DE102006048946A1 - Hilfsrahmenanordnung - Google Patents
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- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
Abstract
Eine Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst zwei Längstraversen (2) mit jeweils zwei aufbauseitigen Anbindungsstellen (3, 4) und einer Quertraverse (1), die die Längstraversen (2) miteinander verbindet und mit diesen eine U-förmige Rahmenstruktur bildet. Die Quertraverse (1) weist einen vertikalen Stegabschnitt (1d) auf und erstreckt sich bis vor die Längstraversen (2). Ein Lenkgetriebe (10) ist an dem vertikalen Stegabschnitt (1d) befestigt. Die Hilfsrahmenanordnung vermeidet bei geringem Bauteilgewicht unerwünschte Eigenlenkbewegungen der Fahrzeugräder und bietet gleichzeitig eine hohe Crashsicherheit.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Längstraversen mit jeweils mindestens zwei aufbauseitigen Anbindungsstellen und eine Quertraverse, die die Längstraversen miteinander verbindet und mit diesen eine U-förmige Rahmenstruktur bildet, wobei die Quertraverse einen vertikalen Stegabschnitt aufweist.
- Eine derartige Rahmenstruktur wird in der
DE 197 03 504 A1 offenbart. Die Quertraverse weist hierbei ein in etwa L-förmiges Querschnittsprofil mit einem vertikalen Schenkel und einem horizontalen Schenkel auf und ist um ein aufbauseitig befestigtes Lenkgetriebe herumgeführt. Der horizontalen Schenkel verläuft hierbei vom unteren Ende des vertikalen Schenkels in Fahrtrichtung nach hinten. In derDE 197 03 504 A1 wird ferner ausgeführt, dass an dem vertikalen Schenkel ein elektrohydraulisches Pumpenaggregat, ein ABS/EDS-Gerät oder eine Standheizung in entsprechenden Vertiefungen aufgenommen werden können. - Weiterhin ist aus der
EP 0 816 139 B1 bekannt, ein Lenkgetriebe an einer Quertraverse eines Hilfsrahmens zu befestigen. Insbesondere wird in derEP 0 816 139 B1 vorgeschlagen, die Längstraversen und das Lenkgetriebe mit den gleichen Schrauben an der Quertraverse zu befestigen. - Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Hilfsrahmenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Bauteilgewicht unerwünschte Eigenlenkbewegungen der Fahrzeugräder vermeidet und gleichzeitig eine hohe Crashsicherheit bietet.
- Diese Aufgabe wird durch eine Hilfsrahmenanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sich der vertikale Stegabschnitt der Quertraverse bis vor die Längstraversen erstreckt und ein Lenkgetriebe an der Quertraverse befestigt ist.
- Über den vertikalen Stegabschnitt können crashbedingte Axialkräfte zielgerichtet in die Längstraversen eingeleitet werden, die dementsprechend so dimensioniert sind, dass diese bei einem bestimmten Axialkraftniveau kollabieren, den im normalen Fahrbetrieb auftretenden Kräften jedoch standhalten. Dabei dient der vertikale Stegabschnitt gleichzeitig als Barriere für davorliegende Komponenten und hindert diese im Crashfall am Vordringen in Richtung eines Fahrerfußraums.
- Da das Lenkgetriebe an der Quertraverse und vorzugsweise an deren vertikalen Stegabschnitt befestigt ist, wird ein querkraftbedingtes Eigenlenkverhalten aufgrund von Elastizitäten der Hilfsrahmenanordnung weitestgehend ausgeschlossen. Aufgrund der unmittelbaren Ankopplung des Lenkgetriebes an der Quertraverse verschieben sich unter Querkrafteinfluss die Anlenkpunkte der vorderen Lenkerlager sowie der Lenkspurstange parallel miteinander, so dass die Fahrzeugräder selbst bei großen Querverschiebungen der Hilfsrahmenanordnung nicht ausgelenkt werden.
- Der vertikale Stegabschnitt ermöglicht überdies einen kurzen Abstand zwischen den vorderen Lenkerlagern und den getriebeseitigen Gelenken der Lenkspurstangen, wodurch sich querkraftbedingte Verformungen der Längstraversen weniger stark auf das Eigenlenkverhalten auswirken.
- Überdies kann die Quertraverse fertigungstechnisch vorteilhaft aus einem Längsprofil aus Stahlblech oder Leichtmetallblech hergestellt werden.
- Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine Ansicht von oben auf eine Hilfsrahmensanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
2 eine weitere Ansicht von oben auf die Hilfsrahmensanordnung aus1 im Einbauzustand an einem Personenkraftfahrzeug, und in -
3 eine Seitenansicht der Hilfsrahmensanordnung im Einbauzustand. - Die in den Figuren dargestellte Hilfsrahmensanordnung umfasst eine Rahmenstruktur, die durch eine Quertraverse
1 sowie zwei Längstraversen2 gebildet wird. An den Längstraversen2 sind jeweils mindestens zwei aufbauseitige Anbindungsstellen3 und4 vorgesehen. Wie insbesondere2 entnommen werden kann, befinden sich die in Vorwärtsfahrtrichtung vornliegenden Anbindungsstellen3 an sich von den Längstraversen2 jeweils nach oben erstreckenden Konsolen5 , wohingegen die hintenliegenden Anbindungsstellen4 im wesentlichen in der Ebene der Rahmenstruktur angeordnet sind. - Die Quertraverse
1 setzt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei fest miteinander verbundenen, beispielsweise verschweißten Elementen zusammen, nämlich aus einem sich zwischen den Längstraversen2 erstreckenden Querträger1a , zwei Konsolen1b zur Aufnahme jeweils eines vorderen Lenkerlagers6 sowie aus einem Schutzblech1c , das an dem Querträger1a befestigt ist und sich von diesem nach hinten erstreckt. Es ist auch möglich, einzelne Elemente durch Nieten oder Schrauben miteinander zu verbinden oder einstückig miteinander auszubilden. Vorzugsweise sind die Elemente der Quertraverse1 aus Blech, insbesondere aus Stahl oder einer Leichtmetalllegierung hergestellt. Es ist auch möglich, die Quertraverse1 oder Elemente derselben aus Leichtmetallguss herzustellen. - Die Quertraverse
1 weist im Bereich des Querträgers1 ein nach oben offenes Querschnittsprofil auf, das in2 dargestellt ist. Dieses bildet einen vertikalen Stegabschnitt1d aus, von dessen unterem Ende sich ein im Wesentlichen horizontaler Stegabschnitt1e in Fahrtrichtung nach vorn erstreckt, so dass sich im Profil eine L-Form ergibt. Das freie Ende des horizontalen Stegabschnitts1e kann nach oben umgebogen sein und einen weiteren vertikalen Stegabschnitt1f bilden. Dieser kann, wie in2 gezeigt, eine deutlich geringere Höhe als der erste vertikale Stegabschnitt1d aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, beide annähernd gleich hoch auszubilden. Weiterhin kann der erste vertikale Stegabschnitt1d an seinem oberen Ende in Fahrtrichtung nach hinten gebogen sein, um so einen weiteren horizontalen Stegabschnitt1g zu bilden. - Das Schutzblech
1c , das vor allem zum Schutz vor Steinschlag dient, kann ist aus einem vergleichsweise dünnen Blech hergestellt und vorzugsweise von unten an dem horizontalen Stegabschnitt1e befestigt. Darüber hinaus erhöht das Schutzblech1c das Widerstandsmoment der Quertraverse1 um die Hochachse, um etwaige Elastizitäten durch an den vorderen Lenkerlager6 angreifende Querkräfte zu minimieren. - Die Konsolen
1b für die vorderen Lenkerlager6 befinden sich vor dem vertikalen Stegabschnitt1d und sind ebenfalls an dem horizontalen Stegabschnitt1e sowie dem weiteren vertikalen Stegabschnitt1f und gegebenenfalls auch an der Konsole5 der jeweiligen Längstraversen2 befestigt. - Die Längstraversen
2 stützen den vertikalen Stegabschnitt1d in Höhe der beiden vorderen Lenkerlager6 gegen die Kräfte in Fahrtrichtung nach hinten zur Karosserie7 hin ab. Dazu ist an den Längstraversen2 jeweils eine Stirnwand2a quer zur Fahrtrichtung vorgesehen, gegen die der vertikale Stegabschnitt1d anliegt. Das jeweils vordere Lenkerlager6 ist mittels einer Schraubverbindung8 gehalten, die von vorn durch die Konsole1b , den vertikalen Stegabschnitt1d und abschließend durch die Stirnwand2a geführt ist und diese miteinander verspannt. - Im weiteren Verlauf nach hinten sind die Längstraversen
2 mit einem offenen, vorzugsweise L- oder U-förmigen Querschnittsprofil ausgeführt, das im Crashfall ausknicken kann, jedoch den allgemeinen Kräften beim Fahren standhält. Durch eine stabile Ausbildung der hintenliegenden Anbindungsstellen4 zur Karosserie7 wird ein Abreißen der Längstraversen2 vor einem gezielten Ausknicken vermieden. Hierdurch kann ein Eindringen der hintenliegenden Anbindungsstellen4 in den Fußraum verhindert werden. - Darüber hinaus wirkt der vertikale Stegabschnitt
1d der Quertraverse1 im Crashfall wie eine Barriere gegen ein sich nach hinten verschiebendes Getriebedifferentialgehäuse und verhindert damit das Eindringen in die Spritzwand des Fahrzeugs. Zudem wird ein ESP-Gerät9 , das auf Höhe des vertikalen Stegabschnitts1d hinter demselben sowie hinter dem Schutzblech1c und neben einer Längstraverse2 angeordnet ist, im Crashfall unter den Fahrzeugboden und damit am Fußraum vorbei gedrückt. Auch das Schutzblech1c dringt aufgrund einer dünnen Ausgestaltung aus Blechmaterial nicht in den Fußraum ein. - An der vorderen Quertraverse
1 ist ein Lenkgetriebe10 befestigt. Bevorzugt wird dieses an der von der Vorwärtsfahrtrichtung abgewandten Rückseite des vertikalen Stegabschnitts1d befestigt, insbesondere angeschraubt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine Befestigungsschraube13 durch die Konsole1b sowie den vertikalen Stegabschnitt1d . Dabei kann zwischen der Konsole1b und dem vertikalen Stegabschnitt1d eine Hülse14 eingegliedert sein, die sich mit ihren Stirnseiten an der Konsole1b und dem vertikalen Stegabschnitt1d abstützt und eine Durchgangsöffnung für die Befestigungsschraube13 aufweist. - Wie in den Figuren gezeigt, kann das Lenkgetriebe
10 senkrecht angeordnet werden, so dass dessen Eingangswelle11 im Wesentlichen in Vertikalrichtung verläuft. Das Lenkgetriebe10 ist hierbei nach unten durch das Schutzblech1c geschützt. - Die Anordnung des Lenkgetriebes
10 an dem Stegabschnitt1d gestattet es überdies, die getriebeseitigen Lenkspurstangengelenke12 möglichst nahe zu den vorderen Lenkerlagers6 anzuordnen, wodurch ein aus den Elastizitäten der Längstraversen2 resultierendes Eigenlenkverhalten gering gehalten werden kann. - Bei der Einwirkung von Querkräften, die primär an den vorderen Lenkerlagern
6 wirksam werden, kommt es aufgrund der Anordnung des Lenkgetriebes10 an der Quertraverse1 , an der sich auch die Konsolen1b für die vorderen Lenkerlager6 befinden, zu einer Parallelverschiebung der Hilfsrahmensanordnung und damit der vorderen Lenkerlager6 sowie der Lenkspurstangengelenke12 . Die Quertraverse1 und die beiden Längstraversen2 bilden gewissermaßen ein Parallelogramm, das unter Querkrafteinfluss in seinen Anbindungsstellen3 und4 am Fahrzeugaufbau verschoben wird, wobei die hinteren Anbindungsstellen4 steifer ausgeführt sind als die vorderen Anbindungsstellen3 . Das Schutzblech1c ist an seinen Seiten1h zu den Längstraversen2 hin verjüngt, um die elastische Ausweichmöglichkeit der Hilfsrahmensanordnung zur Seite nicht zu blockieren. - Da sich folglich die vorderen Lenkerlager
6 sowie die Lenkspurstangengelenke12 seitlich um denselben Betrag verschieben, wird unter Querkrafteinfluss ein Eigenlenken der Räder vermieden. Selbst bei sehr großen Querverschiebungen lenken die Räder nicht aus der gewünschten Fahrtrichtung heraus. Sie verschieben sich lediglich parallel, was jedoch keine Auswirkung auf die Fahrtrichtung hat. -
- 1
- Quertraverse
- 1a
- Querträger
- 1b
- Konsole an der Quertraverse
- 1c
- Schutzblech
- 1d
- vertikaler Stegabschnitt
- 1e
- horizontaler Stegabschnitt
- 1f
- weiterer vertikaler Stegabschnitt
- 1g
- weiterer horizontaler Stegabschnitt
- 1h
- verjüngte Seite des Schutzblechs
- 2
- Längstraverse
- 2a
- Stirnwand
- 3
- vordere Anbindungsstelle
- 4
- hintere Anbindungsstelle
- 5
- Konsole an der Längstraverse
- 6
- vorderes Lenkerlager
- 7
- Fahrzeugaufbau
- 8
- Schraubverbindung
- 9
- ESP-Gerät
- 10
- Lenkgetriebe
- 11
- Eingangswelle
- 12
- Lenkspurstangengelenke
- 13
- Befestigungsschraube
- 14
- Hülse
Claims (12)
- Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Längstraversen (
2 ) mit jeweils zwei aufbauseitigen Anbindungsstellen (3 ,4 ) und eine Quertraverse (1 ), die die Längstraversen (2 ) miteinander verbindet und mit diesen eine U-förmige Rahmenstruktur bildet, wobei die Quertraverse (1 ) einen vertikalen Stegabschnitt (1d ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vertikale Stegabschnitt (1d ) der Quertraverse (1 ) bis vor die Längstraversen (2 ) erstreckt. - Hilfsrahmensanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenkgetriebe (
10 ) an dem vertikalen Stegabschnitt (1d ) der Quertraverse (1 ) befestigt ist. - Hilfsrahmensanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (
10 ) senkrecht angeordnet ist, wobei dessen Eingangswelle (11 ) im Wesentlichen in Vertikalrichtung verläuft. - Hilfsrahmenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längstraversen (
2 ) jeweils eine quer zur Vorwärtsfahrtrichtung verlaufende Stirnwand (2a ) aufweisen, an der der vertikalen Stegabschnitt (1d ) abgestützt ist. - Hilfsrahmensanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Vorwärtsfahrtrichtung vornliegenden Lenkerlager (
6 ) jeweils vor der jeweiligen Stirnwand (2a ) der Längstraversen (2 ) angeordnet und mittels eines Befestigungselements an diesen gehalten sind. - Hilfsrahmensanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Vorwärtsfahrtrichtung vornliegende Lenkerlager (
6 ) an der Quertraverse (1 ) oder jeweils einer mit der Quertraverse (1 ) starr verbundenen Konsole (1b ) angeordnet ist. - Hilfsrahmensanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quertraverse (
1 ) ein nach oben offenes Querschnittsprofil aufweist. - Hilfsrahmensanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Stegabschnitt (
1d ), an dem das Lenkgetriebe (10 ) abgestützt ist, durch einen in Vorwärtsfahrtrichtung hintenliegenden Schenkel der Quertraverse (1 ) gebildet wird. - Hilfsrahmensanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Quertraverse (
1 ) ein sich unter dem Lenkgetriebe (10 ) nach hinten erstreckendes Schutzblech (1c ) befestigt ist. - Hilfsrahmensanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längstraversen (
2 ) derart dimensioniert sind, dass diese bei einer crashbedingten Axialkrafteinwirkung vor ihren in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegenden aufbauseitigen Anbindungsstellen (4 ) kollabieren. - Hilfsrahmensanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Stegabschnitt (
1d ) in Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung hinter einem Abschnitt eines Getriebes angeordnet ist. - Hilfsrahmensanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein ESP-Aggregat (
9 ) in Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Lenkgetriebe (10 ) und hinter dem Schutzblech (1c ) neben einer Längstraverse (2 ) angeordnet ist.
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DE200610048946 DE102006048946A1 (de) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Hilfsrahmenanordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE200610048946 Withdrawn DE102006048946A1 (de) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Hilfsrahmenanordnung |
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