DE102013106001B4

DE102013106001B4 - Kraftfahrzeugachse mit Hilfsrahmen

Info

Publication number: DE102013106001B4
Application number: DE102013106001.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Franzke; Ralf Pape; Markus Rowinski
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2033-06-11
Also published as: US9261154B2; DE102013106001A1; US20140361582A1; CN104228954B; CN104228954A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugachse mit einem Hilfsrahmen (1) zur Koppelung an eine Kraftfahrzeugkarosserie, wobei der Hilfsrahmen (1) mindestens eine Anbindungshülse (4) aufweist, mit der er an der Kraftfahrzeugkarosserie festlegbar ist. Erfindungsgemäß ist an dem Hilfsrahmen (1) eine Anbindungshülse (4) aus einem Hülsenkörper (6) und einer Aufnahmeplatte (7) als Schweißbauteil ausgebildet, wobei eine Auflagefläche (8) der Aufnahmeplatte (7) gegenüber der Schweißnaht (9) überstehend angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugachse mit einem Hilfsrahmen zur Koppelung an eine Kraftfahrzeugkarosserie gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeugachsen bekannt, bei denen ein Hilfsrahmen an die Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt ist und an dem Hilfsrahmen selbst wiederum Lenker, Räder und/oder Stoßdämpfer zur Ausbildung des Fahrwerks gekoppelt sind. Zumeist weist ein Hilfsrahmen diesen verbindende Querstege auf, die unterhalb des Kraftfahrzeugbodens verlaufen. An die Querstege sind dann Rahmenkomponenten mit Aufnahmen für Lenker und/oder Aufnahmen zur Anbindung des Hilfsrahmens an die Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt.
Die Kraftfahrzeugkarosserie liegt aufgrund der zu erwartenden Lasten und insbesondere aufgrund der Einwirkung der Erdanziehungskraft auf die Kraftfahrzeugkarosserie auf dem Hilfsrahmen auf. Hierzu weist ein Hilfsrahmen Anbindungshülsen auf, die mit einer Auflagefläche, insbesondere in positive Kraftfahrzeug Z-Richtung, mithin in Vertikalrichtung nach oben hervorstehend ausgebildet sind. Beispielsweise ist ein derartiger Aufbau aus der DE 10 2011 103 511 A1 bekannt.
Aus der DE 100 58 113 A1 , der DE 10 2007 031 437 A1 sowie der DE 10 2005 042 779 A1 sind weitere Anbindungen von Schweißbauteilen an eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, diese Anbindungshülsen als Fließpressteile oder aber als Drehteile herzustellen, was jedoch erhöhte Fertigungskosten mit sich bringt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kraftfahrzeugachse aufzuzeigen, die gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeugachsen mit Hilfsrahmen einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, bei mindestens gleichbleibender Belastbarkeit.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Kraftfahrzeugachse mit einem Hilfsrahmen zur Koppelung an eine Kraftfahrzeugkarosserie gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugachse mit einem Hilfsrahmen zur Koppelung an eine Kraftfahrzeugkarosserie, wobei der Hilfsrahmen mindestens eine Anbindungshülse aufweist, mit der er an der Kraftfahrzeugkarosserie festlegbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungshülse aus einem Hülsenkörper und einer Aufnahmeplatte als Schweißbauteil ausgebildet ist, wobei gegenüber einer Schweißnaht eine Auflagefläche der Aufnahmeplatte überstehend angeordnet ist
Mithin ist es erfindungsgemäß möglich, zunächst den Hülsenkörper herzustellen. Hierbei kann auf aus dem Stand der Technik bekannte Rohrherstellungsverfahren zurückgegriffen werden. Der Hülsenkörper selbst kann jedoch auch als Strang- oder Fließpressbauteil ausgebildet sein. Der Hülsenkörper kann somit individuell lang ausgebildet werden und vereinfacht und kostengünstig hergestellt werden. Um eine Anbindung an die Kraftfahrzeugkarosserie herzustellen, wird sodann eine Aufnahmeplatte als Schweißbauteil an den individuell abgelängten Hülsenkörper geschweißt. insbesondere erfolgt die Schweißung als Punktschweißung oder aber auch als umlaufende durchgezogene Schweißnaht. Auf die Vertikalrichtung bezogen steht eine Auflagefläche der Aufnahmeplatte gegenüber der Schweißnaht über. Somit wird erfindungsgemäß verhindert, dass die durch das Schweißen veränderte Oberfläche, beispielsweise durch Ab- oder Aufschmilzen oder aber durch Schweißzusatzwerkstoff verändert wird und dadurch die geometrische Präzision der Aufnahmeplatte durch ein ungleiches Anliegen an der Kraftfahrzeugkarosserie beeinflusst. Mithin ist es möglich, mit hoher Reproduzierbarkeit die erfindungsgemäßen Anbindungshülsen herzustellen und in dem Hilfsrahmen zu verarbeiten, so dass die damit hergestellten Kraftfahrzeugachsen eine hohe Präzision in Bezug auf die Anbindungspunkte an die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisen.
Erfindungsgemäß ist es insbesondere möglich, dass das Hülsenbauteil selbst als Rohr ausgebildet ist, wobei das Rohr im Querschnitt an die jeweils geforderten Bauraumabmessungen und/oder die zu erwartenden Belastungen angepasst werden kann. Somit ist es möglich, nicht nur runde Rohre herzustellen und als Hülsenbauteil mit einer Aufnahmeplatte zu versehen, die Rohre können auch eckig, insbesondere mehreckig oder aber auch oval ausgebildet werden. Im Rahmen der Erfindung sind auch Mischformen der zuvor genannten geometrischen Querschnitte möglich, um das Hülsenbauteil an die jeweilige Einbausituation in dem Hilfsrahmen und/oder die zu erwartenden Belastungen anzupassen.
Das Rohr kann weiterhin als längsnahtgeschweißtes und/oder als geclinchtes und/oder als rollgeformtes Rohr hergestellt werden. Insbesondere wird das Rohr, aber auch die Aufnahmeplatte selbst aus metallischem, insbesondere Stahlwerkstoff, hergestellt. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass das Rohr, aber auch die Aufnahmeplatte aus einem Leichtmetallwerkstoff ausgebildet werden.
Die Aufnahmeplatte selbst weist besonders bevorzugt eine Verprägung auf, wobei die Auflagefläche zur Anbindung an die Kraftfahrzeugkarosserie durch die Verprägung selbst ausgebildet ist. Mithin ist die Aufnahmeplatte insbesondere als Umformbauteil ausgebildet, wobei diese derart umgeformt wird, dass eine Auflagefläche entsteht, die gegenüber Enden der Aufnahmeplatte in der späteren Einbausituation vertikal nach oben zeigend übersteht, wobei die Enden wiederum mit dem Hülsenkörper selbst verschweißt werden. Hierdurch ist ein Abstand zwischen Schweißnaht oder Bördelnaht sowie Auflagefläche gewährleistet, die wiederum eine hohe geometrische Präzision des Hilfsrahmens bei gleichzeitig günstiger Produzierbarkeit dessen gewährleistet.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Aufnahmeplatte im Querschnitt U-förmig ausgebildet, wobei eine Bodenplatte die Auflagefläche ausbildet, und gegenüber der Bodenplatte abstehende Schenkel mit dem Hülsenkörper verschweißt sind. Insbesondere ist die im Querschnitt U-förmig ausgebildete Aufnahmeplatte als Topf ausgebildet.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind in den 1 bis 4b dargestellt. Die anderen nachfolgend beschriebenen 5a und 5b dienen lediglich zur Illustrierung der beanspruchten Erfindung und sind nicht Ausführungsformen der Erfindung, für die Schutz begehrt wird. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Hilfsrahmen zur Herstellung einer Kraftfahrzeugachse;
2 eine erfindungsgemäße Anbindungshülse an einem Hilfsrahmen in perspektivischer Detailansicht;
3 eine erfindungsgemäße Anbindungshülse;
4a und b eine erfindungsgemäße Anbindungshülse festgelegt an einer Kraftfahrzeugkarosserie in Querschnittsansicht und
5a und b eine Anbindungshülse als Stemmbauteil bzw. Bördelbauteil.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Hilfsrahmen 1 in Perspektivansicht. Der Hilfsrahmen 1 weist zwei sich in Querrichtung erstreckende Streben 2 auf, wobei an den Enden der Streben 2 jeweils ein Rahmenelement 3 gekoppelt ist. An den Rahmenelementen 3 wiederum sind Anbindungshülsen 4 festgelegt, mit Hilfe derer der Hilfsrahmen 1 mit einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt ist.
2 zeigt eine derartige Anbindungshülse 4 in perspektivischer Detailansicht. Die Anbindungshülse 4 ist mit Schweißnähten 5 formschlüssig und stoffschlüssig in dem Rahmenelement 3 festgelegt.
3 zeigt eine perspektivische Detailansicht der erfindungsgemäßen Anbindungshülse 4. Diese weist dazu einen Hülsenkörper 6 sowie eine Aufnahmeplatte 7 auf, wobei die Aufnahmeplatte 7 wiederum eine Auflagefläche 8 aufweist. Die Aufnahmeplatte 7 ist über eine Schweißnaht 5 umlaufend mit dem Hülsenkörper 6 gekoppelt. Auf die Vertikalrichtung 10 bezogen steht die Auflagefläche 8 über dem Hülsenkörper 6 sowie der Schweißnaht 9 über.
4a und b zeigen eine jeweilige Querschnittsansicht verschiedener Ausgestaltungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Anbindungshülse 4.
Gemäß 4a ist die Aufnahmeplatte 7 als Umformbauteil ausgebildet und weist eine Verprägung 11 auf, so dass eine Auflagefläche 8 gegenüber einer Oberfläche 12 der Aufnahmeplatte 7 überstehend ausgebildet ist. Die Auflagefläche 8 wird wiederum an einen Auflagepunkt 13 einer angedeuteten Kraftfahrzeugkarosserie formschlüssig angelegt und mittels einer dargestellten Schraubverbindung 14 gesichert. Mithin ist es möglich, durch einen Hohlraum 15 des Hülsenkörpers 6 die Schraubverbindung zu fixieren. Weiterhin angedeutet sind die Rahmenelemente 3, die über die jeweilige Schweißnaht 5 mit dem Hülsenkörper 6 gekoppelt sind. Die Schweißnaht 9 ist auf die Vertikalrichtung 10 bezogen unterhalb der Auflagefläche 8 angeordnet, so dass die Auflagefläche 8 mit dem Auflagepunkt 13 formschlüssig und mit hoher Präzision gekoppelt werden kann.
4b zeigt eine dazu verschiedene Ausführungsvariante, wobei hier dargestellt die Aufnahmeplatte 7 als im Querschnitt U-förmiges Deckel- bzw. Topfbauteil ausgebildet ist. Wiederum weist diese eine Auflagefläche 8 auf, die an einem Auflagepunkt 13 der auch hier angedeuteten Karosserie formschlüssig zur Anlage kommt. Das Topfbauteil weist eine Bodenplatte 16 auf, sowie von der Bodenplatte 16 abstehende Schenkel 17. An den Enden der Schenkel 17 ist wiederum die Schweißnaht 9 ausgebildet, um die Aufnahmeplatte 7 mit dem Hülsenkörper 6 zu koppeln.
5a und b zeigen zwei verschiedene Querschnittsansichten einer Anbindungshülse 4. Die Ausführungsvariante gemäß 5a ist als Stemmbauteil ausgebildet, wobei die Anbindungshülse 4 einen Hülsenkörper 6 aufweist und eine Aufnahmeplatte 7, wobei die Aufnahmeplatte 7 in den Hülsenkörper 6 eingestemmt ist. 5b zeigt eine Anbindungshülse 4 als Bördelbauteil, wobei der Hülsenkörper 6 an seinen Enden 18 umgebördelt ist, so dass die Aufnahmeplatte 7 formschlüssig gekoppelt ist. Beiden Ausführungsvarianten gemein ist, dass eine Auflagefläche 8 der Aufnahmeplatte 7 gegenüber dem Ende 18 des Hülsenkörpers 6 vorstehend ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Hilfsrahmen
2: Strebe
3: Rahmenelement
4: Anbindungshülse
5: Schweißnaht
6: Hülsenkörper
7: Aufnahmeplatte
8: Auflagefläche
9: Schweißnaht
10: Vertikalrichtung
11: Verprägung
12: Oberfläche zu 7
13: Auflagepunkt
14: Schraubverbindung
15: Hohlraum
16: Bodenplatte
17: Schenkel
18: Ende

Claims

Kraftfahrzeugachse mit einem Hilfsrahmen (1) zur Koppelung an eine Kraftfahrzeugkarosserie, wobei der Hilfsrahmen (1) mindestens eine Anbindungshülse (4) aufweist, mit der er an der Kraftfahrzeugkarosserie festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungshülse (4) aus einem Hülsenkörper (6) und einer Aufnahmeplatte (7) als Schweißbauteil ausgebildet ist, wobei gegenüber einer Schweißnaht (9) eine Auflagefläche (8) der Aufnahmeplatte (7) überstehend angeordnet ist.
Kraftfahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenkörper (6) als Rohr ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr im Querschnitt rund, eckig und/oder oval ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugachse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr längsnahtgeschweißt und/oder geclincht und/oder rollgeformt und/oder stranggepresst ist.
Kraftfahrzeugachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeplatte (7) eine Verprägung (11) aufweist, wobei die Auflagefläche (8) durch die Verprägung (11) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugachse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeplatte (7) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist, wobei eine Bodenplatte (16) die Auflagefläche (8) ausbildet und gegenüber der Bodenplatte (16) abstehende Schenkel (17) mit dem Hülsenkörper (6) verschweißt sind.