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Die
Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge
gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs
1.
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Hilfsrahmen
an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen
einschlägig bekannt. Sie weisen überwiegend einer
weitestgehend geschlossenflächige Struktur (
DE 10 2006 010 135 A1 ),
eine U-förmige Struktur (
EP 1 106 478 A2 ) oder eine geschlossene Rahmenstruktur
(
DE 199 22 800 A1 )
auf und dienen dazu, eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten, wie Radaufhängungen,
ein Lenkgetriebe, ein Aggregat u. a. vorzumontieren und diese vormontierten
Fahrzeugkomponenten samt Hilfsrahmen dann vermittels mechanischer
Befestigungselemente mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden.
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Besagte
Hilfsrahmen können einstückig nach einem an sich
bekannten Gießverfahren oder mehrteilig hergestellt sein.
Um der allgemein gewünschten Leichtbauweise von Kraftfahrzeugen
gerecht zu werden, ist man bestrebt, Leichtmetalle, wie beispielsweise
Aluminium, in Anwendung zu bringen. In der Praxis ist gelegentlich
festzustellen, dass im Falle eines Frontal- bzw. Offsetcrashes der
Hilfsrahmen kollabiert und infolge der zusätzlichen Belastung desselben
durch das Antriebsaggregat und etwaige Nebenaggregate gegen das
Bodenblech gedrückt wird und erhebliche nachteilige Fußraum-/Bodendeformationen
bewirkt. Um diesem Umstand zu begegnen, besteht sicherlich die Möglichkeit,
eine belastungsgerechte Materialzuweisung während der Ausbildung
des Gusses vorzusehen, welches sich jedoch nachteilig auf das Gewicht
des Kraftfahrzeugs auswirkt.
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Gemäß internem
Stand der Technik der Anmelderin ist es ferner bekannt, an einem
sogenannten Vollhilfsrahmen respektive einem Hilfsrahmen mit geschlossener
Rahmenstruktur aus Aluminiumguss ein Verstärkungselement
aus Stahlblech zu befestigen, welches gleichzeitig zur Halterung
einer Abgasanlage des Kraftfahrzeugs dient. Diese Maßnahme kombiniert
eine Versteifung des Hilfsrahmens im besonders beanspruchten hinteren
Bereich desselben nahe der Fahrgastzelle mit einer Halterungsmöglichkeit,
vorliegend für die Abgasanlage, erfordert jedoch erhöhten
Bauraum und führt zu einer Erhöhung des Gesamtgewichtes
des Kraftfahrzeugs. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung
an.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen weiter verbesserten Hilfsrahmen für
Kraftfahrzeuge zu schaffen, der zum einen einfach und kostengünstig herstellbar
ist und zum anderen in weiten Grenzen eine belastungsgerechte Ausbildung
sowie Materialzuweisung gestattet.
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Gelöst
wird die gestellte Aufgabe durch einen Hilfsrahmen für
Kraftfahrzeuge zur Aufnahme und/oder Abstützung eines oder
mehrerer Fahrzeugkomponenten im Vorderwagen des Kraftfahrzeugs, mit
einer in Fahrtrichtung gesehen vorderen und einer hinteren Quertraverse,
welche voneinander beabstandet vermittels dieselben untereinander
verbindender Längstraversen einen geschlossenen Rahmen
ausbilden, wobei die hintere Quertraverse, einen Ausschnitt aufweisend,
geteilt ausgebildet und in Kombination mit der vorderen Quertraverse
und den Längstraversen einstückig aus Leichtmetallguss
gebildet ist, und wobei der besagte Ausschnitt von einem Verbindungselement
aus Stahlblech eingenommen ist, welches beidenends mit der hinteren
Quertraverse fest verbunden ist.
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Durch
diese Maßnahme ist bei Beibehaltung einer hohen Crashstabilität,
insbesondere im hochbelasteten hinteren Bereich des Hilfsrahmens
zum einen vorteilhaft eine Gewichtsersparnis durch Wegfall der herkömmlich
favorisierten Doppelstruktur aus Hilfsrahmen und Verstärkungsblech
und zum anderen eine Platzersparnis im Bereich des Vorderwagens
nahe der Fahrgastzelle zu verzeichnen.
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Die
Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder
Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach
kann das Verbindungselement vorteilhaft als U-Profil ausgebildet
sein. Weiter vorteilhaft kann das Verbindungselement die Festigkeit
und Steifigkeit desselben mitbestimmende Ausnehmungen, Sicken, Abstellungen
und/oder dgl. mehr aufweisen. Schließlich kann das Verbindungselement durch
eine Halterung für ein Anbauteil, beispielsweise für
eine Abgasanlage gebildet sein.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines herkömmlichen
Hilfsrahmens mit Verstärkungselement in einer Ansicht von
hinten nach vorn (Stand der Technik),
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Hilfsrahmens mit Verstärkungselement in einer Ansicht von
hinten nach vorn; und
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3 der
Hilfsrahmen nach 2 in einer Ansicht von vorn nach
hinten.
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Die 1 zeigt
einen herkömmlichen Hilfsrahmen 1 im nicht näher
dargestellten Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs zur Aufnahme und/oder
Abstützung eines oder mehrerer Fahrzeugkomponenten, wie
Radlenker, Lenkgetriebe und dgl. mehr.
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Besagter
Hilfsrahmen 1 setzt sich einstückig aus einer
in Fahrtrichtung 2 gesehen vorderen und einer zu derselben
beabstandet angeordneten hinteren Quertraverse 3, 4 sowie
zumindest zwei dieselben untereinander verbindenden Längstraversen 5, 6, 7 zusammen,
wodurch ein geschlossener Rahmen ausgebildet ist. Ferner sind diverse
Aufnahmen 8 zur Anbindung besagter Fahrzeugkomponenten
gezeigt.
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Der
Hilfsrahmen 1 ist einstückig nach einem an sich
bekannten Gießverfahren hergestellt und besteht aus einem
Leichtmetall, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Wie
bereits einleitend ausgeführt, ist in der Praxis gelegentlich
festzustellen, dass im Falle eines Frontal- bzw. Offsetcrashes der
Hilfsrahmen 1 kollabiert und infolge der zusätzlichen
Belastung desselben durch das Antriebsaggregat und etwaige Nebenaggregate
gegen das Bodenblech gedrückt wird und erhebliche nachteilige
Fußraum-/Bodendeformationen in der Fahrgastzelle bewirkt.
Um diesem Umstand zu begegnen, besteht zum einen die Möglichkeit,
eine belastungsgerechte Materialzuweisung während der Ausbildung
des Gusses vorzusehen, welches sich jedoch nachteilig auf das Gewicht
des Kraftfahrzeugs auswirkt. Zum anderen kann gemäß 1 ein
zusätzliches Verstärkungselement 9 vorgesehen
werden, welches wie vorliegend an die hintere Quertraverse 4 angesetzt
sowie an derselben befestigt ist und in diesem hochbelasteten Bereich
des Hilfsrahmens 1 einen erhöhten Crashwiderstand
bewirkt. Durch eine derartige Doppelstruktur ist jedoch zum einen
ein erhöhtes Gewicht und zum anderen erhöhter
Bauraumbedarf zu verzeichnen.
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Der
erfindungsgemäß ausgebildete Hilfsrahmen 1' gemäß den 2 und 3 unterscheidet sich
nunmehr zum vorstehend beschriebenen Hilfsrahmen 1 nach
dem Stand der Technik im Wesentlichen dadurch, dass die hintere
Quertraverse 4, einen Ausschnitt 10 aufweisend,
geteilt ausgebildet ist.
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Der
besagte Ausschnitt 10, der auch als Aussparung oder Ausnehmung
bezeichnet werden könnte, ist seinerseits von einem Verbindungselement 11 aus
Stahlblech eingenommen, welches beidenends mit der hinteren Quertraverse 4 kraftschlüssig
vermittels nicht näher dargestellter mechanischer Befestigungselemente,
formschlüssig, beispielsweise beidenends in die Struktur
des Hilfsrahmens 1' eingegossen, und/oder stoffschlüssig,
beispielsweise durch Klebung, fest verbunden ist, wodurch im Hinblick
auf den Stand der Technik aufgrund der an sich bekannten unbestritten
vorteilhaften Materialeigenschaften von Stahl eine ausreichende
Energieaufnahme bei Missbrauchslastfällen, insbesondere
während eines Frontalcrashes, mit einem geringeren Gewicht
und einem verminderten Bauraumbedarf kombiniert ist.
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Vorliegend
ist das Verbindungselement 11 als langgestrecktes U-Profil
ausgebildet und verfügt in Bereichen geringer Belastungen über
Ausnehmungen 12, die ihrerseits vorteilhaft eine weitere
Verringerung des Gewichts bewirken.
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Denkbar
ist es auch und demgemäß durch die Erfindung mit
erfasst, das Verbindungselement 11 mit die Festigkeit und
Steifigkeit desselben erhöhenden Sicken, Abstellungen und/oder
dgl. mehr auszubilden (nicht näher dargestellt).
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Besonders
vorteilhaft eignet sich ein derartiges Verbindungselement 11 als
Halterung für ein hier nicht näher dargestelltes
Anbauteil, wie beispielsweise eine Abgasanlage, da hierdurch separate
respektive zusätzliche Befestigungselemente vermeidbar sind.
Das Verbindungselement 11 fungiert somit sowohl als Verstärkungs-
als auch als Halterungselement, wodurch eine einfache und kostengünstige Montage
des Anbauteils bzw. der Abgasanlage, gestattet ist.
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- 1,
1'
- Hilfsrahmen
- 2
- Fahrtrichtung
- 3
- vordere
Quertraverse
- 4
- hintere
Quertraverse
- 5
- Längstraverse
- 6
- Längstraverse
- 7
- Längstraverse
- 8
- Aufnahmen
- 9
- Verstärkungselement
- 10
- Ausschnitt
- 11
- Verbindungselement
- 12
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006010135
A1 [0002]
- - EP 1106478 A2 [0002]
- - DE 19922800 A1 [0002]