DE102008006006B4 - Subframe - Google Patents

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DE102008006006B4 DE102008006006.2A DE102008006006A DE102008006006B4 DE 102008006006 B4 DE102008006006 B4 DE 102008006006B4 DE 102008006006 A DE102008006006 A DE 102008006006A DE 102008006006 B4 DE102008006006 B4 DE 102008006006B4
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    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
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Abstract

Als Achsträger ausgebildeter Hilfsrahmen (2) eines Kraftfahrzeuges, mit seitlichen und in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Längsträgern (4, 4') sowie einem plattenartigen Aussteifungselement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das plattenartige Aussteifungselement (3) von unten auf den Hilfsrahmen (2) aufgesetzt ist, diesen allseitig zumindest teilweise überragt und mittels einer gemeinsamen Schraube (9), welche das Aussteifungselement (3) am Hilfsrahmen (2) festlegt und gleichzeitig den Hilfsrahmen (2) an der Fahrzeugkarosserie (1) befestigt, sowohl direkt als auch indirekt über den Hilfsrahmen (2) mit der Fahrzeugkarosserie (1) verbunden ist.Subframe (2) of a motor vehicle designed as an axle support, with side beams (4, 4') arranged in the longitudinal direction of the vehicle and a plate-like stiffening element (3), characterized in that the plate-like stiffening element (3) is placed onto the auxiliary frame (2) from below is, at least partially projecting beyond it on all sides and by means of a common screw (9), which fixes the stiffening element (3) to the subframe (2) and at the same time fastens the subframe (2) to the vehicle body (1), both directly and indirectly via the Subframe (2) is connected to the vehicle body (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen als Achsträger ausgebildeten Hilfsrahmen eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einem derartigen Hilfsrahmen ausgestattetes Kraftfahrzeug.The present invention relates to a subframe of a motor vehicle designed as an axle support according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a motor vehicle equipped with such a subframe.

Aus der EP 0 941 912 B1 ist ein gattungsgemäßer Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem zwischen zwei Längsträgern ein flächiges Versteifungselement vorgesehen ist. Dieses Versteifungselement soll als Schubfeld wirken und eine Kraft, welche in einen der beiden Längsträger des Hilfsrahmens - beispielsweise bei einem Unfall - eingeleitet wird, auf den gegenüberliegenden Längsträger übertragen. Das zwischen den beiden Längsträgern des Hilfsrahmens angeordnete Versteifungselement soll insbesondere bei einem Seitenaufprall eine typische Verschiebung der beiden Längsträger des Hilfsrahmens gegeneinander (Parallelogrammverformung) verhindern. Das Versteifungselement ist dabei sowohl über an den Längsträgern angeordneten Konsolen als auch über aufgebogene Ränder am Hilfsrahmen festgelegt und dadurch entsprechend aufwändig konzipiert.From the EP 0 941 912 B1 a generic auxiliary frame for a motor vehicle is known, in which a flat stiffening element is provided between two side members. This stiffening element is intended to act as a shear field and transfer a force, which is introduced into one of the two longitudinal members of the subframe - for example in an accident - to the opposite longitudinal member. The stiffening element arranged between the two longitudinal members of the subframe is intended to prevent a typical displacement of the two longitudinal members of the subframe relative to one another (parallelogram deformation), particularly in the event of a side impact. The stiffening element is fixed both via consoles arranged on the longitudinal beams and via bent edges on the subframe and is therefore designed in a correspondingly complex manner.

Aus der EP 0 760 327 B1 ist ein Fahrzeugaufbau bekannt, bei welchem ein Versteifungselement in Form einer sogenannten Trägerplatte an separaten Streben befestigt ist, die ihrerseits mit den üblichen Längsträgern des Fahrzeugaufbaus verbunden sind. Die bekannte Unterbodenanordnung befindet sich dabei im Heckbereich eines insbesondere als Cabriolet ausgebildeten Kraftfahrzeuges und soll die Torsionssteifigkeit des Fahrzeugaufbaus erhöhen.From the EP 0 760 327 B1 A vehicle body is known in which a stiffening element in the form of a so-called support plate is attached to separate struts, which in turn are connected to the usual longitudinal beams of the vehicle body. The known underbody arrangement is located in the rear area of a motor vehicle, in particular designed as a convertible, and is intended to increase the torsional rigidity of the vehicle body.

Aus der DE 10 2006 013 554 A1 ist ein als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge bekannt, auf dem ein Antriebsaggregat abgestützt ist und der seitliche Hilfsrahmen-Längsträger aufweist, zwischen denen ein flächiges Versteifungselement vorgesehen ist, das die Steifigkeit des Hilfsrahmens erhöht und zugleich das Antriebsaggregat fahrzeugbodenseitig abschirmt. Dabei ist das Versteifungselement zumindest zweiteilig aus einem Gerüstteil und einem Abschirmteil gebildet, das vom Gerüstteil getragen ist.From the DE 10 2006 013 554 A1 a subframe designed as a subframe for motor vehicles is known, on which a drive unit is supported and which has side subframe longitudinal members, between which a flat stiffening element is provided, which increases the rigidity of the subframe and at the same time shields the drive unit on the vehicle floor side. The stiffening element is formed at least in two parts from a framework part and a shielding part, which is supported by the framework part.

Aus der DE 100 58 113 A1 ist ein Hilfsrahmenmodul für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend eine vordere Quertraverse und eine hintere Quertraverse, die über zwei Längstraversen zu einem geschlossenen Hilfsrahmen verbunden sind, welcher derart ausgebildet ist, um von unten an einer Fahrzeugkarosserie befestigt zu werden und um im befestigten Zustand einen Motorraum zu umgeben, wobei die vordere Quertraverse an ihren Enden jeweils einen in Richtung einer Längstraverse umgebogenen Schenkel aufweist und die Schenkel von den Längstraversen fortgesetzt werden, und wobei der Hilfsrahmen je Seite des Fahrzeugs mindestens vier Befestigungsstellen zur lösbaren Befestigung an der Fahrzeugkarosserie aufweist.From the DE 100 58 113 A1 a subframe module for a motor vehicle is known, comprising a front crossbar and a rear crossbar, which are connected via two longitudinal crossbars to form a closed subframe, which is designed to be attached to a vehicle body from below and to close an engine compartment in the attached state surrounded, the front crossbar having at its ends a leg bent in the direction of a longitudinal crossbar and the legs being continued by the longitudinal crossbars, and wherein the subframe has at least four fastening points on each side of the vehicle for releasable attachment to the vehicle body.

Schließlich ist aus der DE 42 44 217 A1 eine selbsttragende Fahrzeugkarosserie bekannt, welche am Unterboden eine Vorrichtung zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit aufweist. Um dabei neben einer wesentlichen Erhöhung der Torsionssteifigkeit gleichzeitig die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs positiv beeinflussen zu können und gleichzeitig auch eine Nachrüstlösung für vorhandene Kraftfahrzeuge zu schaffen, ist die Vorrichtung durch eine tragende, schubsteife Bodenplatte gebildet, welche einerseits mit einem Endbereich der seitlichen Längsträger der Fahrgastzelle und andererseits über ein Schlitzelement mit einem Fahrzeugendbereich starr verbunden ist.Finally it's out of the DE 42 44 217 A1 a self-supporting vehicle body is known, which has a device on the underbody to increase the torsional rigidity. In order to be able to positively influence the aerodynamic properties of the motor vehicle in addition to a significant increase in torsional rigidity and at the same time to create a retrofit solution for existing motor vehicles, the device is formed by a load-bearing, shear-resistant base plate, which on the one hand is connected to an end region of the side longitudinal beams of the passenger cell and on the other hand is rigidly connected to a vehicle end area via a slot element.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Hilfsrahmen der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche einerseits die Torsionssteifigkeit eines mit dem Hilfsrahmen ausgestatteten Kraftfahrzeugs erhöht und andererseits eine Montage des Hilfsrahmens vereinfacht.The present invention deals with the problem of providing an improved embodiment for a subframe of the generic type, which on the one hand increases the torsional rigidity of a motor vehicle equipped with the subframe and on the other hand simplifies assembly of the subframe.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit sämtlichen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention with all the features of independent claims 1 and 10. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Hilfsrahmen vorzusehen, an den von unten ein plattenartiges Versteifungselement zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit angeschraubt wird. Der Hilfsrahmen kann dabei insbesondere als Achsträger eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein und weist üblicherweise zwei seitliche, sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger auf. Das plattenartig ausgebildete Aussteifungselement ist dabei so von unten auf den Hilfsrahmen aufgesetzt, dass es diesen allseitig zumindest teilweise überragt. Über lösbare Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben, ist das Aussteifungselement sowohl direkt mit der Fahrzeugkarosserie als auch indirekt über den Hilfsrahmen mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, das heißt an dieser festgelegt. Bei dem erfindungsgemäßen Hilfsrahmen ist somit das Aussteifungselement nicht aufwändig zwischen den beiden Längsträgern des Hilfsrahmens angeordnet, wie dies beispielsweise aus der EP 0 941 912 B1 bekannt ist, sondern es wird in einfacher Weise von unten auf den Hilfsrahmen aufgesetzt und anschließend mit diesem bzw. direkt mit der Fahrzeugkarosserie verschraubt. Da insbesondere bei einem als Achsträger ausgebildeten Hilfsrahmen oberhalb desselben oftmals Aggregate angeordnet sind, welche turnusmäßig gewartet werden müssen, ist es durch das erfindungsgemäß von unten am Hilfsrahmen befestigte Aussteifungselement einfach durch Abschrauben desselben möglich, einen direkten Zugang zu den zu wartenden Aggregaten zu schaffen. Gleichzeitig kann durch das plattenartige Aussteifungselement ein sogenanntes Schubfeld erzeugt werden, welches die Torsionssteifigkeit des Kraftfahrzeuges, insbesondere, wenn dies als Cabriolet ausgebildet ist, deutlich erhöht. Neben diesen Vorteilen kann das Aussteifungselement auch als Unterfahr- bzw. Steinschlagschutz für darüber liegende Aggregat, beispielsweise ein Getriebe oder einen Tank, dienen sowie eine aerodynamisch günstig wirkende Unterbodenverkleidung bilden, mit welcher sich der Luftwiderstand und dadurch der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges reduzieren lassen. Das erfindungsgemäße Aussteifungselement erfüllt somit mehrere Funktionen gleichzeitig.The invention is based on the general idea of providing an auxiliary frame to which a plate-like stiffening element is screwed from below to increase the torsional rigidity. The subframe can in particular be designed as an axle support of a motor vehicle and usually has two lateral longitudinal supports that extend essentially in the longitudinal direction of the vehicle. The plate-like stiffening element is placed on the subframe from below in such a way that it at least partially projects beyond it on all sides. The stiffening element is connected, i.e. fixed to the vehicle body, both directly to the vehicle body and indirectly via the subframe to the vehicle body via releasable fastening elements, for example screws. In the auxiliary frame according to the invention, the stiffening element is therefore not arranged in a complex manner between the two longitudinal members of the auxiliary frame, as can be seen, for example, in FIG EP 0 941 912 B1 is known, but it is simply placed on the subframe from below and then screwed to it or directly to the vehicle body. Since it is designed as an axle carrier, in particular If the auxiliary frame often has units arranged above it, which need to be serviced regularly, it is possible to create direct access to the units to be serviced by simply unscrewing the stiffening element, which is attached to the auxiliary frame from below according to the invention. At the same time, a so-called shear field can be generated by the plate-like stiffening element, which significantly increases the torsional rigidity of the motor vehicle, especially if it is designed as a convertible. In addition to these advantages, the stiffening element can also serve as underbody protection or stone chip protection for the unit above it, for example a gearbox or a tank, and can also form an aerodynamically favorable underbody paneling, with which the air resistance and thus the fuel consumption of the motor vehicle can be reduced. The stiffening element according to the invention thus fulfills several functions at the same time.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Aussteifungselement aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, ausgebildet. Ein derartiger Faser-Kunststoff-Verbund besteht üblicherweise aus Verstärkungsfasern sowie der die Verstärkungsfasern umgebenden Kunststoffmatrix. Die Fasern sind dabei durch Adhäsiv- oder Kohäsivkräfte an die Matrix gebunden und geben dem Faser-Kunststoff-Verbund - je nach Orientierung und Ausrichtung der Fasern - eine richtungsabhängige Festigkeit bzw. Elastizität. Dabei können insbesondere gerichtete Fasern, beispielsweise Fasermatten oder ungerichtete Fasern als sogenanntes Faserstreu zu Einsatz kommen, wobei insbesondere letzteres eine nahezu homogene Steigerung der Festigkeits- bzw. Elastizitätseigenschaften des Kunststoffs erzeugt. Vom großem Vorteil ist dabei, dass derartige Faser-Kunststoff-Verbünde hohe Festigkeitseigenschaften bei gleichzeitig geringem Gewicht aufweisen, was sie insbesondere für den Sportwagenbau interessant macht.In an advantageous development of the solution according to the invention, the stiffening element is made of plastic, in particular of fiber-reinforced plastic. Such a fiber-plastic composite usually consists of reinforcing fibers and the plastic matrix surrounding the reinforcing fibers. The fibers are bound to the matrix by adhesive or cohesive forces and give the fiber-plastic composite - depending on the orientation and alignment of the fibers - a direction-dependent strength or elasticity. In particular, directed fibers, for example fiber mats or non-directional fibers, can be used as so-called fiber litter, the latter in particular producing an almost homogeneous increase in the strength or elasticity properties of the plastic. The great advantage is that such fiber-plastic composites have high strength properties while being low in weight, which makes them particularly interesting for sports car construction.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist das aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildete Aussteifungselement Kohle- und/oder Glasfasern auf. Kohlefaser sind industriell hergestellte Fasern aus kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien, welche durch Pyrolyse in graphitartig angeordneten Kohlenstoff umgewandelt werden. Kohlefasern besitzen eine extrem hohe Zugfestigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht und ermöglichen so die Herstellung von Hochleistungswerkstoffen, welche mittels derartige Kohlefasern bewehrt sind. Auch Glasfasern sind hochfest bei gleichzeitig geringem Gewicht und eignen sich dadurch ebenfalls für die Herstellung faserverstärkter Kunststoffe, wobei Glasfasern darüber hinaus deutlich kostengünstiger herzustellen sind als Kohlefasern.In an advantageous development of the solution according to the invention, the stiffening element made of fiber-reinforced plastic has carbon and/or glass fibers. Carbon fibers are industrially produced fibers made from carbon-containing raw materials, which are converted into graphite-like carbon by pyrolysis. Carbon fibers have an extremely high tensile strength combined with low weight and thus enable the production of high-performance materials that are reinforced using such carbon fibers. Glass fibers are also high-strength and low-weight and are therefore also suitable for the production of fiber-reinforced plastics, although glass fibers are also significantly cheaper to produce than carbon fibers.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Hilfsrahmen direkt mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Dies erlaubt eine Montage bzw. eine Demontage des Aussteifungselementes am Hilfsrahmen und an der Fahrzeugkarosserie, ohne dass hierzu der Hilfsrahmen von der Fahrzeugkarosserie entfernt werden müsste. Insbesondere bei Wartungsarbeiten, bei welchen es lediglich erforderlich ist, dass ein durch das Aussteifungselement verdeckter Zugang zu über dem Aussteifungselement angeordneten Aggregaten freigelegt wird, bietet diese Ausführungsform besondere Vorteile, da das Aussteifungselement unabhängig vom Hilfsrahmen von der Fahrzeugkarosserie und vom Hilfsrahmen entfernt werden kann. Je nach Befestigungsanordnung kann dabei das Aussteifungselement direkt an der Fahrzeugkarosserie und indirekt über den Hilfsrahmen an der Fahrzeugkarosserie festgelegt werden, so dass insbesondere bei der letzten Ausführungsform denkbar ist, dass eine gemeinsame Schraube, welche das Aussteifungselement am Hilfsrahmen festlegt, gleichzeitig den Hilfsrahmen an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Durch diese Form der Befestigungsanordnung lassen sich insbesondere die Teilevielfalt und damit auch die Lager- und Logistikkosten senken.In an advantageous development of the solution according to the invention, the subframe is connected directly to the vehicle body. This allows the stiffening element to be mounted or dismantled on the subframe and on the vehicle body without the subframe having to be removed from the vehicle body. This embodiment offers particular advantages, particularly for maintenance work in which it is only necessary that access to units arranged above the stiffening element, which is hidden by the stiffening element, is exposed, since the stiffening element can be removed from the vehicle body and from the subframe independently of the subframe. Depending on the fastening arrangement, the stiffening element can be fixed directly to the vehicle body and indirectly via the subframe to the vehicle body, so that, particularly in the last embodiment, it is conceivable that a common screw, which fixes the stiffening element to the subframe, simultaneously fixes the subframe to the vehicle body attached. This form of fastening arrangement makes it possible to reduce the variety of parts in particular and thus also the storage and logistics costs.

Weitere wichtige Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to the same or similar or functionally the same components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch

  • 1 eine Ansicht von unten auf einen Teil eines im Übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeuges mit einem Aussteifungselement, welches an einem erfindungsgemäßen Hilfsrahmen mit separat ausgeführten Versteifungsstreben angeordnet ist,
  • 2 ein Verschraubungskonzept eines Hilfsrahmens und eines Aussteifungselementes an einer Fahrzeugkarosserie mit separat ausgebildeten Versteifungsstreben,
  • 3a, b eine detaillierte Ansicht zu 2,
  • 4 eine Ansicht auf einen Teil eines Kraftfahrzeuges von unten mit einem erfindungsgemäßen Hilfsrahmen und einem Aussteifungselement mit integrierten Versteifungsstreben,
  • 5 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei einem Aussteifungselement mit integrierten Versteifungsstreben,
  • 6a, b eine Darstellung wie in 3a und b, jedoch für ein Aussteifungselement mit integrierten Versteifungsstreben.
Show each schematically
  • 1 a view from below of a part of a motor vehicle (not shown) with a stiffening element which is arranged on a subframe according to the invention with separately designed stiffening struts,
  • 2 a screwing concept for a subframe and a stiffening element a vehicle body with separately designed stiffening struts,
  • 3a, b a detailed view 2 ,
  • 4 a view of a part of a motor vehicle from below with a subframe according to the invention and a stiffening element with integrated stiffening struts,
  • 5 a representation like in 2 , but with a stiffening element with integrated stiffening struts,
  • 6a, b a representation like in 3a and b, but for a stiffening element with integrated stiffening struts.

Entsprechend 1 weist eine Fahrzeugkarosserie 1 eines im Übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeugs einen Hilfsrahmen 2 auf (vgl. 2), welcher gemäß 1 von einem von unten auf den Hilfsrahmen 2 aufgesetzten Aussteifungselement 3 verdeckt ist. Das Aussteifungselement 3 ist vorzugsweise plattenartig ausgebildet und bildet hierdurch ein schubsteifes Feld. Insbesondere kann der Hilfsrahmen 2 als Achsträger ausgebildet sein und im Bereich einer Vorder- bzw. Hinterachse eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein.Accordingly 1 a vehicle body 1 of a motor vehicle, which is otherwise not shown, has a subframe 2 (cf. 2 ), which according to 1 is covered by a stiffening element 3 placed on the subframe 2 from below. The stiffening element 3 is preferably designed like a plate and thereby forms a shear-resistant field. In particular, the subframe 2 can be designed as an axle support and can be arranged in the area of a front or rear axle of a motor vehicle.

Wie in den 2 und 5 dargestellt ist, weist der Hilfsrahmen 2 zwei seitliche und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger 4 und 4' auf, welche über einen Querträger 5 miteinander verbunden sind. Das plattenartige Aussteifungselement 3 überragt den Hilfsrahmen 2 allseitig, so dass von unten gesehen der Hilfsrahmen 2 vollständig durch das Aussteifungselement 3 verdeckt ist. Randseitig kann am Aussteifungselement 3 ein zumindest teilweise umlaufender und verstärkter, insbesondere aufgebogener Rand 6 angeordnet sein, welcher das Aussteifungselement 3 zusätzlich versteift. Eine weitere Möglichkeit der Versteifung ist durch entsprechend angeordnete Rippen bzw. Sicken 12 gegeben, die aufgrund ihrer Ausbildung bzw. Anordnung zusätzlich zur Versteifung des Aussteifungselementes 3 beitragen.Like in the 2 and 5 is shown, the subframe 2 has two lateral longitudinal beams 4 and 4 'that extend essentially in the longitudinal direction of the vehicle and which are connected to one another via a cross member 5. The plate-like stiffening element 3 projects beyond the auxiliary frame 2 on all sides, so that when viewed from below, the auxiliary frame 2 is completely covered by the stiffening element 3. On the edge side, an at least partially circumferential and reinforced, in particular bent edge 6 can be arranged on the stiffening element 3, which additionally stiffens the stiffening element 3. Another possibility of stiffening is provided by appropriately arranged ribs or beads 12, which additionally contribute to the stiffening of the stiffening element 3 due to their design or arrangement.

Befestigt wird das Aussteifungselement 3 über lösbare Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben 9, welche sowohl direkt als auch indirekt über den Hilfsrahmen 2 an der Fahrzeugkarosserie 1 festgelegt sind. Denkbar ist somit, dass die Befestigungsschrauben 9 für das Aussteifungselement 3 dieses durchgreifen und direkt in die Fahrzeugkarosserie 1 eingeschraubt werden oder in den Hilfsrahmen 2. Ebenfalls denkbar ist, dass eine das Aussteifungselement 3 befestigende Schraube 9 das Aussteifungselement 3 ebenso wie den Hilfsrahmen 2 durchgreift und in die Fahrzeugkarosserie 1 eingeschraubt ist, so dass diese Schraube 9 sowohl das Aussteifungselement 3 als auch den Hilfsrahmen 2 an der Fahrzeugkarosserie 1 festlegt.The stiffening element 3 is attached via releasable fastening elements, for example screws 9, which are fixed to the vehicle body 1 both directly and indirectly via the subframe 2. It is therefore conceivable that the fastening screws 9 for the stiffening element 3 pass through it and are screwed directly into the vehicle body 1 or into the subframe 2. It is also conceivable that a screw 9 fastening the stiffening element 3 passes through the stiffening element 3 as well as the subframe 2 and is screwed into the vehicle body 1, so that this screw 9 fixes both the stiffening element 3 and the subframe 2 on the vehicle body 1.

Das Aussteifungselement 3 kann beispielsweise aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium ausgebildet sein, oder aber aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff. Beide Ausführungsformen gewährleisten dabei ein geringes Gewicht des Aussteifungselementes 3, was insbesondere im Sportwagenbau von großem Vorteil ist. Bei der Variante mit faserverstärktem Kunststoff können insbesondere Glasfasern oder Kohlenfasern zum Einsatz gelangen, welche dem Aussteifungselement 3 eine hohe Steifigkeit bei ebenfalls gleichzeitig geringem Gewicht verleihen. Im Unterschied zu herkömmlichen, trägerartigen Aussteifungselementen, besticht das erfindungsgemäße Aussteifungselement 3 durch seine geringe Bauhöhe, wodurch es möglich ist, eine Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeuges zur Verbesserung des Schwerpunkts tiefer anzuordnen, als dies bei träger- oder rohrförmigen Aussteifungselementen der Fall wäre.The stiffening element 3 can be made, for example, of light metal, in particular aluminum, or of plastic, in particular fiber-reinforced plastic. Both embodiments ensure a low weight of the stiffening element 3, which is particularly advantageous in sports car construction. In the variant with fiber-reinforced plastic, glass fibers or carbon fibers can be used in particular, which give the stiffening element 3 a high level of rigidity while also being low in weight. In contrast to conventional, beam-like stiffening elements, the stiffening element 3 according to the invention impresses with its low overall height, which makes it possible to arrange a drive device of the motor vehicle lower to improve the center of gravity than would be the case with beam-shaped or tubular stiffening elements.

Betrachtet man die 3a und 3b, so fällt auf, dass in einem in Fahrtrichtung gesehen hinteren Bereich des Aussteifungselementes 3 zwei schräg zu den Längsträgern 4 und 4' angeordnete Versteifungsstreben 7 und 7' vorgesehen sind, welche gemäß den 3a und 3b als separate, vorzugsweise aus Stahl ausgebildete Versteifungsstreben 7 und 7' ausgebildet und auf dem Aussteifungselement 3 montiert sind. Die Versteifungsstreben 7 und 7' verlaufen dabei V-förmig und können in einem hinteren Bereich entweder über einen Kopplungsquerträger 8 oder direkt mit ihren, den Längsträgern 4 und 4' abgewandten Strebenenden miteinander verbunden sein. Mit ihren, dem jeweiligen Längsträger 4 und 4' zugewandten Strebenende sind die beiden Versteifungsstreben 7 und 7' mit dem zugehörigen Längsträger 4 und 4' des Hilfsrahmens 2 verbunden, wodurch sich eine zusätzliche Aussteifung des aus Hilfsrahmen 2, Aussteifungselement 3 und Versteifungsstreben 7, 7' bestehende Komplexes ergibt.If you look at them 3a and 3b , it is noticeable that in a rear area of the stiffening element 3, viewed in the direction of travel, two stiffening struts 7 and 7' are provided, which are arranged obliquely to the longitudinal beams 4 and 4 ', which according to 3a and 3b as separate stiffening struts 7 and 7 ', preferably made of steel, and mounted on the stiffening element 3. The stiffening struts 7 and 7 'run in a V-shape and can be connected to one another in a rear area either via a coupling cross member 8 or directly with their strut ends facing away from the longitudinal beams 4 and 4'. With their strut ends facing the respective longitudinal beams 4 and 4 ', the two stiffening struts 7 and 7' are connected to the associated longitudinal beams 4 and 4' of the subframe 2, which results in additional stiffening of the subframe 2, stiffening element 3 and stiffening struts 7, 7 ' existing complex results.

Im Folgenden soll die Anbindung des Aussteifungselementes 3 an die Fahrzeugkarosserie 1 näher erläutert werden.The connection of the stiffening element 3 to the vehicle body 1 will be explained in more detail below.

Betrachtet man 3a, so ist der Hilfsrahmen 2 in den Befestigungspunkten A mit einer Schraube 9 direkt an der Fahrzeugkarosserie 1 festlegt, wobei die Schraube 9 das Aussteifungselement 3 ohne dieses am Hilfsrahmen 2 oder an der Fahrzeugkarosserie 1 zu befestigen durchdringt. In den Befestigungspunkten B durchdringt die Schraube 9 ebenfalls das Aussteifungselement 3 und den Hilfsrahmen 2, legt jedoch beide an der Fahrzeugkarosserie 1 fest. Die Aussparung für die Schraube 9 im Aussteifungselement 3 ist dabei zusätzlich von einem Entkopplungselement 10 eingefasst, welches insbesondere eine Schwingungsentkopplung zwischen dem Aussteifungselement 3 und dem Hilfsrahmen 2 bewirken soll. Gemäß 3b wird ersichtlich, dass die Schraube 9 im Befestigungspunkt C das Aussteifungselement 3 direkt an der Fahrzeugkarosserie 1 festlegt, während sie im Befestigungspunkt D das Aussteifungselement 3 direkt am Hilfsrahmen 2 festlegt. In den Befestigungspunkten E wird das Aussteifungselement 3 über die Versteifungsstrebe 7, 7' am Hilfsrahmen 2 festgelegt, während eine Befestigung des Aussteifungselementes 3 in den Befestigungspunkten F über die Versteifungsstreben 7, 7' direkt der Fahrzeugkarosserie 1 erfolgt.If you look at 3a , the subframe 2 is fixed in the fastening points A with a screw 9 directly to the vehicle body 1, the screw 9 penetrating the stiffening element 3 without attaching it to the subframe 2 or to the vehicle body 1. In the attachment points B, the screw 9 also penetrates the stiffening element 3 and the subframe 2, but fixes both to the vehicle body 1. The recess for the screw 9 in the stiffening element 3 is also of a decoupling element 10, which in particular is intended to effect vibration decoupling between the stiffening element 3 and the subframe 2. According to 3b It can be seen that the screw 9 fixes the stiffening element 3 directly to the vehicle body 1 in the fastening point C, while it fixes the stiffening element 3 directly to the subframe 2 in the fastening point D. In the fastening points E, the stiffening element 3 is fixed to the subframe 2 via the stiffening strut 7, 7 ', while the stiffening element 3 is fastened in the fastening points F via the stiffening struts 7, 7' directly to the vehicle body 1.

Um das gemäß den 3a und 3b dargestellte Befestigungskonzept anschaulich verdeutlichen zu können, sind die entsprechenden Befestigungspunkte A bis F ebenfalls in der 2 eingezeichnet.To do this according to the 3a and 3b In order to clearly illustrate the fastening concept shown, the corresponding fastening points A to F are also in the 2 drawn.

Wie generell den 1 bis 6 zu entnehmen ist, weist das Aussteifungselement 3 mehrere aerodynamisch geformte Lufteinlässe 11 auf, welche insbesondere als sogenannte NACA-Lufteinlässe 11 ausgebildet sind. Hierdurch soll insbesondere eine gezielte Kühlluftführung für oberhalb des Aussteifungselementes 3 angeordnete und kühlbedürftige Aggregate erreicht werden.Like in general 1 until 6 As can be seen, the stiffening element 3 has a plurality of aerodynamically shaped air inlets 11, which are designed in particular as so-called NACA air inlets 11. This is intended, in particular, to achieve a targeted cooling air flow for units that are arranged above the stiffening element 3 and require cooling.

Entsprechend den 4 bis 6 sind wiederum Aussteifungselemente 3 gezeigt, welche im Wesentlichen denjenigen entsprechen, die gemäß den 1 bis 3 dargestellt sind. Unterschiedlich ist jedoch, dass das bei den in den 4 bis 6 dargestellten Aussteifungselementen 3 die zwei schräg zu den Längsträgern 4 und 4' angeordnete Versteifungsstreben 7 und 7' einen integralen Bestandteil des Aussteifungselementen 3 bilden. Hierdurch entfällt ein Montieren von separat ausgebildeten Versteifungsstreben 7 und 7', wodurch der Montageaufwand nochmals reduziert werden kann.According to the 4 until 6 Stiffening elements 3 are again shown, which essentially correspond to those according to 1 until 3 are shown. What is different, however, is that in the 4 until 6 illustrated stiffening elements 3, the two stiffening struts 7 and 7' arranged obliquely to the longitudinal beams 4 and 4 'form an integral part of the stiffening elements 3. This eliminates the need to install separately designed stiffening struts 7 and 7', which means that the assembly effort can be further reduced.

Unterschiedlich zwischen den 6b und 3b ist, dass die gemäß 6b in das Aussteifungselement 3 integrierten Versteifungsstreben 7, 7' nun nicht mehr separat befestigt werden müssen, sondern als integraler Bestandteil des Aussteifungselementes 3 zusammen mit diesem am Hilfsrahmen 2 bzw. an der Fahrzeugkarosserie 1 befestigt werden. Demgemäß unterscheidet sich die Befestigungsanordnung in den Befestigungspunkten E' gemäß der 6 dadurch, dass die aus der Versteifungsstrebe 7 und Aussteifungselement 3 bestehende Einheit direkt am Hilfsrahmen 2 mittels der Schraube 9 festgelegt ist. Gleiches gilt für die Befestigungspunkte F' gemäß der 6b, bei welchen die als Einheit ausgebildete Versteifungsstrebe 7 und das Aussteifungselement 3 zusammen an der Fahrzeugkarosserie 1 festgelegt sind. Ist die Versteifungsstrebe 7, 7' integraler Bestandteil des Aussteifungselementes 3, so ist letzteres in diesem Bereich entsprechend dicker ausgebildet, um die zusätzlichen Aussteifungsaufgaben erfüllen zu können.Different between the 6b and 3b is that according to 6b Stiffening struts 7, 7 'integrated into the stiffening element 3 no longer have to be fastened separately, but rather are fastened as an integral part of the stiffening element 3 together with it on the subframe 2 or on the vehicle body 1. Accordingly, the attachment arrangement differs in the attachment points E 'according to 6 in that the unit consisting of the stiffening strut 7 and stiffening element 3 is fixed directly to the subframe 2 by means of the screw 9. The same applies to the attachment points F 'according to 6b , in which the stiffening strut 7 designed as a unit and the stiffening element 3 are fixed together on the vehicle body 1. If the stiffening strut 7, 7 'is an integral part of the stiffening element 3, the latter is made correspondingly thicker in this area in order to be able to fulfill the additional stiffening tasks.

Zur Verdeutlichung der gemäß den 6a und 6b dargestellten Befestigungspunkte A, B, C, D, E' und F' sind diese zusätzlich noch mal in 5 eingezeichnet.To clarify the following 6a and 6b Attachment points A, B, C, D, E' and F' shown are also included 5 drawn.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Aussteifungselementes 3 besteht in dessen Anordnung von unten am Hilfsrahmen 2, so dass zu einer Wartung von oberhalb des Aussteifungselementes 3 gelegenen Aggregaten lediglich dieses entfernt werden muss und nicht zusätzlich noch der Hilfsrahmen 2. Gleichzeitig bietet das erfindungsgemäße Aussteifungselement 3 einen wirksamen Unterfahr- bzw. Steinschlagschutz für die darüber angeordneten Aggregate und verbessert zudem die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeuges. Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Aussteifungselementen bzw. Hilfsrahmen leistet das erfindungsgemäße Aussteifungselement 3 jedoch keinen oder nur einen geringen Beitrag zur Verhinderung einer Parallelogrammverschiebung der beiden Längsträger 4 und 4', da das erfindungsgemäße Aussteifungselement 3 nicht zwischen den beiden Längsträgern 4 und 4' angeordnet ist, sondern lediglich von unten auf diese aufgesetzt wird.The main advantage of the stiffening element 3 according to the invention is its arrangement from below on the auxiliary frame 2, so that for maintenance of units located above the stiffening element 3, only this has to be removed and not the auxiliary frame 2. At the same time, the stiffening element 3 according to the invention offers an effective Underrun or stone chip protection for the units arranged above and also improves the aerodynamic properties of the motor vehicle. In contrast to stiffening elements or auxiliary frames known from the prior art, the stiffening element 3 according to the invention makes no or only a small contribution to preventing a parallelogram displacement of the two longitudinal beams 4 and 4 ', since the stiffening element 3 according to the invention is not between the two longitudinal beams 4 and 4 ' is arranged, but is simply placed on it from below.

Claims (10)

Als Achsträger ausgebildeter Hilfsrahmen (2) eines Kraftfahrzeuges, mit seitlichen und in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Längsträgern (4, 4') sowie einem plattenartigen Aussteifungselement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das plattenartige Aussteifungselement (3) von unten auf den Hilfsrahmen (2) aufgesetzt ist, diesen allseitig zumindest teilweise überragt und mittels einer gemeinsamen Schraube (9), welche das Aussteifungselement (3) am Hilfsrahmen (2) festlegt und gleichzeitig den Hilfsrahmen (2) an der Fahrzeugkarosserie (1) befestigt, sowohl direkt als auch indirekt über den Hilfsrahmen (2) mit der Fahrzeugkarosserie (1) verbunden ist.Subframe (2) of a motor vehicle designed as an axle support, with side beams (4, 4') arranged in the longitudinal direction of the vehicle and a plate-like stiffening element (3), characterized in that the plate-like stiffening element (3) is placed on the subframe (2) from below is, at least partially projecting beyond it on all sides and by means of a common screw (9), which fixes the stiffening element (3) to the subframe (2) and at the same time fastens the subframe (2) to the vehicle body (1), both directly and indirectly via the Subframe (2) is connected to the vehicle body (1). Hilfsrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (3) aus Aluminium ausgebildet ist.subframe Claim 1 , characterized in that the stiffening element (3) is made of aluminum. Hilfsrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (3) aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist.subframe Claim 1 , characterized in that the stiffening element (3) is made of fiber-reinforced plastic. Hilfsrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildete Aussteifungselement (3) Kohle- und/oder Glasfasern aufweist.subframe Claim 3 , characterized in that the stiffening element (3) made of fiber-reinforced plastic has carbon and/or glass fibers. Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem in Fahrtrichtung gesehen hinteren Bereich des Aussteifungselements (3) zwei schräg zu den Längsträgern (4, 4') angeordnete Versteifungsstreben (7, 7') vorgesehen sind, welche auf das Aussteifungselement (3) montiert oder integraler Bestandteil desselben sind.Subframe according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that in a rear area of the stiffening element (3) seen in the direction of travel, two stiffening struts (7, 7') arranged obliquely to the longitudinal beams (4, 4 ') are provided, which are mounted on the stiffening element (3) or are an integral part are the same. Hilfsrahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Versteifungsstreben (7, 7') mit einem Strebenende mit dem zugehörigen Längsträger (4,4') des Hilfsrahmens (2) verbunden ist, und/oder dass die beiden Versteifungsstreben (7, 7') an ihren dem jeweiligen Längsträger (4, 4') abgewandten Ende direkt oder indirekt über einen Kopplungsquerträger (8) verbunden sind.subframe Claim 5 , characterized in that at least one of the two stiffening struts (7, 7 ') is connected with one strut end to the associated longitudinal member (4, 4') of the subframe (2), and / or that the two stiffening struts (7, 7') are connected directly or indirectly via a coupling cross member (8) at their end facing away from the respective longitudinal member (4, 4 '). Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (3) zumindest einen aerodynamisch geformten NACA-Lufteinlass (11) aufweist.Subframe according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the stiffening element (3) has at least one aerodynamically shaped NACA air inlet (11). Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (3) aussteifende Rippen und/oder Sicken (12) aufweist.Subframe according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the stiffening element (3) has stiffening ribs and/or beads (12). Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen (2) zusätzlich direkt mit der Fahrzeugkarosserie (1) verbunden ist.Subframe according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the subframe (2) is also directly connected to the vehicle body (1). Kraftfahrzeug mit einem Hilfsrahmen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle with a subframe (2) according to one of the Claims 1 until 9 .
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