DE19909945C1 - Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug

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Abstract

Ein Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeugs, besteht aus einem Fahrzeugaufbau befestigbaren Rahmengestell, welches wenigstens Querträger umfaßt, die mit Längsträgern verbunden sind. An den Längsträgern sind Lagerungen für Radführungsglieder vorgesehen und im Rahmengestell zwischen den Längs- und Querträgern in ein Getriebeaggregat gelagert. Die Längsträgerstruktur jeder Seite umfaßt jeweils zwei übereinander angeordnete Träger, die zwischen sich eine Durchstecköffnung für Achswellen des Getriebeaggregats aufweisen und etwa endseitig zusammenlaufen und mit den Querträgern verbunden sind. Das Getriebeaggregat ist über eine Dreipunktlagerung mit den Quer- und Längsträgern verbunden und die Achswellen des Aggregats erstrecken sich durch die Durchstecköffnung zum Rad hin.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 41 29 538 C2 ist ein Fahrschemel bekannt, der in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenteile und hierzu angeordnete Querträger umfaßt, die miteinander verbunden sind. Die Seitenteile weisen Lagerungen für Radführungsglieder einer Radaufhängung und der eine Querträger weist eine Lagerung für ein Hinterachs- Differential auf. Desweiteren ist aus der US 5,562,308 ein Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug bekannt geworden, der einen Querträger aufweist, an dem Längsträger angeschlossen sind, die übereinander liegen und zwischen sich eine Durchstecköffnung für Achswellen aufweisen. Ein Achsgetriebegehäuse ist über Lagerungen an Trägern des Fahrschemels gehalten und Lenker von Radaufhängungen sind längsseitig des Fahrschemels in Konsolen gelagert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verwindungssteifen, stabilen Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der als Montageeinheit am Fahrzeugaufbau mit der Radaufhängung, dem Bremsenmodul und eventuell dem Getriebeaggregat am Fahrzeugaufbau insgesamt befestigbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Es wird ein erfindungsgemäßer Fahrschemel mit zwei übereinander angeordneten Längsträgern geschaffen, die zwischen sich eine Durchstecköffnung für Achswellen eines Getriebeaggregates aufweisen. Die Träger einer Seite laufen in etwa endseitig zusammen und sind mit den Querträgern verbunden, wobei das Getriebeaggregat über eine Dreipunktlagerung an den Quer- und Längsträgern gehalten ist. Die Achswellen des Aggregats erstrecken sich frei durch die Durchstecköffnungen zum Rad hin.
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein Fahrschemel gebildet, der einen steifen Festigkeitsverbund für die Lagerung der schwenkbaren Radaufhängungen und für eine stabile Lagerung des Hinterachs-Differentials aufweist.
Die Anordnung der beiden rohrförmigen Längsträger einer Seite kann den Erfordernissen an den Raum im Fahrzeug als auch an die Bedingungen der Radaufhängung angepaßt werden, da diese Längsträger durch entsprechende Kröpfungen teilweise in verschiedenen Raumebenen liegen können.
Hierdurch wird es möglich, daß der eine untenliegende Längsträger endseitig jeweils ein - in Fahrtrichtung gesehen - vorderes Lager und der obenliegende weitere Längsträger jeweils ein - in Fahrtrichtung gesehen - hinteres Lager zur Befestigung am Fahrzeugbau aufweist. Desweiteren können die Lager in verschiedenen horizontalen Höhenebenen liegen, wobei die vorderen Lager in einer tiefergelegenen Ebene liegen als die hinteren Lager. Dadurch, daß die Längsträger jeweils Kröpfungen, wenigstens in einer horizontalen und wenigstens in einer vertikalen Ebene aufweisen, können die Durchstecköffnungen sowie die Lagerpunkte für die Radaufhängungen und die Lagerpunkte für das Getriebeaggregat definiert und direkt an den Längs- und Querträgern gelagert werden.
Die Durchstecköffnungen für die Achswellen werden dadurch gebildet, daß der obenliegende Längsträger mit seinem - in Fahrtrichtung gesehen - vornliegenden freien Ende unter einem Winkel zum untenliegenden Längsträger abgebogen wird und mit seinem einen stirnseitigen Ende am untenliegenden Längsträger verbunden ist. Desweiteren sind die beiden - in Fahrtrichtung gesehen - hintenliegenden freien Endstücke auf einer gemeinsamen Strecke übereinanderliegend und miteinander verbunden. Der Raum zwischen den beiden Längsträgern ist in etwa viereckförmig ausgeführt, wobei die Achswelle genügend Freiraum in dieser Durchstecköffnung hat.
Die rohrförmigen Längsträger werden beispielsweise durch innenhochdruckumgeformte Bauteile gebildet, so daß die Durchmesser der Rohre an die räumlichen Verhältnisse und an die Festigkeitsanforderungen anpaßbar sind.
Die Querträger sind jeweils zweischalig ausgeführt und bestehen aus zwei zusammengesetzten, einen Hohlraum einschließenden Tragprofil, wodurch die Herstellung der Träger vereinfacht und ein Leichtbauteil gebildet wird.
Insbesondere werden für den - in Fahrtrichtung vornliegenden Querträger - zwei U-Profile oder zwei Hutprofile und für die hintenliegenden Querträger zwei Profile verwendet, wobei das eine Profil als Winkelprofil und das andere als U-förmiges Profil ausgebildet ist.
Beispielsweise wären erfindungsgemäß auch gezogene Querträger, Gußträger oder innenhochdruckumgeformte Querträger denkbar.
Der hintenliegende Querträger weist eine äußere Einbuchtung in einem Mittenbereich für einen Teil einer Reserveradmulde auf, wodurch der Trägerquerschnitt sich vom endseitigen quadratischen bzw. rechteckigen Querschnitt bis zu einem mittigen dreieckförmigen Querschnitt ändert.
An den oberen und unteren Längsträgern sind Lagerkonsolen für Lager von Querlenkern eines oberen Radführungsgliedes befestigt, wobei im untenliegenden Längsträger weitere Lagerkonsolen für Lager eines Dreieckslenkers eines unteren Radführungsgliedes vorgesehen sind.
Das Hinterachs-Differential bzw. das Getriebeaggregat ist über eine Dreipunktlagerung im Rahmengestell des Fahrschemels gehalten, wobei vorzugsweise der hintere Querträger zwei Lagerungen und der vordere Querträger eine Lagerung aufweist.
Damit in einfacher Weise der Gehäusehals des zwischen den Querträgern angeordnete Hinterachs-Differentials nach vorne - in Fahrtrichtung gesehen - geführt und in einer vorbestimmten Ebene gelagert werden kann, ist der vordere Querträger mit einer etwa mittigen Aufnahmemulde versehen, wodurch die beiden, den Träger bildenden Profile entsprechend gebogen gestaltet sind und sich eine konkave Mulde ergibt.
Damit in einfacher Weise ohne zusätzliche Konsolen oder Versteifungen die Lager am Fahrschemel zum Befestigen am Fahrzeugaufbau angeordnet werden können, sind die freien Enden der Längsträger flach verformt, so daß sich zwei parallele beabstandete Flächen ergeben. In einer halbkreisförmigen stirnseitigen Ausnehmung wird dann das Lager gehalten und über eine Schweißung befestigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Hinterachs-Fahrschemels,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Fahrschemel,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Fahrschemels,
Fig. 4 eine Vorderansicht des Fahrschemels,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Fahrschemel mit Getriebeaggregat,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung des hintenliegenden Querträgers aus zwei Profilen bestehend und
Fig. 7 eine Schnittdarstellung des vornliegenden Querträgers aus zwei U-Profilen bestehend.
Der Fahrschemel 1 für ein Kraftfahrzeug umfaßt im wesentlichen seitliche Längsträgerstrukturen 2, 3, die über zwei zueinander beabstandete Querträger 4, 5 miteinander verbunden sind. In diesem aus den Längsträgern 2, 3 und den Querträgern 4, 5 gebildeten Fahrschemel 1 ist ein Getriebeaggregat G, wie beispielsweise ein Hinterachs-Differential, in einer Dreipunktlagerung 6, 7, 8 gehalten. An den Längsträgern 2, 3 sind Lagerkonsolen 9, 10 für Querlenker 11, 12 von obenliegenden Radführungsgliedern und weitere Lagerkonsolen 13, 14 für einen Lenker 15 bzw. Lenkerarme eines untenliegenden Radführungsgliedes vorgesehen.
Die Längsträgerstruktur 2, 3 einer Fahrzeugseite weist jeweils übereinander angeordnete und vorzugsweise aus zwei Rohren 2a, 3a bestehende Träger auf, welche wenigstens in einer horizontalen und wenigstens einer vertikalen Ebene Kröpfungen aufweist, derart, daß sich eine Durchstecköffnung 16 zwischen den beiden Rohren 2a und 3a, welche die eigentlichen Längsträger sind, ergibt. Diese Durchstecköffnungen 16 dienen zur Durchführung von Achswellen 17, 18 des Getriebeaggregats G zum Fahrzeugrad hin.
Die Befestigung des Fahrschemels 1 am Fahrzeugaufbau erfolgt mittels vier Lager 19, 21 und 20, 22, welche jeweils endseitig des Längsträgers 2a, 3a angeordnet sind. So weist der untenliegende Längsträger 3a das - in Fahrtrichtung F gesehen - vornliegende Lager 19, 21 und der obenliegende Längsträger 2a die - in Fahrtrichtung F gesehen - hintenliegenden Lager 20, 22 auf. Diese Lager sind in verschiedenen horizontalen Höhenebenen X-X und Z-Z angeordnet.
Die Längsträger 2a, 3a weisen jeweils abgebogene Teilstücke 2b und 3b auf, die gegeneinander gerichtet sind und zwischen sich die Durchstecköffnung 16 bilden. So stößt der obere Längsträger 2a mit seinem vorderen freien Ende 23 gegen den unteren Längsträger 3a und wird über eine Schweißung mit diesem verbunden. Das hintere freie Ende 21a des oberen Längsträgers 2a ist über eine Strecke mit dem freien Ende 24 des untenliegenden Längsträgers 3a übereinanderliegend verbunden.
Die rohrförmigen Längsträger 2a, 3a sind innenhochdruckumgeformte Bauteile.
Denkbar sind auch gezogene Rohre oder Gußteile. Als Material kann Leichtmetall oder Eisenwerkstoff verwendet werden. Ebenso können auch Profile Verwendung finden. Die Auswahl der Werkstoffe und die Zusammensetzung der Bauteile erfolgt entsprechend den gestellten Anforderungen.
Zur Befestigung und zur Aufnahme der Lager 19 bis 22 sind die mit rundem Querschnitt versehenen Längsträger 2a, 3a endseitig jeweils flachgedrückt, so daß eine gewisse Höhe h bestehen bleibt. In einer halbkreisförmigen, stirnseitigen Aufnahme 25 wird das Lager 19, 20, 21 und 22 eingesetzt und beispielsweise durch eine Schweißung festgelegt.
Der vornliegende Querträger 4 ist mit dem Längsträger 2a, 3a unmittelbar sowie zusätzlich über mindestens ein Konsolblech 26 verbunden.
Die beiden Querträger 4, 5 sind jeweils zweischalig, aus Profilen bestehend, ausgeführt. Der vornliegende Querträger 4 besteht im Querschnitt aus zwei U- bzw. Hutprofilen 30, 31, die zusammengesetzt ein Trägerprofil mit einem Hohlraum 32 bilden und an den abgewinkelten Rändern 33 miteinander verbunden sind.
In der Längsmittenebene L-L des Fahrzeugs weist der Querträger 4 eine nach oben hin offene Aufnahmemulde 34 für einen Gehäusehals des Getriebeaggregats G auf. Unterhalb dieser Aufnahmemulde 34 sind Lagerkonsolen des Lagers 6 vorgesehen, in welchen das Getriebeaggregat G gehalten wird.
Der hintenliegende Querträger 5 besteht aus zwei Profilen 35, 36 die zusammengesetzt sind. Das innere Winkelprofil 35 weist einen fangen vertikalen Schenkel und einen weiteren schmäleren horizontalen Schenkel mit einer Abstellung auf. Das äußere Profil 36 ist als U-Profil ausgeführt und in einem mittleren Bereich des Querträgers 5 durch eine Einbuchtung 37 verformt, so daß sich statt eines viereckförmigen Hohlraumes 38a an den Enden ein dreieckförmiger Hohlraum 38 mittig ergibt.
Zwischen Lagerkonsolen 7a und 8a an den oberen Längsträgern 2a jeder Seite und dem hinteren Querträger 5 sind die Lager 7, 8 des Getriebeaggregats G gehalten.
Am obenliegenden Längsträger 2a sind Lagerkonsolen 9, 10 zur schwenkbaren Lagerung von aufgelösten Querlenkern 11, 12 angeordnet. Die untere Lenkerebene des Radführungslenkers ist beispielsweise als Dreieckslenker 15 in den Lagerkonsolen 13, 14 schwenkbar gehalten. Die Lagerkonsole 14 dient gleichzeitig zur Befestigung des untenliegenden Längsträgers 3a.

Claims (16)

1. Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeugs, mit einem am Fahrzeugaufbau befestigbaren Rahmengestell, wenigstens bestehend aus Querträgern, die mit Längsträgern verbunden sind und an den Längsträgern Lagerungen für Radführungsglieder vorgesehen sind und im Rahmengestell zwischen den Längs- und Querträgern ein Getriebeaggregat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsträgerstruktur (2, 3) jeder Seite jeweils zwei übereinander angeordnete Träger (2a, 3a) umfaßt, die zwischen sich eine Durchstecköffnung (16) für Achswellen (17, 18) des Getriebeaggregats (G) aufweisen und etwa endseitig zusammenlaufen und mit den Querträgern (4, 5) verbunden sind, wobei das Getriebeaggregat (G) über eine Dreipunktlagerung (6, 7, 8) mit den Quer- und Längsträgern (4, 5 und 2a, 3a) verbunden ist.
2. Fahrschemel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine untenliegende Längsträger (3a) endseitig jeweils ein - in Fahrtrichtung (F) gesehen - vorderes Lager (19, 21) und der obenliegende weitere Längsträger (2a) jeweils ein - in Fahrtrichtung (F) gesehen - hinteres Lager (20, 22) zur Befestigung am Fahrzeugaufbau aufweist.
3. Fahrschemel nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (19, 21 und 20, 22) in verschiedenen horizontalen Höhenebenen (X-X und Z-Z) liegen, wobei die vorderen Lager (19, 21) in einer tiefergelegenen Ebene (X-X) liegen als die hinteren Lager (20, 22).
4. Fahrschemel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (2a, 3a) jeweils Kröpfungen in mindestens einer horizontalen und mindestens einer vertikalen Ebene aufweisen, derart, daß sich die Durchstecköffnungen (16) und definierte Lagerpunkte (9, 10 und 14, 15) für die Radführungsglieder (11, 12 und 15) und Dreipunkt-Lagerpunkte (6, 7, 8) für das Getriebeaggregat (G) ergeben.
5. Fahrschemel nach den Ansprüchen 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obenliegende Längsträger (2a) mit seinem - in Fahrtrichtung (F) gesehen - vornliegenden freien Ende (23) unter einem Winkel zum untenliegenden Längsträger (3a) abgebogen und mit seinem stirnseitigen Ende am untenliegenden Längsträger (3a) verbunden ist.
6. Fahrschemel nach den Ansprüchen 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden - in Fahrtrichtung (F) gesehen - hintenliegenden freien Endstücke (23a und 24) der Längsträger (2a, 3a) auf einer gemeinsamen Strecke übereinanderliegen und verbunden sind.
7. Fahrschemel nach den Ansprüchen 1, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Längsträger (2a, 3a) zur Aufnahme und Verbindung mit den Lagern (20, 22 und 19, 21) mit einer Höhe (h) flach geformt und mit einer zum jeweiligen Lager korrespondierenden halbkreisförmigen Aufnahme (25) versehen sind.
8. Fahrschemel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (2a, 3a) aus innenhochdruckumgeformten Bauteilen bestehen.
9. Fahrschemel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vornliegende Querträger (4) unmittelbar mit den Längsträgern (2a, 3a) sowie zusätzlich über mindestens ein Konsolblech (26) mit diesem verbunden ist.
10. Fahrschemel nach den Ansprüchen 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der vornliegende Querträger (4) zweischalig ausgeführt ist und aus im Querschnitt U- förmigen Profilen (30, 31) besteht, die miteinander verbunden ein geschlossenes, einen Hohlraum (32) aufweisendes Trägerprofil ergeben.
11. Fahrschemel nach den Ansprüchen 1, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vornliegende Querträger (4) eine etwa mittig angeordnete Aufnahmemulde (34) für einen Gehäusehals des Getriebeaggregats (G) aufweist und in diesem Bereich innenseitig des Querträgers (4) eine erste innenliegende Lageraufnahme (6) für das Aggregat (G) angeordnet ist.
12. Fahrschemel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der - in Fahrtrichtung (F) gesehen - hintenliegende Querträger (5) zweischalig ausgeführt ist und aus einem inneren Winkelprofil (35) und einem äußeren U-Profil (36) besteht, die zu beiden Seiten der Längsmittenebene (L-L) des Fahrzeugs durch eine Einbuchtung (37) einen etwa dreieckförmigen Hohlraum (38) und in Bereichen der freien Enden einen etwa viereckförmigen Hohlraum (38a) einschließen.
13. Fahrschemel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das außenliegende Profil (36) eine sich zu beiden Seiten der Längsmittenebene (L-L) des Fahrzeugs erstreckende äußere Einbuchtung (37) für eine Reserveradmulde mit dem dreieckförmigen Hohlraum (38) besitzt.
14. Fahrschemel nach den Ansprüchen 1, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem - in Fahrtrichtung (F) gesehen - hintenliegenden Querträger (5) sowie zwischen Lagerkonsolen (7a, 8a) am oberen Längsträger (2a) die Lager (7, 8) für das Getriebeaggregat (G) angeordnet und befestigt sind.
15. Fahrschemel nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am obenliegenden Längsträger (2a) Lagerkonsolen (9, 10) für Lager von Querlenkern (11, 12) eines oberen Radführungsgliedes befestigt sind, wobei am untenliegenden Längsträger (3a) weitere Lagerkonsolen (13, 14) für Lager eines Dreieckslenkers (15) eines unteren Radführungsgliedes vorgesehen sind.
16. Fahrschemel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Lagerkonsole (14) mit dem freien Ende (23a) des obenliegenden Längsträgers (2a) verbunden ist und gleichzeitig eine formschlüssige Aufnahme für das freie Ende (24) des untenliegenden Längsträgers (3a) zum Verbinden aufweist.
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