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Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 5.
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Auf einem solchen Hilfsrahmen kann in an sich bekannter Weise ein Antriebsaggregat, etwa eine Elektromaschine, abgestützt sein. Der Hilfsrahmen kann rahmenförmig aus Hilfsrahmenlängsträgern sowie Hilfsrahmenquerträgern aufgebaut sein und an der Fahrzeugkarosserie angebunden sein.
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Bei einem gattungsgemäßen Hilfsrahmen ist das Antriebsaggregat über zumindest ein Aggregatelager an einer Lagerkonsole des Hilfsrahmens abgestützt. Das Aggregatelager ist mit einem Schraubbolzen an einem Schraubbutzen der Lagerkonsole verschraubt. Hierzu ist der Schraubbolzen in einer Schraubrichtung durch einen Durchführungskanal des Schraubbutzens geführt und mit seinem Bolzenkopf gegen den Öffnungsrandbereich der schraubkopfseitigen Mündungsöffnung des Schraubbutzens verspannt.
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Aufgrund der hohen Packagedichte im Bereich des Hilfsrahmens kann sich eine Einbau-Situation ergeben, bei der die schraubkopfseitige Mündungsöffnung des Schraubbutzens in axialer Verlängerung über einen Montage-Freigang von einer Hilfsrahmen-Störkontur beabstandet ist. Um einen konstruktiv einfachen, störkonturfreien Zugang des Schraubbolzens in den Schraubbutzen zu ermöglichen, ist es aus geometrischen Gegebenheiten erforderlich, dass der Montage-Freigang größer ist als die Bolzenlänge des Schraubbolzens.
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Aus der
DE 10 2009 020 107 A1 ist eine Anordnung eines Aggregatelagers bekannt. Aus der
KR 2007 0062 075 ist eine karosserieseitige Tragstruktur mit einer Lagerkonsole bekannt, an der ein Aggregatelager befestigt ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem der Zusammenbau des Antriebsaggregates mit dem Hilfsrahmen vereinfacht ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 5 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist die schraubkopfseitige Mündungsöffnung des Schraubbutzens mit einem, an der Schraubbutzen-Umfangsseite ausgebildeten Einführspalt axial in Schraubrichtung verlängert. Dadurch kann beim Anbau des Aggregatelagers an der Lagerkonsole zunächst der noch lose Schraubbolzen in einer Einführrichtung mit seiner Bolzenspitze durch den Einführspalt in den Durchführungskanal des Schraubbutzens eingelegt werden, und zwar über einen Achsversatz zur schraubkopfseitigen Mündungsöffnung des Schraubbutzens versetzt. Durch diesen Achsversatz kann der Montage-Freigang zwischen der schraubkopfseitigen Mündungsöffnung des Schraubbutzens und einer Hilfsrahmen-Störkontur kleiner bemessen sein als die Schraubbolzen-Länge. Der noch lose Schraubbolzen kann zudem in Schräglage zur Schraubrichtung in den Durchführungskanal des Schraubbutzens eingefädelt werden.
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In einer technischen Umsetzung kann sich der Einführspalt über zumindest einen Teil des Schraubbutzens oder über die gesamte Schraubbutzen-Länge erstrecken. Der Durchführungskanal des Schraubbutzens kann einen über den Einführspalt radial nach außen offenen Einführ-Querschnitt aufweisen. Der Durchführungskanal ist somit im Bereich des Einführspaltes mit einem in etwa U-förmigen Querschnitt ausgebildet.
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Im Gegensatz dazu kann der Durchführungskanal des Schraubbutzens auf der, dem Aggregatelager zugewandten Seite einen umfangsseitig geschlossenen Querschnitt aufweisen, der mittels einer umlaufenden, ringförmigen Umfangswand begrenzt ist. Der Einführspalt kann sich über eine Spaltlänge von der schraubkopfseitigen Mündungsöffnung bis zu einem schraubkopfseitigen Rand der Umfangswand erstrecken.
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Die im Anspruch 1 beanspruchte spezielle Schraubbutzen-Geometrie ist insbesondere in der nachfolgend beschriebenen konkreten Einbausituation anwendbar: In dieser konkreten Einbausituation kann die Lagerkonsole eine, den Inneneckbereich zwischen einem Hilfsrahmenlängsträger und einem Hilfsrahmenquerträger überbrückenden Verstärkungsstrebe aufweisen. In der Verstärkungsstrebe kann der Schraubbutzen ausgebildet sein, an dem das Aggregatelager verschraubbar ist. Die Verstärkungsstrebe kann ein Hohlprofil mit zwei gegenüberliegenden Blech-Profilwänden aufweisen. Zur bauteilsteifen Anbindung an der Verstärkungsstrebe kann der Schraubbutzen im Hohlprofil der Verstärkungsstrebe positioniert sein und an seinen Stirnseiten in korrespondierende Montageöffnungen der gegenüberliegenden Profilwände eingesetzt sein. Der Schraubbutzen kann mit dem Öffnungsrand der jeweiligen Montageöffnung verschweißt sein.
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Es ist hervorzuheben, dass die obige konkrete Einbausituation nicht nur in Kombination mit der im Anspruch 1 beanspruchten Schraubbutzen-Geometrie zu betrachten ist, sondern auch als davon eigenständiger Erfindungsaspekt, der im nebengeordneten Anspruch 5 beansprucht ist. Mittels der oben definierten Lagerkonsole kann das Aggregatelager bauraumgünstig und geschützt vor äußeren mechanischen Einflüssen im Hilfsrahmen verbaut werden.
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Im Hinblick auf eine weitere Montage-Vereinfachung kann im Öffnungsrand der schraubkopfseitigen Montageöffnung eine radial ausgeweitete Aussparung ausgebildet sein, die in radialer Flucht zum Schraubbutzen-Einführspalt ausgerichtet ist. Die Aussparung vereinfacht den Zugang des Schraubbolzens zum Einführspalt des Schraubbutzen-Durchführungskanals.
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In einer konkreten Ausführungsvariante können die Verstärkungsstrebe, der Hilfsrahmenlängsträger und der Hilfsrahmenquerträger in etwa in einer gemeinsamen horizontalen Hilfsrahmenebene liegen. Die schraubenkopfseitige Mündungsöffnung des Schraubbutzens kann dem Inneneckbereich (vom Hilfsrahmenlängsträger und vom Hilfsrahmenquerträger aufgespannt) zugewandt sein. Erfindungsgemäß kann der zum Einführen des Schraubbolzens verfügbare Montage-Freigang (zwischen der schraubkopfseitigen Mündungsöffnung des Schraubbutzens und einer Hilfsrahmen-Störkontur) kleiner bemessen sein als die Schraubbolzen-Länge.
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Bei der oben skizzierten Einbausituation kann der noch lose Schraubbolzen in einer Einführrichtung in etwa rechtwinklig zur Hilfsrahmen-Ebene sowie in Schräglage zur Schraubrichtung mit seiner Bolzenspitze durch den Einführspalt des Schraubbutzen-Durchführungskanals störkonturfrei eingeführt und darin eingelegt werden.
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Anschließend kann ein Winkelschrauber am Schraubkopf des noch lose in den Schraubbutzen eingelegten Schraubbolzens angesetzt werden, um den Schraubbolzen mit dem Aggregatelager zu verschrauben.
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Das Aggregatelager kann beispielhaft ein Elastomerlager mit einer zylindrischen Lageraußenhülse und einer Lagerinnenhülse mit zwischengeordnetem Elastomerkörper sein. Der Schraubbolzen kann mit seiner Bolzenspitze durch die zylindrische Lagerinnenhülse geführt sein und diese nach außen überragen. Die Bolzenspitze des Schraubbolzens kann mit einer Befestigungsmutter verschraubt sein, so dass das Aggregatelager zwischen der Befestigungsmutter und dem Schraubbolzen fest verspannt ist.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 in einer Ansicht von oben einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug mit darauf abgestützter Elektromaschine;
- 2 in perspektivischer Darstellung Hilfsrahmen mit weggelassener Elektromaschine;
- 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang einer xy-Schnittebene;
- 4 eine Detail-Schnittansicht der Lagerkonsole; und
- 5 bis 9 jeweils Ansichten, anhand derer ein Montagevorgang zur Befestigung des Aggregatelagers an der hilfsrahmenseitigen Lagerkonsole veranschaulicht ist.
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In der 1 ist in Ansicht von oben ein Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Der Hilfsrahmen weist Hilfsrahmenlängsträger 1 sowie Hilfsrahmenquerträger 3 auf. Dem Hilfsrahmen ist als Antriebsaggregat eine Elektromaschine 5 in einer Dreipunktlagerung abgestützt, und zwar über Aggregatelager 7, 9, 11. Jeder der Aggregatelager 7, 9, 11 ist in der 1 als ein Elastomerlager realisiert. Dessen Aufbau ist grob schematisch in der 3 oder 4 angedeutet. Demnach ist das Elastomerlager aus einer Lageraußenhülse 13, einer Lagerinnenhülse 15 sowie einem dazwischen angeordneten Elastomerkörper 17 aufgebaut. Die Aggregatelager 7, 9, 11 sind mit ihrer Lageraußenhülse 13 jeweils in Befestigungsaugen 19 (in der 1 oder 3 angedeutet) der Elektromaschine 5 eingepresst. Zudem sind die Aggregatelager 7, 9, 11 über Schraubbolzen 21 mit Lagerkonsolen 23 des Hilfsrahmens verschraubt.
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Die Erfindung betrifft die in der 1 links unten dargestellte Anbindung des Aggregatelagers 7 an der hilfsrahmenseitigen Lagerkonsole 23. Demnach weist die Lagerkonsole 23 eine Verstärkungsstrebe 25 auf, die einen Inneneckbereich 27 zwischen dem Hilfsrahmenlängsträger 1 und dem Hilfsrahmenquerträger 3 überbrückt. Die Verstärkungsstrebe 25 ist als ein Hohlprofilteil mit zwei gegenüberliegenden Profilwänden 29, 31 ausgebildet. Als weiterer Bestandteil weist die Lagerkonsole 23 neben der Verstärkungsstrebe 25 einen Schraubbutzen 32 auf, der im Hohlprofil 30 (4) der Verstärkungsstrebe 25 angeordnet ist. Der Schraubbutzen 32 überragt mit seinen Stirnseiten 61 (4) jeweils Montageöffnungen 33, 35 der gegenüberliegenden Profilwände 29, 31 der Verstärkungsstrebe 25. Für eine bauteilsteife Anbindung des Schraubbutzens 32 ist dieser mit dem Öffnungsrandbereich der jeweiligen Montageöffnung 33, 35 der Profilwände 29, 31 in Schweißverbindung 36 (3 oder 7).
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Die Verstärkungsstrebe 25 liegt zusammen mit dem Hilfsrahmenlängsträger 1 und dem Hilfsrahmenquerträger 3 in etwa in einer gemeinsamen horizontalen Hilfsrahmenebene H (5).
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Wie aus der 3 oder 4 hervorgeht, ist der Schraubbutzen 32 in etwa hohlzylindrisch ausgebildet, und zwar mit einem radial inneren Durchführungskanal 37, der in der 4 stirnseitig eine schraubkopfseitige Mündungsöffnung 39 und eine aggregateseitige Mündungsöffnung 41 aufweist.
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In der 3 ist ein Zusammenbauzustand gezeigt, bei dem Aggregatelager 7 mit der Lagerkonsole 23 verschraubt ist. Demzufolge ist der Schraubbolzen 21 in der Schraubrichtung (bzw. entlang der Schraubachse) S durch den Durchführungskanal 37 sowie durch die Lagerinnenhülse 15 des Aggregatelagers 7 geführt, wobei die Bolzenspitze 43 das Aggregatelager 7 mit einem Überstand überragt. Die Bolzenspitze 43 ist in Gewindeeingriff mit einer Befestigungsmutter 45, zwischen der und dem Bolzenkopf 47 die Lagerinnenhülse 15 und der Schraubbutzen 32 axial miteinander verspannt sind.
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Wie aus der 1 oder 8 hervorgeht, ist die schraubkopfseitige Mündungsöffnung 39 des Schraubbutzens 32 in axialer Verlängerung über einen Montage-Freigang f von einer axial gegenüberliegenden Hilfsrahmen-Störkontur 49 (das heißt einer Innenseite des Hilfsrahmenlängsträgers 1) beabstandet. Der Montage-Freigang f ist erfindungsgemäß wesentlich kleiner bemessen als die Schraubbolzen-Länge a (3) des Schraubbolzens 21.
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Um dennoch eine störkonturfreie Einführung des Schraubbolzens 21 in den Schraubbutzen 32 zu ermöglichen, ist die schraubkopfseitige Mündungsöffnung 39 mit einem Einführspalt 51 axial in Schraubrichtung S verlängert. Der Einführspalt 51 ist an der Schraubbutzen-Umfangsseite 53 (4) ausgebildet. Im Bereich des Einführspaltes 51 ist der Querschnitt des Schraubbutzen-Durchführungskanals 37 nach radial außen offen gestaltet. Der Einführspalt 51 erstreckt sich in der 4 oder 7 über eine Spaltlänge b von der schraubkopfseitigen Mündungsöffnung 39 bis zu einem schraubkopfseitigen Rand 55 einer Schraubbutzen-Umfangswand 57. Die umlaufende, ringförmige Umfangswand 57 des Schraubbutzens 32 ist an seiner, dem Aggregatelager 7 zugewandten Seite ausgebildet und begrenzt einen umfangsseitig geschlossenen Querschnitt des Schraubbutzen-Durchführungskanals 37.
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Wie aus den Figuren hervorgeht, ist der freie Einführ-Querschnitt im Schraubbutzen 32 in der Fahrzeughochrichtung z nach oben offen gestaltet. Zur weiteren Montagevereinfachung ist im Öffnungsrand der schraubkopfseitigen Montageöffnung 33 der Profilwand 29 eine radial ausgeweitete Aussparung 69 (4 bis 7) ausgebildet. Diese ist in radialer Flucht zum Einführspalt 51 ausgerichtet und ermöglicht einen Zugang des noch losen Schraubbolzens 21 zum Durchführungskanal 57 des Schraubbutzens 32 (7).
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Nachfolgend wird anhand der 5 bis 9 der Zusammenbau des Aggregatelagers 7 mit der Lagerkonsole 23 beschrieben. Demzufolge wird der noch lose Schraubbolzen 21 mit Bezug auf die Schraubrichtung S mit seiner Bolzenspitze 43 in einem Schrägwinkel a (6 oder 7) durch die Profilwand-Aussparung 69 sowie durch den Einführspalt 51 in den Schraubbutzen-Durchführungskanal 37 eingeführt, und zwar in einer Einführrichtung z (das heißt nach fahrzeugunten). In der 7 kommt die Bolzenspitze 43 des Schraubbolzens 21 um einen Achsversatz c zur schraubkopfseitigen Mündungsöffnung 39 versetzt in Anlage mit einem Kanalboden des Durchführungskanals 37.
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Anschließend wird der Schraubbolzen 21 lose in den Durchführungskanal 37 eingelegt, und zwar in Flucht zur Schraubrichtung S (8) und mit seinem Bolzenkopf 47 bis in Anlage mit der schraubkopfseitigen Stirnwand 61 des Schraubbutzens 32 geschoben (9), und zwar unter Zwischenlage einer Unterlegscheibe 63. In einem folgenden Prozessschritt wird ein Winkelschrauber am Bolzenkopf 47 des Schraubbolzens 21 angesetzt und der Schraubbolzen 21 mit der Befestigungsmutter 45 verschraubt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hilfsrahmenlängsträger
- 3
- Hilfsrahmenquerträger
- 5
- Elektromaschine
- 7, 9, 11
- Aggregatelager
- 13
- Lageraußenhülse
- 15
- Lagerinnenhülse
- 17
- Elastomerkörper
- 19
- Befestigungsauge
- 21
- Schraubbolzen
- 23
- Lagerkonsole
- 25
- Verstärkungsstrebe
- 27
- Inneneckbereich
- 29, 31
- Profilwände
- 30
- Hohlprofil
- 32
- Schraubbutzen
- 33, 35
- Montageöffnung
- 36
- Schweißverbindung
- 37
- Durchführungskanal
- 39,41
- Mündungsöffnungen
- 43
- Bolzenspitze
- 45
- Befestigungsmutter
- 47
- Bolzenkopf
- 49
- Störkontur
- 51
- Einführspalt
- 53
- Schraubbutzen-Umfangsseite
- 55
- Rand
- 57
- Umfangswand
- 61
- Schraubbutzen-Stirnseite
- 63
- Unterlegscheibe
- 69
- Aussparung
- a
- Bolzenlänge
- b
- axiale Spaltlänge
- c
- Axialversatz
- f
- Montagefreigang
- S
- Schraubrichtung
- z
- Einführrichtung
- H
- Hilfsrahmenebene
- α
- Schrägwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009020107 A1 [0005]
- KR 20070062075 [0005]