DE102005061417B4

DE102005061417B4 - Subframe for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102005061417B4
Application number: DE102005061417.5A
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: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: DE102005061417A1

Abstract

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, das flächenhafte Versteifungselement (6) an den Knotenelementen (4) befestigt ist und 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.Subframe for a motor vehicle, comprising two longitudinal members (2) and a cross member (3) and a planar stiffening element (6), characterized in that the longitudinal members (2) with a first end in each case via a node element (4) with the cross member (3 ), these node elements (4) each form a connection (7) for a wheel guide element, the laminar stiffening element (6) is fastened to the node elements (4) and at the second ends of the longitudinal members (2) a further node element (5 ), these second node elements (5) each form a connection (8) for a wheel guide member, and the planar stiffening element (6) is attached to these second node elements (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug mit zwei Längsträgern und einem Querträger sowie einem flächenhaften Versteifungselement. The invention relates to a subframe for a motor vehicle with two longitudinal members and a cross member and a planar stiffening element.

Derartige Hilfsrahmen werden üblicherweise im Bereich der Vorderachse von Personenkraftfahrzeugen eingesetzt. Entsprechende Beispiele finden sich in EP 0 941 912 B1 und EP 0 891 915 B1 sowie nachveröffentlicht in EP 1 690 779 A1 . Such subframes are usually used in the front axle of passenger cars. Corresponding examples can be found in EP 0 941 912 B1 and EP 0 891 915 B1 as well as subsequently published in EP 1 690 779 A1 ,

Ziel der Erfindung ist es, einen Hilfsrahmen der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine hohe Steifigkeit aufweist. The aim of the invention is to provide a subframe of the type mentioned, which has a high rigidity.

Diese Aufgabe wird durch einen Hilfsrahmen mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved by a subframe with the features of claim 1.

Hier durch ergibt sich insbesondere eine Verbesserung der dynamischen Quersteifigkeit im Bereich der Traglenkeranbindung. Here by in particular results in an improvement of the dynamic transverse stiffness in the area of the support link.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben. Further advantageous embodiments are specified in the patent claims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows in:

1 eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels für einen Hilfsrahmen nach der Erfindung, 1 a spatial view of an embodiment of a subframe according to the invention,

2 eine weitere räumliche Ansicht des Hilfsrahmens aus 1 mit einem Lenkgetriebe sowie zwei Motorlagern, und in 2 another spatial view of the subframe 1 with a steering gear and two engine mounts, and in

3 eine Ansicht des flächenhaften Versteifungselements des Hilfsrahmens. 3 a view of the planar stiffening element of the subframe.

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. The embodiment shows a subframe 1 , which is fastened in the region of the front axle of a passenger vehicle to the body thereof. The subframe 1 comprises two longitudinal members extending substantially in the vehicle longitudinal direction 2 , at their forward in the forward direction V forward, first ends with a cross member 3 are connected. For this purpose, at the first ends of the side members 2 each first node elements 4 connected, in each case to one end of the cross member 3 Docking. At the second ends of the side members 2 there is a second node element in each case 5 , Overall, this results in a substantially U-shaped structure, the open side of the forward direction of travel V is opposite.

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. About the node elements 4 and 5 , Which are preferably designed as castings, can the subframe 1 attach to a body. However, it is also conceivable, the node elements 4 and 5 for example, to design as sheet metal brackets.

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. The node elements 4 and 5 each form a connection 7 respectively. 8th for a wheel guide, that is for a support arm on the first node element 4 and a guide link on the second node element 5 , The associated pivot axes are in 1 indicated by the reference numerals A and B.

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. Furthermore, on the subframe 1 a stiffening element 6 provided, whose structure and connection is explained in more detail below. The stiffening element 6 is designed as a substantially planar sheet metal part. It can be made, for example, from a steel sheet, optionally made of high-strength steel, with a thickness of about 1 to 2 mm. With regard to a high transverse rigidity of the subframe 1 is this stiffening element 6 set in the region of the connection of the Radführungsglieder to the above-mentioned U-shaped structure.

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 Reparaturfall von darüberliegenden Bauteilen wie z.B. dem Getriebe einfach austauschen lässt. As the 1 and 2 show is the planar stiffening element 6 not directly on the side rails 2 but at the first and second node elements 4 and 5 attached. This is preferably done by a screw from below, so that the stiffening element 6 For example, in case of damage or repair in case of repair of overlying components such as the transmission can easily replace.

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. The planar stiffening element 6 is seen in the forward direction V behind the cross member 3 arranged. It runs the cross member 3 nearest edge 15 of the stiffening element 6 parallel to the cross member 3 , Towards the second ends of the side members 2 is the stiffening element 6 contrast waisted. In addition, the stiffening element forms 6 V-shaped spread arms 9 out, respectively in the direction of the second ends of the side members 2 run.

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. To improve the rigidity is the stiffening element 6 provided with beads. In particular, runs a first, continuous curvature 10 immediately behind the front edge 15 across the width of the stiffening element 6 between the support link 7 the first node elements 4 , Appropriate mounting holes 14 for connection to the first node elements 5 are arranged so that they are in the installed state under the support arm bearings.

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. Cross to the vault 10 extend between the sidecut 11 several ribs 12 in a counter to the forward direction subsequent, downwardly offset trough 13 longitudinal.

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. At the ends of the V-shaped spread arms 9 There are more mounting holes 16 and 17 , about that stiffening element 6 at the second node elements 5 is attached. The second node elements 5 have, as already mentioned above, in each case a connection 8th for a leader. The pivot axes B of the associated bearings are substantially parallel to the arms 9 of the stiffening element 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. Also the arms 9 of the stiffening element 6 can be beaded. In the illustrated embodiment, corresponding protrusions extend 18 to the mounting holes 16 and 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. Like that 1 and 2 can be further removed, is the stiffening element 6 with a certain distance behind the cross member 3 arranged. In addition, the first node elements 5 one recess each 19 on, so that in the side view, the shape of an archway results. The side members 2 and the cross member 3 close each foot 22 respectively. 23 on both sides of the recess 19 to the first node elements 4 at. In the resulting space is a steering gear 20 insertable from below. This steering gear 20 is in its installed position above the level of the stiffening element 6 , In addition, the steering gear 20 at the first node elements 4 supported. Furthermore, at the first node elements 4 motor bearings 21 be provided for a vehicle engine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Hilfsrahmen subframe
2 2: Längsträger longitudinal beams
3 3: Querträger crossbeam
4 4: erstes Knotenelement first node element
5 5: zweites Knotenelement second node element
6 6: Versteifungselement stiffener
7 7: Anbindung eines Traglenkers Connection of a support arm
8 8th: Anbindung eines Führungslenkers Connection of a guide arm
9 9: Arm poor
10 10: Wölbung bulge
11 11: Taillierung sidecut
12 12: Rippen ribs
13 13: Trog trough
14 14: Befestigungsöffnung fastening opening
15 15: Kante edge
16 16: Befestigungsöffnung fastening opening
17 17: Befestigungsöffnung fastening opening
18 18: Vorwölbung bulging
19 19: Aussparung recess
20 20: Lenkgetriebe steering gear
21 21: Motorlager motor bearings
22 22: Fußfoot
23 23: Fußfoot

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, das flächenhafte Versteifungselement (6) an den Knotenelementen (4) befestigt ist und 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. Subframe for a motor vehicle, comprising two longitudinal members ( 2 ) and a cross member ( 3 ) and a planar stiffening element ( 6 ), characterized in that the longitudinal members ( 2 ) with a first end in each case via a node element ( 4 ) with the cross member ( 3 ), these node elements ( 4 ) each have a connection ( 7 ) form a Radführungsglied, the planar stiffening element ( 6 ) at the node elements ( 4 ) and at the second ends of the longitudinal members ( 2 ) each another node element ( 5 ), these second node elements ( 5 ) each have a connection ( 8th ) form a Radführungsglied, and the planar stiffening element ( 6 ) at these second node elements ( 5 ) is attached.

Hilfsrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (3) in Vorwärtsfahrtrichtung vor dem flächenhaften Versteifungselement (6) angeordnet ist. Subframe according to claim 1, characterized in that the cross member ( 3 ) in the forward direction of travel in front of the planar stiffening element ( 6 ) is arranged.

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. Subframe according to claim 1 or 2, characterized in that the cross member ( 3 ) nearest edge ( 15 ) of the planar stiffening element ( 6 ) parallel to the cross member ( 3 ) runs.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flächenhafte Versteifungselement (6) in Richtung der zweiten Enden der Längsträger tailliert ist. Subframe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the planar stiffening element ( 6 ) is waisted in the direction of the second ends of the longitudinal beams.

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. Subframe according to one of claims 1 to 4, characterized in that the planar stiffening element ( 6 ) V-shaped spread arms ( 9 ), which in each case in the direction of the second ends of the longitudinal members ( 2 ).

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das flächenhafte Versteifungselement (6) von unten an die Knotenelemente (4, 5) angeschraubt ist. Subframe according to one of claims 1 to 5, characterized in that the planar stiffening element ( 6 ) from below to the node elements ( 4 . 5 ) is screwed.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmigen Arme (9) parallel zu den Schwenkachsen (B) der Anbindungen (8) an den zweiten Knotenelementen (5) verlaufen. Subframe according to one of claims 4 to 6, characterized in that the V-shaped arms ( 9 ) parallel to the pivot axes (B) of the connections ( 8th ) at the second node elements ( 5 ).

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmigen Arme (9) die Kraftflüsse zwischen den Anbindungspunkten (14 zu 16 und 17) als Diagonalen abbilden. Subframe according to one of claims 5 to 7, characterized in that the V-shaped arms ( 9 ) the power flows between the connection points ( 14 to 16 and 17 ) as diagonals.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Knotenelemente (5) zwischen den Längsträgern (2) und dem Querträger (3) jeweils eine Aussparung (19) für ein Lenkgetriebe (20) aufweisen. Subframe according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first node elements ( 5 ) between the longitudinal members ( 2 ) and the cross member ( 3 ) each have a recess ( 19 ) for a steering gear ( 20 ) exhibit.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 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. Subframe according to one of claims 1 to 9, characterized in that a steering gear ( 20 ) from below into the first node elements ( 4 ) is inserted and in its installed position above the level of the stiffening element ( 6 ) lies.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (20) an den ersten Knotenelementen (4) befestigt ist. Subframe according to one of claims 9 or 10, characterized in that the steering gear ( 20 ) at the first node elements ( 4 ) is attached.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Knotenelementen (4) jeweils ein Motorlager (21) vorgesehen ist. Subframe according to one of claims 1 to 11, characterized in that at the first node elements ( 4 ) in each case an engine mount ( 21 ) is provided.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen über die Knotenelemente (4, 5) an einem Fahrzeugaufbau befestigbar ist. Subframe according to one of claims 1 to 12, characterized in that the subframe on the node elements ( 4 . 5 ) is attachable to a vehicle body.

Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, 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. Subframe according to one of claims 1 to 13, characterized in that the attachment points ( 14 ) of the planar stiffening element ( 6 ) at the first node elements ( 4 ) in each case below the respective connection ( 7 ) lie for the associated Radführungsglieder.