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Die Erfindung betrifft ein zweispuriges Fahrzeug mit einem Achsträger, welcher an beiden Fahrzeugseiten in Fahrzeug-Längsrichtung betrachtet über eine vordere und hintere Lagerstelle am Fahrzeugaufbau abgestützt ist und zwischen diesen beiden Lagerstellen eine Anlenkstelle für einen radführenden Lenker aufweist, auf welchem eine den Fahrzeugaufbau anteilig abstützende Tragfeder abgestützt ist. Zum Stand der Technik wird neben der
DE 103 55 198 A1 und der
DE 10 2011 120 726 B4 beispielshalber auf die
DE 10 2012 218 985 A1 verwiesen.
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Achsträger zur Anbindung mehrerer radführender Lenker, die über vorzugsweise vier Lagerstellen mit Elastomerlagern am Fahrzeugaufbau befestigt sind, sind dem Fachmann bekannt. Bekannt ist ferner das Problem von Vorlasten in den Lagern eines Achsträgers, insbesondere Hinterachsträgers, welche aus der Abstützung von Aufbau-Tragfedern auf radführenden Lenkern resultieren. Solche Vorlasten in den Achsträger-Lagern verursachen nämlich eine unerwünschte verstärkte akustische Übertragung vom Achsträger in den Fahrzeugaufbau. Daher wird angestrebt, die Tragfedern, über die der Fahrzeugaufbau jeweils anteilig auf den Fahrzeugrädern abgestützt ist, möglichst nicht auf einem radführenden Lenker, sondern auf dem Radträger des jeweiligen Rades abzustützen. Letzteres ist jedoch nicht immer darstellbar, weshalb auch bereits Achsträgerlager mit einem Vorlastausgleichselement entwickelt wurden. Solche Lager sind jedoch aufwändig.
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Hiermit soll eine andere Möglichkeit zur Reduzierung von Vorlast in den Lagern eines Fahrzeug-Achsträgers aufgezeigt werden, in welchen über angelenkte radführende Lenker die Stützkräfte von Aufbau-Tragfedern eingeleitet werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Lagerstellen einer Fahrzeugseite ein Zugkraftübertragungsmittel zwischen dem Achsträger und dem Fahrzeugaufbau vorgesehen ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Bekanntlich oder üblicherweise ist ein Achsträger annähernd rechteckig gestaltet und besteht aus einem linksseitigen und einem rechtsseitigen Längsträger, die über (zumindest) einen vorderen und einen hinteren Querträger miteinander verbunden sind. An jedem Ende jedes Achsträger-Längsträgers ist eine der (insgesamt vier) Achsträger-Lagerstellen vorgesehen. Betrachtet man nun den Achsträger in Fahrzeug-Querrichtung, so erkennt man, dass für jeden Längsträger nach dem Hebelprinzip die über den die Tragfeder stützenden Lenker eingeleiteten Tragfederkräfte zwischen dem vorderen und dem hinteren Achsträgerlager derart aufgeteilt werden, dass daraus resultierende Vorlasten in den Achsträgerlagern minimiert oder zumindest annähernd sogar vermieden (d.h. eliminiert) werden können, wenn die Längsträger in einem geeigneten Punkt (dem sog. Hebel-Gleichgewichtspunkt) zwischen der vorderen und der hinteren Lagerstelle und somit der Achsträger am Fahrzeugaufbau aufgehängt werden/wird. Erfindungsgemäß ist nun an diesem Punkt oder in der Nähe dieser Stelle ein sog. Zugkraftübertragungsmittel oder Druckkraftübertragungsmittel zwischen dem Achsträger und dem Fahrzeugaufbau vorgesehen, welches nur in der Lage sein muss, Zugkräfte oder. Druckkräfte zu übertragen. Vorstehendes gilt jedenfalls im Konstruktionszustand des Fahrzeugs, d.h. wenn dieses mit vorgegebener Gewichtsbelastung und -verteilung waagerecht auf ebenem Untergrund steht. Dabei kann es jedoch im Hinblick auf die gewünschte Wirkung, nämlich eine Vorlast-Reduzierung (nicht zwangsweise Minimierung oder Eliminierung) ausreichend sein, wenn das Zugkraftübertragungsmittel oder Das Druckkraftübertragungsmittel nur in der näheren Umgebung des besagten Hebel-Gleichgewichtspunktes vorgesehen ist. Alternativ kann das Zugkraftübertragungsmittel oder Druckkraftübertragungsmittel auch in Fahrzeugfahrtrichtung betrachtet vor oder hinter der beiden Lagerstellen (1b) einer Fahrzeugseite oder in Fahrzeughochrichtung betrachtet unterhalb der beiden Lagerstellen (1b) einer Fahrzeugseite vorgesehen sein.
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Idealerweise ist das Zugkraftübertragungsmittel sowohl gegenüber Einwirkung von Druckkraft als auch von auf den Achsträger in Fahrzeug-Längsrichtung und Fahrzeug-Querrichtung einwirkenden Kräften nachgiebig gestaltet. Ist alternativ dazu ein Druckkraftübertragungsmittel vorgesehen, dann ist dieses idealerweise sowohl gegenüber Einwirkung von Zugkraft als auch von auf den Achsträger in Fahrzeug-Längsrichtung und Fahrzeug-Querrichtung einwirkenden Kräften nachgiebig gestaltet. Hierdurch werden die im Fahrbetrieb des Fahrzeugs gewünschten geringfügigen Bewegungen des Achsträgers möglichst wenig behindert. In diesem Sinn kann das Zugkraftübertragungsmittel oder das Druckkraftübertragungsmittel beispielsweise ein geeignet (d.h. insbesondere hinsichtlich der Kraftübertragung) dimensioniertes Federelement sein, welches zwischen dem Achsträger, insbesondere Hinterachsträger und dem Fahrzeugaufbau bzw. der Karosserie (des Fahrzeugs) geeignet angebracht ist und beispielsweise an seinen beiden oder zumindest an einem der beiden Anbindungspunkte(n) einen Drehfreiheitsgrad besitzt. Grundsätzlich ist als erfindungsgemäßes Zugkraftübertragungsmittel oder Druckkraftübertragungsmittel jedes Bauelement oder eine Kombination aus mehreren Bauelementen geeignet, welches oder welche wie vorstehend beschrieben die Vorlast im Konstruktionszustand (= Konstruktionslage) des Fahrzeugs übertragen kann bzw. können und vorzugsweise sowohl in Vertikalrichtung eine geringfügige Bewegung des Achsträgers zum Fahrzeugaufbau hin erlaubt sowie geringfügige Bewegungen des Achsträgers in Querrichtung und Längsrichtung des Fahrzeugs nicht oder nur geringfügig einschränkt. Für letzteres kann neben einem bereits genannten Federelement mit im Hinblick auf die gewünschte Kraftübertragung ausreichend hoher Federsteifigkeit auch eine Pendelstütze zum Einsatz kommen, welche geeignet elastisch gelagert per se ebenso wie ein Federelement das (fakultative) Merkmal aufweist bzw. erfüllt, dass das Zugkraftübertragungsmittel oder Druckkraftübertragungsmittel gegenüber einer Einwirkung von auf den Achsträger einwirkenden Kräften in Fahrzeug-Längsrichtung und Fahrzeug-Querrichtung nachgiebig gestaltet ist. Insbesondere im Hinblick auf geringfügige Vertikalbewegungen des Achsträgers kann diese Pendelstütze über ihre Gummilager oder dgl. in Vertikalrichtung elastisch vorgespannt sein. Das Zugkraftübertragungselement kann aber auch als Gummiband oder flexibles Zugband ausgeführt sein.
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Bevorzugt ist das Zugkraftübertragungsmittel oder das Druckkraftübertragungsmittel und/oder dessen Verbindung mit dem Achsträger und/oder dem Fahrzeugaufbau dahingehend ausgebildet, dass eine akustische Übertragung vom Achsträger in den Fahrzeugaufbau bzw. in die Karosserie des Fahrzeugs über oder durch dieses Zugkraftübertragungsmittel oder Druckkraftübertragungsmittel möglichst gering ist. Insbesondere können hierfür geeignete Elastomerelemente im Kraftübertragungsweg des Zugkraftübertragungsmittels oder des Druckkraftübertragungsmittels vorgesehen sein.
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Die beigefügte einzige Prinzipskizze dient - auf das Wesentliche abstrahiert - der (weiteren) Erläuterung der Erfindung. Gezeigt ist in Seitenansicht, d.h. in Fahrzeug-Querrichtung betrachtet, ein am Unterboden einer FahrzeugKarosserie bzw. am Fahrzeugaufbau erfindungsgemäß montierter Achsträger.
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Ein als Hinterachsträger fungierenden Achsträger 1 eines Personenkraftwagens ist am Unterboden des nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbaus 2 montiert. Hierfür sind an den beiden Enden eines Längsträgers 1a des Achsträgers 1 Lageraufnahmen 1b für Elastomerlager vorgesehen, die als Lagerstellen (ebenfalls Bezugsziffer 1b) fungieren, wofür wie üblich nicht gezeigte Schrauben die genannten Elastomerlager durchdringen und in den Unterboden eingeschraubt werden. Nicht gezeigt ist zumindest ein am Achsträger 1 und insbesondere an dessen Längsträger 1a, von dem es an der Fahrzeuglängsmittenachse gespiegelt auf der anderen Seite einen weiteren gibt, angelenkter bzw. abgestützter radführender Lenker, auf dem in dem Fachmann bekannter Weise eine Tragfeder zur anteiligen Abstützung des Fahrzeug-Aufbaus auf dem zugehörigen Rad abgestützt ist. Da diese Abstützkraft der besagten Tragfeder damit über/durch den Achsträger 1 geleitet wird, sind dessen beide (bzw. insgesamt vier) Lagerstellen 1b mit einer Vorlast beaufschlagt, welche für die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet vordere Lagerstelle 1b als vertikale Kraft Fv und für die hintere Lagerstelle 1b als vertikale Kraft Fh in der Figur dargestellt ist. Der Betrag der jeweiligen Kraft ist in Konstruktionslage bzw. im Konstruktionszustand des Fahrzeugs auch davon abhängig, an welcher Stelle exakt der besagte (nicht gezeigte) Lenker am Längsträger 1a des Achsträgers 1 angelenkt, d.h. gelenkig mit diesem verbunden ist.
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Um diese Vorlasten Fv, Fh jedenfalls im Konstruktionslage zu minimieren ist (in Fahrzeug-Längsrichtung betrachtet) zwischen den beiden Lagerstellen 1b ein sog. Zugkraftübertragungselement 3 zwischen dem Längsträger 1a des Achsträgers 1 und dem Fahrzeugaufbau 2 bzw. dessen Unterboden eingespannt. Dieses ist ausgelegt, eine den Kräften Fh und Fv entgegen gerichtete und betragsmäßig deren algebraischer Summe entsprechende Stützkraft Fs zwischen dem Fahrzeugaufbau 2 und dem Achsträger 1 zu übertragen. Die Eigenschaft und mögliche Ausgestaltungen dieses Zugkraftübertragungselementes 3 sind vor der Figurenbeschreibung beschrieben.
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Für die ideale Anbindungsstelle dieses Zugkraftübertragungselementes 3 am Achsträger 1 gilt mit den beiden mathematischen Zusammenhängen (I = a + b) und (Fv * a = Fh * b) für den Abstand a dieser Anbindungsstelle von der vorderen Lagerstelle 1b folgende Gleichung: a = I / (1 + Fv / Fh).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10355198 A1 [0001]
- DE 102011120726 B4 [0001]
- DE 102012218985 A1 [0001]
