DE602005005973T2 - Motorträger mit verbesserter aufprallreaktion, entsprechender trägermantel und fahrzeug - Google Patents
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Description
- Das Gebiet der Erfindung ist jenes der Automobilindustrie. Genauer betrifft die Erfindung die Rahmen, die die Kraftmaschinen von Kraftfahrzeugen tragen.
- Gemäß einer gebräuchlichen Technik,
EP 0 987 166 , umfassen die Hilfsrahmen zwei Schalen, die aus Pressblech hergestellt und zusammengefügt sind. - Eine der Funktionen dieser Rahmen besteht darin, die Kräfte auszuhalten, die durch das Antriebsmoment während Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen des Fahrzeugs erzeugt werden.
- Außerdem ist im Fall eines Frontaufpralls des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit der Vorderachsrahmen ein wichtiges Element bei der Energieabsorption durch Verformung. Damit er diese Funktion erfüllen kann, muss der Rahmen (in den zuvor ausgewiesenen Raum) zurückweichen können, und zwar bis er an der Karosserie zur Anlage kommt, um die Kräfte dorthin zu übertragen.
- Im Fall von Hilfsrahmen, die durch Pressen von Blech hergestellt sind, weist der hintere Teil des Hilfsrahmens, der mit der Karosserie in Kontakt kommt, eine stark abgerundete Form auf. Eine solche runde Form ist auf die Presstechnik zurückzuführen, die für die Herstellung der den Hilfsrahmen bildenden Schalen angewendet wird. Eine solche runde Form ermöglicht nämlich eine progressive Verformung des Blechs und begünstigt das In-Eingriff- und Außer-Eingriff-Gelangen der Pressmatrizen.
- Dies ist durch
1 , eine Seitenansicht eines herkömmlichen Hilfsrahmens, veranschaulicht. - Wie deutlich wird, weist der hintere Rand
10 des Hilfsrahmens eine Krümmung zwischen einer Basisoberfläche11 der oberen Schale und einer Kante12 zum Zusammenfügen dieser Letzteren mit einer unteren Schale auf. - Nun weist aber, wie festgestellt wird, die Karosserie
100 (symbolisch dargestellt) im Allgemeinen in der potenziellen Kontaktzone bezüglich des Hilfsrahmens eine vertikale Oberfläche auf. - Auch kann in bestimmten Fällen die rundliche Oberfläche des Hilfsrahmens gegen die vertikale Oberfläche der Karosserie der Grund dafür sein, dass der Hilfsrahmen unter die Karosserie rutscht, auf die Gefahr hin, einen Bruch der Befestigungen des Hilfsrahmens nach sich zu ziehen. Auf jeden Fall wird in einer solchen Situation die Energieabsorptionsfunktion des Hilfsrahmens nur unvollständig ausgeübt, ja sogar überhaupt nicht ausgeübt.
- Die Erfindung hat insbesondere zur Aufgabe, diesem Nachteil des Standes der Technik abzuhelfen.
- Genauer gesagt hat die Erfindung zur Aufgabe, einen Hilfsrahmen bzw. Träger aus Pressblech zu schaffen, der ein im Vergleich zu dem herkömmlichen Hilfsrahmen des Standes der Technik verbessertes Verhalten bei Stoßbeanspruchungen aufweist.
- Die Erfindung hat außerdem zur Aufgabe, einen solchen Hilfsrahmen bzw. Träger bereitzustellen, der nicht mit einer Gewichtserhöhung einhergeht.
- Die Erfindung hat auch zur Aufgabe, einen solchen Hilfsrahmen bereitzustellen, der eine einfache Konzeption hat, leicht herzustellen und zu verwenden ist.
- Diese Aufgaben, sowie weitere, die in der Folge deutlich werden, lassen sich durch die Erfindung lösen, die einen Kraftfahrzeugträger des Typs zum Gegenstand hat, der wenigstens eine Schale aus gepresstem Blech ent hält, die einen hinteren Rand aufweist, der dazu bestimmt ist, in der Nähe einer im Wesentlichen vertikalen Wand der Karosserie angebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des hinteren Randes der Schale oder einer der Schalen eine Abstützoberfläche definiert, die bei einem Stoß, den das Fahrzeug erfährt, mit der im Wesentlichen vertikalen Wand der Karosserie in Kontakt gelangen kann.
- Deshalb weist der Hilfsrahmen bzw. Träger ein verbessertes Verhalten bei Stoßbeanspruchungen auf, insbesondere im Fall eines Frontaufpralls eines Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit.
- Der erfindungsgemäße Hilfsrahmen bzw. Träger weicht nämlich im Fall eines starken Frontaufpralls zurück und gelangt mit einem ebenen Lager an der Karosserie des Fahrzeugs zur Anlage, um die aufgenommenen Kräfte auf diese Letztere zu übertragen.
- Dieses Ergebnis wird folglich durch die Erfindung erhalten, indem ein ungünstiges Stoßen des Hilfsrahmens bzw. Trägers gegen die Karosserie vermieden wird, insbesondere falls der Hilfsrahmen bzw. Träger unter die Karosserie rutscht. Dies ist durch die Abstützoberfläche möglich, die durch den hinteren Rand definiert, ist, wobei dieser Letztere eine Fläche aufweist, die im Wesentlichen parallel zu jener der Karosserie ist, mit dem Ziel, ein freies Lager ohne möglichen Andruck zu erzeugen.
- Gemäß einer bevorzugten Lösung weist die Schale eine Kante auf, die eine Zusammenfügungsebene mit einer anderen Schale definiert, wobei der oder die Abschnitte jeweils wenigstens einem in der Kante ausgebildeten Vorsprung entsprechen.
- So kann dieser Vorsprung mit Hilfe einer Pressmatrize aus der entsprechenden Schale hergestellt werden.
- Die Abstützoberfläche, die imstande ist, bei einem Stoß mit der Karosserie in Kontakt zu kommen, kann folglich bei niedrigeren Kosten erhalten werden – und zwar ohne Hinzufügung von Material oder eines Teils, das eine Gewichtszunahme hervorrufen würde.
- Vorteilhaft ist der Vorsprung durch eine Verformung des hinteren Randes gebildet, derart, dass der oder die Abschnitte im Wesentlichen U-förmig sind.
- In diesem Fall umfasst die U-Form des oder der Abschnitte vorzugsweise die U-Form des Vorsprungs oder der Vorsprünge mit zwei Säulen, die miteinander durch einen im Wesentlichen ebenen oberen Rand verbunden sind.
- Auf diese Weise kann die Abstützoberfläche, die bei einem Stoß mit der Karosserie in Kontakt kommen kann, vergrößert werden, und zwar um ebensoviel wie in Abhängigkeit von den Verhaltenseigenschaften bei Stoßbeanspruchungen, die erzielt werden sollen, notwendig ist.
- Gemäß einer vorteilhaften Lösung erstrecken sich der Vorsprung oder die Vorsprünge zwischen dem oder den Abschnitten und der Basisoberfläche der Schale, derart, dass das U und die Basisoberfläche durch wenigstens eine Linie verbunden sind, die im Wesentlichen in der Ebene der Basisoberfläche liegt.
- So wird ein optimiertes Verhalten bei Stoßbeanspruchungen erhalten, indem eine eventuelle Hebelwirkung unterbunden wird, die auftreten könnte, wenn der Vorsprung in Bezug auf die Basisoberfläche der Schale vertikal versetzt wäre.
- Vorteilhaft weist der Vorsprung oder weisen die Vorsprünge einen progressiven Querschnitt auf, der sich in Richtung der Basisoberfläche erweitert.
- Folglich ist im Fall eines Stoßes die Verteilung der mechanischen Belastungen, die mit dem Stoß verbunden sind, verbessert: Die aufgenommenen Kräfte werden von dem Vorsprung auf die Gesamtheit der Schale übertragen, was eine allmähliche Stoßabsorption ermöglicht.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Basisoberfläche und die Zusammenfügungskante durch eine Verbindungswand verbunden, wobei der Vorsprung oder die Vorsprünge durch zwei gekrümmte Oberflächen gebördelt sind, die den Vorsprung mit der Verbindungswand verbinden.
- Dies trägt ebenfalls zur allmählichen Absorption eines eventuellen Stoßes bei.
- Vorzugsweise umfasst der Hilfsrahmen bzw. Träger einen Abschnitt, der eine Abstützoberfläche in der Nähe jedes der Enden des hinteren Randes definiert.
- So weist der Hilfsrahmen bzw. Träger unabhängig oder fast unabhängig von der Richtung des Stoßes ein verbessertes Verhalten bei Stoßbeanspruchungen auf.
- Gemäß einem weiteren Merkmal weist der Hilfsrahmen bzw. Träger wenigstens eine Basisoberfläche auf, die eine Erhebung in der Nähe wenigstens eines der Ränder der Basisoberfläche, des so genannten proximalen Randes, aufweist, wobei die Erhebung auf einer so genannten inneren Seite der Basisoberfläche ausgebildet ist, wobei die Schale durch ein Verfahren erhalten wird, das enthält:
- – wenigstens einen Pressschritt, in dessen Verlauf die Erhebung verwirklicht wird;
- – wenigstens einen Schritt des Umbiegens des proximalen Randes in Richtung der Erhebung, bis sich dieser proximale Rand im Wesentlichen parallel zu der inneren Oberfläche erstreckt, wobei der Umbiegeschritt ausgeführt wird, indem in der Umgebung des proximalen Randes eine Gegenabstützkraft auf die der inneren Oberfläche der Basisoberfläche gegenüberliegende Seite ausgeübt wird.
- Folglich wird der Hilfsrahmen bzw. Träger gemäß einer Fertigungstechnik verwirklicht, die ermöglicht, einen Rand auf ein Blechteil umzubiegen, dessen Struktur das Einsetzen einer Biegematrize gemäß der herkömmlichen Technik nicht zulässt.
- Bisher haben die Blechtreiber noch immer davon abgesehen, einen solchen Falz auszuführen, da sie herkömmlich eben keine Biegematrizen verwenden konnten.
- Auf diese Weise wird vermieden, dass wie bei den früheren Hilfsrahmen bzw. Trägern ein Verstärkungsteil an dem der Erhebung benachbarten Rand angestückt werden muss.
- So kann folglich eine Gewichtseinsparung und eine Ersparnis bei den Herstellungskosten des Hilfsrahmens bzw. Trägers erhalten werden, wobei dieser Letztere trotzdem eine Dauerfestigkeit aufweist, die jener eines Hilfsrahmens bzw. Trägers, der mit einem Verstärkungsteil an dem betreffenden Rand versehen ist, ähnlich ist.
- Vorteilhaft ist der proximale Rand einer der Ränder eines Fensters, das dazu bestimmt ist, einen Durchgang für einen Schwingarm zur Aufnahme eines Antriebsmoments zu bilden.
- In diesem Fall weist der Hilfsrahmen bzw. Träger vorzugsweise zwei Schalen auf, die zusammengefügt sind und jeweils eine Erhebung aufweisen, die dazu bestimmt ist, eine Abstützoberfläche für ein Ende des Schwingarms zu bilden, wobei sowohl die Unterkante als auch die Oberkante des Fensters im Wesentlichen parallel zu der Basisoberfläche der Schale, in deren Nähe sie sich erstrecken, umgebogen sind.
- Die Erfindung betrifft außerdem eine Schale für Hilfsrahmen bzw. Träger des Typs aus Pressblech, die einen hinteren Rand aufweist, der dazu bestimmt ist, in der Nähe einer im Wesentlichen vertikalen Wand der Karosserie angebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des hinteren Randes der Schale eine Abstützoberfläche definiert, die bei einem Stoß, den das Fahrzeug erfährt, mit der im Wesentlichen vertikalen Wand der Karosserie in Kontakt gelangen kann.
- Die Erfindung betrifft deshalb auch ein Fahrzeug, das mit wenigstens einem Hilfsrahmen bzw. Träger ausgerüstet ist, der wenigstens eine Schale aus Pressblech enthält, die einen hinteren Rand aufweist, der dazu bestimmt ist, in der Nähe einer im Wesentlichen vertikalen Wand der Karosserie angebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des hinteren Randes der Schale oder einer der Schalen eine Abstützoberfläche definiert, die bei einem Stoß, den das Fahrzeug erfährt, mit der im Wesentlichen vertikalen Wand der Karosserie in Kontakt gelangen kann.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die als veranschaulichendes Beispiel und nicht einschränkend gegeben ist, und der beigefügten Zeichnung deutlicher, worin:
- –
1 eine Seitenansicht des hinteren Randes eines Hilfsrahmens bzw. Trägers gemäß dem Stand der Technik ist; - –
2 eine perspektivische Ansicht eines Hilfsrahmens bzw. Trägers gemäß der Erfindung ist; - –
3 eine Teilansicht des hinteren Teils eines Fahrzeughilfsrahmens bzw. -trägers gemäß der Erfindung ist; - –
4 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugvorderachsrahmens bzw. -trägers gemäß der Erfindung ist; - –
5 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung bei der Ausführung eines Schritts eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist. - Wie vorher schon erwähnt worden ist, besteht das Prinzip der Erfindung darin, eine der Schalen des Hilfsrahmens bzw. Trägers so zu verwirklichen, dass sie einen hinteren Rand mit einem Abschnitt aufweist, der eine Abstützoberfläche definiert, die bei einem Stoß mit einer im Wesentlichen vertikalen Wand der Karosserie in Kontakt gelangen kann.
- Unter Bezugnahme auf
2 wird daran erinnert, dass ein solcher Hilfsrahmen bzw. Träger, anders vom Fachmann "Minirahmen" (frz.: mini berceau) genannt, mit der Karosserie des Fahrzeugs im hinteren Teil fest verbunden ist und im vorderen Teil mit einem Stoßdämpfer2 oder "Add-on", der an Tragplatten13 des Hilfsrahmens bzw. Träges befestigt ist, fest verbunden ist. - Außerdem ist ein solcher Hilfsrahmen bzw. Träger an untere Querlenker
3 , die die Räder halten oder Mittel zum Halten der Räder31 (symbolisch dargestellt) tragen, gekoppelt, wobei ein Querstabilisator32 diese Querlenker verbindet und auf dem Hilfsrahmen bzw. Träger gehalten wird. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, die durch
3 veranschaulicht ist, weist der hintere Rand der oberen Schale1 einen Abschnitt gemäß der Erfindung an jedem seiner Enden auf, wobei jeder Abschnitt, der einem Vorsprung101 entspricht, der in der Kante11 vorgesehen ist, eine Ebene für das Zusammenfügen mit der unteren Schale4 des Hilfsrahmens bzw. Trägers bildet. - Wie deutlich wird, weist jeder der Vorsprünge
101 einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen U-förmig ist, wobei dieses U in diesem Fall umgekehrt ist und einen ebenen oberen Rand1011 hat. - Außerdem erstreckt sich dieser Vorsprung derart, dass er eine obere Ebene
1012 aufweist, die in der Ebene der Basisoberfläche14 der oberen Schale liegt. - Es sei angemerkt, dass jeder Vorsprung
101 einen Querschnitt aufweist, der sich zur Basisoberfläche14 hin allmählich erweitert, und Seitenwände1013 aufweist, die in Richtung der Verbindungskante15 der Schale, die sich zwischen der Basisoberfläche14 und der Zusammenfügungskante11 erstreckt, gekrümmt sind. -
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Hilfsrahmens bzw. Trägers, der einen Vorsprung101 an jedem der Enden seines hinteren Randes aufweist. - Wie deutlich wird, weist zudem die Verbindungswand
15 , die die Basisoberfläche14 und die Zusammenfügungskante11 der oberen Schale1 verbindet, eine Öffnung151 auf, die in der Nähe einer Erhebung141 , die an der Innenseite der oberen Schale beim Pressen dieser Letzteren erhalten wird, und einer Erhebung142 , die die untere Schale4 aufweist, verwirklicht ist. - Diese Öffnung weist einen oberen Rand
1511 und einen unteren Rand1512 auf, die so umgebogen sind, dass eine doppelte Dicke bei der Basisoberfläche der oberen Schale bzw. bei der Basisoberfläche der unteren Schale geschaffen wird. - Diese Falze werden nach der Pressphase erhalten, indem eine Gegenabstützkraft an der Außenseite der oberen Schale ausgeübt wird.
- Dazu wird von einer Vorrichtung Gebrauch gemacht, wie etwa jener, die in
5 gezeigt ist. - Gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die durch diese Figur veranschaulicht ist, wird dieser Schritt des Herstellungsverfahrens durchgeführt, indem eine Teilmatrize
50 in das Innere der Schale eingebracht wird und dann durch die Öffnung, die mittels eines Lochwerkzeugs erhalten wurde, ein Biegewerkzeug51 eingebracht wird. - Dieses Biegewerkzeug
51 weist einen aktiven Biegeteil511 auf, der in dem Maße, wie das Werkzeug in die Öffnung eingeführt wird, das Umbiegen des proximalen Randes151 herbeiführt. - Das Biegewerkzeug umfasst außerdem ein Gegenlagerelement
512 , das dazu bestimmt ist, an der Außenseite der Basisoberfläche14 zur Anlage zu kommen (im Gegensatz zur Innenseite, an der die Teilmatrize50 zur Anlage gebracht wird). - Das Gegenlagerelement
512 ist vorgesehen, um an der Basisoberfläche14 zur Anlage zu kommen, bevor das Biegewerkzeug das Umbiegen des proximalen Randes bewirkt, wobei das Gegenlagerelement während des gesamten Biegeschritts mit der Basisoberfläche der Schale in Kontakt bleibt.
Claims (13)
- Kraftfahrzeugträger des Typs, der wenigstens eine Schale (
1 ) aus gepresstem Blech enthält, die einen hinteren Rand aufweist, der dazu bestimmt ist, in der Nähe einer im Wesentlichen vertikalen Wand (100 ) der Karosserie angebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (101 ) des hinteren Randes der Schale (1 ) oder einer der Schalen eine Abstützoberfläche definiert, die bei einem Stoß, den das Fahrzeug erfährt, mit der im Wesentlichen vertikalen Wand (100 ) der Karosserie in Kontakt gelangen kann. - Kraftfahrzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (
1 ) eine Kante (11 ) aufweist, die eine Zusammenfügungsebene mit einer anderen Schale (4 ) definiert, und dass der oder die Abschnitte (101 ) jeweils wenigstens einem in der Kante (11 ) ausgebildeten Vorsprung entsprechen. - Kraftfahrzeugträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung durch eine Verformung des hinteren Randes gebildet ist, derart, dass der oder die Abschnitte (
101 ) im Wesentlichen U-förmig sind. - Kraftfahrzeugträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Form des oder der Abschnitte (
101 ) zwei Säulen aufweist, die miteinander durch einen im Wesentlichen ebenen oberen Rand (1011 ) verbunden sind. - Kraftfahrzeugträger nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorsprung oder die Vorsprünge zwischen dem oder den Abschnitten (
101 ) und der Basisoberfläche (14 ) der Schale (1 ) erstrecken, derart, dass das U und die Basisoberfläche (14 ) durch wenigstens eine Linie verbunden sind, die im Wesentlichen in der Ebene der Basisoberfläche (14 ) liegt. - Kraftfahrzeugträger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung oder die Vorsprünge einen progressiven Querschnitt aufweist, der sich in Richtung der Basisoberfläche (
14 ) erweitert. - Kraftfahrzeugträger nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisoberfläche (
14 ) und die Zusammenfügungskante (11 ) durch eine Verbindungswand (15 ) verbunden sind und dass der Vorsprung oder die Vorsprünge durch zwei gekrümmte Oberflächen (1013 ) gebördelt sind, die den Vorsprung mit der Verbindungswand (15 ) verbinden. - Kraftfahrzeugträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Abschnitt (
101 ) aufweist, der eine Abstützoberfläche in der Nähe jedes der Enden des hinteren Trägers definiert. - Kraftfahrzeugträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der wenigstens eine Schale (
1 ) enthält, die wenigstens eine Basisoberfläche (14 ) aufweist, die eine Erhebung (141 ) in der Nähe wenigstens eines der Ränder der Basisoberfläche (14 ), des so genannten proximalen Randes (1511 ), aufweist, wobei die Erhebung (141 ) auf einer so genannten inneren Seite der Basisoberfläche (14 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale durch ein Verfahren erhalten wird, das enthält: – wenigstens einen Pressschritt, in dessen Verlauf die Erhebung (141 ) verwirklicht wird; – wenigstens einen Schritt des Umbiegens des proximalen Randes (1511 ) in Richtung der Erhebung (141 ), bis sich dieser proximale Rand (1511 ) im Wesentlichen parallel zu der inneren Oberfläche erstreckt, wobei der Umbiegeschritt ausgeführt wird, indem in der Umgebung des proximalen Randes (1511 ) eine Gegenabstützkraft auf die der inneren Oberfläche der Basisoberfläche (14 ) gegenüberliegende Seite ausgeübt wird. - Kraftfahrzeugträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der proximale Rand (
1511 ) einer der Ränder eines Fensters (151 ) ist, das dazu bestimmt ist, einen Durchgang für einen Aufhängungsschwingarm eines Motors zu bilden. - Kraftfahrzeugträger nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Schalen (
1 ), (4 ) aufweist, die zusammengefügt sind und jeweils eine Erhebung (141 ), (142 ) aufweisen, die dazu bestimmt ist, eine Abstützoberfläche für ein Ende des Schwingarms zu bilden, wobei sowohl die Unterkante (1512 ) als auch die Oberkante (1511 ) des Fensters (151 ) im Wesentlichen parallel zu der Basisoberfläche der Schale, in deren Nähe sie sich erstrecken, umgebogen sind. - Schale (
1 ) für Träger des Typs aus Pressblech, die einen hinteren Rand aufweist, der dazu bestimmt ist, in der Nähe einer im Wesentlichen vertikalen Wand (100 ) der Karosserie angebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (101 ) des hinteren Randes der Schale (1 ) eine Abstützoberfläche definiert, die bei einem Stoß, den das Fahrzeug erfährt, mit der im Wesentlichen vertikalen Wand (100 ) der Karosserie in Kontakt gelangen kann. - Fahrzeug, das mit wenigstens einem Träger ausgerüstet ist, der wenigstens eine Schale (
1 ) aus Pressblech enthält, die einen hinteren Rand aufweist, der dazu bestimmt ist, in der Nähe einer im Wesentlichen vertikalen Wand (100 ) der Karosserie angebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (101 ) des hinteren Randes der Schale (1 ) oder einer der Schalen eine Abstützoberfläche definiert, die bei einem Stoß, den das Fahrzeug erfährt, mit der im Wesentlichen vertikalen Wand (100 ) der Karosserie in Kontakt gelangen kann.
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