DE3942794C2

DE3942794C2 -

Info

Publication number: DE3942794C2
Application number: DE19893942794
Authority: DE
Inventors: Jenoe 8000 Muenchen De Hajto
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1989-12-23
Filing date: 1989-12-23
Publication date: 1993-06-03
Also published as: DE3942794A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 36 03 706 A1 ist bereits eine Rahmenanordnung eines mit einem selbsttragenden Wagenkasten versehenen Personenkraftwagens bekannt. An der Bodengruppe des Personenkraftwagens sind im vorderen Bereich zwei Längs träger befestigt, die einen Vorderrahmen bilden. Die beiden Längsträger sind über einen senkrecht zu den Längsträgern angeordneten Querträger so miteinander ver bunden, daß ein H-förmiger Vorderrahmen entsteht. Dieser Vorderrahmen hat jedoch den Nachteil, daß aufgrund der auftretenden Hoch- und Querkräfte sowohl eine Verdrehung der Längsträger um die Fahrzeuglängsachse als auch eine Parallelogrammverformung in der horizontalen Ebene auf tritt.

Aus der US 21 08 279 ist ein Rahmen für ein Kraftfahr zeug bekannt, bei dem die Karosserie nicht selbsttragend, sondern als gesonderter Aufbau ohne tragende Funktionen auf dem Rahmen befestigt ist. Der Rahmen bzw. das Fahrge stell besteht aus zwei sich über die gesamte Fahr zeuglänge erstreckenden Längsträgern, die im Bereich der Vorderradaufhängung über eine kreuzförmig angeordnete Verstrebung miteinander verbunden sind. Zwar dient auch das vordere Versteifungsteil zur Halterung des Motors, jedoch ist der Schwerpunkt des Motors gegenüber dem Ver steifungsteil soweit versetzt, daß ein zusätzlicher Quer träger erforderlich ist. Außerdem ist an dem Ver steifungsteil beidseitig jeweils ein Ende eines Stoß dämpfers angeordnet, dessen anderes Ende jeweils durch eine unterhalb des Versteifungsteils befindliche Starrachse betätigt wird. Die Starrachse ist an den mit den Längsträgern verbundenen Blattfedern befestigt. Bei diesem bekannten Rahmen ist somit nachteilig, daß für die Rahmenaufhängung eine separate Radachse und für die Motorlagerung mindestens ein zusätzlicher Querträger er forderlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rahmenanordnung zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das erfindungsgemäße, zwischen den Längsträgern an geordnete Versteifungsteil wird in einfacher Weise die Quer- und Torsionssteifigkeit erheblich erhöht. An dem Versteifungsteil können die von der Radaufhängung er zeugten Kräfte direkt aufgenommen werden. Gleiches gilt auch für die durch die Lenkung und die Lagerung des Motors bzw. des Getriebes erzeugten Kräfte. Schließlich ist eine hinter der Vorderachse liegende Schwerpunkt lagerung des Motors ohne einen zusätzlichen Querträger möglich. Durch die größere Steifigkeit des Vorderrahmens wird auch die Karosserie versteift, die dadurch leichter werden kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines mit der Bodengruppe eines Kraftfahrzeuges verbundenen Vorderrahmens,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen bekannten, H-förmigen Vorderrahmen, bei dem zusätzlich die Parallelogramm-Verformung der Längsträger beim Auftreten von Querkräften eingezeichnet ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Vorderrahmens und

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Vorderrahmens.

In der Fig. 1 ist ein aus zwei Längsträgern 2 und 3 be stehender Vorderrahmen 1 abgebildet, der an einer Boden gruppe 4 bzw. einer Stirnwand 5 eines Kraftfahrzeuges be festigt ist. An den symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse 6 angeordneten Längsträgern 2 und 3 sind die an den Längs trägern im Normalbetrieb auftretenden Quer- und Hoch kräfte F_Qr, F_Ql, F_Hr, F_Hl und die daraus resul tierenden Momente M_Qr, M_Ql, M_Hr, M_Hl eingezeichnet. Die durch die Querkräfte F_Qr,l erzeugten Momente M_Qr,l ergeben sich aus dem Abstand "b" zwischen dem jeweiligen Angriffspunkt A, B der Querkräfte und der Verbindungs stelle C des jeweiligen Längsträgers 2, 3 an der Stirn wand 5. Die durch die Hochkräfte F_Hr,l bewirkten Momente M_Qr,l ergeben sich aus dem Produkt der Hoch kräfte mit dem oben beschriebenen Abstand "b". Die beiden Längsträger 2, 3 sind von der Fahrzeuglängsachse 6 jeweils um den Betrag "a" beabstandet.

In der Fig. 2 ist ein bekannter Vorderrahmen 1′ abge bildet, der aus zwei Längsträgern 8 und 9 und einem senkrecht zu den beiden Längsträgern angeordneten Querträger 7 besteht. Durch eine auf den Längsträger 9 bei B wirkende Querkraft F_Q1 wird der Vorderrahmen 1′ nach rechts verschoben, so daß sich eine Parallelogramm verformung ergibt. Die nach der Verformung eingenommenen Lagen der Längsträger bzw. des Querträgers ergeben sich aus der strichlierten Darstellung in der Fig. 2 und der mit einem Apostroph versehenen Bezugszeichen der je weiligen Bauteile.

In der Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform eines Vorderrahmens 1 gezeigt, bei dem die durch die Quer- und Hochkräfte und die daraus resultierenden Momente er zeugten Verformungen weitestgehend vermieden werden. Dies wird dadurch erreicht, daß ein vier Arme 11, 12, 13, 14 aufweisendes Versteifungsteil 10 zwischen den Längsträgern 2 und 3 angeordnet ist. Das Verstei fungsteil 10 kann ein einteiliges Versteifungskreuz oder ein aus mehreren Bauteilen zusammengesetztes Bauelement sein. Beispielsweise können die Arme 11 und 13 sowie 12 und 14 jeweils ein einstückiger Träger 15 und 16 sein. Der Schnittpunkt M der Arme bzw. der Träger liegt in Höhe der Fahrzeuglängsachse 6. Wie dies genauer aus der Fig. 4 hervorgeht, liegt der Schnittpunkt M ungefähr auf der Höhe der durch die Mitte der Räder 18 und 19 hin durchgehenden Querachse 17. Das Versteifungsteil 10 ist so ausgebildet, daß der Schwerpunkt S des Motors hinter dem Schnittpunkt M in Richtung der Stirnwand 5 liegt. In der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind die zusammengehörigen Arme 11 und 13 und 12 und 14 bzw. Träger 15 und 16 geradlinig ausgebildet. Die Träger 15 und 16 können im Bereich des Schnittpunktes M mit einander verbunden sein. Die Arme 11, 12, 13, 14 sind im Bereich des Schnittpunktes M an einem in der Fig. 4 dargestellten Zentralkörper 20 befestigt. Der zwischen der Fahrzeuglängsachse 6 und dem Arm 12 bzw. Arm 13 befindliche Winkel α liegt in einem Bereich zwischen 30° und 60° und beträgt insbesondere 45°. Der zwischen der Fahrzeuglängsachse 6 und dem Arm 11 bzw. 14 einge schlossene Winkel β liegt in einem Bereich zwischen 35° und 65° und beträgt insbesondere 50°.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Vorderrahmens 1 gezeigt, die sich im wesentlichen von der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß die den Armen 11 und 14 entsprechen den Armen 21 und 24 nicht mehr geradlinig, sondern bogenförmig gekrümmt verlaufen. Dabei liegt der Winkel "γ", der zwischen der Fahrzeuglängsachse 6 und dem an das Ansatzstück 22 des Zentralkörpers 20 anschließenden Bereich des Armes 24 eingeschlossen ist, in einem Bereich zwischen 45° und 75° und beträgt insbesondere 60°. Das mit dem jeweiligen Längsträger 2 oder 3 verbun dene Ende 25 bzw. 26 des Armes 21 bzw. 24 schließt mit der Längsachse 27 bzw. 28 des Längsträgers 2 bzw. 3 einen Winkel "ε" ein, der in einem Bereich zwischen 30° und 90° liegt und insbesondere 70° beträgt. An dem Versteifungsteil 10 können die Querlenker der Radauf hängung befestigt sein. In der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist der Querlenker 29 am Ende 25 des Armes 21 und der Querlenker 30 am Ende 26 des Armes 24 gelenkig angeordnet. Ferner können am Versteifungsteil 10 die Halterungen zur Aufnahme des Motors und des Getriebes befestigt sein. Zu diesem Zweck ist jeweils ein mit einem Motorgummilager 31 bzw. 32 versehener Arm 33 bzw. 34 an den Armen 12, 21 bzw. 13, 14 und am Längsträger 2 bzw. 3 befestigt. In Höhe der Motorgummi lager 31, 32 liegt auf der Fahrzeuglängsachse 6 der Schwerpunkt "S" des Motors.

Claims

1. Rahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug, das mit einem selbsttragenden Wagenkasten versehen ist, mit einer Bodengruppe, an deren vorderen Bereich zwei Längs träger befestigbar sind, die im Bereich der Vorder radaufhängung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (2, 3) über eine kreuzförmig angeordnete Verstrebung (11, 12, 13, 14, 21, 24, 20; 15, 16) erfolgt und daß die kreuzförmige Verstrebung sowohl die von der Radaufhängung, der Lenkung und der Lagerung des Motors bzw. des Getriebes erzeugten Kräfte direkt aufnimmt.

2. Rahmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verstrebung ein Versteifungsteil (10) ist, das mindestens vier Arme (11, 12, 13, 14; 21, 24) aufweist, die zumindest in Richtung der Fahrzeuglängsachse (6) symmetrisch zueinander angeordnet sind und an ihren äußeren Enden an den Längsträgern (2, 3) befestigt sind.

3. Rahmenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Arme (11, 12, 13, 14; 21, 24) an ihrem inneren Ende an einem Zentral körper (20) befestigt sind.

4. Rahmenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stirnwand (5) des Kraftfahrzeuges zugewandten hinteren Arme (12, 13) vom Mittelpunkt M des Versteifungsteils (10) zum jeweiligen Längs träger (2, 3) geradlinig unter Bildung eines Winkels α zwischen dem jeweiligen Arm (12, 13) und der Fahrzeuglängsachse (6) verlaufen, wobei der Winkel α in einem Bereich zwischen 30° und 60° liegt und insbesondere 45° beträgt.

5. Rahmenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Arme (11, 14) geradlinig vom Mittel punkt M des Versteifungsteils (10) zum jeweiligen Längsträger (2, 3) unter Einschließung eines Winkels β zwischen dem Arm (11, 14) und der Fahr zeugslängsachse (6) verlaufen, der in einem Bereich zwischen 30° bis 70° liegt und insbesondere 45° beträgt.

6. Rahmenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Arme (21, 24) jeweils bogenförmig gekrümmt sind.

7. Rahmenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem an das Anschlußstück (22) des Zentralkörpers (20) anschließenden Ende des vorderen Armes (21, 24) und der Fahrzeuglängsachse (6) ein Winkel γ eingeschlossen ist, der in einem Bereich zwischen 45° und 75° liegt und insbesondere 60° beträgt.

8. Rahmenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das am jeweiligen Längsträger (2, 3) befestigte Ende (25, 26) des jeweiligen vorderen Arms (21, 24) mit der Längsachse (27, 28) des jeweiligen Längsträgers (2, 3) einen Winkel ε einschließt, der in einem Bereich zwischen 50° und 90° liegt und insbesondere 70° beträgt.

9. Rahmenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte M des Versteifungsteils (10) ungefähr auf der Höhe der durch die Mitten der Räder (18, 19) hindurchgehenden Querachse (17) liegt.

10. Rahmenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte M des Versteifungsteils (10) vor dem Motorschwerpunkt (S) ausgebildet ist.

11. Rahmenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Versteifungsteil (10) Halterungselemente (31, 32, 33, 34) zur Lagerung bzw. Aufnahme von im Motorraum angeordneten Baugruppen, insbesondere des Motors und des Getriebes, angeordnet sind.

12. Rahmenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Versteifungsteil (10) Teile der Radauf hängung (29, 30) angeordnet sind.

13. Rahmenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungsteil (10) aus zwei Trägern (15, 16) gebildet ist.

14. Rahmenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Träger (15, 16) an ihrem in der Höhe der Fahrzeuglängsachse (6) liegenden Überschneidungsbereich miteinander verbunden sind.