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Vorliegende Erfindung betrifft einen Achsträger eines Kraftfahrzeuges.
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Am Achsträger eines Kraftfahrzeuges werden üblicherweise die linken und rechten Radaufhängungen befestigt. Der Achsträger selbst ist fest mit der Karosserie verbunden. Der Stand der Technik kennt Achsträger aus Stahl, die einfach zu fertigen sind und ausreichend stabil sind. Allerdings sind Achsträger aus Stahl in der Regel relativ schwer. Des Weiteren kennt der Stand der Technik Achsträger aus Aluminium oder aus faserverstärktem Kunststoff. Achsträger aus diesen Materialien sind in der Regel teurer in der Herstellung als Achsträger aus Stahl.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung einen Achsträger für ein Kraftfahrzeug anzugeben, der bei kostengünstiger Herstellung und Montage leichtbauend ist und gleichzeitig dauerfest im Fahrzeug eingesetzt werden kann. Mittels des erfindungsgemäßen Achsträgers soll der Zielkonflikt aus einer kostengünstigen Herstellung und Montage, einer leichtbauenden Konstruktion und dem dauerfesten Einsatz gelöst werden.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Somit wird die Erfindung gelöst durch einen Achsträger eines Kraftfahrzeuges. Der Achsträger wird insbesondere als Vorderachsträger im Fahrzeug eingesetzt. Allerdings kann der im Rahmen der Erfindung beschriebene Achsträger auch als Hinterachsträger eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Achsträger umfasst einen Grundrahmen. Der Grundrahmen wiederum umfasst einen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden linken Bestandteil zur Anbindung einer linken Radaufhängung und einen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden rechten Bestandteil zur Anbindung einer rechten Radaufhängung. Der linke und der rechte Bestandteil sind über einen sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Quer-Bestandteil verbunden. Der linke und der rechte Bestandteil sind vorteilhafterweise rohrförmige Elemente. Der Quer-Bestandteil ist vorteilhafterweise ein plattenförmiges oder rohrförmiges Element.
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Des Weiteren umfasst der Achsträger eine erste Querbrücke und/oder eine zweite Querbrücke. Die erste Querbrücke erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung und ist vor oder hinter dem Quer-Bestandteil des Grundrahmens angeordnet. Die erste Querbrücke ist über erste Schraubverbindungen mit dem Grundrahmen, vorzugsweise mit dem linken und rechten Bestandteil, verbunden. Ebenso erstreckt sich die zweite Querbrücke in Fahrzeugquerrichtung. Die zweite Querbrücke ist über dem Quer-Bestandteil des Grundrahmens angeordnet. Des Weiteren ist die zweite Querbrücke über zweite Schraubverbindungen mit dem Grundrahmen, vorzugsweise mit dem linken und rechten Bestandteil, verbunden.
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Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten und/oder zweiten Schraubverbindungen nicht nur zum Verbinden der jeweiligen Querbrücke mit dem Grundrahmen, sondern auch zur Anbindung weiterer Bestandteile des Kraftfahrzeuges am Achsträger verwendet werden. Diese weiteren Bestandteile sind für die Funktion des Fahrzeuges entscheidende Bestandteile, und nicht etwa nur Gummipuffer, Beilagscheiben oder ähnliches, die bei der Schraubverbindung ohnehin verwendet werden. Beispielsweise können über die ersten und/oder zweiten Schraubverbindungen Bestandteile eines Stabilisatorlagers oder eines Motorlagergehäuses angeschraubt werden.
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Die beiden Querbrücken umfassen vorteilhafterweise an ihren seitlichen Enden jeweils einen Gussknoten. Die Gussknoten sind über rohrförmige oder plattenförmige Elemente miteinander verbunden.
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Der erfindungsgemäße Achsträger hat zum Vorteil, dass die bis zu drei verschiedenen Elemente, nämlich der Grundrahmen, die erste Querbrücke und die zweite Querbrücke aus unterschiedlichen Materialien und mit unterschiedlichen Herstellungsmethoden gefertigt werden können. Dadurch kann je nach Anwendungsfall ein leichtbauendes, ein sehr stabiles oder ein kostengünstiges Material beziehungsweise die zugehörige Herstellungsmethode gewählt werden. Die ersten und zweiten Schraubverbindungen erhöhen das Gewicht des erfindungsgemäßen Achsträgers. Da jedoch diese Schraubverbindungen gleichzeitig zur Befestigung weiterer Bestandteile des Kraftfahrzeuges am Achsträger verwendet werden, relativiert sich das Gewicht dieser Schraubverbindungen in Anbetracht des Gesamtfahrzeuges. Da beispielsweise die ersten Schraubverbindungen auch zur Befestigung eines Stabilisatorlager verwendet werden können, entfallen somit die separaten Schrauben, die bei einer konventionellen Konstruktion für die Anschraubung des Stabilisatorlagers nötig wären.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundrahmen aus einem anderen Material gefertigt ist als die Querbrücken. So ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Grundrahmen im Wesentlichen aus einem ersten Material gefertigt ist, wobei die erste Querbrücke im Wesentlichen aus einem zweiten Material gefertigt ist, und/oder wobei die zweite Querbrücke im Wesentlichen aus einem dritten Material gefertigt ist. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung unterscheidet sich das erste Material vom zweiten Material. Ferner unterscheidet sich das erste Material vom dritten Material. Das zweite und dritte Material kann gleich sein.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das erste Material Stahl ist, wobei das zweite und/oder dritte Material eine Aluminiumlegierung ist. Alternativ ist vorgesehen, dass das erste Material ein faserverstärkter Kunststoff ist, wobei das zweite und/oder dritte Material eine Aluminiumlegierung oder Stahl ist. Gemäß einer dritten Alternative ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste Material eine Aluminiumlegierung oder Stahl ist, wobei das zweite und/oder dritte Material ein faserverstärkter Kunststoff ist.
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Wie eingangs beschrieben, wird mit den ersten und/oder zweiten Schraubverbindungen zumindest ein weiterer Bestandteil am Achsträger befestigt. Dieser weitere Bestandteil ist vorteilhafterweise ein Lager, insbesondere eine Lagerschale, eines Querstabilisators. Diese Lagerschalen werden vorteilhafterweise mit den ersten Schraubverbindungen befestigt. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der weitere Bestandteil ein Motorlagergehäuse ist. Das Motorlagergehäuse wird vorteilhafterweise mit den zweiten Schraubverbindungen am Achsträger befestigt. Ferner kann der weitere Bestandteil ein radführendes Element, beispielsweise ein Lenker, ein Lenkgetriebe, eine Spurstange oder eine Zugstrebe sein. Auch diese radführenden Elemente können mit den erfindungsgemäßen Schraubverbindungen befestigt werden.
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Die einzelne erste Schraubverbindung weist bevorzugt eine Schraube auf. Diese Schraube ragt durch den Grundrahmen, die erste Querbrücke und den entsprechenden weiteren Bestandteil. Ebenso ist bevorzugt vorgesehen, dass die einzelne zweite Schraubverbindung eine Schraube umfasst, die durch den Grundrahmen, die zweite Querbrücke und den entsprechenden weiteren Bestandteil ragt.
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Bei der Montage des Kraftfahrzeuges ist es von Vorteil, wenn der Achsträger nicht in seinen Einzelteilen (Grundrahmen, erste Querbrücke, zweite Querbrücke) vorliegt, sondern der gesamte Achsträger als ein Teil montiert werden kann. Da jedoch mit den ersten und zweiten Schraubverbindungen noch die weiteren Bestandteile am Achsträger befestigt werden müssen, können die beiden Querbrücken im Montageablauf nicht zu früh mit dem Grundrahmen verschraubt werden. Deshalb ist bevorzug zumindest eine erste Montageverbindung zum Fixieren der ersten Querbrücke am Grundrahmen vorgesehen. Diese Montageverbindung dient zum Fixieren der ersten Querbrücke, noch bevor die ersten Schraubverbindungen gesetzt sind. Ferner ist zumindest eine zweite Montageverbindung zum Fixieren der zweiten Querbrücke am Grundrahmen vorgesehen. Die zweite Montageverbindung dient zum Fixieren, noch bevor die zweiten Schraubverbindungen gesetzt sind.
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Die einzelne Montageverbindung weist jeweils einen Fortsatz und eine Aussparung zum Einstecken des Fortsatzes auf. Der Fortsatz befindet sich beispielsweise an einer der Querbrücken. Die zugehörige Aussparung ist am Grundrahmen ausgebildet. Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Möglichkeit vorgesehen, wobei dann der Fortsatz am Grundrahmen angeordnet ist und die Aussparung sich in der entsprechenden Querbrücke befindet.
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Bei dem Fortsatz handelt es sich insbesondere um einen Bolzen oder Zapfen, der in ein entsprechendes Loch (Aussparung) einsteckbar ist.
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Die Montageverbindungen sind vorteilhafterweise so ausgebildet, dass eine maßgenaue und insbesondere statisch überbestimmte Positionierung der Querbrücken bezügliche des Grundrahmens möglich ist. Hierzu sind bei Verwendung der ersten Querbrücke zumindest zwei erste Montageverbindungen vorgesehen. Bei Verwendung der zweiten Querbrücke sind zumindest zwei zweiten Montageverbindungen vorgesehen.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fortsätze in Richtung der Aussparungen reibschlüssig, vorzugsweise über eine Presspassung, in den Aussparungen stecken. Quer zur Richtung der Aussparungen ist die Verbindung formschlüssig.
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Zur Befestigung der entsprechenden Radaufhängung am Grundrahmen ist bevorzugt vorgesehen, dass am Grundrahmen ein linker und rechter Querlenkeranbindungspunkt ausgebildet sind. Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass am ersten Querträger ein linker oder rechter Zugstrebenanbindungspunkt ausgebildet ist. Der Querlenker und die Zugstrebe verbinden den entsprechenden Radträger mit dem Achsträger.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Achsträger gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 einen Grundrahmen des erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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3 eine erste Querbrücke des erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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4 eine zweite Querbrücke des erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
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5 eine Montageverbindung des erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Im Folgenden wird anhand der 1 bis 5 ein Achsträger 1 für ein Kraftfahrzeug im Detail beschrieben. Der dargestellte Achsträger 1 wird insbesondere als Vorderachsträger verwendet.
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Gemäß 1 umfasst der Achsträger 1 einen Grundrahmen 2, eine erste Querbrücke 3 und eine zweite Querbrücke 4. In 1 sind ferner eine Fahrzeuglängsrichtung 5 und eine Fahrzeugquerrichtung 6 eingezeichnet.
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2 zeigt im Detail den Grundrahmen 2. 3 zeigt im Detail die erste Querbrücke 3. 4 zeigt im Detail die zweite Querbrücke 4.
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Der Grundrahmen 2 ist zusammengesetzt aus einem linken Bestandteil 7, einem rechten Bestandteil 8 und einem Quer-Bestandteil 9, der den linken Bestandteil 7 mit dem rechten Bestandteil 8 verbinden. Der linke und rechte Bestandteil 7, 8 ist jeweils gebildet durch ein Rohr. Der Quer-Bestandteil 9 ist ein plattenförmiges Element, das mit dem linken und rechten Bestandteil 7, 8 verschweißt ist. Als Material für den Grundrahmen 2 wird im Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise Stahl verwendet.
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Der linke und rechte Bestandteil 7, 8 des Grundrahmens 2 weisen am hinteren Ende jeweils einen Karosserieanbindungspunkt 10 zur Befestigung des Achsträgers 1 an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges auf. Seitlich am linken und rechten Bestandteil 7, 8 ist jeweils ein Querlenkeranbindungspunkt 11 zur Verbindung mit der Radaufhängung ausgebildet.
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Die erste Querbrücke 3 gemäß 3 ist aus zwei Aluminiumgussknoten und einem verbindenden Aluminiumrohr gefertigt. An den beiden Gussknoten befinden sich Karosserieanbindungspunkte 10. Des Weiteren ist an der ersten Querbrücke 3 eine Lenkgetriebeaufnahme 20 ausgebildet. Die beiden Gussknoten der ersten Querbrücke 3 weisen eine halbschalenförmige Stabilisatorlageraufnahme 13 auf. In die Stabilisatorlageraufnahme 13 wird ein entsprechendes Gummilager für einen Querstabilisator eingelegt. Die Stabilisatorlageraufnahme 13 wird durch eine nicht dargestellt verschraubte Schelle (weiterer Bestandteil) geschlossen.
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Die zweite Querbrücke 4 gemäß 4 weist ebenfalls zwei Aluminiumgussknoten auf, die über einen rohrförmigen oder plattenförmigen Anteil miteinander verbunden sind. An den Gussknoten sind Karosserieanbindungspunkte 10 ausgebildet. Des Weiteren weisen die Gussknoten jeweils eine Motorlagergehäuseaufnahme 14 auf, in diese Motorlagergehäuseaufnahme 14 wird jeweils ein Gehäuse (weiterer Bestandteil) eines Motorlagers eingesetzt.
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Zur Verbindung des Grundrahmens 2 mit der ersten Querbrücke 3 sind erste Schraubverbindungen 15 vorgesehen. Zur Verbindung des Grundrahmens 2 mit der zweiten Querbrücke 4 sind zweite Schraubverbindungen 16 vorgesehen. Der Übersichtlichkeit halber sind von den Schraubverbindungen 15, 16 lediglich die Löcher gezeigt. Durch diese Löcher werden entsprechende Schrauben eingesteckt.
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Die Zusammenschau der 1, 2 und 3 zeigt, dass ein und dieselbe erste Schraubverbindung 15 genutzt wird, um sowohl die erste Querbrücke 3 mit dem Grundrahmen 2 zu verbinden, als auch gleichzeitig die Schelle des Stabilisatorlagers mit der Stabilisatorlageraufnahme 13 zu verbinden. Die entsprechenden Schrauben der ersten Schraubverbindung 15 ragen somit durch den Grundrahmen 2, durch die erste Querbrücke 3, durch die Stabilisatorlageraufnahme 13 und die nicht dargestellte Schelle.
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Ferner zeigt eine Zusammenschau der 1, 2 und 4, dass die zweiten Schraubverbindungen 16 nicht nur zur Verbindung der zweiten Querbrücke 4 mit dem Grundrahmen 2, sondern auch gleichzeitig zur Befestigung eines Motorlagergehäuses in der Motorlagergehäuseaufnahme 14 verwendet werden.
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Im Montageablauf des Kraftfahrzeuges gibt es Abschnitte, bei denen die ersten und zweiten Schraubverbindungen 15, 16 noch nicht gesetzt sind, jedoch eine lagegenaue Positionierung der beiden Querbrücken 3, 4 zum Grundträger 2 von Vorteil ist. Hierzu ist die in 5 gezeigt Montageverbindung 17 vorgesehen. 5 zeigt die Montageverbindung 17 rein schematisch. Entscheidend bei dieser Montageverbindung 17 ist, dass an einem Bauteil, beispielsweise an den Querbrücken 3, 4 Fortsätze 18 ausgebildet sind. Diese Fortsätze 18 können in entsprechende Aussparungen 19 des Grundrahmens 2 eingesteckt werden. Für eine statisch überbestimmte und lagegenaue Positionierung sind vorteilhafterweise mehrere dieser Montageverbindungen 17 vorgesehen.
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Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Schraubverbindungen 15, 16 wurden im Ausführungsbeispiel anhand der ersten Querbrücke 3 und der zweiten Querbrücke 4 gezeigt. Allerdings ist es auch möglich, lediglich eine der beiden Querbrücken 3, 4 als separates Bauteil mit dem Grundrahmen 2 zu verschrauben und gleichzeitig einen weiteren Bestandteil des Fahrzeuges anzuschrauben.
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Des Weiteren ist es möglich, für die unterschiedlichen Teile des Achsträgers 1 unterschiedliche Materialen zu wählen. Die aufgrund der unterschiedlichen Materialien notwendigen Schraubverbindungen 15, 16 und das damit einhergehende zusätzliche Gewicht ist zu vernachlässigen, da erfindungsgemäß diese Schraubverbindungen 15, 16 gleichzeitig zur Anbindung weiterer Bestandteile am Achsträger 1 verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsträger
- 2
- Grundrahmen
- 3
- erste Querbrücke
- 4
- zweite Querbrücke
- 5
- Fahrzeuglängsrichtung
- 6
- Fahrzeugquerrichtung
- 7
- linker Bestandteil
- 8
- rechter Bestandteil
- 9
- Quer-Bestandteil
- 10
- Karosserieanbindungspunkte
- 11
- Querlenkeranbindungspunkte
- 12
- Zugstrebenanbindungspunkte
- 13
- Stabilisatorlageraufnahme
- 14
- Motorlagergehäuseaufnahme
- 15
- erste Schraubverbindungen
- 16
- zweite Schraubverbindungen
- 17
- Montageverbindung
- 18
- Fortsatz
- 19
- Aussparung
- 20
- Lenkgetriebeaufnahme
