DE102012021290A1

DE102012021290A1 - Kraftfahrzeughinterachse

Info

Publication number: DE102012021290A1
Application number: DE201210021290
Authority: DE
Inventors: Ingo Winter
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-04-30

Abstract

Eine Kraftfahrzeughinterachse umfasst einen Querträger (12), zwei Längslenker (11) mit jeweils einem ersten Endabschnitt (13) zur Ankopplung an einen Fahrzeugaufbau oder Hilfsrahmen und jeweils einem zweiten Endabschnitt (14) zur Ankopplung an den einen Querträger (12), und zwei Radträger (15) zur Lagerung jeweils eines Fahrzeugrads. Die Längslenker (12) sind jeweils über ein in Fahrzeuglängsrichtung elastisches Lager (16) an den Querträger (12) angekoppelt. Die Mitte (M) der elastischen Lager (16) ist in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Mitte (A) der Fahrzeugräder angeordnet. Hierdurch wird eine Kraftfahrzeughinterachse geschaffen, die hinreichend Platz für die crashsichere Unterbringung großvolumiger Energiespeicher ermöglicht und sich durch eine gute Fahrdynamik auszeichnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeughinterachse, umfassend einen Querträger, zwei Längslenker mit jeweils einem ersten Endabschnitt zur Ankopplung an einen Fahrzeugaufbau oder Hilfsrahmen und einem zweiten Endabschnitt zur Ankopplung an den einen Querträger, und zwei Radträger zur Lagerung jeweils eines Fahrzeugrads.
In Fahrzeugbau kommen als halbstarre Hinterachsen vor allem Verbundlenkerachsen und Torsionskurbelachsen zum Einsatz.
Bei Verbundlenkerachsen, wie sie beispielsweise aus DE 195 42 522 A1 und DE 198 40 134 A1 bekannt sind, liegt der die Längslenker verbindende Querträger in der in Fahrtrichtung vorderen Hälfte der Achse. Die Längslenker sind hierbei als torsions- und biegesteife Bauteile ausgeführt. Ein gegenseitiges Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder wird durch das Torsionsvermögen des Querträgers ermöglicht. Eine Seitenkraftabstützung erfolgt allein über die Längslenker. Kräfte in Fahrzeughochrichtung werden über separate Federn abgestützt.
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 DE 10 2006 018 641 A1 bekannten Hinterachse, ist der Panhardstab hinter dem Querträger angeordnet, der seinerseits in der Nähe der Radachse liegt. Bei einer aus EP 0 458 665 B1 bekannten Hinterachse greift der Panhardstab an einem Längslenker an und erstreckt sich diagonal durch den Raum zwischen den Längslenkern.
Eine besonders preiswerte und leichte Hinterachse mit gutem Komfort und guter Fahrdynamik ist aus DE 10 2008 062 901 A1 bekannt. Bei dieser verbindet der Querträger die Längslenker im Bereich der Radträger miteinander. Zudem weisen die Längslenker einen offenen, biegesteifen, jedoch torsionsweichen Profilquerschnitt auf. Die bei Torsionskurbelachsen erforderliche zusätzliche Verstrebung, welche den Gestaltungsspielraum für umliegende Bauteile wie einen Kraftstofftank oder die Auspuffanlage einschränkt, wird nicht benötigt, da die Seitenkräfte allein über die Längslenker abgestützt werden. Dies ermöglicht einen kurzen Fahrzeughinterwagen, bei dem der Querträger zwischen einem Kraftstofftank und einem Endtopf der Auspuffanlage angeordnet ist. Hierdurch kann sich ein Kraftstofftank bis in den Raum zwischen den Längslenkern erstrecken. Kräfte in Fahrzeughochrichtung werden über separate Federn abgestützt, die hinter der Radachse zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Hinterachse wirksam eingegliedert sind.
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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kraftfahrzeughinterachse bereitzustellen, welche hinreichend Platz für die crashsichere Unterbringung großvolumiger Energiespeicher ermöglicht und sich durch eine gute Fahrdynamik auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeughinterachse gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeughinterachse umfasst einen Querträger, zwei Längslenker mit jeweils einem ersten Endabschnitt zur Ankopplung an einen Fahrzeugaufbau oder Hilfsrahmen und einem zweiten Endabschnitt zur Ankopplung an den einen Querträger, und zwei Radträger zur Lagerung jeweils eines Fahrzeugrads, wobei die Längslenker jeweils über ein in Fahrzeuglängsrichtung elastisches Lager an dem Querträger angekoppelt sind und die Mitte der elastischen Lager in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Mitte der Fahrzeugräder angeordnet ist.
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.
Im Unterschied zu herkömmlichen Verbundlenker- und Torsionskurbelachsen ist der Querträger über elastische Lager und nicht etwa starr mit den Längslenkern verbunden. Hierdurch ergibt sich in Verbindung mit der Anordnung hinter Radmitte ein tendenziell untersteuerndes Eigenlenkverhalten der Hinterachse, welche im Hinblick auf die Fahrdynamik als positiv angesehen wird.
Im Vergleich zu herkömmlichen Verbundlenker- und Torsionskurbelachsen, welche im Hinblick auf den Fahrkomfort in der Regel längselastische Lager an der aufbauseitigen Anbindung der Längslenker, d. h. am in Fahrtrichtung vornliegenden Ende benötigen, kann bei der erfindungsgemäßen Lösung auf solche Lager an den vornliegenden Enden der Längslenker gegebenenfalls verzichtet werden. Dies ist für das Fahrverhalten von Vorteil, da Längselastizitäten in der aufbauseitigen Anbindung der Längslenker am Aufbau bei Seitenkraft eine unerwünschte Übersteuerungstendenz verursachen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Längslenker an ihrem zweiten Endabschnitt jeweils ein Lagerauge aus, wobei die elastischen Lager als Buchsen ausgebildet und in den Lageraugen angeordnet sind. Der Querträger ist dabei einfach in die Buchsen eingesteckt. Hierdurch lässt sich die gewünschte längselastische Kopplung, welche den Fahrkomfort begünstigt, besonders einfach und kompakt verwirklichen.
Vorzugsweise ist die Mitte der elastischen Lager in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Mitte der Fahrzeugräder angeordnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Radträger mit dem Querträger starr verbunden, wodurch eine gute Abstützung der Seitenkräfte erzielt wird. Zudem werden hierdurch an den Radträgern angreifende Längskräfte über die elastischen Lager geführt. Dies ist für den Fahrkomfort vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Radträger jeweils über ein weiteres elastisches Lager an einem der Längsträger abgestützt. Hierdurch können Momente um die Längsachse des Querträgers abgestützt werden. Zudem lässt sich hierdurch die Stabilisierungsrate der Hinterachse bei wechselseitigem Einfedern der Hinterräder einstellen.
Vorzugsweise sind die weiteren elastischen Lager in Fahrzeuglängsrichtung platzsparend vor den erstgenannten elastischen Lagern angeordnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Längslenker in Fahrzeughochrichtung federelastisch ausgebildet. Hierdurch können separate Aufbaufedern entfallen.
Vorzugsweise sind die Längslenker aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt. Dies ermöglicht eine beträchtliche Gewichtsersparnis gegenüber einer ebenfalls möglichen Ausführung in Stahl. Durch die besonders leichtgewichtige Ausgestaltung der Hinterachse wird einer Verschiebung des Fahrzeugsschwerpunkts nach hinten entgegengewirkt. Dies wirkt sich positiv auf das Fahrverhalten aus. Unter ”faserverstärktem Kunststoff” werden vorliegend alle Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (FKV) verstanden. Lediglich beispielhaft seien hier Carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) und Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) genannt.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante weisen die Längslenker zwei in Fahrzeughochrichtung übereinander verlaufende Schenkel auf, die im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet sind, wobei das weitere elastische Lager zwischen den Schenkeln angeordnet ist. Durch eine gezielte Abstimmung des Höhenabstands zwischen den beiden Schenkeln eines Längslenkers sowie über die Formgebung derselben kann die wechselseitige Federrate des jeweiligen Längslenkers gezielt abgestimmt werden. Diese erste Variante zeichnet sich durch eine besonders schlanke Bauweise der Längslenker aus.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante weisen die Längslenker zwei in Fahrzeughochrichtung übereinander verlaufende Schenkel auf, die im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet sind, wobei das erstgenannte elastische Lager am Endes eines der Schenkel und das weitere elastische Lager am Ende des anderen Schenkels angeordnet ist. Auch hier kann durch Abstimmung des Höhenabstands zwischen den beiden Schenkeln eines Längslenkers sowie über die Formgebung derselben die Federrate des jeweiligen Längslenkers recht einfach eingestellt werden. Die zweite Variante ermöglicht eine separate Fertigung der Schenkel, so dass je nach Bedarf Schenkel unterschiedlicher Abmessungen miteinander kombiniert werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Hinterachse nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie mit einem großvolumigen Energiespeicher;
2 eine räumliche Ansicht der Hinterachse nach einem ersten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf deren Anbindung am Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs;
3 eine räumliche Ansicht der Hinterachse nach dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei lediglich eine Hälfte der Hinterachse dargestellt ist;
4 eine räumliche Ansicht der Hinterachse nach dem ersten Ausführungsbeispiel (a) in Konstruktionslage und (b) bei wechselseitigem Einfedern;
5 eine räumliche Ansicht der Hinterachse (a) bei Geradeausfahrt und (b) bei Kurvenfahrt unter Seitenkrafteinfluss; und in
6 eine räumliche Ansicht der Hinterachse nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei lediglich eine Hälfte der Hinterachse dargestellt ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Personenkraftfahrzeugs 1, bei dem ein großvolumiger Energiespeicher 2 im Bereich vor der hinteren Radachse A angeordnet ist. Die hintere Radachse A wird dabei durch die Radmitten der hinteren Fahrzeugräder 3 definiert.
Der Energiespeicher 2 ist beispielsweise eine Elektrobatterie oder ein Druckbehälter für Gas. Prinzipiell kann der Energiespeicher 2 jedoch auch ein herkömmlicher Kraftstofftank sein.
Zur Bereitstellung eines großen Unterbringungsraums für den Energiespeicher 2 ist eine platzsparende Hinterachse 10 mit konstruktiv einfachem Aufbau vorgesehen, welche aufgrund ihres geringen Gesamtgewichts einer Verlagerung des Fahrzeugsschwerpunkts nach hinten, das heißt entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung, entgegenwirkt.
Die in den 2 bis 5 näher dargestellte Kraftfahrzeughinterachse 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel weist zwei Längslenker 11 sowie einen diese verbindenden Querträger 12 auf. Jeder der Längslenker 11 ist mit einem in Fahrtrichtung vorliegenden ersten Endabschnitt 13 an einen Fahrzeugaufbau 4, gegebenenfalls auch an einen Hilfsrahmen desselben, angekoppelt. Jeder der Längslenker 11 ist ferner mit einem in Fahrtrichtung hinten liegenden zweiten Endabschnitt 14 an den einzigen Querträger 12 angekoppelt.
Weiterhin umfasst die Hinterachse 10 zwei Radträger 15 zur Lagerung jeweils eines Fahrzeugrads 3. Die Radträger 15 sind jeweils mit dem Querträger 12 starr verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Radträger 15 als separate Bauteile an axialen Enden des Querträgers 12 befestigt. Es ist jedoch auch möglich, die Radträger 15 einschließlich des Querträgers 12 in einem Stück zu fertigen.
Erfindungsgemäß sind die beiden Längslenker 11 jeweils über ein in Fahrzeuglängsrichtung elastisches Lager 16 an den Querträger 12 angekoppelt. Dabei liegt die Mitte M der elastischen Lager 16 in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Mitte der, Fahrzeugräder und damit hinter der Radachse A. Ferner liegt die Mitte M der elastischen Lager 16 in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Mitte der Fahrzeugräder und damit unter der Radachse A.
Jeder der Längslenker 11 weist zwei übereinander verlaufende Schenkel 17 und 18 auf. Beide Schenkel 17 und 18 erstrecken sich überwiegend in Fahrzeuglängsrichtung. Sie sind im Bereich zwischen dem ersten Endabschnitt 13 und dem zweiten Endabschnitt 14 zumindest abschnittsweise in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet. Hierdurch wird je Längslenker 11 eine Doppelfeder gebildet. Über den Abstand zwischen den beiden Schenkeln 17 und 18 sowie durch die Formgebung der Schenkel 17 und 18 kann die Federrate der Hinterachse 10 beim gleichseitigen und wechselseitigen Einfedern eingestellt werden.
4a zeigt die beiden Längslenker 11 der Hinterachse 10 in Konstruktionslage. Bei einer Kurvenfahrt kommt es zu einem wechselseitigen Einfedern der Fahrzeugräder. Das kurvenaußenseitige Rad federt dabei ein, während das kurveninnenseitige Rad ausfedert. Ein solches wechselseitiges Einfedern ist in 4b dargestellt. Wie man der Darstellung entnehmen kann, kommt es hierbei zu einer elastischen Biegeverformung der Längslenker 11 und deren Schenkel 17 und 18 um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Biegeachse. Der Querträger 12 besitzt demgegenüber eine deutlich größere Torsions- und Biegesteifigkeit und kann dementsprechend als torsions- und biegesteif bezeichnet werden. Die Seitenkraftabstützung erfolgt dabei über die Längslenker 11, die mit ihren ersten Endabschnitten 13 aufbauseitig fest eingespannt sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind beiden Schenkel 17 und 18 eines jeden Längslenkers 11 jeweils streifenförmig ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Schenkel 17 und 18 jeweils ein in etwa rechteckiges Querschnittsprofil auf. Im Bereich der Ankopplung an den Querträger 12, d. h. am jeweils zweiten Endabschnitt 14 ist ein Lagerauge 19 ausgebildet, um ein elastisches Lager 16 aufzunehmen. Gegebenfalls kann in diesem Bereich eine Verbreiterung des Querschnitts vorgenommen sein. Jedoch sind auch hiervon abweichende Formgebungen möglich, solange zwei grob parallel zueinander verlaufende, in Vertikalrichtung beabstandete Federelemente gebildet werden, die in Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen biegesteif und um eine Achse in Fahrzeugquerrichtung biegeweich sind.
Die Schenkel 17 und 18 sowie vorzugsweise die gesamten Längslenker 11 bestehen aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise CFK oder GFK, wodurch sich bei hoher Festigkeit eine schlanke Ausführung und ein geringes Gewicht verwirklichen lassen.
Die elastischen Lager 16 sind beispielsweise als Buchsen ausgebildet und in den Lageraugen 19 angeordnet. Die elastischen Lager 16 sind beispielsweise als Gummilager ausgebildet. Der Querträger 12 ist in die Buchsen gesteckt und weist im entsprechenden Kopplungsbereich 20 ein unrundes Querschnittsprofil auf. Anstelle von Buchsen können auch mehrere separate Gummielemente vorgesehen werden. Durch eine richtungsabhängige Elastizität lässt sich eine Feinabstimmung des Eigenlenkverhaltens der Hinterachse vornehmen.
5 zeigt das Eigenlenkverhalten unter Seitenkrafteinfluss, wobei in Ansicht a die Stellung bei Geradeausfahrt und in Ansicht b die Stellung beim Durchfahren einer Rechtskurve R gezeigt ist. Im letztgenannten Fall wirkt auf die Fahrzeugräder und Radträger 15 eine zur Kurvenmitte gerichtet Seitenkraft F_s. Ferner sind die Reaktionskräfte F_sLager eingezeichnet, die in Lagermitte M auf den Querträger 12 einwirken. Aufgrund der elastischen Lager 16 zwischen den Längslenkern 11 und dem einen Querträger 12 sowie aufgrund der Lage der Mitte M der Lager 16 hinter der Radachse A ergibt sich unter Seitenkrafteinfluss eine vorteilhafte Tendenz zum Untersteuern. Die Längslenker 11 sind in Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen biegesteif ausgebildet. Unter Seitenkraft F_s ergibt sich eine allenfalls geringfügige, gleichartige Durchbiegung beider Längslenker 11, die in 5b übertrieben dargestellt ist. Ohne eine Längsnachgiebigkeit der elastischen Lager 16 käme es hier lediglich zu einer Parallelverschiebung des Querträgers 12. Der Abstand zwischen Lagermitte M und Radmitte A bewirkt jedoch ein in 5b durch einen Pfeil angedeutetes Moment um die Fahrzeughochachse, welches aufgrund der Längsnachgiebigkeit in den elastischen Lagern 16 zu einer Verdrehung des Querträgers 12 und damit der Radträger 15 in entsprechender Richtung sorgt, woraus letztlich das untersteuernde Verhalten resultiert. Der Abstand zwischen Radmitte A und Lagermitte M stellt gewissermaßen den Hebelarm der Seitenkraft bezogen auf die elastischen Lager 16 dar.
Der Querträger 12 ist im Übrigen rohrförmig ausgebildet, wobei im Bereich zwischen den Kopplungsbereichen 20 der Längslenker 11 vorzugsweise ein Kreisquerschnitt vorgesehen ist.
Zur Verminderung des Gesamtgewichts der Hinterachse 10 kann der Querträger 12 ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise CFK oder GFK gefertigt sein.
Es ist jedoch auch möglich, den Querträger 12 und/oder die Längslenker 11 auch aus Leichtmetall oder Stahl zu fertigen.
Die beiden Schenkel 17 und 18 eines jeden Längslenkers 11 sind an dem ersten Endabschnitt 13 des zugehörigen Längslenkers 11 zusammengeführt. Grundsätzlich ist es dabei möglich, unverbundene, freie Schenkelenden gemeinsam mit dem Fahrzeugaufbau 4 zu verspannen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind jedoch die Enden der Schenkel 17 und 18 stoffschlüssig miteinander verbunden, so dass der jeweilige Längslenker 11 eine geschlossene Schlaufe aus faserverstärktem Kunststoff bildet. Der Längslenker 11 stellt somit bei der Montage ein einfach zu handhabendes einstückiges Bauteil dar.
Zur Befestigung der Längslenker 11 am Fahrzeugaufbau 3 können an dem ersten Endabschnitt 13 jeweils ein oder mehrere Befestigungsbuchsen 21 aus Metall in den faserverstärkten Kunststoff einlaminiert sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwecks einer besonders stabilen Einspannung des ersten Endabschnitts 13 zwei Befestigungsbuchsen 21 vorgesehen. Durch die Befestigungsbuchsen 21 erstrecken sich Spannbolzen, welche mit dem Fahrzeugaufbau verschraubt sind. Die metallischen Befestigungsbuchsen 21 stellen sicher, dass das Kunststoffmaterial des Längslenkers 11 beim Verspannen gegen Fahrzeugaufbau 3 nicht beschädigt wird. Hierzu dient ferner jeweils ein Lagerbock 22 je Längslenker 11, der seinerseits mit dem Fahrzeugaufbau 4, beispielsweise einem Längsträger 5 des Fahrzeugaufbaus 3, verschraubt oder in sonstiger Weise an diesem befestigt ist. Der Lagerbock 22 übergreift den ersten Endabschnitt 13 des Längslenkers 11 mit einer Lasche 23, welche flächig an dem ersten Endabschnitt 13 anliegt. Aufgrund der Lasche 23 stützen sich Köpfe der Spannbolzen oder bei umgekehrter Anordnung Muttern auf der Lasche und nicht unmittelbar auf dem Längslenker 11 ab.
An den seitlich über die Längslenker 11 hinausragenden Enden des Querträgers 12 sind die Radträger 15 befestigt. Zur weiteren Gewichtseinsparung können auch die Radträger 15 aus Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff gefertigt sein. Es ist auch möglich, die Radträger 15 und den Querträger 12 als einstückiges Integralbauteil zu fertigen, wobei die Lageraugen 19 dann geschlitzt oder zweitteilig ausgeführt werden. Zur Aufnahme eines Radlagers ist an dem Radträger 15 ein Achszapfen 24 vorgesehen. Dieser ist vorzugsweise aus Metall gefertigt und in das Kunststoffmaterial des Radträgers 15 eingebettet. Insbesondere können die Radträger 15 als Spritzgussteile hergestellt sein. Die Radträger 15 können jedoch auch in Metall ausgeführt sein.
Die Radträger 15 sind jeweils über ein weiteres elastisches Lager 25 am zugehörigen Längslenker 11 abgestützt. Die weiteren elastischen Lager 25 weisen eine den erstgenannten elastischen Lager 16 entsprechende Elastizität in Fahrzeuglängsrichtung auf, um einen guten Fahrkomfort zu gewährleisten. Sie sind derart angeordnet, um Momente um die Längsachse des Querträgers 12 abzustützen. Zudem kann über die Lage der weiteren elastischen Lager 25, insbesondere deren Abstand von den erstgenannten Lagern 16, die Stabilisierungsrate der Hinterachse 10 abgestimmt werden
Die weiteren elastischen Lager 25 sind in Fahrzeuglängsrichtung bevorzugt vor den erstgenannten elastischen Lagern 16 angeordnet.
Das erste Ausführungsbeispiel zeigt eine besonders platzsparende und kompakte Anordnung zwischen den Schenkeln 17 und 18 der Längslenker 11. Hierzu bilden diese ein weiteres Lagerauge 26 aus, in dem das zugehörige weitere elastische Lager 25 aufgenommen ist. Ein zugehöriger Lagerzapfen 27 ist am Radträger 15 befestigt oder ausgebildet.
Wie bereits erläutert, können die Längslenker 11 die Funktion herkömmlicher Aufbaufedern übernehmen, d. h. die Hinterachse 10 sowie die Fahrzeugräder 5 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 3 in Fahrzeughochrichtung elastisch abstützen. Ferner greift je Fahrzeugrad 3 ein Schwingungsdämpfer 28 an der Hinterachse 10 an. Der Schwingungsdämpfer 28 ist dabei mit seinem oberen Ende in Vorwärtsfahrtrichtung geneigt und zur Fahrzeughochrichtung mit einem Winkel im Bereich von 5° bis 30° angestellt. Desweiteren kann das obere Ende zusätzlich in Richtung Fahrzeuglängsmittelachse geneigt sein, wobei geeignete Winkel im Bereich von 0° bis 15° liegen. Radseitig ist der Schwingungsdämpfer 28 unterhalb der Radmitte am Radträger 15 angekoppelt. Insbesondere kann die Ankopplung vor der Mitte M der elastischen Lager 16 vorgenommen sein. Dabei erstreckt sich das untere Ende des Schwingungsdämpfers 28 in den Bereich zwischen dem jeweiligen Längslenker 11 und dem zugehörigen Radträger 15 hinein. Der Freiraum zwischen den Längslenkern 11 wird durch die Schwingungsdämpfer 28 nicht beeinträchtigt. Dieser Freiraum ermöglicht die Unterbringung eines großvolumigen Energiespeichers 2.
Hierfür ist es weiterhin von Vorteil, dass der gesamte Querträger 12 in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet im Bereich der hinteren Radachse A verläuft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Profil des Mittelbereichs des Querträgers 12 zwischen den Längslenkern 11 unterhalb und überwiegend hinter der Radachse A. Insbesondere ist es möglich, diesen Mittelbereich, wie in 5b dargestellt, gänzlich hinter der Radachse A anzuordnen.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Schwingungsdämpfer 26 auch als Federbein ausgeführt werden. Ferner ist es grundsätzlich möglich, zusätzlich zu den federnden Längslenkern 11 zwischen der Hinterachse 10 und dem Fahrzeugaufbau 3 zusätzliche Aufbaufedern einzugliedern.
6 zeigt anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kraftfahrzeughinterachse 10' eine Modifikation der Längslenker 11. Jeder der Längslenker 11 weist wiederum zwei übereinander verlaufende Schenkel 17' und 18' auf, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schenkel 17' und 18', die vorzugsweise als separate Bauteile ausgeführt sind, lediglich im Bereich des ersten Endabschnitts, d. h. im Bereich der aufbauseitigen Einspannung zusammengeführt, im Übrigen hingegen voneinander vertikal beabstandet. Auch hier wird je Längslenker 11' eine Doppelfeder gebildet, welche die Funktion einer Aufbaufeder übernimmt. Eine zusätzliche Aufbaufeder wird hierdurch unnötig. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, auch hier zusätzliche Aufbaufedern vorzusehen.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das erstgenannte elastische Lager 16' am Endes eines der Schenkel 17' und das weitere elastische Lager 25' am Ende des anderen Schenkels 18' angeordnet. Dazu sind an den Enden entsprechende Lageraugen 19' und 26' ausgebildet. Der Schenkel 17' des erstgenannten elastischen Lagers 16' verläuft dabei unterhalb des Schenkels 18' mit dem weiteren elastischen Lager 25'. Die Mitte M des erstgenannten elastischen Lagers 16' liegt hinter und unterhalb der Radmitte A. Die Mitte W des weiteren elastischen Lagers 25' liegt hinter und oberhalb der Radmitte A. Jedoch ist auch eine Anordnung auf Höhe der Radmitte A oder unterhalb derselben möglich. Ferner kann der Schenkel 17' mit dem erstgenannten elastischen Lager 16' auch oberhalb des Schenkels 18' mit dem weiteren elastischen Lager 25' angeordnet werden.
Im Übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel.
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.
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.
Zudem wird ein untersteuerndes Eigenlenkverhalten unter Seitenkrafteinfluss erzielt, welches für die Fahrdynamik von Vorteil ist.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Vielmehr können technische Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen auch dann miteinander kombiniert werden, wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich. Die Erfindung umfasst insbesondere alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
Bezugszeichenliste

1: Personenkraftfahrzeug
2: Energiespeicher
3: Fahrzeugrad
4: Fahrzeugaufbau
5: Längsträger
10: Hinterachse
11: Längslenker
12: Querträger
13: erster Endabschnitt
14: zweiter Endabschnitt
15: Radträger
16: elastisches Lager
17: Schenkel
18: Schenkel
19: Lagerauge
20: Kopplungsabschnitt
21: Befestigungsbuchse
22: Lagerbock
23: Lasche
24: Achszapfen
25: weiteres elastisches Lager
26: weiteres Lagerauge
27: Lagerzapfen
28: Schwingungsdämpfer
A: Radachse
F_s: Seitenkraft
F_sLager: Reaktionskraft im Lager 16
M: Mitte des elastischen Lagers 16
W: Mitte des weiteren elastischen Lagers 25
R: Rechtskurve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19542522 A1 [0003]
DE 19840134 A1 [0003]
DE 102006018641 A1 [0004]
EP 0458665 B1 [0004]
DE 102008062901 A1 [0005]

Claims

Kraftfahrzeughinterachse, umfassend: einen Querträger (12), zwei Längslenker (11; 11') mit jeweils einem ersten Endabschnitt (13) zur Ankopplung an einen Fahrzeugaufbau oder Hilfsrahmen und jeweils einem zweiten Endabschnitt (14) zur Ankopplung an den einen Querträger (12), und zwei Radträger (15) zur Lagerung jeweils eines Fahrzeugrads, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (12) jeweils über ein in Fahrzeuglängsrichtung elastisches Lager (16; 16') an den Querträger (12) angekoppelt sind und die Mitte (M) der elastischen Lager (16; 16') in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Mitte (A) der Fahrzeugräder angeordnet ist.
Kraftfahrzeughinterachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (11; 11') an ihrem zweiten Endabschnitt (14) jeweils ein Lagerauge (19; 19') ausbilden, die elastischen Lager (16; 16') als Buchsen ausgebildet und in den Lageraugen (19; 19') angeordnet sind, und der Querträger (12) in die Buchsen gesteckt ist.
Kraftfahrzeughinterachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitte (M) der elastischen Lager (16) in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Mitte (A) der Fahrzeugräder angeordnet ist.
Kraftfahrzeughinterachse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radträger (15) mit dem Querträger (12) starr verbunden sind.
Kraftfahrzeughinterachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Radträger (15) jeweils über ein weiteres elastisches Lager (25; 25') an einem der Längslenker (11; 11') abgestützt sind, um Momente um die Längsachse des Querträgers (12) abzustützen.
Kraftfahrzeughinterachse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren elastischen Lager (25, 25') in Fahrzeuglängsrichtung vor den erstgenannten elastischen Lagern (16, 16') angeordnet sind.
Kraftfahrzeughinterachse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die Längslenker (11; 11') in Fahrzeughochrichtung federelastisch ausgebildet sind.
Kraftfahrzeughinterachse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (11; 11') aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt sind.
Kraftfahrzeughinterachse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (11) zwei in Fahrzeughochrichtung übereinander verlaufende Schenkel (17, 18) aufweisen, die im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt (13, 14) zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet sind, wobei das weitere elastische Lager (25) zwischen den Schenkeln (17, 18) angeordnet ist.
Kraftfahrzeughinterachse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (11') zwei in Fahrzeughochrichtung übereinander verlaufende Schenkel (17', 18') aufweisen, die im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt (13, 14) zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet sind, wobei das erstgenannte elastische Lager (16') am Endes eines der Schenkel (17') und das weitere elastische Lager (25') am Ende des anderen Schenkels (18') angeordnet ist.