DE102006049540A1

DE102006049540A1 - Achsanordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006049540A1
Application number: DE200610049540
Authority: DE
Inventors: Jens Klünder; Adrian Jazbec
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-04-24

Abstract

Eine Achsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Hilfsrahmen (2) zur Befestigung an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs und einen Querlenker (6) zur Anbindung eines Fahrzeugrads, der über ein in Fahrzeuglängsrichtung vorn liegendes Lager (8) und ein in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegendes Lager (9) am Hilfsrahmen (2) gelenkig angekoppelt ist. Das in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegende Lager (9) ist als stehendes elastokinematisches Lager ausgebildet, dessen Lagerachse (B) im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughochachse verläuft. Das Lager (9) ist an dem Hilfsrahmen (2) befestigt. Zudem bildet der Querlenker (6) an einem Ende eine Gabel (16) aus, die das Lager (9) im Bereich der Lagerachse (B) umgreift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Hilfsrahmen zur Befestigung an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs und einen Querlenker zur Anbindung eines Fahrzeugrads, der über ein in Fahrzeuglängsrichtung vornliegendes Lager und ein in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegendes Lager am Hilfsrahmen gelenkig angekoppelt ist.
Derartige Achsanordnungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Varianten bekannt. Beispiele hierfür finden sich u. a. in der DE 38 01 640 C1 und der DE 103 12 166 A1 . Bei diesen bekannten Achsanordnungen weisen die aufbauseitigen Lager des Querlenkers, die als elastokinematisches Lager ausgeführt sind, jeweils eine im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene des Querlenkers verlaufende Lagerachse auf.
Bei manchen Achsanordnungen wird das in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegende Lager als stehendes Lager ausgeführt, dessen Lagerachse im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughochachse bzw. im wesentlichen senkrecht zu Haupterstreckungsebene des Querlenkers und des Hilfsrahmens verläuft. Das üblicherweise am Querlenker angeordnete Lager benötigt jedoch verhältnismäßig viel Bauraum. Dies führt wiederum zu einer komplizierten Bauweise verbunden mit einer aufgrund der beengten Platzverhältnisse aufwändigen Montage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Achsanordnungen der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz eines stehenden hintenliegenden Lagers kompakt baut, einfach zu fertigen ist und sich gut montieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch eine Achsanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Achsanordnung umfasst einen Hilfsrahmen zur Befestigung an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs und einen Querlenker zur Anbindung eines Fahrzeugrads, der über ein in Fahrzeuglängsrichtung vornliegendes Lager und ein in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegendes Lager am Hilfsrahmen gelenkig angekoppelt ist, wobei das in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegende Lager als stehendes elastokinematisches Lager ausgebildet ist, dessen Lagerachse im wesentlichen parallel zur Fahrzeughochachse verläuft, dieses Lager an dem Hilfsrahmen befestigt ist, und der Querlenker an einem Ende eine Gabel ausbildet, die das Lager im Bereich der Lagerachse umgreift.
Durch die Montage des stehenden Lagers in den Hilfsrahmen ergibt sich ein Bauraumvorteil gegenüber bekannten Lösungen mit im Dreieckslenker montiertem Lager. Eine Aufnahme für das Lager lässt sich sehr gut in den Hilfsrahmen integrieren, so dass dieser kostengünstig zu fertigen ist.
Bei der Montage kann zunächst das Lager am Hilfsrahmen befestigt werden. Anschließend wird der Querlenker an diesem angesetzt, wobei die Gabel das bereits montierte Lager umgereift. Dabei wird der Querlenker über die Gabel an dem Lager befestigt.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.
Vorzugsweise ist das stehende Lager in eine Ausnehmung an dem Hilfsrahmen eingepresst. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Aufnahme des Lagers im Hilfsrahmen realisieren, die vorzugsweise ohne zusätzliche Befestigungselemente auskommt. Zudem bleibt der Bearbeitungsaufwand auf Seiten des Hilfsrahmens außerordentlich gering.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das stehende Lager ein Gummi-Metalllager, das mit seinem Außenumfang an dem Hilfsrahmen festgelegt ist. Da lediglich der Innenkern des Lagers beweglich ist, ergibt sich hierdurch ein weiter verminderter Bauraumbedarf.
Weiterhin bildet die Gabel des Querlenkers zwei Arme aus, die sich beidseits des Lagers erstrecken. Über diese Arme kann sich der Querlenker an dem stehenden Lager abstützen. Vorzugsweise wird hierzu ein Innenteil des Lagers, das sich über ein Gummielement im Hilfsrahmen abstützt, zwischen den Armen der Gabel axial verspannt.
Das Innenteil des Lagers kann beispielsweise als Hülse ausgebildet werden, durch die sich eine Spannschraube erstreckt. Dies ermöglicht auch bei beengten Platzverhältnissen eine einfache Handhabung der Befestigung des Querlenkers am Lager.
Der Querlenker wird vorzugsweise zweischalig mit zwei Schalenelementen ausgeführt, wobei an jedem Schalenelement jeweils ein Arm der Gabel ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hilfsrahmen aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt. Insbesondere kann der Hilfsrahmen als Aluminiumguss-Hilfsrahmen ausgeführt werden. Die Befestigung des Lagers in einer Ausnehmung am Hilfsrahmen ermöglicht eine in diesem Bereich einfache Gussform sowie einen geringeren mechanischen Bearbeitungsaufwand auf Seiten des Hilfsrahmens.
Insgesamt ermöglicht die vorstehend beschriebene Konfiguration eine kostengünstigere Achsanordnung, die darüber hinaus im Vergleich zu Achsanordnungen, bei denen das hintenliegende Lager im Lenker angeordnet ist, ein geringeres Gesamtgewicht aufweist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine räumliche Ansicht einer Achsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine räumliche Ansicht während der Montage vor dem Einpressen des Lagers und der Anbindung des Querlenkers am Hilfsrahmen,
3 eine Schnittansicht der Befestigung des Querlenkers am in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegenden Lager des Hilfsrahmens,
4 eine räumliche Ansicht einer ersten Variante des Querlenkers,
5 eine Schnittansicht des Querlenkers aus 4,
6 eine räumliche Ansicht einer weiteren Variante des Querlenkers, und in
7 eine Schnittansicht des Querlenkers aus 6.
Das Ausführungsbeispiel zeigt in den 1 und 2 eine Vorderachsanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug. Diese umfasst einen Hilfsrahmen 2, der an einer hier nicht näher dargestellten Karosserie befestigt ist. Der Hilfsrahmen 2 wird durch zwei Längsträger 3 und 4 gebildet, die durch einen Querträger 5 miteinander verbunden sind. Dabei sind die Längsträger 3 und 4 als Gussteile ausgebildet. Vorzugsweise sind diese aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung hergestellt. Der Querträger 5, der prinzipiell als Blechteil ausgeführt werden kann, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiels ebenfalls ein Gussteil.
An den Außenseiten der Längsträger 3 und 4 ist jeweils ein Dreiecksquerlenker 6 angeordnet, wobei in 1 lediglich ein Dreiecksquerlenker 6 bildlich dargestellt ist. Der Dreiecksquerlenker 6 weist ein Führungsgelenk 7 zur Anbindung eines Radträgers für ein Fahrzeugrad auf. Weiterhin ist der Dreiecksquerlenker 6 überein in Fahrzeuglängsrichtung vornliegendes Lager 8 und ein in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegendes Lager 9 am Hilfsrahmen 2 gelenkig angekoppelt. Während die Lagerachse A des vornliegenden Lagers 8 in oder im wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene des Querlenkers 6 verläuft und in etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist, ist das hintenliegende Lager 9 als stehendes Lager ausgeführt. Dessen Lagerachse B verläuft im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughochachse bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Querlenkers 6 und des Hilfsrahmens 2. Beide Lager 8 und 9 sind hierbei als elastokinematische Lager ausgestaltet, so dass deren Lagerachsen A und B etwas auslenken können. Insbesondere können diese Lager als Gummi-Metalllager ausgeführt werden.
Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, ist das Gummi-Metalllager für das vornliegende Lager 8 in einer an dem Querlenker 6 ausgebildeten Hülse 10 aufgenommen, beispielsweise in diese einpresst. Hingegen ist das Gummi-Metalllager für das hintenliegende, stehende Lager 9 nicht am Querlenker 6 gehalten, sondern vielmehr in einer Ausnehmung 11 an dem Hilfsrahmen 2 befestigt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hilfsrahmen 2 hierfür mit einer entsprechenden Bohrung versehen. In diese ist das entsprechende Gummi-Metalllager 12 eingepresst. Weitere Befestigungselemente zur Festlegung des Gummi-Metalllagers 12 am Hilfsrahmen 2 sind in diesem Fall nicht erforderlich, wodurch sich eine besonders kompakte Aufnahme des stehenden Lagers 9 ergibt. Es ist jedoch auch möglich, ein solches Lager 9 beispielsweise mit einem Flansch zu versehen und über geeignete Befestigungselemente am Hilfsrahmen 2 zu befestigen. Bei der Montage wird folglich zunächst das Gummi-Metalllager 12 am Hilfsrahmen 2 montiert, bevor der Querlenker 6 angesetzt und mit einem Innenteil des Gummi-Metalllagers 12 verbunden wird.
3 zeigt den Einbauzustand des Gummi-Metalllagers 12 am Hilfsrahmen 2. Dieses umfasst eine vorzugsweise metallische Außenhülse 13, die in die runde Ausnehmung 11 des Hilfsrahmens 2 eingepresst ist. Weiterhin umfasst das Gummi-Metalllager 12 ein Innenteil 14 zur Verspannung mit einem Abschnitt des Querlenkers 6. Das Innenteil 14 kann beispielsweise als metallische Hülse ausgeführt werden, durch die sich zum Zweck der Befestigung an dem Querlenker 6 eine Spannschraube (nicht dargestellt) erstreckt. Zwischen der Außenhülse 13 und dem Innenteil 14 ist ein Elastomerkörper bzw. ein Gummielement 15 angeordnet, dessen Formgebung sowie gegebenenfalls vorgesehene Hohlräume im Hinblick auf die elastokinematischen Anforderungen des Lagers ausgelegt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht der Elastomerkörper 15 beidseits axial über die Außenhülse 13 bzw. die Ausnehmung 11 des Hilfsrahmens 2 vor, um bei einer Verformung einen metallischen Kontakt zwischen dem Querlenker 6 und dem Hilfsrahmen 2 auszuschließen.
Der Querlenker 6 bildet an seinem in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Ende eine Gabel 16 aus, die das stehende Lager 9 an dessen Ober- und Unterseite umgereift. Zwischen entsprechenden Armen 17 und 18 der Gabel 16, die sich in Richtung der Lagerachse B verjüngen, ist das Innenteil 14 des Lagers 9 verspannt. Die Lagerachse B verläuft folglich senkrecht durch die Arme 17 und 18 der Gabel 16. An den Armen 17 und 18 sind jeweils Öffnungen 19 vorgesehen, durch welche eine Spannschraube hindurchgeführt werden kann. Je nach Dicke des Querlenkers 6 können die Arme 17 und 18 etwas ausgestellt werden, um das Gummi-Metalllager 12 zu umgreifen.
Vorzugsweise ist der Querlenker 6 in Blechkonstruktion ausgeführt, wie dies in der deutschen Patentanmeldung 10 2006 013 646 .2 beschrieben ist, deren Inhalt diesbezüglich in die vorliegende Anmeldung miteinbezogen wird. Zwei Varianten sollen nachfolgend anhand der 4 und 5 bzw. 6 und 7 erläutert werden.
In beiden Fällen ist der Querlenker 6 aus zwei separaten Schalenelemente 20 und 21 zusammengesetzt, die durch eine Vielzahl von Abstandshaltern 22 miteinander verbunden sind. Die Abstandshalter 22, die beispielsweise als Stufenniete oder Schweißbolzen ausgeführt werden können, halten gleichzeitig die Schalenelemente 20 und 21 in einer Position, in der diese einander nicht berühren. Im Bereich der Abstandshalter 22 können die Schalenelemente 20 und 21 etwas eingezogen sein, so dass die Abstandshalter 22 nicht über deren Oberfläche vorstehen.
Die einzelnen Schalenelemente 20 und 21 erstrecken sich jeweils parallel zur Haupterstreckungsebene des Querlenkers 6 und verbinden jeweils die beiden aufbauseitigen Anlenkpunkte untereinander sowie mit dem radseitigen Anlenkpunkt. Insbesondere ist an jedem Schalenelement 20 bzw. 21 ein Arm 17 bzw. 18 der Gabel 16 des Querlenkers 6 ausgebildet. Zudem kann an jedem Schalenelement 20 bzw. 21 ein Abschnitt der Hülse 10 und für das vornliegende Lager 8 ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Hülse 10 als separates Teil zu fertigen und beispielsweise durch Schweißen an den Schalenelementen 20 und 21 zu befestigen
Zur Versteifung des Querlenkers 6 können die Schalenelemente 20 und 21 an ihren Randabschnitten 23 und 24 zueinander hingebogen sein, wie dies in 6 dargestellt ist. Die freien Kanten der Randabschnitte 23 und 24 berühren einander jedoch nicht, sondern sind durch einen Spalt s voneinander beabstandet.
Alternativ können, wie anhand der 7 und 8 dargestellt, einzelne Randabschnitte 25 und 26 der Schalenelemente 20' und 21' auch voneinanderweg gebogen sein.
Abgewinkelte Randabschnitte 23 und 24 bzw. 25 und 26 können sich bis in die Arme 17 und 18 der Gabel 16 erstrecken, so dass in diesem Bereich eine günstige Krafteinleitung erzielt wird.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel sowie die dargestellten Abwandlung beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.

1: Vorderachsanordnung
2: Hilfsrahmen
3: Längsträger
4: Längsträger
5: Querträger
6: Querlenker
7: Führungsgelenk
8: in Fahrzeuglängsrichtung vornliegendes Lager
9: in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegendes Lager
10: Hülse
11: Ausnehmung
12: Gummi-Metalllager
13: Außengehäuse
14: Innenteil
15: Gummielement
16: Gabel
17: Arm
18: Arm
19: Öffnung
20: Schalenelement
21: Schalenelement
22: Abstandshalter
23: Randabschnitt
24: Randabschnitt
25: Randabschnitt
26: Randabschnitt

Claims

Achsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: – einen Hilfsrahmen (2) zur Befestigung an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, und – einen Querlenker (6) zur Anbindung eines Fahrzeugrads, der über ein in Fahrzeuglängsrichtung vornliegendes Lager (8) und ein in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegendes Lager (9) am Hilfsrahmen (2) gelenkig angekoppelt ist, wobei das in Fahrzeuglängsrichtung hintenliegende Lager (9) als stehendes elastokinematisches Lager ausgebildet ist, dessen Lagerachse (B) im wesentlichen parallel zur Fahrzeughochachse verläuft, dieses Lager (9) an dem Hilfsrahmen (2) befestigt ist, und der Querlenker (6) an einem Ende eine Gabel (16) ausbildet, die das Lager (9) im Bereich der Lagerachse (B) umgreift.
Achsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das stehende Lager (9) in eine Ausnehmung (11) an dem Hilfsrahmen (2) eingepresst ist.
Achsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stehende Lager (9) ein Gummi-Metalllager (12) ist, das mit seinem Außenumfang an dem Hilfsrahmen (2) festgelegt ist.
Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabel (16) des Querlenkers (6) zwei Arme (17, 18) ausbildet, die sich beidseits des stehenden Lagers (9) erstrecken.
Achsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker (6) zwei Schalenelemente (20, 21) aufweist, wobei jeweils ein Arm (17, 18) an einem Schalenelement ausgebildet ist.
Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenteil (14) des Lagers (9), das sich über ein Gummielement (15) im Hilfsrahmen (2) abstützt, in der Gabel (16) eingespannt ist.
Achsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (14) des Lagers (9) als Hülse ausgebildet ist, durch die eine Spannschraube hindurchgeführt ist.
Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen (2) aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist.
Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker (6) zwei Schalenelemente (21, 22) aufweist, die miteinander durch Niete verbunden sind.
Achsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (21, 22) auf Abstand gehalten und dabei berührungsfrei zueinander angeordnet sind.