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Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Hilfsrahmen an Kraftfahrzeugen sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer geschlossenen Rahmenstruktur und dienen dazu, eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten, wie Radaufhängungen, Aggregate u. a. vorzumontieren und diese vormontierten Fahrzeugkomponenten samt Hilfsrahmen dann mit der Kraftfahrzeugkarosserie zu verbinden.
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Mit der
DE 100 58 115 A1 wird beispielsweise ein Hilfsrahmenmodul in Form eines so genannten Vollhilfsrahmens offenbart, der sich seinerseits aus einer vorderen und einer hinteren Quertraverse, die vermittels Längstraversen zu einem geschlossenen Hilfsrahmen verbunden sind, zusammensetzt. Der Hilfsrahmen ist seinerseits über eine Mehrzahl von Befestigungsstellen von unten an zwei Längsträgern fest jedoch lösbar befestigt. Die beiden Längsträger sind ihrerseits höhenversetzt ausgebildet und erstrecken sich vom Vorderwagen nach hinten unter das Bodenblech. Frontseitig tragen sie einen Stoßfänger und bilden mit diesem eine erste obere Crashebene der Kraftfahrzeugkarosserie aus. Der unter den Längsträgern beabstandet angeordnete Hilfsrahmen bildet hierbei eine zweite Crashebene aus, wobei er den Boden der Kraftfahrzeugkarosserie weitestgehend horizontal fortsetzt.
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Aus der
DE 35 22 447 C2 ist zudem ein Hilfsrahmen mit einem vorderen und hinteren Querträger bekannt. Die Querträger sind durch Längsträger verbunden, welche die Antriebaggregate aufnehmen. Der hintere Querträger ist zudem an einen rechten und linken Schweller des Fahrzeugs festgelegt. Hierdurch wird neben der Schwingungsisolation der Antriebsaggregate ein optimiertes Crashverhalten realisiert.
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Aus der Praxis ist es bekannt, dass im Falle eines Frontal- bzw. Offsetcrashs erhebliche Fußraum-/Bodendeformationen festzustellen sind, da die einwirkenden Kräfte über die Längsträger in das Bodenblech geleitet werden, indem der Hilfsrahmen üblicherweise direkt an den Längsträgern und dem Bodenblech befestigt ist. Ferner ist eine zusätzliche Belastung des Hilfsrahmens durch das Antriebsaggregat und etwaige Nebenaggregate zu verzeichnen, welche den Hilfsrahmen nach hinten in das Bodenblech drücken. Sowohl die über die Längsträger als auch über den Hilfsrahmen in das Bodenblech eingeleiteten Kräfte addieren sich demgemäß und führen zu den besagten erhebliche Fußraum-/Bodendeformationen.
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Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hilfsrahmen zu schaffen, der vornehmlich geeignet ist, die Krafteinleitung in den Fußraum der Fahrgastzelle bzw. in den Boden und demgemäß für Fahrzeuginsassen nachteilige Deformationen des Fußraumes bzw. des Bodens infolge eines Crashs, insbesondere Frontal- bzw. Offsetcrashs, wesentlich zu minimieren.
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Ausgehend von einem Hilfsrahmen an einem Kraftfahrzeug zur Aufnahme und/oder Abstützung einer oder mehrerer Fahrzeugkomponenten des Vorderwagenbereiches mit zumindest einem vorderen und einem hinteren Querträger, wobei die Querträger beabstandet zueinander vermittels eines oder mehrerer Verbindungselemente zu einer rahmenförmigen Baueinheit fest verbunden sind und dieselbe an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist, wobei der hintere Querträger sich durchgängig von einem linken zu einem rechten außenliegenden Schweller der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt und an diesen festgelegt ist, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der hintere Querträger zusätzlich an einem Mitteltunnel der Kraftfahrzeugkarosserie festgelegt ist.
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In erfinderischer Fortbildung wird des Weiteren vorgeschlagen, dass bezüglich des hinteren Querträgers weitere Befestigungspunkte an den vorderen Längsträgern vorgesehen sind.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der hintere Querträger ausgehend von den Befestigungspunkten an den Längsträgern endseitig in einem bestimmten Winkel gegen die Fahrtrichtung nach hinten abgewinkelt und zu den Schwellern geführt ist.
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Als zweckmäßig hat sich dabei ein Winkel zwischen etwa 30° und etwa 60°, vorzugsweise ein Winkel von etwa 45°, bewährt.
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Wie die Erfindung noch vorsieht, kann der hintere Querträger zusätzlich an einem Mitteltunnel der Kraftfahrzeugkarosserie festgelegt sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Hilfsrahmen durch ein flächenartiges Profilbodenelement gebildet, welches, den vorderen und hinteren Querträger ausbildend, zumindest eine vordere und eine hintere Profilwand aufweist, die ihrerseits mit seitlich angeordneten Verbindungselementen in Form von Längstraversen verbunden sind.
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Auf die hintere Profilwand kann vorteilhaft ein lang gestrecktes Profil zur Ausbildung eines hinteren Querträgers mit einem im Querschnitt geschlossenen Hohlprofil aufgebracht sein.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hilfsrahmen durch langgestreckte und zu einem geschlossenen Rahmen verbundene Profilelemente mit im Querschnitt offenem und/oder geschlossenem Hohlprofil gebildet ist.
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Der vorgeschlagene Hilfsrahmen hat im Hinblick auf den Stand der Technik den wesentlichen Vorteil, dass durch denselben die Einleitung von Schubkräften in den Boden und demgemäß eine für Fahrzeuginsassen nachteilige Fußraumdeformation der Fahrgastzelle wirkungsvoll behindert bzw. sogar verhindert wird, da dieser sozusagen wie ein zweiter Stoßfänger fungiert. Durch die Anbindung des hinteren Querträgers des Hilfsrahmens an die außenliegenden Schweller werden besagte Kräfte am Boden vorbei nach außen in die Schweller und nachgeordnete Karosseriebauteile geleitet. Des Weiteren wird im Crashfall durch diesen hinteren Querträger vorteilhaft auch das Eindringen von Motorraumteilen in die Fahrgastzelle verhindert. Weiterhin sind durch die besondere Anbindung des hinteren Querträgers des Hilfsrahmens an die Kraftfahrzeugkarosserie eine erhebliche Versteifung derselben sowie eine wirksame Minderung von sich akustisch nachteilig auswirkenden Karosserieschwingungen zu verzeichnen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Hilfsrahmen gem. einer ersten Ausführungsform in der Draufsicht,
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2 einen Vertikalschnitt in Fahrzeuglängsrichtung durch den hinteren Querträger des Hilfsrahmens nach 1,
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3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens in der Draufsicht.
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Die
1 zeigt einen Hilfsrahmen
1 im Bereich des Vorderwagens einer Kraftfahrzeugkarosserie in Form einer hinteren Quertraverse eines so genannten Vollhilfsrahmens, die in Anlehnung an die
DE 100 58 115 A1 ihrerseits vermittels Längstraversen
2 mit einer nicht näher dargestellten vorderen Quertraverse zu einer geschlossenen Rahmenstruktur fest verbindbar ist. Diese gebildete Rahmenstruktur ist ihrerseits an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigbar, vorzugsweise mit derselben verschraubbar.
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Von der Kraftfahrzeugkarosserie sind lediglich die an sich bekannten vorderen Längsträger 3, 4, die außenliegenden Schweller 5, 6, der Boden 7 und ein Mitteltunnel 8 näher gezeigt.
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Im einzelnen weist der Hilfsrahmen 1 respektive die hintere Quertraverse einen vorderen und einen hinteren Querträger 9, 10 auf, die ihrerseits beabstandet zueinander vermittels eines oder mehrerer Verbindungselemente zu einer rahmenförmigen Baueinheit fest verbunden sind..
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Vorliegend ist der Hilfsrahmen 1 durch ein flächenartiges Profilbodenelement 11 gebildet, welches, den vorderen und den hinteren Querträger 9, 10 ausbildend, eine vordere und eine hintere Profilwand 12, 13 aufweist (2).
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Die Profilwände 12, 13 sind ihrerseits mit seitlich angeordneten Verbindungselementen in Form der oben bereits erwähnten Längstraversen 2 verbunden.
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Am vorderen Querträger 9 des Hilfsrahmens 1 sind so genannte vordere Verbindungsabschnitte 14, 15 vorgesehen, die ihrerseits die Anbindung an die nicht näher gezeigte vordere Quertraverse gewährleisten.
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Fernerhin sind diverse Fahrzeugkomponenten, wie ein Lenkgetriebe 16, ein ABS-Aggregat 17, ein elektro-hydraulisches Pumpenaggregat 18 sowie eine Pendelstütze 19 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Antriebsaggregates gezeigt, die sich ihrerseits am Hilfsrahmen 1 abstützen.
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Wie bereits oben dargetan, weist der Hilfsrahmen 1 zumindest einen vorderen und einen hinteren Querträger 9, 10 auf, wobei der vordere Querträger 9 herkömmlich in den Befestigungspunkten 20 vermittels Befestigungsschrauben 21 und Distanzhülsen an den Längsträgern 3, 4 befestigt ist.
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Der hintere Querträger 10 zeichnet sich demgegenüber nunmehr dadurch aus, dass dieser sich erfindungsgemäß durchgängig vom linken zum rechten außenliegenden Schweller 5, 6 der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt und in den Befestigungspunkten 22 vermittels Befestigungsschrauben 21 an den Schwellern 5, 6 festgelegt ist.
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Durch diese Maßnahme ist ein äußerst stabiler Verbund geschaffen, der geeignet ist, infolge eines etwaigen Crashereignisses auf den Hilfsrahmen 1 einwirkende Kräfte am Fußraum der Fahrgastzelle vorbei nach außen in die Schweller 5, 6 zu leiten.
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Um die Stabilität respektive Festigkeit des Verbundes noch weiter zu erhöhen, kann es von Vorteil sein, den hinteren Querträger 10 zusätzlich am Mitteltunnel 8 festzulegen.
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Beidseitig des Mitteltunnels 8 sind Anschlusskonsolen 23 vorgesehen, an welche der hintere Querträger 10 über einen abgestellten Befestigungsflansch 24 (2) angeschlossen und vorliegend in zwei Befestigungspunkten 25 von unten mittels Befestigungsschrauben 21 befestigt ist.
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Wie aus der 2 weiter zu entnehmen ist, weist der vordere Querträger 9 im Bereich hoher Belastungen, hier im Bereich der Anbindung der Pendelstütze 19 an den vorderen Querträger 9 ein von innen auf die vordere Profilwand 12 desselben aufgebrachtes, beispielsweise geschweißtes, Verstärkungsblech 26 auf.
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Auf die hintere Profilwand 13 des ausgebildeten hinteren Querträgers 10 ist dagegen zur Verstärkung von innen ein lang gestrecktes Profil 27 zur Ausbildung eines hinteren Querträgers 10 mit einem im Querschnitt geschlossenen Hohlprofil, vorliegend in Form eines Kastenprofils, aufgebracht, welches der Forderung nach einem so genannten zweiten Stoßfänger besonders Rechnung trägt.
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Das Ausführungsbeispiel nach 3 unterscheidet sich zu dem vorbeschriebenen insbesondere dadurch, dass bezüglich des hinteren Querträgers 10 weitere Befestigungspunkte 28 an den vorderen Längsträgern 3, 4 vorgesehen sind.
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Durch diese Maßnahme werden im Crashfall die in die Längsträger 3, 4 eingeleiteten Kräfte nicht nur in den Boden 7 der Kraftfahrzeugkarosserie sondern auch in die Schweller 5, 6 weitergeleitet, woraus ebenfalls eine Minderung der Gefahr einer Fußraum-/Bodendeformation resultiert.
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Im Rahmen von umfangreichen Versuchen wurde ferner gefunden, dass ausgehend von den besagten Befestigungspunkten 28 an den Längsträgern 3, 4 endseitige Abwinkelungen 29 des hinteren Querträgers 10 gegen die Fahrtrichtung nach hinten besonders vorteilhafte Ergebnisse bezüglich der Minderung von Fußraum-/Bodendeformationen bringen.
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Hier haben sich insbesondere Winkel ”” zwischen etwa 30° und etwa 60° bewährt, wobei gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ein Winkel ”” von etwa 45° gewählt wurde.
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Die vorstehend diskutierten Ausführungsbeispiele stellen auf eine hintere Quertraverse (Hilfsrahmen
1) eines so genannten Vollhilfsrahmens, die in Anlehnung an die
DE 100 58 115 A1 ihrerseits vermittels Längstraversen
2 mit einer nicht näher dargestellten vorderen Quertraverse zu einer geschlossenen Rahmenstruktur fest verbunden und an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt sind, ab.
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Durch die Erfindung mit erfasst sind jedoch sämtliche Gestaltungen von Hilfsrahmen 1, beispielsweise auch Hilfsrahmen 1, die ihrerseits durch langgestreckte und zu einem geschlossenen Rahmen verbundene Profilelemente mit im Querschnitt offenem und/oder geschlossenem Hohlprofil gebildet sind (nicht näher dargestellt), sofern deren hinterer Querträger 10 erfindungsgemäß zumindest an den außenliegenden Schwellern 5, 6 festgelegt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hilfsrahmen
- 2
- Längstraversen
- 3
- Längsträger
- 4
- Längsträger
- 5
- Schweller
- 6
- Schweller
- 7
- Boden
- 8
- Mitteltunnel
- 9
- vorderer Querträger
- 10
- hinterer Querträger
- 11
- Profilbodenelement
- 12
- vordere Profilwand
- 13
- hintere Profilwand
- 14
- Verbindungsabschnitt
- 15
- Verbindungsabschnitt
- 16
- Lenkgetriebe
- 17
- ABS-Aggregat
- 18
- elektro-hydraulisches Pumpenaggregat
- 19
- Pendelstütze
- 20
- Befestigungspunkte (Querträger 9/Längsträger 3, 4)
- 21
- Befestigungsschrauben
- 22
- Befestigungspunkte (Querträger 10/Schweller 5, 6)
- 23
- Anschlusskonsolen
- 24
- Befestigungsflansch
- 25
- Befestigungspunkte (Querträger 10/Mitteltunnel 8)
- 26
- Verstärkungsblech
- 27
- lang gestrecktes Profil
- 28
- Befestigungspunkte (Querträger 10/Längsträger 3, 4)
- 29
- Abwinkelungen