DE19517921A1

DE19517921A1 - Vehicle frame with hollow chambers in longitudinal bearer

Info

Publication number: DE19517921A1
Application number: DE1995117921
Authority: DE
Inventors: Guenther Lechermann; Edvin List Clausen
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-21

Abstract

The vehicle frame includes a longitudinal bearer (1) which is welded to a transverse bearer (2) at the front end. The transverse bearer serves to receive and support a bumper. The webs (5) of the transverse bearer are at such a height that they lie in about the middle height region of the chambers (6,7,8). The transverse bearer may have a two-cell cross section and the longitudinal bearer a three-cell cross section. In this case, the upper web runs at half the height of the upper chamber, the middle one at about half the height of the middle chamber, and the bottom one at about half the height of the lower chamber.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugrahmen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a vehicle frame according to the preamble of Claim 1.

Es ist bereits bekannt, beispielsweise einen Aluminium-Querträger mit einem Alu minium-Längsträger an dessen vorderem oder hinterem Ende ohne besondere Vorkehrungen zu verschweißen. Dabei treten im Falle eines Crash am Beginn der Verformung des Längsträgers sehr hohe Kraftspitzen auf, bis der anschließende Faltungsvorgang des Längsträgers eingeleitet ist.It is already known, for example an aluminum cross member with an aluminum minium side members at the front or rear end without any special Precautions to weld. In the event of a crash, this occurs at the beginning of the Deformation of the side member to very high force peaks until the subsequent Folding process of the side member is initiated.

Es ist ferner bekannt (DE-C-40 09 401 oder EP-B-0 146 716), Leichtmetall-Längs- und Querträger über Knotenelemente miteinander zu verbinden. Dies bedeutet einen äußerst hohen Bauaufwand, der nur dann zu einer hohen Steifigkeit des Fahrzeugrahmens führt, wenn eine gute Schweißverbindung zwischen den Trä gern und den Knotenelementen vorliegt. Trotzdem ist es schwierig, die schon er wähnten Kraftspitzen am Beginn der Längsträgerverformung zu reduzieren.It is also known (DE-C-40 09 401 or EP-B-0 146 716), light metal longitudinal and cross members to connect with each other via node elements. this means an extremely high construction cost, which only leads to a high rigidity of the Vehicle frame leads when there is a good weld between the door like and the node elements. Even so, it is difficult that he already to reduce the above-mentioned force peaks at the beginning of the longitudinal beam deformation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugrahmen der vorausge setzten Bauart zu schaffen, der einfach gestaltet und herstellbar ist und mit dem aber trotzdem ein günstiges Verformungsverhalten im Falle eines Crash, insbe sondere am Beginn der Verformung des Längsträgers, erreichbar ist.The invention is based on the object, a vehicle frame in advance to create a design that is easy to design and manufacture and with the but still a favorable deformation behavior in the event of a crash, especially especially at the beginning of the deformation of the side member.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebe nen Maßnahmen erreicht. This object is specified by the claim 1 measures achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the Unteran claims.

Durch die beschriebene Höhenlage des Profilstegs bzw. der Profilstege des Quer trägers in bezug auf die Hohlkammer bzw. die Hohlkammern des Längsträgers kann der Querträger ab einer bestimmten Aufprallkraft leichter in das vordere Ende des Längsträgers bis zu einem gewissen Maß eintreten, so daß sich kaum eine nennenswerte Kraftspitze am Beginn des Verformungsweges ergibt. Die dabei einsetzende örtliche Verbiegung des Längsträgers leitet in günstiger Weise die sich dann im Längsträger fortsetzende Faltenbildung ein. Es sind keinerlei soge nannte Startsicken oder Einschnitte im Längsträger erforderlich, um die Kraftspitze am Beginn der Verformung zu vermindern. Am Längsträger ist lediglich ein einfa cher, in einer Ebene liegender Sägeschnitt erforderlich. Ferner steht die volle Trä gerhöhe zur Schweißverbindung mit dem Querträger zur Verfügung. Da kein Kno tenelement zwischengeschaltet ist, steht auch die volle Crash-Länge am Längs träger zur Verfügung.Due to the described height of the profile web or the profile webs of the cross carrier with respect to the hollow chamber or the hollow chambers of the side member from a certain impact force, the cross member can more easily into the front end of the side member occur to a certain extent, so that there is hardly any significant force peak at the beginning of the deformation path results. The one there onset of local bending of the longitudinal beam leads in a favorable manner then wrinkles continue to form in the side member. There are no so-called called start beads or incisions in the side member required to the force peak decrease at the beginning of the deformation. On the side member is only a simple saw cut in one plane is required. There is also the full tear height for the welded connection with the cross member. Since no kno the full crash length is along the length carrier available.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on an Aus shown in the drawing management example explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch den Querträger mit dem daran angesetzten Endbereich eines Längsträgers eines Fahrzeugrahmens.The drawing shows a cross section through the cross member with it attached end portion of a side member of a vehicle frame.

In der Zeichnung ist der Längsträger 1 des Fahrzeugrahmens nur mit seinem vor dersten Endbereich in einem vertikalen Schnitt dargestellt. Er ist als Strangpreß- Profil ausgebildet und an seiner Stirnseite durch Schweißen mit einem ebenfalls als Strangpreß-Profil ausgebildeten Querträger 2 verbunden. Der Querträger 2 weist zwei kurze nach vorne gerichtete Flansche 3 auf, zwischen denen ein nur noch teilweise dargestellter Schaumkörper 4 eines Stoßfängers eingefaßt ist.In the drawing, the longitudinal beam 1 of the vehicle frame is only shown in a vertical section with its front end region. It is designed as an extruded profile and is connected on its end face by welding to a cross member 2 which is also designed as an extruded profile. The cross member 2 has two short forward-facing flanges 3 , between which an only partially shown foam body 4 of a bumper is enclosed.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Querträger 2 einen zweizelligen Profilquerschnitt und der Längsträger 1 einen dreizelligen Profilquerschnitt. Der Querträger 2 weist drei annähernd horizontal verlaufende Profilstege 5 auf. Der obere Profilsteg 5 verläuft etwa auf halber Höhe der oberen Hohlkammer 6, der mittlere Profilsteg etwa auf halber Höhe der mittleren Hohlkammer 7 und der untere Profilsteg 5 etwa auf halber Höhe der unteren Hohlkammer 8 des Längsträgers 1. Die mit ihren dem Längsträger 1 zugewandten Enden leicht konvergierenden obe ren und unteren Profilstege 5 sowie der mittleren Profilsteg gehen in einen Verbin dungsflansch 9 über, an dessen Außenseite der mehrzellige, kastenförmige Längsträger 1 angeschweißt ist.In the preferred embodiment, the cross member 2 has a two-cell profile cross section and the side member 1 has a three cell profile cross section. The cross member 2 has three approximately horizontally extending profile webs 5 . The upper profile web 5 runs approximately at half the height of the upper hollow chamber 6 , the middle profile web approximately at half the height of the middle hollow chamber 7 and the lower profile web 5 approximately at half the height of the lower hollow chamber 8 of the longitudinal beam 1 . With their ends facing the side member 1 slightly converging obe ren and lower profile webs 5 and the middle profile web go into a connec tion flange 9 , on the outside of which the multi-cell, box-shaped side member 1 is welded.

Ab einer bestimmten Aufprallkraft auf den Querträger 2 findet eine Verformung des Längsträgers 1 und der an die Profilstege 5 angrenzenden Bereiche des Verbin dungsflansches 9 statt, wobei die Stege gewissermaßen stirnseitig in die Hohl kammern 6, 7 und 8 eindringen. Dies ist in strichlierten Linien 10 in der Zeichnung angedeutet. Wegen des höhenmäßigen Versatzes der Profilstege zu den Wan dungen der Hohlkammern 6, 7 bzw. 8 wird dem Eindringen der Profilstege kein allzu großer Widerstand entgegengesetzt. Es ist auf diese Weise möglich, eine überhöhte Kraftspitze im Kraft-/Weg-Diagramm beim aufprallbedingten Verlagern des Querträgers 2 zum Längsträger 1 hin zu vermeiden. Im Längsträger 1 sind hierzu keinerlei zusätzliche sogenannte Startsicken oder Einschnitte erforderlich, die sonst - etwa bei Blechbauweise - den Verformungs- und Faltungsvorgang ein leiten. Es ist weiterhin keine aufwendige Bearbeitung des Längsträgers 1 und des Querträgers 2 erforderlich. Beide müssen lediglich mit einem Sägeschnitt auf die gewünschte Länge gebracht werden. Schließlich steht zur festen Verbindung der beiden Träger durch Schweißen die gesamte Trägerhöhe zur Verfügung.From a certain impact force on the cross member 2 there is a deformation of the side member 1 and the adjacent to the profile webs 5 areas of the connec tion flange 9 , the webs penetrate the front side, as it were, into the hollow chambers 6 , 7 and 8 . This is indicated in dashed lines 10 in the drawing. Because of the vertical offset of the profile webs to the walls of the hollow chambers 6 , 7 and 8 , the penetration of the profile webs is not opposed to great resistance. In this way it is possible to avoid an excessive force peak in the force / displacement diagram when the cross member 2 is displaced towards the side member 1 due to the impact. In the side member 1 , no additional so-called start beads or incisions are required, which otherwise - for example in sheet metal construction - initiate the deformation and folding process. Furthermore, no complex machining of the longitudinal member 1 and the cross member 2 is required. Both just have to be cut to the desired length with a saw cut. Finally, the entire beam height is available for the fixed connection of the two beams by welding.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch ein einzelliger Längsträger vorgesehen werden. Hat der Querträger dabei zwei Hohlkammern und etwa die gleiche Querschnittshöhe wie der Längsträger, so ist der jeweils äußere Profilsteg der beiden übereinander liegenden Kammern im Querschnitt vorzugs weise etwas geknickt, zweckmäßig nach innen geknickt. Das gleiche empfiehlt sich auch beispielsweise bei einem dreizelligen Querträger, der mit einem zweizelligen Längsträger verbunden ist. Auf diese Weise treten durch die äußeren Querträger- Profilstege bei einem Aufprall auch dann keine Spitzen in der Verformungskraft auf, wenn diese Stege in etwa der gleichen Höhenlage sind wie die obere und un tere Wandung des Längsträgers.In contrast to the exemplary embodiment shown, a single-celled one can also be used Side members are provided. The cross member has two hollow chambers and about the same cross-sectional height as the side member, so is the outer Profile web of the two superimposed chambers in cross section preferred wise a little bit, purposefully folded inwards. The same is recommended also for example in the case of a three-cell cross member with a two-cell one Side member is connected. In this way, the outer cross member In the event of an impact, the profile webs also have no peaks in the deformation force when these webs are at approximately the same altitude as the upper and un tere wall of the side member.

Claims

1. Vehicle frame, with at least one hollow-chamber side member made of an extruded light metal section, which is connected at its end face to a cross member, which serves in particular as a bumper member, characterized in that the cross member ( 2 ) has at least one approximately in the direction of the side member ( 1 ). extending profile web ( 5 ) at a height which lies in the central height range of a hollow chamber ( 6 , 7 , 8 ) of the side member ( 1 ).

2. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the cross member ( 2 ) has a two-cell and the longitudinal member ( 1 ) have a three-cell profile cross section, the upper profile web ( 5 ) about halfway up the upper hollow chamber ( 6 ), the middle profile web ( 5 ) run approximately halfway up the central hollow chamber ( 7 ) and the lower profile web ( 5 ) runs approximately halfway up the lower hollow chamber ( 8 ) of the side member ( 1 ).

3. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the cross member ( 2 ) consists of a Leichtme tall extruded profile.

4. Vehicle frame according to claim 1, characterized in that the cross member ( 2 ) has a connecting flange ( 9 ) with which the end face of the side member ( 1 ) is welded.

5. Vehicle frame according to claim 2, characterized in that the profile webs ( 5 ) of the cross member ( 2 ) converge somewhat in cross section to the rear.