zumindest zwei von diesem abragende Laschenstreifen als Anschlußelement für ein benachbartes Formstück.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, einen Wagenkasten - ins­ besondere für geländegängige Personenkraftwagen - mit Aufnahme/n der gattungsgemäßen Art unter Meidung der erkannten Mängel in der Herstellung zu vereinfachen und bezüglich seiner Stabilität zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben besonders günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß wird die - bevorzugt hohlzylindrische - Auf­ nahme aus mehreren stranggepreßten Formstücken zusammengesetzt, deren jedes einen querschnittlich gekrümmten Schalenabschnitt sowie zumindest zwei etwa radial vom Schalenabschnitt abragende Laschenstreifen als Anschlußelemente für das jeweils benachbarte Formstück aufweist. Bevorzugter Werkstoff für jene Formstücke ist eine Aluminiumlegierung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das preßbare Formstück aus einem querschnittlich teilkreisförmig gekrümmten Schalenabschnitt und an dessen Querschnitt senden etwa radial zur Mittelachse der Aufnahme anschließenden Laschenstreifen; letztere erlauben ein einfaches Zusammenfügen der Formstücke ohne thermische Beeinflussung.

Zudem hat es sich als günstig erwiesen, aus dem Schalenabschnitt wenigstens eine Formrippe herauszuformen - bevorzugt deren mehrere, die über seinen Querschnitt verteilt sind. Diese Formrippen verlaufen parallel zu den Laschenstreifen und damit zur Mittelachse der Aufnahme. Dabei sollen die Formrippen aus der Innenfläche des Schalenabschnitts und die Laschenstreifen aus dessen Außenfläche herausgeformt sein, also auf den unterschiedlichen Seiten ihres Formstückes liegen.

Als günstig hat es sich erwiesen, zur Erhöhung der Anschlußkräfte zwischen den Formstücken jedem Laschenstreifen eine der Formrippen zu benachbaren, bevorzugt eine Formrippe mit angenähert rechteckigem Querschnitt; die zwischen den beiden randnahen Formrippen des Schalenabschnitts vorgesehene/n weitere/n Formrippe/n kann/können eine gekrümmte freie Querschnittskontur anbieten.

Erfindungsgemäß weisen die Formrippen an ihrer mit einer Endkante des Schalenabschnittes etwa fluchtenden Stirnfläche zumindest ein Aufnahmeloch für ein Verbindungselement - insbesondere eine Schraube - auf.

Mit diesem Verbindungselement wird der bereits erwähnte Firstdeckel am Formstück festgelegt, der entsprechende Durchgänge für die Schrauben od. dgl. anbietet - diese bevorzugt in einem Anschlagrand, der auf die Endkanten der Schalenabschnitte der Aufnahme aufgelegt und dann mit den Verbindungselementen an die Formrippen angeschlossen wird. Im übrigen umgibt der Anschlagrand eine Mittelplatte des Firstdeckels oder Pralltopfes, die gegebenenfalls auch aus der vom Anschlagrand bestimmten Ebene schüsselähnlich herausgeformt sein kann; an ihr befindet sich in montiertem Zustand der Kopf des in die Aufnahme ragenden Federbeins.

Die beschriebene Aufnahme ist zudem Teil der Trägerstruktur des Wagenkastens. Hierzu sind an zumindest ein Formstück der Aufnahme etwa tangential eine Anschlußplatte sowie eine dazu parallele Stegplatte angeformt, welche gemeinsam einen Montagespalt für das vordere Querprofil des Fahrzeugrahmens od. dgl. begrenzen. Die Einschubtiefe dieses Montagespaltes kann durch Anschlagrippen der Anschlußplatte und der Stegplatte festgelegt sein.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, der Aufnahme ein Gitterprofil als Verbindungsteil zwischen einem vorderen Querprofil und einem seitlichen Längsprofil des erwähnten Rahmens des Wagenkastens zuzuordnen. Dieses Gitterprofil kann an einem kastenartigen Abschnitt mit einer Ankerstelle für einen Querlenker des Kraftfahrzeuges zwei parallele Plattenelemente aufweisen, zwischen denen jenes Längsprofil angeordnet ist. An beide seitlichen Längsprofile mag ein hinteres Querprofil des Rahmens durch jeweils ein - Aufnahmeeinrichtungen für Zusatzteile aufweisendes - Eck­ stück angeschlossen sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll sich über den seitlichen Längsprofilen des Wagenkastens zwischen dem Eckstück und einer der Aufnahme für das Federbein benachbarten Anschlußplatte jeweils ein Versteifungsbügel wölben; die Anschlußplatte übergreift einen Teil des Gitterprofils.

Die beschriebene Konstruktion führt beispielsweise zu den folgenden Vorteilen:

• - die Formstücke sind ebenso wie das Gitterprofil Vollprofile, weshalb Preßnahtprobleme nicht entstehen;
• - die Schraubkanäle zur Befestigung des Firstdeckels oder Pralltopfes sind in die Konstruktion integriert;
• - die Schraubkanäle können auch als Aufnahmen für den Lenkarm benutzt werden;
• - das Federbeinprofil enthält Stutzen zur Befestigung von Rahmenteilen durch Schweißen oder Schrauben;
• - die Federbeinaufnahme und der Pralltopf werden mechanisch gefügt, Toleranzprobleme können deshalb nicht auftreten.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines be­ vorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Schrägsicht auf eine Trägerstruktur für einen Personenkraftwagen;

Fig. 2 ein vergrößertes Teil der Trägerstruktur in Seitenansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen zweiteiligen Abschnitt der Fig. 1;

Fig. 4 die Draufsicht auf einen anderen Teil der Fig. 1;

Fig. 5 den Querschnitt durch Fig. 4 nach deren Li­ nie V-V.

Der in Fig. 1 skizzierte Frontabschnitt einer Trägerstruk­ tur aus der Bodengruppe eines Personenkraftwagens weist einen Rahmen 10 mit einem in Fahrtrichtung x hinteren Querprofil 12, einem vorderen Querprofil 14 und - parallel zur Wagenlängsachse A als Symmetrieachse verlaufenden - seit­ lichen Längsrohren 16 auf. Letztere sind mit dem hinteren Querprofil 12 durch - mehrere Aufnahmen 17 aufweisende - Eckstücke 18 verbunden. Andernends schließen die Längsrohre 16 jeweils mittels eines fachwerkähnlichen Gitterprofils 20 an das vordere Querprofil 14 an.

Am Gitterprofil 20 der Querschnittshöhe a von 175 mm ist in einem äußeren Kastenteil 21 ein Ankerpunkt 22 für einen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Querlenker vorgesehen. Von diesem Kastenteil 21 geht eine horizontale Stützzunge 23 als Auflage für jenes Längsrohr 16 aus, das oben von einer parallelen Stützplatte 24 übergriffen wird. An letztere schließt - in Fig. 2 nach oben hin - ein Fachwerk- oder Gitterteil 25 mit Obergurt 26 an.

Über dem in Fig. 1 linken Längsrohr 16 wölbt sich ein Ver­ steifungsbügel 27, der zum Zeichnungsvordergrund hin mit einer Anschlußplatte 28 des Rahmens 10 verbunden ist.

An jedem Ende des vorderen Querprofiles 14 findet sich ein - aus einer Aluminiumlegierung stranggepreßtes - Form­ stück 30 mit einem querschnittlich etwa teilkreisförmigen Schalenabschnitt 32, der an radial angeformten - sich über seine Höhe h erstreckenden - La­ schenstreifen 34 endet. Wie insbesondere Fig. 3 verdeutlicht, bestimmen die Außenkanten 35 der Laschenstege 34 einen Abstand n von hier 205 mm.

Aus der Innenfläche 31 des Schalenabschnittes 32 sind drei zu den Laschenstreifen 34 parallele Formrippen 36, 36 _a herausgeformt; zwei den Laschenstreifen 34 nahe Formrippen 36 sind von rechteckigem Querschnitt, die zwischen ihnen - be­ vorzugt äquidistant - verlaufende dritte Formrippe 36 _a ist mit nahezu dreiecksförmigem Querschnitt wulstartig ausgebildet. Diese Formrippen 36, 36 _a bieten an ihren mit der Endkante 37 des Schalenabschnittes 32 etwa fluchtenden Stirnflächen jeweils ein Schraubloch 38 an.

An die Außenfläche 33 des Schalenabschnittes 32 ist nahe dem in Fig. 1 vorderen Laschenstreifen 34 tangential eine Anschlußplatte 40 der Länge e von 125 mm angeformt sowie in einem Abstand i zu ihr eine parallele Stegplatte 42. In einem von den Platten 40, 42 sowie von - von diesen miteinander fluchtenden abragenden - Anschlagrippen 43 definierten Montagespalt 44 der Breite i sitzt das vordere Querprofil 14.

Ein weiteres Formstück 30 _a - ebenfalls aus einem Schalenabschnitt 32 _a und zwei Laschenstreifen 34 _a - wird an die Laschenstreifen 34 des beschriebenen ersten Formstückes 30 angelegt, wobei in den Laschenstreifen 34, 34 _a vorgesehene Durchbrüche 46 miteinander fluchten, um nicht dargestellte Verbindungsschrauben, Nieten od. dgl. aufzunehmen.

Als Firstabschluß des Innenraumes 48 eines - ein in der Zeichnung vernachlässigtes, beispielsweise eine Schrauben­ feder enthaltendes Federbein des Personenkraftwagens auf­ nehmenden - von den beiden Formstücken 30, 30 _a gebildeten zylinderartigen Rohrstumpfes 50 wird auf diesen ein tel­ lerähnlicher Firstdeckel oder Pralltopf 52 aufgesetzt; die­ ser ist insgesamt aus einem Aluminiumblech geformt oder als Schmiedeteil ausgeführt und besteht aus einer - in Fig. 5 überhöht skizzierten - gewölbten Mittelplatte 54 sowie ei­ nem auf dem Rohrstumpf 50 aufsitzenden ringförmigen An­ schlagrand 56.

Ausnehmungen 58 des Anschlagrandes 56 durchgreifende, in die Schraublöcher 38 der Formrippen 36, 36 _a eingesetzte Schrauben legen den Pralltopf 52 des Durchmessers d an dem aus jenen Formstücken 30, 30 _a gebildeten Rohrstumpf 50 des Innenradius r von etwa 80,45 mm fest. Dessen Mittelachse ist in Fig. 5 mit B bezeichnet.

Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen ist zum einen die Mittelplatte 54 des Firstdeckels oder Pralltopfes 52 eben, also querschnittlich nicht gewölbt. Zum anderen können die Löcher 38 als - während des Preßvorganges entstehende - in den Formrippen 36, 36 _a achsparallel durchgehende Kanäle ausgebildet sein und etwa auch zur Befestigung des Lenkarmes herangezogen werden.

Claims (20)

1. Wagenkasten für Kraftfahrzeuge mit Tragprofilen (12 bis 16) und wenigstens einer an diesen vorgesehenen Aufnahme (50) für das obere Ende eines Federbeins, wobei die Aufnahme (50) aus einer Legierung stranggepreßt und mit einem ihren Innenraum (48) nach oben hin überspannenden Firstdeckel (52) versehen sowie aus mehreren stranggepreßten Formstücken (30, 30 _a) zusammengesetzt ist, deren jedes einen querschnittlich gekrümmten Schalenabschnitt (32, 32 _a) sowie zumindest zwei vom Schalenabschnitt (32, 32 _a) abragende Laschenstreifen (34, 34 _a) als Anschlußelemente für das jeweils benachbarte Formstück (30 _a, 30) aufweist.

2. Wagenkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (30, 30 _a) aus seinem querschnittlich teilkreisförmig gekrümmten Schalenabschnitt (32, 32 _a) und an dessen Querschnitt senden etwa radial zur Mittelachse (B) der Aufnahme (50) anschließenden Laschenstreifen (34, 34 _a) besteht.

3. Wagenkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Schalenabschnitt (32, 32 _a) wenigstens eine Formrippe (36, 36 _a) herausgeformt ist.

4. Wagenkasten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formrippe (36, 36 _a) parallel zu den Laschenstreifen (34, 34 _a) verläuft.

5. Wagenkasten nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formrippen (36, 36 _a) aus der Innenfläche (31) des Schalenabschnitts (32, 32 _a) und die Laschenstreifen (34, 34 _a) aus dessen Außenfläche (33) herausgeformt sind.

6. Wagenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Laschenstreifen (34, 34 _a) eine der Formrippen (36) benachbart ist.

7. Wagenkasten nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formrippen (36, 36 _a) am Querschnitt des Schalenabschnittes (32, 32 _a) gleichmäßig verteilt sind.

8. Wagenkasten nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formrippe (36) von etwa rechteckigem Querschnitt ist.

9. Wagenkasten nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formrippe (36 _a) wulstartig mit teilweise gekrümmter Querschnittskontur ausgebildet ist.

10. Wagenkasten nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formrippe (36, 36 _a) zumindest ein an einer mit einer Endkante (37) des Schalenabschnittes (32, 32 _a) etwa fluchtenden Stirnfläche mündendes Aufnahmeloch (38) für ein Verbindungselement, insbesondere eine Schraube, aufweist.

11. Wagenkasten nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest ein Formstück (30) der Aufnahme (50) etwa tangential eine Anschlußplatte (40) sowie eine dazu parallele Stegplatte (42) angeformt sind, welche gemeinsam einen Montagespalt (44) für ein Tragprofil (14) begrenzen.

12. Wagenkasten nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Einschubtiefe des Montagespaltes (44) bestimmende Anschlagrippen (43) der Anschlußplatte (40) und der Stegplatte (42).

13. Wagenkasten nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Firstdeckel (52) einen Anschlagrand (56) zur Auflage auf die Endkanten (34) der Schalenabschnitte (32, 32 _a) aufweist und der Anschlagrand mit den Verbindungselementen an die Formrippen (36, 36 _a) anschließbar ausgebildet ist.

14. Wagenkasten nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Firstdeckel (52) eine vom Anschlagrand (56) umgebene Mittelplatte (54) aufweist.

15. Wagenkasten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelplatte (54) schüsselartig ausgebildet und aus der Ebene des Anschlagrandes (56) herausgeformt ist.

16. Wagenkasten nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahme (50) ein Gitterprofil (20) als Verbindungsteil zwischen einem vorderen Querprofil (14) und einem seitlichen Längsprofil (16) eines Rahmens (10) des Wagenkastens zugeordnet ist.

17. Wagenkasten nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterprofil (20) an einem kastenartigen Abschnitt (21) mit einer Ankerstelle (22) für einen Querlenker des Kraftfahrzeuges zwei parallele Plattenelemente (23, 24) aufweist, zwischen denen das Längsprofil (16) angeordnet ist.

18. Wagenkasten nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß an seine seitlichen Längsprofile (16) ein hinteres Querprofil (12) durch jeweils ein Aufnahmeeinrichtungen (17) aufweisendes Eckstück (18) angeschlossen ist.

19. Wagenkasten nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich über seinen seitlichen Längsprofilen (16) zwischen dem Eckstück (18) und einer der Aufnahme (50) benachbarten Anschlußplatte (28) jeweils ein Versteifungsbügel (27) wölbt.

20. Wagenkasten nach Anspruch 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (28) einen Teil (26) des Gitterprofils (20) übergreift.