DE102005036920A1 - Fahrgestell eines zweispurigen Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrgestell eines zweispurigen Kraftfahrzeugs mit einem in einem Endbereich angeordneten Antriebsaggregat und einem im anderen Endbereich angeordneten Achsgetriebe sowie mit einem im wesentlichen zentral von vorne nach hinten verlaufenden Tragrohr, wobei die Radaufhängungen der einzelnen Fahrzeug-Räder letzlich am Tragrohr abgestützt sind, wobei das im wesentlichen biegesteife und torsionssteife Tragrohr die Gehäuse des Antriebsaggregats und des Achsgetriebes starr miteinander verbindet und an den genannten Gehäusen Querträger befestigt sind, an denen Radfühhrungselemente angelenkt sind. Zur im wesentlichen biegesteifen und torsionssteifen Befestigung der Querträger können geeignete Versteifungsprofile vorgesehen sein, ebenso können zum Tragrohr im wesentlichen parallel verlaufende Versteifungsträger zwischen den Querträgern vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Karosserie des Fahrzeugs im wesentlichen an vier Punkten des Fahrgestells mit breiter Abstützbasis gelagert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Fahrgestell eines zweispurigen Kraftfahrzeugs mit einem in einem Endbereich angeordneten Antriebsaggregat und einem im anderen Endbereich angeordneten Achsgetriebe sowie mit einem im wesentlichen zentral von vorne nach hinten verlaufenden Tragrohr, wobei die Radaufhängungen der einzelnen Fahrzeug-Räder letztlich am Tragrohr abgestützt sind. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die EP 1 175 328 sowie insbesondere auf das alte deutsche Patent 423 116 verwiesen.
• Derzeitige Personenkraftwagen mit Frontmotor und Heckantrieb weisen neben einem sog. Antriebsaggregat, welches neben einer Brennkraftmaschine ein Gangwechselgetriebe umfasst, ein Hinterachsgetriebe mit integriertem Differential zur Verteilung des vom Antriebsaggregat bereit gestellten Moments auf die beiden angetriebenen Hinterräder auf, sowie sog. Vorderachsträger und Hinterachsträger, an denen die Räder des Fahrzeugs führende Lenker oder dgl. angelenkt sind. Dabei ist jede dieser genannten Baugruppen über typischerweise vier Punkte an der Karosserie des Kraftfahrzeugs gelagert, was zur Folge hat, dass sämtliche Momente und Kräfte aus diesen Baugruppen über die Karosserie geleitet werden.
• Im Hinblick auf ein gutes Fahrverhalten sollte die Karosserie als Übertragungselement der Achskräfte und Achsmomente möglichst verwindungssteif ausgelegt sein, was nachteiligerweise ein hohes Karosserie-Gewicht verursacht. Auch sollte die Anbindung der Achsträger an die Karosserie aus fahrdynamischen Gründen relativ steif sein, im Hinblick auf einen hohen Fahrkomfort hingegen relativ weich, woraus sich folglich ein Zielkonflikt ergibt. Vergleichbares gilt hinsichtlich der Lagerung des Antriebsaggregats sowie des Hinterachsgetriebes, die im Hinblick auf Schwingungsdämpfung weich sein sollte, zur Vermeidung von Lastwechselschlägen und unerwünschter Resonanzen hingegen möglichst steif. Da die Abstützbasis der jeweiligen Lager teilweise sehr klein ist, sind groß dimensionierte Lager erforderlich, was hinsichtlich Bauraum und Kosten nachteilig ist. Überhaupt sind auf diese Weise sechszehn Lager erforderlich, was einen hohen Aufwand auch hinsichtlich Entwicklung und Abstimmung bedingt. Schließlich muss die sog. Kardanwelle zwischen dem Antriebsaggregat und dem Hinterachsgetriebe aufgrund der möglichen Relativbewegung zwischen diesen Elementen an ihren beiden Enden entsprechend gelenkig gelagert sein, was abermals aufwändig ist.
• Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Fahrgestell nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das im wesentlichen biegesteife und torsionssteife Tragrohr die Gehäuse des Antriebsaggregats und des Achsgetriebes starr miteinander verbindet und dass an den genannten Gehäusen oder am Tragrohr im Bereich dieser Gehäuse Querträger befestigt sind, an denen Radführungselemente angelenkt sind. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß ist das Antriebsaggregat praktisch starr mit dem Achsgetriebe, insbesondere Hinterachsegetriebe, verbunden, und zwar über ein im wesentlichen biegesteifes und torsionssteifes sog. Tragrohr, innerhalb dessen die Kardanwelle zwischen der Abtriebsseite des Antriebsaggregats und der Eingangsseite des Achsgetriebes verlaufen kann. Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass üblicherweise das Antriebsaggregat im Frontbereich und das Achsgetriebe im Heckbereich des Fahrzeugs vorgesehen ist; grundsätzlich ist jedoch auch die umgekehrte Anordnung möglich. Dabei sind ähnliche zentrale Tragrohre zwar bereits bekannt, so bspw. aus der eingangs erstgenannten EP 1 175 328 , jedoch ist dort nicht das Antriebsaggregat mit dem Achsgetriebe über das dort sog. Zentralrohr verbunden. Eine größere Ähnlichkeit hat der vorliegende Vorschlag mit dem eingangs ebenfalls genannten alten deutschen Patent 423 116 aus dem Jahr 1923, jedoch sind dort das Antriebsaggregat und das Achsgetriebe im Inneren des Rohrs untergebracht. Insbesondere jedoch zeigt dieses alte deutsche Patent keinen Vorderachsträger und keinen Hinterachsträger, die als sog. Querträger nach der vorliegenden Erfindung an den Gehäusen des Antriebsaggregats bzw. des Hinterachsgetriebes oder am Tragrohr im Bereich dieser Gehäuse befestigt sind, und an denen Radaufhängungen bzw. Radführungselemente für die einzelnen Fzg.-Räder angelenkt sind.
• Das soweit vorgeschlagene Fahrgestell gestaltet sich somit zu einem gemeinsamen Antriebs- und Fahrwerksmodul, das auch als Integralfahrgestell bezeichnet werden kann. Dabei erfolgt die Momentenabstützung zwischen dem „Fahrwerksbestandteil" dieses Moduls und dem „Antriebsbestandteil" dieses Moduls praktisch direkt und insbesondere ohne Einleitung in die Karosserie des Fahrzeugs, die im wesentlichen an vier Punkten dieses Integralfahrgestells vorzugsweise mit breiter Abstützbasis gelagert ist. Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung können dabei zur im wesentlichen biegesteifen und torsionssteifen Befestigung der Querträger geeignete Versteifungsprofile vorgesehen sein und/oder es können zum Tragrohr im wesentlichen parallel verlaufende Versteifungsträger zwischen den Querträgern vorgesehen sein, wie auch aus der beigefügten einzigen Prinzipdarstellung hervorgeht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stark abstrahiert zeigt.
• Mit der Bezugsziffer 1 ist ein im Frontbereich eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs bzw. Personenkraftwagens angeordnetes Antriebsaggregat gekennzeichnet, das aus einer Brennkraftmaschine 1a und einem sich daran anschließenden Gangwechselgetriebe 1b zusammengesetzt ist. Im Bereich des Getriebeausgangs ist am Gehäuse des Getriebes 1b (bzw. allgemein des Antriebsaggregats 1) ein sich in Fahrzeug-Längsrichtung nach hinten bis zu einem Hinter-Achsgetriebe 2 erstreckendes Tragrohr 3 befestigt, dessen freies Ende am Gehäuse dieses Hinter-Achsgetriebes 2 befestigt ist. Innerhalb dieses Tragrohres 3 verläuft eine die nicht dargestellte Ausgangswelle des Gangwechselgetriebes 1b (bzw. des Antriebsaggregats 1) mit der ebenfalls nicht dargestellten Eingangswelle des Hinterachsgetriebes 2 verbindende, figürlich nicht dargestellte sog. Kardanwelle, deren Enden jedoch nicht mehr kardanisch mit den jeweiligen Getriebewellen verbunden sein müssen, da aufgrund des im wesentlichen biegesteifen und torsionssteifen Tragrohres 3 keine nennenswerten Relativbewegungen zwischen dem Antriebsaggregat 1 und dem Achsgetriebe 2 mehr stattfinden können.
• Hier ist im wesentlichen an der Unterseite des Gehäuses des Antriebsaggregats 1 ein Querträger 4a befestigt, der als dem Fachmann bekannter Vorderachsträger fungiert, und es ist im wesentlichen an der Unterseite des Gehäuses des Achsgetriebes 2 ein Querträger 4b befestigt, der als dem Fachmann bekannter Hinterachsträger fungiert. Nicht dargestellt sind an diesen Querträgern 4a bzw. 4b angelenkte Radführungsglieder für die jeweiligen Fahrzeug-Räder (vorne links bzw. vorne rechts bzw. hinten links bzw. hinten rechts). Zur im wesentlichen biegesteifen und torsionssteifen Befestigung der Querträger 4a, 4b sind an diesem geeignete Versteifungsprofile 5 befestigt, die hier von seitlich am jeweiligen Gehäuse abgestützt sind; ferner sind zum Tragrohr 1 beidseitig desselben im wesentlichen parallel verlaufende Versteifungsträger 6 zwischen den Querträgern 4a, 4b vorgesehen bzw. mit ihren Enden geeignet an diesen befestigt. Auf diesem sog. Integralfahrgestell ist dann auf nicht dargestellte Weise die (nicht dargestellte) Karosserie des Fahrzeugs im wesentlichen an dargestellte) Karosserie des Fahrzeugs im wesentlichen an vier Punkten mit möglichst breiter Abstützbasis gelagert, so bspw. an den Enden der Querträger 4a, 4b.
• Mit einem vorgeschlagenen „Integralfahrgestell" reduziert sich zunächst die Anzahl der abzustimmenden Lagerstellen von bisher sechszehn auf nunmehr nur noch vier, nämlich auf die Lagerstellen der Karosserie am Fahrgestell. Innerhalb des Fahrgestells selbst sind keine speziellen Lagerstellen erforderlich, da die soweit genannten bzw. beschriebenen Elemente fest miteinander verbunden ist. Selbstverständlich gibt es jedoch abzustimmende Lagerstellen zwischen den Querträgern, d.h. dem Vorderachsträger 4a bzw. dem Hinterachsträger 4b und den daran angelenkten Radführungsgliedern, jedoch sind diese im üblichen Stand der Technik auch (noch zusätzlich) enthalten. Vorteilhafterweise können diese genannten (im wesentlichen) vier Lagerstellen zwischen dem Integralfahrgestell und der Karosserie weich und somit kompromisslos unter Komfort-Aspekten abgestimmt werden. Hinsichtlich der Kriterien Fahrdynamik und Agilität ist die Zuordnung der Radbewegungen nicht durch Elastizitäten in Lagerstellen verfälscht. Die Folge sind präzises Fahrverhalten und hohe Agilität. Insbesondere durch die Versteifung mit den Versteifungsträgern 6 ergibt sich ein extrem steifer Grundkörper, der die besten Voraussetzungen für ein gutes Fahrverhalten darstellt. Vorteilhafterweise muss die auf diesem Grundkörper aufgesetzte Karosserie nicht weiter hinsichtlich Steifigkeit optimiert werden und kann dadurch extrem leicht gestaltet sein. Im übrigen lässt sich hiermit einfach eine Baukastenlösung bzw. ein Gleichteileprinzip für unterschiedliche Modelle von Personenkraftwagen im Besonderen bzw. für Kraftfahrzeuge allgemein realisieren, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (4)

1. Fahrgestell eines zweispurigen Kraftfahrzeugs mit einem in einem Endbereich angeordneten Antriebsaggregat (1) und einem im anderen Endbereich angeordneten Achsgetriebe (2) sowie mit einem im wesentlichen zentral von vorne nach hinten verlaufenden Tragrohr (3), wobei die Radaufhängungen der einzelnen Fahrzeug-Räder letztlich am Tragrohr (3) abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das im wesentlichen biegesteife und torsionssteife Tragrohr (3) die Gehäuse des Antriebsaggregats (1) und des Achsgetriebes (2) starr miteinander verbindet und dass an den genannten Gehäusen oder am Tragrohr (3) im Bereich dieser Gehäuse Querträger (4a, 4b) befestigt sind, an denen Radführungselemente angelenkt sind.
2. Fahrgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur im wesentlichen biegesteifen und torsionssteifen Befestigung der Querträger (4a, 4b) geeignete Versteifungsprofile (5) vorgesehen sind.
3. Fahrgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Tragrohr (3) im wesentlichen parallel verlaufende Versteifungsträger (6) zwischen den Querträgern (4a, 4b) vorgesehen sind.
4. Fahrgestell nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie des Fahrzeugs im wesentlichen an vier Punkten des Fahrgestells mit breiter Abstützbasis gelagert ist.