WO2007009725A1

WO2007009725A1 - Hilfstragrahmen zur aufnahme von achsen eines fahrzeugs

Info

Publication number: WO2007009725A1
Application number: PCT/EP2006/007015
Authority: WO
Inventors: Hubertus Steffens; Sascha DÖRNER; Frank Weisse; Reiner Hielscher
Original assignee: Ise Innomotive Systems Europe Gmbh
Priority date: 2005-07-17
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2007-01-25
Also published as: DE102005033814A1; US20090212521A1; DE102005033814B4; EP1910156A1

Abstract

Bei einem Hilfstragrahmen (2) zur Aufnahme von Antriebswellen (3) eines Fahrzeugs (1 ), wobei der Hilfstragrahmen (2) Längstragarme (5, 6) und diese miteinander verbindende Quertragarme (7, 8) zum Ausbilden einer geschlossenen Rahmenform aufweist, wobei ein oder mehrere Öffnungen (10,11) zum Durchführen von Antriebswellen (3) oder Wellenabschnitten vorgesehen sind, ist zumindest ein aussteifendes Hülsenelement (12, 112, 212, 312) in der zumindest einen Öffnung (10, 11) in zumindest einem Längstragarm (5, 6) oder einem Abschnitt des Hilfstragrahmens (2) angeordnet und das Hülsenelement (12, 112, 212, 312) in die Öffnung (10,11) zwischen einen Längstragarm bildende Schalen, Teile (50, 51 ,60, 61 , 150, 151, 250, 251, 350, 351) oder Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms (5, 6) so eingefügt und an den Schalen, Teilen oder Wandungen des zumindest einen Längstragarms (5, 6) so befestigt, dass sie zum Bilden eines Korrosionsschutzes die Öffnung zum Inneren des Hohlkörpers dichtend abschließt, wobei es (12, 112, 212, 312) zumindest einseitig innerhalb der zumindest einen Öffnung (10,11 ) mit den umgebenden Wandungen, Schalen oder Teilen (50, 51, 60, 61, 150, 151, 250, 251, 350, 351) des zumindest einen Längstragarms (5, 6) verbunden ist.

Description

Hilfstragrahmen zur Aufnahme von Achsen eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft einen Hilfstragrahmen zur Aufnahme von Antriebswellen eines Fahrzeugs, wobei der Hilfstragrahmen Längstragarme und diese miteinander verbindende Quertragarme zum Ausbilden einer geschlossenen Rahmenform aufweist, wobei ein oder mehrere Öffnungen zum Durchführen von Antriebswellen oder Wellenabschnitten vorgesehen sind, und eine Vorrichtung zum Aussteifen eines Hilfsrahmens für ein Fahrzeug zur Verwendung mit einem solchen Hilfsrahmen.

Hilfstragrahmen sind im Stand der Technik in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Sie werden dort beispielsweise zur Lagerung des Antriebsaggregats bzw. auch als Vorderachsträger verwendet. Die DE 199 20 052 C2 und die DE 199 09 945 C1 offenbaren zur Lagerung eines Antriebsaggregats dienende Hilfstragrahmen, deren Querträger von unten an Längsträgern eines Fahrzeugs befestigt werden. Die DD 46 783 offenbart einen Hilfstragrahmen für eine Vorderradaufhängung frontgetriebener Pkws mit einer selbsttragenden Karosserie und mit seitlichen Schalenhohlkörpern, die dreieckförmige Öffnungen zum Durchführen der Radantriebswelle und des Lenkgetriebes mit Lenkgestänge aufweisen..

Bei der Verwendung als Vorderachsträger ist es u.a. möglich, einen Hilfstragrahmen als Vormontagemodul für eine Motor-Getriebeeinheit, Achse, Lenkung, Drehstab, eine Wagenheberaufnahme und Abschirmungen zu verwenden. Hierdurch können alle Elemente bereits vor dem Einbau in ein Fahrzeug auf dem Hilfstragrahmen vormontiert werden, so dass gerade die ansonsten bereits aufgrund des Gewichts recht aufwendige Montage der Motor- Getriebeeinheit erheblich erleichtert wird.

Die Achs- oder Antriebswellen eines Fahrzeugs werden entweder über oder unter dem Hilfstragrahmen durchgeführt oder sie werden beispielsweise durch von zwei übereinander geführten Trägern ausgebildeten Durchstecköffnungen in der Längsträgerstruktur jeder Seite des Hilfstragrahmens (DE 199 09 945 C1) geführt. In den seitlichen Randbereichen des Hilfstragrahmens angeordnete Antriebswellen zur Verbindung von Rad und Differential limitieren ebenso wie das Antriebsaggregat den möglichen Bauteilquerschnitt des Hilfstragrahmens. Hierdurch wird die Steifigkeit der Hilfstragrahmen beeinträchtigt.

Steifigkeitsprobleme können auch bei Hilfstragrahmen auftreten , die anstelle einer geschlossenen eine U-Form aufweisen. Ein u-förmiger Hilfstragrahmen ist in der DE 103 52 078 A1 offenbart. Auch der Hilfstragrahmen gemäß der

DE 101 12 932 A1 ist im Wesentlichen u-förmig. Der Hilfstragrahmen ist auf der

Unterseite des Motorraums an Lagerböcken an auf beiden Seiten einer

Kraftfahrzeugkarosserie angeordneten vorderen Längsträgern befestigt. Die

Lagerböcke weisen Verstärkungswände auf, die die geschlossen gebogene

Außenfläche des Hilfstragrahmens verstärken sollen. Gemäß der

EP 1 386 827 A2 ist ferner eine fachwerkartige Aussteifung von Querträgern eines Hilfstragrahmens mit Versteifungswänden bekannt.

Wenn ferner die Steifigkeit eines Hilfstragrahmens bedingt, dass die Antriebswelle nicht um den Hilfstragrahmen herumgeführt werden kann, sondern ein Loch in einem seitlichen Randbereich von diesem vorgesehen werden soll, treten seitens des Hilfstragrahmens weitere Stabilitätsprobleme auf., für die es im Stand der Technik noch keine optimale Lösung gibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Hilfstragrahmen zur Aufnahme von Antriebswellen eines Fahrzeugs dahingehend weiterzubilden, dass die Antriebswellen eine optimale Form aufweisen können und dennoch für den Hilfstragrahmen auch bei Durchführen zumindest von Teilen der Antriebswellen eine optimale Steifigkeitsverteilung in Längsrichtung des Hilfstragrahmens vorgesehen ist, um die Anforderungen an die Steifigkeit eines Fahrzeugs in Längsrichtung problemlos zu erfüllen. Ferner soll eine dichte Verbindung zwischen dem zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildeten Hilfstragrahmen und dem Hülsenelement vorgesehen sein, die diesen im Bereich der zum Durchführen von Teilen der Antriebswelle vorgesehenen Öffnungen sicher vor Korrosion schützen kann. Die Aufgabe wird für einen Hilfstragrahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein aussteifendes Hülsenelement in der zumindest einen Öffnung in zumindest einem Längstragarm oder einem Abschnitt des Hilfstragrahmens angeordnet ist und das Hülsenelement in die Öffnung zwischen einen Längstragarm bildende Schalen, Teile oder Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms so eingefügt und an den Schalen, Teilen oder Wandungen des zumindest einen Längstragarms so befestigt ist, dass es zum Bilden eines Korrosionsschutzes die Öffnung zum Inneren des Hohlkörpers dichtend abschließt, wobei es zumindest einseitig innerhalb der zumindest einen Öffnung mit den umgebenden Wandungen, Schalen oder Teilen des zumindest einen Längstragarms verbunden ist. Für eine Vorrichtung zum Aussteifen eines Hilfsrahmens für ein Fahrzeug zur Verwendung mit einem solchen Hilfsrahmen wird sie dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein Hülsenelement ist, das in den Hilfstragrahmen in dort vorgesehene Öffnungen zum Durchführen von Antriebswellen oder Wellenabschnitten einfügbar ist, wobei das Hülsenelement im Wesentlichen den Abmessungen und der Geometrie der Öffnung angepasst ausgebildet ist und einen Mittelteil und zumindest an einem Ende einen von dem Mittelteil in einem Winkel abgebogenen Rand aufweist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Dadurch wird ein Hilfstragrahmen geschaffen, bei dem ein oder mehrere Öffnungen zum Durchführen von Antriebswellen oder Wellenabschnitten an den Stellen der Längstragarme in dem Hilfstragrahmen angeordnet werden, die einen optimalen Verlauf der Antriebswellen ermöglichen, wobei die Antriebswellen zumindest teilweise durch den Hilfstragrahmen hindurchgesteckt werden. Zugleich wird zum Erzeugen einer ausreichenden Steifigkeit des Hilfstragrahmens die jeweilige Öffnung mit einem Hülsenelement versehen, das in die Öffnung eingepasst ist. Gerade im Vergleich zum Stand der Technik der DE 199 09 945 C1 wird durch das Vorsehen einer Öffnung direkt in dem Längstragarm des Hilfstragrahmens eine weniger Teile benötigende Konstruktion geschaffen. Es sind nicht mehr die beiden eine Durchstecköffnung für die Antriebswelle umschließenden Träger erforderlich, sondern lediglich das Vorsehen von einer oder mehreren Öffnungen in dem Hilfstragrahmen. Anstelle der Fertigung zusätzlicher Teile, wie der Träger, werden die Längstragarme nach dem Formgebungsvorgang lediglich z.B. noch einem Stanzvorgang unterzogen, um die Öffnung(en) auszubilden. Die Anzahl der zu fertigenden Einzelteile des Hilfstragrahmens kann somit minimiert werden.

Ferner ist durch das Vorsehen zumindest eines Hülsenelements in der zumindest einen Öffnung in dem Hilfstragrahmen gegenüber dem bloßen Vorsehen der Öffnungen in dem Hilfstragrahmen zum Verbessern der Form der Antriebswellen eine Aussteifung des Hilfstragrahmens selbst möglich. Die Schwächung des Hilfstragrahmens durch die Öffnung(en) kann hierdurch vorteilhaft ausgeglichen werden. Der Hilfstragrahmen weist dadurch trotz des Vorsehens von seine Struktur schwächenden Öffnungen eine unverminderte Steifigkeit und Festigkeit auf. Es können somit zwei Vorteile, der Vorteil einer optimalen Form und Führung der Antriebswellen und der einer optimalen Stabilität und Steifigkeit des Hilfstragrahmens zusammen realisiert werden.

Die DE 699 22 711 T2 offenbart zwar eine Rahmenheckstruktur für Fahrzeuge mit treibenden Hinterrädern, bei der eine erste und zweite Öffnung in seitlichen Rahmenteilen der Rahmenstruktur vorgesehen sind. Die erste und zweite Öffnung sind jeweils in den mittleren Abschnitten der Rahmenstruktur angeordnet. Allerdings stellt dies keinen wirklichen Hilfsrahmen dar, sondern die eigentliche Rahmenstruktur eines Fahrzeugs. Bei dieser wird zur Verbesserung der Festigkeit eine röhrenförmige Verstärkungshülse in den Umfang der Öffnungen eingefügt Die Verstärkungshülse ist zylindrisch und ragt über die seitliche Erstreckung der Rahmenstruktur hinaus. Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Hülsenelement innerhalb der Öffnung in den Längstragarmen des Hilfstragrahmens mit deren Wandungen oder diesen bildenden Teilen verbunden. Hierdurch ragt das Hülsenelement somit nicht über die äußere Erstreckung des Längstragarms hinaus, so dass die Verbindungsstelle(n) zwischen Hülsenelement und Längstragarm besser vor einer Beaufschlagung mit Feuchtigkeit geschützt ist bzw. sind.

Vorteilhaft ist das Hülsenelement an die Geometrie und/oder Abmessungen der zumindest einen Öffnung in dem Hilfstragrahmen angepasst ausgebildet. Vorzugsweise ist das Hülsenelement in die Öffnung formschlüssig eingefügt und innerhalb der Öffnung lösbar oder unlösbar befestigt. Das Hülsenelement kann durch sein optimales Einpassen in die in dem Hilfstragrahmen geschaffene(n) öffnung(en) somit besonders gut Kräfte aufnehmen und damit zum Steifigkeitsaufbau des Hilfstragrahmens beitragen. Der durch das Ausschneiden der Öffnung(en) geschaffene Steifigkeitsverlust des Hilfstragrahmens kann dadurch besonders gut kompensiert werden. Die Befestigung des Hülsenelements in der Öffnung in dem Hilfstragrahmen kann durch Einschweißen oder Einlöten oder ein anderes Befestigungsverfahren erfolgen, wie beispielsweise auch einen Umbördelvorgang. Als besonders vorteilhaft erweist sich ein Befestigungsverfahren, bei dem eine abdichtende Verbindung zwischen dem Hilfstragrahmen, insbesondere dessen Längstragarmschale, und dem Hülsenelement möglich wird, da hierdurch ein Korrosionsschutz für das Innere des Hilfstragrahmens bzw. insbesondere von dessen Längstragarm möglich ist. Das Hülsenelement erfüllt somit neben den bereits genannten Aufgaben auch eine Korrosionsschutzfunktion für den Hilfstragrahmen im Bereich der Öffnung, in die es eingebracht ist. Durch das Vorsehen einer solchen Öffnung in dem als Hohlkörper bzw. schalenförmig aufgebauten Hilfstragrahmen, insbesondere dessen Längstragarmen, kann anderenfalls Wasser in das Innere des Hilfstragrahmens eindringen. Aufgrund der teilweise sehr komplexen, mit zahlreichen Hinterschneidungen versehenen Form des Hilfstragrahmens kann dieses Wasser, das beispielsweise als Spritzwasser, im Winter mit Streusalz vermischt, von der Straße während der Fahrt eines Fahrzeuges aufgewirbelt wird, nicht selbständig wieder aus dem Hilfstragrahmen heraus gelangen, trotz der möglicherweise erhöhten Temperaturen im Motorraum eines Fahrzeugs. Durch das vorteilhafte Einbringen des Hülsenelements so, dass eine gute Abdichtung des Inneren des Hilfstragrahmenhohlkörpers möglich ist, kann das Hülsenelement als Korrosionsschutzmittel und Versteifung dienen.

Vorzugsweise erstreckt sich das Hülsenelement im Bereich der Öffnung zumindest teilweise auf die Innen- oder Außenseite von einen Längstragarm umschließenden Wandungen bzw. der Schale des Längstragarms. Das Hülsenelement kann auf der Außenseite der Schale oder einer Außenwandung des Längstragarms aufliegen, so dass eine die Öffnung abdichtende Verbindung hier einfach geschaffen werden kann, wobei auch bei einem Aufliegen auf der Innenseite der Wandung(en) eine Verbindung auch durch Verschweißen leicht erzeugt werden kann.. Vorteilhaft weist das Hülsenelement einen, insbesondere im Wesentlichen zylindrischen, Mittelteil und zumindest an einem Ende einen von dem Mittelteil in einem Winkel abgebogenen Rand auf. Der Rand kann zur Auflage auf der Außen- oder Innenseite der Wandung oder Schale des Längstragarms ausgebildet sein.

Zusätzlich oder alternativ können die zumindest eine Öffnung umgebenden Wandungs- oder Schalenteile des zumindest einen Längstragarms in Richtung zu dem Hülsenelement umgebogen sein zum Schaffen eines dichtenden Anschlusses an das Hülsenelement. Dieses Umbiegen des die Öffnung in dem Blech bzw. der Wandung bzw. der Schale des Längstragarms umgebenden Bereichs wird vorzugsweise so ausgeführt, dass ein guter Anschluss und damit eine dichtende Verbindung mit dem Hülsenelement möglich ist. Da ein stumpfes Einschweißen eines geraden Endes eines im Wesentlichen zylindrischen Abschnitts des Hülsenelements weder einfach auszuführen ist, da die beiden zu verbindenden Kanten der Öffnung und des Hülsenelements zumeist etwa senkrecht aufeinander stehen, noch problemlos zu einer gut dichtenden Verbindung führen, erweist sich das Umbiegen des die Öffnung umgebenden Randes der Schale oder der Wandung des Längstragarms als besonders vorteilhaft.

Neben der zumindest einseitig auf der Außenseite des Längstragarms aufliegenden Ausbildung des Hülsenelements, kann dieses auch zwischen einen Längstragarm bildende Teile oder zwischen Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms eingefügt sein. Hierbei eignet sich ein Vorsehen von abgebogenen oder abstehenden Rändern an beiden Enden des Hülsenelements. Diese werden vorzugsweise so angepasst, dass sie auf den Innenseiten der Wandungen oder Schalen des Längstragarms anliegen, so dass wiederum eine dichtende Verbindung zwischen den Wandungen bzw. Schalen und dem Hülsenelement geschaffen werden kann.

Ferner kann ein die Öffnung umgebender erster Abschnitt der einen Längstragarm bildenden Schalen, Teile oder Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms konisch in die Öffnung hinein zulaufend ausgebildet sein, wobei das Hülsenelement dann vorzugsweise innerhalb der Öffnung mit dem konisch zulaufenden ersten Abschnitt verbunden wird oder ist. Durch das Vorsehen eines konisch in die Öffnung zulaufenden ersten Abschnitts kann eine deutliche Versteifung der Ausgangsfläche erfolgen. Ferner kann eine Schweißnaht zum Verbinden von Hülsenelement und erstem Abschnitt optimal gelegt werden im Hinblick auf die Festigkeit der Verbindung, wobei eine Anordnung in einem spannungsärmeren Bereich im Innern der Öffnung möglich ist, und im Hinblick auf die gute Zugänglichkeit der Schweißnaht, wobei außerdem eine erleichterte Fügung der zu verbindenden Teile vor dem Verschweißen möglich ist.

Alternativ oder zusätzlich kann ein die Öffnung umgebender zweiter Abschnitt der einen Längstragarm bildenden Schalen, Teile oder Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms in die Öffnung hinein eingezogen sein, wobei das Hülsenelement vorzugsweise mit dem einen in einem Winkel abgebogenen Rand mit dem zweiten Abschnitt verbunden wird oder ist. Hierdurch sind zahlreiche Varianten einer Verbindung des Hülsenelements und der Wandungen des Längstragarms möglich, die eine optimale Anpassung an die jeweilige Formgebung der Längstragarme und des Hilfsrahmens ermöglichen. Das Hülsenelement kann dabei rotationssymmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet sein und eine über ihren Längsschnitt uneinheitliche Länge aufweisen.

Das Hülsenelement kann entweder einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Die einteilige Form eignet sich beispielsweise beim Einfügen des Hülsenelements zwischen die Wandungen oder Schalen des Längstragarms, aber auch beim einseitigen Auflagern eines endseitig abgebogenen Randes oder einer abgebogenen Krempe auf der Außenseite der Wandung oder Schale des Längstragarms. Hier kann allerdings ebenfalls eine mehrteilige Form verwendet werden, gerade wenn eine Anpassung an die Öffnungsform damit leichter möglich ist. Eine mehrteilige Form wird vor allem auch dann verwendet werden, wenn das Hülsenelement an beiden Enden mit einem abgebogenen Rand oder einer abgebogenen Krempe versehen ist, die auf die Außenseiten der Wandungen oder Schalen des Längstragarms aufgefügt werden soll, da dies bei einer mehrteiligen Form sehr viel leichter durchzuführen ist.

Vorzugsweise ist das Hülsenelement als Tiefziehteil ausgebildet. Hierdurch ist es besonders leicht möglich, das Hülsenelement in die gewünschte Form zu bringen. Das Hülsenelement kann dabei einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen. Grundsätzlich ist jedoch auch ein eckiger und beliebiger Querschnitt des Hülsenelements möglich. Das Hülsenelement wird vorteilhaft aus einer flachen Blechplatine heraus gezogen. Unter Verwendung eines entsprechenden Tiefziehwerkzeugs können Länge und Form des Hülsenelements individuell auf einen jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden, d.h. auf die für einen jeweiligen Längstragarm erforderliche Geometrie, wobei nach dem Umformvorgang keine Nacharbeit mehr erforderlich ist. Sowohl der Querschnitt als auch die Länge als auch der abgestellte Rand des Hülsenelements können in einem Tiefziehvorgang ohne Nacharbeit in der gewünschten Form erstellt werden. Der Grad der Abstellung des Randes oder der Ränder des Hülsenelements kann den Gegebenheiten der Montagefolge des Hülsenelements und der übrigen Teile des Hilfsrahmens angepasst werden, so dass für das Hülsenelement eine Selbstzentrierung und eine hohe Passgenauigkeit in Bezug auf den Längstragarm erzielt werden kann.

Vorteilhaft weist das Hülsenelement zumindest einen sich von einem Ende des Hülsenelements in Richtung zu dem anderen Ende hin erstreckenden Aussparungsbereich im Mittelteil auf. Durch Vorsehen eines solchen Aussparungsbereichs kann die Antriebswelle besser in der Öffnung liegen bzw. steiler aus dieser wieder herausgeführt werden oder es wird auf diese Weise ein Freigang für andere Bauteile oder Aggregate geschaffen. Ein solcher Aussparungsbereich wird vorzugsweise an die jeweilige Formgebung der Antriebswelle angepasst und kann auch weggelassen werden, wenn er nicht erforderlich ist.

Der Aussparungsbereich ist vorteilhaft von einem abgebogenen Rand umgrenzt. Dieser kann ebenfalls auf die die Öffnung umgebende(n) Wandung(en) oder Schale(n) aufgelegt und auf diesen dichtend befestigt werden. Der Aussparungsbereich wird sich zumeist nur von einem Ende des Hülsenelements aus erstrecken. Zumeist wird er auf der nach innen zu dem von den Längstragarmen und den Quertragarmen umgrenztren Innenraum gerichteten Seite des Hilfstragrahmens angeordnet, da hier die Antriebswellen ggf. nach oben geführt sind, so dass sich das Vorsehen des Aussparurigsbereichs dort als vorteilhaft erweist.

Das Hülsenelement umschließt eine Antriebswelle oder Teile von dieser und weist zumindest in dem die Antriebswelle umgebenden Bereich keine scharfkantigen Bereiche auf, so dass eine Manschette der Antriebswelle, die in dem Bereich des Durchtritts durch den Längstragarm des Hilfstragrahmens angeordnet ist, vorteilhaft vor Beschädigung geschützt werden kann. Dieser Schutz kann mit den Hilfstragrahmen des Standes der Technik nicht erzielt werden, da diese gerade im Bereich des Passierens oder Durchtritts von Antriebswellen zumeist aus diversen gebogenen Schalenteilen mit scharfkantigen Kanten aufgebaut sind, an denen eine dort hindurch gesteckte, die Antriebswelle umgebende Manschette verletzt werden kann.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:

Figur 1 eine perspektivische skizzenhafte Ansicht eines Fahrzeugs mit frontseitig eingebautem Hilfstragrahmen, der erfindungsgemäß ausgebildet ist, Figur 2 eine perspektivische Ansicht des Hilfstragrahmens gemäß Figur 1 mit in Öffnungen in den Längstragarmen des Hilfstragrahmens eingefügten erfindungsgemäßen Hülsenelementen, Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hülsenelements, wie es in den Hilfstragrahmen gemäß Figur 2 eingebaut ist, Figur 4 eine Detailschnittansicht des Hülsenelements gemäß Figur 3, eingebaut in einen Hilfstragrahmen, Figur 5 eine Schnittansicht des Hülsenelement gemäß Figur 3, Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hülsenelements, Figur 7 eine Detailschnittansicht des Hülsenelements gemäß Figur 6, eingebaut in einen Hilfstragrahmen,

Figur 8 eine Schnittansicht des Hülsenelements gemäß Figur 6, Figur 9 eine seitliche Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hülsenelements, und Figur 10 eine seitliche Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hülsenelements.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einem frontseitig eingebauten Hilfstragrahmen 2 zur Aufnahme von nur angedeuteten Antriebswellen 3 des Fahrzeugs zum Antreiben der Räder 4. Der Hilfstragrahmen 2 weist zwei etwa parallel verlaufende Längstragarme 5, 6 und diese miteinander verbindende Quertragarme 7, 8 zum Ausbilden einer geschlossenen Rahmenform auf, wie besser der Ansicht in Figur 2 zu entnehmen ist.

Die Quertragarme 7, 8 sind tunnelförmig ausgebildet, mit nach unten gerichteten Öffnungen 9. Durch diese tunnelförmigen Öffnungen können Wellen oder andere Teile im Motorraum des Fahrzeugs hindurchgeführt werden. Die Längstragarme 5, 6 sind als Hohlkörper ausgebildet, der aus geformten Schalenteilen 50, 51 , 60, 61 , die miteinander verbunden sind, aufgebaut ist. Auch auf der Unterseite der Längstragarme sind Schalenteile vorgesehen, die jedoch in Figur 2 nicht zu sehen sind. Hierdurch wird der geschlossene Hohlkörper der Längstragarme gebildet.

Die Schalenteile sind jeweils mit Öffnungen 9, 10, 11 versehen. Durch die Öffnungen 10, 11 ist der Hohlkörper der Schale der Längstragarme nach außen wieder geöffnet. Durch die scharfkantigen Bleche könnte eine durch die Öffnungen 10, 11 hindurchgesteckte Antriebswelle bzw. eine diese ummantelnde Manschette verletzt werden. Ferner ist das Eindringen von Flüssigkeit in den jeweiligen Hohlkörper der beiden Längstragarme möglich, so dass es innerhalb der Längstragarme zu Korrosion kommen kann. Daher sind in die beiden Öffnungen 10, 11 Hülsenelemente, wie sie in den Figuren 3 bis 8 gezeigt sind, eingefügt, die in den Öffnungen 10, 11 formschlüssig sitzen. Hierdurch ist ein Schutz der Manschetten bzw. der Antriebswellen gegen eine Verletzung durch scharfe Kanten im Bereich der Öffnungen und ein Schutz der Längstragarm- Hohlkörper vor Korrosion möglich, da die Hülsenelemente eine Verbindung zwischen den Schalenteilen 50, 51 und 60, 61 ermöglichen.

Eine erste Ausführungsform eines Hülsenelements 12 ist in Figur 3 gezeigt. Das Hülsenelement 12 weist einen zylindrischen Mittelteil 120, an seinem ersten Ende 121 eine gerade Kante 122 und an seinem zweiten Ende 123 einen in einem Winkel abgebogenen Rand 124 auf. Ferner ist ein ausgießerartig geformter und von einem abgebogenen Rand 126 umsäumter Aussparungsbereich 125 gebildet, der sich von dem zweiten Ende 123 in Richtung zu dem ersten Ende 121 hin erstreckt. Der Aussparungsbereich dient der Aufnahme von nach oben aus dem Hilfstragrahmen herausragenden Antriebswellenteilen oder auch als Freigang für andere Bauteile und Aggregate. Es ist somit eine besonders optimale Formgebung der Antriebswellen möglich, da eine Anpassung an deren Formgebung durch die Ausbildung der Öffnungen 10, 11 und der Hülsenelemente möglich ist. Durch das Vorsehen eines abgebogenen Randes 126, der einteilig mit dem abgebogenen Rand 124 ist und in diesen übergeht, kann der Schutz der Antriebswellen und ebenso eine Abdichtung der Öffnungen 10,11 im Aussparungsbereich erfolgen. Die abgebogenen Ränder lagern sich in den Öffnungen 10, 11 so an, dass nach beispielsweise einem Verschweißen der Bleche der Schalenteile und der Hülsenelemente aufeinander eine gute Abdichtung des Innern der Längstragarm-Hohlkörper gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit erzeugt werden kann.

Wie besser den Schnittansichten in den Figuren 4 und 5 zu entnehmen ist, erstreckt sich der Aussparungsbereich 125 etwa über die halbe Länge I des Hülsenelements 12 hinweg. Die Abmessungen des Aussparungsbereichs 125 können in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden.

Um eine dichtende Anbindung an das Hülsenelement 12 auch im Bereich von dessen erstem Ende 121 zu erhalten, weist das Schalenteil 51 die Öffnung 10 umgebend einen umgebogenen Rand 511 auf. Dieser erstreckt sich in Richtung zu dem Hülsenelement 12 bzw. dessen ersten Ende 121 hin. Das mit der geraden Kante 122 dort endende erste Ende 121 des Hülsenelements ist auf der Innenseite des umgebogenen Randes 511 , dessen vordere Kante 512 etwas überdeckend angeordnet. Das Hülsenelement und der umgebogene Rand des Schalenteils 51 sind miteinander z.B. durch Verschweißen oder Verlöten dichtend verbunden. Der abgebogene Rand 124 am anderen Ende 123 des Hülsenelements 12 lagert auf der Außenseite des Schalenteils 50 auf und überdeckt dieses im Bereich der Öffnung ebenfalls etwas, so dass eine gut dichtende Verbindung auch dort möglich ist, wobei auch die beiden Bleche des Hülsenelements und des Schalenteils dort z.B. durch Verschweißen oder Verlöten verbunden werden.

Anstelle der einteiligen Form des Hülsenelements gemäß Figur 3 bis 5 kann auch eine mehrteilige Form gewählt werden. Anstelle des Vorsehens eines Endes mit einer geraden Kante und eines anderen Endes mit einem abgebogenen Rand können auch beide Enden einen abgebogenen Rand aufweisen, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 bis 8 gezeigt ist. Das Hülsenelement 112 gemäß diesen Figuren weist anstelle der geraden Kante 122 einen abgebogenen Rand 127 auch am ersten Ende 121 des Hülsenelements auf.

Durch Vorsehen abgebogener Ränder an beiden Enden des Hülsenelements wird dieses beispielsweise, wie in Figur 7 gezeigt, innerhalb des Hohlkörpers des Längstragarms angeordnet, also zwischen den beiden Schalenteilen 150, 151. Die abgebogenen Ränder des Hülsenelements lagern auf einem Randbereich der Schalenteile im Bereich der Öffnung 10. Das Maß der Überdeckung wird, wie auch schon zu Figur 4 erwähnt, vorteilhaft so gewählt, dass einerseits ein guter Halt des Hülsenelements an den Schalenteilen und andererseits eine gute Abdichtung nach dem Verschweißen, Verlöten etc. der Teile gegeben ist. Bei einer zwei- oder mehrteiligen Form des Hülsenelements können dessen abgebogene Ränder auch auf der Außenseite der Schalenteile der Längsträger angeordnet werden.

Figur 9 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hülsenelements. Das Hülsenelement 212 ist in die Öffnung 10 innerhalb der beiden miteinander verbundenen Schalenteile 250, 251 eingefügt. Das Schalenteil 250 weist einen die Öffnung 10 umgebenden eingezogenen Abschnitt 253, das Schalenteil 251 einen in das Innere der Öffnung konisch zulaufenden Abschnitt 254 auf. Der konische Abschnitt 254 endet in einem etwa zylindrischen Abschnitt 255. Das Hülsenelement 212 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Mittelteil 220 mit einem ersten Ende 221 und einen etwa in einem 90°-Winkel abgebogenen Rand 224 auf. Mit seinem Ende 221 ist das Hülsenelement 212 mit dem zylindrischen Abschnitt auf dessen zu dem Innern der Öffnung weisenden Seite und mit dem eingezogenen Abschnitt 253 über den abgebogenen Rand 224 verbunden. Der Rand und ein Endabschnitt 256 des eingezogenen Abschnitts 253 lagern aufeinander auf. Die Verbindung zwischen Hülsenelement und Schalenteilen ist durch Verschweißen vorgesehen, wobei die Schweißnahtstellen ersichtlich sehr gut zugänglich positioniert sind. Das Hülsenelement wird ferner einseitig in die Öffnung 10 eingeführt und dort verschweißt. Anstelle eines regelmäßigen Querschnitts können Schalenteile und Hülsenelement auch einen unregelmäßigen Querschnitt aufweisen.

Eine weitere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hülsenelements zeigt Figur 10. Das Hülsenelement 312 ist wiederum in die Öffnung 10 innerhalb zweier Schalenteile 350, 351 eingefügt. Die Öffnung ist außermittig in den Schalenteilen angeordnet. Die Formgebung der Schalenteile entspricht ansonsten im Wesentlichen der der Schalenteile 250, 251. Im Unterschied zu der Ausführungsform in Figur 9 weist das Hülsenelement 312 allerdings einen konischen Randabschnitt 321 auf, der mit einem konischen Abschnitt 354 des Schalenelements 351 verbunden ist. Der konische Abschnitt 354 ist dabei auf der in das Innere der Öffnung weisenden Seite des konischen Randabschnitts 321 des Hülsenelements angeordnet. Ein abgebogener Rand 324 des Hülsenelements ist im Unterschied zur Ausführungsform in Figur 9 auf der Innenseite eines Endabschnitts 356 eines eingezogenen Abschnitts 353 des Schalenelements 350 angeordnet. Auch hier erfolgt die Verbindung von Hülsenelement und Schalenteilen z.B. durch Verschweißen, wobei wiederum die Nahtstellen von außen gut zugänglich, jedoch zugleich aufgrund ihrer Anordnung gegen Korrosion geschützt sind. Aus Figur 10 ist ersichtlich, dass der Schweißbereich auch konisch ausgeführt werden kann. Die für den Längstragarm 5 gezeigten und beschriebenen Anordnungsmöglichkeiten von Hülsenelementen gelten entsprechend auch für die Öffnung 11 in dem Längstragarm 6 und dessen Schalenteile 60, 61. Bei den Figur 9 und 10 können ferner auch Aussparungsbereiche vorgesehen sein.

Durch die geschlossene Form des Hülsenelements kann somit eine Abschirmung bzw. Abdichtung des innerhalb des Längstragarms vorgesehenen Hohlraums geschaffen werden, so dass ein Eindringen von Feuchtigkeit dort vermieden werden kann. Es wird somit durch das Hülsenelement außer einer Aussteifung des Hilfstragrahmens auch eine Abdichtung und damit ein Schutz vor Korrosion für den Hilfstragrahmen geschaffen. Ferner ist eine Minimierung der verwendeten Teile gegenüber dem Stand der Technik möglich, da lediglich die Schalenteile der Längstragarme und die Quertragarm sowie die Hülsenelemente vorgesehen zu werden brauchen, um einen ausreichend steifen und somit stabilen Hilfstragrahmen auszubilden. Weitere aussteifende Elemente sind weder im Bereich der Längstragarme noch der darin vorgesehenen Öffnungen erforderlich.

Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen von Hilfstragrahmen mit in Öffnungen in diesen eingefügten Hülsenelementen bzw. solchen Hülsenelementen können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden. Die Hilfstragrahmen können dabei nicht nur für den Einbau im Frontbereich eines Fahrzeugs geeignet ausgebildet sein, sondern auch beispielsweise zum Einbau im Heckbereich eines Fahrzeugs. Ferner kann auch das Hülsenelement eine andere als die beschriebene Form aufweisen und/oder eine andere Form eines abstehenden Randes oder einer Krempe. Die in den Figuren gezeigten etwa senkrecht von dem Mittelteil des Hülsenelements abstehenden Ränder können auch in einem anderen Winkel von diesem abstehen, z.B. nur 45°, wenn sich die Ränder dann besser an den Außenflächen und/oder Innenflächen der Längstragarme oder bei Vorsehen an anderer Stelle an dem Hilfstragrahmen dort anlegen können. Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2 Hilfstragrahmen

3 Antriebswelle

4 Rad

5 Längstragarm

6 Längstragarm

7 Quertragarm

8 Quertragarm

9 Öffnung

10 Öffnung

11 Öffnung

12 Hülsenelement

50 Schalenteil

51 Schalenteil

60 Schalenteil

61 Schalenteil

112 Hülsenelement

120 zylindrischer Mittelteil

121 erstes Ende

122 gerade Kante

123 zweites Ende

124 abgebogener Rand

125 Aussparungsbereich

126 abgebogener Rand

127 abgebogener Rand

150 Schalenteil

151 Schalenteil

212 Hülsenelement

220 zylindrischer Mittelteil

221 Ende

224 abgebogener Rand

250 Schalenteil 251 Schalenteil

253 eingezogener Abschnitt

254 konisch zulaufender Abschnitt

255 zylindrischer Abschnitt

256 Endabschnitt 312 Hülsenelement

321 konischer Randabschnitt

324 abgebogener Rand

350 Schalenteil

351 Schalenteil

353 eingezogener Abschnitt

354 konischer Abschnitt 356 Endabschnitt

511 umgebogener Rand

512 vordere Kante

I Länge des Hülsenelements

Claims

Ansprüche

1. Hilfstragrahmen (2) zur Aufnahme von Antriebswellen (3) eines Fahrzeugs (1), wobei der Hilfstragrahmen (2) Längstragarme (5,6) und diese miteinander verbindende Quertragarme (7,8) zum Ausbilden einer geschlossenen Rahmenform aufweist, wobei ein oder mehrere Öffnungen (10,11) zum Durchführen von Antriebswellen (3) oder Wellenabschnitten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein aussteifendes Hülsenelement (12,112,212,312) in der zumindest einen Öffnung (10,11) in zumindest einem Längstragarm (5,6) oder einem Abschnitt des Hilfstragrahmens (2) angeordnet ist und das Hülsenelement (12,112,212,312) in die Öffnung (10,11) zwischen einen Längstragarm bildende Schalen, Teile (50,51 ,60,61 ,150,151 ,250,251 , 350,351) oder Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms (5,6) so eingefügt und an den Schalen, Teilen oder Wandungen des zumindest einen Längstragarms (5,6) so befestigt ist, dass sie zum Bilden eines Korrosionsschutzes die Öffnung zum Inneren des Hohlkörpers dichtend abschließt, wobei es (12,112,212,312) zumindest einseitig innerhalb der zumindest einen Öffnung (10,11) mit den umgebenden Wandungen, Schalen oder Teilen (50,51 ,60,61 ,150,151 ,250,251 ,350,351) des zumindest einen Längstragarms (5,6) verbunden ist.

2. Hilfstragrahmen (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112,212,312) an die Geometrie und/oder Abmessungen der zumindest einen Öffnung (10,11) angepasst ausgebildet ist.

3. Hilfstragrahmen (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112,212,312) in die Öffnung (10,11) formschlüssig eingefügt und innerhalb der Öffnung (10,11) lösbar oder unlösbar befestigt ist.

4. Hilfstragrahmen (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112,212,312) in die Öffnung (10,11) eingeschweißt oder eingelötet ist.

5. Hilfstragrahmen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112,212,312) einteilig ausgebildet ist.

6. Hilfstragrahmen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement mehrteilig ausgebildet ist.

7. Hilfstragrahmen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Öffnung (10,11) umgebender erster Abschnitt (254,354) der einen Längstragarm bildenden Schalen, Teile (251 ,351) oder Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms (5,6) konisch in die Öffnung (10) hinein zulaufend ausgebildet ist.

8. Hilfstragrahmen (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (212,312) mit dem konisch zulaufenden ersten Abschnitt (254,354) innerhalb der Öffnung (10,11) verbunden ist.

9. Hilfstragrahmen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Öffnung (10,11) umgebender zweiter Abschnitt (253,353) der einen Längstragarm bildenden Schalen, Teile (250,350) oder Wandungen des zumindest einen als Hohlkörper ausgebildeten Längstragarms (5,6) in die Öffnung (10,11) hinein eingezogen ist.

10. Hilfstragrahmen (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (212,312) einen in einem Winkel abgebogenen Rand (224,324) aufweist, mit dem es mit dem zweiten Abschnitt (253,353) verbunden ist.

11. Hilfstragrahmen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Hülsenelement (12, 112,212,312) im Bereich der Öffnung (10,11) auf der Innen- oder Außenseite von einen Längstragarm bildenden Wandungen (50,51 ,150,151 ,250,251 ,350,351 ,60,61) erstreckt.

12. Hilfstragrahmen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112,212,312) als Tiefziehteil ausgebildet ist.

13. Hilfstragrahmen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112,212,312) einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist.

14. Vorrichtung zum Aussteifen eines Hilfstragrahmens (2) für ein Fahrzeug (1) zur Verwendung mit einem Hilfstragrahmen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Hülsenelement (12,112,212,312) ist, das in den Hilfstragrahmen (2) in dort vorgesehene Öffnungen (10,11) zum Durchführen von Antriebswellen (3) oder Wellenabschnitten einfügbar ist, wobei das Hülsenelement (12,112,212,312) im Wesentlichen den Abmessungen und der Geometrie der Öffnung (10,11) angepasst ausgebildet ist und einen Mittelteil (120,220) und zumindest an einem Ende (121 ,123,221) einen von dem Mittelteil in einem Winkel abgebogenen Rand (124,127,224,321 ,324) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112,212,312) zumindest einen etwa im rechten Winkel abgebogenen Rand (124,127,224,324) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (312) zumindest einen sich nach außen konisch öffnenden Abschnitt (321) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (12,112) zumindest einen sich von einem Ende (123) des Hülsenelements (12,112) in Richtung zu dem anderen Ende (123) hin erstreckenden Aussparungsbereich (125) im Mittelteil (120) aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussparungsbereich (125) von einem abgebogenen Rand (126) umgrenzt ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussparungsbereich (125) sich nur von einem Ende (123) des Hülsenelements (12,112) aus erstreckt.