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Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
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Ein Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug ist ein Teilrahmen an dem Aggregate wie der Motor, Getriebe und Lenkgetriebe, sowie die komplette zugehörige Achsgruppe befestigt sind. Hilfsrahmen sind in vielfältiger Weise und unter- schiedlicher Ausgestaltung bekannt.
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In der DE 10 2005045295 B4 wird ein gattungsbildender offener Hilfsrahmen beschrieben, umfassend zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längs- träger, einen dazu quer verlaufenden Querträger der die beiden Längsträger an ihren jeweiligen Endpunkten miteinander verbindet, sowie Funktionskno- ten, die an den Enden der Längsträgern ausgebildet sind. Die Längsträger, die Querträger, sowie die Funktionsknoten können Anbindungsstellen für verschiedene Fahrzeugkomponenten aufweisen, vgl. US 6397701 B1.
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Insbesondere weist ein Hilfsrahmen Befestigungsanordnungen für die Auf- nahme von Achslenkern auf. Die Lenker übernehmen hauptsächlich die Aufgabe der Radführung, häufig aber auch die Übertragung von Feder-, Dämpfungs-, und Stabilisatorkräften, weswegen die Befestigungsanordnun- gen eine hohe Steifigkeit aufweisen. Die Anzahl und die Anordnung der Len- kerbefestigungen bestimmen sich über die Anforderungen des jeweiligen Achstyps.
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Des Weiteren bildet der Hilfsrahmen die Verbindung zwischen der Karosserie und der Aggregatmontage. Bekanntlich fängt die Lagerung des Antriebsag- gregats das Gewicht des Motors ab und entkoppelt gleichzeitig die Karosse- rie von den Motorvibrationen. In der Regel ist das Antriebsaggregat mittels einer statisch bestimmten Dreipunktelagerung gelagert, wobei der Motor sich vorn auf einem Querträger in einem Punkt und hinten auf zwei Längsträgern in zwei Punkten abstützt. Durch die Dreipunktelagerung werden die Verwin- dungen und Durchbiegungen des Rahmens nicht auf den Motor übertragen. Über die wenigen Lagerstellen ist jedoch nur eine geringe Dämpfung erziel- bar. Aus diesem Grund sind in manchen Kraftfahrzeugen zusätzliche Lager- stellen mittels Aggregatstützen eingebaut, die wiederum einen Befestigungspunkt am Hilfsrahmen benötigen, vgl. DE 10 2015 013 780 A1.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Hilfsrahmen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine einfache und wenig Bauraum beanspruchende Anbindung einer Aggregatstütze an den Hilfsrahmen gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung.
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In bekannter Art und Weise umfasst der Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug zwei Längsträger, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen und mindestens einen Querträger, wobei an den Längsträgern sowie an den Querträgern Befestigungsaufnahmen, insbesondere für die Lenker, ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens eine Anbindung einer Aggregatstütze gemeinsam mit einer am Hilfsrahmen vorhandenen Lenker- befestigungsaufnahme angeordnet ist. Durch diese funktionsintegrierende Anbindung reduziert sich in vorteilhafter Weise die Komplexität der Hilfsrah- mengeometrie an den Längsträgern, den Querträgern und/oder den Funkti- onsknoten, da die Notwendigkeit eines weiteren Anbindungspunktes für das Aggregat wegfällt. Die Anbindung der Aggregatstütze benötigt in bauraum- sparender Weise keine zusätzlichen Bauteile.
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Die Befestigungsanordnung eines Lenkers muss eine hohe Steifigkeit auf- weisen, denn der Lenker überträgt alle Kräfte und Bewegungen vom Radträ- ger an die Karosserie. Die hohe Steifigkeit der Lenkerbefestigungsanordnung wirkt sich vorteilhaft auf die Anbindung der Aggregatstütze aus, denn auch diese braucht einen hohen Grad an Steifigkeit.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aggregatstütze lösbar mit der Lenkerbefestigungsanordnung mittels einer Schraubverbindung verbun- den. An beiden Seiten des Hilfsrahmens hat der Lenker, je nach Achstyp, bis zu fünf Befestigungsanordnungen pro Rad. In vorteilhafter Weise ermöglicht die Schraubverbindung, dass die Aggregatstütze nur bei Bedarf eingebaut ist, und dass die Anordnung der Aggregatstütze je nach Fahrzeugaufbau variabel an verschiedene Lenkerbefestigungsanordnungen anbindbar ist, um möglichst wenig Bauraum in Anspruch zu nehmen. Ein weiterer Vorteil be- steht darin, dass die Aggregatstütze an einer beliebigen Befestigungsanord- nung angebunden ist. Es ist auch möglich, dass entweder jede Anbindungsstelle des Aggregats über die erfindungsgemäße Anbindung ausgebildet ist, oder dass die Aggregatstütze mittels der erfindungsgemäßen Anbindung in einer Mischbauweise mit konventioneller Lagerung angebracht ist.
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Bevorzugt sind die Lenker hilfsrahmenseitig an Lenkerbefestigungsanord- nungen befestigt, die als zwei parallel angeordnete Seitenstege mit jeweils einer Bohrung ausgebildet sind. Das karosserieseitige Gelenk des Lenkers weist eine Bohrung auf in die ein Gummi-Metall-Lager eingepresst ist. Das Lenkergelenk ist zwischen den Seitenstegen der Lenkerbefestigungsanord- nung angeordnet. Eine Schraube fixiert die Anordnung und bildet zugleich die Schwenkachse des Lenkers. Bei einer konstruktiv einfachen Lösung der erfindungsgemäßen Anbindung weisen die hilfsrahmenseitigen Befesti- gungspunkte der Aggregatstütze auch gabelförmige Befestigungsstege auf.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Befesti- gungsstege der Aggregatstütze im eingebauten Zustand außen und/oder innen an den Seitenstegen der Lenkerbefestigungsanordnung angeordnet. Gemeinsam umgreifen die Befestigungsstege und die Seitenstege das Ge- lenk des Lenkers. Auf Grund der technisch einfachen Umsetzbarkeit sind die gabelförmigen Befestigungsstege vorzugsweise so ausgebildet, dass sie außen an den Seitenstegen der Lenkerbefestigungsanordnung anliegen, wobei sich die Flächen der Befestigungsstege der Aggregatstütze und die Flächen der Seitenstege der Lenkerbefestigungsanordnung zum Teil über- decken.
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Bevorzugt weisen die Befestigungsstege der Aggregatstütze, die Seitenstege der Lenkerbefestigungsanordnung und das karosserieseitige Gelenk des Lenkers zueinander fluchtende Durchgangsbohrungen auf.
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Die Durchgangsbohrungen der Befestigungsstege der Aggregatstütze sind als Aufnahmen für Gummi-Metall-Lager ausgebildet. Sie halten störende Schwingungen fern und gewährleisten eine schonende Lagerung. Die Gum- mi-Metall-Lager entkoppeln den Lagerkern von den Schwingungen der Ag- gregatstütze. Des Weiteren sind die Anzahl der Lager in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verdoppelt im Vergleich zur konventionellen Lagerung. Hierdurch ist die individuelle Last jedes Lagers halbiert, und Lager mit kleineren Durchmessern sind anwendbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Anbindung der Aggregatstütze und die Anbindung eines Lenkers mittels einer gemeinsamen schon vorhandenen Schraubverbindung, die sowohl die Seitenstege der Lenkerbefestigungsanordnung, die Aggregatstütze als auch den Lenker durchsetzt. Insgesamt fällt die Anbindung der Aggregatstütze mit einer schon vorhandenen Befestigungsanordnung am Hilfsrahmen zusammen, wodurch sich die Komplexität des Hilfsrahmens in vorteilhafter Weise reduziert.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine Draufsicht auf einen Hilfsrahmen eines Kraftfahrzeugs mit montierter Aggregatstütze;
- 2 eine seitliche Ansicht der Anbindung der Aggregatstütze am Hilfsrahmen gemäß 1;
- 3 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Anbindung der montierten Aggregatstütze am Hilfsrahmen von oben; und
- 4 ein Querschnitt der Anbindungsstelle entlang der Schnittführung A-A nach 2.
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1 bis 3 zeigen in einer schematischen Darstellung ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug bei dem eine Lenkerbefestigungsanordnung 12 als eine gemeinsame Befestigung für einen Lenker 14 und eine Aggregatstütze 16 dient.
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Die in 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt einen Hilfs- rahmen 10 umfassend zwei in Fahrzeuglängsrichtung FL verlaufende Längs- träger 18, einen dazu quer verlaufenden Querträger 20, der die beiden Längsträger 18 miteinander verbindet, sowie Funktionsknoten 22, die an den Enden der Längsträgern 18 ausgebildet sind oder den Querträger mit den Längsträgern verbinden. Die Längsträger 18, die Querträger 20 sowie die Funktionsknoten 22 können Lenkerbefestigungsanordnungen 12 aufweisen. Die Aggregatstütze 16 ist lösbar mir einer beliebigen Lenkerbefestigungsan- ordnung 12 verbunden. Vorliegend ist der Hilfsrahmen 10 als eine Fünf- Lenker Achse dargestellt, die die größtmögliche Auflösung einer Radaufhän- gung darstellt und somit die maximale Anzahl von Lenkerbefestigungsanord- nungen 12 pro Seite der Radaufhängung aufweist. Bei der funktionsintegrierten Anbindung der Aggregatstütze 16 mit dem Lenker 14 profitieren sowohl die Aggregatstütze 16 als auch der Lenker 14 von der hohen lokaldynamischen Steifigkeit der Lenkerbefestigungsanordnung 12.
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Wie insbesondere 2 und 3 zeigen, weisen die hilfsrahmenseitigen Befestigungsenden der Aggregatstütze 16 gabelförmige Befestigungsstege 24 auf, die im eingebauten Zustand bevorzugt außen an den gabelförmigen Seitenstegen 26 der Lenkerbefestigungsanordnung 12 angeordnet sind. Die Befestigungsstege 24 der Aggregatstütze 16, die Seitenstege 26 der Lenker- befestigungsanordnung 12 als auch der Lenker 14 weisen zueinander fluch- tende Durchgangsbohrungen auf. Die Anbindung der Aggregatstütze 16 und die Anbindung des Lenkers 14 erfolgen mittels einer gemeinsamen Schraub- verbindung 30, die plan auf den Seitenstegen 26 der Lenkerbefestigungsan- ordnung 12 aufliegt. Die Schraubverbindung 30 bildet eine Schwenkachse S für den Lenker 14.
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Gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform ist der Lenker 14 zwi- schen den parallelen Seitenstegen 26 der Lenkerbefestigungsanordnung 12 angeordnet, wobei die Befestigungsstege 24 der Aggregatstütze außen an den Seitenstegen 26 der Lenkerbefestigungsanordnung 12 anliegen. Der Lenker 14 ist über ein elastisches Gummi-Metall-Lager 28a zum Lagerkern 32a, der plan auf den Seitenstegen 26 aufliegt, entkoppelt. Die Durchgangs- bohrungen der Befestigungsstege 24 der Aggregatstütze 16 weisen auch Gummi-Metall Lager 28b auf, wodurch auch die Aggregatstütze 16 schwin- gungsentkoppelt vom Lagerkern 32b gelagert ist. Die Schraubverbindung 30 durchsetzt sowohl die elastischen Gummi-Metall-Lager 28b der Befesti- gungsstege 24 der Aggregatstütze 16 als auch die Seitenstege 26 der Len- keranordnung 12 und das Gummi-Metall-Lager 28a des Lenkers 14.
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Insgesamt fällt die Anbindung der Aggregatstütze 16 mit einer schon vorhan- denen Lenkerbefestigungsordnung 12 am Hilfsrahmen 10 zusammen. Hier- durch ist die Komplexität des Hilfsrahmens 10 in vorteilhafter Weise vereinfacht.
