DE102014010385A1

DE102014010385A1 - Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014010385A1
Application number: DE102014010385.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Leibl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-07-12
Filing date: 2014-07-12
Publication date: 2015-05-28

Abstract

Hilfsrahmen (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwei Längsträgern (2), die im eingebauten Zustand in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandet und über wenigstens einen Querträger (3) miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Quer- (3) und/oder Längsträger (2) als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist und wobei auf dem als Hohlprofil ausgebildeten Quer- (3) oder Längsträger (2) eine Schweißnaht (4) durch Auftragschweißen über einen Teil des Außenumfangs aufgebracht ist und im Wesentlichen quer zu dessen Haupterstreckungsrichtung verläuft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug mit zwei Längsträgern, die in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet und über wenigstens einen Querträger miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Quer- und/oder Längsträger als Hohlprofil ausgebildet ist.
Derartige Hilfsrahmen dienen im Kraftfahrzeugbau der Befestigung der aufbauseitigen Anlenkpunkte einer Radaufhängung. Zumeist am Hilfsrahmen des Vorderwagens können zusätzlich auch eine Kraftmaschine, ein Getriebe und/oder eine Lenkung befestigt sein. Der Hilfsrahmen selbst wird in der Regel elastisch mittels Gummilagern an die Karosserie angebunden. Exemplarisch sei hier auf die DE 10109636 A1 verwiesen. Bislang musste zur Erhöhung der Steifigkeit eine größere Wanddicke oder zusätzliche Versteifungselemente angebracht werden, was jeweils zusätzliches Gewicht in den Hilfsrahmen einbringt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher die Lebensdauer des Hilfsrahmens mit einfachen Mitteln und ohne nennenswertes Zusatzgewicht lokal begrenzt zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug hat zwei Längsträger, die im eingebauten Zustand in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet und über wenigstens einen Querträger miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Quer- und/oder Längsträger als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist und wobei auf dem als Hohlprofil ausgebildeten Quer- oder Längsträger eine Schweißnaht durch Auftragschweißen („Cladding”) über einen Teil des Außenumfangs aufgebracht ist und im Wesentlichen quer, insbesondere orthogonal, zu dessen Haupterstreckungsrichtung verläuft.
Indem über einen Teil des Außenumfangs des Hohlprofils des Quer- und/oder Längsträgers eine Schweißnaht mittels Auftragschweißen aufgebracht ist, kann mit besonders einfachen Mitteln die Steifigkeit der Hohlprofile des Hilfsrahmens gegen Ausbeulen erhöht werden. Die zusätzlich stoffschlüssig aufgetragene Materialschicht bildet sozusagen einen Gurt um besonders hoch belastete Stellen und stabilisiert diese. Vorzugsweise ist die Schweißnaht materialeinheitlich mit dem Trägermaterial ausgeführt, um Kontaktkorrosion zu vermeiden. Die Schweißnaht selbst bringt nur sehr wenig zusätzliches Gewicht ein und kann gezielt dort eingesetzt werden, wo in einem lokal eng begrenzten Bereich eine Steifigkeitserhöhung benötigt wird. Das Hohlprofil kann extrudiert oder gerollt sein.
In einer bevorzugten Ausführung liegen sich zwei Schweißnähte spiegelsymmetrisch gegenüber. Dies verbessert die stabilisierende Wirkung durch eine symmetrische Kraftaufnahme der Schweißnähte. Besonders bevorzugt umschließen die beiden Schweißnähte den Außenumfang nicht komplett, sondern lassen einen Bereich zwischen sich frei.
In einer bevorzugten Ausführung erstreckt sich die Schweißnaht im Wesentlichen über einen in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten Bereich. Dies stabilisiert das Hohlprofil insbesondere gegenüber Ausbeulen in Fahrzeugquerrichtung bedingt durch eine Krafteinleitung von den Fahrwerkslenkern.
In einer bevorzugten Ausführung sind mindestens zwei Schweißnähte in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnet. Hierdurch lässt sich der zu versteifende Bereich in Fahrzeuglängsrichtung nahezu beliebig vergrößern.
In einer bevorzugten Ausführung wird der Quer- und/oder Längsträger mittels Hydroforming umgeformt. Hydroforming (auch Innenhochdruckumformen genannt) eignet sich besonders gut zur Ausformung von extrudierten Halbzeugen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Darin zeigen:
1 eine seitliche Schnittansicht eines Hilfsrahmens;
2a eine Schnittansicht durch einen Träger des Hilfsrahmens;
2b eine weitere Schnittansicht durch den Träger des Hilfsrahmens unter Krafteinwirkung.
Gemäß der 1 hat ein Hilfsrahmen 1 zwei in Fahrzeuglängsrichtung x voneinander beabstandete Querträger 3, die zusammen mit zwei in Fahrzeugquerrichtung y voneinander beabstandeten Längsträgern 2 (aufgrund der Schnittansicht ist vorliegend nur ein Längsträger 2 dargestellt) eine Rahmenkonstruktion ausbilden. Die Längsträger 2 sind vorliegend als extrudierte Hohlprofile mit geschlossenem Querschnitt ausgebildet und unter anderem mittels eines „Hydroforming”-Verfahrensschritts (Innenhochdruckumformen) in Form gebracht. Zur lokalen Versteifung des Hohlprofils sind zwei Schweißnähte 4 quer zur Haupterstreckungsrichtung des Längsträgers 2, also in Fahrzeughochrichtung z, mittels Auftragschweißen („Cladding”) auf den Außenumfang des Hohlprofils des Längsträgers 2 aufgebracht und zwar ohne damit ein weiteres Bauteil an dem Längsträger 2 zu befestigen. Die Schweißnähte 4 sind in Fahrzeuglängsrichtung x hintereinander angeordnet.
Die 2a und 2b zeigen das Hohlprofil des Längsträgers 2 aus 1, wobei 2a den unbelasteten Grundzustand darstellt, während 2b eine Krafteinleitung F in Fahrzeughochrichtung z zeigt. Die Schweißnähte 4 sind jeweils einander gegenüberliegend auf den in Fahrzeugquerrichtung y nach außen zeigenden Seiten des Längsträgers 2 angeordnet und umgreifen dabei den Außenumfang des Hohlprofils nicht komplett. Wie in 2b erkennbar, stabilisieren die Schweißnähte 4 das Hohlprofil hinsichtlich einer elastischen Deformation in Folge von Längskräften durch den Materialauftrag auf dem Außenumfang.
Bezugszeichenliste

x: Fahrzeuglängsrichtung
y: Fahrzeugquerrichtung
z: Fahrzeughochrichtung
FR: Fahrtrichtung
1: Hilfsrahmen
2: Längsträger
3: Querträger
4: Schweißnaht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10109636 A1 [0002]

Claims

Hilfsrahmen (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwei Längsträgern (2), die im eingebauten Zustand in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandet und über wenigstens einen Querträger (3) miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Quer- (3) und/oder Längsträger (2) als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem als Hohlprofil ausgebildeten Quer- (3) oder Längsträger (2) eine Schweißnaht (4) durch Auftragschweißen über einen Teil des Außenumfangs aufgebracht ist und im Wesentlichen quer zu dessen Haupterstreckungsrichtung verläuft.
Hilfsrahmen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwei Schweißnähte (4) spiegelsymmetrisch gegenüberliegen.
Hilfsrahmen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (4) sich im Wesentlichen über einen in Fahrzeugquerrichtung (y) ausgerichteten Bereich erstreckt.
Hilfsrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schweißnähte (4) in Fahrzeuglängsrichtung (x) hintereinander angeordnet sind.
Hilfsrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Quer- (3) und/oder Längsträger (2) mittels Hydroforming umgeformt wird.