DE102005061417A1

DE102005061417A1 - Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005061417A1
Application number: DE102005061417A
Authority: DE
Inventors: Mike Kaiser; Sierk Fiebig; Carsten Demmer; Jens Klünder; Adrian Jazbec
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: DE102005061417B4

Abstract

Ein Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug umfasst zwei Längsträger (2) und einen Querträger (3) sowie ein flächenhaftes Versteifungselement (6). Die Längsträger (2) sind mit einem ersten Ende jeweils über ein Knotenelement (4) mit dem Querträger (3) verbunden. Die Knotenelemente (4) bilden jeweils eine Anbindung (7) für ein Radführungsglied aus. Das flächenhafte Versteifungselement (6) ist an den Knotenelementen (4) befestigt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug mit zwei Längsträgern und einem Querträger sowie einem flächenhaften Versteifungselement.

Derartige Hilfsrahmen werden üblicherweise im Bereich der Vorderachse von Personenkraftfahrzeugen eingesetzt. Entsprechende Beispiele finden sich in der EP 0 941 912 B1 und in der EP 0 891 915 B1 .

Ziel der Erfindung ist es, einen Hilfsrahmen der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine hohe Steifigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Hilfsrahmen mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Hilfsrahmen zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Längsträger mit einem ersten Ende jeweils über ein Knotenelement mit dem Querträger verbunden sind, diese Knotenelemente jeweils eine Anbindung für ein Radführungsglied ausbilden und das flächenhafte Versteifungselement an den Knotenelementen befestigt ist.

Hier durch ergibt sich insbesondere eine Verbesserung der dynamischen Quersteifigkeit im Bereich der Traglenkeranbindung.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels für einen Hilfsrahmen nach der Erfindung,
2 eine weitere räumliche Ansicht des Hilfsrahmens aus 1 mit einem Lenkgetriebe sowie zwei Motorlagern, und in
3 eine Ansicht des flächenhaften Versteifungselements des Hilfsrahmens.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Hilfsrahmen 1, der im Bereich der Vorderachse eines Personenkraftfahrzeugs an dessen Karosserie befestigbar ist. Der Hilfsrahmen 1 umfasst zwei sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger 2, die an ihren in Vorwärtsfahrtrichtung V vornliegenden, ersten Enden mit einem Querträger 3 verbunden sind. Hierzu sind an die ersten Enden der Längsträger 2 jeweils erste Knotenelemente 4 angeschlossen, die zudem jeweils an ein Ende des Querträgers 3 ankoppeln. An den zweiten Enden der Längsträger 2 befindet sich jeweils ein zweites Knotenelement 5. Insgesamt ergibt sich so eine im wesentlichen U-förmige Struktur, deren offene Seite der Vorwärtsfahrtrichtung V entgegengesetzt ist.
Über die Knotenelemente 4 und 5, die bevorzugt als Gussteile ausgeführt sind, lässt sich der Hilfsrahmen 1 an einer Karosserie befestigen. Es ist jedoch auch denkbar, die Knotenelemente 4 und 5 beispielsweise als Blechkonsolen auszugestalten.
Die Knotenelemente 4 und 5 bilden jeweils eine Anbindung 7 bzw. 8 für ein Radführungsglied, das heißt für einen Traglenker an dem ersten Knotenelement 4 und einen Führungslenker an dem zweiten Knotenelement 5. Die zugehörigen Schwenkachsen sind in 1 mit den Bezugszeichen A und B angedeutet.
Weiterhin ist an dem Hilfsrahmen 1 ein Versteifungselement 6 vorgesehen, dessen Struktur und Anbindung nachfolgend näher erläutert wird. Das Versteifungselement 6 ist als im wesentlichen flächenhaftes Blechformteil ausgebildet. Es kann beispielsweise aus einem Stahlblech, optional aus hochfestem Stahl, mit einer Dicke von etwa 1 bis 2 mm hergestellt werden. Im Hinblick auf eine hohe Quersteifigkeit des Hilfsrahmens 1 ist dieses Versteifungselement 6 im Bereich der Anbindung der Radführungsglieder an der obengenannten U-förmigen Struktur festgelegt.
Wie die 1 und 2 zeigen, ist das flächenhafte Versteifungselement 6 nicht unmittelbar an den Längsträgern 2, sondern an den ersten und zweiten Knotenelementen 4 und 5 befestigt. Vorzugsweise erfolgt dies jeweils durch eine Verschraubung von unten, so dass sich das Versteifungselement 6 beispielsweise bei etwaigen Beschädigungen oder im Repararturfall von darüberliegenden Bauteilen wie z.B. dem Getriebe einfach austauschen lässt.
Das flächenhafte Versteifungselement 6 ist in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen hinter dem Querträger 3 angeordnet. Dabei verläuft die dem Querträger 3 nächstliegende Kante 15 des Versteifungselements 6 parallel zu dem Querträger 3. In Richtung der zweiten Enden der Längsträger 2 ist das Versteifungselement 6 hingegen tailliert. Zudem bildet das Versteifungselement 6 V-förmig gespreizte Arme 9 aus, die jeweils in Richtung der zweiten Enden der Längsträger 2 verlaufen.
Zur Verbesserung der Steifigkeit ist das Versteifungselement 6 mit Sicken versehen. Insbesondere verläuft eine erste, durchgehende Wölbung 10 unmittelbar hinter der Vorderkante 15 über die Breite des Versteifungselements 6 zwischen den Traglenkeranbindungen 7 der ersten Knotenelemente 4. Entsprechende Befestigungsöffnungen 14 zur Anbindung an den ersten Knotenelementen 5 sind so angeordnet, dass sich diese im Einbauzustand unter den Traglenkerlagern befinden.
Quer zu der Wölbung 10 erstrecken sich zwischen der Taillierung 11 mehrere Rippen 12 in einem entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung anschließenden, nach unten versetzten Trog 13 in Längsrichtung.
An den Enden der V-förmig gespreizten Arme 9 befinden sich weitere Befestigungsöffnungen 16 und 17, über die dass Versteifungselement 6 an den zweiten Knotenelementen 5 befestigt wird. Die zweiten Knotenelemente 5 weisen, wie oben bereits erwähnt, jeweils eine Anbindung 8 für einen Führungslenker auf. Die Schwenkachsen B der zugehörigen Lager verlaufen im wesentlichen parallel zu den Armen 9 des Versteifungselements 6.
Auch die Arme 9 des Versteifungselements 6 können mit Sicken versehen sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen entsprechende Vorwölbungen 18 zu den Befestigungsöffnungen 16 und 17.
Wie den 1 und 2 weiter entnommen werden kann, ist das Versteifungselement 6 mit einem gewissen Abstand hinter dem Querträger 3 angeordnet. Zudem weisen die ersten Knotenelemente 5 jeweils eine Aussparung 19 auf, so dass sich in der Seitenansicht die Form eines Torbogens ergibt. Die Längsträger 2 und der Querträger 3 schließen jeweils am Fuß 22 bzw. 23 beidseits der Aussparung 19 an das erste Knotenelementen 4 an. In den so entstehenden Freiraum ist ein Lenkgetriebe 20 von unten einführbar. Dieses Lenkgetriebe 20 liegt in seiner Einbauposition über dem Niveau des Versteifungselements 6. Zudem ist das Lenkgetriebe 20 an den ersten Knotenelementen 4 abgestützt. Weiterhin können an den ersten Knotenelementen 4 Motorlager 21 für einen Fahrzeugmotor vorgesehen sein.

1: Hilfsrahmen
2: Längsträger
3: Querträger
4: erstes Knotenelement
5: zweites Knotenelement
6: Versteifungselement
7: Anbindung eines Traglenkers
8: Anbindung eines Führungslenkers
9: Arm
10: Wölbung
11: Taillierung
12: Rippen
13: Trog
14: Befestigungsöffnung
15: Kante
16: Befestigungsöffnung
17: Befestigungsöffnung
18: Vorwölbung
19: Aussparung
20: Lenkgetriebe
21: Motorlager
22: Fuß
23: Fuß

Claims

Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Längsträger (2) und einen Querträger (3) sowie ein flächenhaftes Versteifungselement (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (2) mit einem ersten Ende jeweils über ein Knotenelement (4) mit dem Querträger (3) verbunden sind, diese Knotenelemente (4) jeweils eine Anbindung (7) für ein Radführungsglied ausbilden und das flächenhafte Versteifungselement (6) an den Knotenelementen (4) befestigt ist.
Hilfsrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (3) in Vorwärtsfahrtrichtung vor dem flächenhaften Versteifungselement (6) angeordnet ist.
Hilfsrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Querträger (3) nächstliegende Kante (15) des flächenhaften Versteifungselements (6) parallel zu dem Querträger (3) verläuft.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flächenhafte Versteifungselement (6) in Richtung der zweiten Enden der Längsträger tailliert ist.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das flächenhafte Versteifungselement (6) V-förmig gespreizte Arme (9) ausbildet, die jeweils in Richtung der zweiten Enden der Längsträger (2) verlaufen.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den zweiten Enden der Längsträger (2) jeweils ein weiteres Knotenelement (5) vorgesehen ist, diese zweiten Knotenelemente (5) jeweils eine Anbindung (8) für ein Radführungsglied ausbilden, und das flächenhafte Versteifungselement (6) an diesen zweiten Knotenelementen (5) befestigt ist.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das flächenhafte Versteifungselement (6) von unten an die Knotenelemente (4, 5) angeschraubt ist.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmigen Arme (9) im wesentlichen parallel zu den Schwenkachsen (B) der Anbindungen (8) an den zweiten Knotenelementen (5) verlaufen.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmigen Arme (9) im wesentlichen die Kraftflüsse zwischen den Anbindungspunkten (14 zu 16 und 17) als Diagonalen abbilden.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Knotenelemente (5) zwischen den Längsträgern (2) und dem Querträger (3) jeweils eine Aussparung (19) für ein Lenkgetriebe (20) aufweisen.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenkgetriebe (20) von unten in die ersten Knotenelemente (4) einführbar ist und in seiner Einbauposition über dem Niveau des Versteifungselements (6) liegt.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (20) an den ersten Knotenelementen (4) befestigt ist.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Knotenelementen (4) jeweils ein Motorlager (21) vorgesehen ist.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen über die Knotenelemente (4, 5) an einem Fahrzeugaufbau befestigtbar ist.
Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspunkte (14) des flächenhaften Versteifungselements (6) an den ersten Knotenelementen (4) jeweils unterhalb der jeweiligen Anbindung (7) für die zugehörigen Radführungsglieder liegen.