DE19637243A1 - Träger für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Träger für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Träger für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Es sind bereits Längs- oder Motorträger für Kraftfahrzeuge bekannt, die aus Blech
schalen zusammengesetzt sind. Als Werkstoff für derartige Schalen ist es möglich,
Stahl oder ein Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium, zu verwenden. Die Ver
bindung der Schalen erfolgt in der Regel durch Schweißen. Beim Schweißen von
Aluminium erfolgt jedoch eine erhebliche Festigkeitsminderung des Werkstoffes
und damit des gesamten Bauteils. Diese Festigkeitsminderung muß durch einen
höheren Materialeinsatz und/oder durch Verstärkungsbleche ausgeglichen werden.
Dadurch ergibt sich ein höheres Gewicht des Gesamtbauteiles.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Träger für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der
leicht baut und gleichzeitig die Steifigkeits- und Crash-Anforderungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Träger durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Träger ist von Vorteil, daß der Träger aus mehreren
Schalen oder (Strangpreß-)Profilen oder Blechen zu einem Mehrkammerprofil zu
sammensetzbar ist. Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Träger durch eine Op
timierung der Wandstärken der einzelnen Schalen usw. eine Anpassung an die
fahrzeugspezifischen Steifigkeits- und Crash-Anforderungen in einfacher Weise
möglich. Durch die Anwendung von Kaltfügeverfahren, d. h. insbesondere der
Verklebung der einzelnen Bauteile miteinander, wird eine gleichmäßige Festigkeit
der Verbindung erreicht, ohne daß es wie bei Wärmefügeverfahren, z. B. Schwei
ßen, zu Werkstoffänderungen und damit zu Störstellen kommen kann.
Durch die Verwendung von im Querschnitt L-förmigen Außenschalen oder Außen
blechen, die entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Kammern jeweils stufen
förmige oder schräge Abschnitte aufweisen, ist die Bildung eines U-Profils möglich.
Der Boden des U-Profils ist durch die Überlappung der beiden Flansche der L-för
migen Außenschalen und die dadurch bedingte doppelte Wandstärke belastungs
gerecht versteift. Die stufenförmigen oder schrägen Abschnitte der L-förmigen
Außenschalen bewirken im zusammengesetzten Zustand eine Aufweitung des
U-Profils zu seinem offenen Ende hin, so daß der Querschnitt im Prinzip trichterför
mig ist, wobei die seitlichen Stege oder Seitenwände im Bodenbereich den ge
ringsten Abstand und an ihren freien Enden den größten Abstand zueinander auf
weisen. Dadurch sind Gurt-Bleche in das U-förmige Profil ohne Schwierigkeiten
einführbar. Für eine optimale Verklebung ist es von Vorteil, wenn die den Quer
schnitt des U-Profils vergrößernden Abschnitte einen konischen Querschnitt auf
weisen, da dadurch ein Abstreifen des auf diese Abschnitte aufgetragenen Kleb
stoffes durch die Gurt-Bleche vermieden wird. Eine Erhöhung der Steifigkeit, ins
besondere in bezug auf das Beulverhalten, wird dadurch erreicht, daß an den seit
lichen Enden der den Boden bildenden Flanschen der L-förmigen Außenschalen
eine zusätzliche Kante angeformt ist.
Das Schließen des U-förmigen Profils erfolgt durch die Gurt-Bleche, die vorzugs
weise einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Die seitlich abgewinkelten Ränder
oder Flansche der Gurt-Bleche dienen zur Verbindung mit den in gleicher Weise
abgewinkelten oder schrägen Abschnitten der Außenschalen. Von Vorteil ist, daß
bei der erfindungsgemäßen Bauweise die Wandstärken der verschiedenen Bleche
jeweils entsprechend der vorliegenden Beanspruchung variierbar sind. Bei einer
vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägers weisen die das
U-förmige Profil schließenden Gurt-Bleche eine höhere Wandstärke auf als die
seitlichen Stege der L-förmigen Außenschalen. Dadurch ist eine Festigkeitsoptimie
rung möglich. Zur Lagefixierung der Gurt-Bleche sind in den seitlichen Stegen und
dazu passend in den Gurt-Blechen Sicken oder Vorsprünge oder dergleichen aus
gebildet.
Zur Übertragung hoher Kräfte ist es von Vorteil, wenn ein Krafteinleitungsteil zwi
schen dem verstärkten Boden und einem Gurt-Blech, d. h. in einem Kammerprofil
mit einem geschlossenen Querschnitt, angeordnet ist. Die durch das Krafteinlei
tungsteil auf den Boden des Trägers wirkenden Kräfte werden über den gesamten
Querschnitt des Trägers übertragen. Im Vergleich zu einer Schweißkonstruktion
wird somit die durch die Schweißnaht bewirkte Schwachstelle vermieden und es
können bei dem erfindungsgemäßen Träger hohe Kräfte und Momente übertragen
werden. Die Verklebung erfolgt durch einen hochfesten Klebstoff, vorzugsweise
auf Epoxidbasis, der auswasch- und temperaturbeständig ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur
gezeigt in der ein Querschnitt eines Trägers mit zwei Kammern dargestellt ist.
Der Träger 1 weist zwei L-förmige Außenschalen 2 und 3 auf, die jeweils aus
einem im wesentlichen senkrecht ausgerichteten Seitensteg oder einer Seitenwand
4 und 5 und jeweils aus einem abgewinkelt dazu verlaufenden Flansch oder Ab
schnitt 6 und 7 bestehen, wobei die Flansche 6 und 7 in der gezeigten Ausfüh
rungsform im wesentlichen horizontal verlaufen. Die Flansche 6 und 7 weisen an
ihren seitlichen Enden 8 und 9 in der gezeigten Ausführungsform einen Längsknick
bzw. eine abgewinkelte Längskante 10, 11 auf, die jeweils eine Versteifung des
dazugehörigen Flansches 6, 7 bewirkt. Die beiden Flansche 6, 7 sind an ihren ge
genüberliegenden Flächen 12, 13 zu einem Gurt oder Boden 24 miteinander ver
klebt. Die beiden Außenschalen 2 und 3 bilden im miteinander befestigten Zustand
ein nach oben hin offenes U-förmiges Profil 25.
Die Seitenstege 4 und 5 weisen querschnittserweiternde Abschnitte 14, 15 und 16,
17 auf, die jeweils in einem mittleren und in einem oberen Bereich des Profils 25
ausgebildet sind. Die Querschnittserweiterung kann stufenförmig oder wie in der
gezeigten Ausführungsform stufenlos durch eine entsprechende schräge Ab
winklung des betreffenden Abschnittes erfolgen. Ein Winkel α zwischen einem
schrägen Abschnitt 14, 16; 15, 17 und einem daran angrenzenden Abschnitt 18,
19; 20, 21 liegt in einem Bereich α = 5 bis 30°. Vorzugsweise schließen sich an die
querschnittserweiternden Abschnitte senkrechte Abschnitte 18, 19 und 20, 21 des
jeweiligen Seitensteges 4, 5 an. Aufgrund dieser Bauweise verringert sich der Ab
stand zwischen den oberen Enden 22, 23 der Seitenstege 4, 5 bis zu den am Bo
den 24 des U-förmigen Profils 25 ausgebildeten Stegabschnitten 18, 20. Zur Lage
fixierung von Gurt-Blechen 26, 27 sind in den Seitenstegen 4, 5 in Abständen Vor
sprünge 28, 29 oder Auswölbungen 30, 31 vorgesehen. Die Gurt-Bleche 26, 27
weisen seitliche Befestigungsflansche 32, 33 bzw. 34, 35 auf. Zusätzlich sind in
dem oberen Gurt-Blech 27 Auswölbungen 47, 48 ausgebildet, die bei der Montage
in die Auswölbungen 30, 31 der Stege 4, 5 eingelegt werden. Durch diesen Form
schluß ist das Gurt-Blech 27 in der vorgesehenen Lage fixiert.
Durch die konische oder schräge Ausbildung der Abschnitte 14, 15 und 16, 17 und
der damit zu verbindenden Befestigungsflansche 32, 33 und 34, 35 der Gurt-Ble
che 26, 27 wird der auf den Abschnitten 14, 15 und 16, 17 aufgetragene Klebstoff
bei der Anlage der Befestigungsflansche 32, 33 und 34, 35 nicht abgestreift, son
dern ggf. durch den Anpreßdruck auf eine größere Fläche verteilt. Alternativ oder
zusätzlich kann der Klebstoff auch auf den Befestigungsflanschen 32, 33 und 34,
35 aufgetragen sein.
Durch das Verbinden der Gurt-Bleche 26, 27 mit den Seitenstegen 4, 5 entstehen
im Träger 1 eine untere und eine obere Kammer 36, 37. In der oberen Kammer 37
kann beispielsweise ein Pralldämpfer angeordnet sein. In der unteren Kammer 36
ist in der gezeigten Ausführungsform zwischen dem mittleren Gurt-Blech 26 und
dem Boden 24 ein Kraftübertragungsteil 38 befestigt. Das Kraftübertragungsteil 38
weist zu diesem Zweck Klebeflächen 39, 40 auf, die in der vorliegenden Ausfüh
rungsform als ein umlaufender Flansch 41 oder als eine Ringfläche 42 ausgebildet
sein können. Das Kraftübertragungsteil 38 besteht in der gezeigten Ausführungs
form aus einem Gußteil 43 aus einem Leichtmetall, beispielsweise Aluminium, und
einem Einsatz 44 aus einem hochfestem Werkstoff, beispielsweise Stahl. In ande
ren Ausführungsformen kann das Kraftübertragungsteil 38 ein Schmiedeteil, ein
Strangprofil, ein Drehteil oder dergleichen sein. In der gezeigten Ausführungsform
ist in den Einsatz 44 des Kraftübertragungsteiles 38 ein Gewindebolzen 45 oder
dergleichen eingeschraubt. Zu diesem Zweck ist im Boden 24 des U-förmigen
Profils 25 eine Öffnung 46 ausgebildet. Der Gewindebolzen 45 kann beispiels
weise zur Befestigung einer nicht dargestellten Vorderachse dienen.
Je nach Anforderung kann der Träger 1 lediglich eine Kammer oder eine Vielzahl
von Kammern 36, 37 aufweisen. Zu diesem Zweck ist zwischen den Seitenstegen
4, 5 eine entsprechende Anzahl von Gurt-Blechen befestigt. Die Schalenbauweise
des Trägers 1 eignet sich für die Verwendung von Leichtmetall- und Stahlblechen.
Als Leichtmetall wird vorzugsweise Aluminium und/oder eine Aluminiumlegierung
eingesetzt. Darüber hinaus ist auch die Verwendung von Magnesium und von Mag
nesium-Legierungen möglich.
Claims (9)
1. Träger für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus miteinander verbundenen
Schalen, Blechen und/oder Strangprofilen, die einen geschlossenen Quer
schnitt bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) zwei Außenschalen (2, 3) auf
weist, die gegenüberliegende Seitenwände (4, 5) und einen die Seiten
wände (4, 5) verbindenden Boden (24) des Trägers (1) bilden, daß der Bo
den (24) aus sich überlappenden Abschnitten (6, 7) der Außenschalen (2,
3) besteht, daß die Seitenwände (4, 5) durch ein oberes Gurt-Blech (27) an
ihren oberen Enden (22, 23) miteinander verbunden sind, daß mindestens
ein unteres Gurt-Blech (26) gegenüber dem Boden (24) an den beiden
Seitenwänden (4, 5) befestigt ist und daß die Verbindung zwischen den
Außenschalen (2, 3) und den Gurt-Blechen (6, 27) durch ein Kaltfügever
fahren erfolgt.
2. Träger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die den Träger (1) bildenden Teile (2, 3, 26,
27) miteinander verklebt sind.
3. Träger nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (4, 5) in vorgegebenen Ab
ständen zum Boden (24) querschnittserweiternde Abschnitte (14, 15; 16,
17) aufweisen und daß an diesen Abschnitten (14, 15; 16, 17) die Gurt-Ble
che (26, 27) befestigt sind.
4. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden (24) und dem dazu
gegenüberliegenden Gurt-Blech (26) und/oder zwischen gegenüberliegen
den Gurt-Blechen (26, 27) mindestens ein Kraftübertragungsteil (38) einge
klebt ist.
5. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärken der verwendeten Bleche,
Schalen oder Strangprofile entsprechend den Steifigkeits- und Crash-An
forderungen angepaßt sind.
6. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an den seitlichen Enden (8, 9) der einander
gegenüberliegenden Abschnitte (6, 7) der Außenschalen (2, 3) jeweils eine
abgewinkelte Längskante (10, 11) ausgebildet ist.
7. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) ein Mehrkammerprofil ist.
8. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagefixierung der Gurt-Bleche (26, 27) in
den Seitenwänden (4, 5) der Außenschalen (2, 3) durchgehend oder in Ab
ständen Vorsprünge (28, 29) oder voneinander beabstandete Auswölbun
gen (30, 31) ausgeformt sind, daß auf den Vorsprüngen (28, 29) das
dazugehörige Gurt-Blech (26) aufliegt oder daß das Gurt-Blech (27) zu den
Auswölbungen (30, 31) passende Auswölbungen (47, 48) aufweist, wobei
die Auswölbungen (47, 48) des Gurt-Bleches (27) bei der Montage in die
entsprechenden Auswölbungen (30, 31) der Seitenwände (4, 5) einrasten.
9. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die den Träger (1) bildenden Bauteile (2, 3,
26, 27) und/oder die vorhandenen Kraftübertragungsteile (38) aus Leicht
metall hergestellt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996137243 DE19637243A1 (de) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Träger für ein Kraftfahrzeug |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=7805474
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DE1996137243 Withdrawn DE19637243A1 (de) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Träger für ein Kraftfahrzeug |
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