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Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Hilfsrahmen für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt. Üblicherweise werden diese Hilfsrahmen mit zwei Karosserielängsträgern verbunden und umfassen einen Grundkörper. Der Grundkörper kann Längsträger und Querträger aufweisen, welche einen Rahmen ausbilden. Dieser Rahmen kann rechteckig oder dreieckig oder trapezförmig ausgeführt werden. Zudem können weitere Träger innerhalb des Rahmens verlaufen und beispielsweise Eckpunkte des Rahmens miteinander verbinden. Zudem können die einzelnen Träger über ein geeignetes Verbindungsverfahren miteinander verbunden werden. Der Hilfsrahmen kann zur Aufnahme und/oder Befestigung von Baugruppen, wie beispielsweise Crashelemente und/oder Fahrwerkskomponenten und/oder Antriebskomponenten eingesetzt werden.
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Zudem sind Multifunktionshalterungen und korrespondierende Haltevorrichtungen für Multifunktionshalterungen bekannt. Die Haltevorrichtungen sind üblicherweise an einem Karosserielängsträger oder Karosseriequerträger angeordnet und verbinden die Multifunktionshalterungen mit der Fahrzeugkarosserie. Die Multifunktionshaltungen werden üblicherweise zur Aufnahme und/oder Befestigung von Komponenten einer Klimaanlage und/oder eines Kühlsystems, wie beispielsweise von mindestens einem Wärmetauscher und/oder einer Lüftereinheit verwendet. Zudem können die Multifunktionshalterungen auch für Komponenten einer Lichtanlage, wie beispielsweise von Scheinwerfer verwendet werden.
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Aus der
DE 10 2006 041 101 A1 ist eine Multifunktionshaltung für einen im Frontbereich eines Fahrzeugs angeordneten Kühler bekannt. Der Kühler ist zur Kühlung eines Antriebsaggregats des Fahrzeugs ausgebildet. Der Kühler ist zumindest an einer ersten Trägeranordnung befestigt, welche zumindest an einer Längsträgerebene der Fahrzeugkarosserie befestig ist. Die Haltevorrichtung ermöglicht eine steifere Anbindung des Kühlers im Fahrzeug. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kühler seitlich versetzt zu einer Längsachse des Fahrzeugs vor einem an dieser Seite angeordneten Vorderrad des Fahrzeugs angeordnet.
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Aus der
DE 10 2005 038 182 A1 ist ein als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen für ein Fahrzeug mit zwei einander seitlich gegenüberliegenden Längsträgern bekannt, zwischen welchen ein Versteifungselement angeordnet ist. Das Versteifungselement ist als vierarmiges Strebenkreuz ausgebildet. Das Strebenkreuz weist in Fahrtrichtung betrachtet vordere Strebenenden auf, welche an gegenüberliegenden Seiten an vorderen Anbindungspunkten des jeweils zugeordneten seitlichen Längsträgers angebunden sind. Die in Fahrtrichtung betrachtet hinteren Strebenenden sind an hinteren Anbindungspunkten des jeweils zugeordneten Längsträgers angebunden.
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Aus der
DE 198 09 209 A1 ist ein Fahrgestell eines Frontlenkerlastkraftwagens mit einem kippbaren Fahrerhaus bekannt. Das Fahrgestell umfasst einen Rahmen, dessen Längsträger über mehrere Querträger miteinander verbunden sind.
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Aus der
DE 10 2011 102 116 A1 ist eine Crashstruktur zur Anbindung an einen Vorderhilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Vorderhilfsrahmen ist u-förmig ausgebildet, wobei an dessen Schenkel endseitig jeweils eine Crashstruktur fixiert ist. Die Crashstrukturen weisen in Fahrtrichtung jeweils eine im Wesentlichen S-förmige Längskontur auf und sind an ihren Endbereichen über einen überstehenden Querträger miteinander verbunden.
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Aus der
DE 198 10 123 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Hilfsrahmen bekannt, dessen Längsträger zur Aufnahme des Fahrwerks und des Antriebsaggregats durch ein wannenförmiges Versteifungselement miteinander verbunden sind. Der Hilfsrahmen umfasst einen rechten und linken Längsträger, die in etwa parallel zur Fahrtrichtung verlaufen und an ihren vorderen Endbereichen durch einen Querträger miteinander verbunden sind, dessen Endbereiche in Fahrzeugquerrichtung über die Längsträger überstehen. Der Querträger weist an beiden Endbereichen Anbindungspunkte auf, an welchen der Hilfsrahmen mit der Karosserie verbunden ist. Zudem weist der Querträger am linken Endbereich einen Lagerpunkt für ein Antriebsaggregat auf.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hilfsrahmen für ein Fahrzeug zu schaffen, welcher einen Grundkörper aufweist, welcher bei einem Unfall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner wirkende Kräfte und/oder Energien abbaut und/oder weiterleitet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Hilfsrahmens für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Hilfsrahmen für ein Fahrzeug zu schaffen, welcher einen Grundkörper aufweist, welcher bei einem Unfall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner wirkende Kräfte und/oder Energien abbaut und/oder weiterleitet, weist ein in Bezug auf die Fahrtrichtung vorderer Bereich des Grundkörpers in Fahrzeugquerrichtung beidseitig eine Verbreiterung auf. Die Verbreiterungen sind als erste Haltevorrichtungen eine Multifunktionshalterung ausgeführt, welche jeweils ein vorderes Radhaus zumindest teilweise überdecken.
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Unter einem Unfall mit geringer Überdeckung wird im Folgenden ein Unfall verstanden, bei welchem eine Interaktion einer Crashstruktur, welche Karosserielängsträger bzw. eine Schwellerstruktur umfasst, nahezu ausgeschlossen ist. Bei einem solchen Small-Overlap-Lastfall können die auftretenden Kräfte und/oder Energien an der Crashstruktur vorbei, beispielsweise in einen Fußraum des Fahrzeugs geleitet werden. Zudem können auftretende Kräfte auf eine Radaufhängung übertragen werden. In vorteilhafter Weise überdecken die Verbreiterungen des Grundkörpers das jeweilige Radhaus, wobei bei einem Aufprall wirkende Kräfte und/oder Energien über die Verbreiterung auf den Grundköper des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens übertragen werden können. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Übertragung der wirkenden Kräfte auf die Radaufhängung zumindest teilweise unterbunden werden. Da die Verbreiterung in Fahrtrichtung vor einem im Radhaus angeordnetem Rad angeordnet ist und wirkende Energien und/oder Kräfte abbaut und/oder weiterleitet, kann ein Eindringen des Rads in eine Fahrgastzelle nahezu sicher unterbunden werden. Da der Grundkörper mit Karosseriestrukturelementen, wie beispielsweise Karosserielängsträgern und/oder Karosseriequerträgern verbunden ist, kann der Grundkörper die wirkenden Kräfte und/oder Energien auf diese Karosseriestrukturelemente übertagen. Die Haltevorrichtung für den Multifunktionshalter kann in vorteilhafter stabil und/oder steif ausgeführt werden, wobei die Haltevorrichtung einerseits in der Unfallsituation wirkende Kräfte und/oder Energien weiterleiten kann, und andererseits im Normalbetrieb Vibrationen oder andere Störgeräusche der Multifunktionshalterung durch eine steife Anbindung der Multifunktionshalterung an den Grundkörper unterbinden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens können die Verbreiterungen jeweils an einem seitlichen Endbereich eines Querträgers des Grundköpers angeordnet werden bzw. den Querträger seitlich verlängern. In vorteilhafter Weise kann der Querträger so angeordnet werden, dass er Längsträger und/oder diagonal verlaufende Trägern des Grundkörpers stirnseitig zumindest teilweise überdeckt.
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In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens können die Verbreiterungen jeweils seitlich an einem Längsträger des Grundkörpers angeordnet werden. Bei dieser Ausführungsform kann der Grundkörper keinen oder einen nach hinten versetzten Querträger aufweisen, welchen der Längsträger stirnseitig überdeckt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens kann die Multifunktionshalterung mindestens ein Aggregat mit dem Grundkörper verbinden. Das Aggregat kann als Bauteil und/oder Baugruppe einer Klimaanlage und/oder eines Fahrzeugkühlsystems, wie beispielsweise als Wärmetauscher in Form eines Kühlers und/oder Kondensators und/oder Verdampfers und/oder als Drosselventil und/oder Kompressor und/oder Lüftereinheit ausgeführt werden. In vorteilhafter Weise können diese Aggregate aufgrund ihrer Masse und/oder Materialeigenschaften einen Energieabbau und/oder einen Kraftabbau und/oder eine Energieweiterleitung und/oder eine Kraftweiterleitung des Grundkörpers unterstützen. In vorteilhafter Weise können vorhandene Bauteile und/oder Aggregate im Fahrzeug so angepasst werden, dass diese systemintegrativ bei einem Small-Overlap-Lastfall Energie und/oder Kraft abbauen und/oder weiterleiten können. Zudem kann die Multifunktionshalterung eine Lichtquelle, wie beispielsweise einen Scheinwerfer und/oder einen Nebelscheinwerfer aufnehmen bzw. haltern.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens kann der Grundköper mindestens eine zweite Haltevorrichtung für ein Antriebsaggregat aufweisen. In vorteilhafter Weise kann das mit dem Grundkörper verbundene Antriebsaggregat zum Energieabbau und/oder Kraftabbau genutzt werden. Hierbei kann insbesondere die Masse des Antriebsaggregats zu einem frühen Zeitpunkt genutzt werden, um das Crashverhalten des Fahrzeugs positiv zu beeinflussen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens kann der Grundköper mindestens ein Verstärkungselement aufweisen. Das Verstärkungselement kann beispielsweise als Stahlelement und/oder Aluminiumelement und/oder Faserverbundwerkstoffelement ausgeführt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Frontbereichs eines Fahrzeugs von unten mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hilfsrahmens für ein Fahrzeug.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, weist eine Fahrzeugkarosserie 10 im Frontbereich mindestens zwei in Fahrtrichtung x verlaufende Karosserielängsträger 12 auf. Die Karosserielängsträger 12 sind mit einem nicht dargestellten Stoßfänger verbunden, welcher im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y verläuft. Hierbei sind Radhäuser 14 benachbart zu den Karosserielängsträgern 12 angeordnet. In den beiden Radhäusern 14 ist jeweils ein Rad 16 angeordnet. Mit den beiden Karosserielängsträgern 12 ist ein Hilfsrahmen 20 verbunden. Der Hilfsrahmen 20 weist einen Grundkörper 22 auf, welcher einen in Bezug auf die Fahrtrichtung x vorderen Bereich 24 umfasst. Der Hilfsrahmen 20 wird zur Aufnahme und/oder Befestigung von Baugruppen, wie beispielsweise Crashelemente und/oder Fahrwerkskomponenten 28 und/oder Antriebskomponenten eingesetzt.
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Erfindungsgemäß weist der in Bezug auf die Fahrtrichtung x vordere Bereich 24 des Grundkörpers 22 in Fahrzeugquerrichtung y beidseitig eine Verbreiterung 30 auf. Hierbei sind die Verbreiterungen 30 als erste Haltevorrichtungen 32 einer Multifunktionshalterung 26 ausgeführt, welche jeweils ein vorderes Radhaus 14 zumindest teilweise überdecken.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, sind die Verbreiterungen vor den in den Radhäusern angeordneten Rädern 16 angeordnet. Bei einem Unfall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner werden wirkende Energien und/oder Kräfte zunächst auf die Verbreiterung 30 und erst zu einem späteren Zeitpunkt auf das korrespondierende Rad 16 oder auf eine korrespondierende Radaufhängung 28 übertragen. In vorteilhafter Weise kann die Verbreiterung 30 Energien an Träger 22.6, 22.2, 22.3 des Grundkörpers 22 übertragen. Dadurch können wirkende Energien und/oder Kräfte von Karosserieschwachstellen weggeleitet werden. Da der Grundkörper 22 mit den Karosserielängsträgern 12 verbunden ist, können die wirkenden Kräfte auch auf die Karosserielängsträger 12 übertragen werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erfindungsgemäße Hilfsrahmen 20 unterhalb der Karosserielängsträger 12 angeordnet und über eine nicht dargestellte Verbindungsanordnung mit den Karosserielängsträgern 12 verbunden.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist die Multifunktionshalterung 26 an den Verbreitungen 30 befestigt. Die Multifunktionshalterung 26 kann über entsprechende Befestigungsmittel 26.1 in die korrespondierende Haltevorrichtung 32 eingeclipst oder eingeklebt oder eingepresst oder mit der Haltevorrichtung 32 verschraubt oder vernietet oder verschweißt oder verlötet werden. Zudem ist eine Kombination der verschiedenen Verbindungstechniken vorstellbar. Des Weiteren ist eine einteilige Ausführung der Haltevorrichtung 32 mit der Multifunktionshalterung 26 vorstellbar.
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Die Multifunktionshalterung 26 verbindet mindestens ein Aggregat 40 mit dem Grundkörper 22. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Aggregat 40 nahezu über die gesamte Breite des Fahrzeugs und überdeckt die Verbreiterungen 30 des Grundkörpers 22. Das Aggregat 40 ist an beiden Enden jeweils über die Multifunktionshalterung 26 und die Haltevorrichtungen 32 mit den Verbreiterungen 30 des Grundkörpers 22 verbunden. Da das Aggregat 40 ebenfalls das Radhaus 14 überdeckt, baut das Aggregat 40 auch wirkende Energien und/oder Kräfte ab oder leitet die wirkenden Kräfte und/oder Energien weiter. Das Aggregat 40 kann als Wärmetauscher, wie beispielsweise Kühler, Kondensator oder Verdampfer, einer Fahrzeugklimaanlage bzw. eines Fahrzeugkühlsystems ausgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Multifunktionshalterung 26 weitere Elemente der Fahrzeugklimaanlage und/oder des Fahrzeugkühlsystems, wie beispielsweise ein Drosselventil und/oder einen Kompressor und/oder eine Lüftereinheit aufnehmen bzw. haltern. Die einzelnen Aggregate 40 können hintereinander bzw. überlappend angeordnet und mit der Multifunktionshalterung 26 verbunden werden. Zudem kann die Multifunktionshalterung eine Lichtquelle, wie beispielsweise einen Scheinwerfer und/oder einen Nebelscheinwerfer aufnehmen oder haltern.
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Der Grundköper 22 kann mindestens eine nicht dargestellte zweite Haltevorrichtung für ein Antriebsaggregat aufweisen. Das mit dem Grundkörper 22 verbundene Antriebsaggregat verbessert aufgrund seiner Masse die Crasheigenschaften des Grundkörpers 22.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, weist das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens 20 einen Grundkörper 22 auf, welcher zwei sich gegenüberliegende Längsträger 22.6 und zwei sich gegenüberliegende mit den Längsträgern 22.6 verbundene Querträger 22.2, 22.3 umfasst. Der Grundköper 22 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rechteckig ausgeführt, wobei jeweils eine Verbreiterung 30 an einem seitlichen Endbereich 22.4 eines vorderen Querträgers 22.2 des Grundköpers 22 angeordnet ist. Ein hinterer Querträger 22.3 ist mit den Längsträgern 22.4 verbunden.
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In einem nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel sind die Verbreiterungen 30 jeweils seitlich an einem Längsträger 22.6 des Grundkörpers 22 angeordnet. Hierbei kann der Grundköper im vorderen Bereich eine U-Form mit einem zugrückgesetzten Querträger aufweisen. Alternativ kann der Grundkörper 22 lediglich den hinteren Querträger 22.3 aufweisen und die Stabilisierungs- und/oder Versteifungsfunktion des vorderen Querträgers 22.2 kann von der Multifunktionshalterung 26 übernommen werden. Alternativ kann der Grundkörper eine H-Form oder eine dreieckige Form aufweisen.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, sind die Träger 22.2, 22.3, 22.6 miteinander verbunden. Die jeweilige Verbindung kann beispielsweise als Schweißverbindung und/oder als Schraubverbindung und/oder als Nietverbindung oder als Kombination von verschiedenen Verbindungstechniken ausgeführt werden. Alternativ kann der Grundkörper 22 einstückig, beispielsweise über ein Gießverfahren hergestellt werden.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, weist der Grundköper 22 im dargestellten Ausführungsbeispiel an den Verbindungsstellen Verstärkungselemente 22.8 auf. Die Verstärkungselemente 22.8 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel dreieckig ausgeführt und in den Eckbereichen des Grundkörpers 22 angeordnet. Die Verstärkungselemente 22.8 verstärken und versteifen die Verbindungen zwischen den Trägern 22.2, 22.3, 22.6. Die Verstärkungselemente 22.8 sind zu diesem Zweck aus Stahl oder Aluminium oder Faserverbundwerkstoff oder aus einer Kombination der genannten Werkstoffe hergestellt.
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Die Verstärkungselemente 22.8 können auch als diagonale Streben ausgeführt werden, welche die Eckpunkte oder die Träger 22.2, 22.3, 22.6 miteinander verbinden. Die Verstärkungen 22.8 versteifen und stabilisieren den Grundkörper 22 bei einem Unfall.
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Bezugszeichenliste
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- 12
- Karosserielängsträger
- 14
- Radhaus
- 16
- Vorderrad
- 20
- Hilfsrahmen
- 22
- Grundkörper
- 22.2
- vorderer Querträger
- 22.3
- hinterer Querträger
- 22.4
- seitlicher Endbereich
- 22.6
- Längsträger
- 22.8
- Verstärkungselement
- 24
- vorderer Bereich
- 26
- Multifunktionshalterung
- 26.1
- Befestigungsmittel
- 28
- Radaufhängung
- 30
- Verbreiterung
- 32
- Haltevorrichtung
- 40
- Aggregat
- x
- Fahrtrichtung Fahrzeugquerrichtung
