DE102012001671A1 - Rear axle for motor car, has legs that are provided in regions between end portions of trailing arm - Google Patents
Rear axle for motor car, has legs that are provided in regions between end portions of trailing arm Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeughinterachse, umfassend zwei Längslenker mit jeweils einem ersten und zweiten Erdabschnitt, und einen Querträger, wobei die Längslenker jeweils mit ihrem ersten Endabschnitt an einen Fahrzeugaufbau oder Hilfsrahmen ankoppelbar sind und an ihrem zweiten Endabschnitt mit dem Querträger verbunden sind.The invention relates to a motor vehicle rear axle, comprising two trailing arms, each having a first and second Erdabschnitt, and a cross member, wherein the trailing arms are each coupled with its first end portion to a vehicle body or subframe and are connected at its second end portion to the cross member.
In Fahrzeugbau kommen als halbstarre Hinterachsen vor allem Verbundlenkerachsen und Torsionskurbelachsen zum Einsatz.In vehicle construction, semi-rigid rear axles are mainly composite beam axles and torsion crank axles.
Bei Verbundlenkerachsen, wie sie beispielsweise aus
Bei Torsionskurbelachsen sind die Längslenker lediglich um die Fahrzeugquerrichtung biegesteif, so dass eine zusätzliche Seitenkraftabstützung, beispielsweise in Form eines Panhardstabs erforderlich ist. Dieser benötigt zusätzlichen Bauraum. Bei einer aus
Eine besonders preiswerte und leichte Hinterachse mit gutem Komfort und guter Fahrdynamik ist aus
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit alternativen Antrieben müssen großvolumige Energiespeicher wie Batterien oder Gasbehälter möglichst crashsicher am Fahrzeug untergebracht werden. Hierfür wird insbesondere der Raum unter den Rücksitzen bis zur hinteren Radachse bevorzugt. Da derartige Energiespeicher in der Regel ein sehr hohes Gewicht aufweisen, verlagert sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs nach hinten.Especially in motor vehicles with alternative drives large-volume energy storage such as batteries or gas containers must be accommodated crash-proof as possible on the vehicle. For this purpose, in particular the space under the rear seats to the rear wheel axle is preferred. Since such energy stores usually have a very high weight, the center of gravity of the vehicle shifts to the rear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, hier Abhilfe zu schaffen. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, eine leichtgewichtige Kraftfahrzeughinterachse bereitzustellen, welche hinreichend Platz für die crashsichere Unterbringung großvolumiger Energiespeicher ermöglicht.The invention is based on the object to remedy this situation. In particular, the invention aims to provide a lightweight motor vehicle rear axle, which allows sufficient space for the crash-proof housing large-volume energy storage.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeughinterachse gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeughinterachse umfasst zwei Längslenker mit jeweils einem ersten und einem zweiten Endabschnitt, sowie einen Querträger, wobei die Längslenker jeweils mit ihrem ersten Endabschnitt an einen Fahrzeugaufbau oder Hilfsrahmen ankoppelbar sind und an ihrem zweiten Endabschnitt mit dem Querträger verbunden sind. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Längslenker jeweils zwei übereinander verlaufende Schenkel aus faserverstärktem Kunststoff aufweisen, die im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt voneinander beabstandet sind.This object is achieved by a motor vehicle rear axle according to
Unter ”faserverstärktem Kunststoff” werden vorliegend alle Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (FKV) verstanden. Lediglich beispielhaft seien hier Carbanfaserverstärkter Kunststoff (CFK) und Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) genannt.In the present case, "fiber-reinforced plastic" is understood to mean all fiber-plastic composite materials (FRP). For example only Carbanfaserverstärkter plastic (CFRP) and glass fiber reinforced plastic (GRP) may be mentioned here.
Durch die besonders leichtgewichtige Ausgestaltung der Hinterachse wird einer Verschiebung des Fahrzeugsschwerpunkts nach hinten entgegengewirkt. Dies wirkt sich positiv auf das Fahrverhalten aus.Due to the particularly lightweight design of the rear axle of a displacement of the vehicle center of gravity is counteracted to the rear. This has a positive effect on the driving behavior.
Die Anbindung des Querträgers am in Bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung hinteren Endabschnitt der Längslenker ermöglicht die Unterbringung eines großvolumigen Energiespeichers, beispielsweise einer Elektrobatterie, welcher sich in den Bereich zwischen den Längslenkern bis zum Querträger erstrecken kann.The connection of the cross member on in relation to the forward direction of travel rear end portion of the trailing arm allows the accommodation of a large-volume energy storage, such as an electric battery, which may extend into the area between the trailing arms to the cross member.
Durch eine gezielte Abstimmung des Höhenabstands zwischen den beiden Schenkeln eines Längslenkers sowie über die Formgebung derselben kann die wechselseitige Federrate des jeweiligen Längslenkers aus faserverstärktem Kunststoff gezielt abgestimmt werden.By a targeted vote of the height distance between the two legs of a trailing arm and the shape of the same, the reciprocal spring rate of the respective trailing arm made of fiber-reinforced plastic can be tailored.
Insgesamt betrachtet wird hierdurch ein neuer Hinterachstyp geschaffen, der sich insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Elektroantrieb sowie gasbetriebene Fahrzeuge eignet, jedoch prinzipiell auch bei Fahrzeugen mit herkömmlichem Antrieb zum Einsatz kommen kann.Overall, this provides a new rear axle type is created, which is particularly suitable for motor vehicles with electric drive and gas-powered vehicles, but in principle also in Vehicles with conventional drive can be used.
Vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.
Die beiden Schenkel eines Längslenkers können als separate Bauelemente vorgesehen seien, welche jeweils aufbauseitig sowie am Querträger befestigt sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Längslenker an dem zweiten Endabschnitt jeweils einen Bogenabschnitt aus, welcher den Querträger umgreift und an seinen beiden Enden in jeweils einen der Schenkel übergeht. Hierdurch ergibt sich ein Integralbauteil, das in einem Stück. gefertigt und als solches montiert wird. Neben einer Vereinfachung der Montage ermöglicht eine derartige Ausgestaltung ferner eine größere Stabilität und damit gegebenenfalls eine schlankere und platzsparendere Bauweise.The two legs of a trailing arm may be provided as separate components, which are each mounted on the body side and on the cross member. According to an advantageous embodiment, the trailing arms form at the second end portion in each case an arc portion which engages around the cross member and merges at its two ends in each case one of the legs. This results in an integral component, in one piece. manufactured and assembled as such. In addition to a simplification of the assembly, such a configuration also allows greater stability and thus possibly a slimmer and more space-saving design.
Bevorzugt weisen die Schenkel aus faserverstärktem Kunststoff einen sich in deren Längsrichtung erstreckenden Faserverlauf auf, der sich an dem Bogenabschnitt der Bogenform folgend fortsetzt. Hierdurch wird die Bauteilfestigkeit weiter verbessert.The legs made of fiber-reinforced plastic preferably have a fiber path extending in the longitudinal direction thereof, which continuation follows the curved section of the arch form. As a result, the component strength is further improved.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schenkel an dem ersten Endabschnitt des Längslenkers zusammengeführt. Hierdurch können diese sehr einfach gemeinsam am Fahrzeugaufbau befestigt werden. Vorzugsweise liegen die Schenkel nicht nur aneinander an, sondern sind an dem ersten Endabschnitt des Längslenkers auch stoffschlüssig miteinander verbunden, um die Stabilität der so gebildeten Doppelfeder weiter zu erhöhen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the legs are brought together at the first end portion of the trailing arm. As a result, they can be easily mounted together on the vehicle body. Preferably, the legs are not only against each other, but are also connected to the first end portion of the trailing arm cohesively to further increase the stability of the double spring thus formed.
Zur Erleichterung der Befestigung am Fahrzeugaufbau oder an einem Hilfsrahmen können ferner an dem ersten Endabschnitt ein oder mehrere Befestigungsbuchsen aus Metall in den faserverstärkten Kunststoff des Längslenkers einlaminiert sein. Der Längslenker kann so mit hoher Vorspannkraft am Fahrzeug befestigt werden, ohne dass das Kunststoffmaterial des Längslenkers beschädigt wird.To facilitate attachment to the vehicle body or to a subframe, one or more metal mounting sockets may be further laminated to the fiber reinforced plastic of the trailing arm at the first end portion. The trailing arm can be attached to the vehicle with high biasing force, without the plastic material of the trailing arm is damaged.
Die Längslenker können beispielsweise durch Verkleben an dem Querträger befestigt werden. Jedoch sind auch andere Verbindungstechniken grundsätzlich möglich. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Querträger im Bereich der Anbindung der Längslenker einen unrunden Profilquerschnitt auf. Hierdurch wird eine besonders drehsteife-Anbindung der Längslenker an den Querträger erzielt. Zusätzlich zu einem solchen Formschluss können die genannten Bauteile auch noch miteinander verklebt sein.The trailing arm can be fixed for example by gluing to the cross member. However, other joining techniques are possible in principle. According to an advantageous embodiment of the invention, the cross member in the region of the connection of the trailing arm on a non-circular profile cross-section. As a result, a particularly torsionally stiff connection of the trailing arm is achieved to the cross member. In addition to such a positive connection, said components can also be glued together.
Weiterhin kann je Längslenker ein Klemmstück zwischen die Schenkel eingesetzt sein. Dieses Klemmstück ist im Bereich des Querträgers angeordnet und liegt vorzugsweise gegen den Querträger an. Hierdurch wird die stabile Anbindung der Längslenker an dem Querträger weiter verbessert.Furthermore, a clamping piece between the legs may be used per trailing arm. This clamping piece is arranged in the region of the cross member and is preferably against the cross member. As a result, the stable connection of the trailing arm is further improved on the cross member.
Zur Gewichtsverminderung kann auch der Querträger aus einem Werkstoff gefertigt sein, dessen spezifische Masse geringer als die von Stahl ist. Beispielsweise kann der Querträger aus Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff oder Leichtmetall gefertigt sein, wodurch das Gewicht der Achse weiter verringert wird.For weight reduction, the cross member may be made of a material whose specific mass is less than that of steel. For example, the cross member may be made of fiber-plastic composite or light metal, whereby the weight of the axle is further reduced.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zur weiteren Gewichtsverminderung zwei Radträger aus Kunststoff mit eingespritzten Metall-Achszapfen an Endabschnitten des Querträgers befestigt.According to a further advantageous embodiment of the invention, two wheel carrier made of plastic with injected metal journal are attached to end portions of the cross member for further weight reduction.
An der vorstehend erläuterten Achse kann je Fahrzeugrad ein Federbein mit einem Schwingungsdämpfer und einer Aufbaufeder vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, Schwingungsdämpfer und Aufbaufeder räumlich voneinander zu trennen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kommt die Hinterachse jedoch ohne zusätzliche Federn zur Abstützung gegen den Fahrzeugaufbau aus, so dass je Fahrzeugrad lediglich ein Schwingungsdämpfer an der Hinterachse angreift. Die Funktion aufbauseitiger Federn wird in diesem Fall von den Längslenkern übernommen.On the axis described above, a strut with a vibration damper and a bodybuilder can be provided per vehicle. Furthermore, it is possible to spatially separate vibration absorbers and mounting springs. According to an advantageous embodiment, the rear axle but comes without additional springs for support against the vehicle body, so that each vehicle only a vibration damper acts on the rear axle. The function of body-side springs is taken over in this case by the trailing arms.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows in:
Zur Bereitstellung eines großen Unterbringungsraums für den Energiespeicher
Die in den
Erfindungsgemäß weist jeder der Längslenker
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind beiden Schenkel
Die Schenkel
Wie den
Zur stabilen, drehsteifen Anbindung der Längslenker
Weiterhin ist je Längslenker
Im Übrigen ist der Querträger
Die beiden Schenkel
Zur Befestigung der Längslenker
An den seitlich über die Längslenker
Wie bereits erläutert, können die Längslenker
Hierfür ist es weiterhin von Vorteil, dass der Querträger
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Schwingungsdämpfer
In sämtlichen Fällen ergibt sich eine leichtgewichtige Kraftfahrzeughinterachse, die einen großen Bauraum für die crashsichere Unterbringung großvolumiger Energiespeicher, wie Batterien, Gasdruckbehälter oder sonstiger Kraftstofftanks ermöglicht. In all cases, results in a lightweight rear axle motor vehicle, which allows a large space for the crash-proof housing large-volume energy storage, such as batteries, gas pressure vessels or other fuel tanks.
Durch eine gezielte Abstimmung des Höhenabstands zwischen den beiden Schenkeln eines Längslenkers sowie über die Formgebung derselben können die gleichseitige und die wechselseitige Federrate des jeweiligen Längslenkers aus faserverstärktem Kunststoff gezielt eingestellt werden.By a targeted vote of the height distance between the two legs of a trailing arm and the shape of the same, the equilateral and reciprocal spring rate of the respective trailing arm made of fiber-reinforced plastic can be adjusted specifically.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- PersonenkraftfahrzeugPassenger car
- 22
- Energiespeicherenergy storage
- 33
- Fahrzeugaufbauvehicle body
- 44
- Längsträgerlongitudinal beams
- 55
- Radwheel
- 1010
- Hinterachserear axle
- 1111
- LängslenkerTrailing arm
- 1212
- Querträgercrossbeam
- 1313
- erster Endabschnittfirst end section
- 1414
- zweiter Endabschnittsecond end section
- 1515
- Schenkelleg
- 1616
- Schenkelleg
- 1717
- Bogenabschnittarc section
- 1818
- Klemmstückclamp
- 1919
- Radträgerwheel carrier
- 2020
- Befestigungsbuchsemounting bushing
- 2121
- Spannbolzenclamping bolt
- 2222
- Lagerbockbearing block
- 2323
- Lascheflap
- 2424
- Kopfhead
- 2525
- Achszapfenjournal
- 2626
- Schwingungsdämpfervibration
- AA
- Radachsewheel axle
- FF
- Faserverlaufgrain
- αα
- Wickelwinkelwinding angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 0458665 B1 [0004] EP 0458665 B1 [0004]
- DE 102008062901 A1 [0005] DE 102008062901 A1 [0005]
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