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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit Druckmittelfederung, insbesondere Luftfederung, und mit einem Achsträger, an dem zumindest ein radführender Lenker angelenkt ist, an welchem die Druckmittelfeder abgestützt ist, wobei der Achsträger über elastische Trägerlager mit dem Fahrzeug-Aufbau verbunden ist.
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Hinsichtlich eines Achsträgers oder Hilfsrahmens, welcher Aufnahmen für dort sog. Hilfsrahmenlager enthält, über welche der Fahrzeug-Aufbau am Hilfsrahmen bzw. Achsträger abgestützt ist, kann bspw. auf die
DE 101 09 636 A1 verwiesen werden. Der in dieser Schrift gezeigte Hilfsrahmen weist ferner zwei Widerlager für die Aufnahme einer dem rechten bzw. linken Fahrzeug-Rad zugeordnete Tragfeder auf.
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Sind für die Achsen von Kraftfahrzeugen sog. Achsträger (auch Fahrschemel genannt) vorgesehen, so sind diese auch aus akustischen Gründen zumeist über geeignete Gummielemente oder dgl., die allgemein als elastische Trägerlager bezeichnet werden können, mit dem Fahrzeug-Aufbau verbunden. Radführende Lenker sind zwischen dem jeweiligen Radträger und dem Achsträger angeordnet. Die im Bereich der Radaufhängung angeordneten Tragfedern für den Fahrzeug-Aufbau können grundsätzlich zwischen diesem und einem der jeweiligen Lenker oder dem Achsträger abgestützt sein.
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Wenn die Tragfeder an einem der Lenker abgestützt ist, so wird das achsträgerseitige Lenkerlager gemäß dem Hebelgesetz mit einem Teil der über die Tragfeder eingeleiteten Aufbau-Tragkraft beaufschlagt. Diese Kraft wird wiederum über den Achsträger bzw. über das Trägerlager in den Fahrzeug-Aufbau eingeleitet. Durch unterschiedliche Aufbaulasten, die sich aufgrund unterschiedlicher Beladung ergeben, stellen sich also auch unterschiedliche Lastzustände am Trägerlager ein.
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Dessen im Hinblick auf Akustik optimale Auslegung kann sich jedoch nur auf einen einzigen Lastzustand, d. h. auf eine einzige Aufbaulast oder Betriebslast beziehen. Bei anderen Lastzuständen – hervorgerufen durch eine andere Beladung – muss folglich mit akustischer Beeinträchtigung gerechnet werden.
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Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Trägerlager zumindest teilweise über ein mit dem Druckmittel der Druckmittelfederung versorgtes Zusatz-Federelement letztlich am Achsträger oder am Fahrzeug-Aufbau zusätzlich abgestützt ist. Wenn dabei das Trägerlager als Gummilager mit einem Außenring, einem innenliegenden Stützteil und zumindest einer dazwischen vorgesehenen Gummifeder ausgebildet ist, kann der Außenring zumindest abschnittsweise auf dem Zusatz-Federelement, welches nach Art einer Druckmittelfeder ausgebildet ist, abgestützt sein.
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Ist die Aufbau-Tragfeder eine Druckmittelfeder (üblicherweise handelt es sich dann um eine Luftfeder), so ist der statische Druck des Druckmittels (d. h. der statische Luftdruck in der Luftfeder) direkt proportional zum Gewicht des Fahrzeug-Aufbaus und somit direkt von der Beladung des Fahrzeugs abhängig. Erfindungsgemäß kann nun dieser Druckmittel-Druck (üblicherweise Luftdruck) zur Kompensation der genannten statischen Kraft-Schwankungen am Trägerlager genutzt werden. Dies ist möglich, wenn am Trägerlager ein sog. Zusatz-Federelement vorgesehen ist, welches ebenfalls nach dem Prinzip der Druckmittelfederung arbeitet und das dann mit dem Druckmittel der Druckmittelfeder versorgt wird. Durch dieses Zusatz-Federelement wird das Trägerlager beladungsabhängig variabel quasi unterstützt, so dass dessen unterschiedliche Lastzustände, die – wie eingangs geschildert – auf unterschiedliche Aufbau-Lasten zurückzuführen sind, bei geeigneter Auslegung nivelliert, d. h. aneinander angeglichen werden können. Dann ergibt sich ein im wesentlichen konstanter, d. h. von der Beladung des Fahrzeug-Aufbaus unabhängiger Lastzustand bzw. Arbeitspunkt für das Trägerlager, so dass dieses optimal (insbesondere auch hinsichtlich der Akustik) auf diesen Lastzustand hin ausgelegt werden kann.
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Eine bevorzugte, da auf üblichen Trägerlagern aufbauende Ausführungsform ist in Anspruch 2 angegeben und wird im folgenden anhand des in der beigefügten 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Zunächst wird jedoch auf 2 Bezug genommen, die den bislang üblichen Stand der Technik in vereinfachter Prinzipdarstellung zeigt.
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Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Rad, konkret das linke Hinterrad, eines Kraftfahrzeugs bezeichnet, das bei Ansicht von hinten auf dieses Fahrzeug im Schnitt dargestellt ist. An einen Radträger 2 für dieses Rad 1 ist ein Lenker 3 angelenkt, der mit seinem anderen Ende in einem achsträgerseitigen Lenkerlager 3a gelenkig mit einem Achsträger 4 verbunden ist, und zwar hier in dieser vereinfacht dargestellten Ausführungsform über ein Trägerlager 5, über welches der Achsträger 4, an welchem weitere nicht dargestellte Radführungs-Lenker (auch des rechten Hinterrades) angelenkt sind, am nur bruchstückhaft dargestellten Fahrzeug-Aufbau 6 befestigt ist. Über eine Tragfeder 7, die als Druckmittelfeder bzw. konkret als Luftfeder (für diese beiden Begriffe wird im weiteren ebenfalls die Bezugsziffer 7 verwendet) ausgebildet ist, ist der Fahrzeug-Aufbau 6 auf dem Lenker 3 abgestützt.
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Bei diesem soweit üblichen Stand der Technik herrscht statisch ein Kräftegleichgewicht zwischen der Vertikalkraft FL der Luftfeder 7 und der Summe aus der Radaufstandskraft FRad sowie der Vertikalkraft FLager im achsträgerseitigen Lenkerlager 3a. Da die Vertikalkraft FL der Luftfeder 7 von der Beladung des Fahrzeugs abhängig ist, verändert sich mit dieser folglich auch die Vertikalkraft FLager im achsträgerseitigen Lenkerlager 3a. Folglich ändert sich auch die Kraft, die über das Trägerlager 5 zwischen dem Achsträger 4 und dem Fahrzeug-Aufbau 6 übertragen wird. Wie weiter oben geschildert wurde, sollten jedoch die statisch über die Trägerlager 5 übertragenen Kräfte im wesentlichen konstant, d. h. von der Beladung oder Belastung des Fahrzeug-Aufbaus 6 unabhängig sein, um das bzw. die (mehrfach vorhandenen) Trägerlager 5 optimal auslegen zu können.
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1 zeigt basierend auf dem grundsätzlichen Aufbau gemäß 2 lediglich einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Gestaltung, nämlich im wesentlichen das Trägerlager 5 sowie die Luftfeder 7 und ein Zusatz-Federelement 8 zur Unterstützung bzw. zusätzlichen Abstützung des Trägerlagers 5 letztlich am Fzg.-Aufbau 6.
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Wie ersichtlich ist das Trägerlager 5 als bekanntes Gummilager ausgebildet und besteht aus einem Außenring 5a, der – vgl. 2 – mit dem Achsträger 4 verbunden ist und – nur hier, jedoch nicht zwangsweise – auch das achsträgerseitige Lenkerlager 3a trägt. Über eine Gummifeder 5b ist der Außenring 5a mit einem innerhalb dessen liegenden hohlzylindrischen Stützteil 5c verbunden, das mittels einer koaxial innerhalb des Stützteils 5c liegenden Schraube 9, die mit einem auch als Vertikal-Anschlag für den Außenring 5a fungierenden Bund 9a versehen ist, an der Unterseite des Fahrzeug-Aufbaus 6 verschraubt ist.
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Zwischen dem Bund 9a der Schraube 9 und der dem Bund 9a zugewandten Fläche des Außenrings 5a des Trägerlagers 5 ist das bereits genannte Zusatz-Federelement 8 vorgesehen bzw. eingespannt. Dieses ist nach Art einer Luftfeder bzw. Druckmittelfeder ausgebildet, d. h. dieses Zusatz-Federelement 8 besitzt einen von einer elastisch verformbaren Hülle 8a umgebenen Innenraum 8b. Dieser Innenraum 8b steht über eine Druckmittelleitung 10 mit dem Innenraum der als Tragfeder 7 fungierenden Luftfeder 7 in Verbindung, so dass der in dieser Tragfeder 7 herrschende Luftdruck auch im Innenraum 8b des Zusatz-Federelementes 8 anliegt.
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Indem das Zusatz-Federelement 8 zwischen dem Außenring 5a des Trägerlagers 5 und dem Bund 9a der im Fahrzeug-Aufbau 6 verschraubten Schraube 9 eingespannt ist, ist über dieses Zusatz-Federelement 8 das Trägerlager 5 letztlich am Fahrzeug-Aufbau 6 zusätzlich abgestützt. Indem das als Luftfeder wirkende Zusatz-Federelement 8 aufgrund der Verbindung von dessen Innenraum 8b mit dem Druckraum der Luft-Tragfeder 7 eine sich abhängig von der Vertikalkraft FL der Luftfeder 7 ändernde Federkraft aufbauen kann, ändert sich somit auch diese zusätzliche Abstützung des Trägerlagers 5 über dieses Zusatz-Federelement 8. Es ist also möglich, das Zusatz-Federelement 8 derart zu dimensionieren, dass sich mit einer Änderung der statischen Vertikalkraft FL der Luftfeder 7 im wesentlichen keine Änderung der über das Trägerlager 5, d. h. genauer über die Gummifeder 5b desselben geleiteten Kräfte ergibt, nachdem das Zusatz-Federelement einen entsprechenden variablen Anteil der Abstützung des Trägerlagers 5 am Fzg.-Aufbau 6 übernimmt. Der statische Lastzustand des Trägerlagers 5, d. h. insbesondere seiner Gummifeder 5b, bleibt somit im wesentlichen unverändert, auch wenn sich die statische Last bzw. Beladung des Fzg.-Aufbaus 6 ändert.
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Das als Luftfeder bzw. allgemein als Druckmittelfeder arbeitende Zusatz-Federelement 8 kann selbstverständlich auch anders als vereinfacht dargestellt ausgebildet sein und sich insbesondere am gesamten Umfang des Außenrings 5a des Trägerlagers 5 abstützen. Selbstverständlich kann auch das Trägerlager 5 anders als dargestellt ausgebildet sein, wie überhaupt eine Vielzahl von Details durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. So können sämtliche Trägerlager eines Achsträgers in erfindgemäßer Weise ausgebildet sein; es ist aber auch möglich, nur ausgewählte Trägerlager in dieser Weise zu gestalten. Es empfiehlt sich dabei, das Zusatz-Federelement jedes Trägerlagers mit der diesem am nächsten benachbarten Luft-Tragfeder zu verbinden.
