WO2016015919A1 - Modularer hilfsrahmen für eine radachse sowie herstellungsverfahren eines hilfsrahmens - Google Patents

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WO2016015919A1
WO2016015919A1 PCT/EP2015/063845 EP2015063845W WO2016015919A1 WO 2016015919 A1 WO2016015919 A1 WO 2016015919A1 EP 2015063845 W EP2015063845 W EP 2015063845W WO 2016015919 A1 WO2016015919 A1 WO 2016015919A1
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WO
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cross member
subframe
mounting
arranging
holding device
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PCT/EP2015/063845
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Inventor
Christoph Henze
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/11—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions

Definitions

  • the invention relates to a subframe for a wheel axle of a motor vehicle and to a method for its production.
  • the subframe has at least two longitudinal members, each with a front end region, a central region and a rear end region and at least one front cross member with two end sections and a middle section arranged therebetween.
  • the front end portions are disposed at opposite end portions on the front cross member.
  • a Radachsanitati for a wheel axle and a front body connection and at the rear end regions in each case a rear body connection is arranged.
  • subframe - used to connect the body to the chassis.
  • subframe articulation points for suspensions and mounting parts for the body are arranged.
  • subframe for supporting drive components such.
  • a subframe which is cast substantially in one piece.
  • the subframe has two transverse beams and two longitudinal beams which are connected together at their ends and thus form a substantially frame with a rectangular central passage.
  • the longitudinal members have an arcuate passage opening for the passage of a shaft of a differential.
  • On the cross beams holding devices for supporting the differential are arranged.
  • the subframe known from EP 1 035 003 has, instead of longitudinal members with an arcuate passage opening, two pairs of longitudinal members, which are arranged so as to be spaced from one another for the passage of the shaft of the differential.
  • Such subframes have the disadvantage that they design reasons for each case only for a specific axis variant, z. B. axle with differential, with a gasoline engine driven axle or with an electric motor driven wheel axle, are used. This is due in particular to the different sizes and shapes of the components to be arranged on the subframe for the different axle variants, as well as the available space on the motor vehicle. Accordingly, a special subframe is required for each axis variant. This leads to increased manufacturing costs and thus in particular to increased tool and manufacturing costs.
  • a subframe for a wheel axle of a motor vehicle comprising at least two side members each having a rear end portion, a central region and a front end portion and at least one front cross member with two end portions and arranged therebetween
  • the front end portions are disposed at opposite end portions on the front cross member. At the end portions is in each case a Radachsanitati for a wheel axle and a handlebar connection for a Radlenker, z. B. in particular a rear wheel link, such. B. arranged a trailing arm, and a rear body connection. At the rear end areas in each case a rear body connection is arranged.
  • the longitudinal members each have a first in the rear end region
  • the first mounting locations are located between the second mounting locations and the front cross member.
  • the designation of the components of the subframe is based on an installation situation of the subframe
  • Vehicle direction are related.
  • the side members and / or cross member are preferably as a hollow profile with a in
  • the longitudinal members preferably have a first rounding for the implementation of a wheel axle.
  • the rear bodywork connections are preferably arranged on end faces of the longitudinal members and welded thereto.
  • the front bodywork ties are
  • first mounting point and the second mounting point are z. B. opposite
  • the longitudinal members have a shape that at least partially characterizes the first mounting location and / or second mounting location in order to facilitate arranging the front cross members on the longitudinal members.
  • the subcarrier formed from the two longitudinal members and the front cross member is thus manufactured as a unit part for different applications.
  • An auxiliary frame according to the invention has the advantage that different variants of the wheel axle can be realized on the basis of a subframe and, for this purpose, the subframe has to be expanded by further components as a function of the application. This will be the
  • a first distance of the longitudinal members at the first mounting locations is smaller than a second distance between the longitudinal members at the second mounting locations.
  • a 4x4 or 4x2 drive is preferably a rear cross member z. B. fixed to the first mounting point to a space z on the subframe. B. for a tank and / or a spare tire to have.
  • a rear cross member is preferably arranged at the second mounting location, since this drive variant requires more space in the region of the subframe between the longitudinal members and cross members. In this case, there may be no room left for a spare wheel on the subframe.
  • a middle cross member is arranged at the central regions of the longitudinal members between the front cross member and the first mounting points.
  • the middle cross member is disposed closer to the front cross member than at the first assembly position.
  • a middle cross member has the advantage that the subframe has a higher stability than without middle cross member. This is of particular importance, since forces can be conducted via the Radachsanitati in the front cross member and these forces are better absorbed by a corresponding stiffening of the structure of the subframe
  • the middle cross member has at least one first holding device for connecting a drive unit.
  • a first holding device is z. B. designed to connect a gasoline engine or an electric motor and has z. B. a recess for performing a fastening means.
  • the middle cross member has at least one third mounting location, wherein the third mounting location is designed to arrange a second holding apparatus for connecting a drive unit.
  • Such a central cross member has the advantage that at this a variety of different attachments can be fastened without the holding devices that hold the holding
  • the central cross member has at least one reinforcing element, which is arranged substantially between the middle cross member and the front cross member and connects them together.
  • This reinforcing element has the advantage that the rigidity or stability of the subframe is thereby further increased.
  • the reinforcing elements can also be connections for attachments, such. B. axles, especially rear axles such. B. semi-trailing arm, have.
  • first rear cross member and / or the second rear cross member have at least one third holding device for connecting a drive unit.
  • the drive unit is also on the rear cross member on the subframe, z. B. via a screw, fixable.
  • Vehicle longitudinal direction substantially a curved shape, so that the rear end portions and the front end portions of the side members have a greater distance from each other than the central portions.
  • the longitudinal members preferably have a double curvature, wherein the curvatures take place substantially on planes which are pivoted by 90 ° to each other about an axis extending in the vehicle longitudinal direction.
  • Such a subframe is easy to manufacture and has a compact and stable form.
  • the object is achieved according to the invention by a method for producing a subframe for a wheel axle, in particular a rear wheel axle, of a motor vehicle, the method comprising the steps:
  • Subframe Fixing the first rear cross member at the first mounting location of the subframe.
  • This method has the advantage that a subframe for mounting a plurality of different first rear cross member is designed to hold different attachments.
  • the variety of subframe variants are significantly reduced and reduced manufacturing costs.
  • the object is achieved according to the invention by a method for producing a subframe for a wheel axle, in particular a rear wheel axle, of a motor vehicle, the method having the steps:
  • a central cross member is disposed at central portions of longitudinal beams .
  • FIG. 1 is a plan view of an auxiliary frame in a basic configuration
  • FIG. 2 is a plan view of an auxiliary frame in a first configuration
  • FIG. 3 is a plan view of an auxiliary frame in a second configuration
  • FIG. 4 is a flow chart of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a subframe 1 according to the invention in a basic configuration.
  • the subframe 1 is designed to be adapted to a plurality of different application variants and therefore essentially has only the features that are required or suitable for all application variants.
  • the subframe 1 is about a running in the vehicle longitudinal direction L central axis in
  • the subframe 1 has two longitudinal members 2, each having a front end region 3, a central region 4 and a rear end region 5, which are arranged next to one another in the vehicle longitudinal direction L.
  • the front end regions 3 are connected to one another via end sections 7a, 7b of a front cross member 6, which extends transversely to the vehicle longitudinal axis L, with a middle section 8 extending between the end sections 7a, 7b.
  • the end portions 7a, 7b have on a the middle portion 8 facing away from a Radachsanitati 9, the z. B. is designed for mounting a trailing arm of a rear axle. In this preferred
  • the front cross member 6 is dimensioned stronger than the side members 6 and thus has a higher bending and Torsionssteif ig speed.
  • the longitudinal member 2 is in each case a rear body connection 1 1 arranged and at an opposite end face of the front end portions 3 and at the end portions 7a, 7b and between the Radachsanitatien 9, respectively, a front body connection 10 is arranged.
  • a rear body connection 1 1 arranged and at an opposite end face of the front end portions 3 and at the end portions 7a, 7b and between the Radachsanitatien 9, respectively.
  • a front body connection 10 is arranged.
  • body on the subframe 1 can be arranged and fastened to this.
  • Body connection 1 1 and / or the front body connection 10 can
  • Damping elements may be provided to improve the ride comfort of the motor vehicle.
  • the longitudinal members 2 have a substantially oval curvature in the direction of the vehicle longitudinal axis L and are arranged relative to one another such that the front end regions 3 and the rear end regions 5 are spaced apart from one another by a greater distance
  • the side members 2 on a side facing the other side members 2 and the middle region 4 adjacent each have a first mounting point 12 for the arrangement and fixing a first rear cross member 13 (see Figure 2).
  • a second mounting point 14 for the arrangement and fixing of a second rear cross member 15 is arranged between the first mounting point 12 and the rear body connection 1 1.
  • a first distance A1 between the first mounting locations 12 is smaller than a second distance A2 between the second mounting locations 14.
  • a central cross member 16 adjacent to the front cross member 6 and arranged parallel thereto.
  • the middle cross member 16 thus connects the
  • Torsionssteiftechnik the subframe 1.
  • the central cross member 16 In its center, the central cross member 16 a first holding device 17 for arranging a component of the motor vehicle, such as. B. a 4x4 or 4x2 drive unit of an internal combustion engine, on. Between the middle
  • Cross member 16 and the front cross member 6 two reinforcing elements 20 are arranged, which connect the central cross member 16 with the rear cross member 6 and thus further increase the stability, in particular the torsional stiffness of the subframe 1.
  • the third mounting points 18 and the reinforcing elements 20 are arranged substantially on the same portion of the central cross member 16.
  • the supports of the subframe 1 are preferably designed as hollow profiles with a substantially rectangular cross section.
  • the carriers are substantially made of a weldable material, such as. As steel, formed, so that the subframe 1 as
  • FIG. 2 and FIG. 3 two different configurations of the auxiliary frame 1 from FIG. 1 are shown.
  • FIG. 2 shows the subframe 1 in a first configuration
  • FIG. 3 shows the subframe 1 in a second configuration.
  • the subframe shown in Figure 2 in a first configuration 1 of Figure 1 has at the first mounting points 12, a first rear cross member 13, which connects the side members 2 together.
  • the first rear cross member 13 has two third holding devices 21, which are arranged to dispose a component of the motor vehicle, such. B. a 4x4 or a 4x2 drive unit of an internal combustion engine are formed.
  • the first configuration of the subframe 1 is particularly suitable for connecting a 4x4 or 4x2 drive unit to a body and a chassis, in particular on a rear wheel axle of a motor vehicle.
  • the drive unit is preferably connected to the first holding device 17 and the third holding device 21, for. B. via a screw fastened.
  • the subframe shown in Figure 3 in a second configuration 1 of Figure 1 has at the second mounting points 14 on a second rear cross member 15, which the longitudinal beams. 2 connects with each other.
  • the second rear cross member 15 has two third holding devices 21, which are arranged to dispose a component of the motor vehicle, such. B. an electric motor are formed.
  • a second holding device 19 for connecting an electric motor is arranged and fixed at the third mounting points 18 of the central cross member 16, for. B. via a welded joint.
  • the second configuration of the subframe 1 is particularly suitable for connecting an electric motor to a body and a chassis, in particular to a rear wheel axle of a motor vehicle.
  • the electric motor is preferably at the second holding device 19 and the third
  • the illustrated in Figure 2 first configuration of the subframe 1 requires in comparison to the second configuration of the subframe 1 shown in Figure 3 a smaller space on the vehicle, so that the vehicle more space for a spare wheel and / or a fuel tank remains.
  • the second configuration has a larger space within the subframe 1, so that hereby larger components such.
  • FIG. 4 shows in a flowchart a method according to the invention for producing a subframe 1 according to the second configuration.
  • a subframe 1 is provided with a central cross member 16.
  • a second rear cross member 15 is arranged at a second mounting point 14 of the subframe 1.
  • the second rear cross member 15 is fixed to the second mounting point 14 of the subframe 1.
  • at least one second holding device 19 for connecting a drive unit to a middle cross member 16 is arranged.
  • the second holding device 19 for connecting a drive unit to a middle cross member 16 is arranged.

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Abstract

Hilfsrahmen für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs aufweisend mindestens zwei Längsträger mit jeweils einem vorderen Endbereich, einem Mittelbereich sowie einem hinteren Endbereich und mindestens einen vorderen Querträger mit zwei Endabschnitten sowie einem dazwischen angeordneten Mittelabschnitt. Die vorderen Endbereiche sind an entgegengesetzten Endabschnitten des vorderen Querträgers angeordnet. An den Endabschnitten ist jeweils eine Lenkeranbindung für einen Hinterradlenker sowie eine vordere Karosserieanbindung und an den hinteren Endbereichen jeweils eine hintere Karosserieanbindung angeordnet. Die Längsträger weisen in dem hinteren Endbereich jeweils eine erste Montagestelle zum Anordnen eines ersten hinteren Querträgers sowie jeweils mindestens eine zweite Montagestelle zum Anordnen eines zweiten hinteren Querträgers auf. Die ersten Montagestellen sind zwischen den zweiten Montagestellen und dem vorderen Querträger angeordnet.

Description

Beschreibung
Modularer Hilfsrahmen für eine Radachse sowie Herstellungsverfahren eines Hilfsrahmens
Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Hilfsrahmen weist mindestens zwei Längsträger mit jeweils einem vorderen Endbereich, einem Mittelbereich sowie einem hinteren Endbereich und mindestens einen vorderen Querträger mit zwei Endabschnitten sowie einem dazwischen angeordneten Mittelabschnitt auf. Die vorderen Endbereiche sind an entgegengesetzten Endabschnitten am vorderen Querträger angeordnet. An den Endabschnitten ist jeweils eine Radachsanbindung für eine Radachse sowie eine vordere Karosserieanbindung und an den hinteren Endbereichen jeweils eine hintere Karosserieanbindung angeordnet.
Bei Kraftfahrzeugen mit selbsttragender Karosserie werden zur Anbindung der Karosserie an das Fahrwerk Hilfsrahmen - oftmals auch als Fahrschemel bezeichnet - verwendet. An dem Hilfsrahmen sind Anlenkpunkte für Radaufhängungen sowie Anbausteilen für die Karosserie angeordnet. Des Weiteren werden Hilfsrahmen zum Tragen von Antriebskomponenten, wie z. B. einem Motor oder einem Getriebe, verwendet.
Aus der DE 10 2008 010 551 ist ein Hilfsrahmen bekannt, der im Wesentlichen einteilig gegossen ist. Der Hilfsrahmen weist zwei Querträger und zwei Längsträger auf, die an ihren Enden miteinander verbunden sind und somit einen im Wesentlichen Rahmen mit einer rechteckförmigen zentralen Durchführung bilden. Die Längsträger weisen zur Durchführung einer Welle eines Differentials eine bogenförmige Durchlassöffnung auf. An den Querträgern sind Haltevorrichtungen zur Lagerung des Differentials angeordnet.
Der aus der EP 1 035 003 bekannte Hilfsrahmen weist anstatt Längsträger mit bogenförmiger Durchlassöffnung, zwei Längsträgerpaare auf, die zur Durchführung der Welle des Differentials voneinander beabstandet angeordnet sind.
Derartige Hilfsrahmen haben den Nachteil, dass sie konstruktionsbedingt jeweils für nur eine konkrete Achsvariante, z. B. Radachse mit Differential, mit einem Benzinmotor angetriebene Radachse oder mit einem Elektromotor angetriebene Radachse, verwendbar sind. Dies liegt insbesondere an den unterschiedlichen Größen und Formen der für die unterschiedlichen Achsvarianten an dem Hilfsrahmen anzuordnenden Bauteile sowie dem verfügbaren Raum am Kraftfahrzeug. Für jede Achsvariante ist demnach ein spezieller Hilfsrahmen erforderlich. Dies führt zu einem gesteigerten Fertigungsaufwand und somit insbesondere zu erhöhten Werkzeug- und Fertigungskosten.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hilfsrahmen für eine Radachse bereitzustellen, der obige Nachteile zumindest teilweise nicht aufweist. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Hilfsrahmens bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hilfsrahmen für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs gelöst, aufweisend mindestens zwei Längsträger mit jeweils einem hinteren Endbereich, einem Mittelbereich sowie einem vorderen Endbereich und mindestens einen vorderen Querträger mit zwei Endabschnitten sowie einem dazwischen angeordneten
Mittelabschnitt. Die vorderen Endbereiche sind an entgegengesetzten Endabschnitten am vorderen Querträger angeordnet. An den Endabschnitten ist jeweils eine Radachsanbindung für eine Radachse bzw. eine Lenkeranbindung für einen Radlenker, z. B. insbesondere einen Hinterradlenker, wie z. B. einen Schräglenker, sowie eine hintere Karosserieanbindung angeordnet. An den hinteren Endbereichen ist jeweils eine hintere Karosserieanbindung angeordnet. Die Längsträger weisen in dem hinteren Endbereich jeweils eine erste
Montagestelle zum Anordnen eines ersten hinteren Querträgers sowie jeweils mindestens eine zweite Montagestelle zum Anordnen eines zweiten hinteren Querträgers auf. Die ersten Montagestellen sind zwischen den zweiten Montagestellen und dem vorderen Querträger angeordnet.
Da der Hilfsrahmen insbesondere für die Verwendung an einer Hinterradachse ausgebildet ist, basiert die Benennung der Bauteile des Hilfsrahmens auf eine Einbausituation des
Hilfsrahmens in einem Kraftfahrzeug, wobei die Begriffe„vor" und„hinter" auf eine
Fahrzeugrichtung bezogen sind.
Die Längsträger und/oder Querträger sind vorzugsweise als Hohlprofil mit einem im
Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Die Längsträger weisen vorzugsweise eine erste Rundung zur Durchführung einer Radachse auf.
Die hinteren Karosserieanbindungen sind vorzugsweise an Stirnseiten der Längsträger angeordnet und mit diesem verschweißt. Die vorderen Karosserieanbindungen sind
vorzugsweise an entgegengesetzten Stirnseiten der Längsträger angeordnet und mit diesem sowie mit Stirnseiten des hinteren Querträgers derart verschweißt, dass Längsträger und vorderer Querträger im Wesentlichen U-förmig angeordnet sind. Die erste Montagestelle und die zweite Montagestelle sind z. B. gegenüberliegende
Außenflächen der Längsträger, an denen der hintere Querträger anordenbar und z. B. durch eine Schweißverbindung fixierbar ist. Vorzugsweise weisen die Längsträger eine Form auf, die die erste Montagestelle und/oder zweite Montagestelle zumindest ansatzweise kennzeichnet, um ein Anordnen der vorderen Querträger an den Längsträgern zu erleichtern.
Der aus den zwei Längsträgern und dem vorderen Querträger gebildete Hilfsträger ist somit als Einheitsteil für unterschiedliche Anwendungsfälle fertigbar. Je nach Anwendungsfall sind ein entsprechender hinterer Querträger und ggf. weitere Halteelemente, z. B. zum Halten eines Motors oder Getriebes, an dem Hilfsträger, z. B. durch Schweißen, zu fixieren.
Ein erfindungsgemäßer Hilfsrahmen hat den Vorteil, dass auf der Basis eines Hilfsrahmens unterschiedliche Radachsvarianten realisierbar sind und dafür der Hilfsrahmen in Abhängigkeit des Anwendungsfalls um weitere Bauteile erweitert werden muss. Hierdurch wird die
Variantenvielfalt von Hilfsrahmen erheblich reduziert. Darüber hinaus können Fertigungskosten auf diese Weise wesentlich gesenkt werden.
Vorzugsweise ist ein erster Abstand der Längsträger an den ersten Montagestellen kleiner als ein zweiter Abstand der Längsträger an den zweiten Montagestellen. Zum Halten eines 4x4 oder 4x2 Antriebs wird vorzugsweise ein hinterer Querträger z. B. an der ersten Montagestelle fixiert, um am Hilfsrahmen einen Freiraum z. B. für einen Tank und/oder ein Reserverad zu haben. Zum Halten eines Elektromotors wird ein hinterer Querträger vorzugsweise an der zweiten Montagestelle angeordnet, da diese Antriebsvariante im Bereich des Hilfsrahmens zwischen den Längsträgern und Querträgern mehr Platz benötigt. In diesem Fall ist am Hilfsrahmen ggf. kein Platz mehr für ein Reserverad.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem vorderen Querträger und den ersten Montagestellen ein mittlerer Querträger an den Mittelbereichen der Längsträger angeordnet. Vorzugsweise ist der mittlere Querträger näher an dem vorderen Querträger als an der ersten Montagestellen angeordnet. Ein mittlerer Querträger hat den Vorteil, dass der Hilfsrahmen eine höhere Stabilität aufweist als ohne mittleren Querträger. Dies ist insbesondere von Bedeutung, da Kräfte über die Radachsanbindung in den vorderen Querträger leitbar sind und durch eine entsprechende Versteifung der Struktur des Hilfsrahmens diese Kräfte besser aufnehmbar sind
Weiter bevorzugt weist der mittlere Querträger mindestens eine erste Haltevorrichtung zur Anbindung einer Antriebseinheit auf. Eine derartige erste Haltevorrichtung ist z. B. zur Anbindung eines Benzinmotors oder eines Elektromotors ausgebildet und weist z. B. eine Ausnehmung zur Durchführung eines Befestigungsmittels auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der mittlere Querträger mindestens eine dritte Montagestelle auf, wobei die dritte Montagestelle zur Anordnung einer zweiten Haltevorrichtung zur Anbindung einer Antriebseinheit ausgebildet ist. Ein derartiger mittlerer Querträger hat den Vorteil, dass an diesem eine Vielzahl von unterschiedlichen Anbauteilen befestigbar ist, ohne dass die Haltevorrichtungen, die zum Halten der
unterschiedlichen Anbauteilen ausgebildet sind, einen erforderlichen Bauraum für ein entsprechendes Anbauteil blockieren, da die zweiten Haltevorrichtungen in Abhängigkeit der Verwendung des Hilfsrahmens nach Bedarf an diesem anordenbar sind.
Vorzugsweise weist der mittlere Querträger mindestens ein Verstärkungselement auf, das im Wesentlichen zwischen dem mittleren Querträger und dem vorderen Querträger angeordnet ist und diese miteinander verbindet. Dieses Verstärkungselement hat den Vorteil, dass die Steifigkeit bzw. Stabilität des Hilfsrahmens hierdurch weiter erhöht wird. Des Weiteren können die Verstärkungselemente ebenfalls Anbindungen für Anbauteile, wie z. B. Radachsen, insbesondere Hinterradachsen, wie z. B. Schräglenker, aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass der erste hintere Querträger und/oder der zweite hintere Querträger mindestens eine dritte Haltevorrichtung zur Anbindung einer Antriebseinheit aufweisen. Somit ist die Antriebseinheit auch über den hinteren Querträger an dem Hilfsrahmen, z. B. über eine Schraubverbindung, fixierbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Längsträger in
Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen eine gekrümmte Form auf, so dass die hinteren Endbereiche und die vorderen Endbereiche der Längsträger einen größeren Abstand voneinander als die Mittelbereiche aufweisen. Somit weisen die Längsträger vorzugsweise eine doppelte Krümmung auf, wobei die Krümmungen im Wesentlichen auf Ebenen erfolgen, die um 90° zueinander um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse verschwenkt sind. Ein derartiger Hilfsrahmen ist leicht herstellbar und weist eine kompakte sowie stabile Form.
Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hilfsrahmens für eine Radachse, insbesondere eine Hinterradachse, eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Hilfsrahmens;
Anordnen eines ersten hinteren Querträgers an einer ersten Montagestelle des
Hilfsrahmens; Fixieren des ersten hinteren Querträgers an der ersten Montagestelle des Hilfsrahmens.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ein Hilfsrahmen zum Anbau einer Mehrzahl unterschiedlicher erster hinterer Querträger zum Halten unterschiedlicher Anbauteile ausgebildet ist. Somit werden die Variantenvielfalt an Hilfsrahmen deutlich reduziert und Fertigungskosten gesenkt.
Überdies wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hilfsrahmens für eine Radachse, insbesondere eine Hinterradachse, eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Hilfsrahmen, wobei zwischen einem vorderen Querträger und ersten Montagestellen ein mittlerer Querträger an Mittelbereichen von Längsträgern angeordnet ist.;
Anordnen eines zweiten hinteren Querträgers an einer zweiten Montagestelle des Hilfsrahmens;
Fixieren des zweiten hinteren Querträgers der zweiten Montagestelle des Hilfsrahmens; Anordnen mindestens einer zweiten Haltevorrichtung zur Anbindung einer Antriebseinheit an einem mittleren Querträger);
Fixieren der zweiten Haltevorrichtung an dem mittleren Querträger.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Hilfsrahmen in einer Basiskonfiguration, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Hilfsrahmen in einer ersten Konfiguration, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Hilfsrahmen in einer zweiten Konfiguration und Fig. 4 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hilfsrahmens 1 in einer Basiskonfiguration. In der Basiskonfiguration ist der Hilfsrahmen 1 ausgebildet, an eine Mehrzahl unterschiedlicher Anwendungsvarianten angepasst zu werden und weist daher im Wesentlichen nur die Merkmale auf, die für sämtliche Anwendungsvarianten erforderlich bzw. geeignet sind. Der Hilfsrahmen 1 ist um eine in Fahrzeuglängsrichtung L verlaufende Mittelachse im
Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet. Der Hilfsrahmen 1 weist zwei Längsträger 2 mit jeweils einem vorderen Endbereich 3, einem Mittelbereich 4 sowie einem hinteren Endbereich 5 auf, die in Fahrzeuglängsrichtung L nebeneinander angeordnet sind. Die vorderen Endbereiche 3 sind über Endabschnitte 7a, 7b eines sich quer zur Fahrzeuglängsachse L erstreckenden vorderen Querträgers 6 mit einem sich zwischen den Endabschnitten 7a, 7b erstreckenden Mittelabschnitt 8 miteinander verbunden. Die Endabschnitte 7a, 7b weisen auf einer dem Mittelabschnitt 8 abgewandten Stirnseite eine Radachsanbindung 9 auf, die z. B. zum Anbau eines Schräglenkers einer Hinterachse ausgebildet ist. In diesem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der vordere Querträger 6 stärker als die Längsträger 6 dimensioniert und weist somit eine höhere Biege- sowie Torsionssteif ig keit auf.
An einer dem Mittelbereich 4 abgewandten Stirnseite der hinteren Endbereiche 5 der
Längsträger 2 ist jeweils eine hintere Karosserieanbindung 1 1 angeordnet und an einer entgegengesetzten Stirnseite der vorderen Endbereiche 3 bzw. an den Endabschnitten 7a, 7b sowie zwischen den Radachsanbindungen 9, ist jeweils eine vordere Karosserieanbindung 10 angeordnet. Über die hintere Karosserieanbindung 1 1 und die vordere Karosserieanbindung 10 ist eine in dieser Ansicht nicht dargestellte Karosserie an dem Hilfsrahmen 1 anordenbar sowie an diesem befestigbar. An einer Schnittstelle zwischen Karosserie und der hinteren
Karosserieanbindung 1 1 und/oder der vorderen Karosserieanbindung 10 können
Dämpfungselemente vorgesehen sein, um den Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs zu verbessern.
Die Längsträger 2 weisen in Richtung der Fahrzeuglängsachse L eine im Wesentlichen ovale Krümmung auf und sind derart zueinander angeordnet, dass die vorderen Endbereiche 3 und die hinteren Endbereiche 5 einen größeren Abstand voneinander aufweisen als die
Mittelbereiche 4. An den hinteren Endbereichen 5 weisen die Längsträger 2 auf einer zum jeweils anderen Längsträger 2 weisenden Seite sowie dem Mittelbereich 4 benachbart jeweils eine erste Montagestelle 12 zur Anordnung sowie Fixierung eines ersten hinteren Querträgers 13 (siehe Figur 2) auf. Auf denselben Seiten der Längsträger 2 ist zwischen der ersten Montagestelle 12 und der hinteren Karosserieanbindung 1 1 eine zweite Montagestelle 14 zur Anordnung sowie Fixierung eines zweiten hinteren Querträgers 15 (siehe Figur 3) angeordnet. Ein erster Abstand A1 zwischen den ersten Montagestellen 12 ist kleiner als ein zweiter Abstand A2 zwischen den zweiten Montagestellen 14.
An den Mittelbereichen 4 ist ein mittlerer Querträger 16 dem vorderen Querträger 6 benachbart sowie parallel zu diesem angeordnet. Der mittlere Querträger 16 verbindet somit die
Längsträger 2 miteinander und erhöht auf diese Weise die Stabilität, insbesondere die
Torsionssteifigkeit, des Hilfsrahmens 1. In seiner Mitte weist der mittlere Querträger 16 eine erste Haltevorrichtung 17 zur Anordnung einer Komponente des Kraftfahrzeugs, wie z. B. einer 4x4 oder 4x2 Antriebseinheit eines Verbrennungsmotors, auf. Zwischen dem mittleren
Querträger 16 und dem vorderen Querträger 6 sind zwei Verstärkungselemente 20 angeordnet, die den mittleren Querträger 16 mit dem hinteren Querträger 6 verbinden und somit die Stabilität, insbesondere die Torsionssteifigkeit, des Hilfsrahmens 1 weiter erhöhen.
Auf einer den Verstärkungselementen 20 entgegengesetzten Seite des mittleren Querträgers 16 sind zwei dritte Montagestellen 18 zur Anordnung und Fixierung einer zweiten
Haltevorrichtung 19 zur Anordnung einer Komponente des Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines Elektromotors, angeordnet. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die dritten Montagestellen 18 und die Verstärkungselemente 20 im Wesentlichen auf dem gleichen Abschnitt des mittleren Querträgers 16 angeordnet. Hierdurch sind Kräfte und Momente, die von einer an der zweiten Haltevorrichtung 19 angeordneten Komponente des Kraftfahrzeugs in den Hilfsrahmen 1 eingeleitet werden, an den stabilen hinteren Querträger 6 weiterleitbar. Durch diese optimale Kraft- bzw. Momentverteilung wird der mittlere Querträger 16 erheblich entlastet.
Die Träger des Hilfsrahmen 1 sind vorzugsweise als Hohlprofile mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Vorzugsweise sind die Träger im Wesentlichen aus einem schweißbaren Material, wie z. B. Stahl, gebildet, so dass der Hilfsrahmen 1 als
Schweißkonstruktion herstellbar ist.
In Figur 2 und Figur 3 sind zwei unterschiedliche Konfigurationen des Hilfsrahmens 1 aus Figur 1 dargestellt. Figur 2 zeigt den Hilfsrahmen 1 in einer ersten Konfiguration und Figur 3 den Hilfsrahmen 1 in einer zweiten Konfiguration.
Der in Figur 2 in einer ersten Konfiguration dargestellte Hilfsrahmen 1 aus Figur 1 weist an den ersten Montagestellen 12 einen ersten hinteren Querträger 13 auf, der die Längsträger 2 miteinander verbindet. Der erste hintere Querträger 13 weist zwei dritte Haltevorrichtungen 21 auf, die zur Anordnung einer Komponente des Kraftfahrzeugs, wie z. B. einer 4x4 oder einer 4x2 Antriebseinheit eines Verbrennungsmotors ausgebildet sind. Die erste Konfiguration des Hilfsrahmens 1 ist besonders zum Anbinden einer 4x4 bzw. 4x2 Antriebseinheit an einer Karosserie und einem Fahrwerk, insbesondere an einer Hinterradachse, eines Kraftfahrzeugs geeignet. Hierfür wird die Antriebseinheit vorzugsweise an der ersten Haltevorrichtung 17 sowie der dritten Haltevorrichtung 21 , z. B. über eine Schraubverbindung, befestigt.
Der in Figur 3 in einer zweiten Konfiguration dargestellte Hilfsrahmen 1 aus Figur 1 weist an der zweiten Montagestellen 14 einen zweiten hinteren Querträger 15 auf, der die Längsträger 2 miteinander verbindet. Der zweite hintere Querträger 15 weist zwei dritte Haltevorrichtungen 21 auf, die zur Anordnung einer Komponente des Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines Elektromotors ausgebildet sind. Des Weiteren sind an den dritten Montagestellen 18 des mittleren Querträgers 16 jeweils eine zweite Haltevorrichtung 19 zur Anbindung eines Elektromotors angeordnet und fixiert, z. B. über eine Schweißverbindung. Die zweite Konfiguration des Hilfsrahmens 1 ist besonders zum Anbinden eines Elektromotors an einer Karosserie und einem Fahrwerk, insbesondere an einer Hinterradachse, eines Kraftfahrzeugs geeignet. Hierfür wird der Elektromotor vorzugsweise an der zweiten Haltevorrichtung 19 sowie der dritten
Haltevorrichtung 21 , z. B. über eine Schraubverbindung, befestigt.
Die in Figur 2 dargestellte erste Konfiguration des Hilfsrahmens 1 benötigt im Vergleich zur in Figur 3 dargestellten zweiten Konfiguration des Hilfsrahmens 1 einen geringeren Bauraum am Fahrzeug, so dass am Fahrzeug mehr Platz für ein Reserverad und/oder einen Kraftstofftank bleibt. Die zweite Konfiguration weist hingegen innerhalb des Hilfsrahmens 1 einen größeren Bauraum auf, so dass hiermit größere Komponenten, wie z. B. ein Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, aufnehmbar sind.
Figur 4 zeigt in einem Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Hilfsrahmens 1 gemäß der zweiten Konfiguration. Im ersten Verfahrensschritt 30 wird ein Hilfsrahmen 1 mit einem mittleren Querträger 16 bereitgestellt. Im zweiten Verfahrensschritt 40 wird ein zweiter hinterer Querträger 15 an einer zweiten Montagestelle 14 des Hilfsrahmens 1 angeordnet. Im dritten Verfahrensschritt 50 wird der zweite hintere Querträger 15 an der zweiten Montagestelle 14 des Hilfsrahmens 1 fixiert. Im vierten Verfahrensschritt 60 wird mindestens eine zweite Haltevorrichtung 19 zur Anbindung einer Antriebseinheit an einem mittleren Querträger 16 angeordnet.. Im fünften Verfahrensschritt 70 wird die zweite
Haltevorrichtung 19 an dem mittleren Querträger 16 fixiert.
Bezugszeichenliste
1 Hilfsrahmen
2 Längsträger
3 vorderer Endbereich
4 Mittelbereich
5 hinterer Endbereich
6 vorderer Querträger
7a Endabschnitt
7b Endabschnitt
8 Mittelabschnitt
9 Radachsanbindung
10 vordere Karosserieanbindung
1 1 hintere Karosserieanbindung
12 erste Montagestellel
13 erster hinterer Querträger
14 zweite Montagestelle
15 zweiter hinterer Querträger
16 mittlerer Querträger
17 erste Haltevorrichtung
18 dritte Montagestelle
19 zweite Haltevorrichtung
20 Verstärkungselement
21 dritte Haltevorrichtung
30 erster Verfahrensschritt
40 zweiter Verfahrensschritt
50 dritter Verfahrensschritt
60 vierter Verfahrensschritt
70 fünfter Verfahrensschritt
A1 erster Abstand
A2 zweiter Abstand
L Fahrzeuglängsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Hilfsrahmen (1 ) für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs aufweisend mindestens zwei Längsträger (2) mit jeweils einem vorderen Endbereich (3), einem Mittelbereich (4) sowie einem hinteren Endbereich (5) und mindestens einen vorderen Querträger (6) mit zwei Endabschnitten (7a, 7b) sowie einem dazwischen angeordneten Mittelabschnitt (8), wobei die vorderen Endbereiche (3) an entgegengesetzten Endabschnitten (7a, 7b) am vorderen Querträger (6) angeordnet sind, wobei an den Endabschnitten (7a, 7b) jeweils eine Radachsanbindung (9) für eine Radachse sowie eine vordere Karosserieanbindung (10) angeordnet ist, und wobei an den hinteren Endbereichen (5) jeweils eine hintere
Karosserieanbindung (1 1 ) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (2) in dem hinteren Endbereich (5) jeweils eine erste Montagestelle (12) zum Anordnen eines ersten hinteren Querträgers (13) sowie jeweils mindestens eine zweite Montagestelle (14) zum Anordnen eines zweiten hinteren Querträgers (15) aufweisen, wobei die ersten Montagestellen (12) zwischen den zweiten Montagestellen (14) und dem vorderen Querträger (6) angeordnet sind.
2. Hilfsrahmen (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abstand (A1 ) der Längsträger (2) an den ersten Montagestellen (12) kleiner als ein zweiter Abstand (A2) der Längsträger (2) an den zweiten Montagestellen (14) ist.
3. Hilfsrahmen (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem vorderen Querträger (6) und den ersten Montagestellen (12) ein mittlerer Querträger (16) an den Mittelbereichen (4) der
Längsträger (2) angeordnet ist.
4. Hilfsrahmen (1 ) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Querträger (16) mindestens eine erste Haltevorrichtung (17) zur Anbindung einer Antriebseinheit aufweist.
5. Hilfsrahmen (1 ) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Querträger (16) mindestens eine dritte Montagestelle (18) aufweist, wobei die dritte Montagestelle (18) zur Anordnung einer zweiten Haltevorrichtung (19) zur Anbindung einer Antriebseinheit ausgebildet ist.
6. Hilfsrahmen (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Querträger (16) mindestens ein
Verstärkungselement (20) aufweist, das im Wesentlichen zwischen dem mittleren
Querträger (16) und dem vorderen Querträger (6) angeordnet ist und diese miteinander verbindet.
7. Hilfsrahmen (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste hintere Querträger (13) und/oder der zweite hintere Querträger (15) mindestens eine dritte Haltevorrichtung (21 ) zur Anbindung einer Antriebseinheit aufweisen.
8. Hilfsrahmen (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (2) in Fahrzeuglängsrichtung (L) im Wesentlichen eine gekrümmte Form aufweisen, so dass die vorderen Endbereiche (3) und die hinteren Endbereiche (5) der Längsträger (2) einen größeren Abstand
voneinander als die Mittelbereiche (4) aufweisen.
9. Verfahren zur Herstellung eines Hilfsrahmens (1 ) für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs aufweisend die Schritte:
Bereitstellen eines Hilfsrahmens (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8;
Anordnen eines ersten hinteren Querträgers (13) an einer ersten
Montagestelle (12) des Hilfsrahmens (1 );
Fixieren des ersten hinteren Querträgers (13) an der ersten Montagestelle (12) des Hilfsrahmens (1 ).
10. Verfahren zur Herstellung eines Hilfsrahmens (1 ) für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs aufweisend die Schritte:
Bereitstellen eines Hilfsrahmens (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 8 und rückbezogen auf Anspruch 3;
Anordnen eines zweiten hinteren Querträgers (15) an einer zweiten
Montagestelle (14) des Hilfsrahmens (1 );
Fixieren des zweiten hinteren Querträgers (15) der zweiten Montagestelle (14) des Hilfsrahmens (1 );
Anordnen mindestens einer zweiten Haltevorrichtung (19) zur Anbindung einer Antriebseinheit an einem mittleren Querträger (16);
Fixieren der zweiten Haltevorrichtung (19) an dem mittleren Querträger (16).
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