DE10260529A1

DE10260529A1 - Auxiliary frame for motor vehicle, has transverse and longitudinal bearers manufactured from pieces of tube by bending deformation with exclusively external force action and directly welded together

Info

Publication number: DE10260529A1
Application number: DE2002160529
Authority: DE
Inventors: Ingo Winter; Torsten Grotewohl; Steffen Muth; Gerhard Müller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-12-21
Filing date: 2002-12-21
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-22
Also published as: DE10260529B4

Abstract

The frame (1) has a forward transverse bearer (2) and a rear transverse bearer (3) that are joined together via two longitudinal bearers (4,5) and together form a closed quadrilateral frame. At least one of the transverse bearers and the longitudinal bearers are manufactured from a piece of tube by bending deformation with exclusively external force action and directly welding together the bearers made of tube of pieces. AN Independent claim is also included for the following: (a) a method of manufacturing an inventive device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug mit einem vorderen Querträger und einem hinteren Querträger, die über zwei Längsträger miteinander verbunden sind und zusammen ein geschlossenes Rahmenviereck bilden.The invention relates to a Subframe for a motor vehicle with a front cross member and a rear cross member, which are connected to one another via two longitudinal members are connected and together form a closed frame rectangle.

Derartige Hilfsrahmen sind im Stand der Technik allgemein bekannt und werden aufgrund ihrer ringartig geschlossenen Struktur oftmals als Vollhilfsrahmen bezeichnet.Such subframes are in the state known in the art and are ring-like because of their closed structure often referred to as a full support framework.

Üblicherweise werden Hilfsrahmen dazu eingesetzt, um Teilbereiche des Vorderwagens oder Hinterwagens eines Kraftfahrzeuges vorzumontieren und die vormontierte Einheit dann in die Karosserie des Fahrzeugs einzufügen und mit dieser zu verbinden. An dem Hilfsrahmen werden Fahrzeugkomponenten wie beispielsweise eine Radaufhängung oder auch hydraulische Aggregate für eine Fahrzeuglenkung und dergleichen angebracht. Überdies ist es möglich, den Fahrzeugmotor selbst unmittelbar an dem Hilfsrahmen abzustützen, wie dies beispielsweise in der WO 96/19373 A beschrieben ist.Usually subframes are used to cover parts of the front end or pre-assemble the rear of a motor vehicle and the pre-assembled Then insert the unit into the body of the vehicle and to connect with this. Vehicle components are attached to the subframe such as a wheel suspension or also hydraulic units for vehicle steering and the like attached. moreover Is it possible, to support the vehicle engine itself directly on the subframe, such as this is described, for example, in WO 96/19373 A.

Zudem kann ein Hilfsrahmen in Verbindung mit einer Hinterradachse eingesetzt werden.A subframe can also be used in conjunction with a rear wheel axle can be used.

Neben einer möglichst hohen Steifigkeit für eine gute Fahrdynamik und einem hohen Energieabsorptionsvermögen bei einem Fahrzeugunfall müssen bei der Konzeption und Konstruktion eines Hilfsrahmens vor allem fertigungs- und montagetechnische Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Durch beengte Raumverhältnisse im Motorraum infolge einer Vielzahl von dort anzuordnenden Elementen und Aggregaten, wie beispielsweise einem ABS-System, einer Servo-Lenkung, einer möglichst großen Fahrzeugbatterie, Aggregaten für eine Klimaanlage, etc. ergeben sich konstruktive und montagetechnische Einschränkungen. Dies gilt insbesondere für Fahrzeuge mit einem kurzen Vorderwagen, bei denen ein großes Interesse daran besteht, einen möglichst großen Anteil der Montage der im Motorraum anzuordnenden Komponenten außerhalb der Fahrzeugkarosserie vorzunehmen, da aufgrund der beengten Raumverhältnisse eine unmittelbare Montage im Motorraum ineffizient und zudem fehlerträchtig wäre.In addition to the highest possible rigidity for a good one Driving dynamics and a high energy absorption capacity a vehicle accident especially when designing and constructing a subframe manufacturing and assembly aspects are taken into account become. Because of the limited space in the engine compartment due to a large number of elements to be arranged there and units, such as an ABS system, a power steering, one if possible huge Vehicle battery, units for an air conditioning system, etc., there are design and assembly restrictions. This applies in particular to Vehicles with a short front end, in which a lot of interest insists on one if possible huge Share of the assembly of the components to be arranged in the engine compartment outside the vehicle body because of the limited space an immediate installation in the engine compartment would be inefficient and also prone to errors.

Desweiteren ist bei der in der Herstellung in Großserien eine hohe Sicherheit des Fertigungsprozesses anzustreben, um bei einer ganz- oder teilautomatisierten Fertigung die Fehlerfreiheit der gefertigten Stücke zu gewährleisten. Problematisch sind hierbei in der Regel die Lagegenauigkeit verschiedener Komponenten zueinander sowie die Qualität der Fügestellen.Furthermore, is in the manufacture in large series to strive for a high level of security in the manufacturing process in order to a completely or partially automated production the freedom from errors of the manufactured pieces to ensure. The positional accuracy of various is generally problematic Components to each other and the quality of the joints.

Aus der DE 199 22 800 A1 ist in diesem Zusammenhang ein Hilfsrahmen bekannt, bei dem die Verbindung der einzelnen Träger über spezielle Knotenelemente erfolgt. Die Knotenelemente dienen darüber hinaus als Lagerstellen für die Anlenkung von Radführungsgliedern. Während die Knotenelemente als Gußteile gefertigt werden, sind die Träger aus längsgeschweißten Rohren oder Kunststoffrohren hergestellt, deren Endform durch Innenhochdruckumformung erzielt wird.From the DE 199 22 800 A1 an auxiliary frame is known in this connection, in which the connection of the individual carriers is carried out via special node elements. The node elements also serve as bearing points for the articulation of wheel guide members. While the node elements are manufactured as castings, the supports are made of longitudinally welded pipes or plastic pipes, the final shape of which is achieved by internal high pressure forming.

Hierdurch wird eine hohe Maßgenauigkeit erzielt. Gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren, insbesondere solchen, bei denen in die Elemente des Hilfsrahmens in Schweißkonstruktion oder als Gußteil ausgeführt sind, ergeben sich zudem erhebliche Einsparungen bei den Herstellkosten. Allerdings erfordert die Innenhochdruckumformung im Hinblick auf die Druckerzeugung und die benötigten Formwerkzeuge einen hohen apparativen Aufwand.This ensures high dimensional accuracy. Across from usual Manufacturing process, especially those involving the elements the subframe in welded construction or as a casting accomplished there are also considerable savings in manufacturing costs. However, hydroforming requires consideration with regard to pressure generation and the required molds a high expenditure on equipment.

Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Hilfsrahmens in Rohrkonstruktion weiter zu vereinfachen.The invention lies against this background Task based on the production of a subframe in tubular construction to further simplify.

Dazu wird ein Hilfsrahmen der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem mindestens einer der Querträger und die Längsträger jeweils aus einem Rohrstück durch eine Biegeumformung mit ausschließlich äußerer Krafteinwirkung hergestellt sind, und bei dem diese aus Rohrstücken hergestellten Träger unmittelbar miteinander verschweißt sind.For this, a subframe is used at the beginning mentioned type proposed, in which at least one of the cross members and the side members each from a piece of pipe are produced by bending with only external force, and where these are made of pipe pieces manufactured carrier are directly welded together.

Es hat sich gezeigt, daß ein solcher Hilfsrahmen, der einen sehr einfachen Aufbau besitzt, bei geringem Gewicht mit überraschend guten Festigkeitseigenschaften und einer hohen Prozeßsicherheit gefertigt werden kann. Gegenüber einem Rahmen mit Knotenelementen und Innenhochdruckumgeformten Trägern ergibt sich eine nochmals deutliche Reduzierung des Herstellungsaufwands. Der erfindungsgemäße Hilfsrahmen eignet sich daher besonders für den Großserieneinsatz.It has been shown that such Subframe, which has a very simple structure, with little Weight with surprising good strength properties and high process reliability can be manufactured. Across from a frame with knot elements and hydroformed supports there is yet another significant reduction in manufacturing costs. The subframe according to the invention is therefore particularly suitable for the Large-scale production.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der vordere Querträger aus einem Rohrstück durch eine Biegeumformung mit ausschließlich äußerer Krafteinwirkung hergestellt. Der vordere Querträger ist dabei ist so ausgestaltet, daß an einen in sich geraden Mittelabschnitt beidseits jeweils ein entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung abgewinkelter, in sich wiederum gerader Endabschnitt anschließt. Durch diese Formgebung, die sich durch eine besonders einfache Herstellung auszeichnet, kann der vordere Querträger sehr weit nach vorne verschoben werden, so daß sein Mittelabschnitt vor den vorderen Radlenker-Lagern zu liegen kommt. Neben einer Verbesserung der Steifigkeit durch die Biegestellen dient der Hilfsrahmen unter einem Vorderwagen bzw. Hinterwagen so auch als zusätzliches Absorptionselement für Crashenergie.In an advantageous embodiment the invention is the front cross member from a piece of pipe produced a bending process with only external force. The front cross member is designed so that one is straight in itself The middle section on either side is opposite to the forward direction angled, in turn straight end section connects. By this shape, which is particularly easy to manufacture distinguished, the front cross member can be moved very far forward, so that be Middle section comes to lie in front of the front wheel control arm bearings. In addition to improving the rigidity through the bending points the subframe under a front car or rear car so too as an additional Absorbent element for Crash energy.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, Lagerelemente an Stirnenden der Endabschnitte des vorderen Querträgers vorzusehen. Die Lagerelemente sind dabei vorzugsweise Lagerbuchsen, können aber auch als Lagerzapfen ausgestaltet sein. Durch die Vermeidung von Knotenelementen wird die Montage dahingehend vereinfacht, daß eine genaue Positionierung der Lenkerlager allein in Zuordnung zu dem vorderen Querträger und damit unabhängig von den Längsträgern erfolgt.In this context, it is advantageous to provide bearing elements at the ends of the end sections of the front cross member. The bearing elements are preferably bushings, but can also be designed as a bearing journal. By the avoidance of knot elements simplifies the assembly in such a way that an exact positioning of the link bearing takes place solely in association with the front cross member and thus independently of the longitudinal members.

Prinzipiell lassen sich die Lagerbuchsen des vorderen Querträgers in bezug auf die Ausrichtung ihrer Achsen durch die individuelle Anbindung an den vorderen Querträger nahezu beliebig einstellen. Vorzugsweise verlaufen die Achsen der Lagerbuchsen des vorderen Querträgers quer und bevorzugt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des vorderen Querträgers.In principle, the bearing bushes of the front cross member in relation to the alignment of their axes by the individual Connection to the front cross member set almost arbitrarily. Preferably, the axes of the Bearing bushes of the front cross member transversely and preferably perpendicular to the longitudinal direction of the front cross member.

Die Befestigung der Lagerelemente an die Stirnseiten des vorderen Querträgers erfolgt im Hinblick auf eine Großseriefertigung automatisierbar bevorzugt durch Schweißen.The attachment of the bearing elements is done on the end faces of the front cross member with a view to a large-scale production automatable, preferably by welding.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung treffen die Längsträger mit ihren frontseitigen Enden in der Art eines T-Stoßes auf den vorderen Querträger und sind unmittelbar an den vorderen Querträger angeschweißt.In another advantageous one Embodiment of the invention meet the side members with their front T-shaped ends on the front cross member and are welded directly to the front cross member.

Dabei können auch die Längsträger an ihrem rückseitigen Ende jeweils ein Lagerelement, vorzugsweise eine Lagerbuchse aufweisen. Dies hat den Vorteil, daß sich die gesamte Radaufhängung mit dem Hilfsrahmen zu einem vormontierbaren Modul zusammenfassen läßt, das anschließend insgesamt am Fahrzeugaufbau angebracht wird.The side members can also be on their back End each have a bearing element, preferably a bearing bush. This has the advantage that the entire wheel suspension with the subframe can be combined into a preassembled module that subsequently is attached overall to the vehicle body.

Weitere Anlenkstellen für Radführungsglieder können ebenfalls an dem Hilfsrahmen vorgesehen werden, indem an der Rohrkonstruktion entsprechende Konsolen befestigt, vorzugsweise angeschweißt werden.Further articulation points for wheel guide links can can also be provided on the subframe by the tube construction appropriate brackets attached, preferably welded.

Auch die Lagerbuchsen an den rückseitigen Enden der Längsträger lassen sich in ihrer Ausrichtung verhältnismäßig frei einstellen. Vorzugsweise verlaufen die Achsen quer, und insbesondere senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers.Also the bearing bushes at the rear ends leave the side member are relatively free in their orientation to adjust. The axes preferably run transversely, and in particular perpendicular to the longitudinal direction of the respective side member.

Im Hinblick auf eine einfache Fertigung werden auch die Lagerbuchsen an den rückseitigen Enden der Längsträger durch Schweißen befestigt.With a view to simple manufacture the bushings on the rear ends of the side members are also through welding attached.

Die Längsträger selbst lassen sich herstellungstechnisch günstig genauso wie der vordere Querträger aus einem Rohrstück durch eine Biegeumformung mit ausschließlich äußerer Krafteinwirkung hergestellt. Jeder Längsträger besitzt dann zwei in sich geradlinige Schenkel, wobei der vordere Schenkel an den vorderen Querträger anschließt und der hintere Schenkel ein Lagerelement aufweist.The side members themselves can be manufactured Cheap just like the front cross member from a piece of pipe produced by bending with only external force. Every side member has then two straight legs, the front leg to the front cross member followed and the rear leg has a bearing element.

Wie bereits erwähnt, können an den Längsträgern jeweils eine oder mehrere Konsolen für weitere Radführungsglieder, beispielsweise je einen Querlenker und je eine Spurstange angeschweißt werden. In vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei je Längsträger bevorzugt genau eine Konsole vorgesehen, welche die Biegung zwischen den Schenkeln überbrückt. Dadurch kann eine zusätzliche Aussteifung des frei umgeformten Bereichs der Längsträger erzielt werden, in dem praktisch ansonsten eine verhältnismäßig schlechte Maßgenauigkeit vorliegt. Durch die Konsolen läßt sich sowohl die Steifigkeit als auch die Maßgenauigkeit steigern.As already mentioned, each on the side members one or more consoles for further wheel guide members, for example, one wishbone each and one tie rod are welded on. In an advantageous embodiment, exactly one console is preferred for each longitudinal beam provided which bridges the bend between the legs. Thereby can be an additional Bracing of the freely formed area of the side members can be achieved in the practically otherwise a relatively bad one dimensional accuracy is present. Through the consoles increase both the rigidity and the dimensional accuracy.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens weisen die Lagerbuchsen Ansätze auf. Diese werden entweder in ein Stirnende des vorderen Querträgers bzw. in ein rückseitiges Ende eines Längsträgers eingesteckt. Dadurch läßt sich eine besonders stabile Befestigung der Lagerelemente bzw. Lagerbuchsen an den Trägern realisieren.According to another advantageous Design of the subframe according to the invention have bearing bushes approaches on. These are either in a front end of the front cross member or in a back Inserted end of a side member. This allows a particularly stable attachment of the bearing elements or bushings the porters realize.

Zur Verbesserung der Stabilität der Anbindung ist es weithin vorteilhaft, die Träger an ihren Enden zur Anbindung der Lagerbuchsen flachgedrückt auszubilden. Zudem sind die Enden entsprechend der Außenkontur der Lagerbuchsen beschnitten, wobei die Trägerenden formfolgend gegen die Außenwand der jeweiligen Lagerbuchse anliegen und dort mit dieser verschweißt sind.To improve the stability of the connection it is widely advantageous to tie the straps at their ends flatten the bearing bushes. In addition, the ends correspond to the outer contour of the bearing bushes cropped with the ends of the straps following the shape against the outer wall of the respective bearing bush and there are welded to it.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist an Endabschnitten des vorderen Querträgers und der Längsträger eine Positionierungseinrichtung vorgesehen, die auf der einen Wandseite eine Öffnung aufweist, sowie eine Stanzloch kleineren Durchmessers auf der gegenüberliegenden Wandseite, dessen Umgebung nach außen vorgewölbt ist, wobei die Vorwölbung außenseitig eine Anlagefläche ausbildet. Über die Stanzlöcher erfolgt die Fixierung in der Schweißvorrichtung und der Montage. Über diese an den bereits umgeformten Trägern angebrachten Löcher läßt sich selbst bei Maßabweichungen der Träger eine definierte Lagezuordnung der Lenkerlager und damit der Radaufhängung zum Fahrzeugsaufbau gewährleisten.According to another advantageous Design is at end portions of the front cross member and the side member one Positioning device is provided which has an opening on one wall side, as well as a punch hole of smaller diameter on the opposite wall side, its surroundings to the outside bulge is where the bulge externally an investment area formed. about the punch holes is fixed in the welding device and assembly. About these attached to the already formed beams holes let yourself even with dimensional deviations the carrier a defined position assignment of the handlebar bearings and thus the wheel suspension to the vehicle body guarantee.

Vorzugsweise weist ein Träger einen durch Stanzen hergestellten Lagerbuchsen-Ausschnitt mit einem Glattschnittanteil und einem Stanzausbruch auf. Dabei bildet der zu dem Stanzausbruch angewinkelte Glattschnittanteil mit der Lagerbuchse einen Schweißspalt aus. Auf diese Weise lassen sich fertigungstechnische Gegebenheiten zur Minimierung des Schweißspalts zwischen dem Träger und der Lagerbuchse ausnutzen. Der Abstand zwischen dem Stand der Ausspruch und der Lagerbuchse kann dadurch sehr eng ausfallen.A carrier preferably has one Bearing bush cutout made by punching with a smooth cut portion and a punch break out. This forms the punching breakout angled smooth cut portion with the bearing bush from a welding gap. In this way, manufacturing conditions can be Minimization of the welding gap between the carrier and take advantage of the bearing bush. The distance between the state of the Saying and the bearing bush can be very tight.

Im Zuge der Erfindung wird die obengenannte Aufgabe weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hilfsrahmens der vorstehend erläuterten Art gelöst, bei dem ein Träger, der an einem Ende eine Lagerbuchse aufweist, aus einem Rohrstück hergestellt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein unverformtes Rohrstück in einem Endbereich mit einer Öffnung versehen. Anschließend wird der Träger durch eine Biegeumformung unter Krafteinwirkung auf seine Außenseite in seine Endform gebogen und gegebenenfalls das lagerbuchsenseitige Ende abgeflacht. Hernach wird durch die Öffnung in der gegenüberliegenden Wand ein Stanzloch zur Positionierung des Hilfsrahmens eingebracht. Über das Stanzloch läßt sich somit eine definierte Lagerzuordnung zwischen dem Fahrzeugsaufbau und der Radaufhängung realisieren, ohne daß es auf eine hohe Genauigkeit beim Biegen der Rohrstücke ankommt.In the course of the invention, the above-mentioned object is further achieved by a method for producing a subframe of the type explained above, in which a carrier which has a bearing bush at one end is produced from a piece of pipe. In the method according to the invention, an undeformed piece of pipe is provided with an opening in an end region. Subsequently, the carrier is bent into its final shape by a bending process under the action of force on its outside, and the end on the bearing bush side is flattened if necessary. Then a hole is made through the opening in the opposite wall to position the subframe brought. A defined bearing allocation between the vehicle body and the wheel suspension can thus be realized via the punched hole, without the need for high accuracy when bending the pipe sections.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention is described below of an embodiment shown in the drawing. The Drawing shows in:

1 eine räumliche Ansicht eines Hilfsrahmens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 2 shows a spatial view of a subframe according to an embodiment of the invention,

2 eine räumliche Ansicht des vorderen Querträgers des Hilfsrahmens von schräg vorn, 2 a spatial view of the front cross member of the subframe obliquely from the front,

3 eine Schnittansicht eines Endabschnitts des vorderen Querträgers, 3 2 shows a sectional view of an end section of the front cross member,

4 eine räumliche Ansicht eines Längsträgers des Hilfsrahmens von schräg unten, 4 a spatial view of a longitudinal member of the subframe from obliquely below,

5 eine weitere Schnittansicht eines Endabschnitts des vorderen Querträgers, und in 5 another sectional view of an end portion of the front cross member, and in

6 eine Detailansicht des ausgestanzten Ausschnitts des vorderen Querträgers. 6 a detailed view of the punched section of the front cross member.

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Hilfsrahmen 1 zur Befestigung an einem Fahrzeugsaufbau, an den die Radführungsglieder einer hinteren Fahrzeugachse angekoppelt werden. Dabei bilden die Fahrzeugachse und der Hilfsrahmen 1 eine vormontierbare Einheit, die insgesamt an den Fahrzeugaufbau angesetzt wird.The exemplary embodiment shows a subframe 1 For attachment to a vehicle body to which the wheel guide members of a rear vehicle axle are coupled. The vehicle axle and the subframe form 1 a preassembled unit that is attached to the vehicle body as a whole.

Der Hilfsrahmen 1 wird durch einen vorderen Querträger 2, einen hinteren Querträger 3 und zwei Längsträger 4 und 5 gebildet, die zusammen ein geschlossenes Rahmenviereck darstellen. Wie 1 entnommen werden kann, sind der vordere Querträger 2 und die beiden Längsträger 4 und 5 aus Rohrstücken hergestellt und unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung von Knotenelementen miteinander verbunden.The subframe 1 is through a front cross member 2 , a rear cross member 3 and two side members 4 and 5 formed, which together form a closed frame rectangle. How 1 can be removed are the front cross member 2 and the two side members 4 and 5 Made from pieces of pipe and directly connected to each other, ie without the interposition of node elements.

Auch der hintere Querträger 3 kann aus einem Rohrstück hergestellt und direkt an die Längsträger 4 und 5 angeschlossen sein.Even the rear cross member 3 can be made from a piece of pipe and directly to the side members 4 and 5 be connected.

Weiterhin sind vier Lagerbuchsen 6, 7, 8 und 9 zu erkennen, die an den "Ecken" des Rahmenvierecks liegen und jeweils ein Gummilager zur Befestigung am Fahrzeug aufnehmen. Die Anordnung der Träger 2, 3, 4 und 5 ist derart gewählt, daß die Lagerbuchsen 6, 7, 8 und 9 jeweils an der Stirnseite bzw. einem Ende eines Trägers 2, 4 bzw. 5 sitzen.There are also four bushings 6 . 7 . 8th and 9 to recognize that are at the "corners" of the frame square and each take a rubber mount for attachment to the vehicle. The arrangement of the carriers 2 . 3 . 4 and 5 is chosen such that the bearing bushes 6 . 7 . 8th and 9 in each case on the end face or one end of a carrier 2 . 4 or 5 seats.

So schließen die Längsträger 4 und 5 jeweils mit einem frontseitigen Ende in der Art eines T-Stoßes an einen Endabschnitt 10 bzw. 11 des vorderen Querträgers 2 an. Die Stirnseiten 12 und 13 dieser vorzugsweise abgeflachten Endabschnitte 10 und 11 haltern jeweils eine Lagerbuchse 6 bzw. 7. Weitere Lagerbuchsen 8 und 9 befinden sich an den rückseitigen Enden 14 bzw. 15 der Längsträger 4 und 5. Die Stirnenden des hinteren Querträgers 3 stoßen kurz vor den hinteren Lagerbuchsen 8 und 9 auf die Längsträger 4 und 5.So the side members close 4 and 5 each with a front end in the manner of a T-joint to an end section 10 respectively. 11 of the front cross member 2 on. The end faces 12 and 13 this preferably flattened end sections 10 and 11 each hold a bearing bush 6 respectively. 7 , More bushings 8th and 9 are located at the back ends 14 respectively. 15 the side member 4 and 5 , The front ends of the rear crossmember 3 come shortly before the rear bearing bushes 8th and 9 on the side members 4 and 5 ,

Zur zusätzlichen Aussteifung des Hilfsrahmens 1 sowie insbesondere auch zur Anbindung weiterer Radführungsglieder sind an dem Hilfsrahmen 1 zusätzlich zwei Konsolen 16 und 17 vorgesehen, die im Bereich der Längsträger 4 und 5 befestigt sind. Sie dienen hier jeweils der Anbindung eines Querlenkers und einer Spurstange. Dabei können die Konsolen 16 und 17 allein an den Längsträgern 4 und 5 angeschlossen werden, um diese zusätzlich zu versteifen. Möglich ist jedoch auch, diese in den Zwickel zwischen den überstehenden Endabschnitten 10 und 11 des vorderen Querträgers 2 und den Längsträgern 4 und 5 einzusetzen und mit diesen beiden zu verbinden.For additional bracing of the subframe 1 and in particular also for connecting further wheel guide members are on the subframe 1 additionally two consoles 16 and 17 provided in the area of the side members 4 and 5 are attached. They are used here to connect a wishbone and a tie rod. The consoles can 16 and 17 alone on the side members 4 and 5 can be connected to additionally stiffen them. However, this is also possible in the gusset between the protruding end sections 10 and 11 of the front cross member 2 and the side members 4 and 5 insert and connect with these two.

Im Hinblick auf eine möglichst einfache, vorzugsweise automatisierte Herstellung sind bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mindestens einer der Querträger 2 und 3, hier der vordere Querträger 2, und die Längsträger 4 und 5 jeweils aus einem Rohrstück durch eine Biegeumformung mit ausschließlich äußerer Krafteinwirkung hergestellt. Eine aufwendigere Innenhochdruckumformung wird dadurch vermieden. Desweiteren sind die Querträger 2 und 3 sowie die Längsträger 4 und 5 unmittelbar miteinander verschweißt. Auch die Konsolen 16 und 17 sind in diese Schweißkonstruktion eingebunden.With a view to making production as simple as possible, preferably automated, at least one of the cross members is in the embodiment according to the invention 2 and 3 , here the front cross member 2 , and the side members 4 and 5 each made from a piece of pipe by bending with only external force. A more complex internal high pressure forming is avoided. Furthermore, the cross members 2 and 3 as well as the side members 4 and 5 welded directly together. The consoles too 16 and 17 are integrated in this welded construction.

Dabei bleiben die einzelnen Träger 2, 3, 4 und 5 des Hilfsrahmens 1 in ihrem Aufbau sehr einfach, da ihre Rohrform weitgehend beibehalten wird. Veränderungen des Durchmessers und der Querschnittsform unterbleiben weitgehend, d. h. in den Bereichen zwischen den jeweiligen äußeren Anbindungsstellen der Träger. Die 2 und 4 zeigen dies anhand des vorderen Querträgers 2 und eines Längsträgers 4.The individual carriers remain 2 . 3 . 4 and 5 of the subframe 1 its structure is very simple since its tubular shape is largely retained. Changes in the diameter and the cross-sectional shape are largely omitted, ie in the areas between the respective external connection points of the carriers. The 2 and 4 show this using the front cross member 2 and a side member 4 ,

Wie 2 entnommen werden kann, ist der vordere Querträger 2 aus einem ursprünglich geraden Rohrstück gefertigt, das von einem Endlosmaterial, beispielsweise einem längsgeschweißten oder einem nahtlosen Rohr abgelängt werden kann. Vorzugsweise werden dabei Rohre mit rundem Querschnitt verwendet. Es ist jedoch auch möglich, Rohre mit anderen Querschnittsformen als Rohlinge einzusetzen.How 2 can be removed is the front cross member 2 Made from an originally straight piece of pipe that can be cut to length from an endless material, for example a longitudinally welded or a seamless pipe. Tubes with a round cross section are preferably used. However, it is also possible to use pipes with cross-sectional shapes other than blanks.

Für den vorderen Querträger 2 wird ein solches Rohrstück mit zwei Biegungen versehen, so daß dieses in seiner Endform aus einem in sich geraden Mittelabschnitt 18 und zwei beidseits jeweils entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung abgewinkelten, in sich wiederum geraden Endabschnitten 10 und 11 besteht.For the front cross member 2 such a piece of pipe is provided with two bends, so that this in its final form from a straight middle section 18 and two end sections which are angled on both sides in each case counter to the forward driving direction and are in turn straight 10 and 11 consists.

An seinen Stirnenden 12 und 13 ist der Querträger 2 abgeflacht und bildet jeweils eine Aufnahme für eine Lagerbuchse 6 bzw. 7 aus, deren Form der Außengestalt der Lagerbuchsen 6 bzw. 7 nachempfunden ist. Dazu werden die flachgedrückten Enden entsprechend bogenförmig beschnitten.On his foreheads 12 and 13 is the cross member 2 flattened and forms a receptacle for a bearing bush 6 respectively. 7 from, the shape of the outer shape of the bearing bushes 6 respectively. 7 is modeled. For this purpose, the flattened ends are trimmed in an arcuate manner.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Achsen der Lagerbuchsen 6 und 7 im wesentlichen quer zu der Längserstreckungsrichtung des vorderen Querträgers 2. Ihre Ausrichtung, die bei dem Ausführungsbeispiel im wesentlichen senkrecht gewählt ist, kann durch einen entsprechenden Beschnitt der flachgedrückten Enden weitgehend frei eingestellt werden. Die Befestigung der Lagerbuchsen 6 und 7 erfolgt bevorzugt durch Schweißen.In the embodiment shown here play the axes of the bearing bushes 6 and 7 substantially transverse to the longitudinal direction of the front cross member 2 , Their orientation, which is chosen to be essentially vertical in the exemplary embodiment, can be largely freely adjusted by appropriately trimming the flattened ends. The mounting of the bearing bushes 6 and 7 is preferably done by welding.

Der Längsträger 4 wird wie der vordere Querträger 2 ebenfalls aus einem anfänglich geraden Rohrstück hergestellt, weist jedoch lediglich eine einzige Biegung 21 auf. Wie 4 zeigt, besitzt der Längsträger 4 somit einen vorderen Schenkel 19, der mit seinem frontseitigen Ende an den vorderen Querträger 2 angeschweißt wird, sowie einen hinteren Schenkel 20, der die Lagerbuchse 9 aufnimmt. Das entsprechende rückseitige Ende 14 des Längsträgers 4 ist in bezug auf die Befestigung der Lagerbuchse 9 entsprechend der Anbindung der Lagerbuchsen 6 und 7 an den vorderen Querträger 2 ausgebildet.The side member 4 becomes like the front cross member 2 also made from an initially straight piece of pipe, but has only a single bend 21 on. How 4 shows, has the side member 4 thus a front leg 19 which with its front end to the front cross member 2 is welded, and a rear leg 20 who the bearing bush 9 receives. The corresponding back end 14 of the side member 4 is regarding the mounting of the bearing bush 9 according to the connection of the bearing bushes 6 and 7 to the front cross member 2 educated.

Auch an den Längsträgern 4 und 5 sind die Achsen der Lagerbuchsen 8 und 9 nahezu frei einstellbar. Hier erfolgt jedoch eine im wesentlichen senkrechte Ausrichtung quer zu der Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers 4 bzw. 5.Also on the side members 4 and 5 are the axes of the bearing bushes 8th and 9 almost freely adjustable. Here, however, there is an essentially vertical alignment transverse to the direction of longitudinal extension of the respective longitudinal member 4 respectively. 5 ,

Zur Fixierung des Hilfsrahmens 1 am Fahrzeugaufbau sind an den Trägern 2, 3, 4 und 5 entsprechende Öffnungen bzw. Löcher ausgebildet, die ein Einsetzen und Spannen von Befestigungsorganen von der Unterseite des Fahrzeugs her erlauben. Im Hinblick auf eine genaue Ausrichtung der Radaufhängung zum Fahrzeugsaufbau müssen die Löcher in Bezug auf die Lenkerlager exakt positioniert werden. Darüber hinaus sind um diese Löcher definierte Anlageflächen vorgesehen, an die bei einem Anbau des Hilfsrahmens 1 an den Fahrzeugaufbau eine Justierung erlauben.For fixing the subframe 1 on the vehicle body are on the carriers 2 . 3 . 4 and 5 Corresponding openings or holes are formed which permit the insertion and tensioning of fastening elements from the underside of the vehicle. The holes must be positioned precisely in relation to the handlebar bearings in order to align the suspension correctly to the vehicle body. In addition, defined contact surfaces are provided around these holes, to which when the subframe is attached 1 Allow adjustment to the vehicle body.

Eine entsprechende Befestigungsstelle ist beispielhaft in 3 an dem vorderen Querträger 2 dargestellt. Wie die 3 zeigt, ist an dem Träger 2 die zum Fahrzeugsaufbau weisende Wand mit einer Vorwölbung 22 versehen, die in der Mitte ein genaues Stanzloch 23 aufweist. Das Stanzloch 23 ist von einer Anlagefläche 24 umgeben, die der Anlage gegen eine entsprechende Anlagefläche des Fahrzeugaufbaus dient. In der gegenüberliegenden Wand befindet sich eine Öffnung 25 mit größerem Durchmesser, die die in Durchführung eines Stanzwerkzeugs für die Herstellung des Lochs 23 sowie die Ausformung der Vorwölbung 22 erlaubt.A corresponding attachment point is exemplified in 3 on the front cross member 2 shown. As the 3 shows is on the carrier 2 the wall facing the vehicle body with a bulge 22 provided an exact punch hole in the middle 23 having. The punch hole 23 is of an investment area 24 surrounded, which serves the system against a corresponding contact surface of the vehicle body. There is an opening in the opposite wall 25 with a larger diameter, which is carried out in a punching tool for making the hole 23 as well as the shape of the protrusion 22 allowed.

Für eine genaue Ausrichtung der Radaufhängung zum Fahrzeugsaufbau wird in der nachstehend näher erläuterten Art und Weise vorgegangen.For a precise alignment of the wheel suspension to the vehicle body in the below explained Way proceeded.

Zunächst wird vor einer Umformung der Trägerrohlinge an dem jeweils unverformten Rohrstück eine Öffnung 25 angebracht, und zwar bevorzugt in der Nähe der Lagerstellen, also beispielsweise an den Endabschnitten 10 und 11 des vorderen Querträgers 2 sowie den hinteren Enden 14 und 15 der Längsträger 4 und 5.First, an opening is made on the respective undeformed pipe section before the carrier blanks are formed 25 attached, preferably in the vicinity of the bearing points, for example at the end sections 10 and 11 of the front cross member 2 as well as the rear ends 14 and 15 the side member 4 and 5 ,

Anschließend wird der jeweilige Träger 2, 3, 4 bzw. 5 durch eine Biegeumformung unter Krafteinwirkung auf seine Außenseite in seine Endform gebogen. Die Vorbereitung der Anbindungsstellen für die Lagerbuchsen 6, 7, 8 und 9 erfolgt nach dem Zusammenschweißen der Träger 2, 3, 4 und 5 zu dem eigentlichen Rahmen.Then the respective carrier 2 . 3 . 4 respectively. 5 bent into its final shape by applying a force to its outside. The preparation of the connection points for the bearing bushes 6 . 7 . 8th and 9 takes place after the beams are welded together 2 . 3 . 4 and 5 to the actual framework.

Die 5 und 6 zeigen eine Anbindungsstelle für eine Lagerbuchse 6 bzw. 7, 8 oder 9. Der dazu an einem Träger 2 bzw. 3 anzubringende Ausschnitt 26 wird durch Stanzen hergestellt. Dabei ist die durch einen Pfeil S angedeutete Stanzrichtung so gewählt, daß sich ein Glattschnittanteil 27 und ein Stanzausbruch 28 ergibt. Der zwischen dem Glattschnittanteil 27 und den Stanzausbruch 28 gebildete Winkel ermöglicht einen Schweißspalt 29. Somit kann unter Einbeziehung der Stanzrichtung 27 und des Stanzausbruches 28 der Schweißspalt 29 zwischen dem Träger 2 bzw. 3 und der jeweiligen Lagerbuchse 6, 7, 8 oder 9 minimiert werden, d.h. insbesondere der Zwischenraum zwischen dem Stanzausbruch 28 und der Lagerbuchse 6, 7, 8 oder 9 bleibt eng.The 5 and 6 show a connection point for a bearing bush 6 respectively. 7 . 8th or 9 , The one on a carrier 2 respectively. 3 Cutout to be attached 26 is made by punching. The punching direction indicated by an arrow S is selected so that there is a smooth cut portion 27 and a punch break 28 results. The one between the smooth cut portion 27 and the punch break 28 formed angle enables a welding gap 29 , Thus, taking into account the punching direction 27 and the punching breakout 28 the welding gap 29 between the carrier 2 respectively. 3 and the respective bearing bush 6 . 7 . 8th or 9 can be minimized, in particular the space between the punching breakout 28 and the bearing bush 6 . 7 . 8th or 9 stays tight.

Erst nach dem Umformen der Rohrstücke wird durch die Öffnung 25 hindurch in der dieser gegenüberliegenden Wand das Stanzloch 23 und die Vorwölbung 22 angebracht. Vorzugsweise geschieht dies in Abstimmung mit den tatsächlichen Positionen der Lagerbuchsen 6, 7, 8 und 9. Auf diese Weise wirken sich Maßungenauigkeiten, die aus dem sehr einfachen Biegeverfahren resultieren, auf die Positionierung der Radaufhängung zum Fahrzeugsaufbau nicht aus. Vielmehr läßt sich auf so trotz einfacher Fertigungsmethoden eine sehr genaue Lagezuordnung zwischen dem Fahrzeugsaufbau und der Radaufhängung realisieren.Only after the pipe sections have been formed is through the opening 25 through the punch hole in the wall opposite this 23 and the bulge 22 appropriate. This is preferably done in coordination with the actual positions of the bearing bushes 6 . 7 . 8th and 9 , In this way, dimensional inaccuracies resulting from the very simple bending process do not affect the positioning of the wheel suspension in relation to the vehicle body. Rather, in spite of simple manufacturing methods, a very precise location assignment between the vehicle body and the wheel suspension can be achieved in this way.

Der vorstehend erläuterte Hilfsrahmen 1 zeichnet sich daher durch eine sehr kostengünstige Herstellung aus, die auf das viel aufwendigere Innenhochdruckumformungsverfahren verzichtet. Stattdessen werden die Träger 2, 3, 4 und 5 einfacher mechanisch durch ein Biegeverfahren umgeformt, bei dem die Krafteinwirkung von außen erfolgt.The subframe explained above 1 is therefore characterized by a very inexpensive production, which dispenses with the much more complex internal high pressure forming process. Instead, the carrier 2 . 3 . 4 and 5 more easily mechanically reshaped using a bending process in which the force is exerted from the outside.

Durch die unmittelbare Verbindung der Träger untereinander können herkömmlicherweise verwendete Knotenelemente entfallen. Für Radführungsglieder vorgesehene Lagerelemente, insbesondere Lagerbuchsen werden einfach an die Stirnseiten einzelner Träger angeschweißt. In Abwandlung des Ausführungsbeispiels lassen sich auch Gelenkzapfen in ähnlicher Art und Weise an den Trägern 2, 4 und 5 befestigen.Due to the direct connection of the supports to one another, conventionally used node elements can be omitted. Bearing elements provided for wheel guide members, in particular bearing bushes, are simply welded to the end faces of individual supports. In a modification of the exemplary embodiment, joint pins can also be attached to the supports in a similar manner 2 . 4 and 5 Fasten.

Insgesamt ergibt sich eine Konstruktion mit hoher Festigkeit und geringem Gewicht, bei der die Lagerbuchsen stabil mit den Trägern verbunden sind.Overall, there is a construction with high strength and light weight, at which the bearing bushes stable with the straps are connected.

Der vordere Querträger 2 ist in bezug auf die Längsmittelachse symmetrisch ausgebildet und weist lediglich zwei Biegungen auf. Er erstreckt sich von Lagerbuchse 6 zu Lagerbuchse 7. Aus Bauraumgründen sind dabei die Lagerbuchsen 6 und 7 schräg angeschweißt, was insbesondere bei hinteren Hilfsrahmen von Vorteil ist.The front cross member 2 is symmetrical with respect to the longitudinal central axis and has only two bends. It extends from the bearing bush 6 to bearing bush 7 , From installation space The reasons for this are the bearing bushes 6 and 7 welded at an angle, which is particularly advantageous for rear subframes.

Das oben erläuterte Fertigungsverfahren besitzt darüber hinaus eine hohe Prozeßsicherheit.The manufacturing process explained above owns about it high process reliability.

11: Hilfsrahmensubframe
22: vorderer Querträgerfront crossbeam
33: hinterer Querträgerrear crossbeam
44: Längsträgerlongitudinal beams
55: Längsträgerlongitudinal beams
66: vordere Lagerbuchsefront bearing bush
77: vordere Lagerbuchsefront bearing bush
88th: hintere Lagerbuchserear bearing bush
99: hintere Lagerbuchserear bearing bush
1010: Endabschnitt des vorderen Querträgers 2 End section of the front cross member 2
1111: Endabschnitt des vorderen Querträgers 2 End section of the front cross member 2
1212: Stirnende des vorderen Querträgers 2 Front end of the front cross member 2
1313: Stirnende des vorderen Querträgers 2 Front end of the front cross member 2
1414: rückseitiges Ende des Längsträgers 4 rear end of the side member 4
1515: rückseitiges Ende des Längsträgers 5 rear end of the side member 5
1616: Konsoleconsole
1717: Konsoleconsole
1818: Mittelabschnitt des vorderen Querträgers 2 Middle section of the front cross member 2
1919: vorderer Schenkel des Längsträgers 4 front leg of the side member 4
2020: hinterer Schenkel des Längsträgers 4 rear leg of the side member 4
2121: Biegung des Längsträgers 4 Bending the side member 4
2222: Vorwölbungbulging
2323: Lochhole
2424: Anlageflächecontact surface
2525: Öffnungopening
2626: Ausschnittneckline
2727: GlattschnittanteilFlush-cut percentage
2828: Stanzausbruchpunching outbreak
2929: Schweißspaltwelding gap
SS: Stanzrichtungpunching direction

Claims

Subframe for a motor vehicle with a front cross member ( 2 ) and a rear cross member ( 3 ), which have two side members ( 4 . 5 ) are interconnected and together form a closed frame rectangle, characterized in that at least one of the cross members ( 2 ) and the side members ( 4 . 5 ) are each made from a piece of pipe by bending with only external force, and that these beams made from pieces of pipe ( 2 . 3 . 4 . 5 ) are welded together immediately.

Auxiliary frame according to claim 1, characterized in that the front cross member ( 2 ) is made from a piece of pipe by bending with only external force, in such a way that a straight central section ( 18 ) on both sides an end section that is angled against the forward direction of travel and is in turn straight ( 10 . 11 ) connects.

Auxiliary frame according to claim 2, characterized in that the front cross member ( 2 ) on the foreheads ( 12 . 13 ) of its end sections ( 10 . 11 ) each a bearing element, preferably a bearing bush ( 6 . 7 ) for a rubber mount for attachment to the vehicle.

Subframe according to claim 3, characterized in that the axes of the bearing bushes ( 6 . 7 ) of the front cross member ( 2 ) transversely, preferably perpendicular to the longitudinal direction of the front cross member ( 2 ) run.

Auxiliary frame according to one of claims 2 to 4, characterized in that the bearing elements on the front ends ( 12 . 13 ) are welded on.

Auxiliary frame according to one of claims 1 to 5, characterized in that the longitudinal beams ( 4 . 5 ) with their front ends in the manner of a T-joint on the front cross member ( 2 ) and directly to the front cross member ( 2 ) are welded on.

Auxiliary frame according to one of claims 1 to 6, characterized in that the longitudinal beams ( 4 . 5 ) at its back end ( 14 . 15 ) each a bearing element, preferably a bearing bush ( 8th . 9 ) for a rubber mount for attachment to the vehicle.

Auxiliary frame according to claim 7, characterized in that the axes of the bearing bushes ( 8th . 9 ) at the back ends ( 14 . 15 ) the side member ( 4 . 5 ) transversely, preferably perpendicularly, to the longitudinal direction of the respective longitudinal member ( 4 . 5 ) run.

Subframe according to claim 7 or 8, characterized in that the bearing bushes ( 8th . 9 ) to the back ends ( 14 . 15 ) the side member ( 4 . 5 ) are welded on.

Auxiliary frame according to one of claims 1 to 9, characterized in that the longitudinal beams ( 4 . 5 ) are each made from a piece of pipe by bending using only external force, and each has two straight legs ( 19 . 20 ), the front leg ( 19 ) to the front cross member ( 2 ) and the rear leg ( 20 ) a bearing element ( 8th . 9 ) having.

Subframe according to one of claims 1 to 10, characterized in that on the cross members ( 2 ) and / or on the side members ( 4 . 5 ) one or more consoles each ( 16 . 17 ) for further wheel guide members, in particular one wishbone each a tie rod, are welded on.

Auxiliary frame according to claim 11, characterized in that each longitudinal member ( 4 . 5 ) a console ( 16 . 17 ) is provided, which the bend ( 21 ) between the legs ( 19 . 20 ) and the warping ( 22 ) of the cross member ( 2 ) bridges.

Subframe according to one of claims 1 to 12, characterized in that on the supports ( 2 . 3 . 4 and 5 ) Positioning devices are provided which have an opening on the carrier on one side ( 25 ) and a punch hole ( 23 ) of smaller diameter on the opposite side, the area around which is bulged outwards, the bulge ( 22 ) outside a contact surface ( 24 ) for fixing in a welding system and / or in assembly against the vehicle body.

Subframe according to one of claims 1 to 13, characterized in that the carriers ( 2 . 4 and 5 ) at their ends for connecting the bearing elements, in particular bearing bushes ( 6 . 7 . 8th . 9 ) flattened and according to the outer contour of the bearing elements, especially bearing bushes ( 6 . 7 . 8th . 9 ) are trimmed, the ends of the support resting against the outer wall of the respective bearing elements and being welded to them there.

Subframe according to one of claims 1 to 14, characterized in that a carrier ( 2 . 3 ) a cutout made by punching ( 26 ) with a smooth cut portion ( 27 ) and a punch cutout ( 28 ) for a bearing bush ( 6 . 7 . 8th . 9 ) in such a way that the punching cutout ( 28 ) angled smooth cut portion ( 27 ) with the bearing bush ( 6 . 7 . 8th . 9 ) a welding gap ( 29 ) forms.

Method for producing a subframe according to one of Claims 1 to 15, in which a carrier ( 2 . 3 . 4 . 5 ) with a bearing bush at one end ( 6 . 7 . 8th . 9 ) is produced from a piece of pipe, characterized in that an undeformed piece of pipe for a carrier ( 2 . 3 . 4 . 5 ) in an end area with an opening ( 25 ) is provided, the carrier ( 2 . 3 . 4 . 5 ) is then bent into its final shape by applying a force to its outside, and after connecting the beams ( 2 . 3 . 4 . 5 ) to a frame through the opening ( 25 ) a punch hole in the opposite wall ( 23 ) is positioned exactly.

A method according to claim 16, characterized in that before connecting the carrier ( 2 . 3 . 4 . 5 ) an existing bearing book end is flattened to form a frame,

Method according to claim 16 or 17, characterized in that a section ( 26 ) for a bearing bush ( 6 . 7 . 8th . 9 ) is produced by punching, the punching direction being selected so that a smooth cut portion ( 27 ) and a punch break ( 28 ) results and the smooth cut proportion ( 27 ) with the bearing bush ( 6 . 7 . 8th . 9 ) a welding gap ( 29 ) trains.