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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
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Kraftfahrzeuge, umfassend eine Fahrzeugkarosserie und einen über mehrere Befestigungselemente an der Fahrzeugkarosserie befestigten, die Hinterräder lagernden Hilfsrahmen, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die
EP 1 404 536 B1 verwiesen.
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Ein Kraftfahrzeug mit einem veränderbaren Radstand ist aus der
KR 10 2021 0100882 bekannt. Gemäß der Offenbarung der
KR 10 2021 0100882 ist hierfür in der Mitte des Fahrzeugs ein Längsverstellmechanismus vorgesehen, mittels dem das Fahrzeugvorderteil gegenüber dem Fahrzeughinterteil verschiebbar ist.
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Aus der AT 15470 U1 ist ein Mechanismus und Verfahren zur Variation des Achsabstandes eines Fahrzeuges bekannt. Der Mechanismus und das Verfahren zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Position der Hinterräder in Bezug zur Fahrgastzelle verstellbar ist, und dass der Hauptantrieb des Fahrzeugs zur Verstellung des Radstands genutzt wird. Gemäß dem offenbarten Mechanismus sind dabei die Hinterräder über einen oder mehrere Gelenkhebel mit der Fahrgastzelle verbunden sind, sodass die Hinterräder aus der Betriebssituation „Fahren“ mittels eines Faltvorgangs in die Betriebssituation „Parken“ und vice versa verstellbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine Verstellung des Radstands ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche 2 bis 9 stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Kraftfahrzeugs dar.
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In bekannter Art und Weise umfasst das Kraftfahrzeug eine Fahrzeugkarosserie und einen Hilfsrahmen, wobei der Hilfsrahmen über mehrere, den Hilfsrahmen durchfassende Befestigungselemente an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Über den Hilfsrahmen sind in bekannter Art und Weise die Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs an der Fahrzeugkarosserie gelagert.
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Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass obige Formulierung, nämlich das der Hilfsrahmen über mehrere, den Hilfsrahmen durchfassende Befestigungselemente an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, neben einer unmittelbaren Befestigung des Hilfsrahmen an der Fahrzeugkarosserie, d.h. einer nicht-elastischen Aufhängung, auch eine elastische Aufhängung zu verstehen ist, also bei der der Hilfsrahmen mehrere Gummi-Metall-Lager aufweist und entsprechend der Hilfsrahmen über mehrere, die Gummi-Metall-Lager und damit den Hilfsrahmen durchfassenden Befestigungselemente an der Fahrzeugkarosserie gelagert ist.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die den Hilfsrahmen durchfassenden und den Hilfsrahmen an der Fahrzeugkarosserie befestigenden Befestigungselemente in Fahrzeuglängsrichtung FL betrachtet translatorisch verschieblich an der Fahrzeugkarosserie gelagert sind.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung, also die Befestigung des Hilfsrahmens über Befestigungselemente, welche ihrerseits translatorisch verschieblich an der Fahrzeugkarosserie gelagert sind, hat den Effekt, dass ein translatorisches Verstellen der Befestigungselemente ein Verstellen des Hilfsrahmens in Bezug zur Fahrzeugkarosserie und damit ein translatorisches Verschieben der am Hilfsrahmen gelagerten Räder bewirkt, sodass auf eine einfache Art und Weise verschiedene Achspositionen und damit der Radstand einstellbar ist.
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Vorzugsweise sind dabei die Befestigungselemente jeweils in einer Führung in Fahrzeuglängsrichtung FL über einen Verstellweg translatorisch verschieblich an der Fahrzeugkarosserie geführt. Zudem weisen die Befestigungselemente jeweils ein Fixiermittel auf, über das die Befestigungselemente aus einem verriegelten Zustand in einen entriegelten Zustand und vice versa verstellbar sind, wobei in Bezug zur Fahrzeugkarosserie und in Fahrzeuglängsrichtung FL betrachtet im verriegelten Zustand der Hilfsrahmen fest und im entriegelten Zustand translatorisch verschieblich in der Führung gehalten ist.
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Um eine ausreichende Radstandveränderung zu ermöglichen, weist in Fahrzeuglängsrichtung FL betrachtet der Verstellweg eine Größenordnung von 100mm bis 1200mm auf.
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Das eigentliche translatorische Verschieben bzw. Verstellen des Hilfsrahmens im entriegelten Zustand über den vorgesehenen Verstellweg kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen:
- Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass hierzu der Antrieb des Kraftfahrzeugs genutzt wird.
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Falls Vorder- und Hinterachse über getrennte und fein regelbare Antriebe, wie z.B. Elektromotoren, verfügen kann das Verschieben des Hilfsrahmens über den Verstellweg realisiert werden, indem
- a) eine Achse bremst, während die andere antreibt
- b) beide Achsen antreiben, aber mit unterschiedlichen Drehzahlen
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Falls nur eine Achse angetrieben ist, erfolgt die Verstellung über Option a), d.h. die nicht angetriebene Achse muss gebremst werden.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei Option b), da hierdurch eine Verstellung während der Fahrt ermöglicht ist.
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Denkbar ist aber auch, dass das translatorische Verstellen des Hilfsrahmens mittels eines hierfür vorgesehenen, mit dem Hilfsrahmen in Wirkverbindung stehenden Aktuators erfolgt.
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Auch das Fixiermittel zum Ent- und Verriegeln der Befestigungselemente kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Eine bevorzugte, da konstruktiv einfache und damit kostengünstige Ausgestaltung sieht vor, dass das Fixiermittel in Form eines Exzenters ausgebildet ist.
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Um sicherzustellen, dass der Hilfsrahmen zu keinem Zeitpunkt komplett von der Fahrzeugkarosserie abfallen kann, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Befestigungselemente jeweils eine Verlierersicherung aufweisen, über die die Befestigungselemente verliersicher in der Führung gehalten sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sieht vor, dass die Fahrzeugkarosserie in Fahrzeuglängsrichtung FL ausgerichtete, als Hohlkörper ausgebildete Längsträger umfasst und dass die Führungen jeweils in Form von in die Längsträger eingebrachte Schlitze ausgebildet sind, wobei die Schlitze eine dem gewünschten Verstellweg entsprechende Dimensionierung, d.h. eine entsprechende Schlitzlänge, aufweisen. Die Ausbildung der Führung in Form von in die Längsträger eingebrachten Schlitzen erweist sich als besonders vorteilhaft, da dies ohne großen konstruktiven Aufwand realisierbar ist.
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Vorzugsweise weisen dabei die Längsträger jeweils im Bereich der Schlitze im Innern eine sich in Richtung des Verstellwegs, also in Schlitzlängsrichtung, erstreckende Laufbahnfläche auf und die Befestigungsmittel umfassen jeweils einen das Fixiermittel aufweisenden hilfsrahmenseitigen Endabschnitt, einen im Innern der Längsträger positionierten längsträgerseitigen Endabschnitt, sowie einen - sich ausgehend vom hilfsrahmenseitigen Endabschnitt, den Hilfsrahmen durchfassenden, bis zum längsträgerseitigen Endabschnitt erstreckenden - Schaftabschnitt, wobei der im Innern der Längsträger positionierte längsträgerseitige Endabschnitt der Befestigungselemente jeweils ein die Laufbahnfläche kontaktierendes Lagerelement umfasst. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass aufgrund der Positionierung von Laufbahnfläche und Lagerelement im Innern der Längsträger eine vor Staub und Dreck geschützte Anordnung sichergestellt ist. Denkbar ist zudem noch, den Schlitz mittels einer Abdeckung zusätzlich abzudichten.
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Um eine besonders reibungsarme Verstellung zu gewährleisten, ist das die Laufbahnfläche kontaktierende Lagerelement in Form einer am längsträgerseitigen Endabschnitt drehbar gelagerten Rolle oder in Form eines am längsträgerseitigen Endabschnitt angeordneten Gleitlagers ausgebildet.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die im Innern der Längsträger angeordnete Laufbahnfläche und die Befestigungselemente jeweils so zueinander angeordnet sind, dass der Schaftabschnitt der Befestigungselemente orthogonal zur Laufbahnfläche verlaufend ausgerichtet ist. Bei Ausbildung des Lagerelements in Form einer Rolle, ist dabei der die Rolle drehbar lagernde längsträgerseitige Endschnitt des Befestigungselements bevorzugt gabelförmig ausgebildet.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die im Innern der Längsträger angeordnete Laufbahnfläche und die Befestigungselemente jeweils so zueinander angeordnet sind, dass der Schaftabschnitt der Befestigungselemente senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung FL und parallel zur Laufbahnfläche verlaufend ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist hierbei - bei Ausbildung des Lagerelement in Form einer Rolle - der die Rolle drehbar lagernde längsträgerseitige Endabschnitt des Befestigungselements bolzenförmig ausgebildet.
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Zur Gewährleistung einer einfachen Handhabung der Verstellung, sieht eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs vor, dass die Fixiermittel der Befestigungsmittel jeweils mit einem Aktor in Wirkverbindung stehen, über den das Verstellen der Befestigungselemente aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand und vice verse initiiert ist.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine schematische Darstellung der Lagerung eines Hilfsrahmens an eine Fahrzeugkarosserie nach dem Stand der Technik;
- 2 die in Fahrtrichtung betrachtet hintere Lagerstelle des Hilfsrahmens aus 1 in einer Schnittdarstellung A-A;
- 3 die erfindungsgemäßen Lagerung des Hilfsrahmens an einer Fahrzeugkarosserie in einer schematischen Darstellung;
- 4 eine Schnittdarstellung B-B der in Fahrtrichtung betrachtet hinteren Lagerstelle im entriegelnden Zustand aus 3, und
- 5 eine weitere Ausführungsform der hinteren Lagerstelle im entriegelnden Zustand, jedoch in Schnittebene wie 2.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung die Seitenansicht eines an einer Fahrzeugkarosserie 12 gelagerten Hilfsrahmens 14 nach dem Stand der Technik.
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Von der Fahrzeugkarosserie 12 ist in 1 lediglich ein mit dem Bezugszeichen 12-1 bezeichneter, sich in Fahrzeuglängsrichtung FL bzw. in Fahrtrichtung FR erstreckender Längsträger dargestellt, der - in bekannter Art und Weise - als Hohlkörper ausgebildet ist.
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Dabei ist, wie 1 zu entnehmen ist, der Hilfsrahmen 14 über eine in Fahrtrichtung FR betrachtet vordere Lagerstelle und eine hintere Lagerstelle am Längsträger 12-1 befestigt. Vorliegend ist der Hilfsrahmen 14 über die vordere und hintere Lagerstelle elastisch am Kraftfahrzeugaufbau 12 aufgehängt.
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Hierzu ist, wie insbesondere aus 2 ersichtlich, der Hilfsrahmen 14 unter Zwischenschaltung eines insgesamt mit der Bezugsziffer 16 bezeichneten Gummi-Metall-Lagers an der Fahrzeugkarosserie 12, also vorliegend am dargestellten Längsträger 12-1 gelagert. Das Gummi-Metall-Lager 16 umfasst eine mit dem Hilfsrahmen 14 fest verbundene Außenhülse16-1, eine eieine Durchgangsbohrung aufweisende Innenhülse 16-2 sowie einen in radialer Richtung zwischen Außenhülse 16-1 und Innenhülse 16-2 angeordneten Elastomerkörper 16-3.
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Wie 2 weiter zeigt, erfolgt die Befestigung des Hilfsrahmens 14 am Längsträger 12-1 über ein durch die Durchgangsbohrung der Innenhülse 16-2 hindurchgeführtes Befestigungsmittel 18. Das Befestigungsmittle 18 ist vorliegend als eine Schraube ausgebildet, die in ein entsprechendes, am Längsträger 12-1 ausgebildetes Gewindeloch eingeschraubt ist.
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Da das Befestigungsmittel 18, also vorliegend die Schraube, fahrzeugkarrosserieseitig in das Gewindeloch eingeschraubt ist, ist der Hilfsrahmen 14 gemäß dem Stand der Technik in Fahrzeuglängsrichtung FL betrachtet axial fest gelagert.
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Im Gegensatz dazu ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Befestigungselemente 18 in Fahrzeuglängsrichtung FL betrachtet linear verschieblich an der Fahrzeugkarosserie 12 gelagert sind.
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Hierzu sind - wie der schematischen Darstellung gemäß 3 zu entnehmen ist - die Befestigungsmittel 18 der vorderen und hinteren Lagerstelle jeweils in einer Führung in Fahrzeuglängsrichtung FL über einen Verstellweg linear verschieblich an der Fahrzeugkarosserie 12 geführt sind. Die Führung ist dabei in Form in den Längsträger 12-1 eingebrachte Schlitze 20 ausgebildet.
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Die über die Schlitze 20 translatorisch geführten Befestigungselemente 18, vgl. 4 und 5, weisen jeweils ein Fixiermittel, hier in Form eines Exzenters 22 auf, über das die Befestigungselemente 18 aus einem verriegelten Zustand in einen entriegelnden Zustand und vice versa verstellbar sind.
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Wie 4 und 5 weiter zeigen, weisen die Befestigungselemente 18 jeweils einen, den Exzenter 22 aufweisenden hilfsrahmenseitigen Endabschnitt 18-1, einen im Innern der Längsträger 12-1 positionierten längsträgerseitigen Endabschnitt 18-2, sowie einen - sich ausgehend vom hilfsrahmenseitigen Endabschnitt 18-1, das Gummi-Metall-Lager 16 und damit den Hilfsrahmen 14 durchfassenden, bis zum längsträgerseitigen Endabschnitt 18-2 erstreckenden - Schaftabschnitt 18-3 auf. Am längsträgerseitigen Endabschnitt 18-2 ist ein Lagerelement angeordnet, über das das Befestigungselement 18 mit einer im Längsträger 12-1 ausgebildeten Laufbahnfläche 24 dauerhaft in Kontakt steht, vgl. Ausführung gemäß 4, bzw. zur Verstellung im entriegelnden Zustand in Kontakt bringbar ist, vgl. Ausführung gemäß 5.
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Um eine reibungsarme Verstellung zu gewährleisten, ist vorliegend das die Laufbahnfläche 24 kontaktierende Lagerelement in Form einer am längsträgerseitigen Endabschnitt 18-2 drehbar gelagerten Rolle 26 ausgebildet.
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Gemäß der in 4 dargestellten ersten Ausführungsform sind das Befestigungselement 18 und die Laufbahnfläche 24 so zueinander angeordnet, dass der Schaftabschnitt 18-3 senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung und parallel zur Laufbahnfläche 24 verlaufend ausgerichtet ist. Zudem ist - wie 4 weiter zeigt - der die Rolle 26 drehbar lagernde längsträgerseitige Endabschnitt 18-2 des Befestigungselements 18 bolzenförmig ausgebildet. Der bolzenförmige Endabschnitt 18-2 ist dabei so dimensioniert, dass dessen Durchmesser größer als die Breite des Schlitzes 20 ist, sodass der bolzenförmige Endabschnitt 18-2 verliersicher im Innern des Längsträgers 12-1 gehalten ist.
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4 zeigt den entriegelnden Zustand, d.h. der Radstand kann in dieser Stellung verändert werden. Zum Verriegeln wird der Exzenter 22 angezogen, d.h. der Spalt 28 zwischen Innenhülse 16-2 und Längsträger 12-1 wird geschlossen, sodass im verriegelnden Zustand die Gewichtskraft nicht mehr über die Rolle 26, sondern reibschlüssig über die Kontaktfläche von Innenhülse 16-2, Längsträger 12-1 und Befestigungselement 18 übertragen wird.
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Gemäß der in 5 dargestellten zweiten Ausführungsform sind das Befestigungselement 18 und die Laufbahnfläche 24 so zueinander angeordnet, dass der Schaftabschnitt 18-3 orthogonal zur Laufbahnfläche 24 verlaufend ausgerichtet ist, und der die Rolle 26 drehbar lagernde längsträgerseitige Endabschnitt 18-2 des Befestigungselements 18 ist gabelförmig ausgebildet. Zur Gewährleistung einer Verliersicherung, weist der gabelförmig ausgebildete Endabschnitt 18-2 eine im Vergleich zur Schlitzbreite größere Breite auf.
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5 zeigt wiederum den entriegelnden Zustand, d.h. der Radstand kann in dieser Stellung eingestellt werden. Wird zum Verriegeln der Exzenter 22 betätigt, bewirkt dies ein Schließen des Spalts 30 und Abheben der Rolle 26 von der Laufbahnfläche 24. D.h., die Gewichtskraft wird nicht mehr über die Rolle 26, sondern reibschlüssig über die Kontaktflächen von Innenhülse 16-2, Längsträger 12-1 und Befestigungselement 18 übertragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1404536 B1 [0002]
- KR 1020210100882 [0003]
