DE19954575A1

DE19954575A1 - Fahrzeugrahmen

Info

Publication number: DE19954575A1
Application number: DE19954575A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Aoki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-13
Also published as: US6234568B1; JP3470050B2; JP2000142460A; DE19954575B4

Abstract

Eine Gestaltung für eine Fahrzeugkarosserie weist eine Stütze auf, die druckgußgeformt ist und integral mit einem hinteren Ende eines seitlichen Längsträgers, einem seitlichen Ende eines hinteren Querelements und einem vorderen Ende eines hinteren Seitenrahmens gekoppelt ist. Die Gestaltung kann ferner ein Trageelement aufweisen, das einen hinteren Arm trägt, sowie einen seitlichen Hebepunkt, wobei das Trageelement und der seitliche Hebepunkt integral mit der druckgußgeformten Stütze gekoppelt sind.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeug-Karosserierahmen aus einer Aluminiumlegierung.

Stand der Technik

Ein Aluminiumlegierungsmaterial wird seit kurzem zur Ausbildung eines Fahrzeug-Karosserierahmens verwendet, um dessen Gewicht zu verringern. Jedoch ist es nicht leicht, die Aluminiumlegierung punktzuschweißen, und diese ist teuer, wenn sie zur Ausbildung einer Fahrzeugkarosserie in der Art einer selbsttragenden Karosserie verwendet wird. Somit wurde ein geschweißter Fahrzeugrahmen in der Art eines "space frame" aus hohlem Material durch Extrusionsformen ausgeführt. In diesem Fall ist üblicherweise ein seitlicher Längsträger in einer länglichen Stellung oder längs der Seite des Bodens des Fahrgastraums angeordnet. Ferner ist ein hinterer Seitenrahmen in einer länglichen Stellung innerhalb des hinteren Rades angeordnet. Ferner ist ein vorderes Ende des hinteren Seitenrahmens und ein hinteres Ende des seitlichen Längsträgers mit einer Seite eines hinteren Querelements verbunden. Jedoch sind in diesem genannten Fall die Kupplungsstellen des hinteren Seitenrahmens bezüglich des hinteren Querelements und des seitlichen Längsträgers voneinander in der Richtung der Breite des Fahrzeugs versetzt. Deshalb ist es erforderlich, eine Querschnittsfläche des hinteren Querelements oder des seitlichen Längsträgers zu vergrößern, so daß sich der nach oben geschobene Abschnitt nicht in die Fahrgastzelle verformt, wenn das Fährzeug einem Rückaufprall unterliegt. Wenn jedoch die Fläche vergrößert wird, verschlechtert sich der Fahrkomfort bzw. die Leichtigkeit beim Ein- und Aussteigen.

Darstellung der Erfindung

Ein seitliches Ende eines hinteren Querelements, ein vorderes Ende eines hinteren Seitenrahmens und ein hinteres Ende eines seitlichen Längsträgers oder einer seitlichen Schwelle sind jeweils integral mit einem Träger, einer Spreize oder einer Stütze, die mittels Druckgußformen hergestellt ist, gekoppelt, so daß der gekoppelte Abschnitt verstärkt wird. Der gekoppelte Abschnitt weist ferner eine verbesserte Steifigkeit auf, dessen Ausmaß durch die Dicke der gekoppelten Elemente bestimmt wird. Ferner wird durch das Integrieren eines Stützelements an einem hinteren (Schlepp-)Arm mit einem seitlichen Hubpunkt die Anzahl der Elemente verringert.

Die gesamte Offenbarung einer jeden ausländischen Patentanmeldung, deren ausländische Priorität für die vorliegende Anmeldung beansprucht wurde, wird hiermit durch die Bezugnahme vollinhaltlich zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des gesamten unteren Rahmens eines Fahrzeugs;

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Zustandes eines jeden mit einer Stütze gekoppelten Elements;

Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene Ansicht des gekoppelten Abschnitts eines Bodentunnels und eines hinteren Querelements;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Stütze; und

Fig. 5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Zustandes eines eingebauten hinteren Armes gemäß einer Stütze.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 zeigt den gesamten unteren Rahmen einer Fahrzeugkarosserie gemäß der Erfindung. Der Rahmen ist durch Schweißen von verschiedenen Elementen, die aus einer Aluminiumlegierung ausgeführt sind, aufgebaut. Zwei vordere Seitenrahmen 2, die an der rechten und linken Seite des unteren Rahmens der Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, sind nach vorderhalb der Fahrzeugkarosserie verlängert, und hintere Enden der beiden sind an ein unteres Armaturenbrett- Querelement 1 angeschlossen. Zwei hintere Seitenrahmen 4, die an einer rechten und linken Seite vorgesehen sind, sind nach rückwärts der Fahrzeugkarosserie verlängert, und vordere Enden der beiden sind an ein hinteres Querelement 3 angeschlossen. Ein Paar von seitlichen Längsträgern oder Schwellen 5, die an der rechten und linken Seite vorgesehen und in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie verlängert sind, verbindet die seitlichen Enden des unteren Armaturenbrett-Querelements 1 und des hinteren Querelements 3. Ein Bodentunnel 6 ist länglich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie vorgesehen und verbindet die jeweiligen mittleren Abschnitte des unteren Armaturenbrett-Querelements 1 und des hinteren Querelements 3. Ein mittleres Querelement 7 verbindet die seitlichen Längsträger 5 an den jeweiligen Zwischenstellen der Fahrgastzelle. Zwei nicht parallele Bodenträger 8, deren vordere Enden näher zueinander sind als die hinteren Enden, verbinden Verbindungsabschnitte des unteren Armaturenbrett- Querelements 1 mit dem vorderen Seitenrahmen 2 und den seitlichen Enden des hinteren Querelements 3. Eine seitliche Trägerklammer 9 ist hinter dem mittleren Querelement 7 derart vorgesehen, daß die seitlichen Längsträger 5 und die Bodenträger 8 verbunden werden. Eine Stütze oder ein Träger 10 ist mit dem hinteren Querelement 3, dem hinteren Seitenrahmen 4, dem seitlichen Längsträger 5 und dem Bodenträger 8 gekoppelt. Das untere Armaturenbrett- Querelement 1, die seitliche Trägerklammer 9 und die Stütze 10 sind druckgußgeformt. Die weiteren Elemente sind aus einem durch Extrusionsformen erhaltenen hohlen Material ausgeführt.

Im übrigen zeigt Fig. 1 keine Bodenplatte, die durch Stanzen einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, und dem Fahrgast- und Gepäckbereich unterlegt ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das hintere Querelement 3, das mit dem hinteren Ende des Bodentunnels 6 verbunden ist, durch eine extrusionsgeformte Aluminiumlegierung derart ausgebildet, daß es einen ersten Abschnitt 3a, einen zweiten Abschnitt 3b und einen Flansch 3c aufweist. Der erste Abschnitt 3a ist im wesentlichen in eine 8-artige Form derart geformt, daß zwei geschlossene Querschnitte C1, C2 vertikal in einer Gestalt senkrecht zu der Längsrichtung des hinteren Querelements 3 aufeinandergestapelt sind. Der zweite Abschnitt 8 ist im wesentlichen in eine L-artige Form derart ausgebildet, daß er sich von einer vorderen Wand des ersten Abschnitts 3a nach unten erstreckt, und sich ferner von einem unteren Rippenabschnitt der sich erstreckenden Wand nach vorne erstreckt. Der Flansch 3c erstreckt sich von der Oberseite des Abschnitts 3a.

Die Mitte des zweiten Abschnitts 3b des hinteren Querelements 3 bildet, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen ausgeschnittenen Abschnitt 11, der zu der Kontur des Bodentunnels 6 paßt. Eine untere Fläche eines unteren Blocks 12 an dem ersten Abschnitt 3a ist derart gestaltet, daß sie mit einer oberen Fläche 6a des hinteren Endabschnitts des Bodentunnels 6 in Berührung kommt. Ein Querschnitt des Bodentunnels 6 bildet somit eine Zickzack-Form mit einer flachen oberen Fläche 6a. Ferner ist der in Berührung gebrachte Abschnitt an seiner Ecke geschweißt, so daß der mittlere Abschnitt des hinteren Querelements 3 mit dem hinteren Abschnitt des Bodentunnels 6 verbunden ist.

Beide seitlichen Enden eines hinteren Querelements 3 sind nach hinten gebogen. Ferner verschließt eine mittlere Trennwand 13 die beiden geschlossenen Querschnitte C1, C2 des ersten Abschnitts 3a. Der obere Abschnitt desselben ist abgeschnitten. Der Verbindungspunkt des unteren geschlossenen Querschnitts C2 und des zweiten Abschnitts 3b ist, wie in Fig. 3 gezeigt, an der Ecke in eine Innenfläche des seitlichen Längsträgers 5 geschweißt. Deshalb verbindet das hintere Querelement 3 die seitlichen Längsträger 5 an der rechten und der linken Seite derart, daß es sich über die gesamte Breite des Fahrzeugs erstreckt.

Der hintere Seitenrahmen 4 weist eine Längsrippe 14, eine horizontale Rippe 15 und einen Querschnitt in der Längsrichtung desselben auf, der in eine rechteckartige Form ausgebildet ist. Die beiden senkrecht überkreuzten Rippen verbinden die Innenfläche der oberen, unteren, linken und rechten Wand des hinteren Seitenrahmens 4. Der hintere Seitenrahmen 4 weist somit einen Querschnitt auf, der wie ein "eingerahmtes Kreuz" aussieht.

Der Längsquerschnitt des seitlichen Längsträgers 5 bildet ein oberes und ein unteres Rechteck. Das untere Rechteck ist größer als das obere. Ferner sind Stufenabschnitte 16 an der Außenseite der seitlichen Längsträger 5 angeordnet.

Der Bodenträger 8 weist einen Querschnitt eines umgekehrten Trapezoids auf, wobei die Höhe kleiner ist als die Breite, und die untere Seite hinsichtlich ihrer Breite schmaler ist als die Breite der obersten Seite. Die obere und untere Innenwand des Bodenträgers sind mit einer Längsrippe 17 verbunden.

Die Stütze 10, die mit dem hinteren Querelement 3, dem hinteren Seitenrahmen 4, dem hinteren Längsträger 5 und dem Bodenträger 8 gekoppelt ist, ist druckgußgeformt. Ferner verstärkt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, eine Rippe, die aus praktischen Gründen vorgesehen ist, die Stütze 10.

Die Stütze 10 weist einen verbundenen Abschnitt 18 des hinteren Querelements 3 auf, der in eine stufenartige Form derart ausgebildet ist, daß er an dem seitlichen Endabschnitt des hinteren Querelements 3 mit der Rückseite und der Basis des ersten Abschnitts 3a und dem hinteren Ende des zweiten Abschnitts 3b gekoppelt ist. Der verbundene Abschnitt 19 des hinteren Seitenrahmens 4 weist eine Seitenwand 19a und eine Bodenwand 19b auf. Die Seitenwand 19a ist durch dreieckige Rippen R derart verstärkt, daß sie mit beiden Seitenflächen an dem vorderen Ende des hinteren Seitenrahmens 4 in Berührung kommt. Die Bodenwand 19b ist in eine lose Bogenform derart ausgebildet, daß sie mit der Bodenfläche des vorderen Endes des hinteren Seitenrahmens 4 gekoppelt ist. Ein verbundener Abschnitt 20 ist mit der Innenseite des hinteren Endes des seitlichen Längsträgers 5 gekoppelt. Ein verbundener Abschnitt 21 ist mit der oberen Fläche des hinteren Endes des Bodenträgers 8 gekoppelt. Ein Trageelement 22 befestigt den hinteren (Schlepp-)Arm oder Querträger 24. Die Stütze 10 weist ferner eine Hubstelle 23 zum Anheben mittels eines Wagenhebers auf. Diese Elemente bilden integral die Stütze 10.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Endabschnitte der extrusionsgeformten Materialien des hinteren Querelements 3, des hinteren Seitenrahmens 4, des seitlichen Längsträgers 5 und des Bodenträgers 8 in die Stütze 10 geschweißt. Ferner ist, wie gezeigt in Fig. 5, der hintere Arm 24 an das Trageelement 22 befestigt.

Gemäß der oben beschriebenen Erfindung verbessert die druckgußgeformte Stütze 10 die Festigkeit des nach oben geschobenen oder sich nach (schräg) oben erstreckenden Abschnitts ohne Vergrößerung des Querschnitts des seitlichen Längsträgers oder des hinteren Querelements 3 und ohne Vergrößerung der Anzahl der Elemente. Ferner hilft die Stütze 10, den Fahrkomfort und die Leichtigkeit beim Ein- und Aussteigen aufrechtzuerhalten, und verhindert eine Verformung der Fahrzeugkarosserie infolge einer Kollisionsbelastung von der Rückseite her daran, die Fahrgastzelle zu erreichen. Ferner verbessert die Stütze die Festigkeit eines Trageabschnitts des Schlepparms 24, so daß eine NVH-Eigenschaft (die Eigenschaft im Hinblick auf die Geräusche oder Vibrationen) weiterverbessert werden kann.

Claims

1. Fahrzeugrahmen mit:
einem seitlichen Längsträger (5);
einem hinteren Querelement (3);
einem hinteren Seitenrahmen (4); und
einer Stütze (10), die druckgußgeformt ist und integral mit einem hinteren Ende des seitlichen Längsträgers (5), einem seitlichen Ende des hinteren Querelements (3) und einem vorderen Ende des hinteren Seitenrahmens (4) gekoppelt ist.

2. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, ferner mit:
einem Trageelement (22), das einen hinteren Arm (24) trägt; und
einem seitlichen Hebepunkt (23), wobei das Trageelement (22) und der seitliche Hebepunkt (23) integral mit der druckgußgeformten Stütze (10) gekoppelt sind.

3. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, wobei sowohl der seitliche Längsträger (5), das hintere Querelement (3) als auch der hintere Seitenrahmen (4) aus einem Aluminiumlegierungsmaterial ausgeführt sind.

4. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 2, wobei sowohl der seitliche Längsträger (5), das hintere Querelement (3), der hintere Seitenrahmen (4), das Trageelement (22), das den hinteren Arm (24) trägt, als auch der seitliche Hebepunkt (23) aus einem Aluminiumlegierungsmaterial ausgeführt sind.

5. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1, wobei sowohl der seitliche Längsträger (5), das hintere Querelement (3) als auch der hintere Seitenrahmen (4) aus einem hohlen Material ausgeführt sind.

6. Fahrzeugrahmen nach Anspruch 2, wobei sowohl der seitliche Längsträger (5), das hintere Querelement (3) als auch der hintere Seitenrahmen (4) aus einem hohlen Material ausgeführt sind.