DE102022003081A1

DE102022003081A1 - Achsanordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022003081A1
Application number: DE102022003081.0A
Authority: DE
Inventors: Moritz Stemmer; Sinisa Mandich; Michael Klein
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2022-10-13
Also published as: WO2024041806A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend mehrere Lenker (3, 5, 7, 9, 11) zur Führung eines an der Achse (27) befestigten Rades, wobei ein Federbein (17) mit einem Ende an einem der Lenker (11) und mit dem anderen Ende an einer Fahrzeugkarosserie (15) befestigt ist und die Ausrichtung des Federbeins (17) so gewählt ist, dass die horizontalen Kraftkomponenten der karosserieseitigen Krafteinleitung des Federbeins (17) mindestens im Wesentlichen ähnlich groß oder größer als die vertikalen Krafteinleitungen sind. Bei einer Achsanordnung ist die Achse als gelenkte Achse (27) ausgebildet, bei der die Lenker (3, 5, 7, 9, 11) karosserieseitig an einem Fahrschemel (15) gelagert sind, der im Rohbau des Fahrzeuges befestigbar ist, wobei am Fahrschemel (15) eine Aktuatoreinheit (29) einer Lenkung oder ein Lenkgetriebe befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend mehrere Lenker zur Führung eines an einer Achse befestigten Rades, wobei ein Federbein mit einem Ende an einem der Lenker und mit dem anderen Ende an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist und die Ausrichtung des Federbeins so gewählt ist, dass die horizontalen Kraftkomponenten der karosserieseitigen Krafteinleitung des Federbeins mindestens im Wesentlichen ähnlich groß oder größer als die vertikalen Krafteinleitungen sind.
Die DE 41 29 643 A1 offenbart eine Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Kraftfahrzeugen, bei der der Längsträger über ein unterschiedliche Federraten aufweisendes elastisches Lager an der Fahrzeugkarosserie mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Der Längsträger ist zwischen zwei Querlenkern an einem Radträger befestigt. Am Längsträger ist ein unteres Ende einer Federbeineinheit befestigt, deren oberes Ende am Fahrzeugaufbau fixiert ist. Dadurch ist die Federbeineinheit schräggestellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Achsanordnung für ein Fahrzeug anzugeben, durch welche die bekannte Lösung verbessert wird.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der Eingangs erläuterte Achsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend mehrere Lenker zur Führung eines an der Achse befestigten Rades, wobei ein Federbein mit einem Ende an einem der Lenker und mit dem anderen Ende an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist und die Ausrichtung des Federbeins so gewählt ist, dass die horizontalen Kraftkomponenten der karosserieseitigen Krafteinleitung des Federbeins mindestens im Wesentlichen ähnlich groß oder größer als die vertikalen Krafteinleitungen sind, ist die Achse als gelenkte Achse ausgebildet, bei der die Lenker karosserieseitig an einem Fahrschemel gelagert sind, der im Rohbau des Fahrzeuges befestigbar ist, wobei am Fahrschemel eine Aktuatoreinheit einer Lenkung oder ein Lenkgetriebe befestigt ist. So lässt sich einfach eine gelenkte Mehrlenkerachse ausbilden, die auf Grund ihrer flachen Ausgestaltung einen niedrigen Ladeboden im Fahrzeug ermöglicht, die vorteilhaft für eine durch einen Elektromotor angetriebene Hinterachse geeignet ist, in welche gleichzeitig eine Hinterachslenkung integriert ist.
Vorteilhafterweise ist in der oberen Lenkerebene eine Druck- und Sturzstrebe ausgebildet. Diese Druck- und Sturzstrebe, gebildet von zwei Streben einer oberen Ebene, ersetzt die an sich üblichen Zug- und Sturzstrebe auf Grund der Änderung der Bauraumverhältnisse durch die geneigte Anordnung des Federbeines.
In einer Ausgestaltung ist das Federbein an mindestens einem Ende zum Ausgleich von Kardanikwinkeln drehbar gelagert. Dadurch werden nicht nur Kardanikwinkel, sondern auch Torsionswinkel in der Luft- oder Stahlfeder des Federbeins vermieden. Gleichzeitig wird eine elastische Abkopplung des Federbeins ermöglicht, auch wenn dieses möglichst kurzgehalten wird.
In einer Variante greift ein Traggelenk zur elastischen Abkopplung am oberen Ende in das Federbein ein. Dieses als Kugelgelenk ausgebildetes Traggelenk ermöglicht Schwenkbewegungen des Federbeins gegenüber der Fahrzeugkarosserie. Das Traggelenk kann in dem Gehäuse des Federbeins kraft- und/oder formschlüssig gelagert sein, indem es beispielsweise mit diesem verschraubt oder in dieses eingepresst ist.
In einer Ausführungsform ist am oberen Ende des Federbeins ein Gehäuse ausgebildet, in welches das Traggelenk eingreift, wobei in die Verbindung des Traggelenkes mit dem Gehäuse eine Dichtung einer Luftfeder integriert ist. Diese Dichtung sichert eine zuverlässige Abdichtung des Gehäuses gegen den Atmosphärendruck.
Es ist von Vorteil, wenn in dem Gehäuse des Federbeins ein Lager des Federbeins angeordnet ist, welches durch das Traggelenk axial geklemmt ist. Dadurch kann auf zusätzliche Befestigungsvorrichtungen für das Lager des Federbeins verzichtet werden, was weitere Bauraumvorteile nach sich zieht. Da über das Dämpferlager nur Dämpferkräfte in die Fahrzeugkarosserie eingeleitet werden, kann dieses hinsichtlich Komfort und NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) optimiert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Tragelement direkt oder über eine Konsole kraftschlüssig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Dadurch wird eine zuverlässige Befestigung des Tragelementes während der Bewegung des Fahrzeuges gewährleistet.
In einer weiteren Variante sind die Lenker beidseitig elastisch gelagert. Dies ermöglicht eine elastische Abkopplung sowohl am Radträger als auch am Fahrschemel.
In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein oberer Lenker leicht gekröpft ausgeführt. Dies wird möglich, da die Rohbaustruktur weiter innen am Ende des Federbeins liegt. Solche geraden Lenker mit weniger Kröpfung sind kostengünstiger, leichter und steifer.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanordnung,
2 ein Ausführungsbeispiel für eine Federbeinanbindung.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanordnung in einer Perspektive (1a) und einer Draufsicht (1b) dargestellt. Bei dieser Achsanordnung 1 handelt es sich um eine gelenkte Raumlenker-Hinterachse, die als Mehrlenker-Achse ausgebildet ist und eine Bauart der Einzelradaufhängung in einem Fahrzeug darstellt. Dabei wird jedes Rad der Hinterachse mit Hilfe von fünf Lenkern 3, 5, 7, 9, 11 geführt, um den größtmöglichen Gestaltungsspielraum für eine gezielte Auslegung von Kinematik und Elastokinematik zu erreichen.
Zwei der Lenker 5, 7 sind in einer oberen Lenkerebene geführt, wobei die beiden Lenker 5, 7 leicht gekröpft ausgebildet sind. Darunter sind zwei weitere Lenker 3, 9 in einer unteren Lenkerebene und ein keiner Ebene zugeordneter, als Spurstange ausgebildeter Lenker 11 vorgesehen, wobei alle Lenker 3, 5, 7, 9, 11 mit einem Ende an einem Radträger 13 angebunden sind. Das andere Ende der Lenker 3, 5, 7, 9, 11 ist an einem Fahrschemel 15 angelenkt. Der Fahrschemel 15 stellt dabei einen Hilfsrahmen dar, an welchem außer den Lenkern 3, 5, 7, 9, 11 auch der Motor und das Getriebe fixiert sind. Zwischen den Lenkern 3, 5, 7, 9, 11 erstreckt sich ein schrägliegendes Federbein 17, welches mit einem Ende 19 an einem unteren Lenker 11 und mit seinem oberen Ende ebenfalls am Fahrschemel 15 fixiert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Anbindung des Federbeins 17 an den Fahrschemel 15 ist in 2 gezeigt. Das Federbein 17 weist ein Gehäuse 19 auf, in welchem ein als Kugelgelenk ausgebildetes Traggelenk 21 zur Vermeidung von Kardanikwinkeln im Federbein 17 eingeschraubt ist. In die Verbindung zwischen dem Traggelenk 21 und dem Gehäuses 19 ist eine Dichtung einer Luftfeder 31 integriert. Das Traggelenk 21 ist mit der gelenkabgewandten Seite in einer Konsole 23 befestigt, die an dem Fahrschemel 15 gehalten ist. Direkt unter dem Traggelenk 21 ist in dem Gehäuse 19 ein Lager 25 des Federbeins 17 vorgesehen, welches von dem Traggelenk 21 axial verklemmt wird. Zu diesem Zweck kann in dem Gehäuse 19 eine Zusatzfeder vorgesehen sein, die auf dem Lager des Federbeins 17 aufsitzt und von dem Traggelenk 21 gegen das Lager 25 gepresst wird. Zur Lenkung der Achse ist an dem Fahrschemel 15 eine Aktuatoreinheit 29 einer Lenkung befestigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4129643 A1 [0002]

Claims

Achsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend mehrere Lenker (3, 5, 7, 9, 11) zur Führung eines an der Achse (27) befestigten Rades, wobei ein Federbein (17) mit einem Ende an einem der Lenker (11) und mit dem anderen Ende an einer Fahrzeugkarosserie (15) befestigt ist und die Ausrichtung des Federbeins (17) so gewählt ist, dass die horizontalen Kraftkomponenten der karosserieseitigen Krafteinleitung des Federbeins (17) mindestens im Wesentlichen ähnlich groß oder größer als die vertikalen Krafteinleitungen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse als gelenkte Achse (27) ausgebildet ist, bei der die Lenker (3, 5, 7, 9, 11) karosserieseitig an einem Fahrschemel (15) gelagert sind, der im Rohbau des Fahrzeuges befestigbar ist, wobei am Fahrschemel (15) eine Aktuatoreinheit (29) einer Lenkung oder ein Lenkgetriebe befestigt ist.
Achsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der oberen Lenkerebene eine Druck- und Sturzstrebe ausgebildet ist.
Achsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federbein (17) an mindestens einem Ende zum Ausgleich von Kardanikwinkeln drehbar gelagert ist.
Achsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Traggelenk (21) zur elastischen Abkopplung am oberen Ende in das Federbein (17) eingreift.
Achsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende des Federbeins (17) ein Gehäuse (19) ausgebildet ist, in welches das Traggelenk (21) eingreift, wobei in die Verbindung des Tragbeins (21) mit dem Gehäuse (19) eine Dichtung einer Luftfeder (31) integriert ist.
Achsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (19) ein Lager (25) des Federbeins (17) angeordnet ist, welches durch das Traggelenk (21) axial geklemmt ist.
Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (21) direkt oder über eine Konsole (23) kraftschlüssig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Achsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenker (3, 5, 7, 9, 11) beidseitig elastisch gelagert sind.
Achsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein oberer Lenker (3, 7) gekröpft ausgeführt ist.