DE102023210836A1 - Spacer element for a subframe for a motor vehicle, subframe and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Distanzelement für einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit einem prismatisch ausgestalteten ersten Durchgangsanteil und einem prismatisch ausgestalteten zweiten Durchgangsanteil, und mit einem Verbindungsanteil, der den ersten Durchgangsanteil mit dem zweiten Durchgangsanteil verbindet. Weiterhin wird ein Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Distanzelement vorgeschlagen. Ein solcher Hilfsrahmen zeichnet sich durch eine verbesserte Anbindungssteifigkeit für den Querstabilisator an der Vorderachse aus.A spacer element for a subframe of a motor vehicle is proposed, comprising a prismatically configured first through-passage portion and a prismatically configured second through-passage portion, and comprising a connecting portion connecting the first through-passage portion to the second through-passage portion. Furthermore, a subframe for a motor vehicle comprising such a spacer element is proposed. Such a subframe is characterized by improved connection rigidity for the anti-roll bar on the front axle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Distanzelement für einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug, einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a spacer element for a subframe for a motor vehicle, a subframe for a motor vehicle and a motor vehicle.
Ein sogenannter Hilfsrahmen ist ein gängiges Bauteil im Kraftfahrzeugbau. Dabei sind am Hilfsrahmen die aufbauseitigen Anlenkpunkte der Radaufhängungen befestigt und am vorderen Hilfsrahmen meist auch die Aggregate, d. h. der Motor, das Getriebe und Lenkgetriebe. Der Hilfsrahmen kann auch als Fahrschemel oder als Achsträger bezeichnet werden. Oftmals besteht der Hilfsrahmen aus mehreren Bauteilen, die während der Herstellung des Hilfsrahmens zusammengefügt werden. Solche Bauteile können beispielsweise eine sogenannte Oberschale und eine sogenannte Unterschale sein, welche, vereinfacht ausgedrückt, jeweils eine obere Hälfte und eine untere Hälfte des Hilfsrahmens bilden. Zusammengefügt ergibt sich dann ein komplexes Hohlprofil. Die Ober- und die Unterschale sind in den meisten Fällen stoffschlüssig miteinander verbunden, vorrangig durch Schweißen. Es können aber weitere Verbindungselemente die Ober- und Unterschale durchdringen, um Anbauteile auf dem Hilfsrahmen oder aber den Hilfsrahmen am Rohbau zu befestigen. Um möglichen, hierdurch verursachten, Verformungen des Hilfsrahmens vorzubeugen sind zwischen der Oberschale und der Unterschale oftmals mehrere Distanzelemente bzw. Abstandhalter angeordnet, die das Einhalten der vorgesehenen Form bzw. des vorgesehenen Abstands zwischen einer Oberseite und einer Unterseite des Hilfsrahmens sicherstellen. Hierzu sind solche Distanzelemente entsprechend ihres Einsatzzwecks ausgestaltet und dimensioniert, so dass von den Distanzelementen die insbesondere in vertikaler Richtung wirkenden Kräfte aufgenommen werden können. Die Distanzelemente haben im Regelfall eine hülsenförmige bzw. rohrartige Form.A subframe is a common component in automotive construction. The body-side pivot points of the wheel suspension are attached to the subframe, and the assemblies, i.e. the engine, transmission, and steering gear, are usually also attached to the front subframe. The subframe can also be referred to as a subframe or axle carrier. The subframe often consists of several components that are joined together during production. Such components can, for example, be an upper shell and a lower shell, which, in simple terms, each form an upper half and a lower half of the subframe. When joined together, they form a complex hollow profile. In most cases, the upper and lower shells are integrally joined, primarily by welding. However, additional connecting elements can penetrate the upper and lower shells in order to attach add-on components to the subframe or to attach the subframe to the bodyshell. To prevent possible deformation of the subframe caused by this, several spacers or distance blocks are often arranged between the upper and lower shells. These ensure that the intended shape or distance between the top and bottom of the subframe is maintained. For this purpose, such spacers are designed and dimensioned according to their intended use so that they can absorb the forces acting, particularly in the vertical direction. The spacers are usually sleeve-shaped or tubular.
In der Praxis sind hohe Steifigkeitswerte für den Hilfsrahmen im Regelfall vorteilhaft. Insbesondere an der Vorderachse wirken oftmals eine Vielzahl von verschiedenen Kräften gleichzeitig. Dies sind beispielsweise Antriebskräfte, Lenkkräfte und durch die Fahrbahnbeschaffenheit, beispielsweise durch Fahrbahnunebenheiten, eingetragene Kräfte. Eine zu geringe Anbindungssteifigkeit für den Querstabilisator an der Vorderachse kann dabei negative Auswirkungen auf die Führbarkeit des Fahrzeuges in Fahrbahnengstellen, z.B. bei der Fahrt in Autobahnbaustellen sowie negative Auswirkungen auf die Gierlinearitäten im linearen Querbeschleunigungsbereich haben. Ebenso ist eine geringe Anbindungssteifigkeit in der Regel nachteilig für die Intuitivität des Lenk- und Fahrverhaltens, so dass eine Fahreradaption an das Fahrzeugverhalten erschwert wird. Es kann dabei auch zu negativen Auswirkungen auf das subjektive Fahrsicherheitsgefühl sowie die Beherrschbarkeit bei Manövern zur Unfallvermeidung kommen.In practice, high stiffness values for the subframe are generally advantageous. A multitude of different forces often act simultaneously on the front axle, in particular. These include drive forces, steering forces, and forces introduced by the road surface, such as uneven road surfaces. Insufficient connection stiffness for the anti-roll bar on the front axle can have a negative impact on the vehicle's controllability in narrow road sections, e.g., when driving through motorway construction zones, as well as negative effects on yaw linearity in the linear lateral acceleration range. Likewise, low connection stiffness is generally detrimental to the intuitiveness of the steering and handling behavior, making it difficult for the driver to adapt to the vehicle's behavior. It can also have a negative impact on the subjective feeling of driving safety and controllability during maneuvers intended to avoid accidents.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Maßnahmen zu treffen, um verschiedene Geometrien mit hoher Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewichtseinsatz zu schaffen. Zusätzlich zu reinen Geometrieänderungen ist es dabei ebenfalls bekannt, zur Erhöhung der Steifigkeit zusätzliche Bauteile, welche verschraubt oder verschweißt werden, vorzusehen. Dies können z.B. Streben oder ähnliche Bauteile sein. Es ist ebenfalls bekannt, Bauteile mit hoher Blechdicke zu verwenden, welche an sich aber nicht zur Erfüllung der Betriebsfestigkeit erforderlich sind. Die bekannten Möglichkeiten zur Verbesserung der Anbindungssteifigkeit des vorderen Querstabilisators zeichnen sich daher oftmals durch ein hohes Gewicht und hohe Materialkosten aus.It is known from the prior art to take measures to create various geometries with high rigidity while simultaneously reducing weight. In addition to pure geometry changes, it is also known to provide additional components that are bolted or welded to increase rigidity. These can be, for example, struts or similar components. It is also known to use components with high sheet thickness, which are not necessarily required to meet operational strength requirements. The known options for improving the connection rigidity of the front anti-roll bar are therefore often characterized by high weight and high material costs.
Spezielle konstruktive Ausgestaltungen des Hilfsrahmens, wie beispielsweise eine Anbindung des Stabilisators möglichst nah an steiferen Strukturen, beispielsweise am Turm des Hilfsrahmens oder die Realisierung einer möglichst steifen Struktur des Längsträgers im Rohbau, wodurch die Anbindungssteifigkeit durch eine erhöhte Steifigkeit des Hilfsrahmens sowie des Längsträgers positiv beeinflusst werden kann, sind oftmals konstruktiv aufwendig und ebenfalls kostenintensiv.Special structural designs of the subframe, such as connecting the stabilizer as close as possible to stiffer structures, for example on the tower of the subframe, or implementing the stiffest possible structure of the longitudinal member in the bodyshell, whereby the connection stiffness can be positively influenced by increased stiffness of the subframe and the longitudinal member, are often structurally complex and also cost-intensive.
Aus der
Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zeichnen sich jeweils durch ein recht deutliches Mehrgewicht und/oder durch erhöhte Kosten gegenüber einem Hilfsrahmen ohne Optimierung der Steifigkeit aus, sodass eine Verbesserung des Kosten-Nutzen-Verhältnisses wünschenswert ist.The solutions known from the state of the art are each characterized by a quite significant additional weight and/or increased costs compared to a subframe without optimizing the stiffness, so that an improvement in the cost-benefit ratio is desirable.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Hilfsrahmen zu realisieren, der insbesondere in einem Anbindungsbereich für einen Querstabilisator eine erhöhte Steifigkeit aufweist und konstruktiv einfach hergestellt werden kann.The object of the present invention is therefore to realize a subframe which has increased rigidity, particularly in a connection area for a transverse stabilizer, and which can be manufactured in a structurally simple manner.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Distanzelement für einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug, mit einem prismatisch ausgestalteten ersten Durchgangsanteil und einem prismatisch ausgestalteten zweiten Durchgangsanteil, und mit einem Verbindungsanteil, der den ersten Durchgangsanteil mit dem zweiten Durchgangsanteil verbindet. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Distanzelement sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hilfsrahmen und/oder mit einem solchen Distanzelement.The problem is solved by a spacer element for a subframe for a motor vehicle, comprising a prismatically configured first passage portion and a prismatically configured second passage portion, and comprising a connecting portion that connects the first passage portion to the second passage portion. The problem is further solved by a subframe for a motor vehicle comprising such a spacer element, as well as by a motor vehicle comprising such a subframe and/or comprising such a spacer element.
Das erste Distanzelement und das zweite Distanzelement übernehmen dabei die Funktion der bekannten, hülsenförmigen Abstandhalter. Sie können dazu einen oder mehrere sich in axialer Richtung, im eingebauten Zustand also im Regelfall in vertikaler Richtung, erstreckende Hohlräume aufweisen. Diese sind jeweils an der Unterseite und an der Oberseite des Distanzelements offen und verlaufen insbesondere durch den jeweiligen Durchgangsanteil. Der Hohlraum kann dann von einer Schraube oder von einem Bolzen durchdrungen werden. Die Schraube oder der Bolzen kann vorgesehen sein, um einen Querstabilisator an dem Hilfsrahmen zubefestigen. Das Distanzelement nimmt dabei in axialer Richtung wirkende Kräfte auf und stellt sicher, dass ein vorbestimmter Abstand, nämlich im Regelfall die Ausdehnung des jeweiligen Distanzelements und insbesondere des jeweiligen Durchgangsanteils in vertikaler Richtung, zwischen dem ersten Anteil des Hilfsrahmens und dem zweiten Anteil des Hilfsrahmens nicht unterschritten wird.The first spacer element and the second spacer element take on the function of the known, sleeve-shaped spacers. They can have one or more cavities extending in the axial direction, i.e. usually in the vertical direction when installed. These cavities are open on the underside and on the top side of the spacer element and run in particular through the respective through-section. The cavity can then be penetrated by a screw or a bolt. The screw or bolt can be provided to attach a transverse stabilizer to the subframe. The spacer element absorbs forces acting in the axial direction and ensures that a predetermined distance, namely usually the extension of the respective spacer element and in particular of the respective through-section in the vertical direction, is not undercut between the first section of the subframe and the second section of the subframe.
Unter einem prismatisch ausgestalteten Körper wird dabei insbesondere ein Körper verstanden, der eine geometrische Form mit zwei zueinander parallelen und zumindest im Wesentlichen kongruenten Stirnflächen und zumindest einer zu diesen Stirnflächen senkrecht verlaufenden Mantelfläche aufweist. Die Stirnflächen können dabei beispielsweise die Form eines regelmäßigen Vielecks, wie beispielsweise eines Vierecks, eines Sechsecks oder eines Achtecks, aufweisen. Ebenso können die Stirnflächen aber ellipsenförmig, oval oder kreisrund ausgestaltet sein. In dieser bevorzugten Ausgestaltungsform ist dann der prismatische Grundkörper ein zylinderförmiger Grundkörper.A prismatic body is understood, in particular, to be a body having a geometric shape with two parallel and at least substantially congruent end faces and at least one lateral surface extending perpendicular to these end faces. The end faces can, for example, have the shape of a regular polygon, such as a square, a hexagon, or an octagon. However, the end faces can also be elliptical, oval, or circular. In this preferred embodiment, the prismatic base body is then a cylindrical base body.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Durchgangsanteil und/oder der zweite Durchgangsanteil zylindrisch ausgestaltet ist bzw. sind. Konventionelle Abstandhalter bzw. Distanzelemente sind oftmals ebenfalls zylindrisch ausgestaltet. Das erfindungsgemäße Distanzelement lässt sich dann ohne größere Anpassungen für bestehende Konstruktionen verwenden. Weiterhin bietet eine solche zylindrische Grundform ein vorteilhaftes Verhältnis aus Stabilität und Gewicht des Distanzelements.According to a preferred embodiment, the first passage portion and/or the second passage portion are cylindrical. Conventional spacers or distance elements are often also cylindrical. The distance element according to the invention can then be used for existing structures without major adaptations. Furthermore, such a cylindrical basic shape offers an advantageous ratio of stability to weight of the spacer element.
Es ist mit Vorteil möglich, dass der Verbindungsanteil eine rechteckige Grundform aufweist. Der Verbindungsanteil ist dabei vorzugsweise eine steife Struktur, die den ersten Durchgangsanteil mit dem zweiten Durchgangsanteil verbindet und Kräfte zwischen dem ersten Durchgangsanteil und dem zweiten Durchgangsanteil übertragen kann. Wenn der Verbindungsanteil eine rechteckige Grundform aufweist, so kann die Länge einer ersten Kante der rechteckigen Grundform im Wesentlichen oder genau einer Höhe eines Durchgangsanteils entsprechen. Die Länge einer zweiten Kante der rechteckigen Grundform kann im Wesentlichen oder genau einem Abstand, insbesondere einem Abstand in horizontaler Richtung, des ersten Durchgangsanteils von dem zweiten Durchgangsanteil entsprechen. Insbesondere kann die Länge der zweiten Kante einem Abstand der Mantelflächen des ersten Durchgangsanteils und des zweiten Durchgangsanteils entsprechen. Der entsprechende Abstand kann dem kleinstmöglichen Abstand zwischen dem ersten Durchgangsanteil und dem zweiten Durchgangsanteil entsprechen. Es ist aber auch möglich, dass der Abstand größer als dieser kleinstmögliche Abstand ist. Insbesondere kann in einer bevorzugten Ausgestaltung die Länge einer Kante der rechteckigen Grundform des Verbindungselements einem Abstand der Mittelachse des ersten Durchgangsanteils von der Mittelachse des zweiten Durchgangsanteils entsprechen. In diesem Fall ist es möglich, dass sich der Verbindungsanteil jeweils tangential zu der Mantelfläche des ersten Durchgangsanteils und zur Mantelfläche des zweiten Durchgangsanteils erstreckt.It is advantageously possible for the connecting portion to have a rectangular basic shape. The connecting portion is preferably a rigid structure that connects the first through-passage portion to the second through-passage portion and can transmit forces between the first through-passage portion and the second through-passage portion. If the connecting portion has a rectangular basic shape, the length of a first edge of the rectangular basic shape can correspond substantially or exactly to a height of a through-passage portion. The length of a second edge of the rectangular basic shape can correspond substantially or exactly to a distance, in particular a distance in the horizontal direction, between the first through-passage portion and the second through-passage portion. In particular, the length of the second edge can correspond to a distance between the lateral surfaces of the first through-passage portion and the second through-passage portion. The corresponding distance can correspond to the smallest possible distance between the first through-passage portion and the second through-passage portion. However, it is also possible for the distance to be greater than this smallest possible distance. In particular, in a preferred embodiment, the length of an edge of the rectangular basic shape of the connecting element can correspond to a distance between the center axis of the first passage portion and the center axis of the second passage portion. In this case, it is possible for the connecting portion to extend tangentially to the lateral surface of the first passage portion and to the lateral surface of the second passage portion.
Der Verbindungsanteil kann als ein zumindest im Wesentlichen ebener Blechanteil ausgestaltet sein. Es ist dann insbesondere möglich, dass das Distanzelement einteilig ausgestaltet ist. Mit anderen Worten wird dann ein einzelnes Metallblech verwendet, um das gesamte Distanzelement oder zumindest ein Grundelement des Distanzelements, welches den ersten Durchgangsanteil, den zweiten Durchgangsanteil und den Verbindungsanteil umfasst, herzustellen.The connecting portion can be configured as an at least substantially planar sheet metal portion. It is then particularly possible for the spacer element to be configured as a single piece. In other words, a single metal sheet is used to produce the entire spacer element or at least a basic element of the spacer element, which comprises the first through-passage portion, the second through-passage portion, and the connecting portion.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Distanzelement einen ersten gerollten Blechabschnitt, welcher den ersten Durchgangsanteil bildet, und/oder einen zweiten gerollten Blechabschnitt, welcher den zweiten Durchgangsanteil bildet, auf. Das Distanzelement lässt sich dann einfach und kostengünstig herstellen und weist gleichzeitig eine steife und feste Verbindung zwischen dem ersten Durchgangsanteil und dem zweiten Durchgangsanteil auf. Unter einem gerollten Blechabschnitt wird dabei insbesondere ein Blechabschnitt verstanden, der aus einer ebenen Form in eine gebogene Form umgeformt wurde. Dabei kann ein Biegungsradius deutlich kleiner als eine Länge des Blechs sein und beispielsweise weniger als 40%, weniger als 30% oder weniger als 20% der Länge des Blechs betragen. Der Biegungsradius ist dabei vorzugsweise konstant, kann aber auch variabel sein, so dass sich dann ein gebogener, von einem teilkreisförmigen Querschnitt abweichender Querschnitt ergibt. Der gebogene Abschnitt kann einen Mittelpunktswinkel von z.B. zwischen 180° und 360°, bevorzugt zwischen 270° und 260° und besonders bevorzugt zwischen 300° und 350° aufweisen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, einen solchen Blechabschnitt schneckenförmig aufzurollen, wodurch sich analog ein Mittelpunktswinkel von mehr als 360° ergeben würde.According to a preferred embodiment, the spacer element comprises a first rolled sheet metal section, which forms the first passage portion, and/or a second rolled sheet metal section, which forms the second passage portion. The spacer element can then be produced easily and inexpensively and, at the same time, has a rigid and strong connection between the first passage portion and the second passage portion. A rolled sheet metal section is understood to mean, in particular, a sheet metal section. A curved section is understood to mean a section that has been formed from a flat shape into a curved shape. The bending radius can be significantly smaller than the length of the sheet and can, for example, be less than 40%, less than 30% or less than 20% of the length of the sheet. The bending radius is preferably constant, but can also be variable, resulting in a curved cross-section that deviates from a part-circular cross-section. The bent section can have a central angle of, for example, between 180° and 360°, preferably between 270° and 260° and particularly preferably between 300° and 350°. In principle, it is also conceivable to roll up such a sheet metal section in a helical shape, which would analogously result in a central angle of more than 360°.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Verbindungsanteil eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung kann insbesondere an einer Kante, beispielsweise an einer unteren Kante des Verbindungsanteils angeordnet und zu dieser Kante hin offen sein. Mit anderen Worten kann der Verbindungsanteil einen Bereich mit verminderter Ausdehnung in vertikaler Richtung aufweisen. Diese Ausgestaltung verhindert, dass ein zwischen dem ersten Durchgangsanteil und dem zweiten Durchgangsanteil verlaufendes Bauteil des Hilfsrahmens oder des Kraftfahrzeugs mit dem Distanzelement in Kontakt kommt bzw. von diesem gestört wird. Insbesondere kann der durch die Ausnehmung hergestellte Freiraum von einem Querstabilisator des Kraftfahrzeugs teilweises ausgefüllt bzw. durchdrungen werden.According to an advantageous embodiment, the connecting portion has a recess. The recess can in particular be arranged on an edge, for example on a lower edge of the connecting portion, and be open towards this edge. In other words, the connecting portion can have a region with reduced extension in the vertical direction. This configuration prevents a component of the subframe or of the motor vehicle running between the first through-passage portion and the second through-passage portion from coming into contact with the spacer element or being disturbed by it. In particular, the free space created by the recess can be partially filled or penetrated by a transverse stabilizer of the motor vehicle.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass eine erste Mittelachse des ersten Durchgangsanteils und eine zweite Mittelachse des zweiten Durchgangsanteils parallel zueinander ausgerichtet sind. In einer speziellen Ausgestaltung kann das Distanzelement auch zumindest näherungsweise spiegelsymmetrisch zu einer durch den Verbindungsanteil verlaufenden Symmetrieachse ausgestaltet sein. Entsprechend kann insbesondere der erste Durchgangsanteil gleichartig zu dem zweiten Durchgangsanteil ausgestaltet sein. Dies ist insbesondere dann, aber nicht nur der Fall, wenn eine solche Symmetrieachse vorhanden ist.A practical embodiment provides that a first central axis of the first passage portion and a second central axis of the second passage portion are aligned parallel to one another. In a special embodiment, the spacer element can also be designed at least approximately mirror-symmetrically to an axis of symmetry running through the connecting portion. Accordingly, in particular, the first passage portion can be designed similarly to the second passage portion. This is particularly, but not exclusively, the case when such an axis of symmetry is present.
Es ist mit Vorteil möglich, dass der Verbindungsanteil parallel zu einer ersten Mittelachse des ersten Durchgangsanteils und/oder parallel zu einer zweiten Mittelachse des zweiten Durchgangsanteils ausgerichtet ist. Der Verbindungsanteil kann flächig ausgestaltet sein. Entsprechend können eine erste Seitenoberfläche und eine zweite Seitenoberfläche des Verbindungsanteils eben ausgestaltet sein. Wenn der Verbindungsanteil als Blechelement ausgestaltet ist können eine obere und eine untere Kante des Verbindungsanteils im Wesentlichen oder exakt horizontal verlaufen. Entsprechend können eine dritte Kante und eine vierte Kante des Verbindungsanteils vertikal verlaufen. Die dritte Kante kann mit dem ersten Durchgangsanteil verbunden sein und/oder die vierte Kante kann mit dem zweiten Durchgangsanteil verbunden sein. Es ist dabei möglich, dass die dritte Kante und/oder die vierte Kante lediglich im geometrischen Sinne als gedachte Begrenzung des Verbindungsanteils existieren. Insbesondere wenn das Distanzelement einteilig ausgestaltet ist kann der Verbindungsanteil nahtlos ohne Ausbildung einer physischen Kante in das erste Durchgangselement und/oder in das zweite Durchgangselement übergehen. Mit anderen Worten ist es also möglich, dass eine Umfangsfläche des ersten Durchgangsanteils und/oder eine Umfangsfläche des zweiten Durchgangsanteils stetig in eine Seitenfläche des Verbindungsanteils übergeht bzw. übergehen. Es ist möglich, Maßnahmen zur Erhöhung der Steifigkeit und/oder zur Verringerung des Gewichts des Verbindungsanteils zu treffen. So kann der Verbindungsanteil beispielsweise gewichtsreduzierende Ausnehmungen und/oder eine versteifende Sicke bzw. Versickung aufweisen.It is advantageously possible for the connecting portion to be aligned parallel to a first central axis of the first passage portion and/or parallel to a second central axis of the second passage portion. The connecting portion can be flat. Accordingly, a first side surface and a second side surface of the connecting portion can be flat. If the connecting portion is designed as a sheet metal element, an upper and a lower edge of the connecting portion can run essentially or exactly horizontally. Accordingly, a third edge and a fourth edge of the connecting portion can run vertically. The third edge can be connected to the first passage portion and/or the fourth edge can be connected to the second passage portion. It is possible for the third edge and/or the fourth edge to exist merely in a geometric sense as an imaginary boundary of the connecting portion. In particular, if the spacer element is designed as a single piece, the connecting portion can merge seamlessly into the first passage element and/or the second passage element without forming a physical edge. In other words, it is possible for a circumferential surface of the first passage portion and/or a circumferential surface of the second passage portion to transition continuously into a side surface of the connecting portion. It is possible to take measures to increase the rigidity and/or reduce the weight of the connecting portion. For example, the connecting portion can have weight-reducing recesses and/or a stiffening bead or beading.
Es ist möglich, dass eine erste Mittelachse des ersten Durchgangsanteils und eine zweite Mittelachse des zweiten Durchgangsanteils außerhalb einer durch einen flächigen Abschnitt des Verbindungsanteils bestimmten Ebene verlaufen. In einer Draufsicht kann das Distanzelement eine opernglasförmige Form aufweisen. In diesem Fall kann der Verbindungsanteil entlang einer Tangente einer Mantelfläche des ersten Durchgangsanteils und/oder des zweiten Durchgangsanteils verlaufen. Wenn der Verbindungsanteil gleichzeitig parallel zu einer Verbindungslinie zwischen der Mittelachse des ersten Durchgangsanteils und der Mittelachse des zweiten Durchgangsanteils verläuft, so ergibt sich die zuvor beschriebene opernglasförmige Ausgestaltung. Es ist ebenfalls möglich, dass Verbindungsanteil nicht parallel zu einer Verbindungslinie zwischen der Mittelachse des ersten Durchgangsanteils und der Mittelachse des zweiten Durchgangsanteils verläuft. Der Verbindungsanteil kann dann diese Verbindungslinie schneiden. In diesem Fall ergibt sich ein S-förmiger Querschnitt des Distanzelements bei einem Schnitt parallel zur horizontalen Ebene. Wenn die Durchgangsanteile aus gerollten Blechabschnitten bestehen, so sind in diesem Fall die Umformungsrichtungen der beiden Endabschnitte gegenläufig. Es wird dann also der eine Abschnitt hin zu einer Vorderseite des Bleches hin gebogen bzw. gerollt, wohingegen der andere Abschnitt zu einer Rückseite des Bleches hin gebogen bzw. gerollt wird.It is possible for a first central axis of the first through-passage portion and a second central axis of the second through-passage portion to extend outside a plane defined by a planar section of the connecting portion. In a plan view, the spacer element can have an opera-glass-shaped shape. In this case, the connecting portion can extend along a tangent of a lateral surface of the first through-passage portion and/or the second through-passage portion. If the connecting portion simultaneously extends parallel to a connecting line between the central axis of the first through-passage portion and the central axis of the second through-passage portion, the previously described opera-glass-shaped configuration results. It is also possible for the connecting portion not to extend parallel to a connecting line between the central axis of the first through-passage portion and the central axis of the second through-passage portion. The connecting portion can then intersect this connecting line. In this case, an S-shaped cross-section of the spacer element results when cut parallel to the horizontal plane. If the through-passage portions consist of rolled sheet metal sections, the forming directions of the two end sections are opposite. One section is then bent or rolled towards the front of the sheet, whereas the other section is bent or rolled towards the back of the sheet.
Es ist möglich, dass der erste Durchgangsanteil und/oder der zweite Durchgangsanteil und/oder der Verbindungsanteil aus einem Metallblech oder einem Abschnitt eines Metallblechs mit einer Stärke von 1 mm bis 5 mm, bevorzugt von 2 mm bis 3 mm besteht bzw. bestehen. Es ergibt sich dann ein vorteilhaftes Verhältnis aus Steifigkeit, Festigkeit und Gewicht. Der Verbindungsabschnitt kann dabei eine geringere Materialstärke aufweisen als die Durchgangsabschnitte. Eine solche Ausgestaltung weist Gewichtsvorteile gegenüber einer Ausgestaltung mit konstanter Materialstärke auf. In einer alternativen Ausgestaltung ist es ebenfalls möglich, dass der Verbindungsabschnitt eine größere Materialstärke aufweist als die Durchgangsabschnitte.It is possible that the first passage portion and/or the second passage portion and/or the connecting portion consist of a metal sheet or a section of a metal sheet with a Thickness of 1 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 3 mm. This results in an advantageous ratio of rigidity, strength, and weight. The connecting section can have a thinner material thickness than the through sections. Such a design offers weight advantages over a design with a constant material thickness. In an alternative design, it is also possible for the connecting section to have a thicker material than the through sections.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Distanzelement mit einer Schweißverbindung an einem Teil des Hilfsrahmens festgelegt ist. Die Schweißverbindung kann dabei aus einer Schweißnaht, einer Punktschweißverbindung, oder aus mehreren Punktschweißverbindungen oder Schweißnähten bestehen. Die Schweißverbindung kann eine horizontal verlaufende Seite bzw. Kante des Distanzelements und insbesondere des Verbindungsanteils mit dem Hilfsrahmen und insbesondere mit einer Oberfläche eines Elements des Hilfsrahmens verbinden. Die Schweißverbindung kann vorzugsweise horizontal verlaufen. Entsprechend verläuft dann im Regelfall auch die Oberfläche des Elements des Hilfsrahmens, mit dem der Verbindungsanteil verbunden wird, ebenfalls horizontal. Die Schweißverbindung kann als Schweißnaht unterschiedlicher Länge ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Länge der Schweißnaht mehr als 50% der Länge des Verbindungsabschnitts und/oder weniger als 85% der Länge des Verbindungsabschnitts betragen. Ebenfalls ist es möglich, dass die Länge der Schweißnaht mehr als 85% der Länge des Verbindungsabschnitts und insbesondere 100% der Länge des Verbindungsabschnitts beträgt.A preferred embodiment provides that the spacer element is fixed to a part of the subframe with a welded connection. The welded connection can consist of a single weld, a spot weld, or multiple spot welds or welds. The welded connection can connect a horizontally running side or edge of the spacer element, and in particular of the connecting portion, to the subframe and in particular to a surface of an element of the subframe. The welded connection can preferably run horizontally. Accordingly, the surface of the element of the subframe to which the connecting portion is connected usually also runs horizontally. The welded connection can be designed as a weld of varying lengths. For example, the length of the weld can be more than 50% of the length of the connecting section and/or less than 85% of the length of the connecting section. It is also possible for the length of the weld to be more than 85% of the length of the connecting section and in particular 100% of the length of the connecting section.
Wie bereits zuvor angedeutet, ist es möglich, dass das Distanzelement in einem Bereich des Hilfsrahmens angeordnet ist, in dem in einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Hilfsrahmens ein Querstabilisator des Kraftfahrzeugs verläuft. Dabei ist es möglich, dass der erste Durchgangsanteil und der zweite Durchgangsanteil in Fahrtrichtung gesehen auf einander gegenüber liegenden Seiten eines Durchgangsbereichs für einen Querstabilisator angeordnet sind. Dabei ist es ebenfalls möglich, dass eine gedachte Verbindungslinie zwischen dem ersten Durchgangselement und dem zweiten Durchgangselement parallel zur Fahrtrichtung verläuft. Beispielsweise kann die gedachte Verbindungslinie horizontal ausgerichtet sein und eine Mittelachse des ersten Durchgangselements und eine Mittelachse des zweiten Durchgangselements miteinander verbinden.As already indicated above, it is possible for the spacer element to be arranged in a region of the subframe in which a transverse stabilizer bar of the motor vehicle runs when the subframe is installed in a motor vehicle. In this case, it is possible for the first through-passage portion and the second through-passage portion to be arranged on opposite sides of a through-passage region for a transverse stabilizer bar, as viewed in the direction of travel. It is also possible for an imaginary connecting line between the first through-passage element and the second through-passage element to run parallel to the direction of travel. For example, the imaginary connecting line can be aligned horizontally and connect a central axis of the first through-passage element and a central axis of the second through-passage element.
Es können verschiedene Maßnahmen getroffen werden, um Gewichtseinsparungen zu realisieren. Beispielsweise können die Durchgangsanteile und/oder der Verbindungsanteil Ausnehmungen bzw. lochförmige Aussparungen, beispielsweise Durchgangsbohrungen, aufweisen. Sowohl die Durchgangsanteile als auch der Verbindungsanteil können jeweils eine solche Ausnehmung oder eine Mehrzahl von Ausnehmungen, beispielsweise zumindest 2, zumindest 3 oder zumindest 5 Ausnehmungen aufweisen. Die Ausnehmungen können beispielsweise kreisrund oder langlochförmig ausgestaltet sein. Wenn ein Durchgangsanteil oder beide Durchgangsanteile eine Ausnehmung in Form eines Langlochs oder eines Schlitzes aufweist, so verläuft die besagte Ausnehmung vorzugsweise parallel zur Mittelachse des Durchgangsanteils, was im Regelfall der Vertikalen entspricht. Es können mehrere Langlöcher oder Schlitze über den Umfang des jeweiligen Durchgangsanteils verteilt vorhanden sein. Ein Durchgangsanteil oder beide Durchgangsanteile können jeweils eine oder mehrere horizontal entlang des Umfangs des jeweiligen Durchgangsanteils verlaufende Linien mit jeweils mehreren, voneinander beabstandeten Ausnehmungen aufweisen. In diesem Fall können die Ausnehmungen ebenfalls beispielsweise kreisrund ausgestaltet sein.Various measures can be taken to achieve weight savings. For example, the through-passage portions and/or the connecting portion can have recesses or hole-shaped cutouts, for example through-bores. Both the through-passage portions and the connecting portion can each have one such recess or a plurality of recesses, for example at least 2, at least 3 or at least 5 recesses. The recesses can, for example, be circular or elongated. If one or both through-passage portions have a recess in the form of an elongated hole or a slot, said recess preferably runs parallel to the central axis of the through-passage portion, which usually corresponds to the vertical. Several elongated holes or slots can be present distributed over the circumference of the respective through-passage portion. One or both through-passage portions can each have one or more lines running horizontally along the circumference of the respective through-passage portion, each with several spaced-apart recesses. In this case, the recesses can also be circular, for example.
Der Verbindungsanteil kann ebenfalls eine solche Reihe oder mehrere solcher horizontal verlaufender Reihen von beispielsweise kreisrunden Ausnehmungen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Verbindungsanteil ein horizontal verlaufendes Langloch bzw. einen horizontal verlaufenden Schlitz aufweisen. Zur Erhöhung der Steifigkeit insbesondere des Verbindungsanteils kann eine Versickung oder eine Verprägung des Verbindungsanteils vorgesehen sein. Die Versickung bzw. die Verprägung kann dabei vorzugsweise horizontal ausgerichtet sein.The connecting portion can also have one or more such horizontally extending rows of, for example, circular recesses. Alternatively or additionally, the connecting portion can have a horizontally extending elongated hole or a horizontally extending slot. To increase the rigidity, particularly of the connecting portion, a beading or embossing of the connecting portion can be provided. The beading or embossing can preferably be horizontally aligned.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hilfsrahmens in einer perspektivischen Ansicht, -
2 : einen Ausschnitt eines Hilfsrahmens gemäß Stand der Technik, -
3 : einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Hilfsrahmens 2 mit einem erfindungsgemäßen Distanzelement in einer perspektivischen Ansicht, -
4 : Teile des ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht, -
5 : Teile des ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht, und -
6 : eine perspektivische Ansicht von schräg unten auf das erste Ausführungsbeispiel.
-
1 : a first embodiment of a subframe in a perspective view, -
2 : a section of a subframe according to the state of the art, -
3 : a section of a first embodiment of asubframe 2 with a spacer element according to the invention in a perspective view, -
4 : Parts of the first embodiment in a perspective view, -
5 : Parts of the first embodiment in a perspective view, and -
6 : a perspective view from below of the first embodiment.
Alle Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele, die sich denklogisch nicht gegenseitig ausschließen, können selbstverständlich miteinander kombiniert werden. In den Ausführungsbeispielen wurde das bevorzugte Beispiel einer zylinderförmigen Ausgestaltung der Grundkörper der Durchgangsanteile beschrieben. Eine andere prismatische Grundform, beispielsweise ein quaderförmiger Grundkörper, ist aber ebenfalls ohne weiteres denkbar und bietet die gleichen Vorteile hinsichtlich Festigkeit und Steifigkeit, wie der zylindrische Grundkörper. Weitere Modifikationen sind ebenfalls denkbar. So kann beispielsweise das Distanzelement 14 gegenüber dem in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- Hilfsrahmensubframe
- 44
- Oberschaleupper shell
- 66
- Unterschalelower shell
- 88
- KorpusCorpus
- 1010
- QuerstabilisatorAnti-roll bar
- 1212
- Distanzelementspacer element
- 1414
- Distanzelementspacer element
- 1616
- erster Durchgangsanteilfirst passage portion
- 1818
- zweiter Durchgangsanteilsecond passage portion
- 2020
- VerbindungsanteilConnection share
- 2222
- SchweißverbindungWelded joint
- 2424
- kastenförmiger Abschnittbox-shaped section
- 2626
- Freiraum für QuerstabilisatorClearance for anti-roll bar
- 2828
- MutterMother
- 3030
- SchweißbereichWelding area
- 3232
- bogenförmige Kantecurved edge
- 3434
- Hohlraumcavity
- 3636
- Hohlraumcavity
- 3838
- Spaltgap
- 4040
- Spaltgap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3 369 645 B1 [0006]EP 3 369 645 B1 [0006]
Claims (10)
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH10258763A (en) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Nissan Motor Co Ltd | Suspension subframe structure |
| CN205706871U (en) * | 2016-04-25 | 2016-11-23 | 上海本特勒汇众汽车零部件有限公司 | A kind of automobile accessory frame with double space sleeve pipe |
| DE102017211106A1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Subframe for a motor vehicle and method and apparatus for producing the same |
| CN208867811U (en) * | 2018-03-22 | 2019-05-17 | 无锡英捷汽车科技有限公司 | A kind of subframe reinforcement structure of stabiliser bar installation place |
| EP3369645B1 (en) * | 2017-03-03 | 2019-07-31 | Autotech Engineering Deutschland GmbH | Subframe for a motor vehicle with optimized connecting of a cross-member to a longitudinal beam |
-
2023
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-
2024
- 2024-10-30 CN CN202411526619.6A patent/CN119928986A/en active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN119928986A (en) | 2025-05-06 |
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|---|---|---|---|
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| R016 | Response to examination communication | ||
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