DE2408548C2

DE2408548C2 - Wagenkastenunterrahmen für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2408548C2
Application number: DE19742408548
Authority: DE
Inventors: Franz 8071 Wettstetten Hasler; Heinrich Ing.(grad.) 8070 Ingolstadt Timm
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1974-02-22
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1982-05-19
Also published as: DE2408548A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wagenkastenunterrahmen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Wagenkastenunterrahmen (US-PS 34 19 303) besteht jedes vordere Längsträgerglied aus einem unteren Blech, einem oberen Blech unu einem seitlichen Blech. Das untere Blech verläuft an seinem hinteren Ende schräg nach unten und erweitert sich, so daß es in einem Bereich endet, der mit dem unteren Teil der Innenseite des Tunnels verschweißt ist und somit eine Schale eines inneren Längsträgergliedes bildet. Das obere Blech ist an seinem hinteren Bereich aufwärts gebogen und dort ^fe5 mit der als Querträger ausgebildeten Stirnwand des Bodenblechs verschweißt. Das seitliche Blech, das nach oben verlängert ist und einen Teil des Radhauses bildet, weist an seinem hinteren Ende einen seitlich auswärts gebogenen Bereich auf, der mit der Stirnwand verschweißt ist und sich in einen Bereich fortsetzt, der zu einem vorderen Pfosten des Unterrahmens gehört Nach unten endet das seitliche Blech des vorderen Längsträgergliedes in einem verrippten Teil, der unmittelbar auf das Bodenblech aufgeschweißt ist

Zusammenfassend sind die Bleche des vorderen Längsträgergliedes an dessen hinterem Ende jeweils mehr oder weniger weit aus der Ebene des vorderen Längsträgergliedes durch Knickstellen herausgeführt, was dazu führt, daß bei einem Auffahrunfall die Knickstellen verfornit werden und eine Bewegung des Längsträgergliedes insgesamt auf das Bodenblech zu möglich ist, ohne daß dabei viel Formänderungsarbeit aufgenommen wird. Somit besteht die Gefahr, daß sich das Bodenblech selbst in seinem vorderen Bereich merklich verformt, was gefährlich für die Fahrzeuginsassen sein kann. Lediglich das untere Blech des vorderen Längsträgergliedes bildet durch seine Verschweißung mit dem unteren Bereich des Tunnels eine Schale eines Hohlprofils, welches ein inneres Längsträgerglied darstellt Im Endbereich des aufgeweiteten seitlichen Blechs ist kein solches Hohlprofil gebildet Vielmehr ist der verhältnismäßig kompliziert geformte Endbereich des seitlichen Blechs unmittelbar mit dem Bodenblech verschweißt. Obwohl die bekannte Konstruktion, wie aus den Figuren der US-PS unmittelbar ersichtlich, verhältnismäßig viel Material benötigt, ist sie bezüglich ihres Deformationsverhaltens, wie ausgeführt, nicht voll befriedigend und ist in ihrer Herstellung verhältnismäßig kompliziert.

Die Schwerpunktlinie des unten am Tunnel verlaufenden inneren Längstriigergliedes verläuft windschief zur Schwerpunktlinie des vorderen Längsträgergliedes, was im Falle eines Auffahrunfalls eine Knickbeanspruchung des Übergangsbereiches zwischen beiden Längsträgergliedern gemäß der US-PS 34 19 303 bedeutet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wagenkastenunterrahmen so zu gestalten, daß bei geringem Materialeinsatz, d. h. geringem Gewicht des Unterrahmens, die vorderen Längsträger bei einem Frontalaufprall unter Aufnahme von viel Formänderungsarbeit zusammengestaucht werden und der Fahrgastraum selbst unbeschädigt bleibt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Während bei dem bekannten Wagenkastenunterrahmen gemäß der eingangs gewürdigten US-PS 34 19 303 die Bleche des vorderen Längsträgergliedes an dessen hinterem Ende großflächig aufgebogen sind, sind beim erfindungsgemäßen Wagenkastenunterrahmen mit dem vorderen Längsträgerglied zusätzliche Blechteile verschweißt, die zusammen mit dem Bodenblech das innere Längsträgerglied und das ebenfalls als Hohlprofil ausgebildete äußere Längsträgerglied bilden. Das äußere Längsträgerglied leitet die Kräfte unmittelbar bis zum Schweller, der zusammen mit dem Tunnel den längsstabilen Teil des Bodens bildet. Im Falle eines Aufpralls stützt sich das vordere Längsträgerglied somit über das innere Längsträgerglied und das äußere Längsträgerglied sehr stabil nach hinten ab, so daß das vordere Längsträgerglied selbst verformt wird und Energie aufnimmt. Die Verschweißung des inneren Längsträgergliedes mit dem oberen und seitlichen Bereich des Tunnels stabilisiert den Tunnel zusätzlich und bildet eine Abweisfläche für die sich bei einem Aufprall nach hinten schiebende Motor-Getriebeein-

heit Ein gesonderter Querträger im vorderen Bodenbereich ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion nicht nötig, da das Bodenblech mit den Schalen des äußeren und inneren Längsträgergliedes eine auch querstabile Baugruppe bildet. Die einzelnen Teile des erfindungsgemäßen Wagenkastenunterrahmens sind einfach formbar und verschweißbar.

Wagenkastenunterrahmen, bei denen ein vorderes Längsträgerglied in ein äußeres und ein inneres Längsträgerglied übergeht, sind an sich bekannt So zeigt beispielsweise die DE-AS 11 25 289 einen Rahmen für Kxaftfahrzeugkarosserien mit zwei vorderen Längsträgergliedern. Jedes Längsträgerglied setzt sich im wesentlichen geradlinig bis zu einem zentralen, als geschlossenes Hohlprofil ausgebildeten Längsmittelträger fort, mit dem es verschweißt ist. Unmittelbar hinter der Vorderachse zweigt von jedem vorderen Längsträgerglied ein äußeres Längsträgerglied ab, welches in einen äußeren Längsträger übergeht. Die genannten Träger sind jeweils in sich geschlossene Hohlprofile, die keine mit dem Bodenblech verschweißten und erst mit diesem zusammen ein Hohlprofil bildende Schalen enthalten. Die Konstruktion ist somit materialaufwendig und baut schwer. Des weiteren ist das vordere Längsträgerglied in Seitenansicht über der Vorderachse abgebogen, so daß die Gefahr besteht, daß es bei einem Unfall nicht in sich gestaucht, sondern abgeknickt wird.

Aus der GB-PS 11 16 738 ist ein Wagenkastenunterrahmen für Kraftfahrzeuge bekannt, der zwei den unteren Bereich des Tunnels bildende Längsträger und so zwei äußere Längsträger aufweist, die mit dem Doden zu einem Hohlprofil verschweißt sind. Zwischen zwei vorderen Längsträgergliedern und jedem zugehörigen inneren und äußeren Längsträgerglied ist ein Querträger angeordnet, der eine hohe Knicksteifigkeit aufweisen muß. Der Boden ist insgesamt dreiteilig und weist zwei äußere von den äußeren Längsträgergliedern bis zu den inneren, je einen Bereich des Tunnels bildenden Längsträgergliedern verlaufende Bleche und ein weiteres, den Tunnel nach oben abschließendes Blech auf. Die gesamte Konstruktion ist relativ materialaufwendig und hat die Eigenart, daß die vorderen Längsträgerglieder wesentlich höher verlaufen als die im Bereich des Bodens verlaufenden Längsträgerglieder. Der Höhenunterschied wird durch die Querträger ausgeglichen, ^s welche somit im Falle eines Auffahrunfalls auf Knickung beansprucht werden.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird die Unfallsicherheit des erfindungsgemäßen Wagenkastenunterrahmens weiter erhöht, da die Knickbeanspru- w chung in der Krafteinleitung von den vorderen Längsträgergliedern in die zugehörigen inneren und äußeren Längsträgerglieder auf ein Minimum herabgesetzt ist. Es treten weitgehend nur Schubkräfte auf. Die Auswärtsneigung der durch die Schwerpunktlinien gebildeten Ebenen ermöglicht dem Konstrukteur eine praxisgerechte Ausbildung des Unterrahmens, d. h. eine für den bequemen Einstieg ausreichend tiefe Lage des Schwellers.

Ein Wagenkastenunterbau mit zwei vorderen Längsträgergliedern, die jeweils in ein äußeres und in ein inneres Längsträgerglied übergehen, wobei die Schwerpunktlinien dieser Längsträgerglieder in einer Ebene liegen, ist in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 23 36 213 beschrieben. Die durch die genannten drei Schwerpunktlinien gebildeten Ebenen sind dort jedoch zur Mitte des Fahrzeug? hin geneigt, wodurch die äußeren Längsträgerglieder relativ hoch zu liegen kommen und eine Kraft einleitung in die Schweller nicht ohne Knickbeanspruchungen im Bereich der vorderen Karosseriepfosten möglich ist

Der Anspruch 3 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausbildung des eine Schale des äußeren Längsträger bildenden Bodenblechs, mit der bei hoher Steifigkeit gute Platzverhältnisse im Fußraum geschaffen werden.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird die Steifigkeit der Abstützung der vorderen Längsträgerglieder zusätzlich erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert Es stellt dar

F i g. 1 einen Wagenkastenunterrahmen in teilweise aufgebrochener Darstellung,

F i g. 2 eine Einzelheit — die Gabelung des vorderen Längsträgergliedes in zwei seitlich angeschlossene Längsträgerglieder — aus F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig.3 die gleiche Einzelheit wie Fig.2 in ähnlicher Ansicht, mit genauerer Darstellung des Anschlusses des äußeren Längsträgergliedes an das vordere Längsträgerglied und die Profilierung dieses nach außen gegabelten Längsträgergliedes,

F i g. 4 einen Längsschnitt IV-IV aus F i g. 3 durch die Gabelung des vorderen Längsträgergliedes,

Fig. 5 die Lage der Schwerpunktslinien eines vorderen Längsträgergliedes mit zugehöriger Brücke und der von ihm abgegabelten inneren und äußeren Längsträgerglieder und

F i g. 6 einen waagerechten Schnitt in Längsrichtung durch das Abstellblech für den Fuß des Fahrers.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Längsträger 1, Xa eines Wagenkastenunterrahmens aus mehreren Gliedern zusammengesetzt An je ein vorderes Längsträgerglied 2, 2a schließt sich seitlich zum Schweller 3, 3a hin ein äußeres Längsträgerglied 4, 4a an. Die Schweller 3, 3a enden jeweils an einem vorderen Pfosten 5, 5a. Jedes äußere Längsträgerglied 4, 4a ist als Hohlprofil ausgebildet, dessen äußere Schale, wie aus Fig. 1 anhand des geschnittenen Längsträgergliedes 4 ersichtlich, einen unter dem Fußraum angeordneten waagrechten Bereich 6 und einen neben dem Fußraum angeordneten senkrechten Bereich 7 aufweist. Zur Wagenmitte hin schließt sich seitlich an das vordere Längsträgerglied 2, 2a ein ebenfalls als Hohlprofil ausgebildetes inneres Längsträgerglied 8, 8a an, dessen eine Schale oben und seitlich an einem Tunnel 9 angeflanscht bzw. angeschweißt ist. Die inneren Schalen 10,10a (F i g. 2) des abgegabelten äußeren Längsträgergliedes 4 bzw. des inneren Längsträgergliedes 8, 8a werden von dem in die Stirnwand 11 übergehenden, einteilig mit dem Tunnel 9 ausgebildeten Bodenblech 12 gebildet.

Die vorderen Enden der durch das Bodenblech 12 gebildeten Schalen 10, 10a der äußeren und inneren Längsträgerglieder sowie die rückwärtigen Stirnseiten der vorderen Längsträgerglieder 2,2a werden von in die Stirnwand 11 eingeformten Mulden 13,13a gebildet Die durch das Bodenblech 12 gebildeten Schalen 10,10a der äußeren Längsträgerglieder 4, 4a sind hinter dem Radhaus 19 abgebogen und für den Fuß des Fahrers zu einer Aufstellfläche 14 abgeschrägt. Die nicht durch das Bodenblech 12 gebildeten Schalen der inneren Längsträgerglieder 8, 8a sind oberhalb der Getriebekontur oben und seitlich an das den Tunnel 9 bildende Bodenblech 12 angepunktet.

Die vorderen Längsträgerglieder 2, 2a sind im

Grundriß gerade mit sich nach vorn öffnender Spreizung von je 8°, insgesamt 16°, angeordnet und durch einen zugfesten Querträger 16 verbunden. Die vorderen Enden 15, 15a der vorderen Längsträgerglieder 2, 2a greifen durch den vorderen Querträger 16 hindurch.

Beide vorderen Längsträgerglieder 2, 2a sind bei 17 (Fig. 1) im Bereich der Antriebswellen nach oben eingebogen und durch je eine darunter angeordnete, vorzugsweise starr angeschraubte Brücke 18, 18a verstärkt. Die Brücken 18, 18a sind durch einen Querträger 20 zu einem eigensteifen Hilfsträger verbunden.

Das vordere Längsträgerglied 2a ist mit Flanschen 21a und 22a (Fig. 3) außen an der abgebrochen dargestellten Mulde 13a befestigt. Die Begrenzungslinie 23a in F i g. 3 zeigt die Verbindung des Stirnrandes des vorderen Längsträgergliedes 2a an der abgebrochen dargestellten Mulde 13a. An den Flanschen 24a, 25a des vorderen Längsträgergliedes 2a ist die nicht dargestellte Radhausseitenwand befestigt. An dieses Ende des vorderen Längsträgergliedes 2a schließt die äußere Schale des dargestellten äußeren Längsträgergliedes 4a seitwärts mit einem Steg 26a und einem Gurt 27a an. Die innere Schale 10a ist, wie erwähnt, ein Bestandteil des Bodenbleches 12 bzw. der Mulde 13a.

F i g. 2 zeigt die Anschlußstelle des inneren Längsträgergliedes 8a an das vordere Längsträgerglied 2a, das zur besseren Verdeutlichung nicht dargestellt ist Die äußere Schale des inneren Längsträgergliedes 8a ist mit Flanschen 28a und 29a an dem vorderen Längsträgerglied 2a angepunktet. An die Flansche 28a und 29a

ίο schließen sich Gurte 30a, 31a an, die durch einen Steg 32a miteinander verbunden sind. Die inneren freien Ränder der Gurte 30a bzw. 31a sind mit den entsprechenden Teilen des Bodenbleches 12 bzw. der Mulde 13 verbunden, die in dieser Zone als innere Stege bzw. Schalen 10a des inneren Längsträgergliedes 8a bezeichnet sind.

Nach F i g. 5 liegt die Schwerpunktslinie 33, die sich für den Verband aus dem vorderen Längsträgerglied 2 und der Brücke 18 ergibt, in einer Ebene 34 mit der Schwerpunktslinie 33 für das äußere Längsträgerglied 4 und mit der Schwerpunktslinie 36 für den aus dem inneren Längsträgerglied 8 und dem Tunnel 9 gebildeten Träger.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wagenkastenunterrahmen für Kraftfahrzeuge mit einem einen Tunnel enthaltenden Bodenblech und einem vorderen Längsträgerglied an jeder Seite, dessen hinteres Ende sich am äußeren vorderen Bereich des Bodenblechs und über ein inneres Längsträgerglied an dem Tunnel abstützt, wobei das innere Längsträgerglied als geschweißtes Hohlprofil ausgebildet ist, dessen eine Schale durch das Bodenblech gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung des hinteren Endes des vorderen Längsträgergliedes (2,2a) am äußeren vorderen Bereich des Bodenblechs (12) durch ein als geschweißtes Hohlprofil ausgebildetes, äußeres Längsträgerglied (4, 4a) erfolgt, dessen äußere Schale (6, 7; 26a, 27a) zumindest teilweise unter und neben dem Bodenblech verläuft, an ihren Längsrändern mit dem Bodenblech und an ihrem vorderen Ende mit dem vorderen Längsträgerglied sowie an ihrem hinteren Ende mit einem Schweller (3, Za) des Wagenkastenunterrahmens verschweißt ist, und daß die äußere Schale (30a, 31a, 32a^ des inneren Längsträgergliedes (8, Sa) an ihrem vorderen Ende mit dem vorderen Längsträgerglied und längs ihrer Längsränder ausgehend vom vorderen Längsträgerglied zunächst mit dem vorderen Abschluß des Bodenblechs und dann mit dem oberen und seitlichen Bereich des Tunnels (9) verschweißt ist.

2. Wagenkastenunterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerpunktlinie (33) des vorderen Längsträgergliedes (2, 2a^und die in Fahrzeuglängsrichtung gesehen beidseitig dieser angeordneten Schwcrpunktlinien (36, 35) des inneren Längsträgergliedes (8, 8a,/ und des äußeren Längsträgergliedes (4, 4a^ etwa in einer Ebene (34) liegen, welche nach außen und unten geneigt ist.

3. Wagenkastenunterrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Stirnseite des vorderen Längsträgergliedes (2, 2a) mit einem zu einer Mulde (13, 13a,) geformten Bereich der durch das Bodenblech (12) gebildeten Stirnwand (11) verschweißt ist.

4. Wagenkastenunterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit dem äußeren Längsträgerglied (8, 8a,) verschweißten Teil des Bodenblechs (12) eine Aufstellfläche (14) für den Fuß des Fahrers ausgebildet ist.

50