DE19824638A1 - Fahrzeug-Rahmen-Aufbau - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemeinen einen Rahmenaufbau für Fahrzeuge und insbesondere ein Motorgestell zur Verbindung mit einem solchen Rahmen-Aufbau für Fahrzeuge.

Landfahrzeuge, wie zum Beispiel Personenkraftfahrzeuge, Caravans und Lastwagen, haben gewöhnlich einen Rahmenauf­ bau, der mittels eines elastischen Aufhängesystems auf einer Mehrzahl von mit dem Boden in Kontakt stehenden Rä­ dern abgestützt ist. Diese bekannten Rahmenaufbauten können in zwei allgemeine Kategorien unterstellt werden, nämlich separate und vereinigte Aufbauten. Bei einem typischen se­ paraten Rahmenaufbau sind ein Abschnitt des Wagenkörpers und ein Rahmenabschnitt separat und unabhängig voneinander. Wenn zusammengebaut, ist der Rahmenabschnitt elastisch auf den Fahrzeugrädern mit Hilfe des Aufhängesystems abgestützt und dient als Plattform, auf der der Körperabschnitt und andere Komponenten des Fahrzeuges montiert werden können. Separate Aufbauten dieses allgemeinen Typs finden sich meist in älteren Fahrzeugen, sind aber auch heute noch allgemein im Gebrauch für viele relativ große oder spezia­ lisierte, moderne Fahrzeuge, wie zum Beispiel große Cara­ vans, Sportfahrzeuge und Lastkraftwagen. Bei einem typi­ schen vereinigten Aufbau sind die strukturellen Komponenten des Körperabschnitts und des Rahmenabschnitts zu einer in­ tegralen Einheit zusammengefaßt, die elastisch mit Hilfe des Aufhängesystems auf den Fahrzeugrädern abgestützt ist. Ein solcher einheitlicher Aufbau dieses allgemeinen Typs findet man in vielen relativ kleinen, modernen Fahrzeugen, wie zum Beispiel Personenwagen und Mini-Caravans.

Bei beiden Typen dieser Aufbauten ist es bekannt, eine spezielle Struktur zum Abstützen des Motors des Fahrzeuges vorzusehen. Diese Motorabstützung oder Motorhalterung, die allgemeine als Motorgestell bezeichnet wird, ist häufig ausgeführt als ein allgemein U-förmiges Element mit einem Mittelabschnitt und einem Paar Schenkelabschnitten. An mehreren Stellen des Motorgestelles sind Montageteile für den Motor und den Körperabschnitt ausgebildet. Die Montage­ teile für den Motor sind vorgesehen, um die Verbindung des Motors mit dem Motorgestell zu erleichtern, währenddem die Montageabschnitte für den Körperteil vorgesehen sind, um die Verbindung des Motorgestelles mit dem Rahmenaufbau zu vereinfachen. Gewöhnlich werden Schrauben oder ähnliche Befestigungsmittel für die verschiedenen Verbindungen zwi­ schen Motor, Motorgestell und dem Rahmenaufbau verwendet. Das Motorgestell stützt somit den Motor auf dem Rahmenauf­ bau des Fahrzeuges im Gebrauch ab.

Beim Zusammenbau des Motorgestelles mit dem Rest des Rah­ menaufbaus wird gewöhnlich das Motorgestell so ausgerich­ tet, daß der Mittelabschnitt des U-förmigen Motorgestelles am vorderen Ende des Aufbaus liegt, und die Schenkelab­ schnitte sich von dort nach hinten erstrecken. Ein separa­ tes Querstück kann angrenzend an das hintere Ende des Mo­ torgestelles angebracht sein, das sich zwischen den beiden Schenkelabschnitten erstreckt, um eine gewünschte Quer- und Torsions-Steifigkeit zu schaffen. Es wurde gefunden, daß eine solche Struktur des Motorgestells eine maximale Stei­ figkeit und Festigkeit an seinem vorderen Ende bewirkt, wo der zentrale Abschnitt des U-förmigen Motorgestelles sich zwischen den beiden Schenkelabschnitten erstreckt. Obwohl diese Struktur sich als effektiv gezeigt hat, ist es er­ wünscht, sie für einen Fahrzeugrahmen zu verbessern, wobei die maximale Steifheit und Festigkeit an der Verbindungs­ stelle des U-förmigen Motorgestelles mit dem Rest des Fahr­ zeugrahmens vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft somit eine verbesserte Struktur für einen Fahrzeugrahmenaufbau, der ein allgemein U-förmiges Motorgestell enthält.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nach­ folgend an Hand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugrahmenaufbaus mit einem nach rückwärts gerichteten Motorgestell nach dem Stand der Tech­ nik,

Fig. 2 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugrahmenaufbaus nach der Erfindung mit ei­ nem nach vorwärts gerichteten Motorgestell, und

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Motorgestelles nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugrahmenaufbau 10 nach dem Stand der Technik. Dieser Rahmenaufbau 10 umfaßt ein allgemein U-förmiges Motorgestell 12, das am vorderen Ende des Rahmen­ aufbaus 10 liegt. Die Struktur des Motorgestelles 12 wird nachfolgend im Detail erläutert. Das hintere Ende des Rah­ menaufbaus 10 hat ein Paar längsverlaufender Träger 14, 16, die sich vom Motorgestell 12 aus rückwärts erstrecken. Eine Mehrzahl von Querträgern 18, 20 und 22 erstreckt sich quer zwischen Abständen des Motorgestelles 12 und den Seiten­ trägern 14 und 16. Die Seitenträger 14 und 16 verlaufen axial längs der Länge des Fahrzeugs und allgemein parallel zueinander. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich zwei der Querträger 20 und 22 allgemein quer und seit­ lich zwischen den beiden Längsträgern 14 und 16 parallel und im Abstand zueinander. Die Paar Längsträger 14 und 16 und die Querträger 20 und 22 bilden somit einen allgemein rechteckigen, leiterartigen Umfangsrahmen, der den hinteren Teil des Fahrzeugrahmenaufbaus 10 bildet. Die Längsträger 14 und 16 und die Querträger 18, 20 und 22 sind sämtliche konventionell und repräsentieren einen bekannten hinteren Abschnitt eines Fahrzeugrahmenaufbaus 10.

Das bekannte Motorgestell 12 hat ein Paar beabstandete Schenkelabschnitte 24, die miteinander durch einen querver­ laufenden Mittelabschnitt 26 verbunden sind. Wie Fig. 1 zeigt, ist es bekannt, die Schenkelabschnitte 24 und den Mittelabschnitt 26 als separate Komponenten zu formen, die miteinander verbunden werden, um das U-förmige Motorgestell 12 zu bilden. Neuerdings wurde es jedoch als zweckmäßig erkannt, die Schenkelabschnitte 24 und den Mittelabschnitt 26 aus einem einzigen rohrförmigen Element zu formen, bei­ spielsweise durch Hydro-Formung. In jedem Fall ist es je­ doch üblich, das Motorgestell 12 in der nach hinten gerich­ teten Weise auszurichten, wie Fig. 1 zeigt, wobei der Mittelabschnitt 26 des Motorgestells 12 vor und die Schen­ kelabschnitte 24 hinter diesem liegen. Die Schenkelab­ schnitte 24 des Motorgestelles 12 sind entsprechend mit den Längsschienen 14 und 16 durch konventionelle Mittel, zum Beispiel durch Schweißen, Schrauben, Nieten oder derglei­ chen, verbunden.

Das dargestellte Querstück 18 erstreckt sich quer zwischen den Schenkelabschnitten 24 des Motorgestells 12. Dieses Querstück 18 ist gewöhnlich am hinteren Ende des Motorge­ stelles 12 vorgesehen, angrenzend an den Verbindungspunkt zwischen dem Motorgestell 12 und den Längsschienen 14 und 16, um eine erwünschte Quer- und Torsions-Steifigkeit zu schaffen. Das Querstück 18 kann mit den Schenkelabschnitten 24 des Motorgestells 12 durch jede bekannte Methode, zum Beispiel durch Schweißen, Schrauben und dergleichen, ver­ bunden werden. Am Front-Ende des Motorgestells 12 sind ein Paar nach oben stehende Bolzen 29 vorgesehen. Die Bolzen 29 sind als separate rohrförmige Elemente ausgeführt, die zum Beispiel durch Schweißen am vorderen Ende des Motorgestells 12 angebracht sind. Die Bolzen 29 dienen dazu, die Befesti­ gung des Fahrzeugkörpers am Fahrzeugrahmen 10 zu erleich­ tern.

Fig. 2 zeigt einen Fahrzeugrahmenaufbau 10' nach der Er­ findung. Wie dargestellt, umfaßt der Rahmenaufbau 10' ein Motorgestell 12', das den vorderen Abschnitt des Fahrzeug­ rahmens 10' bildet. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Fahrzeug­ rahmen 10' ist das Motorgestell 12' als einheitliche Struk­ tur und aus einem einzigen rohrförmigen Element gebildet derart, daß der Mittelabschnitt 26' integral mit jedem der beiden Schenkelabschnitte 24' ausgebildet ist. Das Motorge­ stell 12' ist mit einem allgemein rechtwinkligen leiterför­ migen Umfangsrahmen verbunden, der ein Paar axial verlau­ fender Längsschienen 14' und 16' hat, die mit querverlau­ fenden Querträgern 20' und 22' verbunden sind, die sich zwischen ihnen erstrecken.

Das Motorgestell 12' ist nach vorne ausgerichtet, wie Fig. 2 zeigt, während der Mittelabschnitt 26' des Motorgestells 12' hinten angeordnet ist, und die Schenkelabschnitte 24' sich von dort nach vorne erstrecken. Die vorderen Enden der Längsträger 14' und 16' sind mit dem Basisteil 26' des Motorgestells 12' verbunden. Die Längsträger 14' und 16' können mit dem Motorgestell 12' in jeder bekannten Weise verbunden werden, zum Beispiel durch Schweißen, Schrauben, Nieten, Kleben und dergleichen. In der dargestellten Aus­ führungsform ist jeder der Längsträger 14' und 16' als allgemein C-förmiges offen-kanaliges Element ausgebildet, bei welchem die offenen Seiten der Träger 14' und 16' ein­ wärts aufeinanderzu gerichtet sind. Die Längsträger 14' und 16' können angepaßt werden, so daß sie um den Außenumfang des Basisteils 26' des Motorgestells 12' passen, um die Befestigung an diesem zu vereinfachen.

Bei dem dargestellten Fahrzeugrahmenaufbau 10' nach der Erfindung ist der integrale zentrale Abschnitt 26' des Motorgestelles 12' an der Verbindungsstelle zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende des Rahmenaufbaus 10' ange­ ordnet, welches der Ort der größten Beanspruchung im Be­ trieb des Fahrzeugs ist. Die Ausrichtung des Motorgestelles 12' nach vorn und seine einteilige Struktur schaffen somit eine höhere Quersteifigkeit und Torsions-Steifigkeit und eine höhere Zuverlässigkeit des Fahrzeugrahmenaufbaus 10'. Die Stabilität des Motorgestelles 12' wird weiter gestei­ gert durch ein Querelement 18', das sich zwischen den Schenkeln 24' nahe dem vorderen oder offenen Ende des Mo­ torgestelles 12' streckt. Wegen der höheren Steifigkeit und Zuverlässigkeit des dargestellten Motorgestelles 12' kann eine Anzahl von Fahrzeugkomponenten an ihm angebracht wer­ den.

In Fig. 3 ist eine mehr detaillierte Ansicht des Motorge­ stelles 12' dargestellt. Eine Anzahl von Montagelaschen oder Haltelaschen 30 und 32 kann an dem zentralen Abschnitt 26' sowohl an dessen Vorderseite und Rückseite entsprechend angebracht sein. Die Laschen 30 können dazu dienen, das nicht gezeigte Lenkgetriebe am Rahmen 10' zu befestigten. Die Laschen 32 können zur Befestigung des Motorgetriebes oder anderer Systeme (nicht gezeigt) am Fahrzeugrahmen benutzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform, die noch erläutert wird, sind die Laschen 30 und 32 integral mit dem Motorgestell 12' ausgebildet. Alternativ können die Laschen 30 und 32 als separate Teile ausgebildet und am zentralen Abschnitt 26' des Motorgestelles 10' befestigt werden mittels einer der oben genannten bekannten Methoden. Weiter können zusätzliche Laschen oder Bügel (nicht ge­ zeigt) an einem oder beiden Schenkelabschnitten 24' und dem zentralen Abschnitt 26' angebracht werden.

Wie weiter in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, können die nach vorne verlaufenden Schenkelabschnitte 24' des Motorge­ stelles 12' nach oben abgewinkelt sein, um zwei integrale Bolzen 29' zu bilden zur Erleichterung der Befestigung des vorderen Endes des Fahrzeugkörpers (nicht gezeigt) am Mo­ torgestell 12'. Ferner kann jeder Schenkel 24' des Motorge­ stelles 12' eine Verlängerung 34 aufweisen, die axial vor dem Querelement 18' liegt. Diese Verlängerungsabschnitte 34 können an ihren Enden abgeflacht sein, um die Befestigung anderer Fahrzeugkomponenten an ihnen zu erleichtern. Wie weiter dargestellt, erstreckt sich das Querelement 18' zwischen den Schenkel 24' derart, daß es angrenzend an die Bolzen 29' liegt. Das Querelement 18' kann axial vor den Bolzen 29' liegen, wie dargestellt, oder axial hinter den Bolzen 29'. Vorzugsweise sind die nach oben stehenden Bol­ zen 29' und/oder die Verlängerungsabschnitte 34 integral mit dem Motorgestell 12' ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Motorgestell 12' nach einem Hydro-Form-Verfahren hergestellt. Allgemein wird beim Hydro-Formen ein verformbares hohles Element in eine Form eingelegt und dann dieses Element auf die Größe und Gestalt der Form erweitert, indem ein Druckfluid in das Innere des hohlen Elements eingeführt wird. Das verformbare hohle Element ist gewöhnlich ein metallisches Vorratsmate­ rial, zum Beispiel rohrförmig, rechteckig oder Folienmate­ rial. Die beim Hydro-Formen verwendete Vorrichtung ist ähnlich dem konventionellen Formen und sie hat zwei oder mehr Formhälften, die zusammen einen Formhohlraum bilden, der die gewünschte Größe und Gestalt des fertigen Produktes hat. Der Formhohlraum einer Hydro-Form-Vorrichtung kann in jeder gewünschten Größe und Form gestaltet werden. Das Hydro-Form-Verfahren ist daher besonders vorteilhaft für die Herstellung komplexer Produkte. Mittels des Hydro-Form- Verfahrens kann das dargestellte Motorgestell 12' einteilig geformt werden mit der gewünschten U-Form und anderen Form- Gestaltungen, wie oben beschrieben, ohne daß Schweißtechni­ ken oder andere Verbindungstechniken erforderlich sind.

Bei der Herstellung des Motorgestelles 12' wird zuerst ein Stück eines rohrförmigen Materials (nicht gezeigt) vorge­ formt in eine allgemeine U-Form. Die bei diesem Vorform- Prozeß zunächst gebildeten Biegungen haben meist noch nicht die exakten Winkel und Formen des fertigen Produkts. Diese vorgeformten Biegungen ermöglichen es jedoch, daß das Werk­ stück allgemein in der Hydro-Form ausgerichtet wird, wenn das Werkstück in diese eingelegt wird. Wenn somit das vor­ geformte Werkstück in die Hydro-Form eingelegt wird, kann das Werkstück durch die Form physisch in die gewünschte Gestalt verformt werden, ehe der Hydro-Form-Prozeß beginnt. Sobald das Hydro-Formwerkzeug um das Werkstück geschlossen ist, werden an jedem Ende des vorgeformten Werkstückes End- Fittings angebracht und ein Druckfluid ins Innere des Werk­ stückes eingeführt. Das Hydro-Form-Werkzeug kann Ausnehmun­ gen und Vorsprünge aufweisen, um die Haltelaschen 30 und 32, die Bolzen 29' oder die Ansätze 34 der Schenkel 24' zu bilden. Die Form und Gestalt des auf diese Weise herge­ stellten Motorgestelles 12' ist bei jedem weiteren sukzes­ sive hergestellten Motorgestell dimensionell wiederholbar.

Claims (10)

1. Motorgestell zur Verwendung in einem Fahrzeug-Rahmen- Aufbau, gekennzeichnet durch einen zentralen Abschnitt und ein Paar Schenkelabschnitte, die vom zentralen Abschnitt ausgehen, und ein allgemein U-förmiges Ele­ ment bilden, ferner dadurch, daß die Schenkelabschnit­ te integral mit dem zentralen Abschnitt ausgebildet sind und das Motorgestell nach vorne gerichtet ist, wenn es in den Fahrzeugrahmen eingebaut ist derart, daß die Schenkelabschnitte sich von dem zentralen Abschnitt aus nach vorne erstrecken, und der zentrale Abschnitt einen hinteren Abschnitt des Motorgestelles bildet, und daß ein Querelement vorgesehen ist, das sich zwischen den Schenkelabschnitten in einem vor­ deren Bereich des Motorgestelles erstreckt.

2. Motorgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Abschnitt und die Schenkelabschnitte als ein einziges, rohrförmiges Element ausgebildet sind.

3. Motorgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkelabschnitt an seinem vorderen Ende einen aufwärts gerichteten Bolzen aufweist.

4. Motorgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen integral mit den Schenkelabschnitten ausgebildet sind.

5. Motorgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen allgemein angrenzend an das Querelement angeordnet sind.

6. Motorgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem vorderen Ende jedes Schenkelabschnittes ein Ansatz ausgebildet ist, und daß diese Ansätze vor dem Querelement liegen.

7. Motorgestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze integral mit den Schenkelabschnitten ausgebildet sind.

8. Motorgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querelement ein separates Element ist, das an und zwischen den Schenkelabschnitten befestigt ist.

9. Motorgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Mehrzahl von Montagelaschen aufweist, die integral mit dem zentralen Abschnitt ausgebildet sind.

10. Motorgestell für einen Fahrzeugrahmen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Motorgestell einen zentralen Ab­ schnitt und ein Paar von dem zentralen Abschnitt aus­ gehende Schenkel aufweist, daß die Schenkel integral mit dem zentralen Abschnitt ausgebildet sind, um ein einziges, U-förmiges, nach vorne offenes Element zu bilden, wenn es in den Fahrzeugrahmen eingebaut ist, derart, daß die Schenkel axial vor dem zentralen Ab­ schnitt liegen, und daß der zentrale Abschnitt einen hinteren Teil des Motorgestells bildet, und daß ein Querelement vorgesehen ist, daß sich zwischen den beiden Schenkeln in einem vorderen Bereich des Mo­ torgestelles erstreckt.