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Title:
SUSPENSION SUB-FRAME FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/064501
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a suspension sub-frame for a motor vehicle, in particular a passenger vehicle, comprising a front module (1) for receiving a vehicle front axle and a rear module (2) for receiving a vehicle rear axle. The front module (1) and the rear module (2) are interconnected via a central tube (3), whose respective ends are connected using a front coupling element (4) to the front module (1) and using a rear coupling element (5) to the rear module (2). A suspension sub-frame kit, in particular for niche-market vehicles, is thus obtained.

Inventors:
KREMER HORST (DE)
GUTMANN TIMO (DE)
WECKER ANTON (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/001320
Publication Date:
September 07, 2001
Filing Date:
February 07, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
KREMER HORST (DE)
GUTMANN TIMO (DE)
WECKER ANTON (DE)
International Classes:
B62D21/04; B62D21/12; B62D65/04; (IPC1-7): B62D21/04
Domestic Patent References:
WO1999032346A11999-07-01
Foreign References:
FR1158530A1958-06-16
EP0653344A11995-05-17
DE767675C1953-03-16
DE448406C1927-08-12
DE601577C1934-08-18
DE4326269C11994-10-20
DE4335501A11995-04-20
Attorney, Agent or Firm:
Schmidt, Günter (BMW AG Patentabteilung AJ-3 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug mit einem Frontmodul (1) zur Auf nahme einer Fahrzeugvorderachse und einem Heckmodul (2) zur Auf nahme einer Fahrzeughinterachse, dadurch gekennzeichnet, dass das Frontmodul (1) und das Heckmodul (2) über ein Zentralrohr (3) mitein ander verbunden sind, wobei das eine Ende des Zentralrohres (3) über ein vorderes Koppelelement (4) mit dem Frontmodul (1) und das ande re Ende des Zentralrohres (3) über ein hinteres Koppelelement (5) mit dem Heckmodul (5) verbunden sind.
2. Fahrschemel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das je weilige Koppelelement (4,5) eine Rohrverbindungsstelle (6,7), welche eine mittige Verbindung mit dem Zentralrohr (3) herstellt und zwei von der Rohrverbindungsstelle (6,7) quer zur Fahrzeuglängsachse sich er streckende Träger (8,9) aufweist, wobei an den beiden Trägern (8,9) des vorderen Koppelelementes (4) Befestigungsmittel (10) zum festen Verbinden mit dem Frontmodul (1) und am hinteren Koppelelement (5) Befestigungsmittel (11) zum festen Verbinden mit dem Heckmodul (2) vorgesehen sind.
3. Fahrschemel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trägern (8,9) der beiden Koppelelemente (4,5) Stützelemente (12,13) zum Abstützen der Fahrgastzelle bzw.karosserie vorgesehen sind.
4. Fahrschemel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Befestigungsmittel (10,11) und die Stützelemente (12,13) im Bereich der freien Enden der Träger (8,9) am jeweiligen Koppelelement (4,5) vorgesehen sind.
5. Fahrschemel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Frontmodul (1) im wesentlichen aus mehreren Profi len, insbesondere Strangpressprofilen (14,15), Rollprofilen oder Faser verbundwerkstoffen, besteht.
6. Fahrschemel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pro file, insbesondere Strangpressprofile (14,15), Rollprofile oder Faser verbundwerkstoffe, sich im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängs achse erstrecken.
7. Fahrschemel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den vorderen Ende der beiden außenliegenden Profile (15) Befesti gungsmittel (16) für ein Stoßfängermodul (17) vorgesehen sind.
8. Fahrschemel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass an den beiden hinteren Enden der beiden außeniiegen den Profile (15) Befestigungsstellen zum Befestigen der beiden Träger (8) des vorderen Koppelelementes (4) vorgesehen sind.
9. Fahrschemel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass das Zentralrohr (3) mit seiner Achse im wesentlichen entlang der Fahrzeuglängsmittelachse verläuft.
Description:
Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug mit einem Frontmodul zur Aufnahme einer Fahrzeugvorderachse und einem Heckmo- dul zur Aufnahme einer Fahrzeughinterachse.

Fahrschemel sowohl für die Vorder-als auch für die Hinterachse eines Fahr- zeugs sind beispielsweise in Form von Perimeter-Rahmen (US 5,988,734) bekannt. Derartige Fahrwerkskonzepte sind für große Serienprodukte be- stimmt. Sie sind nicht geeignet für in Kleinserien herzustellende Fahrzeuge, insbesondere Nischenfahrzeuge. Um Fahrzeugkonzepte für eine Nische ab- zuwandeln, werden daher eine große Anzahl an Kompromisslösungen in Kauf genommen, die durch die Übernahme von Großserienteilen und- anlagen entstehen. Vor allem, wenn unterschiedliche Fahrzeuge, welche nur wenig voneinander differieren, geplant werden, werden diese aus einem Großserienmodul abgeleitet, so dass diese Nischenfahrzeuge immer an dessen Entstehungszeit und-planung gekoppelt sind. Ein rasches Reagie- ren auf Marktanforderungen ist daher nur mit Schwierigkeiten und relativ ho- hem Aufwand möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Fahrschemel für ein Kraftfahr- zeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug, zu schaffen, bei dem durch ge- ringfügige Änderungen an wenigen Komponenten eine Vielzahl von unter- schiedlichen Fahrzeugkonzepten verwirklicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Frontmodul und das Heckmodul über ein Zentralrohr miteinander verbunden sind, wobei das eine Ende des Zentralrohres über ein vorderes Koppelelement und das

andere Ende des Zentralrohres über ein hinteres Koppelelement mit dem Heckmodul verbunden sind.

Hierdurch wird ein Baukasten geschaffen, der den Aufbau von Fahrsche- meln ermöglicht, bei denen an dafür ausgelegten Koppelstellen eine Fahr- gastzelle aufgenommen werden kann. Gepäckräume können sowohl in die Fahrgastzelle integriert sein als auch als eigene Gepäckraummodule am Fahrschemel befestigt werden. Der Fahrschemel besteht aus wenigen Modulen, die durch geringfügige Änderungen ihrer Konstruktionsparameter auf unterschiedliche Fahrzeugabmessungen und-gewichte angepasst werden können.

Das Frontmodul kann eine einfache aus Profilen aufgebaute Struktur aufwei- sen, welche Fahrwerkskomponenten aufnimmt und die Anbindung an das Koppelelement für das nächste Modul ermöglicht. Bei der Auslegung des Frontmoduls werden besondere Sicherheitsaspekte mitberücksichtigt. Das Modul kann aus Aluminium-Strangpreß-Profilen hergestellt sein oder einen Aufbau aus Faserverbundwerkstoffen aufweisen. An seinem vorderen Ende kann ein entsprechend angepasstes Stoßfängermodul befestigt sein.

Das vordere Koppelelement, welches zwischen dem Frontmodul und dem Zentralrohr vorgesehen ist, kann aus Aluminium-und/oder Magnesiumguß bestehen oder ein Faserverbundteil sein. Die beiden Koppelelemente besit- zen Stützelement bzw. Anbindungsstellen zum Abstützen der Fahrgastzelle bzw. Karosserie. An den Koppelelementen stützen sich die bei einem Unfall auftretenden Kräfte und Momente ab. Ferner werden die vom Fahrwerk und Fahrgastzelle bzw. Karosserie während des Betriebes eingeleiteten Kräfte aufgenommen und auf die Einzelmodule des Fahrschemels verteilt.

Die beiden Koppelelemente sind über das Zentralrohr miteinander verbun- den. Hierdurch erhält der Fahrschemel eine ausreichende Steifigkeit, die die Voraussetzung für eine gute Fahrdynamik schafft. Der Hohlraum des Zent-

ralrohres kann an seiner Vorder-und Hinterseite zugänglich sein, so dass Kraftstoffbehälter und andere Komponenten in diesem Hohiraum unterge- bracht werden können. Das Zentralrohr kann als Strangpressprofil insbeson- dere aus Aluminium, als Stahirollprofil oder als gewickeltes Faserverbund- rohr ausgebildet sein.

Das Heckmodul kann aus einem Hilfsrahmen bestehen, welcher das An- triebsaggregat aufnimmt oder eine gemeinsame Schnittstelle für verschiede- ne Antriebsaggregate darstellt. An diesem Hilfsrahmen können ferner die hinteren Fahrwerkskomponenten aufgenommen werden und ein Stoßfän- germodul befestigt sein.

Der Fahrschemel ist für unterschiedliche Fahrzeugkonzepte, insbesondere Nischenfahrzeuge geeignet.

Anhand der Figur wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert.

Die Figur zeigt in perspektivischer Explosivdarstellung die einzelnen Kompo- nenten des Fahrschemels.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Fahrschemels für ein Personen- kraftfahrzeug besitzt ein Frontmodul 1 und ein Heckmodul 2, welche über ein Zentralrohr 3 miteinander verbunden sind. Das vordere Ende des Zentralroh- res 3 ist über ein vorderes Koppelelement 4 mit dem Frontmodul 1 und das hintere Ende des Zentralrohres 3 ist über ein hinteres Koppelelement 5 mit dem Heckmodul 2 verbunden.

Das vordere Koppelelement 4 besitzt eine mittig angeordnete Rohrverbin- dungsstelle 6, an welcher eine formschlüssige Verbindung mit dem Zentral- rohr 3 hergestellt werden kann. Beidseits der mittigen Rohrverbindungsstelle 6 besitzt das vordere Koppelelement 4 sich im wesentlichen quer zur Fahr-

zeuglängsachse, entlang welcher sich das Zentralrohr 3 erstreckt, Träger 8.

An den beiden äußeren Enden der Träger 8 sind Stützstellen 12 vorgesehen zum Abstützen einer nicht näher dargestellten Fahrgastzelle oder Karosse- rie. Ferner sind im Bereich der Enden Befestigungsmittel 10 vorgesehen zum festen Verbinden des Koppelelementes 4 mit dem Frontmodul 1.

Das Frontmodul 1 besitzt eine einfache aus Profilen aufgebaute Struktur.

Diese erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung.

Hierzu sind innenliegende Profile, insbesondere Strangpressprofile 14 und zwei außenliegende Profile 15 vorgesehen. Die Profile des Frontmoduls 1 können Fahrwerkkomponenten aufnehmen. Die Profile sind bevorzugt als Strangpressprofile, insbesondere aus Aluminium, hergestellt oder können aus Faserverbundwerkstoffen bestehen. An den vorderen Enden der beiden außenliegenden Profile 15 ist über geeignete Befestigungsmittel 16 ein Stoß- fängermodul 17 befestigt. Bei der Auslegung der Profile des Frontmoduls 1 sind ferner Sicherheitsaspekte berücksichtigt.

Das hintere Ende des Zentralrohres 3 ist mit einer mittig vorgesehenen Rohrverbindungsstelle 7 des hinteren Koppelelementes 5 formschlüssig ver- bunden. Das hintere Koppelelement 5 besitzt ebenfalls zwei von der mittigen Rohrverbindungsstelle 7 quer zur Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckende Träger 9. An den beiden Enden der Träger 9 befinden sich Stützelemente 13 für die nicht näher dargestellte Fahrgastzelle bzw. Karosserie. Im Bereich der freien Ende der Träger 9 sind ferner Befestigungsmittel 11 vorgesehen zum Befestigen des Heckmoduls 2. Durch die Stützstellen 12,13 am vorde- ren Koppelelement 4 und am hinteren Koppelelement 5 werden weit ausle- gende Angriffspunkte für die Fahrgastzelle am Fahrschemel geschaffen. In den beiden Koppelelementen werden die während des normalen Fahrbetrie- bes und auch die bei einem Unfall auftretenden Kräfte und Momente aufge- nommen und auf die einzelnen Bestandteile des Fahrschemels verteilt.

Durch das Zentralrohr 3, welches an seinen beiden Enden mit den Koppel- elementen 4 und 5 formschlüssig verbunden ist, werden aufgrund der so

erhaltenen Steifigkeitsverhältnisse gute Fahrdynamikvoraussetzungen ge- schaffen.

Das Heckmodul 2 kann aus einem Hilfsrahmen bestehen, welcher das An- triebsaggregat aufnehmen kann. Es kann auch eine gemeinsame Schnitt- stelle für mehrere unterschiedliche Antriebsaggregate vorhanden sein. Fer- ner können am Hilfsrahmen des Heckmoduls 2 die hinteren Fahrwerkskom- ponenten aufgenommen werden. Ferner ist über geeignete Befestigungsmit- tel 18 ein Stoßfängermodul 19 befestigt.

Bezugszeichenliste 1 Frontmodul 2 Heckmodul 3 Zentralrohr 4 vorderes Koppelelement 5 hinteres Koppelelement 6 Rohrverbindungsstelle 7 Rohrverbindungsstelle 8 Träger 9 Träger 10 Befestigungsmittel 11 Befestigungsmittel 1 2 Stützelement 1 3 Stützelement 14 innenliegende Strangpreßprofile 15 außenliegende Strangpreßprofile 16 Befestigungsmittel 1 7 Stoßfängermodul 1 8 Befestigungsmittel 1 9 Stoßfängermodul