DE102017126975B3 - Axle carrier with reinforcing bracket - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Achsträger 1 für ein Kraftfahrzeug, hergestellt aus einer metallischen Schale 2 mit zwei Längsträgern 4 und zwei diese verbindenden Querbrücken 5, wobei die metallische Schale 2 im Querschnitt als C-förmiges Profil 16 oder als Hutprofil 15 ausgebildet ist und optional an belastungskritischen Bereichen Verstärkungen aus Faserverbundwerkstoff mit der Schale 2 gekoppelt sind, so dass in Einbaulage unterhalb der Schale 2 ein Verstärkungsbügel 3 aus Faserverbundwerkstoff mit der Schale 2 gekoppelt ist. The present invention relates to an axle beam 1 for a motor vehicle, made of a metallic shell 2 with two longitudinal beams 4 and two connecting them cross bridges 5, wherein the metallic shell 2 is formed in cross-section as a C-shaped profile 16 or as a hat profile 15 and optional stress-critical areas reinforcements made of fiber composite material are coupled to the shell 2, so that in the installed position below the shell 2, a reinforcing bracket 3 made of fiber composite material is coupled to the shell 2.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Achsträger für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to an axle carrier for a motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik sind Achsträger an Kraftfahrzeugen bekannt, welche unterhalb einer Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet werden. Ein solcher Achsträger wird auch Achshilfsrahmen genannt. An einen Achsträger werden Lenker angebunden, um die Kraftfahrzeugräder relativ beweglich mit der Kraftfahrzeugkarosserie zu koppeln. Weiterhin kann beispielsweise ein Verteilergetriebe an einem solchen Achsträger angeordnet sein. Das Verteilergetriebe ist mit einer Kardanwelle und/oder Antriebswellen gekoppelt. Auch kann ein Teil eines Motors an dem Achsträger abgestützt sein.Axis carriers on motor vehicles are known from the prior art which are arranged below a motor vehicle body. Such an axle carrier is also called axle auxiliary frame. Handlebars are connected to an axle carrier in order to couple the motor vehicle wheels relatively movably to the motor vehicle body. Furthermore, for example, a transfer case can be arranged on such an axle. The transfer case is coupled to a propshaft and / or drive shafts. Also, a part of a motor may be supported on the axle bracket.
Bei einem gattungsbildenden Achsträger gemäß der
Ein weiterer Achsträger ist beispielsweise aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Achsträger bereitzustellen, der ein besonders geringes Eigengewicht und dabei gleichzeitig eine hohe Steifigkeit aufweist. Der Achsträger soll weitere Vorteile bei der Montage und/oder Reparatur eines Kraftfahrzeuges bieten.Object of the present invention is to provide an axle, which has a particularly low weight and at the same time a high rigidity. The axle is to offer further advantages in the assembly and / or repair of a motor vehicle.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Achsträger für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.The aforementioned object is achieved according to the invention in an axle carrier for a motor vehicle having the features in
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Der Achsträger für ein Kraftfahrzeug ist hergestellt aus einer metallischen Schale mit zwei Längsträgern und zwei diese verbindenden Querbrücken, wobei die metallische Schale im Querschnitt als C-förmiges Profil oder als Hutprofil ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Längsträger und/oder Querbrücken in ihrem Querschnitt als Hutprofil bzw. C-förmig ausgebildet sind. Die metallische Schale ist insbesondere aus einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise Aluminiumwerkstoff, hergestellt. Die metallische Schale kann jedoch auch aus Stahlwerkstoff hergestellt sein. Die metallische Schale selbst ist als Gussbauteil oder Schweißbauteil hergestellt.The axle carrier for a motor vehicle is produced from a metallic shell with two longitudinal members and two transverse bridges connecting them, wherein the metallic shell is designed in cross-section as a C-shaped profile or as a hat profile. This means that the side members and / or cross bridges are formed in their cross section as a hat profile or C-shaped. The metallic shell is in particular made of a light metal alloy, preferably aluminum material. However, the metallic shell may also be made of steel material. The metallic shell itself is manufactured as a cast component or welded component.
Nunmehr ist optional vorgesehen, dass in belastungskritischen Bereichen Verstärkungen aus Faserverbundwerkstoff mit der Schale gekoppelt sind. Diese Verstärkungen sind insbesondere Verstärkungsrippen. Die Verstärkungsrippen selbst können sternförmig ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Verstärkungsrippen stoffschlüssig mit der metallischen Schale gekoppelt. Die Verstärkungsrippen können auch als Unterschale selbst ausgebildet sein, die dann mit der metallischen Schale, welche als Oberschale in Einbaulage angeordnet ist, verbunden ist. Die Verstärkungsrippen können gegenüber einer Oberseite und/oder Unterseite des Verstärkungsbügels überstehen.Now, it is optionally provided that in load-critical areas reinforcements made of fiber composite material are coupled to the shell. These reinforcements are in particular reinforcing ribs. The reinforcing ribs themselves may be formed star-shaped. Preferably, the reinforcing ribs are cohesively coupled to the metallic shell. The reinforcing ribs may also be formed as a lower shell itself, which is then connected to the metallic shell, which is arranged as an upper shell in the installed position. The reinforcing ribs may protrude from an upper side and / or lower side of the reinforcing bracket.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass in Einbaulage des Achsträgers unterhalb der metallischen Schale ein Verstärkungsbügel aus Faserverbundwerkstoff angeordnet und mit der Schale gekoppelt ist. Dieser Verstärkungsbügel ist insbesondere schraubtechnisch mit der metallischen Schale gekoppelt. Der Verstärkungsbügel selbst ist in Draufsicht, besonders bevorzugt C-förmig bzw. U-förmig ausgebildet. Er weist somit ebenfalls eine Querbrücke sowie zwei Längsträger auf. Der Verstärkungsbügel kann jedoch auch in Draufsicht Doppel I-förmig oder aber mit einer O-förmigen Kontur hergestellt sein. Der Verstärkungsbügel ist besonders bevorzugt aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Als Faserwerkstoff können beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern und/oder andere Fasertypen eingesetzt werden, welche dann in ein Matrixharz eingebettet sind und als Faserverbundwerkstoff aushärten.According to the invention it is now provided that in the installation position of the axle beam below the metallic shell, a reinforcing bracket made of fiber composite material is arranged and coupled to the shell. This reinforcing bar is in particular coupled with the metallic shell by means of screw technology. The reinforcing bracket itself is formed in plan view, particularly preferably C-shaped or U-shaped. He thus also has a cross-bridge and two side members. However, the reinforcing bracket can also be made in plan view double I-shaped or with an O-shaped contour. The reinforcing bar is particularly preferably made of a fiber composite material. As a fiber material, for example, glass fibers, carbon fibers and / or other fiber types can be used, which are then embedded in a matrix resin and cure as a fiber composite material.
Der Verstärkungsbügel bietet die Möglichkeit, dass bei gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Achsträgern, ein geringeres Eigengewicht, gleichzeitig jedoch mit mindestens gleichbleibender, wenn nicht sogar mit verbesserter Steifigkeit bereitgestellt wird. Dies betrifft insbesondere eine Verwindungssteifigkeit und/oder eine Steifigkeit in Kraftfahrzeugquerrichtung.The reinforcing bar offers the possibility of providing a lower dead weight in the case of axle carriers known from the prior art, but at the same time with at least constant if not even improved rigidity. This relates in particular to a torsional rigidity and / or a stiffness in the vehicle transverse direction.
Ein weiterer besonderer Vorteil ergibt sich bei der Erstmontage bzw. auch Reparatur eines Kraftfahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen Achsträger. Der Achsträger kann somit zunächst in Einbaulage von unten an das Kraftfahrzeug gekoppelt werden. Wird beispielsweise ein Verteilergetriebe mit dem Achsträger, welcher bevorzugt der Hinterachsträger ist, gekoppelt, so kann dieses in den Achsträger eingesetzt werden. Anbauteile des Verteilergetriebes, beispielsweise eine Kardanwelle bzw. Getriebewelle, optional auch ein Abgasstrang sowie entsprechende Antriebswellen der Kraftfahrzeugräder, können dann montiert werden. Erst im Anschluss daran kann der Verstärkungsbügel montiert werden. Es müssen somit nicht einzelne Bauteile durch Öffnungen oder Ähnliches in den Achsträger eingefädelt werden, was die Montage erschwert.Another particular advantage results from the initial assembly or repair of a motor vehicle with the axle according to the invention. The axle carrier can thus be initially coupled in the installed position from below to the motor vehicle. If, for example, a transfer case is coupled to the axle carrier, which is preferably the rear axle carrier, then this can be inserted into the axle carrier. Attachments of the transfer case, such as a propeller shaft or transmission shaft, optionally also an exhaust system and corresponding drive shafts of the vehicle wheels, can then be mounted. Only then can the reinforcement bar be mounted. To have to Thus, not individual components are threaded through openings or the like in the axle, which makes installation difficult.
Weiterhin besonders bevorzugt ist bereichsweise bzw. jeweils längenabschnittsweise zwischen oberer metallischer Schale sowie dem Verstärkungsbügel ein Abstand ausgebildet. Die obere metallische Schale sowie der Verstärkungsbügel sind somit nur in Kontaktstellen bzw. Kontaktpunkten formschlüssig miteinander gekoppelt. Dies erfolgt insbesondere über Schraubverbindungen.Furthermore, it is particularly preferred that a distance is formed in regions or in sections of each length between the upper metallic shell and the reinforcing bar. The upper metallic shell and the reinforcing bracket are thus positively coupled only in contact points or contact points. This is done in particular via screw.
Weiterhin optional kann über dem Verstärkungsbügel bzw. in den Verstärkungsbügel integriert, aber auch unterhalb des Verstärkungsbügels beispielsweise ein Unterbodenschutz oder ein zusätzlich versteifendes Schubfeld angeordnet sein. Das Schubfeld würde insbesondere eine zusätzliche Versteifung parallel zur XY-Kraftfahrzeugebene realisieren.Furthermore, optionally integrated over the reinforcing bar or in the reinforcing bar, but also below the reinforcing bar, for example, an underbody protection or an additional stiffening shear field can be arranged. The thrust field would in particular realize an additional stiffening parallel to the XY motor vehicle level.
Weiterhin besonders bevorzugt sind in dem Verstärkungsbügel die Faserrichtungen des Faserwerkstoffes gezielt orientiert angeordnet. Insbesondere in einer Querbrücke des Verstärkungsbügels ist die Faserrichtung in Kraftfahrzeugquerrichtung orientiert angeordnet. Dies bewirkt eine höhere Schubsteifigkeit in Kraftfahrzeugquerrichtung. In den übrigen Bereichen des Verstärkungsbügels ist bevorzugt der Faserwerkstoff als Wirrfaser und/oder gemischt orientiert angeordnet. Der Faserverbundwerkstoff hat hierbei ein hohes Dämpfungspotential. Er hat weiterhin nicht nur die Vorteile, dass eine hohe Formgebungsfreiheit bei der Formung der Bauteile gegeben ist, gepaart mit geringem Eigengewicht sowie hohen zu erreichenden Steifigkeitswerten. Ferner werden metallische Bauteile von äußeren Einflüssen ferngehalten, so dass insgesamt der Achsträger ein verbessertes Korrosionsverhalten und/oder elektrische Isolationseigenschaften aufweist. Gleichzeitig bringen die Faserverbundwerkstoffe ein hohes Dämpfungspotential, insbesondere an den Anbindungspunkten, mit.Furthermore, particularly preferably, the fiber directions of the fiber material are oriented in a targeted manner in the reinforcement stirrup. In particular, in a transverse bridge of the reinforcing bracket, the fiber direction is oriented oriented in the vehicle transverse direction. This causes a higher shear stiffness in the vehicle transverse direction. In the other regions of the reinforcing bar, the fiber material is preferably arranged as a random fiber and / or mixed oriented. The fiber composite material in this case has a high damping potential. It not only has the advantages that there is a high degree of freedom in forming the components, coupled with low weight and high levels of stiffness to be achieved. Furthermore, metallic components are kept away from external influences, so that overall the axle carrier has improved corrosion behavior and / or electrical insulation properties. At the same time, the fiber composite materials bring with them a high damping potential, in particular at the connection points.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten sind in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen zur Illustrierung des Erfindungsgedankens. Es zeigen:
-
1a bis f einen Achsträger mit C-förmigem Verstärkungsbügel in jeweils verschiedenen Ansichten, -
2a bis d der Achsträger aus1 mit Verstärkungsbügel mit oberseitigen Verstärkungsrippen und -
3a bis c der Achsträger aus1 bzw. 2 mit Verstärkungsbügel mit ober- und unterseitigen Verstärkungsrippen.
-
1a to f an axle beam with C-shaped reinforcing bracket in different views, -
2a to d the axle carrier off1 with reinforcing strap with top reinforcing ribs and -
3a to c the axle carrier off1 or 2 with reinforcing bar with top and bottom reinforcing ribs.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.In the figures, the same reference numerals are used for the same or similar components, even if a repeated description is omitted for reasons of simplicity.
Der Achsträger
Der Verstärkungsbügel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1-1-
- Achsträgeraxle support
- 2-2
- AchsträgerschaleAchsträgerschale
- 3-3
- Verstärkungsbügelreinforcement bracket
- 4-4
- Längsträger zu 2Side member to 2
- 5-5
- Querbrücke zu 2Cross bridge to 2
- 6-6
- BefestigungsarmMounting Arm
- 7-7-
- Höheheight
- 8-8th-
- Querbrücke zu 3Cross bridge to 3
- 9-9-
- Längsträger zu 3Side member to 3
- 10-10-
- Unterseite zu 3Bottom to 3
- 11-11-
- Verstärkungsrippe zu 3Reinforcing rib to 3
- 12-12-
- Durchbrechungperforation
- 13-13-
- Ausstellungexhibition
- 14-14-
- Öffnungopening
- 15-15
- Hutprofilhat profile
- 16-16-
- C-förmiges ProfilC-shaped profile
- 17-17-
- Öffnungopening
- 18-18-
- Oberseite zu 3 Top to 3
- A -A -
- Abstanddistance
- X -X -
- KraftfahrzeuglängsrichtungMotor vehicle longitudinal direction
- Y -Y -
- KraftfahrzeugquerrichtungMotor vehicle transverse direction
- Z -Z -
- KraftfahrzeugvertikalrichtungAutomotive vertical direction
Claims (12)
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DE102017126975.4A DE102017126975B3 (en) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | Axle carrier with reinforcing bracket |
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DE102017126975.4A DE102017126975B3 (en) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | Axle carrier with reinforcing bracket |
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DE102017126975.4A Expired - Fee Related DE102017126975B3 (en) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | Axle carrier with reinforcing bracket |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180236881A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-23 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Axle carrier for the disposal on an electric motor vehicle, and method for the production of said axle carrier |
Citations (2)
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DE102008010553A1 (en) | 2008-02-22 | 2009-08-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Subframe for a front axle of a motor vehicle |
DE102014112090A1 (en) | 2014-08-25 | 2016-02-25 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Achsträger for a motor vehicle and method for producing an axle carrier |
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- 2017-11-16 DE DE102017126975.4A patent/DE102017126975B3/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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