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Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen, insbesondere einen Integralträger, für eine Karosserie eines Kraftwagens, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
DE 10 2006 009 289 A1 offenbart einen Hilfsrahmen zur Befestigung an einer Karosserie eines Kraftwagens mit zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden und voneinander beabstandeten Längsträgerelementen. Die Längsträgerelemente sind über wenigstens ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufendes Querträgerelement verbunden. Der Verbund aus den Längsträgerelementen und dem Querträgerelement ist durch ein Versteifungselement ausgesteift. Der bekannte Hilfsrahmen weist eine verbesserungswürdige Steifigkeit auf.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hilfsrahmen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Hilfsrahmen eine erhöhte Steifigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Hilfsrahmen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein solcher Hilfsrahmen, insbesondere ein Integralträger, für eine Karosserie eines Kraftwagens umfasst wenigstens zwei Längsträgerelemente. Diese verlaufen, bezogen auf eine Einbaulage des Hilfsrahmens, welche der Hilfsrahmen einnimmt, wenn er mit der Karosserie verbunden ist, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und sind in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind. Die Längsträgerelemente sind über einen jeweiligen vorderen und hinteren Teil der Längsträgerelemente durch zwei zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufende und in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Querträgerelemente miteinander verbunden. Zudem weisen die Längsträgerelemente jeweilige mittlere Teile auf, in welchen jeweils ein Deformationselement vorgesehen ist. Die mittleren Teile sind in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den jeweiligen vorderen Teilen und den jeweiligen hinteren Teilen angeordnet.
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Der erfindungsgemäße Hilfsrahmen weist aufgrund der einstückigen Verbindung des vorderen und des hinteren Teils über den Verbindungsteil eine verbesserte Steifigkeit auf, was insbesondere dem Fahrverhalten sowie dem Unfallverhalten des beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen zugute kommt. Gleichzeitig ist es möglich, den Hilfsrahmen besonders leicht hinsichtlich seines Gewichts auszugestalten, was das Gewicht des gesamten Kraftwagens gering hält. Damit einher geht ein geringer Energieverbrauch zum Betreiben des Kraftwagens, woraus beispielsweise ein geringer Kraftstoffverbrauch sowie geringe CO2-Emissionen resultieren. Darüber hinaus weist der Hilfsrahmen ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Hilfsrahmens auf. Bei einer solchen unfallbedingten Kraftbeaufschlagung können die jeweiligen Deformationselemente Aufprallenergie besonders effizient aufnehmen und in Verformungsenergie umwandeln. So können Insassen des Kraftwagens vor schwerwiegenden Verletzungen vorteilhaft geschützt werden.
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Die in das jeweilige Längsträgerelement integrierten, das heißt eingearbeiteten Deformationselemente führen außerdem zu einem geringen Bauraumbedarf des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens. Dies führt zur Lösung und/oder zur Vermeidung von Package-Problemen, insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum des Kraftwagens.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Längsträgerelemente und damit insbesondere die vorderen und hinteren Teile dieser als jeweilige Gussteile ausgebildet, wobei die Deformationselemente bevorzugt zumindest bereichsweise in die Längsträgerelemente eingegossen und so mit diesen verbunden sind. Dies halt den Aufwand und die Kosten des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens gering. Ferner kann dadurch das Gewicht des Hilfsrahmens in einem geringen Rahmen gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Deformationselemente mit den jeweiligen Längsträgerelementen durch Kleben und/oder Schweißen und/oder Nieten zu verbinden.
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Die Deformationselemente sind beispielsweise als jeweilige Strangpressprofile ausgebildet. So ist es möglich, die Deformationselemente kostengünstig und gleichzeitig mit einem vorteilhaften Energieaufnahme- und Energieumwandlungsvermögen auszubilden, so dass die Deformationselemente Aufprallenergie in Verformungsenergie effizient umwandeln können. Ebenso möglich ist es, die Deformationselemente als jeweilige Blechbauteile auszubilden.
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Um das Gewicht des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens besonders gering zu halten, kann vorgesehen sein, dass die Längsträgerelemente als Leichtmetallgussbauteile ausgebildet sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Längsträgerelemente zumindest im Wesentlichen aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder Magnesium, bzw. einer entsprechenden Legierung und als Gussbauteile gebildet sind. Derartige Leichmetallgussbauteile sind herkömmlicherweise spröde. Zur Darstellung eines vorteilhaften Unfallverhaltens des erfindungsgemäßen Hilfsrahmens sind insbesondere die Deformationselemente vorgesehen, welche ein vorteilhaftes Energieaufnahme- und Energieumwandlungsvermögen aufweisen und einen hohen Betrag an Unfallenergie aufnehmen und absorbieren können.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die jeweiligen Deformationselemente über eine Steckverbindung mit den jeweiligen zugehörigen Längsträgerelementen verbunden. Dazu weisen die Deformationselemente beispielsweise jeweilige Steckaufnahmen auf, in welche die jeweiligen Längsträgerelemente insbesondere über ihre mittleren Teile zumindest bereichsweise eingesteckt sind. So sind die Deformationselemente besonders fest und definiert mit den Längsträgerelementen verbunden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es zeigt:
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1 eine schematisch Draufsicht eines Integralträgers für eine Karosserie eines Personenkraftwagens, mit zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgerelementen, welche jeweilige mittlere Teile umfassen, die jeweils einen Verbindungsteil aufweisen, über welchen jeweilige vordere und hintere Teile der Längsträgerelemente einstückig miteinander verbunden sind, wobei die jeweiligen mittleren Teile mit einem jeweiligen Energieabsorptionselement versehen sind;
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2 eine schematische und perspektivische Explosionsansicht des Integralträgers gemäß 1; und
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3 eine schematische und perspektivische Seitenansicht des Integralträgers gemäß den 1 und 2.
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Die 1 bis 3 zeigen einen Integralträger 10 für eine Karosserie eines Personenkraftwagens, wobei die 2 den Integralträger 10 perspektivisch in zusammengebautem sowie in einer Explosionsansicht zeigt. Der Integralträger 10 dient beispielsweise dazu, ein Antriebsaggregat, z. B. eine Verbrennungskraftmaschine zum Fortbewegen des Kraftwagens, zu halten.
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Der Integralträger 10 umfasst zwei Längsträgerelemente 12 und 14, welche bezogen auf eine Einbaulage des Integralträgers 10, welche dieser einnimmt, wenn er an der Karosserie befestigt ist, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 16 verlaufen. Die Längsträgerelemente 12 und 14 sind in Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil 18 voneinander beabstandet. Die Längsträger 12 und 14 sind als Aluminium-Gussbauteile ausgebildet und weisen ein nur sehr geringes Gewicht auf. Bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung und auf Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens handelt es sich bei dem Längsträger 12 um den linksseitigen Längsträger 12, während es sich bei dem Längsträger 14 um den rechtsseitigen Längsträger handelt.
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Der Integralträger 10 umfasst ferner zwei Querträgerelemente 20 und 22, wobei es sich bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung sowie auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens bei dem Querträger 20 um den vorderen Querträger 20 und bei dem Querträger 22 um den hinteren Querträger 22 handelt. Die Längsträger 12 und 14 sind dabei über die in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandeten Querträger 20 und 22 miteinander verbunden. Dazu weisen die Längsträger 12 und 14 einen jeweiligen vorderen Teil 24 und 26 auf, über welche die Längsträger 12 und 14 mit dem Querträger 20 verbunden sind. Dazu ist der Querträger beispielsweise zumindest bereichsweise in die Längsträger 12 und 14 eingegossen.
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Zudem weisen die Längsträger 12 und 14 einen hinteren Teil 28 und 30 auf, über welche die Längsträger 12 und 14 mit dem hinteren Querträger 22 verbunden sind. Dazu ist der hintere Querträger 22 zumindest bereichsweise von den Längsträgern 12 und 14 umgossen bzw. in diese eingegossen.
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Die Querträger 20 und 22 sind als jeweilige Rohre, zum Beispiel als Strangpressprofile, ausgebildet. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Querträger 20 und 22 zumindest im Wesentlichen aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium gebildet sind.
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Wie den 1 bis 3 zu entnehmen ist, fungieren insbesondere die vorderen Teile 24 und 26 sowie die hinteren Teile 28 und 30 der Längsträger 12 und 14 als Gussknoten zum Verbinden der Längsträger 12 und 14 mit den Querträgern 20 und 22. Die Längsträger 12 und 14 weisen einen jeweiligen mittleren Teil 32 und 34 auf, die einen jeweiligen Verbindungsteil 36 und 38 umfassen. Über die Verbindungsteile 36 und 38 sind die vorderen Teile 24 und 26 mit den hinteren Teilen 28 und 30 einstückig verbunden. Mit anderen Worten sind die vorderen Teile 24 und 26, die mittleren Teile 32 und 34 sowie die hinteren Teile 28 und 30 jeweils einstückig miteinander ausgebildet und als jeweiliges einstückiges Gussbauteil ausgebildet. Dadurch ist eine besonders hohe Steifigkeit des Integralträgers 10 dargestellt.
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Zur Darstellung eines besonders vorteilhaften Unfallverhaltens des Integralträgers 10 bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung dieses sind in den mittleren Teilen 32 und 34 jeweilige Energieabsorptionselemente 40 und 42 vorgesehen, welche mit den Längsträger 12 und 14 verbunden und durch welche die Längsträger 12 und 14, insbesondere ihre mittleren Teile 32 und 34, ergänzt sind.
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Die Energieabsorptionselemente 40 und 42 weisen ein besonders hohes Energieaufnahme- und Energieumwandlungsvermögen auf, wodurch sie einen besonders hohen Betrag an Aufprallenergie effizient in Verformungsenergie umwandeln können. So können sich die Energieabsorptionselemente 40 und 42 bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung besonders vorteilhaft verformen.
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Die Energieabsorptionselemente 40 und 42 sind dabei als jeweilige Aluminium-Strangpressprofile oder aus einem anderweitigen Leichtmetall ausgebildet und weisen eine jeweilige Steckaufnahme auf, über welche sie auf die Längsträger 12 und 14 jeweils aufgesteckt bzw. aufgeschoben sein können.
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Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, sind die Energieabsorptionselemente 40 und 42 bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 außenseitig und in zumindest bereichsweiser Überdeckung mit den jeweiligen, zugehörigen Längsträgern 12 und 14 angeordnet.
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Der Integralträger 10 umfasst ferner Aufnahmeteile 44 und 46, welche als Aluminiumstrangpressprofile ausgebildet sind und welche sich in Fahrzeuglängsrichtung vorderseitig an die jeweiligen Längsträger 12 und 14 anschließen und mit diesen verbunden sind. Die Aufnahmeteile 44 und 46 dienen dabei dazu, eine Kühleinrichtung des Personenkraftwagens, beispielsweise zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine, aufzunehmen und an dem Integralträger 10 zu haltern. Der Integralträger 10 umfasst ferner Konsolenteile 48 und 50, welche als Aluminiumstrangpressprofile ausgebildet sind und sich in Fahrzeuglängsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 16 heckseitig an die Längsträger 12 und 14 anschließen und mit diesen verbunden sind.
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Die Aufnahmeteile 44 und 46 sowie die Konsolenteile 48 und 50 sind dabei jeweils als so genannte Unfallstreben und als Strangpressprofil ausgebildet, so dass auch sie als jeweiliges Energieabsorptionselement fungieren und Unfallenergie aufnehmen und in Verformungsenergie umwandeln können.
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Wie den 1 bis 3 zu entnehmen ist, verläuft eine Strangpressrichtung der als Strangpressprofile ausgebildeten Aufnahmeteil 44 und 46 und der als Strangpressprofile ausgebildeten Konsolenteile 48 und 50 zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung gemäß einem Richtungspfeil 56. Eine Strangpressrichtung der als Strangpressprofile ausgebildeten Energieabsorptionselemente 40 und 44 verläuft dabei zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 16. Zumindest einer der Strangpressprofile des Integralträgers 10 kann dabei eine Kammer aufweisen und dementsprechend als Einkammerprofil ausgebildet sein. Ebenso möglich ist es, dass wenigstens eines der Strangpressprofile des Integralträgers 10 eine Mehrzahl an Kammern aufweist und dementsprechend als Mehrkammerprofil ausgebildet sein.
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Ferner umfasst der Integralträger 10 Halteteile 52 und 54. Über die Halteteile 52 und 54 kann ein Stabilisator eines Fahrwerks des Personenkraftwagens an dem Integralträger 10 befestigt werden. Die Halteteile 52 und 54 sind beispielsweise als Aluminiumblechbauteile oder aus einem anderweitigen Leichtmetall ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006009289 A1 [0002]