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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen zwei Verbindungsbereichen zweier Strukturbauteile eines modularen Fahrwerksystems eines Fahrzeugs oder eines solchen Strukturbauteils und eines Aufbaus des Fahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Strukturbauteil eines modularen Fahrwerksystems für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 4 sowie ein modulares Fahrwerksystem für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 8 und ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug. Letztlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Veränderung des kinematischen Layouts eines modularen Fahrwerksystems für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.
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Fahrwerke dienen in Fahrzeugen deren weitestgehenden Entkopplung von dem zu befahrenden Untergrund. Auf diese Weise lassen sich der gewünschte Fahrkomfort und die notwendige Fahrstabilität gewährleisten. Hierzu werden die Fahrzeugräder unter Zwischenschaltung einer Vorder- und/oder Hinterachse nur mittelbar an dem Aufbau des Fahrzeugs befestigt. Die Achsen beinhalten relativ zum Aufbau bewegliche Komponenten, welche in Kombination mit federnden und dämpfenden Elementen die Bestandteile des Fahrwerks bilden.
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Während die Hinterachse beispielsweise als Starr- oder Halbstarrachse wie etwa als Pendel- oder Verbundlenkerachse ausgeführt sein kann, erfolgt die Anbindung der Vorderräder ausschließlich in Form von Einzelradaufhängungen. Dies meint, dass das jeweilige Rad an einem Radträger drehbar gelagert ist, welcher wiederum über mehrere Lenker beweglich an dem restlichen Fahrzeug angelenkt ist. Derartige Einzelradaufhängungen sind auf beiden Achsseiten von zweispurigen Fahrzeugen angeordnet. Obwohl die sich dabei gegenüberliegenden Räder nicht auf einer gemeinsamen baulichen Querverbindung angeordnet sind, wird deren paarweise Anordnung dennoch als Vorder- oder Hinterachse bezeichnet.
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Gegenüber Verbundlenkerachsen weisen Einzelradaufhängungen den Vorteil von verbesserten Fahreigenschaften auf, was insbesondere aus deren sich nicht gegenseitig beeinflussenden Radstellungen beim Ein- und Ausfedern her resultiert. Zudem benötigen Einzelradaufhängungen einen geringeren Bauraum, was wiederum die Möglichkeit des Zugewinns an freiem Volumen eröffnet. Dieses kann dann in vorteilhafter Weise beispielsweise dem Innen- und/oder Kofferraum des Fahrzeugs zugewiesen werden.
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Die einzelnen Lenker können entweder direkt oder unter Eingliederung eines Hilfsrahmens mit dem Aufbau gekoppelt sein. Derartige Hilfsrahmen sind beispielsweise auch unter dem Ausdruck Fahrschemel oder Achsträger bekannt. Deren Anordnung bietet den Vorteil eines weitestgehend vorkonfektionierten Aufbaus. Hierdurch erfordert die Endmontage nur noch die Befestigung des so geschaffenen Vorder- und/oder Hinterachsmoduls über wenige Befestigungsmittel.
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In Abhängigkeit von Ausgestaltung und Einbaulage der Lenker unterscheidet man zwischen Längs-, Schräg- und Querlenker. Deren jeweilige Orientierung bezieht sich dabei auf die Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung des Fahrzeugs, so dass sich beispielsweise der Querlenker im Wesentlichen quer zur Fahrtrichtung erstreckt. Die fahrzeugseitige Lagerung des einzelnen Lenkers erfolgt über wenigstens eine Buchse, welche zumeist als Verbundlager in Form eines Gummi-Metall-Lagers ausgeführt ist. Der Gummi-Anteil sorgt dabei für eine ausreichende Entkopplung und begrenzte Beweglichkeit des Lenkers gegenüber seiner Lagerung. Gleichzeitig wird die Übertragung von Schwingungen und Körperschall in den Fahrzeuginnenraum reduziert.
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Um die Wirtschaftlichkeit derartiger Federungssysteme zu erhöhen, wurde bereits deren modularer Aufbau vorgeschlagen. Dies meint die Einführung einer Art Baukasten an Strukturbauteilen, welche dem jeweils erforderlichen Fahrwerksystem als miteinander kombinierbare Einzelteile zur Verfügung stehen. Tatsächlich wird hierin eines der Schlüsselelemente gesehen, um trotz zunehmendem Preisdruck auch in Zukunft branchenführende Neufahrzeuge anbieten zu können. Als wesentlicher Vorteil ist dabei die tatsächliche Reduzierung der Stückkosten bei gleichzeitig erhöhter Effizienz der erforderlichen Investition zu nennen, welche durch eine nachhaltige Gleichteile-Strategie weiter angetrieben wird. Überdies kann so die Zeit bis zur Vermarktung neuer Nischenfahrzeuge und innovativer Lückenprodukte erheblich reduziert werden.
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So zeigt die
US 2003/0132626 A1 modular miteinander kombinierbare Baugruppen eines Fahrzeugrahmens. Bei diesen kann es sich beispielsweise um einen Vorderachsträger oder nur um eine seiner beiden Seitenteile handeln. Um die miteinander zu montierenden Komponenten zahlenmäßig zu reduzieren, sind die jeweiligen Aufhängungsteile wie etwa Federelemente bereits integriert. Hierzu weisen die Rahmenbaugruppen entsprechende Aufnahmebereiche wie etwa Hohlräume oder Bohrungen auf, in welchen dann die Aufhängungsteile angeordnet sind. Demgemäß ist beispielsweise nur noch eine radtragende Lenkeranordnung zu montieren, welche mit den bereits vorhandenen Aufhängungsteilen der Baugruppe zu koppeln ist.
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Nach der
WO 2011/050911 A1 und der
US 2012/0280465 A1 wird eine Radaufhängung vorgeschlagen, deren Ausführung die Verwendung vieler Gleichteile für die vordere und hintere Radachse zulässt. Auch hier ist es die Modulbauweise, welche einen hohen Grad der Vormontage erlaubt. Hierzu weist die einzelne Radaufhängung einen vom Fahrzeugrahmen oder -aufbau unabhängigen Hilfsrahmen auf, an welchem ein Radträger über wenigstens ein Radführungselement angelenkt ist. Darüber hinaus umfasst das so geschaffene Modul ein Federungs- und Dämpfungssystem sowie ein Lenksystem. Weiterhin ist wenigstens ein Aktuator pro Modul vorgesehen, welcher auf das Lenksystem und/oder das Federungs- und Dämpfungssystem wirkt.
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Auch die
US 2009/0230650 A1 offenbart ein modulares Fahrwerksystem für ein Fahrzeug. Hierzu sind diverse Strukturbauteile zur Bereitstellung einer Art Baukasten vorgesehen, aus welchen das Fahrwerksystem individuell kombinierbar ist. Auf diese Weise können an die jeweiligen Anforderungen angepasste Ausgestaltungsformen realisiert werden, indem die hierfür notwendigen Strukturbauteile zu einem Fahrwerksystem komplettiert werden.
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Mit der
US 6,398,262 B1 und der
DE 601 04 437 T2 als deutsche Übersetzung der
EP 1 322 513 B1 wurde eine modulare Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese sieht einen oberen und einen unteren Hilfsrahmenabschnitt aus Gusselementen vor. Der untere Hilfsrahmenabschnitt umfasst eine vordere und eine hintere Wand, zwischen denen sich einzelne Rohrelemente erstrecken. Demgegenüber weist der obere Hilfsrahmenabschnitt einzelne Verstärkungsträger auf, über welche er auf dem unteren Hilfsrahmenträger angebracht ist. Weiterhin besitzt der obere Hilfsrahmenabschnitt einzelne Befestigungshalter, welche zur Abstützung von Federelementen vorgesehen sind. Ferner ist ein Dämpfungselement zwischen dem oberen und dem unteren Hilfsrahmenabschnitt vorgesehen, um den zwischen diesen übertragbaren Schwingungsbetrag zu reduzieren.
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Aus der
WO 2010/136028 A1 sowie der
CN 102 341 297 A geht jeweils eine Aufhängungseinrichtung zur federnden sowie dämpfenden Aufhängung eines Massekörpers hervor. Bevorzugt dient diese zur Lagerung der Fahrerkabine eines Lastkraftwagens. Die Aufhängungseinrichtung umfasst ein Watt-Gestänge und eine Feder-Dämpfer-Anordnung, durch welche die Fahrerkabine gegenüber dem Unterbau des Lastkraftwagens dämpfend abgestützt ist.
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Die
US 5,732,970 A ist auf die Ausgestaltung einer modularen Gummifederung für Anhänger gerichtet. Diese umfasst einen Träger, welcher einen mittig angeordneten Kragarm aufweist. Der Kragarm besitzt ein an seinem freien Ende angeordnetes Lager, über welches der Träger an einem Rahmen rotierbar gelagert ist. Ein Ende des Trägers ist mit einer Radachse verbunden, während das gegenüberliegende Ende des Trägers eine vertikal orientierte erste Halteplatte aufweist. Die erste Halteplatte ist zu einer an dem Rahmen angeordneten zweiten Halteplatte parallel beabstandet. Zwischen den beiden Halteplatten ist ein Gummikörper angeordnet und fest mit diesen verbunden. Bei einer Schwenkbewegung des Trägers um das Lager werden die beiden Halteplatten quasi aneinander vorbei bewegt, so dass der Gummikörper entsprechend verformt wird. Weiterhin ist die Gummifederung mit einem Dämpfungselement kombinierbar.
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Die
US 2008/0084043 A1 ist auf eine Aufhängestruktur einer Fahrzeugfederung gerichtet. Diese umfasst wenigstens einen Querlenker, welcher sich zwischen dem Fahrzeugaufbau oder einem Hilfsrahmen und einem Achsschenkelgelenk erstreckt. Der Querlenker ist über wenigstens eine fahrzeugseitig angeordnete Lagerbuchse verschwenkbar gelagert. Die Lagerbuchse umfasst eine Art Schnellbefestigung, welche sich im Wesentlichen aus einer Befestigungsstange und einer mit der Befestigungsstange korrespondierenden Vertiefung in dem Querlenker zusammensetzt. Zur Kopplung von Querlenker und Lagerbuchse wird die Befestigungsstange in die Vertiefung eingepresst oder durch die als Durchgangsbohrung ausgeführte Vertiefung hindurch geführt. Dabei gelangt die Befestigungsstange mit einem Teilabschnitt in oder durch die Lagerbuchse, so dass die Befestigungsstange als Drehachse für den Querlenker dient. Durch diese Ausgestaltung soll die mögliche Vielzahl an Befestigungsanordnungen für Querlenker reduziert werden.
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Die
DE 1 430 850 B zeigt ebenfalls eine Lagerung für einen Querlenker eines Kraftfahrzeugs. Der Querlenker setzt sich aus zwei endseitig miteinander verbundenen und einen Winkel zwischen sich einschließenden Lenkerarmen zusammen. An den freien Enden der Lenkerarme ist jeweils eine Aufnahmeöffnung für eine Stabachse angeordnet, um welche herum der Querlenker verschwenkbar ist. Die Stabachse selbst wird dabei in an dem Fahrzeugaufbau angeordneten Lagerbuchsen elastisch geführt. Um eine stufenlose Sturzeinstellung des über den Querlenker geführten Rades zu ermöglichen, wird die Anordnung von in den Aufnahmeöffnungen angeordneten Exzentern vorgeschlagen. Durch deren Verdrehung wird das Zentrum der Stabachse entsprechend verlagert, so dass der Sturz der Aufhängung ohne die ansonsten notwendige Demontage des Querlenkers veränderbar ist.
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Insbesondere die im Stand der Technik bekannten modularen Fahrwerksysteme ermöglichen die Kombination unterschiedlicher Strukturbauteile, um die jeweils notwendige Ausgestaltung des kinematischen Layouts und damit die erforderliche Charakteristik des Fahrwerksystems zu erhalten. Für eine möglichst große Flexibilität derartiger Systeme müssen allerdings entsprechend viele unterschiedliche Strukturbauteile vorgehalten werden, um den jeweiligen Anforderungen und der zumeist modellübergreifenden Vielfalt gerecht zu werden. Mit anderen Worten ist hierfür beispielsweise die Fertigung unterschiedlich langer Lenker erforderlich, um das individuelle kinematische Layout des Fahrwerks zu erhalten. Insofern basiert der modulare Aufbau rein auf dem Austausch der unterschiedlichen Strukturbauteile untereinander. Angesichts der hierdurch notwendigen Vielzahl an unterschiedlichen Strukturbauteilen bieten derartige vorteilhafte modulare Bauweisen daher auch weiterhin durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen Strukturbauteilen eines modularen Fahrwerksystems für ein Fahrzeug oder eines solchen Strukturbauteils und einem Aufbau des Fahrzeugs dahingehend zu verbessern, dass diese trotz hohem Grad an Gleichteilen einen flexibleren Einsatz innerhalb des modularen Fahrwerksystems zulässt, um das erforderliche kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems zu erhalten. Selbiges gilt für die Weiterbildung eines Strukturbauteils eines modularen Fahrwerksystems sowie das modulare Fahrwerksystem selbst, so dass die hierbei zu lösende Aufgabe in dem flexibleren Einsatz des jeweils gleichen Strukturbauteils liegt, um das erforderliche kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems zu erhalten. Letztlich sollen ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug und ein Verfahren aufgezeigt werden, mit welchem trotz hohem Grad an Gleichteilen das kinematische Layout eines modularen Fahrwerksystems für ein Fahrzeug allein durch die Ausbildung einer Verbindung zwischen zwei Verbindungsbereichen zweier Strukturbauteile des modularen Fahrwerksystems oder eines solchen Strukturbauteils und eines Aufbaus des Fahrzeugs verändert werden kann.
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Gemäß der Erfindung gelingt die Lösung durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale und Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und damit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
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Hiernach wird zunächst eine Verbindung aufgezeigt, welche entweder zwischen einzelnen Komponenten eines modularen Fahrwerksystems eines Fahrzeugs oder zwischen einer Komponente des modularen Fahrwerksystems und einem Aufbau des Fahrzeugs ausgebildet ist. Genauer gesagt fällt hierunter die Verbindung zwischen zwei Verbindungsbereichen von zwei Strukturbauteilen des modularen Fahrwerksystems. Alternativ oder in Ergänzung hierzu ist unter der erfindungsgemäßen Verbindung auch eine solche zu verstehen, welche zwischen dem Verbindungsbereich eines solchen Strukturbauteils und einem Verbindungsbereich des Fahrzeugaufbaus realisiert ist.
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Naturgemäß besitzt hierzu jeder der Verbindungsbereiche eine in geeigneter Weise ausgebildete Befestigungsstelle. Als Befestigungsstelle ist im Sinne der Erfindung eine lokale Ausgestaltung des Verbindungsbereichs zu verstehen, welche der eigentlichen Befestigung der Verbindungsbereiche untereinander dient. Besonders bevorzugt kann diese Ausgestaltung die mögliche Kopplung mit einem geeigneten Verbindungsmittel meinen. Auf diese Weise können die Verbindungsbereiche unter Eingliederung eines mit den Befestigungsstellen korrespondierenden Verbindungsmittels aneinander befestigt sein.
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Selbstverständlich kann die jeweilige Befestigungsstelle sich dabei nur auf einen Teil des Verbindungsbereichs beschränken oder aber den gesamten Verbindungsbereich einnehmen.
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Erfindungsgemäß besitzt mindestens einer der aneinander zu befestigenden Verbindungsbereiche wenigstens zwei Befestigungsstellen. Diese können bevorzugt in einem Abstand nebeneinander angeordnet sein. Dies meint, dass die eigentliche Verbindung nunmehr die Wahlfreiheit hat, welche der nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen des einen Verbindungsbereichs genutzt wird, um die Befestigung zwischen diesem Verbindungsbereich und dem Verbindungsbereich des anderen Strukturbauteils oder des Fahrzeugaufbaus; näherhin dessen Befestigungsstelle zu realisieren.
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Im Zusammenhang mit dem modularen Fahrwerksystem wird deutlich, dass die jeweilige Wahl der einen oder anderen Befestigungsstelle unmittelbare Auswirkungen auf die Einstellung des Fahrwerks hat. Hiernach sind die nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen folglich dazu ausgebildet, um in Abhängigkeit von der Nutzung der einen oder der anderen nebeneinander angeordneten Befestigungsstelle tatsächlich das kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems zu verändern.
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Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt in der deutlich flexibleren Verwendbarkeit der einzelnen Strukturbauteile innerhalb des modularen Fahrwerksystems. So sind beispielsweise nicht mehr unterschiedlich lange oder in der Lage ihrer Befestigungsstellen jeweils voneinander verschiedene Strukturbauteile notwendig, um mit ein und denselben Strukturbauteilen unterschiedliche kinematische Layouts des Fahrwerks zu erzeugen. Im Ergebnis ermöglicht die auf diese Weise geschaffene Verbindung eine weitere Erhöhung des Grades an Gleichteilen, was deren Entwicklung und Produktion insgesamt wirtschaftlicher macht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind die einzelnen Befestigungsstellen an die jeweilige Kombination mit einem geeigneten Verbindungsmittel entsprechend angepasst. So kann die Befestigungsstelle eines ersten Verbindungsbereichs bevorzugt als Bohrung ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise kann diese Bohrung ein mit einem Außengewinde des Verbindungsmittels in Eingriff stehendes Innengewinde besitzen. In diesem Zusammenhang kann dann die Befestigungsstelle eines dem ersten Verbindungsbereich zugehörigen zweiten Verbindungsbereichs in vorteilhafter Weise als Durchgangsbohrung ausgeführt sein. Auf diese Weise kann das Verbindungsmittel beispielsweise als Schraube ausgeführt sein, welche dann zumindest abschnittsweise durch die Durchgangsbohrung des zweiten Verbindungsbereichs hindurch angeordnet ist und zumindest teilweise in die Bohrung des ersten Verbindungsbereichs eingreift.
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Hiernach könnte die Verbindung als eine bevorzugt lösbare Schraubverbindung ausgeführt sein. Diese ermöglicht eine überaus vorteilhafte und einfach zu realisierende Verbindung, welche bei Bedarf eine Veränderung des kinematischen Layouts des modularen Fahrwerksystems durch entsprechendes Umsetzen der Schraubverbindung ermöglicht.
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Die in Rede stehenden Bohrungen können selbstverständlich zusätzliche Möglichkeiten für die Veränderung des kinematischen Layouts des modularen Fahrwerksystems bieten. So kann wenigstens einer der Bohrungen neben einem kreisrunden Querschnitt beispielsweise auch einen ovalen Querschnitt oder eine kegelförmige Ausgestaltung besitzen. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann wenigstens eine der Bohrungen auch als Langloch ausgebildet sein. Auf diese Weise ist ein zusätzlicher begrenzter Versatz in der Verbindungsebene zwischen den Verbindungsbereichen ermöglicht.
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Weiterhin sieht die Erfindung es als vorteilhaft an, wenn die nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen des ersten Verbindungsbereichs eines Strukturbauteils oder des Aufbaus des Fahrzeugs jeweils als Bohrung mit einem Innengewinde ausgebildet sind. Demgegenüber kann die Befestigungsstelle eines dem ersten Verbindungsbereich zugehörigen zweiten Verbindungsbereichs eines weiteren Strukturbauteils oder des Aufbaus des Fahrzeugs als Durchgangsbohrung ausgeführt sein. Auch hier kann das Verbindungsmittel zumindest abschnittsweise durch die Durchgangsbohrung hindurch angeordnet sein. In vorteilhafter Weise besitzt das Verbindungsmittel dabei ein entsprechendes Außengewinde, welches zumindest teilweise mit dem Innengewinde einer der nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen des ersten Verbindungsbereichs in Eingriff steht.
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Auf diese Weise können die nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen des ersten Verbindungsbereichs insofern durch den zweiten Verbindungsbereich des jeweils anderen Strukturbauteils oder des Fahrzeugaufbaus abgedeckt sein. Dies ist gleichzeitig als konstruktiver Schutz beispielsweise vor Schmutz und/oder Feuchtigkeit zu sehen, die sich ansonsten in der nicht auf diese Weise abgedeckten Befestigungsstelle absetzen können. Zudem wird hierdurch der optische Eindruck verbessert.
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Die nunmehr vorgestellte Verbindung ermöglicht trotz hohem Grad an Gleichteilen einen überaus flexiblen Einsatz innerhalb des modularen Fahrwerksystems, um das jeweils erforderliche kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems zu erhalten. Gleichzeitig bedarf es nunmehr keinerlei Austausches mehr, um bei Bedarf das kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems zu verändern.
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Weiterhin ist die Erfindung auch auf ein Strukturbauteil eines modularen Fahrwerksystems gerichtet, welches sich insbesondere für den Einsatz in oder an einem Fahrzeug eignet.
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Das erfindungsgemäße Strukturbauteil besitzt wenigstens einen Verbindungsbereich mit einer Befestigungsstelle. Besagter Verbindungsbereich ist dazu vorgesehen, um eine Verbindung mit einem weiteren Strukturbauteil des modularen Fahrwerksystems oder einem Aufbau des Fahrzeugs zu ermöglichen. Besonders bevorzugt kann es sich bei der hierbei auszubildenden Verbindung um eine solche handeln, wie sie bereits zuvor im Rahmen der erfindungsgemäßen Verbindung beschrieben wurde.
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Hierzu weisen auch das andere Strukturbauteil oder der Fahrzeugaufbau wenigstens einen entsprechenden Verbindungsbereich mit einer Befestigungsstelle auf. Letztlich sind die im Zuge der Verbindung in Kontakt kommenden Verbindungsbereiche dazu ausgebildet, um unter Eingliederung eines mit deren Befestigungsstellen korrespondierenden Verbindungsmittels aneinander befestigt zu werden. Erfindungsgemäß besitzt der Verbindungsbereich des besagten Strukturbauteils wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Befestigungsstellen. Diese Befestigungsstellen sind dazu ausgebildet, um in Abhängigkeit von der Nutzung der einen oder der anderen nebeneinander angeordneten Befestigungsstelle das kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems zu verändern.
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Die sich hieraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der zuvor näher erläuterten erfindungsgemäßen Verbindung aufgezeigt, so dass an dieser Stelle auf die vorherigen Ausführungen hierzu verwiesen wird. Die in diesem Zusammenhang bereits dargestellten vorteilhaften Ausgestaltungen und Ausführungen der Verbindung gelten für das nunmehr vorgestellte Strukturbauteil entsprechend. Insofern ist auch eine Kombination der zuvor im Zusammenhang mit der Verbindung erläuterten Merkmale und dem erfindungsgemäßen Strukturbauteil angedacht und wird entsprechend beansprucht.
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Als Strukturbauteile werden im Sinne der Erfindung auch solche Bauteile verstanden, welche beispielsweise Bestandteil des Fahrzeugaufbaus oder eines Hilfsrahmen sein können. Dies gilt auch für mit dem Fahrzeugaufbau oder dem Hilfsrahmen verbundene Kopplungsbauteile, sofern diese der Verbindung mit einem Teil der Fahrzeugaufhängung dienen.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann es sich bei dem Strukturbauteil um einen Lenker handeln. Dieser kann insbesondere als Querlenker ausgebildet sein. Bei den Lenkern handelt es sich um solche Bauteile, welche in Bezug auf ein modulares Fahrwerksystem einen hohen Grad an gleicher Ausführung zulassen. Insofern sind insbesondere die Lenker bevorzugt als Gleichteile auszubilden, welche dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ihrer möglichen Verbindung ein großes Spektrum an möglichen kinematischen Layouts für das Fahrwerk zulassen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es sich bei dem Strukturbauteil auch um ein Achsschenkelgelenk handeln. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Strukturbauteil auch um einen Hilfsrahmen handeln. Für diese Varianten gelten die zuvor im Zusammenhang mit der Ausgestaltung als Lenker aufgeführten Vorteile entsprechend.
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Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass das Strukturbauteil mindestens ein Lagerelement besitzen kann. Als Lagerelement werden beispielsweise Gummi-Metall-Lager verstanden. In der Ausgestaltung des Strukturbauteils als Lenker kann das Lagerelement bevorzugt an einem Endbereich des Lenkers angeordnet sein. Besonders bevorzugt können alle Endbereiche des Lenkers ein Lagerelement besitzen. Je nach Ausgestaltung des Lenkers wie beispielsweise als Dreieckslenker können somit zwei, drei oder gar mehr solcher Lagerelemente vorhanden sein.
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Hierbei ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Lagerelemente den erforderlichen Verbindungsbereich zur Verbindung mit einem anderen Strukturbauteil oder dem Fahrzeugaufbau beinhaltet. Mit anderen Worten kann der wenigstens eine Verbindungsbereich des Strukturbauteils bevorzugt an dem Lagerelement angeordnet sein. Dies ist insofern vorteilhaft, als das Lagerelemente typischerweise eine Verbindungsstelle zwischen Bauteilen oder Komponenten sind, wobei die eigentliche Verbindung unter Hinzuziehung und/oder Eingliederung eines geeigneten Verbindungsmittels erfolgt. Auf diese Weise kann der ohnehin notwendige Einsatz des Verbindungsmittels gleichzeitig zur Einstellung und/oder Veränderung des kinematischen Fahrwerklayouts genutzt werden.
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Die Erfindung ist ferner auf ein modulares Fahrwerksystem für ein Fahrzeug gerichtet. Dieses umfasst wenigstens zwei Strukturbauteile. Bei wenigstens einem der Strukturbauteile kann es sich um ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil handeln, so wie es zuvor näher beschrieben wurde.
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Die Strukturbauteile weisen jeweils wenigstens einen Verbindungsbereich mit einer Befestigungsstelle auf. Besagte Verbindungsbereiche nebst Befestigungsstellen sind zur Ausbildung einer Verbindung zwischen den Strukturbauteilen oder einem der Strukturbauteile und dem Fahrzeugaufbau vorgesehen. Besonders bevorzugt kann über diese eine erfindungsgemäße Verbindung ausgebildet werden, so wie sie bereits zuvor näher erläutert wurde.
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Zur Ausbildung der Verbindung können die Verbindungsbereiche unter Eingliederung eines mit den Befestigungsstellen korrespondierenden Verbindungsmittels aneinander befestigt sein. Erfindungsgemäß besitzt mindestens einer der Verbindungsbereiche wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Befestigungsstellen. Die Befestigungsstellen sind dazu ausgebildet, um in Abhängigkeit von der Nutzung der einen oder der anderen nebeneinander angeordneten Befestigungsstelle das kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems zu verändern.
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Die sich hieraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der zuvor näher erläuterten erfindungsgemäßen Verbindung und dem erfindungsgemäßen Strukturbauteil aufgezeigt, so dass an dieser Stelle auf die vorherigen Ausführungen hierzu verwiesen wird. Die in diesem Zusammenhang bereits dargestellten vorteilhaften Ausgestaltungen und Ausführungen der Verbindung und des Strukturbauteils gelten für das nunmehr vorgestellte modulare Fahrwerksystem entsprechend. Insofern ist auch eine Kombination der zuvor im Zusammenhang mit der Verbindung und dem Strukturbauteil erläuterten Merkmale und dem erfindungsgemäßen modularen Fahrwerksystem angedacht und wird entsprechend beansprucht. Dies alles gilt ohne weitere Detaillierungen im Übrigen auch für ein entsprechend ausgestattetes erfindungsgemäßes Fahrzeug.
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Letztlich ist die Erfindung auch auf ein Verfahren gerichtet, mit welchem das kinematische Layout eines modularen Fahrwerksystems für ein Fahrzeug festgelegt sowie eingestellt und verändert werden kann. Dies ist allein durch die Ausbildung einer Verbindung zwischen zwei Verbindungsbereichen möglich. Dabei können die besagten Verbindungsbereiche jeweils einem von zwei Strukturbauteilen des modularen Fahrwerksystems zugehörig sein. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann dabei ein Verbindungsbereich einem solchen Strukturbauteil und der jeweils andere Verbindungsbereich einem Aufbau des Fahrzeugs zugehörig sein.
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Besonders bevorzugt kann es sich bei der Verbindung und/oder bei dem Strukturbauteil und/oder bei dem modularen Fahrwerksystem um eine der zuvor näher ausgeführten erfindungsgemäßen Verbindung und/oder dem erfindungsgemäßen Strukturbauteil und/oder dem erfindungsgemäßen modularen Fahrwerksystem nebst dem erfindungsgemäßen Fahrzeug handeln.
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Dabei besitzt jeder der Verbindungsbereiche eine Befestigungsstelle, über welche die Verbindungsbereiche unter Eingliederung eines mit den Befestigungsstellen korrespondierenden Verbindungsmittels aneinander befestigt werden. Erfindungsgemäß besitzt hierzu mindestens einer der Verbindungsbereiche wenigstens zwei in einem Abstand nebeneinander angeordnete Befestigungsstellen. Um nun die erfindungsgemäße Festlegung und/oder Einstellung und/oder Veränderung des kinematischen Layouts des modularen Fahrwerks vornehmen zu können, wird nur eine der nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen genutzt. Mit anderen Worten wird hierfür nur die eine oder die andere der nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen des Verbindungsbereichs zur Ausbildung der Verbindung genutzt.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand wenigstens eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes modulares Fahrwerksystem in einem ersten kinematischen Layout sowie
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2 das erfindungsgemäße modulare Fahrwerksystem aus 1 in einem zweiten kinematischen Layout.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes modulares Fahrwerksystem 1, welches sich für den Einsatz in oder an einem nicht näher gezeigten Fahrzeug eignet. Das modulare Fahrwerksystem 1 umfasst mehrere Strukturbauteile 2, 3, 4. Vorliegend handelt es sich dabei um die in dieser Ansicht sichtbaren Strukturbauteile 2, 3, 4 in Form eines oberen Querlenkers 2, eines unteren Querlenkers 3 und ein Achsschenkelgelenks 4. An dem Achsschenkelgelenk 4 ist ein Rad 5 drehbar gelagert. Weiterhin ist ein Aufbau 6 des nicht näher gezeigten Fahrzeugs ersichtlich. Bei dem Aufbau 6 kann es sich alternativ auch um einen Hilfsrahmen handeln, welcher somit ein weiteres der Strukturbauteile 2, 3, 4 sein kann.
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Wie zu erkennen, sind die beiden Querlenker 3, 4 der 1 in einem ersten kinematischen Layout A des modularen Fahrwerksystems 1 angeordnet. Im Gegensatz hierzu wird im Zusammenhang mit 2 an anderer Stelle ein zweites kinematisches Layout B des modularen Fahrwerksystems 1 beschrieben. Im hier gezeigten ersten kinematischen Layout A verlaufen die beiden Querlenker 3, 4 im Wesentlichen parallel zueinander. Dabei erstreckt sich der obere Querlenker 2 in einer oberen horizontalen Ebene c1, während sich der untere Querlenker 3 in einer zur oberen horizontalen Ebene c1 beabstandeten unteren horizontalen Ebene c2 erstreckt. Dabei erstrecken sie sich zwischen dem Achsschenkelgelenk 4 und dem Aufbau 6. Zwischen einigen der Strukturbauteile 2, 3, 4 untereinander und dem Aufbau 6 ist jeweils wenigstens eine Verbindung 7 ausgebildet.
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Im Bereich der Verbindungen 7 weisen die beiden Querlenker 2, 3 an ihren jeweiligen Endbereichen angeordnete Lagerelemente 8–11 auf. Die Lagerelemente 8–11 sind vorliegend als Gummi-Metall-Lager ausgebildet. Am Beispiel des Lagerelements 8 näher verdeutlicht umfasst jedes der Lagerelemente 8–11 einen Lagerkern 12, welcher innerhalb eines rohrabschnittsförmigen Außenrings 13 angeordnet ist. Zwischen dem jeweiligen Lagerkern 12 und dem zugehörigen Außenring 13 ist ein Elastikkörper 14 eingegliedert, über welchen der jeweilige Lagerkern 12 gegen den zugehörigen Außenring 13 abgestützt ist. Die Lagerelemente 8–11 sind mit dem zugehörigen Querlenker 2, 3 verbunden. Die beiden Lagerelemente 8, 9 sind mit dem oberen Querlenker 2 verbunden, während die beiden Lagerelemente 10, 11 mit dem unteren Querlenker 3 verbunden sind. Hierzu stehen die Lagerelemente 8–11 jeweils mit ihrem Außenring 13 im Kontakt mit dem zugehörigen Querlenker 2, 3, wobei sie beispielsweise in entsprechende Aufnahmen der Querlenker 2, 3 eingepresst sein können. Dabei sind die beiden Querlenker 2, 3 über die Lagerelemente 8, 10 mit dem Achsschenkelgelenk 4 und über die Lagerelemente 9, 11 mit dem Aufbau 6 gekoppelt.
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In Bezug auf die jeweilige Verbindung 7 zwischen den Strukturbauteilen 2, 3, 4 untereinander oder zu dem Aufbau 6 weisen sowohl Strukturbauteil 2, 3, 4 als auch Aufbau 6 jeweils einen Verbindungsbereich 15 auf. Mit anderen Worten umfasst jede Verbindung 7 zwei Verbindungsbereiche 15 von denen jeweils ein Verbindungsbereich 15 einem der Strukturbauteile 2, 3, 4 und der jeweils andere Verbindungsbereich 15 entweder einem weiteren Strukturbauteil 4 oder dem Aufbau 6 zugehörig ist. In der vorliegend gezeigten Ausführungsform weisen die beiden Querlenker 2, 3 sowohl zum Achsschenkelgelenk 4 als auch zum Aufbau 6 hin an ihren Lagerelementen 8–11 angeordnete Verbindungsbereiche 15 auf. Demgegenüber weisen auch das Achsschenkelgelenk 4 und der Aufbau 6 derartige Verbindungsbereiche 15 auf, welche mit den Verbindungsbereichen 15 der Querlenker 2, 3; näherhin deren Lagerelementen 8–11 in Kontakt stehen.
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Weiterhin besitzen die Verbindungsbereiche 15 einzelne Befestigungsstellen 4a–4d; 6a–6d; 8a, 9a, 10a, 11a. Um die jeweilige Verbindung 7 auszubilden, sind deren Verbindungsbereiche 15 unter Eingliederung eines mit den jeweiligen Befestigungsstellen 4a–4d; 6a–6d; 8a, 9a, 10a, 11a korrespondierenden Verbindungsmittels 16 aneinander befestigt. Bei den Verbindungsmitteln 16 kann es sich bevorzugt um Schrauben handeln. Wie zu erkennen, weisen insbesondere die an dem Achsschenkelgelenk 4 und dem Aufbau 6 gelegenen Verbindungsbereiche 15 jeweils zwei solcher nebeneinander angeordneter Befestigungsstellen 4a–4d; 6a–6d auf. Dabei sind die Befestigungsstellen 4a–4d an dem Achsschenkelgelenk 4 ausgebildet, während die Befestigungsstellen 6a–6d an dem Aufbau 6 ausgebildet sind. Vorliegend ist die jeweilige Befestigungsstelle 4a–4d; 6a–6d als Bohrung mit einem Innengewinde ausgeführt. Demgegenüber sind die Befestigungsstellen 8a, 9a, 10a, 11a der zugehörigen Verbindungsbereiche 15 an den Lagerelementen 8–11 als Durchgangsbohrungen ausgeführt.
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In dem hier gezeigten ersten kinematischen Layout A des modularen Fahrwerksystems 1 sind die Verbindungsmittel 16 durch die als Durchgangsbohrungen ausgeführten Befestigungsstellen 8a, 9a, 10a, 11a der Lagerelemente 8–11 hindurch bis hinein in eine Befestigungsstelle 4b, 4c; 6a, 6d der jeweils beiden Befestigungsstellen 4a–4d; 6a–6d pro Verbindungsbereich 15 des Achsschenkelgelenks 4 und des Aufbaus 6 angeordnet. Hierbei stehen die Verbindungsmittel 16 in nicht näher gezeigter Weise über an diesen angeordneten Außengewinden mit dem Innengewinde der Befestigungsstellen 4b, 4c; 6a, 6d im Eingriff.
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Die einzelnen Befestigungsstellen 4a–4d; 6a–6d; 8a, 9a, 10a, 11a sind dazu ausgebildet, um in Abhängigkeit von der Nutzung der einen oder der anderen nebeneinander angeordneten Befestigungsstelle 4a–4d; 6a–6d; 8a, 9a, 10a, 11a das kinematische Layout des modularen Fahrwerksystems 1 entsprechend zu verändern.
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2 zeigt hierzu das zweite kinematische Layout B des modularen Fahrwerksystems 1. Wie zu erkennen, wurden hierfür die den oberen Querlenker 2 mit dem Achsschenkelgelenk 4 und dem Aufbau 6 verbindenden Verbindungsmittel 16 mit der jeweils anderen Befestigungsstelle 4a, 6b der pro Verbindungsbereich 15 nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen 4a, 4b; 4c, 4d; 6a, 6b; 6c, 6d gekoppelt. Hierdurch hat die sich zwischen den als Durchgangsbohrungen ausgebildeten Befestigungsstellen 8a, 9a erstreckende Längsrichtung d1 des oberen Querlenkers 2 die obere horizontale Ebene c1 verlassen. Mit anderen Worten schließen die Längsrichtung d1 des oberen Querlenkers 2 und die obere horizontale Ebene c1 nunmehr einen Winkel e zwischen sich ein.
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Selbstverständlich können die einzelnen Befestigungsstellen 4a–4d; 6a–6d; 8a, 9a, 10a, 11a in sämtlich möglichen Kombinationen genutzt werden, um die jeweilige Verbindung 7 auszubilden. Hierbei kann beispielsweise auch nur eine einzelne der jeweils nebeneinander angeordneten Befestigungsstellen 4a, 4b; 4c, 4d; 6a, 6b; 6c, 6d innerhalb des zugehörigen Verbindungsbereichs 15 wechseln, um auch andere nicht weiter dargestellte mögliche kinematische Layouts des modularen Fahrwerksystems 1 zu erhalten. Insofern sind die beiden hier gezeigten kinematischen Layouts A, B des modularen Fahrwerksystems 1 keinesfalls als Beschränkungen der vorliegenden Erfindung für die insgesamt möglichen Ausgestaltungen des kinematischen Layouts des modularen Fahrwerksystems 1 zu verstehen. So obliegt es dem Fachmann, die jeweils geeignete Einstellung durch entsprechende Veränderung des kinematischen Layouts des modularen Fahrwerksystems 1 vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- modulares Fahrwerksystem
- 2
- oberer Querlenker (Strukturbauteil von 1)
- 3
- unterer Querlenker (Strukturbauteil von 1)
- 4
- Achsschenkelgelenk (Strukturbauteil von 1)
- 4a
- Befestigungsstelle von 4
- 4b
- Befestigungsstelle von 4
- 4c
- Befestigungsstelle von 4
- 4d
- Befestigungsstelle von 4
- 5
- Rad
- 6
- Aufbau oder Hilfsrahmen
- 6a
- Befestigungsstelle von 6
- 6b
- Befestigungsstelle von 6
- 6c
- Befestigungsstelle von 6
- 6d
- Befestigungsstelle von 6
- 7
- Verbindung
- 8
- Lagerelement von 2
- 8a
- Befestigungsstelle von 8 (Durchgangsbohrung)
- 9
- Lagerelement von 2
- 9a
- Befestigungsstelle von 9 (Durchgangsbohrung)
- 10
- Lagerelement von 3
- 10a
- Befestigungsstelle von 10 (Durchgangsbohrung)
- 11
- Lagerelement von 3
- 11a
- Befestigungsstelle von 11 (Durchgangsbohrung)
- 12
- Lagerkern von 8, 9, 10, 11
- 13
- Außenring von 8, 9, 10, 11
- 14
- Elastikkörper von 8, 9, 10, 11
- 15
- Verbindungsbereich
- 16
- Verbindungsmittel
- A
- erstes kinematisches Layout von 1
- B
- zweites kinematisches Layout von 1
- c1
- obere horizontale Ebene
- c2
- untere horizontale Ebene
- d1
- Längsrichtung von 2
- e
- Winkel zwischen c1 und d1
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2003/0132626 A1 [0008]
- WO 2011/050911 A1 [0009]
- US 2012/0280465 A1 [0009]
- US 2009/0230650 A1 [0010]
- US 6398262 B1 [0011]
- DE 60104437 T2 [0011]
- EP 1322513 B1 [0011]
- WO 2010/136028 A1 [0012]
- CN 102341297 A [0012]
- US 5732970 A [0013]
- US 2008/0084043 A1 [0014]
- DE 1430850 B [0015]
