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Dokumentenidentifikation DE102006013548A1 04.10.2007
Titel Als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge sowie Fahrzeugkarosserie
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Michel, Wilfried, 93339 Riedenburg, DE
DE-Anmeldedatum 24.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006013548
Offenlegungstag 04.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse B62D 21/11(2006.01)A, F, I, 20060324, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B62D 21/15(2006.01)A, L, I, 20060324, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen als Fahrschemel ausgebildeten Hilfsrahmen (11) für Kraftfahrzeuge, mit einander seitlich gegenüberliegenden Hilfsrahmen-Längsträgern (15), in die bei einer Fahrzeugkollision wirkende Aufprallkräfte (F) in der Fahrzeuglängsrichtung einleitbar sind. Erfindungsgemäß ist jedem der Hilfsrahmen-Längsträger (15) eine Längsstrebe (38) zugeordnet, mit der sich in der Fahrzeuglängsrichtung ein Lastpfad (III) des Hilfsrahmens (11) in einen ersten Lastpfad (III1) zum jeweiligen Hilfsrahmen-Längsträger (15) und in einen zweiten Lastpfad (III2) zur zugeordneten Längsstrebe (38) aufgabelt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen als Fahrschemel ausgebildeten Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Fahrzeugkarosserie nach dem Patentanspruch 20.

Als Fahrschemel ausgebildete Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge, die auch als Achsträger bezeichnet werden, sind allgemein bekannt und werden regelmäßig mit der Karosserie über entsprechende Anbindungsstellen verschraubt. Derartige Hilfsrahmen können sowohl im Bereich der Vorderachsen als auch im Bereich der Hinterachsen Verwendung finden.

Aus der gattungsbildenden EP 0 891 915 B1 ist ein, im Vorderwagenbereich einer Fahrzeugkarosserie montierbarer Hilfsrahmen gezeigt. Der Hilfsrahmen weist zwei einander seitlich gegenüberliegende Hilfsrahmen-Längsträger auf, die an Befestigungskonsolen von karosserieseitigen Längsträgern montierbar sind. Die beiden Hilfsrahmen-Längsträger sind durch Querträger miteinander verbunden, die an einer Frontseite des Fahrzeugs angeordnet sind.

Bei einer Fahrzeugkollision werden Aufprallkräfte über die Hilfsrahmen-Querträger in die Hilfsrahmen-Längsträger eingeleitet und über hintere Anbindungspunkte vom Hilfsrahmen in die Fahrzeugkarosserie weitergeleitet. Dabei wird insbesondere bei einer Frontalkollision anfänglich ein sehr hoher Kraftimpuls in die Hilfsrahmen-Längsträger eingeleitet, der zu einer Deformation der Hilfsrahmen-Längsträger führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen als Fahrschemel ausgebildeten Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge oder eine Fahrzeugkarosserie mit einem solchen Hilfsrahmen bereitzustellen, der bei einer Fahrzeugkollision ein verbessertes Deformationsverhalten aufweist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist jedem der Hilfsrahmen-Längsträger eine Längsstrebe zugeordnet, so dass sinngemäß ein Lastpfad des Hilfsrahmens in der Fahrzeuglängsrichtung in einen ersten Lastpfad, der über den Hilfsrahmen-Längsträger führt, und einen zweiten Lastpfad aufgegabelt ist, der über die Längsstrebe führt. Bei einer Fahrzeugkollision können daher die kollisionsbedingten Aufprallkräfte auf die beiden Lastpfade des Hilfsrahmens aufgeteilt werden. Diese Lastverteilung kann einer kollisionsbedingten Verformung der Hilfsrahmen-Längsträger zunächst entgegenwirken. Erst bei einer weiter fortschreitenden Vorderwagendeformation kann es auch zu einer Verformung der Hilfsrahmen-Längsträger kommen.

Dabei ist es von Vorteil, wenn durch eine entsprechende Profilierung die Hilfsrahmen-Längsträger einen Hauptlastpfad und die zugeordneten Längsstreben einen Nebenlastpfad bilden. So kann etwa die Längsstrebe als ein Knickstab in Fahrzeuglängsrichtung eine geringere Steifigkeit als der Hilfsrahmen-Längsträger aufweisen. Der anfänglich sehr große Kraftimpuls bei einer Frontalkollision kann daher durch eine entsprechende Deformation, d. h. ein Ausknicken des Knickstabes, ohne Beeinträchtigung der Hilfsrahmen-Längsträger abgebaut werden. In diesem Fall bildet die Längsstrebe also ein Deformationselement, das bei einer Fahrzeugkollision durch Deformation den anfänglich hohen Aufprallimpuls abbaut. Erst nachdem dieser anfänglich hohe Aufprallimpuls abgebaut ist, kann sich bei einer fortschreitenden Vorderwagendeformation auch der Hilfsrahmen-Längsträger verformen. Der Hilfsrahmen-Längsträger kann dabei für ein vordefiniertes Deformationsverhalten leicht S-förmig gebogen sein.

Die Längsstrebe kann in einer bauraumsparenden Weise unterhalb des Hilfsrahmen-Längsträgers angeordnet und über einen Freiraum beabstandet in der Fahrzeughochachsenrichtung von dem Hilfsrahmen-Längsträger sein.

Wie oben dargelegt ist, stellt die, dem jeweiligen Hilfsrahmen-Längsträger zugeordnete Längsstrebe bei einer Fahrzeugkollision einen Zusatz-Lastpfad bereit. Zusätzlich kann die Längsstrebe im normalen Fahrbetrieb eine Lenkerkonsole abstützen, in weicher etwa ein Querlenker gehaltert ist. Auf die Lenkerkonsole wirken im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges Betriebskräfte, insbesondere Lenkerkräfte, ein, die die Lenkerkonsole zu Drehschwingungen anregen, wodurch es zu einer „Pumpbewegung" des Hilfsrahmens kommen kann. Die Abstützung der Lenkerkonsole mit der Längsstrebe unterbindet solche Drehschwingungen der Lenkerkonsole. Die Abstützwirkung ist gesteigert, wenn die Längsstrebe zusammen mit der Lenkerkonsole und dem Hilfsrahmen-Längsträger in einem starren Stützrahmen, etwa ein Dreieckrahmen, eingebunden sind.

Die Hilfsrahmen-Längsträger und deren zugeordnete Längsstreben können über frontseitige und/oder rückseitige Knotenteile des Hilfsrahmens zusammengeführt sein. An den vorderen Knotenteilen des Hilfsrahmens können zusätzliche Vorbau-Längsträger angebunden werden, die sich bis zur Fahrzeugfrontseite erstrecken. Bei einer Fahrzeugkollision werden über die Vorbau-Längsträger entsprechende Aufprallkräfte in die vorderen hilfsrahmenseitigen Knotenteile eingeleitet, an denen sich der Kraftfluss auf die Hilfsrahmen-Längsträger und die Längsstreben aufteilt. An den rückseitigen Knotenteilen des Hilfsrahmens werden die aufgeteilten Kraftflüsse wieder zusammengeführt und in die Fahrzeugkarosserie eingeleitet.

Die bereits erwähnte Lenkerkonsole kann in dem Knotenteil des Hilfsrahmens integral geformt sein. In diesem Fall kann die Längsstrebe an dem Knotenteil angebunden sein, oder sich unmittelbar gegen eine Seitenwand der Lenkerkonsole abstützen. Dadurch kann die Lenkerkonsole zusammen mit dem Hilfsrahmen-Längsträger und der Längsstrebe den bereits erwähnten steifen Dreieckrahmen bilden, der die Lenkerkonsole schwingungsfrei hält.

Bei einem an die Fahrzeugkarosserie montierten Hilfsrahmen kann sich die dem Hilfsrahmen-Längsträger zugeordnete Längsstrebe horizontal und/oder in Längsrichtung parallel zu den Hilfsrahmen-Längsträgern in der Fahrzeuglängsrichtung, erstrecken. Zur Ausbildung des oben genannten Dreieckrahmens kann dabei der Hilfsrahmen-Längsträger in der Fahrtrichtung um einen Anstellwinkel nach oben geneigt sein. Somit spannen der Hilfsrahmen-Längsträger und die Längsstrebe zwei Dreieckschenkel auf, die durch die Anbindung am vorderen Knotenteil des Hilfsrahmens zu dem Dreieckrahmen geschlossen werden. Mit einer solchen Konstruktion ist einerseits die Lenkerkonsole stabil abstützbar und kann andererseits die Längsstrebe bei einer Kollision zuverlässig als Lastpfad wirken.

Um die Steifigkeit des Hilfsrahmens im normalen Fahrbetrieb zu erhöhen, können die Längsstreben der Hilfsrahmen-Längsträger über eine Versteifungs-Baugruppe miteinander verbunden sein. Eine besonders starre Versteifungs-Baugruppe ist wie ein Strebenkreuz geformt, deren Kreuzarm-Enden in Fahrzeuglängsrichtung mittels der Längsstreben in Verbindung sind. Zur weiteren Versteifung des Hilfsrahmens kann die Versteifungs-Baugruppe frontseitig und/oder rückseitig jeweils eine Querstrebe aufweisen, die die Längsstreben miteinander verbindet. In diesem Fall kann die Versteifungs-Baugruppe einen stabilen geschlossenen Rahmen bilden, der das oben erwähnte Strebenkreuz eingrenzt.

Fertigungstechnisch von Vorteil ist es, wenn die Versteifungs-Baugruppe zusammen mit den Längsstreben als eine zweischalige Blechkonstruktion aus zwei Blechteilen ausgebildet ist. In dieser Blechkonstruktion können die Streben und/oder Querträger der Versteifungs-Baugruppe im Tiefziehverfahren in einem der Blechteile ausgebildet werden.

Die Versteifungs-Baugruppe kann darüber hinaus einen Querträger aufweisen, der Montageabschnitte für zusätzliche Antriebsaggregatslager bereitstellt. Solche Zusatzlager sind insbesondere bei Fahrzeugen hoher Komfortklasse einsetzbar, um einen schwingungsanfälligen vorderen Bereich des Getriebes eines Antriebsaggregats zusätzlich abzustützen.

Nachfolgend sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

1 in einer grob schematischen Seitenansicht einen Vorderwagenbereich einer Fahrzeugkarosserie mit montiertem Hilfsrahmen;

2 in einer Explosionsdarstellung den Hilfsrahmen mit einer Versteifungs-Baugruppe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

3 und 4 stark vereinfacht jeweils Seitenansichten, die das Deformationsverhalten des Hilfsrahmens zeigen;

5 in vergrößerter Ansicht die Einzelheit X aus der 3 ohne Längsstrebe;

6 eine Versteifungs-Baugruppe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;

7 und 8 jeweils vergrößerte Teilschnittdarstellungen aus der 6; und

9 eine Versteifungs-Baugruppe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.

In der 1 ist eine Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie für ein Kraftfahrzeug im Vorderwagenbereich mit strichpunktierten Linien angedeutet. Die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie weist jeweils eine Kotflügelbank 1 sowie zwei, sich auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger 3 auf. Die Kotflügelbank 1 ist im Bereich oberhalb der Radkästen an der A-Säule 5 angebunden. Der Längsträger 3 ist bodenseitig in einem Knotenpunkt 7 mit der A-Säule 5 zusammengeführt. Im Bereich des Knotenpunkts 7 sind die jeweiligen seitlichen Schweller 9 einer nicht dargestellten Fahrgastzelle angebunden.

Bei einer Fahrzeugkollision entstehende Aufprallkräfte F werden von der Kotflügelbank 1 und von den Karosserielängsträgern 3 aufgenommen. In diesem Fall bildet die Kotflügelbank 1 eine erste obere Lastebene und die Karosserielängsträger 3 eine zweite mittlere Lastebene. Eine dritte untere Lastebene ist durch einen Hilfsrahmen 11 gebildet, der an die Karosserie-Längsträger 3 montiert ist. Das Deformationsverhalten des Hilfsrahmens 11 im Kollisionsfall ist später anhand der 3 und 4 beschrieben.

Gemäß der 1 weist der Hilfsrahmen 11 jeweils seitliche vordere Knotenelemente 13 auf, die hier als kastenförmige Gussknoten mit fachwerkartigen Streben gebildet sind. Der Gussknoten 13 verbindet gemäß der 2 Hilfsrahmen-Längsträger 15 mit einem frontseitigen Hilfsrahmen-Querträger 17. Der Gussknoten 13 weist oberseitig Schraubstellen 19 auf, über die er mittels strichpunktiert angedeuteter Schraubverbindungen 21 am Längsträger 3 befestigt ist.

Zur Aufnahme von bei einer Fahrzeugkollision wirkenden Aufprallkräften sind an den vorderen Gussknoten 13 des Hilfsrahmens 11 Vorbau-Längsträger 23 geschraubt. Die Vorbau-Längsträger 23 erstrecken sich zusammen mit den karosserieseitigen Längsträgern 3 und der Kotflügelbank 1 bis zur Fahrzeugfrontseite 25 zur Aufnahme von, bei einer Fahrzeugfrontalkollision wirkenden Aufprallkräften.

Gemäß den 1 und 2 sind an den Unterseiten der vorderen Gussknoten 13 des Hilfsrahmens 11 jeweils eine Lenkungsgasse 27 und eine vordere Lenkerkonsole 29 integriert. In der Lenkungsgasse 27 der Gussknoten 13 ist in bekannter Weise ein Lenkgetriebe geführt, während in der vorderen Lenkerkonsole 29 ein nicht dargestellter Querlenker gehaltert ist. Die vordere Lenkerkonsole 29 ist dabei schalenförmig mit einem nach unten offenen Querschnitt gestaltet. Oberhalb der vorderen Lenkerkonsole 29 befindet sich ein Anbindungspunkt 31 für den Hilfsrahmen-Längsträger 15.

Wie insbesondere aus den 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Hilfsrahmen 11 neben den frontseitigen Gussknoten 13 auch rückseitige Gussknoten 33 auf. Die Gussknoten 33 verbinden die Hilfsrahmen-Längsträger 15 mit dem bodenseitigen Knotenpunkt 7 der A-Säule 5. Im Kollisionsfall eingeleitete Aufprallkräfte werden somit vom Hilfsrahmen 11 über den bodenseitigen Knotenpunkt 7 weiter in den Schweller 9 der Fahrgastzelle geleitet. Am rückseitigen Gussknoten 33 des Hilfsrahmens 11 ist darüber hinaus eine hintere Lenkerkonsole 35 integral geformt, die einen nicht dargestellten Längslenker haltert.

Gemäß der 1 sind die Hilfsrahmen-Längsträger 15 um einen Anstellwinkel geringfügig in einer Fahrzeughochachsenrichtung nach oben in der Fahrtrichtung geneigt. Jeder der Hilfsrahmen-Längsträger 15 ist dabei in der Fahrzeuglängsrichtung leicht S-förmig gebogen. Mit diesem „S-Schlag" weist der Hilfsrahmen-Längsträger 15 bei einer Vorderwagendeformation ein vordefiniertes Deformationsverhalten auf. Unterhalb des Hilfsrahmen-Längsträgers 15 erstreckt sich horizontal eine Längsstrebe 38. Diese ist mit einem Ende am vorderen Gussknoten 13 an einer Seitenwand 39 der vorderen Lenkerkonsole 29 abgestützt. Mit ihrem anderen Ende ist die Längsstrebe 38 am rückseitigen Gussknoten 33 des Hilfsrahmens 11 abgestützt.

Wie aus der Explosionsdarstellung der 2 hervorgeht, sind die Längsstreben 38 jeweils ein Teil einer kompakten Versteifungs-Baugruppe 41. Die Versteifungs-Baugruppe 41 weist in dem Ausführungsbeispiel der 2 ein Strebenkreuz mit Diagonalstreben 37 auf, die sich an einem Mittelknotenteil 43 kreuzen. An den Kreuzarm-Enden sind jeweilige Eckknotenteile 45 angebunden, die jeweils eine Querstrebe 39 und die Längsstreben 38 verbinden. Die Eckknotenteile 45 der Versteifungs-Baugruppe 41 können in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft Aluminiumgussknoten sein, die mit den entsprechenden Streben 37, 38 aus beispielsweise Aluminiumstrangguss verbunden sind. Jeder der Eckknotenteile 45 weist ferner als Anbindungspunkte die Schraublöcher 47 auf. Über die Schraublöcher 47 ist die Versteifungs-Baugruppe 41 bodenseitig in der Fahrzeughochachsenrichtung von unten mit entsprechenden Befestigungskonsolen 49 des Hilfsrahmens 11 verschraubbar.

Anhand der folgenden 3 und 4 wird das Deformationsverhalten des Hilfsrahmens 11 im Falle einer Fahrzeugfrontalkollision beschrieben, bei der die Aufprallkräfte F gegen die Kotflügelbank 1, die karosserieseitigen Längsträger 1, 3 sowie gegen die hilfsrahmenseitigen Vorbau-Längsträger 23 wirken.

Wie bereits anhand der 1 erläutert, bilden gemäß der 3 die Kotflügelbank 1 und die Längsträger 3 jeweils eine erste, obere Lastebene und eine zweite, mittlere Lastebene, in der im Crashfall die Lastpfade I und II verlaufen. Über die Lastpfade I und II werden die Aufprallkräfte F zur A-Säule 5 und weiter in den Schweller 9 der Fahrgastzelle bzw. in Richtung des Dachrahmens geleitet. Die hilfsrahmenseitigen Vorbau-Längsträger 23 bilden in einer dritten, unteren Lastebene einen weiteren Lastpfad III. Der Lastpfad III leitet die Aufprallkräfte F in die vorderen Gussknoten 13 des Hilfsrahmens 11. Der so in den Gussknoten 13 eingeleitete Kraftfluss wird auf den Hilfsrahmen-Längsträger 15 und die Längsstrebe 38 aufgeteilt, die jeweils die Unterlastpfade III1 und III2 bilden. Die Hilfsrahmen-Längsträger 15 und die Längsstrebe 38 sind am hinteren Gussknoten 33 wieder zusammengeführt, über den der Kraftfluss in den Schweller 9 geleitet wird.

Dabei weist die Längsstrebe 38 im Profil einen derart geringen Querschnitt auf, dass diese als ein Knickstab einen Nebenlastpfad bildet, während der Hilfsrahmen-Längsträger 15 der Hauptlastpfad ist. Bei einer Fahrzeugkollision kann somit durch ein Ausknicken der Längsstrebe 38 ein anfänglich sehr hohe Kraftimpuls abgebaut werden, ohne dass sich der Hilfsrahmen-Längsträger 15 zunächst verformt. Dieser Fall ist in der 4 dargestellt, in der schematisch der Vorderwagenbereich nach einer Fahrzeugkollision gezeigt ist. Demzufolge ist der Gussknoten 13 mit seinen Anbindungspunkten 19 vom Karosserie-Längsträger 3 abgerissen und der Hilfsrahmen 11 zur Bodenseite verlagert. Die gezeigte Längsstrebe 38 ist aufgrund des anfänglich hohen Aufprallimpulses ausgeknickt, während eine kollisionsbedingte Verformung des Hilfsrahmen-Längsträgers 15 zu diesem Zeitpunkt noch vermieden ist. Erst bei weiter fortschreitender Vorderwagendeformation faltet nun auch der Hilfsrahmen-Längsträger 15 durch den vordefinierten „S-Schlag".

Wie aus der 3 in Verbindung mit der 1 weiter hervorgeht, bilden die Hilfsrahmen-Längsträger 15 zusammen mit den vorderen und hinteren Lenkerkonsole 29, 33 und der Längsstrebe 38 einen starren Dreieckrahmen, der in der 1 mit dicker, strichpunktierter Linie angedeutet ist. Durch die Einbindung der vorderen Lenkerkonsole 29 in diesen Dreieckrahmen sind Drehschwingungen der vorderen Lenkerkonsole 29 verhindert. Solche Drehschwingungen der Lenkerkonsole 29 entstehen durch die im normalen Fahrbetrieb auftretenden Schwingungsanregungen.

Die Drehschwingungen der vorderen Lenkerkonsole 29 sind in der vergrößerten Darstellung der 5 mit Pfeilen angedeutet. In der 5 ist die vordere Lenkerkonsole 29 ohne eine zusätzliche Abstützung durch die Längsstrebe 38 gezeigt, so dass die Konsole 29 nicht in einem Dreieckrahmen eingebunden ist. Demzufolge können im Normalbetrieb auf die Schalenwände 39 der Lenkerkonsole 29 wirkende Betriebskräfte die Lenkerkonsole zu Drehschwingungen anregen, die zu entsprechenden „Pumpbewegungen" des Hilfsrahmens 11 führen. Derartige Drehschwingungen sind, wie oben bereits erwähnt, erfindungsgemäß dadurch verhindert, dass die Schalenwände 39 der Lenkerkonsole 29 durch die Längsstreben 38 abgestützt sind.

In der 6 ist die Versteifungs-Baugruppe 41 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zur 2 ist die Versteifungs-Baugruppe 41 der 5 nicht aus Einzelstreben aufgebaut, die über entsprechende Einzelknotenteile miteinander verbunden sind. Vielmehr ist die Versteifungs-Baugruppe 41 in der 6 als eine zweischalige Konstruktion mit einer Blech-Oberschale 51 und einer Blech-Unterschale 53 im Tiefziehverfahren hergestellt. Die Streben 37 und 38 sind daher fertigungstechnisch vorteilhaft einstückig und materialeinheitlich in der Oberschale 51 ohne zusätzliche Knotenteile ausgebildet. Arbeitsschritte zur Herstellung von Einzelstreben und Einzelknotenteile sowie zu deren Zusammenbau können daher wegfallen.

Wie aus der Querschnittsdarstellung der 7 hervorgeht, sind die Diagonalstreben 37 der Versteifungs-Baugruppe 41 in der Oberschale 51 im Tiefziehverfahren durch nach unten offene, rinnenförmig verlaufende Hutprofile nachgebildet. Die Oberschale 51 ist dabei an ihren Profilrändern 55 mit der Unterschale 53 verschweißt, die die nach unten offenen Hutprofile schließt und deckungsgleich mit der Oberschale 51 geformt ist.

In der 8 ist ein Eckbereich der Versteifungs-Baugruppe 41 mit der Schraubstelle 47 dargestellt. Demzufolge weisen sowohl die Oberschale 51 als auch die Unterschale 53 zueinander korrespondierende tiefgezogene Zylinderabschnitte 57 und 59 unterschiedlicher Höhe auf, die teilweise ineinander geführt sind. Die Zylinderabschnitte 57 und 59 weisen an ihren stirnseitigen Zylinderböden jeweils Öffnungen auf, in die eine rohrförmige Schraubenpfeife 61 eingesetzt und mit den Schalen 51 und 53 verschweißt ist. Bei der Montage der Versteifungs-Baugruppe 41 an dem Hilfsrahmen 11 werden Schrauben unterseitig durch die rohrförmigen Pfeifen 61 der Schraubstellen 47 geführt und mit den entsprechenden Anbindungsstellen des Hilfsrahmens 11 verschraubt. Der Schraubkopf ist dabei vollständig innerhalb des Zylinderabschnitts 59 der Unterschale 53 angeordnet.

In der 9 ist die Versteifungs-Baugruppe 41 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Versteifungs-Baugruppe 41 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel als zweischalige Konstruktion ausgebildet. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel sind auch in der 9 die Streben 37, 38, 39 durch einen Tiefziehvorgang in der Oberschale 51 geformt. Im Unterschied zur 6 weist diese Versteifungs-Baugruppe 41 ein Streben-Halbkreuz mit Diagonalstreben 37 auf. Diese sind an einem Mittelabschnitt eines hinteren Querträgers 63 zusammengeführt. Der Querträger 63 weist seitlich ausgeweitete Montageflächen 65 mit jeweils einer Aufnahmeöffnung für nicht gezeigte Antriebsaggregatslager auf, die das Antriebsaggregat im Bereich seines Getriebes abstützen. Die Versteifungs-Baugruppe 41 ist – wie in den beiden anderen Ausführungsbeispielen – an ihren Eckbereichen mit Schraubstellen 47 versehen, um die Baugruppe 41 an den Hilfsrahmen 11 zu montieren.


Anspruch[de]
Als Fahrschemel ausgebildeter Hilfsrahmen (11) für Kraftfahrzeuge, mit einander seitlich gegenüberliegenden Hilfsrahmen-Längsträgern (15), in die, bei einer Fahrzeugkollision wirkende Aufprallkräfte (F) in der Fahrzeuglängsrichtung einleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Hilfsrahmen-Längsträger (15) eine Längsstrebe (38) zugeordnet ist, mit der sich in der Fahrzeuglängsrichtung ein Lastpfad (III) des Hilfsrahmens (11) in einen ersten Lastpfad (III1) zum jeweiligen Hilfsrahmen-Längsträger (15) und in einen zweiten Lastpfad (III2) zur zugeordneten Längsstrebe (38) aufgabelt. Hilfsrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) über einen Freiraum beabstandet in der Fahrzeughochachsenrichtung unterhalb des Hilfsrahmen-Längsträgers (15) angeordnet ist. Hilfsrahmen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine entsprechende Profilierung der Hilfsrahmen-Längsträger (15) einen Hauptlastpfad (III1) und die zugeordnete Längsstrebe (38) einen Nebenlastpfad (III2) bilden. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) als ein Knickstab in der Fahrzeuglängsrichtung eine geringere Steifigkeit als der Hilfsrahmen-Längsträger (15) aufweist. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen-Längsträger (15) und die Längsstrebe (38) in Fahrzeughochachsenrichtung betrachtet in etwa parallel zueinander angeordnet sind. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) eine am Hilfsrahmen (11) vorgesehene vordere und/oder hintere Lenkerkonsole (29, 35) abstützt. Hilfsrahmen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) zusammen mit dem Hilfsrahmen-Längsträger (15) und der Lenkerkonsole (29) einen steifen Stützrahmen bildet. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) über ein frontseitiges und/oder rückseitiges Hilfsrahmen-Knotenteil (13, 33) mit dem Hilfsrahmen-Längsträger (15) zusammengeführt ist. Hilfsrahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen und/oder hinteren Lenkerkonsolen (29, 35) jeweils im frontseitigen Knotenteil (13) und/oder im rückseitigen Knotenteil (33) des Hilfsrahmens (11) ausgebildet sind. Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) an einer Seitenwand (39) der Lenkerkonsole (29) abgestützt ist. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) bei montiertem Hilfsrahmen (11) sich horizontal erstreckt. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen-Längsträger (15) in einer Fahrtrichtung um einen Anstellwinkel nach oben geneigt ist. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstreben (38) der Hilfsrahmen-Längsträger (15) über eine Versteifungs-Baugruppe (41) miteinander verbunden sind. Hilfsrahmen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungs-Baugruppe ein Strebenkreuz ist, deren Kreuzarm-Enden mittels der Längsstreben (38) verbunden sind. Hilfsrahmen nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungs-Baugruppe (41) eine frontseitige und/oder eine rückseitige Querstrebe (39) aufweist, die die Längsstreben (38) miteinander verbinden. Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungs-Baugruppe (41) ein geschlossener, rechtwinkliger Rahmen ist, der gegebenenfalls um das Strebenkreuz gezogen ist. Hilfsrahmen nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungs-Baugruppe (41) einen Querträger (63) aufweist, der vorzugsweise Montageabschnitte (65) für Antriebsaggregatslager aufweist. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstrebe (38) und/oder die Versteifungs-Baugruppe (41) eine zweischalige Blechkonstruktion ist. Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen (11) Vorbau-Längsträger (23) aufweist, die sich bis zur Fahrzeugfrontseite (25) erstrecken. Fahrzeugkarosserie mit einem montierten Hilfsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

dass die Fahrzeugkarosserie im Vorderwagenbereich eine Kotflügelbank (1) und Längsträger (3) aufweist, an welchen Längsträgern (3) der Hilfsrahmen (11) montiert ist, und

dass bei einer Fahrzeugkollision (1) die Kotflügelbank (1) eine erste Lastebene, die Karosserie-Längsträger (3) eine zweite Lastebene und der Hilfsrahmen (11) eine dritte Lastebene bildet.






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