DE102014223487A1

DE102014223487A1 - Fahrwerkrahmen

Info

Publication number: DE102014223487A1
Application number: DE102014223487.5A
Authority: DE
Inventors: c/o Suzuki Motor Corp. Minoda Yousei; c/o Suzuki Motor Corp. Kamei Masatomo; c/o Suzuki Motor Corp. Ozawa Takako
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2015-05-28
Also published as: CN104670331B; CN104670331A; JP2015101324A; JP6209956B2

Abstract

Aufgabe: Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, einen Fahrwerkrahmen bereitzustellen, mit dem es möglich ist, Schwingungen in vertikaler Fahrzeugrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung zu dämpfen sowie darüber hinaus ein Verformen einer Öffnung zu verhindern. Mittel zur Lösung der Aufgabe: Ein Fahrwerkrahmen (100), der sich in einem unteren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie befindet und in Fahrzeugquerrichtung verläuft, weist auf: einen mittleren Abschnitt (114), der in Bezug auf die Fahrzeugquerrichtung mittig liegt und in dem sich ein Innenraum befindet, eine Öffnung (116), die in einer Mitte einer vorderen Wand (110) des mittleren Abschnitts liegt, einen ersten Anbringteil (118), der so angeordnet ist, dass er von einer oberen Wand (106) zu einer unteren Wand (108) des mittleren Abschnitts an einer Position verläuft, die über die Öffnung in dem Innenraum zu erreichen ist, und die obere Wand mit der unteren Wand verbindet, wobei eine Motorlagerung (124), die über die Öffnung in den Innenraum hinein verläuft, an dem ersten Anbringteil angebracht ist, und eine erste Verstärkung (142), die in dem Innenraum befestigt ist. Die erste Verstärkung weist erste Wände (150, 152) auf, die die obere Wand und die untere Wand des mittleren Abschnitts auf beiden Seiten des ersten Anbringteils in Fahrzeugquerrichtung verbinden, und zweite Wände (154, 156), die von den ersten Wänden aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, wobei die zweiten Wände an der vorderen oder einer hinteren Wand des mittleren Abschnitts im Bereich der Öffnung befestigt sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrwerkrahmen (bzw. Aufhängungsrahmen), der sich in einem unteren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie befindet und in Fahrzeugquerrichtung verläuft, wobei an dem Fahrwerkrahmen Schwingarme zum Aufhängen von Rädern angebracht sind.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Fahrzeuge weisen einen Fahrwerkrahmen auf, der an einem unteren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist. Der Fahrwerkrahmen ist ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufendes Element, das beispielsweise ein linkes und ein rechtes Seitenelement überspannt, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Darüber hinaus sind an dem Fahrwerkrahmen Schwingarme zum Aufhängen von Rädern an den Außenseiten in Fahrzeugquerrichtung angebracht, und an einem mittleren Abschnitt, der sich in Bezug auf die Fahrzeugquerrichtung in der Mitte des Fahrwerkrahmens befindet, ist eine Motorlagerung (auch als „Torsionsstab” bezeichnet) angebracht.
Bei der Motorlagerung handelt es sich um ein Element zum Verbinden einer Antriebseinheit, die einen Motor und ein Getriebe umfasst, mit dem Fahrwerkrahmen. Die Motorlagerung ist mit der Antriebseinheit verbunden und wird somit bei Änderungen der Drehzahl des Motors in vertikaler Richtung gezogen. Daher wirken über die Motorlagerung Lasten in vertikaler Richtung auf den Fahrwerkrahmen ein, und es ist zum Beispiel wahrscheinlich, dass an beiden Enden des Fahrwerkrahmens Schwingungen in vertikaler Fahrzeugrichtung auftreten.
Darüber hinaus weist der Fahrwerkrahmen im mittleren Abschnitt einen Innenraum auf. Außerdem ist an der vorderen Wand des mittleren Abschnitts eine Öffnung ausgebildet, durch die der Innenraum mit dem Außenraum in Verbindung steht. Die Motorlagerung ist über die Öffnung in den Innenraum eingeführt und an dem mittleren Abschnitt des Fahrwerkrahmens angebracht.
Patentdokument 1 beschreibt einen Fahrwerkrahmen, bei dem in dem Innenraum des Fahrwerkrahmens eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Verstärkung angeordnet ist und der Abschnitt, an dem die Motorlagerung angebracht ist, von der Verstärkung bedeckt ist. Diese Verstärkung besitzt eine Hutform mit einer flachen oberen Fläche. Die obere Fläche ist mit einem oberen Blechelement des Fahrwerkrahmens und ein in Fahrzeuglängsrichtung vorstehender Flansch mit einem unteren Blechelement davon verbunden.
VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument Nr. 1: JP 2007-253642A

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
In dem Fahrwerkrahmen kann es nicht nur in vertikaler Fahrzeugrichtung, sondern zum Beispiel auch in Fahrzeuglängsrichtung zu Schwingungen kommen. Bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen Fahrwerkrahmen wird der Abschnitt, an dem die Motorlagerung angebracht ist, lediglich von der Verstärkung bedeckt, um das obere Plattenelement mit dem unteren Plattenelement zu verbinden. Somit ist es bei diesem Fahrwerkrahmen in gewissem Ausmaß möglich, Schwingungen in vertikaler Fahrzeugrichtung zu dämpfen, bei Schwingungen in Fahrzeuglängsrichtung ist dies jedoch nicht in ausreichendem Maße möglich.
Darüber hinaus verformt sich manchmal bei dem Fahrwerkrahmen die Öffnung, durch die die Motorlagerung eingeführt ist. Patentdokument 1 beschreibt jedoch keine Anordnung, bei der die Öffnung verstärkt ist, und somit lässt sich ein Verformen der Öffnung nur schwer verhindern.
Angesichts der genannten Probleme liegt der vorliegenden Erfindung als Aufgabe zugrunde, einen Fahrwerkrahmen bereitzustellen, mit dem es möglich ist, Schwingungen in vertikaler Fahrzeugrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung zu dämpfen sowie darüber hinaus ein Verformen einer Öffnung zu verhindern.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Die Aufgabe wird durch einen Fahrwerkrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer typischen Anordnung gelöst, bei dem es sich um einen Fahrwerkrahmen in einem unteren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie handelt, der in Fahrzeugquerrichtung verläuft und aufweist: einen mittleren Abschnitt, der in Bezug auf die Fahrzeugquerrichtung mittig liegt und einen Innenraum in sich aufweist, eine Öffnung, die in einer Mitte einer vorderen Wand des mittleren Abschnitts liegt und den Innenraum mit einem Außenraum verbindt, einen ersten Anbringteil, der von einer oberen Wand zu einer unteren Wand des mittleren Abschnitts verläuft und dabei in einer Position angeordnet ist, die über die Öffnung in dem Innenraum zu erreichen ist, und der die obere Wand mit der unteren Wand verbindet, wobei eine Motorlagerung, die über die Öffnung in den Innenraum hinein verläuft, an dem ersten Anbringteil angebracht ist, und eine erste Verstärkung, die in dem Innenraum befestigt ist, wobei die erste Verstärkung aufweist: zwei erste Wände, die die obere Wand und die untere Wand des mittleren Abschnitts auf beiden Seiten des ersten Anbringteils in Fahrzeugquerrichtung verbinden, und zwei zweite Wände, die von den beiden ersten Wänden aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, wobei die zweiten Wände an der vorderen Wand oder einer hinteren Wand des mittleren Abschnitts in einem Bereich der Öffnung befestigt sind.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration sind die obere Wand und die untere Wand des mittleren Abschnitts des Fahrwerkrahmens über die ersten Wände verbunden, und darüber hinaus sind die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden zweiten Wände an der vorderen oder der hinteren Wand des mittleren Abschnitts befestigt. Somit ist es möglich, die Steifigkeit des mittleren Abschnitts des Fahrwerkrahmens zu erhöhen. Dementsprechend ist es möglich, Schwingungen des Fahrwerkrahmens zum Beispiel in vertikaler Fahrzeugrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung zu dämpfen und zusätzlich dazu ein Verformen der Öffnung zu verhindern, selbst wenn über den ersten Anbringteil Schwingungen von der Motorlagerung auf die obere und die untere Wand des mittleren Abschnitts übertragen werden.
Die ersten Wände sind vorzugsweise beide derart geneigt, dass sie bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung nach oben oder unten hin auseinandergehen. Dadurch sind die ersten Wände derart geneigt angeordnet, dass sie bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen eine V-artige oder im Wesentlichen eine umgedrehte V-artige Form bilden. Die obere und die untere Wand sind über die auf diese Weise geneigten ersten Wände verbunden, und somit entsteht in dem mittleren Abschnitt des Fahrwerkrahmens ein Gittertragwerk. Dementsprechend ist es möglich, insbesondere die Biegesteifigkeit des Fahrwerkrahmens zu verbessern und somit Schwingungen weiter zu dämpfen und ein Verformen der Öffnung zu verhindern. Darüber hinaus ist es möglich, die Längen der ersten Wände zu gewährleisten, da die ersten Wände geneigt sind. Da es möglich ist, für eine große Kontaktfläche zu sorgen, auf der die zweite Wand die vordere oder die hintere Wand berührt, ist es somit möglich, insbesondere Schwingungen des Fahrwerkrahmens in Fahrzeuglängsrichtung zu dämpfen.
Der Fahrwerkrahmen weist vorzugsweise ferner zwei zweite Anbringteile auf, die von einer oberen Wand bis zu einer unteren Wand des mittleren Abschnitts verlaufen und die obere Wand mit der unteren Wand verbinden, wobei die beiden zweiten Anbringteile an dem mittleren Abschnitt ein Lenkgehäuse anbringen, das in Fahrzeugquerrichtung verläuft und an jeweiligen Außenseiten des ersten Anbringteils in Fahrzeugquerrichtung auf der oberen Wand des mittleren Abschnitts platziert ist, und wobei die beiden ersten Wände an der oberen oder der unteren Wand in mittleren Positionen zwischen dem ersten Anbringteil und den entsprechenden beiden zweiten Anbringteilen befestigt sind.
Der Fahrwerkrahmen weist hier den hohlen mittleren Abschnitt zwischen dem ersten Anbringteil und den zweiten Anbringteilen auf. Wenn Schwingungen von der Motorlagerung auf den ersten Anbringteil einwirken, ist es somit wahrscheinlich, dass zwischen dem ersten Anbringteil und den zweiten Anbringteilen Schwingungen auftreten, deren Knoten sich an dem ersten Anbringteil und den zweiten Anbringteilen und deren Bäuche sich an den mittleren Positionen zwischen dem ersten Anbringteil und den zweiten Anbringteilen befinden. Bei der oben beschriebenen Konfiguration sind die ersten Wände an den mittleren Positionen zwischen dem ersten Anbringteil und den zweiten Anbringteilen befestigt, das heißt an den Abschnitten, in denen sich die Bäuche mit maximaler Amplitude befinden. Somit ist es möglich, Schwingungen des Fahrwerkrahmens auf zuverlässigere Weise zu dämpfen. Darüber hinaus ist es durch Befestigen der ersten Wände an den mittleren Positionen möglich, schiefe Winkel von beispielsweise etwa 45 Grad zwischen den ersten Wänden und der oberen bzw. unteren Wand festzulegen. Somit ist es ohne Weiteres möglich, von der Motorlagerung aus einwirkende Schwingungen auf den gesamten Fahrwerkrahmen zu verteilen.
Die obere oder die untere Wand des mittleren Abschnitts ist vorzugsweise mit Auflageflächen versehen, die zwischen Wulsten angeordnet sind, wobei die ersten Wände an den Auflageflächen befestigt sind. Somit ist es möglich, die Auflagefläche, an der die ersten Wände befestigt sind, mit den Wulsten zu verstärken. Dementsprechend wird die Steifigkeit des Anbringteils der ersten Verstärkung erhöht, und somit ist es möglich, den Fahrwerkrahmen zu verstärken.
Die zweiten Anbringteile weisen vorzugsweise Verbindungselemente auf, die in vertikaler Richtung verlaufen und die obere und die untere Wand des mittleren Abschnitts verbinden, und der Fahrwerkrahmen weist ferner zweite Verstärkungen auf, die die Verbindungselemente mit der vorderen Wand, der hinteren Wand und/oder den Seitenwänden des mittleren Abschnitts im Innenraum verbinden. Somit ist es möglich, die Steifigkeit des zweiten Anbringteils und folglich die Steifigkeit des Fahrwerkrahmens zu erhöhen.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Anhand der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrwerkrahmen bereitgestellt werden, mit dem es möglich ist, Schwingungen in vertikaler Fahrzeugrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung zu dämpfen sowie darüber hinaus ein Verformen einer Öffnung zu verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematische Darstellungen eines Fahrwerkrahmens gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht einer ersten Verstärkung des Fahrwerkrahmens aus 1 bei Betrachtung von der Fahrzeugfront aus.
3 zeigt eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht des Fahrwerkrahmens aus 1.
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Fahrwerkrahmens aus 1.
5 zeigt einen Zustand, in dem der Fahrwerkrahmen aus 1 auf der Fahrzeugfrontseite diagonal von oben betrachtet wird, und einen Querschnitt davon.
6 zeigt Kurven, die das Schwingungsverhalten des Fahrwerkrahmens aus 1 darstellen.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben. Die für diese Ausführungsform beschriebenen Abmessungen, Werkstoffe und weiteren konkreten numerischen Werte sind lediglich Beispiele, die das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleichtern sollen, und sie dürfen nicht so ausgelegt werden, dass sie die vorliegende Erfindung einschränken, sofern dies nicht explizit erwähnt wird. Es sei angemerkt, dass Elemente, die im Wesentlichen gleiche Funktionen und Konfigurationen darstellen, in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und daher von einer erneuten Beschreibung abgesehen wird. Auch wurden Elemente, die für die vorliegende Erfindung nicht direkt relevant sind, nicht mit dargestellt.
1 zeigt schematische Darstellungen eines Fahrwerkrahmens gemäß der vorliegenden Erfindung. 1(a) ist eine Perspektivansicht der Außenseite des Fahrwerkrahmens. 1(b) ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem Elemente an dem Fahrwerkrahmen aus 1(a) angebracht sind. Es sei angemerkt, dass die in den Zeichnungen gezeigten Pfeile X und Y die Richtung zur linken Fahrzeugseite beziehungsweise die Richtung zur Fahrzeugfront bezeichnen.
Bei einem Fahrwerkrahmen 100 handelt es sich um ein Element, das an dem unteren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie, wie einem Abschnitt unterhalb eines (nicht gezeigten) Motorraums, angebracht ist und, wie in 1(a) gezeigt, in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Der Fahrwerkrahmen 100 entsteht durch Verbinden eines oberen Elements 102 mit einem unteren Element 104 und besteht somit aus einer oberen Wand 106, einer unteren Wand 108, einer vorderen Wand 110, einer hinteren Wand 112 und Seitenwänden 113a und 113b.
Wie in 1(a) gezeigt ist, weist der Fahrwerkrahmen 100 einen mittleren Abschnitt 114, der sich in Bezug auf die Fahrzeugquerrichtung in der Mitte befindet und einen Innenraum aufweist, und eine Öffnung 116 auf. Die Öffnung 116 liegt in der Mitte der vorderen Wand 110 des mittleren Abschnitts 114 und sorgt dafür, dass der Innenraum mit dem Außenraum in Verbindung steht.
Der Fahrwerkrahmen 100 weist einen ersten Anbringteil 118 und zwei zweite Anbringteile 120 und 122 auf. Wie in 1(b) gezeigt ist, ist eine durch die Öffnung 116 in den Innenraum eingeführte Motorlagerung 124 an dem ersten Anbringteil 118 angebracht. Bei der Motorlagerung 124 handelt es sich um ein Element zum Verbinden einer Antriebseinheit 126 (siehe 3(a)), die einen Motor und ein Getriebe umfasst, mit dem Fahrwerkrahmen 100.
Ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufendes Lenkgehäuse 128, das in 1(b) in gestrichelten Linien gezeigt ist, ist auf der oberen Wand 106 des mittleren Abschnitts 114 des Fahrwerkrahmens 100 platziert. Mit Hilfe der beiden zweiten Anbringteile 120 und 122 wird das Lenkgehäuse 128 an den Außenseiten in Fahrzeugquerrichtung des ersten Anbringteils 118 an dem mittleren Abschnitt 114 angebracht.
Die Schwingarme 130 und 132 zum Aufhängen von Rädern an den Außenseiten in Fahrzeugquerrichtung sind an dem Fahrwerkrahmen 100 angebracht, und zusätzlich dazu sind über Trägerelemente 134 und 136 zwei Blechschutzseitenelemente 138 und 140 damit verbunden. Die Trägerelemente 134 und 136 verlaufen zu den Blechschutzseitenelementen 138 und 140 hin und sind dabei in Fahrzeugquerrichtung zu den Außenseiten hin gekrümmt. Bei den Blechschutzseitenelementen 138 und 140 handelt es sich um Elemente, die in Fahrzeugquerrichtung auf beiden Seiten des Motorraums angeordnet sind und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen.
Ferner sind in dem Innenraum des mittleren Abschnitts 114 des Fahrwerkrahmens 100 eine erste Verstärkung 142, die in den Zeichnungen mit Hilfe von gestrichelten Linien auf transparente Weise gezeigt ist, und eine zweite Verstärkung 144, die in den Zeichnungen mit Hilfe von durchgezogenen Linien gezeigt ist, angeordnet. Es sei angemerkt, dass in den Zeichnungen zwar nur die auf der linken Fahrzeugseite des Fahrwerkrahmens 100 angeordnete zweite Verstärkung 144 gezeigt ist, aber auf der rechten Fahrzeugseite davon eine zweite Verstärkung 146 (siehe 3(b)) angeordnet ist.
2 ist eine Vorderansicht der ersten Verstärkung 142 des Fahrwerkrahmens 100 aus 1 bei Betrachtung von der Fahrzeugfront aus. Wie in 2 gezeigt ist, weist die erste Verstärkung 142 einen Boden 148, zwei von dem Boden 148 aus durchgehend angeordnete erste Wände 150 und 152 und zwei zweite Wände 154 und 156 auf, die jeweils von den ersten Wänden 150 und 152 aus zur Fahrzeugfront hin verlaufen.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die ersten Wände 150 und 152 in Bezug zum Boden 148 beide so geneigt, dass sie bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung nach oben hin auseinandergehen und im Wesentlichen eine V-artige Form bilden. Darüber hinaus weisen die ersten Wände 150 und 152 jeweils obere Enden 158 und 160 auf, die in Fahrzeugquerrichtung zu den Außenseiten hin verlaufen.
Die erste Verstärkung 142 ist bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung im Bezug auf eine Mitte 148a des Bodens 148 symmetrisch. Somit ist eine Abmessung La zwischen den oberen Enden 158 und 160 der ersten Wände 150 und 152 doppelt so groß wie die Abmessungen Lb zwischen der Mitte 148a des Bodens 148 und den oberen Enden 158 und 160. Darüber hinaus sind die ersten Wände 150 und 152 beide so geneigt, dass sie nach oben hin auseinandergehen, und somit ist die Abmessung La größer als eine Abmessung Lc in Fahrzeugquerrichtung des Bodens 148. Es sei angemerkt, dass die ersten Wände 150 und 152 zwar in 2 so gezeigt sind, dass sie eine lineare Form aufweisen, sie bilden jedoch Wände, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen und zu der vorderen Wand 110 und der hinteren Wand 112 des Fahrwerkrahmens 100 nicht parallel sind.
3 zeigt eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht des Fahrwerkrahmens 100 aus 1. 3(a) ist die Draufsicht auf den Fahrwerkrahmen 100. 3(b) ist die Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 3(a). 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Fahrwerkrahmens 100 aus 1. In den Zeichnungen sind die erste Verstärkung 142 und die zweite Verstärkung 144 auf transparente Weise gezeigt.
Bei dem in 3(a) gezeigten Fahrwerkrahmen 100 ist die Antriebseinheit 126 mit der Motorlagerung 124 verbunden, die an dem mittleren Abschnitt 114 angebracht worden ist. Zu dem ersten Anbringteil 118 gehört, wie in 3(b) gezeigt, ein Verbindungselement 162. Das Verbindungselement 162 ist so angeordnet, dass es in der Position von der oberen Wand 106 zu der unteren Wand 108 des mittleren Abschnitts 114 verläuft, die über die Öffnung 116 in dem Innenraum zu erreichen ist, und verbindet die obere Wand 106 mit der unteren Wand 108.
Darüber hinaus durchdringt das Verbindungselement 162 das untere Element 104, den Boden 148 der ersten Verstärkung 142, die Motorlagerung 124 und das obere Element 102. Dadurch wird die Motorlagerung 124 mit Hilfe des ersten Anbringteils 118 angebracht. Der Boden 148 der ersten Verstärkung 142 ist zusammen mit dem unteren Element 104 des Fahrwerkrahmens 100 über das Verbindungselement 162 befestigt. Dadurch ist es möglich, die Herstellungskosten zu senken.
Die ersten Wände 150 und 152 der ersten Verstärkung 142 sind beide so geneigt, dass sie nach oben hin auseinandergehen und, wie in 3(b) gezeigt, die obere Wand 106 und die untere Wand 108 des mittleren Abschnitts 114 auf beiden Seiten des ersten Anbringteils 118 in Fahrzeugquerrichtung verbinden. Dadurch entsteht in dem mittleren Abschnitt 114 des Fahrwerkrahmens 100 ein Gittertragwerk, und somit ist es möglich, die Steifigkeit zu erhöhen.
Die oberen Enden 158 und 160 der ersten Wände 150 und 152 sind an Auflageflächen 168 und 170 befestigt, die auf der oberen Wand 106 des mittleren Abschnitts 114 ausgebildet und zwischen den Wulsten 164a und 164b und zwischen den Wulsten 166a und 166b angeordnet sind. Die Auflageflächen 168 und 170 sind durch die Wulste 164a, 164b, 166a und 166b verstärkt. Somit wird die Steifigkeit des Anbringteils der ersten Verstärkung 142 erhöht, und so ist es möglich, den Fahrwerkrahmen 100 zu verstärken.
Wie in 3(b) gezeigt ist, weisen die zweiten Anbringteile 120 und 122 Verbindungselemente 172 und 174 auf. Die Verbindungselemente 172 und 174 sind so angeordnet, dass sie auf den Außenseiten des ersten Anbringteils 118 in Fahrzeugquerrichtung von der oberen Wand 106 zu der unteren Wand 108 des mittleren Abschnitts 114 verlaufen und die obere Wand 106 und die untere Wand 108 verbinden. Die zweiten Verstärkungen 144 und 146 sind zum Beispiel in dem Innenraum des mittleren Abschnitts 114 mit den Verbindungselementen 172 und 174 und, wie dies in 4 mit gestrichelten Linien gezeigt ist, zusätzlich mit der hinteren Wand 112 des mittleren Abschnitts 114 verbunden. Auf diese Weise verbinden die zweiten Verstärkungen 144 und 146 die Verbindungselemente 172 und 174 mit der hinteren Wand 112 des mittleren Abschnitts 114. Somit wird die Steifigkeit der zweiten Anbringteile 120 und 122 und folglich ebenso die Steifigkeit des Fahrwerkrahmens 100 erhöht.
Die Motorlagerung 124 ist hier mit der in 3(a) gezeigten Antriebseinheit 126 verbunden und kann somit bei Änderungen der Drehzahl des Motors in vertikaler Richtung gezogen werden. Somit wirken Lasten in vertikaler Richtung über die Motorlagerung 124 auf den Fahrwerkrahmen 100 ein. Wie in 3(b) gezeigt ist, weist ferner der mittlere Abschnitt 114 des Fahrwerkrahmens 100 zwischen dem ersten Anbringteil 118 und den zweiten Anbringteilen 120 und 122 Vertiefungen auf, und diese Bereiche sind weniger stabil als andere.
Somit kommt es, wenn Lasten von der Motorlagerung 124 in vertikaler Richtung auf den ersten Anbringteil 118 einwirken, zwischen dem ersten Anbringteil 118 und dem zweiten Anbringteil 120 des Fahrwerkrahmens 100 wahrscheinlich zu Schwingungen, die in der Zeichnung durch Strichpunktlinien angedeutet sind. Bei diesen Schwingungen befinden sich die Knoten an dem ersten Anbringteil 118 und den zweiten Anbringteilen 120 und 122 und die Bäuche an den mittleren Positionen zwischen dem ersten Anbringteil 118 und den zweiten Anbringteilen 120 und 122.
Somit sind die beiden ersten Wände 150 und 152 bei dem Fahrwerkrahmen 100 in mittleren Positionen zwischen dem ersten Anbringteil 118 und den beiden zweiten Anbringteilen 120 und 122 an der oberen Wand 106 des mittleren Abschnitts 114 befestigt. Wie in 4 gezeigt ist, ist beispielsweise das obere Ende 158 der ersten Wand 150 an der Auflagefläche 168 zwischen den Wulsten 164a und 164b befestigt.
Die Auflagefläche 168 befindet sich an einer Position, die sich sowohl von der Mitte 148a des Bodens 148 der ersten Verstärkung 142 aus als auch von dem zweiten Anbringteil 120 aus in einem Abstand von Lb befindet, das heißt, in einer mittleren Position B zwischen dem ersten Anbringteil 118 und dem zweiten Anbringteil 120. Die mittlere Position B befindet sich an einem Abschnitt, an dem der Bauch eine maximale Schwingungsamplitude aufweist, die in 3(b) durch Strichpunktlinien angedeutet ist, oder in der Nähe davon. Es sei angemerkt, dass sich die Auflagefläche 170, an der das obere Ende 160 der ersten Wand 152 befestigt ist, in der mittleren Position zwischen dem ersten Anbringteil 118 und dem zweiten Anbringteil 122 befindet, auch wenn dies in 4 nicht gezeigt ist. Auf diese Weise sind die oberen Enden 158 und 160 der ersten Wände 150 und 152 bei dem Fahrwerkrahmen 100 an den mittleren Positionen befestigt, und somit werden Schwingungen problemlos gedämpft.
Es sei angemerkt, dass die schiefen Winkel der ersten Wände 150 und 152 zur unteren Wand 108, wenn die oberen Enden 158 und 160 in Bezug auf die mittleren Positionen in Fahrzeugquerrichtung an den Außenseiten befestigt sind, kleiner und die ersten Wände 150 und 152, die die obere Wand 106 und die untere Wand 108 verbinden, länger sind und folglich die Steifigkeit geringer ist. Andererseits sind durch Befestigen der oberen Enden 158 und 160 der ersten Wände 150 und 152 an den mittleren Positionen die schiefen Winkel der ersten Wände 150 und 152 zur unteren Wand 108 bei dem Fahrwerkrahmen 100 beispielsweise wie in 3(b) gezeigt auf 45 Grad festgelegt. Somit sind die Längen der ersten Wände 150 und 152, die die obere Wand 106 und die untere Wand 108 verbinden, auf ein Maß festgelegt, bei dem die Steifigkeit gewährleistet werden kann, und von der Motorlagerung 124 aus einwirkende Lasten können dadurch problemlos auf den gesamten Fahrwerkrahmen 100 verteilt werden.
5 zeigt einen Zustand, in dem der Fahrwerkrahmen 100 aus 1 auf der Fahrzeugfrontseite diagonal von oben betrachtet wird, und einen Querschnitt davon. 5(a) ist eine vergrößerte Perspektivansicht eines Abschnitts des Fahrwerkrahmens 100 und zeigt die erste Verstärkung 142 auf transparente Weise. 5(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 5(a).
Wie in 5(a) gezeigt ist, verlaufen die zweiten Wände 154 und 156 der ersten Verstärkung 142 jeweils von den ersten Wänden 150 und 152 aus zur vorderen Wand 110 des mittleren Abschnitts 114 im Bereich der Öffnung 116 auf der Fahrzeugfrontseite. Wie in 5(b) gezeigt ist, ist beispielsweise ein vorderes Ende 176 der verlaufenden zweiten Wand 156 an der vorderen Wand 110 des mittleren Abschnitts 114 befestigt. Auch ein vorderes Ende 178 der zweiten Wand 154 ist an der vorderen Wand 110 des mittleren Abschnitts 114 befestigt.
Entsprechend sind beim Fahrwerkrahmen 100 die obere Wand 106 und die untere Wand 108 des mittleren Abschnitts 114 durch die ersten Wände 150 und 152 der ersten Verstärkung 142 verbunden, und im Bereich der Öffnung 116 sind an der vorderen Wand 110 des mittleren Abschnitts 114 die zweiten Wände 154 und 156 befestigt. Somit ist die erste Verstärkung 142 im mittleren Abschnitt 114 angeordnet und dient so als Querwand, d. h. als Verstärkungselement, und es ist möglich, die Steifigkeit des Fahrwerkrahmens 100 gegen Verformungen und Verdrehungen in vertikaler Fahrzeugrichtung, Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung zu erhöhen. Somit wird die Steifigkeit im mittleren Abschnitt 114 des Fahrwerkrahmens 100 erhöht, und folglich ist es möglich, Schwingungen, insbesondere in vertikaler Fahrzeugrichtung und Fahrzeuglängsrichtung, zu dämpfen und außerdem Verformungen der Öffnung 116 zu verhindern.
Weiterhin bilden die schiefen ersten Wände 150 und 152 im mittleren Abschnitt 114 des Fahrwerkrahmens 100 ein Gittertragwerk, und so ist es möglich, insbesondere die Biegesteifigkeit zu verbessern und folglich verstärkt Schwingungen zu dämpfen und ein Verformen der Öffnung 116 zu verhindern. Zudem können die Längen der zweiten Wände 154 und 156 entlang der ersten Wände 150 und 152, da letztere geneigt sind, länger gestaltet werden. Da für eine große Kontaktfläche gesorgt werden kann, auf der die vorderen Enden 176 und 178 die vordere Wand 110 des mittleren Abschnitts 114 des Fahrwerkrahmens 100 berühren, ist es entsprechend möglich, insbesondere Schwingungen in Fahrzeuglängsrichtung zu dämpfen.
6 zeigt Kurven, die das Schwingungsverhalten des Fahrwerkrahmens 100 aus 1 darstellen. In den Zeichnungen gibt die horizontale Achse eine Frequenz (in Hz) und die vertikale Achse einen Ausschlag (in dB) an. Je geringer der Ausschlag, desto besser ist das Schwingungsverhalten. 6(a) und 6(b) zeigen das Schwingungsverhalten des Fahrwerkrahmens 100 bei dem ersten Anbringteil 118 in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in vertikaler Fahrzeugrichtung.
In 6(a) und 6(b) zeigen als durchgezogene Linien eingezeichnete Kurven die Ergebnisse für den Fahrwerkrahmen 100 und als gepunktete Linien eingezeichnete Kurven die Ergebnisse für ein Vergleichsbeispiel. Als Vergleichsbeispiel dient ein Fall, in dem statt der ersten Verstärkung 142 eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende, hutförmige Verstärkung angeordnet wird. Bei der hutförmigen Verstärkung kann es sich um eine Verstärkung handeln, bei der die obere Fläche mit dem oberen Element des Fahrwerkrahmens und ein in Fahrzeuglängsrichtung vorstehender Flansch mit dem unteren Element davon verbunden ist.
Wie in 6(a) und 6(b) gezeigt ist, weist der Fahrwerkrahmen 100 im gesamten Frequenzbereich ein besseres Schwingungsverhalten auf als das Vergleichsbeispiel. Dementsprechend wird festgestellt, dass bei dem Fahrwerkrahmen 100 dieser Ausführungsform durch die erste Verstärkung 142 die Steifigkeit erhöht wird, und folglich ist es möglich, nicht nur Schwingungen in vertikaler Fahrzeugrichtung zu dämpfen, sondern auch in Fahrzeuglängsrichtung. Da es möglich ist, die Steifigkeit zu erhöhen und Schwingungen im Fahrwerkrahmen 100 zu dämpfen, ist es darüber hinaus ebenfalls möglich, ein Verformen der Öffnung 116 zu verhindern.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die ersten Wände 150 und 152 der ersten Verstärkung 142 derart gegenläufig geneigt, dass sie bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung nach oben hin auseinandergehen, doch dies stellt keine Einschränkung dar. So kann zum Beispiel der Boden 148 der ersten Verstärkung 142 an der oberen Wand 106 des Fahrwerkrahmens 100 angebracht sein, und beide oberen Enden 158 und 160 der ersten Wände 150 und 152 können an der unteren Wand 108 befestigt sein. In diesem Fall sind die ersten Wände 150 und 152 bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung beide nach unten hin geneigt und bilden eine umgedrehte V-Form. Darüber hinaus können die oberen Enden 158 und 160 der ersten Wand 150 und 152 jeweils an Auflageflächen befestigt sein, die an der unteren Wand 108 des Fahrwerkrahmens 100 so ausgebildet sind, dass sie zwischen den Wulsten liegen. Ferner verlaufen die zweiten Wände 154 und 156 von den ersten Wänden 150 und 152 aus zur Fahrzeugfrontseite hin und sind an der vorderen Wand 110 befestigt, sie können jedoch zur Fahrzeugheckseite hin verlaufen und an der hinteren Wand 112 befestigt sein. Selbst in diesem Fall sind die obere Wand 106 und die untere Wand 108 über die ersten Wände 150 und 152 der ersten Verstärkung 142 verbunden, und die vordere Wand 110 oder die hintere Wand 112 wird durch die zweiten Wände 154 und 156 befestigt. Dementsprechend wird die Steifigkeit des Fahrwerkrahmens erhöht, und folglich ist es möglich, Schwingungen in vertikaler Fahrzeugrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung zu dämpfen und zusätzlich dazu ein Verformen der Öffnung 116 zu verhindern.
Ferner verbinden die zweiten Verstärkungen 144 und 146 die Verbindungselemente 172 und 174 mit der hinteren Wand 112 des mittleren Abschnitts 114, wobei dies keine Einschränkung darstellt und die zweiten Verstärkungen 144 und 146 die Verbindungselemente 172 und 174 mit der vorderen Wand 110 oder den Seitenwänden 113a und 113b des mittleren Abschnitts 114 verbinden können. Selbst in diesem Fall wird die Steifigkeit der zweiten Anbringteile 120 und 122 erhöht, und folglich ist es möglich, die Steifigkeit des Fahrwerkrahmens 100 zu erhöhen.
Im Vorstehenden wurde zwar eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, jedoch versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend gezeigte Ausführungsform beschränkt ist. Für den Fachmann dürfte ersichtlich sein, dass innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, diverse Modifikationen vorgenommen werden können und Varianten möglich sind, und es versteht sich, dass diese Modifikationen und Varianten in den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Fahrwerkrahmen anwendbar, der sich in einem unteren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie befindet und in Fahrzeugquerrichtung verläuft, wobei an dem Fahrwerkrahmen Schwingarme zum Aufhängen von Rädern angebracht sind.
BEZUGSZEICHENLISTE

100 ... Fahrwerkrahmen, 102 ... oberes Element, 104 ... unteres Element, 106 ... obere Wand, 108 ... untere Wand, 110 ... vordere Wand, 112 ... hintere Wand, 113a, 113b ... Seitenwand, 114 ... mittlerer Abschnitt, 116 ... Öffnung, 118 ... erster Anbringteil, 120, 122 ... zweiter Anbringteil, 124 ... Motorlagerung, 126 ... Antriebseinheit, 128 ... Lenkgehäuse, 130, 132 ... Schwingarm, 134, 136 ... Trägerelement, 138, 140 ... Blechschutzseitenelement, 142 ... erste Verstärkung, 144, 146 ... zweite Verstärkung, 148 ... Boden, 150, 152 ... erste Wand, 154, 156 ... zweite Wand, 158, 160 ... oberes Ende, 162, 172, 174 ... Verbindungselement, 164a, 164b, 166a, 166b ... Wulst, 168, 170 ... Auflagefläche, 176, 178 ... vorderes Ende.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-253642 A [0006]

Claims

Fahrwerkrahmen (100), der sich in einem unteren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie befindet und in Fahrzeugquerrichtung verläuft und Folgendes aufweist: einen mittleren Abschnitt (114), der in Bezug auf die Fahrzeugquerrichtung mittig liegt und einen Innenraum in sich aufweist, eine Öffnung (116), die in einer Mitte einer vorderen Wand (110) des mittleren Abschnitts (114) liegt und den Innenraum mit einem Außenraum verbindt, einen ersten Anbringteil (118), der an einer Position angeordnet ist, die über die Öffnung (116) in dem Innenraum zu erreichen ist, und von einer oberen Wand (106) bis zu einer unteren Wand (108) des mittleren Abschnitts (114) verläuft, und die obere Wand (106) mit der unteren Wand (108) verbindet, wobei eine Motorlagerung (124), die über die Öffnung (116) in den Innenraum hinein verläuft ist, an dem ersten Anbringteil angebracht ist, und eine erste Verstärkung (142), die in dem Innenraum befestigt ist, wobei die erste Verstärkung (142) aufweist: zwei erste Wände (150, 152), die die obere Wand (106) und die untere Wand (108) des mittleren Abschnitts (114) auf beiden Seiten des ersten Anbringteils (118) in Fahrzeugquerrichtung verbinden, und zwei zweite Wände (154, 156), die von den beiden ersten Wänden (150, 152) aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, und an der vorderen Wand (110) oder einer hinteren Wand (112) des mittleren Abschnitts (114) in einem Bereich der Öffnung (116) befestigt sind.
Fahrwerkrahmen (100) nach Anspruch 1, bei dem die ersten Wände (150, 152) derart gegenläufig geneigt sind, dass sie bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung nach oben oder unten hin auseinandergehen.
Fahrwerkrahmen (100) nach Anspruch 2, der ferner zwei zweite Anbringteile (120, 122) aufweist, die an dem mittleren Abschnitt (114) von seiner oberen Wand (106) bis zu seiner unteren Wand (108) verlaufen und die obere Wand (106) mit der unteren Wand (108) verbinden, wobei die beiden zweiten Anbringteile an dem mittleren Abschnitt (114) ein Lenkgehäuse (128) anbringen, das in Fahrzeugquerrichtung verläuft und an jeweiligen Außenseiten des ersten Anbringteils (118) in Fahrzeugquerrichtung auf der oberen Wand (106) des mittleren Abschnitts (114) platziert ist, wobei die beiden zweiten Wände (150, 152) an der oberen Wand (106) oder der unteren Wand (108) in mittleren Positionen zwischen dem ersten Anbringteil (118) und den entsprechenden beiden zweiten Anbringteilen (120, 122) befestigt sind.
Fahrwerkrahmen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die obere Wand (106) oder die untere Wand (108) des mittleren Abschnitts (114) mit Auflageflächen (168, 170) versehen ist, die zwischen Wulsten (164a, 164b, 166a, 166b) angeordnet sind, wobei die ersten Wände (150, 152) an den Auflageflächen (168, 170) befestigt sind.
Fahrwerkrahmen (100) nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die zweiten Anbringteile (120, 122) Verbindungselemente (172, 174) aufweisen, die in vertikaler Richtung verlaufen und die obere Wand (106) und die untere Wand (108) des mittleren Abschnitts (114) verbinden, und wobei der Fahrwerkrahmen (100) ferner zweite Verstärkungen (144, 146) zum Verbinden der Verbindungselemente (172, 174) mit der vorderen Wand (110), der hinteren Wand (112) und/oder den Seitenwänden (113a, 113b) des mittleren Abschnitts (114) in dem Innenraum aufweist.