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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Hilfsrahmen werden gewöhnlich von einer Rahmenkonstruktion aus zwei parallel voneinander beabstandeten Längsträgern gebildet, die von zwei ebenfalls parallel voneinander beabstandeten Querträgern rahmenartig verbunden werden. Der Hilfsrahmen dient in an sich bekannter Weise zum Beispiel der Anbindung weiterer radführender Lenker, wobei die Lenker einerseits mit dem Hilfsrahmen und andererseits mit einem das Rad aufnehmenden Radträger verbunden sind. Ebenso kann der Hilfsrahmen zur Aufnahme weiterer Fahrzeugkomponenten, zum Beispiel eines Verteilergetriebes, das auch als Zwischengetriebe, Ausgleichsgetriebe oder Differentialgetriebe bekannt ist, verwendet werden. Der Hilfsrahmen kann als Ganzes mit dem Fahrzeugaufbau verbunden werden, wobei der Hilfsrahmen mit mehreren, vorzugsweise vier, Lagern an dem Fahrzeugaufbau befestigt wird.
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In bekannter Weise wirkt ein in einem Fahrzeug verbauter, gewöhnlich im Wesentlichen U-förmiger Querstabilisator, hierin auch kurz als Stabilisator bezeichnet, auf die links- und rechtsseitige Radaufhängung einer Kraftfahrzeugachse, wodurch größere Seitenneigungen des Fahrzeugaufbaus bei Kurvenfahrten vermieden werden können. Ein derartiger Stabilisator ist beispielsweise in der
DE 10 2012 022 889 A1 offenbart.
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Bei modernen Hinterradaufhängungen von Kraftfahrzeugen ist das Bauraumangebot im Bereich des hinteren Unterbodens typischerweise sehr stark begrenzt. Eine Vielzahl einzelner Komponenten, beispielsweise der Radaufhängung und/oder des Fahrzeugaufbaus, ist dort in einem eng begrenzten Raum unterzubringen.
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Zur bauraumsparenden Anordnung eines Stabilisators an einem Hilfsrahmen ist es beispielsweise aus der
DE 10 2013 011 562 A1 bekannt, einen Stabilisator derart an einem als Hohlprofil ausgebildeten Querträger des Hilfsrahmens anzubringen, dass der Stabilisator wenigstens teilweise innerhalb des Querträgers verläuft.
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Dennoch führt die Anordnung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs insbesondere eines Hilfsrahmens einer Hinterradaufhängung mit einem Stabilisatorsystem und einer Reserveradmulde im Boden des Fahrzeugs zur Aufnahme eines Reserverads in voller Größe weiterhin zu nicht unerheblichen Problemen.
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Aus der
CN 1944156 A ist beispielsweise eine Unterbodenstruktur zur Verbesserung der Tragesteifigkeit eines Hilfsrahmens unabhängig von Beschränkungen einer Anordnung einer Reserveradmulde an einem Fahrzeug bekannt.
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Die
JP 2009029197 A beschreibt einen Hilfsrahmen für den hinteren Teil eines Fahrzeugs, der einerseits eine Vergrößerung des Durchmessers eines Reserverads erlaubt und andererseits die Verformung eines Kraftstofftanks bei einem rückwärtigen Auffahrunfall verhindert oder zumindest vermindert.
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Eine weitere hintere Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, die ein ähnliches Ziel verfolgt, ist in der
CN 101778754 A offenbart.
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Eine noch weitere hintere Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, die den miteinander konkurrierenden Forderungen nach einer maximalen Bodenfreiheit und einem möglichst geräumigen Laderaum Rechnung tragen, beschreibt die
JP 2011093344 A .
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem der Stabilisator bauraumgünstig angeordnet ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Hilfsrahmen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
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Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Hilfsrahmen für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, zur Anlenkung von Radaufhängungselementen und zur Lagerung eines in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stabilisators zwei voneinander beabstandete, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längsträger, die von wenigstens einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querträger verbunden sind. Der Querträger ist ein Hohlprofilteil und weist eine dem Stabilisator zugewandte Querträgerwand auf, die wenigstens eine in Querträgerlängsrichtung verlaufende, zum Inneren des Hohlprofils weisende Einbuchtung aufweist, in welcher der Stabilisator wenigstens teilweise verläuft. Auf diese Weise wird ein bauraumgünstiger Verlauf des Stabilisators am Hilfsrahmen, insbesondere am Querträger, ermöglicht. Da der Stabilisator erfindungsgemäß nicht im Inneren des Hohlprofils verläuft, sondern außerhalb des Querträgers, ist er zur Montage, zu Wartungszwecken oder für Sichtkontrollen leicht zugänglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Querträger im Querschnitt geschlossen ausgebildet, wodurch eine optimale Stabilität und Steifigkeit des Querträgers gewährleistet werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stabilisator eine der Einbuchtung der Querträgerwand entsprechende Ausbuchtung aufweist, die in der Einbuchtung der Querträgerwand verläuft. Mit anderen Worten ragt die Ausbuchtung des Stabilisators in die Einbuchtung der Querträgerwand hinein, so dass im Bereich der Ausbuchtung des Stabilisators Platz für andere Komponenten, beispielsweise der Radaufhängung und/oder des Fahrzeugaufbaus, geschaffen werden kann. Die Einbuchtung der Querträgerwand sowie die Ausbuchtung des Stabilisators sind geometrisch derart ausgestaltet, dass sich der Stabilisator im Betrieb berührungsfrei elastisch verformen kann.
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Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Stabilisator bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung hinter dem mit der Einbuchtung versehenen Querträger angeordnet.
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Zur Übertragung von Torsionsmomenten über den Stabilisator zum Ausgleich von Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus ist dieser vorzugsweise in Stabilisatorlagern an der mit der Einbuchtung versehenen Querträgerwand drehgelagert. Die Stabilisatorlager können gegebenenfalls innerhalb der Einbuchtung an der Querträgerwand montiert sein. Alternativ dazu können die Stabilisatorlager auch außerhalb der Einbuchtung der entsprechenden Querträgerwand mit dieser verbunden sein.
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Besonders bevorzugt ist der mit der Einbuchtung versehene Querträger als hinterer Querträger in einem Hinterachs-Hilfsrahmen verbaut. In diesem Fall lässt sich durch den erfindungsgemäßen Verlauf des Stabilisators am Querträger Platz für die Anordnung zum Beispiel einer Reserveradmulde zur Aufnahme eines Reserverads in voller Größe schaffen.
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Der Stabilisator kann in einer Ausführungsform ein einteiliger, U-förmiger Querstabilisator sein, der sich durchgängig in der Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Fahrzeugseiten erstreckt und mittelbar oder unmittelbar an Radführungselementen einer Radaufhängung angelenkt ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert wird. In diesen Zeichnungen zeigen schematisch:
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1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Hilfsrahmens gemäß der Erfindung,
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2 eine Rückansicht des Hilfsrahmens aus 1 und
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3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2.
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In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Hilfsrahmens 1 für ein Fahrzeug (nicht dargestellt) gemäß der Erfindung. Die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs ist in 1 allgemein mit F angegebenen, eine Fahrzeuglängsrichtung mit X, eine Fahrzeugquerrichtung mit Y und eine Fahrzeughochrichtung mit Z (s. 2).
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Wie 1 zu entnehmen ist, umfasst der Hilfsrahmen 1 einen linken, in Fahrzeuglängsrichtung X verlaufenden Längsträger 2 und einen rechten, in Fahrzeuglängsrichtung X verlaufenden und vom Längsträger 2 beabstandeten Längsträger 3. Die Längsträger 2 und 3 können beispielsweise durch Hydroformen von Blechstrukturen hergestellt werden.
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Des Weiteren weist der Hilfsrahmen 1 einen vorderen, in Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querträger 4 und einen hinteren, in Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querträger 5 auf, welche die Längsträger 2 und 3 miteinander verbinden. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hilfsrahmens 1 sind die Querträger 4 und 5 als Hohlprofilteile aus herkömmlich geformten Blechstrukturen hergestellt. Die als Hohlprofilteile ausgebildeten Querträger 4 und 5 sind bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hilfsrahmens 1 mit einem geschlossenen Querschnitt ausgebildet. Die Längsträger 2 und 3 sind fest mit den Querträgern 4 und 5 verbunden, beispielsweise stoffschlüssig durch Schweißen.
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Um den Hilfsrahmen 1 in einer schwingungsisolierten Weise an dem Fahrzeugaufbau (nicht dargestellt) befestigen zu können, sind mit den jeweiligen Enden der Längsträger 2 und 3 zylinderförmige Metallhülsen 6, 7, 8 und 9 fest verbunden, zum Beispiel durch Schweißen. Gummibuchsen 10, 11, 12 und 13 können in die zylinderförmigen Metallhülsen 6, 7, 8 und 9 eingepresst sein, um den Hilfsrahmen 1 gegenüber dem Fahrzeugaufbau hinsichtlich Schwingungen zu isolieren.
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Der in 1 dargestellte Hilfsrahmen 1 ist als Hinterachs-Hilfsrahmen ausgebildet und weist ferner eine hintere Antriebseinheit 14, beispielsweise ein Differentialgetriebe, auf, die mit dem Hilfsrahmen 1 in einer schwingungsisolierten Weise mittels Lagerbuchsen 15, 16, 17 und 18 verbunden ist. Eine Antriebswelle 19 verbindet einen im vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angeordneten Motor (nicht dargestellt) mit Getriebeeinheit (ebenfalls nicht dargestellt) mit der hinteren Antriebseinheit 14. Achswellen 20 und 21 sind zwischen der Antriebseinheit 14 und einem linken Radträger 22 bzw. einem rechten Radträger 23 angeordnet.
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Wie in 1 weiter zu erkennen ist, ist an dem Hilfsrahmen 1 ebenso ein Querstabilisator 24 über Stabilisatorlager 25 und 26 schwingungsisoliert drehgelagert. Der Stabilisator 24 ist ferner an seinen Enden über Verbindungslager 27 und 28 jeweils mit dem linken bzw. rechten Radträger 22 bzw. 23 verbunden. Alternativ kann der Stabilisator 24 mit seinen Verbindungslagern 27 und 28 auch an anderen Radaufhängungskomponenten, wie zum Beispiel Querlenkern (nicht dargestellt), angebunden sein. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hilfsrahmens 1 ist der Stabilisator bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung X hinter dem Querträger 5 angeordnet.
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Schließlich ist, wie in 1 zu sehen ist, im Unterboden des Fahrzeugs eine Reserveradmulde 29 vorgesehen. Die Reserveradmulde ist bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung X hinter dem Hilfsrahmen 1 angeordnet.
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2 stellt eine Rückansicht des Hilfsrahmens 1 aus 1 dar. In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass in dem hinteren Querträger 5 eine in Querträgerlängsrichtung, das heißt in Fahrzeugquerrichtung Y, verlaufende, zum Inneren des Hohlprofils des Querträgers 5 weisende Einbuchtung 30 vorgesehen ist, in welcher der Stabilisator 24 teilweise verläuft (s. zum Beispiel 1). Insbesondere ist die Einbuchtung 30 in der dem Stabilisator 24 zugewandten hinteren Querträgerwand 31 des als Hohlprofil ausgebildeten Querträgers 5 ausgebildet.
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3 stellt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2 dar. In dieser Ansicht ist deutlich die Einbuchtung 30 in der hinteren Querträgerwand 31 des hinteren Querträgers 5 zu erkennen. Ferner weist der Stabilisator 24 bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hilfsrahmens 1 eine der Einbuchtung 30 entsprechende Ausbuchtung 32 auf, so dass der Ausbuchtungsabschnitt des Stabilisators 24 in der Einbuchtung 30 des hinteren Querträgers 5 verläuft. Insbesondere verläuft die Ausbuchtung 32 des Stabilisators 24 sowohl unter statischen als auch unter dynamischen Bedingungen stets berührungsfrei in der Einbuchtung 30 des Querträgers 5.
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Den 2 und 3 ist weiter deutlich zu entnehmen, dass die Stabilisatorlager 25 und 26 außerhalb der Einbuchtung 30 an der Querträgerwand 31 des hinteren Querträgers 5 angebracht und mit dieser verbunden sind.
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In 3 ist gut zu erkennen, dass der Stabilisator 24 einen bauraumgünstigen Verlauf am Hilfsrahmen bzw. am Querträger aufweist. Insbesondere ermöglicht der Verlauf des Stabilisators 24 am Hilfsrahmen 1 die Anordnung der Reserveradmulde 29 hinter dem hinteren Querträger 5 zur Aufnahme eines Reserverads in voller Größe, ohne das dynamische Verhalten der Radaufhängung negativ zu beeinflussen.
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Der vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Hilfsrahmen ist nicht auf die hierin offenbarte Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen. So ist es beispielsweise denkbar, dass sich die Einbuchtung an der Querträgerwand auch über deren gesamte Längsabmessung erstreckt, in welcher der Stabilisator dann entlang des gesamten Querträgers in Fahrzeugquerrichtung verlaufen könnte. In diesem Fall wären die Stabilisatorlager bevorzugt innerhalb der Einbuchtung der Querträgerwand mit dem Querträger verbunden.
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In bevorzugter Ausführung wird der erfindungsgemäße Hilfsrahmen als Hinterachs-Hilfsrahmen in einem Kraftfahrzeug verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hilfsrahmen
- 2
- Linker Längsträger
- 3
- Rechter Längsträger
- 4
- Vorderer Querträger
- 5
- Hinterer Querträger
- 6
- Metallhülse
- 7
- Metallhülse
- 8
- Metallhülse
- 9
- Metallhülse
- 10
- Gummibuchse
- 11
- Gummibuchse
- 12
- Gummibuchse
- 13
- Gummibuchse
- 14
- Antriebseinheit
- 15
- Lagerbuchse
- 16
- Lagerbuchse
- 17
- Lagerbuchse
- 18
- Lagerbuchse
- 19
- Antriebswelle
- 20
- Achswelle
- 21
- Achswelle
- 22
- Linker Radträger
- 23
- Rechter Radträger
- 24
- Querstabilisator
- 25
- Linkes Stabilisatorlager
- 26
- Rechtes Stabilisatorlager
- 27
- Linkes Verbindungslager
- 28
- Rechtes Verbindungslager
- 29
- Reserveradmulde
- 30
- Einbuchtung
- 31
- Hintere Querträgerwand
- 32
- Ausbuchtung
- F
- Vorwärtsfahrrichtung
- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugquerrichtung
- Z
- Fahrzeughochrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012022889 A1 [0003]
- DE 102013011562 A1 [0005]
- CN 1944156 A [0007]
- JP 2009029197 A [0008]
- CN 101778754 A [0009]
- JP 2011093344 A [0010]