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Die Erfindung bezieht sich auf ein Nutzfahrzeug mit einem, einen Motor, eine Kupplung und ein Getriebe umfassenden Antriebsstrang, der mittelbar an vier Auflagestellen in einem Rahmen gelagert ist.
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DE 10 93 218 A offenbart einen Hilfsrahmen zur Aufhängung eines Antriebs- und Achsaggregates in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Omnibus oder einem anderen Großfahrzeug, der elastisch am übrigen Fahrzeug befestigt ist und aus Längsträgern und Querträgern besteht, wobei mindestens einer der Querträger, welcher über einen Teil seiner Länge einen geschlossenen Querschnitt aufweist, mit einem offenem Querschnitt an die einen geschlossenen Querschnitt aufweisenden Längsträger angeschlossen ist.
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Aus der
DE 102 23 517 A1 ist ein Antriebsmotor mit einem zugehörigen Getriebe bekannt, der vibrationsisolierend im Bereich zwischen einem Paar Rahmenlängsträgern gelagert ist. Die Aufhängung dieses Antriebsaggregats weist mindestens einen Aufhängepunkt am vorderen Teil des Aggregats und zwei hintere Aufhängepunkte am hinteren Teil des Aggregats auf. Die Aufhängung besteht bei jedem hinteren Aufhängepunkt aus einer mit einem Vibrationsisolator integrierten Aufhängungseinheit. Die Aufhängungseinheit ist in einem Halter montiert, der im angrenzenden Rahmenlängsträger in dessen Steg im Bereich zwischen den Flanschen befestigt ist. Jede Aufhängungseinheit ist im Verhältnis zum Steg des jeweiligen Rahmenlängsträgers und zur anderen Aufhängungseinheit so montiert und orientiert, dass die Hauptsteifigkeitsrichtungen der Aufhängungseinheiten in der gleichen Querebene zu den Rahmenlängsträgern liegen. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass im Bereich von Motor und Getriebe keine direkte Verbindung über massive Träger zwischen den Rahmenlängsträgern untergebracht werden können. Aus diesem Grund müssen auch die Motorlager Rahmenkräfte übertragen, sodass die Kräfte von einem Längsträger über das eine Motorlager in den Motorblock und von dort aus über das andere Motorlager in den anderen Längsträger fließen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein Nutzfahrzeug zu schaffen, bei dem der Antriebsstrang von der Übertragung von Rahmenkräften freigestellt ist.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung führt zu einer wesentlichen Stabilisierung des Rahmens im Bereich des Antriebsstrangs, sodass eine zusätzliche Verstärkung z. B. der Rahmenlängsträger unterbleiben kann. Die Erfindung wirkt sich darüber hinaus positiv auf das Fahrverhalten aus. Die aus Motor und Getriebe resultierenden Kräfte werden aufgrund der Erfindung nicht oder nur noch unwesentlich in den Rahmen eingeleitet. Da bei einem Nutzfahrzeug über dem Antriebsstrang das Fahrerhaus bzw. die Lenkung angeordnet sind, trägt die Erfindung zu einer erhöhten Verwindungssteifigkeit bei und reduziert die Übertragung von Motorgeräuschen sowie Vibrationen des Motors auf den Rahmen bzw. das Fahrerhaus. Die Anordnung weiterer Querträger, sowie sie die Erfindung vorsieht, erhöht die Biegefestigkeit und die Tragkraft des Rahmens.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durchsetzt das Befestigungsrohr den Querträger. Das Befestigungsrohr nimmt dabei die Gelenkwelle auf, die die Kraft vom Motor zu den angetriebenen Achsen überträgt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durchsetzt der Querträger das Befestigungsrohr. Vorteilhaft ist dabei, dass der Querträger im Bereich des Antriebsstrangs weitestgehend unabhängig von der Position des Motors, der Kupplung bzw. des Getriebes eingesetzt werden kann. Je nach Erfordernis durchsetzt dabei der Querträger entweder das jeweilige Befestigungsrohr oder wird selbst vom Befestigungsrohr durchsetzt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Querträger mit dem Befestigungsrohr unter Zwischenschaltung von Federelementen verbunden. Die Federelemente bestehen dabei vorzugsweise aus Elastomeren, die die Schwingungen aus dem Antriebsstrang größtenteils eliminieren und eine elastische Verbindung ermöglichen. Die Erfindung stellt den Antriebsstrang damit im Nutzfahrzeug-Rahmen davon frei, die Funktion eines tragenden Rahmenelements zu übernehmen zu müssen. Der Motor, die Kupplung und das Getriebe werden als Elemente des Antriebsstrangs zusätzlich entlastet. Dabei werden die Kupplung bzw. im Fall eines automatischen Getriebes der Wandler in der Kupplungsglocke gehaust. Im Folgenden wird im Hinblick auf die Kupplung bzw. den Wandler verallgemeinernd von der Kupplungsglocke gesprochen. Das Getriebe kann ein manuelles Gangwechselgetriebe oder ein automatisches Getriebe sein. Im Folgenden wird allgemein auf das Getriebe Bezug genommen. Die Federelemente können auch aus anderen geeigneten Materialien bestehen. Sie werden auf Druck und Schub beansprucht und können in verschiedenen Federhärten ausgeformt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungsrohr im Antriebsstrang in Fahrtrichtung vor dem Getriebe angeordnet. Im Reparaturfall ist somit eine leichtere Demontage des Getriebes sowie der Kupplungsglocke möglich. Der Querträger bzw. das Befestigungsrohr können dabei mit der Kupplungsglocke bzw. dem Getriebe im Baukastenprinzip vormontiert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungsrohr in Verlängerung der Längsachse der Kupplungsglocke in Fahrtrichtung gesehen vor der Kupplungsglocke angeordnet. Je nach erforderlicher Verwindungssteifigkeit kann das Befestigungsrohr an der gewünschten Stelle im Antriebsstrang angeordnet werden und die zusätzliche Platzierung eines Querträgers ermöglichen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Querträger an dem, dem Getriebe entgegengesetzten Ende des Antriebsstrangs angeordnet. Die Erfindung entlastet somit den Antriebsstrang gegenüber Rahmenverwindungen und vermeidet eine Überlastung bzw. Versteifung der Motorlagerung. Über die Position des Befestigungsrohrs bzw. des zusätzlichen Querträgers kann die Motorlagerung rein auf die Belange des Antriebsstrangs hin optimiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Querträger zwischen dem Motorblock und dem, dem Motorblock vorgelagerten Lüfter angeordnet.
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Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Antriebstrang über mindestens drei Auflagestellen an den mindestens zwei Querträgern gelagert ist. Der Querträger weist dabei zur Anlagerung am, dem Getriebe zugewandten Ende des Motorblocks mindestens zwei Auflagestellen auf. In der Folge ist zwischen Motorblock und Lüfter, an der Vorderseite des Motorblocks eine einzige Auflagestelle ausreichend. Auf Grund der Erfindung werden keine Drehmomente in die vordere lüfterseitige Motorlagerung eingebracht. Das Antriebsmoment wird nur über die Auflagestellen abgestützt, die zwischen dem hinteren Befestigungsrohr und dem dazugehörigen Querträger angeordnet sind. Die einfache Lagerung kann aber auch am hinteren Befestigungsrohr angebracht sein. In diesem Fall sitzen die Momente abstützenden Lager am vorderen Befestigungsrohr. Die vorstehend genannten Vorteile gelten entsprechend.
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Die Erfindung ermöglicht, dass der Antriebsstrang unabhängig vom Profil des Rahmens nicht nur in der Horizontalen, sondern vorzugsweise in der Vertikalen aus dem Rahmen entnehmbar ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Motor eine Kurbelwelle auf, mit deren Längsachse der Querträger fluchtet.
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Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Querträger von dem Ende der Kurbelwelle durchsetzt ist. Hierdurch wird eine dynamisch optimierte Motoraufhängung erreicht und die Eigenschwingungen des Antriebsstrangs werden von der Eigenschwingung des Fahrgestells abgekoppelt. Die Erfindung verhindert, dass Vibrationen und Geräusche des Motors in die Fahrerkabine bzw. den Fahrzeuginnenraum übertragen werden. Überdies wird vermieden, dass die Masse des Motors, angeregt über die Radaufhängung und den Rahmen von den Unebenheiten der Straße in Schwingungen gerät. Die Erfindung bewirkt darüber hinaus, dass ein Verschieben des Antriebsstrangs verhindert wird und somit eine Berührung des Antriebsstrangs mit der Karosserie ausgeschlossen ist. Zusätzlich wird erreicht, dass die von den Motor-Momentenschwankungen ausgehenden Kräfte auf den Rahmen minimiert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bildet der Antriebsstrang mit wenigstens einem, das Befestigungsrohr aufnehmenden Querträger eine vormontierte Einbaueinheit.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einbaueinheit die Vorderachse des Nutzfahrzeugs.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einbaueinheit den vorderen Unterfahrschutz.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schließt die Einbaueinheit das Kühlpaket, umfassend den Motorkühler, den Kondensator der Klimaanlage und den Ladeluftkühler ein. Die die Einbaueinheit betreffenden Ausführungsformen der Erfindung sind vorteilhaft, da der Antriebsstrang auf diese Weise komplett vormontiert an den verbleibenden Rest des Rahmens montiert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an dem vorderen und/oder hinteren Querträger eine Anhängerkupplung angeordnet.
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Vorstellbar ist, dass der Momente abstützende Querträger auch an anderen Stellen im Antriebsstrang angeordnet ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugs ergeben sich aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
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1 den erfindungsgemäßen Antriebsstrang in Seitenansicht,
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2 in Draufsicht den erfindungsgemäßen Antriebsstrang in einem Leiterrahmen und
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3 teilweise geschnitten in perspektivischer Gesamtansicht eine aus drei Auflagestellen bestehende Lagerung, mit Querträger und Rahmenlängsträger.
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1 zeigt einen Antriebsstrang 1 an einem Rahmenlängsträger 2 mit Querträgern 3. Der Antriebsstrang 1 umfasst den Motorblock 4 und daran angeordnet die Kupplungsglocke 5 sowie das Getriebe 6. An der vom Getriebe 6 abgekehrten Seite des Motorblocks 4 ist ein Kühler 7 mit Lüfter 8 angeordnet. Zwischen dem Getriebe 6 und der Kupplungsglocke 5 sowie zwischen dem Motorblock 4 und dem Lüfter 8 sind je ein Querträger 3 erkennbar. Die Querträger 3 verlaufen in etwa rechtwinklig zur Verlängerung der Längsachse 9. Im Querträger 3 ist ein Befestigungsrohr 10 angeordnet, das gegenüber dem Querträger 3 durch Federelemente 11 abgegrenzt ist. Jedes Befestigungsrohr 10 ist mit seinen axialen Stirnseiten 12 an den jeweils angrenzenden Elementen 13 des Antriebsstrangs 1 angeordnet. Mit der Bezugsziffer 14 ist die den Motorblock 4 mit Kupplungsglocke 5 und dem Getriebe 6 verbindende Welle bezeichnet. Die Welle 14 durchsetzt das im Querträger 3 angeordnete Befestigungsrohr 10. An der vom Kühler 7 abgewandten Seite des Getriebes 6 ist ein weiterer Querträger 15 erkennbar.
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2 zeigt einen Antriebsstrang 1 entsprechend demjenigen aus 1 in Draufsicht. Der Antriebsstrang 1 ist zwischen den Rahmenlängsträgern 2 angeordnet. In der Figur sind drei Querträger 3 dargestellt. Der Antriebsstrang 1 umfasst den Motorblock 4, die Kupplungsglocke 5 und das Getriebe 6. Zwischen die Kupplungsglocke 5 und dem Getriebe 6 ist ein Querträger 3 angeordnet, der von einem Befestigungsrohr 10 durchsetzt ist. Der zwischen der Kupplungsglocke 5 und dem Getriebe 6 angeordnete Querträger 3 weist eine Dreipunktlagerung 16 auf. In der Dreipunktlagerung 16 sind die Motorlager 17 erkennbar. Zwischen dem Motorblock 4 und dem Lüfter 8 ist ein Querträger 3 erkennbar. Zur Abgrenzung zwischen dem Querträger 3 und dem Befestigungsrohr 10 ist mindestens ein Federelement 11 angeordnet. Der weitere Querträger ist mit Bezugsziffer 15 bezeichnet.
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3 zeigt in Gesamtansicht ein Befestigungsrohr 10, das durch Federelemente 11 gegenüber dem in der Figur geschnittenen Querträger 3 abgefedert ist. Das Befestigungsrohr 10 bildet zusammen mit drei Federelementen 11 eine Dreipunktlagerung 16. Der Querträger 3 ist über eine Halterung 18 mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden. Die Dreipunktlagerung 16 weist einen Durchbruch 19 auf, der von der Welle 14 (nicht gezeigt) durchsetzt ist. Mit Bezugsziffer 20 sind Verschraubungen dargestellt, die der Verbindung der Dreipunktlagerung 16 mit dem angrenzenden Element des Antriebsstrangs 1 dienen. Denkbar ist z. B. die Verschraubung mit der Kupplungsglocke 5 oder dem Getriebe 6. Die Dreipunktlagerung setzt sich wie in 3 dargestellt, aus den Federelementen 11 und dem Befestigungsrohr 10 zusammen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Rahmenlängsträger
- 3
- Querträger
- 4
- Motorblock
- 5
- Kupplung
- 6
- Gangwechselgetriebe
- 7
- Kühler
- 8
- Lüfter
- 9
- Längsachse
- 10
- Befestigungsrohr
- 11
- Federelement
- 12
- Stirnseite
- 13
- Element
- 14
- Welle
- 15
- weiterer Querträger
- 16
- Dreipunktlagerung
- 17
- Motorlager
- 18
- Halterung
- 19
- Durchbruch
- 20
- Verschraubung
