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Dokumentenidentifikation DE60123723T2 18.01.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001188643
Titel Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge
Anmelder Mazda Motor Corp., Hiroshima, JP
Erfinder Yamamoto, c/o Mazda Motor Corporation, Tadanobu, Aki-gun, Hiroshima-Ken, JP;
Sano, c/o Mazda Motor Corporation, Susumu, Aki-gun, Hiroshima-Ken, JP;
Yoshimura, c/o Mazda Motor Corporation, Tadashi, Aki-gun, Hiroshima-Ken, JP
Vertreter Rechts- und Patentanwälte Lorenz Seidler Gossel, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60123723
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.08.2001
EP-Aktenzeichen 011210069
EP-Offenlegungsdatum 20.03.2002
EP date of grant 11.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.2007
IPC-Hauptklasse B62D 21/11(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B60G 7/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hilfsrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Seitenrahmen und sonstige Kraftfahrzeug-Hilfsrahmenstrukturen zum Verbinden von Teilen wie zum Beispiel einem Aufhängungssystem, Motor oder dergleichen mit der Fahrzeugkarosserie sind bekannt.

Eine Hilfsrahmenstruktur, bei der miteinander verbundene obere und untere Teile verwendet werden, um ein geschlossenes Profil zu bilden, wurde bereits vorgeschlagen. Bei dieser Art von Hilfsrahmenstruktur ist es jedoch schwierig, mit einer kleinen Querschnittsfläche große Festigkeit herzustellen. Da sich die zum Verbinden des oberen und des unteren Teils notwendigen Flanschabschnitte von dem Hilfsrahmen nach außen erstrecken, ist es außerdem schwierig, den Raum um den Hilfsrahmen effizient zu nutzen.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-86435 offenbart eine Hilfsrahmenstruktur, die insgesamt aus Rohrteilen hergestellt ist. Wenngleich das obige Problem bei diesem Hilfsrahmen nicht auftritt, sind die Rohrteile schwer zu verformen, vor allem zu einer komplexen Gestalt mit aufeinanderfolgenden kleinen Biegungen oder Kurven mit kleinen Krümmungsradien und kleinen Ecken. Für einen Hilfsrahmen, dessen Struktur in Abhängigkeit von der Lagebeziehung zu den ihn umgebenden Teilen über einen weiten Bereich einstellbar sein sollte, ist dies ein ernstes Problem.

Insbesondere bei einem vorderen Hilfsrahmen für beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit Frontmotor und Vorderradantrieb müssen zwei sich in Längsrichtung erstrekkende Rahmenteile vorn weit voneinander beabstandet sein, um dazwischen einen Raum für einen Motor und ein Getriebe bereitzustellen, und müssen hinten dicht beieinander liegen, um die Charakteristik eines hinten anzubringenden Aufhängungssystems zu verbessern. Diese Art von Hilfsrahmenstruktur ganz aus Rohrteilen herzustellen, ist schwierig, weil sich die Rohlinge der Rohrteile schwer verformen lassen, um die Biegungen zu haben, mit denen der Übergang von dem weit auseinander liegenden Abschnitt zu dem dicht beieinander liegenden Abschnitt hergestellt wird.

Ferner ist es schwierig, Teile direkt an einer aus Rohrteilen hergestellten Hilfsrahmenstruktur zu befestigen. Die Teile müssen daher durch Halterungen befestigt werden, und damit erhöht sich die Zahl der erforderlichen Teile.

Eine Hilfsrahmenstruktur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist bereits in EP-A-0926048 beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hilfsrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die leicht zu einer gewünschten Gestalt verstellbar ist und die die Befestigung von Teilen erleichtert.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Hilfsrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 1.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben, die sich auf Anspruch 1 beziehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Verstärkungsteile in oberen Bereichen der Seitenrahmenprofile positioniert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Hilfsrahmenstruktur Verstärkungsarme, die einen Endabschnitt der Seitenrahmenprofile mit Endabschnitten des Querträgerprofils verbinden.

Die obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:

1 eine Draufsicht einer Aufhängungsstruktur eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten Aufhängungsstruktur;

3 eine Seitenansicht der Struktur eines vorderen Teils eines zweiten Rahmens;

4 eine erläuternde perspektivische Ansicht einer Halterung für einen Aufhängungsarm;

5 eine teilweise Querschnittsansicht der Struktur eines hinteren Teils des zweiten Rahmens.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-FORMEN

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand von 1 bis 5 erläutert.

In 1 und 2 ist eine Fahrzeugaufhängungsstruktur gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Aufhängung umfaßt einen als Kastenrahmen ausgebildeten Aufhängungsrahmen 201; zwei linke und rechte Vorderrad-Tragteile 205, die mit dem hinteren Teil des Aufhängungsrahmens 201 über Aufhängungsarme verbunden sind, die zwei untere Arme 202, 203 und einen oberen Arm 204 umfassen; zwei Aufhängungsdämpfer 206, deren untere Enden auf dem vorderen unteren Arm 202 gelagert sind; und einen Stabilisator 207, der den linken und den rechten Aufhängungsdämpfer 6 miteinander verbindet.

Der Aufhängungsrahmen 201 umfaßt einen vorderen ersten Rahmen 208, der in der Draufsicht im wesentlichen U-förmig ist, und einen hinteren zweiten Rahmen 209, der in der Draufsicht im wesentlichen U-förmig ist. Die hinteren Enden des ersten Rahmens 208 sind in die vorderen Enden des zweiten Rahmens 209 eingesetzt und mit diesen verbunden, zum Beispiel durch Schweißen, um eine rechteckige Gestalt zu bilden.

Der erste Rahmen 208 ist aus einem Rohr wie zum Beispiel einem hohlen Rohrteil gefertigt, das zum Beispiel durch ein hydraulisches Rohrformverfahren verformt wurde. Das linke und das rechte vordere Ende des ersten Rahmens 208 sind mit Verstärkungsarmen 210, Verbindungsarmen 211 zum Verbinden des linken und des rechten vorderen Endes des Aufhängungsrahmens 201 mit einem vorderen Rahmen des Fahrzeugs (nicht dargestellt) und mit Isolatoren 212 versehen.

Der zweite Rahmen 209 umfaßt zwei obere und untere preßgeformte Stahlteile, die miteinander verschweißt sind. Der vordere Teil des zweiten Rahmens 209 weist Biegungen 213 auf, um einen Befestigungsraum für Teile wie zum Beispiel die unteren Arme 202, 203 zu definieren. Das linke und das rechte hintere Ende des zweiten Rahmens 208 sind mit Tragarmen 214 zum Tragen der hinteren unteren Arme 203 versehen, die so angeordnet sind, daß sich ihre distalen Enden in Bezug auf das Fahrzeug schräg nach vorn erstrecken, und mit Verbindungsarmen 215 zum Verbinden des rechten und des linken hinteren Endes des Aufhängungsrahmens 201 mit der Fahrzeugkarosserie. Gemäß 5 verläuft ein erster Bolzen 216 durch einen hinteren Endabschnitt jedes Verbindungsarms 215. Wie nachfolgend beschrieben, ist der erste Bolzen 216 am Querblech der Fahrzeugkarosserie über einen Befestigungsarm 230 befestigt. Ein an einem Seitenschweller befestigter zweiter Bolzen 217 verläuft durch einen äußeren Abschnitt des Verbindungsarms 215.

Ein Aufhängungsarmbefestigungsteil 218 für den vorderen unteren Arm 202 ist in jeder Biegung 213 am vorderen Teil des zweiten Rahmens 209 vorgesehen, um sich in Querrichtung des Fahrzeugs zu erstrecken. Gemäß 3 hat das Befestigungsteil 218 für den vorderen unteren Arm 202 einen umgekehrt U-förmigen Querschnitt, der durch zwei vordere und hintere Seitenwände 219, 220 und eine obere Wand 221 gebildet wird. Das proximale Ende des unteren Arms 202 ist zwischen den Seitenwänden 219, 220 drehbar gelagert. Die Befestigungsteile 218 sind in den Verstärkungsknoten der Biegungen 213 im vorderen Teil des zweiten Rahmens 209 montiert.

Ein Verstärkungsteil 222 erstreckt sich von jedem Befestigungsteil 218 nach vorn. Das Verstärkungsteil 222 umfaßt eine Grundplatte 223, die sich horizontal erstreckt und eine vorbestimmte Breite hat, und zwei rechte und linke Flansche 224, die sich von entgegengesetzten Seiten der Grundplatte 223 nach unten erstrekken. Die Verstärkungsteile 222 im vorderen Abschnitt des zweiten Rahmens 209 machen den vorderen Abschnitt stärker als den ersten Rahmen 208. Da das Verstärkungsteil 222 gemäß 4 im oberen Bereich des zweiten Rahmens 209 positioniert ist, ist der obere Abschnitt im vorderen Teil des zweiten Rahmens 209 besonders verstärkt.

Wie oben beschrieben weist die Aufhängungsstruktur den Aufhängungsrahmen 201 auf, der aus dem in der Draufsicht rechteckig gestalteten Kastenrahmen gebildet ist. Die vordere Hälfte des Aufhängungsrahmens 201 wird durch den ersten Rahmen 208 gebildet, der aus dem verformten hohlen Rohrteil besteht, und die hintere Hälfte des Aufhängungsrahmens 201 wird durch den zweiten Rahmen 209 gebildet, der aus dem preßgeformten Teil besteht. Das zweite Rahmenteil 209 weist die Biegungen 213 auf, die sich in Bezug auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs nach innen biegen. Die Befestigungsteile 218 für die unteren Arme 202 sind in den Biegungen 218 vorgesehen und verstärken den vorderen Teil des zweiten Rahmens 209. Da der zweite Rahmen 209 bei der so gestalteten Aufhängungsstruktur durch eine zum Zeitpunkt einer Fahrzeugkollision erhaltene Stoßkraft an den Biegungen 213 nicht leicht zu verformen ist, kann die Aufhängungsstruktur die Kollisionsenergie hinreichend absorbieren.

Wenn der zweite Rahmen 209, der die hintere Hälfte des Aufhängungsrahmens 201 bildet, durch das Preßformteil gebildet wird, das zwar leicht, aber ohne weiteres zu verformen ist, ist die Steifigkeit des zweiten Rahmens 209 im allgemeinen niedriger als die des aus dem hohlen Rohrteil bestehenden ersten Rahmens 208. Der vordere Teil des zweiten Rahmens 209, mit dem das hintere Ende des ersten Rahmens 208 verbunden ist, fällt daher leicht zusammen, vor allem an den Biegungen 213, und die Kollisionsenergie kann nicht hinreichend absorbiert werden. Da jedoch bei der zweiten Ausführungsform die Befestigungsteile 218 in den Biegungen 213 vorgesehen sind, wird eine Verformung an den Biegungen wirksam verhindert.

Wenngleich die hintere Hälfte des Aufhängungsrahmens 210 dort, wo die Befestigungsteile für die unteren Arme 2, 3 vorgesehen sind, aus dem aus einem preßgeformten Teil hergestellten zweiten Rahmen 209 besteht, kann die Kollisionsenergie daher durch allmähliche Verformung des aus dem hohlen Rohrteil bestehenden ersten Rahmens 208 wirksam absorbiert werden. Außerdem macht diese Anordnung den Aufhängungsrahmen 201 leicht im Gewicht und leicht herzustellen. Da ferner die Befestigungsteile 218 für die unteren Arme 2 in den Biegungen 213 vorgesehen sind, um den vorderen Teil des zweiten Rahmens 209 zu verstärken, wird eine Verformung der Biegung 213 mit einer einfachen Anordnung wirksam verhindert. Da ferner der Befestigungspunkt für die unteren Arme 202 weiter einwärts positioniert werden kann als in dem Fall, wo das Befestigungsteil von der Außenwand des zweiten Rahmens 209 hervorsteht, kann leicht ein Raum für den unteren Arm von vorbestimmter Länge gesichert werden.

Die Verstärkungsteile 222 sind vor dem in der Biegung 213 des zweiten Rahmens 209 befindlichen Befestigungsteil 218 vorgesehen, so daß die Festigkeit des zweiten Rahmens 209 an der Stelle, wo das Verstärkungsteil 222 vorgesehen ist, stärker ist als die des ersten Rahmens 208. Bei dieser Konstruktion kann der aus dem hohlen Rohrteil mit relativ hoher Steifigkeit hergestellte erste Rahmen 208 vor dem vorderen Teil des zweiten Rahmens 209 durch eine zum Zeitpunkt einer Fahrzeugkollision erhaltene Stoßkraft verformt werden, wodurch ein rasches Zusammenfallen des Aufhängungsrahmens 201 zuverlässig verhindert werden kann und der erste Rahmen 208 und der zweite Rahmen 209 allmählich verformt werden, um die Kollisionsenergie wirksam zu absorbieren.

Da die Verstärkungsteile 222 in oberen Bereichen des zweiten Rahmens 209 positioniert sind, ist der obere Abschnitt des vorderen Teils des zweiten Rahmens 209 besonders verstärkt. Wenn daher die Vorderseite der Fahrzeugkarosserie eine Kollisionskraft erfährt, ist die Verformung des oberen Abschnitts dort, wo die Verstärkungsteile 222 positioniert sind, im vorderen Teil des zweiten Rahmens 209 eingeschränkt und der untere Teil kann sich verformen.

Wenn es zu einer Kollision kommt, wird daher der zweite Rahmen 209 an der im wesentlichen im mittleren Bereich in Längsrichtung des Fahrzeugs gelegenen vorderen Position gebogen, so daß der erste Rahmen durch die während der Fahrzeugkollision erhaltene Stoßkraft um den vorderen Teil des zweiten Rahmens herum nach unten gedreht wird. Da die Höhe des sich bei der Fahrzeugkollision nach hinten bewegenden hinteren Endes des Motors verringert werden kann, kann somit ein Eindringen des Motors in den Fahrgastraum verhindert werden.

Die Verbindungsarme 215 sind am linken und rechten Ende des zweiten Rahmens 209 vorgesehen, wie in 5 gezeigt. Das linke und das rechte hintere Ende des Aufhängungsrahmens 201 sind mit den am Querblech und am Seitenschweller 31 vorgesehenen Befestigungsarmen 230 verbunden. Das linke und das rechte Ende des Aufhängungsrahmens 201 sind daher stabil auf der Fahrzeugkarosserie gelagert. Bei einer Fahrzeugkollision werden folglich das Moment, das dazu neigt, den Aufhängungsrahmen 201 in Querrichtung zu bewegen, und das Moment, das dazu neigt, das linke und das rechte vordere Ende des zweiten Rahmens 209 voneinander zu trennen, wirksam eingeschränkt. Eine rasche Verformung des Aufhängungsrahmens 201 wird damit verhindert.

Wenngleich die vorliegende Erfindung anhand spezieller, bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, daß Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, während man dabei immer noch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung bleibt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird allein durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.


Anspruch[de]
Hilfsrahmenstruktur (201) eines Kraftfahrzeugs, mit:

zwei Seitenrahmenprofilen (208, 209), die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs in einem vorbestimmten Seitenabstand erstrecken und in jedem Profil seitlich nach innen gerichtete Biegungen (213) aufweisen; und

einem Querträgerprofil, das mit einem Ende der Rahmenprofile verbunden ist;

wobei das Querträgerprofil und die Endabschnitte (208) der mit dem Querträgerprofil verbundenen Seitenrahmenprofile aus einem umgeformten Rohrteil einstückig ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

die verbleibenden Abschnitte der Seitenrahmenprofile einschließlich der Biegungen (213) aus einem geschlossenen Profilteil gebildet sind, das durch Anflanschen mehrerer Teile hergestellt wurde; und

wobei die Struktur ferner Befestigungspunkte für die Aufhängung aufweist, die in den Biegungen (213) in dem geschlossenen Profilteil vorgesehen sind, wobei jeder Befestigungspunkt ein Befestigungsteil (218) mit einem umgekehrt U-förmigen Teil umfasst, das so ausgerichtet ist, dass es sich zur Seite öffnet; und

wobei die Struktur ferner Verstärkungsteile (222) umfasst, die sich von den Befestigungsteilen (218) nach vorn in die Seitenrahmenprofile (209) erstrekken.
Hilfsrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, bei der die Verstärkungsteile (222) in oberen Bereichen der Seitenrahmenprofile (209) positioniert sind. Hilfsrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, die ferner Verstärkungsbügel (210) umfasst, die einen Endabschnitt der Seitenrahmenprofile (208) mit Endabschnitten des Querträgerprofils verbinden.






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