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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen
Personenkraftwagen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Ein
derartiges Kraftfahrzeug umfasst üblicherweise einen Tragrahmen
mit zwei Längsendbereichen,
nämlich
einem Frontendbereich und einem Heckendbereich. Zumindest in einem
dieser Längsendbereiche
ist zumindest an einer Fahrzeugseite ein Längsträger angeordnet. Üblicherweise
ist an beiden Fahrzeugseiten jeweils ein Längsträger vorgesehen. An diesen Längsträgern ist
der Tragrahmen an einem vorderen bzw. an einem hinteren Achsträger abgestützt, an
dem eine Vorderachse bzw. eine Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet
ist. Die Kraftübertragung
zwischen dem Achsträger
und dem jeweiligen Längsträger erfolgt
dabei über
wenigstens eine Abstützung.
Da im Bereich dieser Abstützungen sehr
hohe Kräfte übertragen
werden, muss die jeweilige Abstützung
bzw. der damit ausgestattete Bereich eine entsprechend hohe Steifigkeit
aufweisen.
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Bei
modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Personenkraftwagen, sind
die Längsträger des Tragrahmens
in Blechbauweise hergestellt, also aus mehreren gefalteten Blechen
zusammengebaut. Um bei einem Blechbauteil die Steifigkeit zu erhöhen, ist es
grundsätzlich
möglich,
sogenannte „Doppler" anzubrin gen, also
weitere Blechteile, die sich an die anderen Blechteile flächig anschmiegen,
um dadurch die Materialstärke
des Blechbauteils zu vergrößern. Bei
derartigen Abstützungen
gestaltet sich die Befestigung des Achsträgers relativ schwierig, da
beispielsweise Verschraubungen nicht ohne weiteres mit hinreichender
Festigkeit realisierbar sind.
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Aus
der
EP 0 784 558 B1 ist
es bekannt, in einen als Blechbauteil ausgestalteten Träger ein Funktionsteil
zu integrieren, das zur Krafteinleitung in den Träger und
zur Aussteifung des Trägers
dient. Hierzu wird im Träger
zunächst
eine Ausnehmung ausgebildet, in welche das Funktionsteil passgenau eingesetzt
wird. Anschließend
wird das Funktionsteil mit dem Träger im Bereich der aneinander
liegenden Wände
umfangsmäßig verschweißt. Hierdurch
bildet das Funktionsteil einen integralen Bestandteil des Träges; insbesondere
verläuft
der Kraftfluss im Träger
im Bereich des Funktionsteils direkt durch das Funktionsteil.
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Aus
der
DE 103 01 533
A1 ist es bekannt, ein Widerlager an einem Strukturteil
eines Fahrzeugs dadurch anzuordnen, dass das Widerlager mit einem Flansch
versehen ist, der mit einer Befestigungsfläche des Strukturteils verklebt
ist.
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Die
DE 103 09 996 A1 zeigt
einen Hinterachsträger
oder Fahrschemel, der über
drei Luftfedern an einem Fahrzeugboden abgestützt ist. Dabei sind zwei Luftfedern
einerseits der Hinterachse an den beiden Fahrzeugseiten angeordnet,
während
die dritte Luftfeder andererseits der Hinterachse mittig angeordnet
ist. Im Bereich der mittig angeordneten Luftfeder ist außerdem ein
vertikales Gleitlager vorgesehen, das einen fest am Fahrzeugboden
angeordneten Führungszapfen
und eine am Fahrschemel angebrachte Gleithülse aufweist, die außen am Führungszapfen
vertikal verstellbar ist.
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Die
DE 199 26 607 C2 zeigt
ein modular aufgebautes Fahrzeug, bei dem ein Radmodul ein als Integralträger ausgebildetes
Gehäuse
aufweisen kann. Vorzugsweise ist dieses Gehäuse mit einer Verrippung versehen,
die im Bereich eines Fußbodens
wabenförmig
ausgestaltet sein kann.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform
anzugeben, die sich insbesondere durch eine einfache Herstellbarkeit
und hohe Festigkeit auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die jeweilige Abstützung zwischen
Achsträger
und Längsträger jeweils
mit einer Konsole zu versehen, die bezüglich des Längsträgers ein separat hergestelltes
Bauteil bildet. Diese Konsole ist dabei als Stahlgussteil ausgestaltet
und ist an einer dem Achsträger
zugewandten Unterseite an den Längsträger angebaut.
Eine solche Stahlgusskonsole lässt
sich ohne weiteres so gestalten, dass sie in sich bereits eine sehr
hohe Steifigkeit aufweist. Darüber
hinaus lässt
sich die Konsole so ausgestalten, dass sie eine günstige Kraftübertragung
zwischen Konsole und Längsträger und
somit zwischen Achsträger
und Tragrahmen ermöglicht.
Insbesondere lässt
sich eine derartige Konsole bei entsprechender Ausstattung großflächig mit
dem Längsträger verbinden,
um eine günstige
Kraftübertragung
zu erzielen. Die Gestaltung der Konsole als Anbauteil ermöglicht es
dem jeweiligen Längsträger, unabhängig von
der Konsole Kräfte
in seiner Längsrichtung übertragen
zu können.
Im Bereich der Abstützung
kann der Längsträger somit
als übliches
Blechbauteil einfach und preiswert ausgestaltet werden. Die im Bereich
der Abstützung
benötigte
erhöhte
Steifigkeit lässt
sich im Extremfall ausschließlich
durch den Anbau der Konsole an den Längsträger erzielen. Des Weiteren
vereinfacht die Ausgestaltung der Konsole als Stahlgussteil die
Anbindung des Achsträgers.
Insbesondere lässt
sich der Achsträger
mit der Konsole einseitig verschrauben.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
stark vereinfachte, prinzipielle Seitenansicht auf ein Kraftfahrzeug
im Bereich eines an einem Tragrahmen angebrachten Achsträgers,
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2 eine
vergrößerte Seitenansicht
auf eine Konsole,
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3 eine
Vorder- oder Rückansicht
entsprechend einem Pfeil III in 2 auf die
Konsole,
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4 eine
Ansicht von unten entsprechend einem Pfeil IV in 2 auf
die Konsole,
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5 eine
Ansicht von oben entsprechend einem Pfeil V in 2 auf
die Konsole,
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6 eine
perspektivische Ansicht der Konsole.
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Entsprechend 1 besitzt
ein im übrigen nicht
dargestelltes Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich vorzugsweise
um einen Personenkraftwagen handelt, einen Tragrahmen 2,
von dem hier lediglich ein Längsendbereich 3 wiedergegeben
ist. Bei diesem Längsendbereich 3 handelt
es sich entweder um einen Frontendbereich oder um einen Heckendbereich des
Tragrahmens 2. Es ist klar, dass das Fahrzeug 1 grundsätzlich auch
an beiden Längsendbereichen 3 in
der nachfolgend beschriebenen Weise ausgestaltet sein kann.
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Im
jeweiligen Längsendbereich 3 besitzt
der Tragrahmen 2 zumindest an einer Fahrzeugseite einen
Längsträger 4.
Grundsätzlich
kann der Tragrahmen 2 im Längsendbereich 3 an
beiden Fahrzeugseiten einen derartigen Längsträger 4 aufweisen, so dass
die nachfolgenden Ausführungen
grundsätzlich auch
für beide
Fahrzeugseiten gelten können.
In der gewählten
Ansicht ist jedoch nur einer der Längsträger 4 erkennbar.
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Zumindest
am gezeigten Längsträger 4 ist ein
Achsträger 5 über zumindest
eine Abstützung 6 abgestützt. Im
vorliegenden Fall sind zwei derartige Abstützungen 6 vorgesehen.
Der Achsträger 5 trägt eine
hier nicht gezeigte Fahrzeugachse, nämliche eine Vorderachse bzw.
eine Hinterachse. Die beiden Abstützungen 6 sind zweckmäßig beiderseits
der jeweiligen Fahrzeugachse angeordnet. Der Achsträger 5 erstreckt
sich üblicherweise
in Fahrzeugquerrichtung und ist dann an beiden Fahrzeugseiten über jeweils
wenigstens eine, vorzugsweise über
zwei Abstützungen 6 an
den beiden Längsträgern 4 abgestützt. Insbesondere
dann, wenn es sich beim Achsträger 5 um
einen Vorderachsträger
handelt, kann dieser als Integralträger ausgestaltet sein, an dem zumindest
die Vorderachse des Fahrzeugs angeordnet ist. Üblicherweise trägt ein derartiger
Integralträger 5 außerdem eine
Brennkraftmaschine des Fahrzeugs 1 sowie ggf. weitere Aggregate,
die im Motorraum des Fahrzeugs 1 untergebracht sind. Ein
solcher Integralträger 5 ist üblicherweise über die
Abstützungen 6 starr
oder steif mit dem jeweiligen Träger 4 verbunden.
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Sofern
es sich beim Achsträger 5 um
einen Hinterachsträger
handelt, kann dieser vorzugsweise als Fahrschemel ausgestaltet sein.
Ein derartiger Fahrschemel 5 trägt dann die Hinterachse. Des
Weiteren kann am Fahrschemel 5 beispielsweise ein Differentialgetriebe
angebracht sein. Üblicherweise
ist ein solcher Fahrschemel 5 elastisch an den Abstützungen 6 und
somit elastisch am jeweiligen Träger 4 angebracht.
Hierzu weist der Fahrschemel 5 entsprechende, hier nicht
gezeigte Elastomerlager auf, die dann an den Abstützungen 5 und über diese
am jeweiligen Längsträger 4 abgestützt sind.
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Der
jeweilige Längsträger 4 ist üblicherweise als
Blechbauteil ausgestaltet und besteht dementsprechend aus einem
oder mehreren zusammengefügten
einzelnen Blechen, die entsprechend gefaltet bzw. gekantet sind.
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Erfindungsgemäß weist
die jeweilige Abstützung 6 eine
Konsole 7 auf. Die jeweilige Konsole 7 ist als
Stahlgussteil ausgestaltet, insbesondere als dünnwandiges Stahlgussteil, und
besteht vorzugsweise aus einem nicht rostenden Stahl. Die jeweilige Konsole 7 ist
bezüglich
des zugehörigen
Längsträgers 4 ein
separates Bauteil und ist am zugehörigen Längsträger 4 an einer dem
Achsträger 5 zugewandten
Unterseite 8 angebaut. Die Konsole 7 bildet somit keinen
integralen Bestandteil des zugehörigen Längsträger 4 und
dient insbesondere nicht zur Kraftübertragung in der Längsrichtung
des zugehörigen Längsträgers 4.
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Dabei
ist die jeweilige Konsole 7 am Längsträger 4 auf geeignete
Weise befestigt. Vorzugsweise ist die Konsole 7 an den
Längsträger 4 angeschweißt. Im Unterschied
dazu kann der Achsträger 5 an
die jeweilige Konsole 7 angeschraubt sein. Entsprechende
Schraubverbindungen sind in 1 durch
strichpunktierte Linien angedeutet und mit 9 bezeichnet.
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Nachfolgend
wird anhand der 2 bis 6 eine bevorzugte
Ausführungsform
für eine
derartige Konsole 7 näher
erläutert.
Die Konsole 7 ist zweckmäßig aus einem Stück hergestellt.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform
ist die Konsole 7 mit einem U-Profilabschnitt 10 ausgestattet,
der eine Basis 11 und zwei parallel zueinander verlaufende,
von der Basis 11 abstehende Schenkel 12 aufweist.
Entsprechend 3 übergreift der U-Profilabschnitt 10 den
Längsträger 4 beidseitig.
Dabei liegt die Basis 11 an der Unterseite 8 des
Längsträgers 4 an,
während die
Schenkel 12 den Längsträger 4 seitlich übergreifen
und an voneinander abgewandten Seitenwänden 13 des Längsträgers 4 anliegen.
Die Anbindung der Konsole 7 an den Längsträger 4 erfolgt beispielsweise
mittels einer entlang des U-Profilabschnitts 10 geschlossen
umlaufenden Schweißnaht.
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Des
Weiteren ist die Konsole 7 mit einem Topfabschnitt 14 ausgestattet,
an dem sich im montierten Zustand der Achsträger 5 abstützt. Dieser Topfabschnitt 14 ist
hier im wesentlichen kegelstumpfförmig oder konisch ausgestaltet.
Ebenso kann der Topfabschnitt 14 zylindrisch ausgeformt sein.
Entsprechend den 5 und 6 ist der Topfabschnitt 14 zum
jeweili gen Längsträger 4 hin
offen, während
er entsprechend 4 an einer vom Längsträger 4 abgewandten
Seite einen Boden 15 aufweist. Dabei steht der Topfabschnitt 14 an
einer von den Schenkeln 12 abgewandten Seite von der Basis 11 bezüglich einer
Ebene, in welcher die Basis 11 liegt, im wesentlichen senkrecht
ab.
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Entsprechend
den 5 und 6 kann der Topfabschnitt 14 in
seinem Inneren durch wenigstens einen, vorzugsweise jedoch wie hier
durch mehrere Stege 16 ausgesteift sein. Diese Stege 16 erstrecken sich
dabei parallel zu einer Längsrichtung
des Topfabschnitts 14, die im Einbauzustand im wesentlichen
vertikal verläuft.
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Des
Weiteren ist der Topfabschnitt 14 hier in seinem Inneren
mit einem zentralen Zylinderkörper 17 ausgestattet.
Der Zylinderkörper 17 ist
hier in die mit den Stegen 16 erzielte Verrippung oder
Aussteifung des Topfabschnitts 14 integriert. Dementsprechend
verbinden die Stege 16 den Zylinderkörper 17 mit einer
Wandung 18 des Topfabschnitts 14. Vorzugsweise
erstrecken sich dabei die einzelnen Stege 16 bezüglich des
Zylinderkörpers 17 sternförmig. Der Zylinderkörper 17 ist
vorzugsweise an dem dem Längsträger 4 zugewandten
axialen Ende verschlossen und weist dort einen entsprechenden Zylinderboden 19 auf.
Die Längserstreckung
des Zylinderkörpers 17 ist
zweckmäßig so gewählt, dass
sich der Zylinderkörper 17 mit
dem Zylinderboden 19 im montierten Zustand am Längsträger 4 abstützt. Entsprechend 4 ist
der Zylinderkörper 17 an
seiner dem Achsträger 5 zugewandten
axialen Seite offen. Hierzu enthält
der Boden 15 des Topfabschnitts 14 eine Zylinderöffnung 20,
die vom Achsträger 5 her
einen Zugang zu einem Zylinderraum 21 ermöglicht,
der vom Zylinderkörper 17 umschlossen
ist. Dieser Zylinderraum 21 dient beispielsweise zum Einschrauben einer
zentralen Befestigungsschraube, mit welcher der Achsträger 5 an
der Konsole 7 befestigt wird. Diese Schraube kann selbstschneidend
sein, was der austenitische Werkstoff der Konsole 7 ermöglicht.
Alternativ kann der Zylinderraum 21 als Aufnahme für einen
Lagerzapfen oder Zentrierzapfen oder dgl. dienen, der am jeweiligen
Achsträger 5 angeordnet
ist und zur besseren Positionierung, Fixierung und Kraftübertragung
dienen kann.
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Um
die als Gussteil konzipierte Konsole 7 nach dem Gießen aus
der jeweiligen Form auswerfen zu können, ist die Konsole 7 im
Topfabschnitt 14 mit mehreren zylinderförmigen Auswerfern 22 ausgestattet,
die in den 5 und 6 erkennbar
sind. Diese Auswerfer 22 sind Vollkörper und sind bei der hier
gezeigten bevorzugten Ausführungsform
in die Stege 16 integriert. Mit anderen Worten, die Auswerfer 22 sind
mit Hilfe der Stege 16 einerseits mit der Wandung 18 des
Topfabschnitts 14 und andererseits mit dem Zylinderkörper 17 verbunden,
wodurch sich eine intensive Abstützung
und Stabilisierung für
die einzelnen Auswerfer 22 ergibt. Zweckmäßig sind auch
die Auswerfer 22 bezüglich
des Zylinderkörpers 17 sternförmig angeordnet.