DE112019002978T5 - Subframe for supporting a vehicle body - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen (A) zum Abstützen eines Fahrzeugkarosserieteils (2) wie etwa eines Kippers. Der Hilfsrahmen (A) weist zwei Tragbalken (A1, A2) auf, die dazu eingerichtet sind, an Längsträgern (M1, M2) eines Hauptrahmens (M) eines Fahrzeugfahrgestells angebracht zu werden. Der jeweilige Tragbalken (A1, A2) hat ein Querschnittsprofil mit einem geraden Stegbereich (10) und einem hakenförmigen Endbereich (20). Der gerade Stegbereich (10) ist dazu eingerichtet, an einem Längsträger (M1, M2) des Hauptrahmens (M) angebracht zu werden, und der hakenförmige Endbereich (20) ist dazu eingerichtet, den Fahrzeugkarosserieteil (2) abzustützen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug.The present invention relates to a subframe (A) for supporting a vehicle body part (2) such as a dump truck. The subframe (A) has two support beams (A1, A2) which are designed to be attached to longitudinal members (M1, M2) of a main frame (M) of a vehicle chassis. The respective support beam (A1, A2) has a cross-sectional profile with a straight web area (10) and a hook-shaped end area (20). The straight web area (10) is designed to be attached to a longitudinal member (M1, M2) of the main frame (M), and the hook-shaped end area (20) is designed to support the vehicle body part (2). The present invention also relates to a vehicle.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen zum Abstützen eines Teils einer Karosserie eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug.The invention relates to a subframe for supporting part of a body of a vehicle. The invention also relates to a vehicle.
Hintergrundbackground
Bestimmte Schwerfahrzeuge wie z.B. Baufahrzeuge und Bergbaukipperfahrzeuge brauchen einen Hilfsrahmen zum Abstützen des Kipperkörpers. Der Hilfsrahmen ist an den Langsträgern eines Hauptrahmens des Fahrgestells angebracht, wobei die Längsträger ein C-Profil mit einander zugewandter Öffnung haben. Der Hilfsrahmen wird sowohl dazu benötigt, das Niveau des Fahrgestells über die Fahrzeugräder anzuheben, als auch dazu, die Biegefestigkeit und die Torsionssteifigkeit des Fahrgestells zu erhöhen.Certain heavy vehicles such as construction vehicles and mining dump trucks need a subframe to support the dump body. The subframe is attached to the longitudinal girders of a main frame of the chassis, the longitudinal girders having a C-profile with an opening facing one another. The subframe is required both to raise the level of the chassis above the vehicle wheels and to increase the flexural strength and torsional rigidity of the chassis.
Eine Lösung besteht darin, einen Hilfsrahmen mit zwei Tragbalken vorzusehen, die Rechteckprofile haben, z.B. Träger mit C-Profilen, die durch Anschweißen vertikaler Platten zum Schließen der offenen Seite des C-Profils in Rechteckprofile modifiziert worden sind, um die Festigkeit und die Torsionssteifigkeit zu erhöhen. Diese Träger mit im Wesentlichen Rechteckprofilen müssen dann an den Längsträgern des Hauptrahmens durch Befestigungselemente angebracht werden, die an dem Längsträger mittels Schraubverbindungen angebracht werden und an den Hilfstragbalken angeschweißt werden.One solution is to provide a subframe with two support beams which have rectangular profiles, e.g. beams with C-profiles which have been modified by welding vertical plates to close the open side of the C-profile in rectangular profiles in order to increase the strength and torsional rigidity increase. These girders with essentially rectangular profiles must then be attached to the longitudinal girders of the main frame by fastening elements which are attached to the longitudinal girder by means of screw connections and which are welded to the auxiliary girder.
Im Betrieb z.B. eines Bergbaukipperfahrzeugs kann das Fahrzeug in bestimmten Situationen beim Befördern einer schweren Ladung beispielsweise einem Verwinden und einer Neigung des Fahrgestells während des Kippens ausgesetzt sein, was zu Rissen in den Tragbalken des Hilfsrahmens führen kann.In the operation of a mining dumper vehicle, for example, in certain situations when transporting a heavy load, the vehicle can be exposed to twisting and tilting of the chassis during tipping, which can lead to cracks in the support beams of the subframe.
Ziele der ErfindungObjectives of the invention
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Hilfsrahmen zum Abstützen eines Karosserieteils eines Fahrzeugs abzustützen, der robust und haltbar ist.An object of the present invention is to support a subframe for supporting a body panel of a vehicle that is robust and durable.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug mit einem solchen Hilfsrahmen anzugeben.Another object of the present invention is to provide a vehicle with such a subframe.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Diese und weitere Ziele, welche aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, werden durch ein Verfahren, eine Steuereinrichtung, ein Fahrzeug, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium wie in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen angegeben erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Steuereinrichtung sind in anhängenden abhängigen Ansprüchen definiert.These and other objects, which will emerge from the following description, are achieved by a method, a control device, a vehicle, a computer program and a computer-readable medium as specified in the attached independent claims. Preferred embodiments of the method and the control device are defined in the appended dependent claims.
Insbesondere wird ein Ziel der Erfindung durch einen Hilfsrahmen zum Abstützen eines Teils einer Karosserieteils eines Fahrzeugs erreicht. Der Hilfsrahmen weist zwei Tragbalken auf, die dazu eingerichtet sind, an Längsträgern eines Hauptrahmens eines Fahrzeugfahrgestells angebracht zu werden. Der jeweilige Tragbalken hat ein Querschnittsprofil mit einem geraden Stegbereich und einem hakenförmigen Endbereich. Der gerade Stegbereich ist dazu eingerichtet, an einem Längsträger des Hauptrahmens angebracht zu werden, und der hakenförmige Endbereich ist dazu eingerichtet, den Teil der Fahrzeugkarosserie abzustützen.In particular, an object of the invention is achieved by a subframe for supporting part of a body part of a vehicle. The subframe has two support beams which are set up to be attached to longitudinal members of a main frame of a vehicle chassis. The respective support beam has a cross-sectional profile with a straight web area and a hook-shaped end area. The straight web area is designed to be attached to a side member of the main frame, and the hook-shaped end area is designed to support the part of the vehicle body.
Auf diese Weise kann ein leichterer und robusterer Hilfsrahmen erhalten werden. Durch ein solchermaßen erfolgendes Vorsehen eines leichteren Hilfsrahmens wird das Gewicht des Fahrzeugfahrgestells die Tragkraft des Fahrzeugs in einem geringeren Ausmaß beeinträchtigen und demzufolge eine größere Ladung auf dem Fahrzeug, z.B. einem Muldenkipper, erlauben. Die Form des jeweiligen Tragbalkens mit dem Querschnittsprofil, welches einen geraden Stegbereich und einen entgegengesetzten, hakenförmigen Endbereich aufweist, führt dazu, dass kein Schweißen erforderlich ist, um den jeweiligen Tragbalken an dem zugehörigen Längsträger anzubringen. Die Form des entsprechenden Tragbalkens erleichtert ein Anbringen des jeweiligen Tragbalkens an dem zugehörigen Längsträger mittels Schraubverbindungen, was es wiederum ermöglicht, das Erfordernis für Querträger auf ein Minimum zu reduzieren. Mit der Form des entsprechenden Tragbalkens, der ein Querschnittsprofil mit einem geraden Stegbereich und einem entgegengesetzten, hakenförmigen Endbereich aufweist, wird eine federnd nachgiebige Funktion erzielt. Die Form des entsprechenden Tragbalkens erleichtert ein Verwenden von Material, z.B. Stahl, mit einer hohen Streckgrenze. Mit dem hakenförmigen Endbereich des entsprechenden Tragbalkens des Hilfsrahmens kann ein gleichmäßiger verteilter Druck zwischen dem Teil der Fahrzeugkarosserie, der von den zwei Tragbalken abgestützt wird, und dem die zwei Tragbalken umfassenden Fahrgestell erzielt werden, ohne Tragbalken mit Rechteckprofilen einsetzen zu müssen, die schwer sind. Die Form des jeweiligen Tragbalkens mit dem Querschnittsprofil, das einen geraden Stegbereich und einen entgegengesetzten, hakenförmigen Endbereich aufweist, erleichtert eine günstigere Kraftverteilung auf den zugehörigen Längsträger mit einem C-förmigen Profil durch im Wesentlichen Treffen des Scherzentrums des zugehörigen C-förmigen Längsträgers.In this way a lighter and more robust subframe can be obtained. By thus providing a lighter subframe, the weight of the vehicle chassis will affect the carrying capacity of the vehicle to a lesser extent and consequently allow a larger load on the vehicle, e.g., a dump truck. The shape of the respective supporting beam with the cross-sectional profile, which has a straight web area and an opposite, hook-shaped end area, means that no welding is required to attach the respective supporting beam to the associated longitudinal member. The shape of the corresponding support beam makes it easier to attach the respective support beam to the associated longitudinal member by means of screw connections, which in turn makes it possible to reduce the requirement for cross members to a minimum. With the shape of the corresponding supporting beam, which has a cross-sectional profile with a straight web area and an opposing, hook-shaped end area, a resilient function is achieved. The shape of the corresponding support beam makes it easier to use material, e.g. steel, with a high yield point. With the hook-shaped end portion of the corresponding support beam of the subframe, an evenly distributed pressure between the part of the vehicle body which is supported by the two support beams and the chassis comprising the two support beams can be achieved without having to use support beams with rectangular profiles, which are heavy. The shape of the respective support beam with the cross-sectional profile, which has a straight web area and an opposite, hook-shaped end area, facilitates a more favorable force distribution on the associated longitudinal member with a C-shaped profile by essentially meeting the shear center of the associated C-shaped longitudinal member.
Gemäß einer Ausführungsform des Hilfsrahmens ist der gerade Stegbereich dazu eingerichtet, im Wesentlichen vertikal angeordnet zu werden, um einen unteren Bereich des Hilfsrahmens zu bilden.According to one embodiment of the subframe, the straight web area is designed to be arranged essentially vertically in order to form a lower area of the subframe.
Gemäß einer Ausführungsform des Hilfsrahmens ist der hakenförmige Endbereich dazu eingerichtet, sich seitlich von dem Stegbereich zu erstrecken und einen im Wesentlichen horizontalen Abstützbereich zu bilden.According to one embodiment of the subframe, the hook-shaped end area is designed to extend laterally from the web area and to form an essentially horizontal support area.
Gemäß einer Ausführungsform des Hilfsrahmens ist der Tragbalken dazu eingerichtet, sich von einem Längsträger des Hauptrahmens aufwärts zu erstrecken.According to one embodiment of the subframe, the support beam is designed to extend upward from a longitudinal member of the main frame.
Gemäß einer Ausführungsform des Hilfsrahmens umfasst der hakenförmige Endbereich einen im Wesentlichen horizontalen, unteren Abschnitt, der sich seitlich von dem geraden Stegbereich erstreckt, einen im Wesentlichen horizontalen oberen Abschnitt und einen gekrümmten Zwischenabschnitt, der den unteren und oberen Abschnitt verbindet.According to one embodiment of the subframe, the hook-shaped end region comprises a substantially horizontal, lower section which extends laterally from the straight web region, a substantially horizontal upper section and a curved intermediate section which connects the lower and upper sections.
Gemäß einer Ausführungsform des Hilfsrahmens ist der gerade Stegbereich dazu eingerichtet, an einem Stegabschnitt eines Längsträgers mittels Schraubverbindungselementen angebracht zu werden. Durch ein solches Verwenden von Schraubverbindungen zur Anbringung wird das Erfordernis für Querträger des Fahrgestells auf ein Minimum reduziert.According to one embodiment of the subframe, the straight web area is designed to be attached to a web section of a longitudinal member by means of screw connection elements. By using screw connections in this way for attachment, the need for cross members of the chassis is reduced to a minimum.
Gemäß einer Ausführungsform des Hilfsrahmens haben die Längsträger ein C-förmiges Querschnittsprofil, wobei die Längsträger in einem Abstand voneinander mit der jeweiligen C-Öffnung einander zugewandt verlaufen, wobei die Öffnung des hakenförmigen Endbereichs des jeweiligen Tragbalkens einander zugewandt sind. Dadurch wird eine günstigere Kraftverteilung auf die zugehörigen Längsträger erhalten, wobei die Kraft im Wesentlichen das Scherzentrum des zugehörigen C-förmigen Längsträgers trifft. Dadurch wird die Abstützung für den Teil der Fahrzeugkarosserie breiter, indem der Abstand zwischen den hakenförmigen Bereichen des jeweiligen Tragbalkens des Hilfsrahmens verglichen mit einem Einsatz von Tragbalken mit rechteckigen Querschnittsprofilen größer ist.According to one embodiment of the subframe, the longitudinal members have a C-shaped cross-sectional profile, the longitudinal members running at a distance from one another with the respective C-opening facing one another, the opening of the hook-shaped end region of the respective supporting beam facing one another. As a result, a more favorable force distribution on the associated longitudinal member is obtained, the force essentially striking the shear center of the associated C-shaped longitudinal member. As a result, the support for the part of the vehicle body is wider, in that the distance between the hook-shaped areas of the respective support beam of the subframe is greater compared to the use of support beams with rectangular cross-sectional profiles.
Ein Ziel der Erfindung wird insbesondere erreicht durch ein Fahrzeug, das einen Hilfsrahmen wie hierin angegeben aufweist.In particular, an object of the invention is achieved by a vehicle having a subframe as specified herein.
FigurenlisteFigure list
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf die folgende detaillierte Beschreibung, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen durch die verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen und in denen:
-
1 schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, -
2 schematisch eine Draufsicht eines Fahrzeugs aus1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, die sein Fahrgestell und Radachsen mit Fahrzeugrädern zeigt, -
3a schematisch eine räumliche Ansicht eines Teils eines Tragbalkens eines Hilfsrahmens darstellt, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einem Längsträger eines Hauptrahmens eines Fahrzeugs angebracht ist, -
3b schematisch eine räumliche Ansicht eines Teils eines Tragbalkens eines Hilfsrahmens darstellt, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einem Längsträger eines Hauptrahmens eines Fahrzeugs angebracht ist, -
3c schematisch ein Profil eines Tragbalkens eines Hilfsrahmens darstellt, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einem Längsträger eines Hauptrahmens eines Fahrzeugs angebracht ist, und -
4 schematisch eine Rückansicht des Fahrzeugs aus1 darstellt.
-
1 schematically illustrates a side view of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure, -
2 schematically shows a top view of a vehicle1 according to an embodiment of the present disclosure showing its chassis and axles with vehicle wheels, -
3a schematically represents a three-dimensional view of a part of a support beam of a subframe which is attached to a longitudinal member of a main frame of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure, -
3b schematically represents a three-dimensional view of a part of a support beam of a subframe which is attached to a longitudinal member of a main frame of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure, -
3c schematically depicts a profile of a support beam of a subframe attached to a side member of a main frame of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure, and FIG -
4th schematically shows a rear view of the vehicle1 represents.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung könnte jedes geeignete Fahrzeug sein, welches einen Hilfsrahmen gemäß der vorliegenden Offenbarung benötigt, wie etwa ein Baufahrzeug. Das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung könnte ein autonomes Fahrzeug sein.The vehicle according to the present disclosure could be any suitable vehicle that requires a subframe according to the present disclosure, such as a construction vehicle. The vehicle according to the present disclosure could be an autonomous vehicle.
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug
Wie unter Bezugnahme auf
Der Hauptrahmen
Der Hilfsrahmen
Das Fahrgestell
Ein Teil eines Trägers
Der Tragbalken
Der hakenförmige Endbereich
Der Längsträger
Gemäß dieser Ausführungsform des Tragbalkens
Der gerade Stegbereich
Gemäß dieser Ausführungsform des Tragbalkens
Der im Wesentlichen horizontale obere Abschnitt
Der hakenförmige Endbereich
Wie in
Mit der Form des Tragbalkens
Wie in
Aufgrund der Form des Tragbalkens
Demzufolge erstreckt sich, wenn der Tragbalken
Wie unter Bezugnahme auf
Gemäß dieser Ausführungsform haben die Längsträger
Der Hilfsrahmen
Der jeweilige Tragbalken
Der hakenförmige Endbereich
In dieser Ausführungsform ist der gerade Stegbereich
In dieser Ausführungsform ist der hakenförmige Endbereich
In dieser Ausführungsform ist der jeweilige Tragbalken
Die Öffnung des hakenförmigen Endbereichs
Die vorstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zum Zwecke der Illustration und Beschreibung angegeben worden. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die genau dargestellten Formen zu beschränken. Es versteht sich, dass viele Änderungen und Variationen für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich sein werden. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundlagen der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen bestmöglich zu erläutern, um dadurch andere Fachleute zu befähigen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den verschiedenen Abwandlungen zu verstehen, wie sie für den bestimmten angedachten Einsatz geeignet sind.The foregoing description of preferred embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms shown. It is understood that many changes and variations will be apparent to those skilled in the art. The embodiments were chosen and described in order to best explain the principles of the invention and its practical applications, thereby enabling others skilled in the art to understand the various embodiments and modifications as suitable for the particular use contemplated.
Claims (7)
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