DE102006047511A1

DE102006047511A1 - Achssystem

Info

Publication number: DE102006047511A1
Application number: DE102006047511A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Leutner; Helmut KNÖDLER; Markus Heger; Thomas Pötzl
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2005-10-15
Filing date: 2006-10-07
Publication date: 2007-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Achssystem (1) für ein Fahrzeug mit einem Achsträger (2) und mit einem mit dem Achsträger (2) verbundenen Lenkgetriebegehäuse (3). Um ein Achssystem für ein Fahrzeug zu schaffen, das gewichtsoptimiert ist und einen exakten Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht, ist vorgesehen, dass der Achsträger (2) mit dem Lenkgetriebegehäuse (3) so verbunden ist, dass der Achsträger (2) und das Lenkgetriebegehäuse (3) gemeinsam alle auf sie geleiteten Kräfte und inneren Kräfte aufnehmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Achssystem für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Von Zulieferfirmen werden Achssysteme oft in modulartiger Bauweise, bestehend aus einem meist rechteckförmigen, rahmenartigen Achsträger und einem Lenkgetriebe mit Spurstangen, Radlenkhebeln und mit an dem Achsträger gelenkig angeordneten Querlenkern, sowie Feder- Dämpfereinheiten angeliefert. Dies ist bei Vorderachssystemen und Hinterachssystemen der Fall. Kräfte, die im Betrieb des Fahrzeugs aus dem Lenkgetriebe, den Querlenkern und auch von einem etwaigen Antrieb von gelenkten Rädern aus einem Differential an dem Achsträger stammen, werden von dem Achsträger aufgenommen, der aus Stahl mit entsprechendem Gewicht gebildet ist.

Ein Achsträger ist beispielsweise in der DE 199 59 814 B4 oder in der DE 101 20 934 A1 beschrieben und besteht aus zwei Längsträgern, an denen meist die Querlenker angeordnet sind und aus zwei, die Längsträger auf Abstand zueinander haltenden und diese verbindenden Querträger. In den Achsträgern ist üblicherweise das Lenkgetriebegehäuse des Lenkgetriebes elastisch eingehängt.

Das Lenkgetriebegehäuse ist nicht in der Lage, Lasten von dem Achsträger aufzunehmen.

Die EP 0 143 558 A2 beschreibt ein Achssystem für ein Fahrzeug, bei dem ein Lenkgetriebegehäuse als Träger von Querlenkern dient. Das Lenkgetriebegehäuse ist über einen Querträger am Fahrzeug abgestützt. Einen separaten Achsträger weist das Achssystem nicht auf und stellt mit seiner konstruktiven Lösung eine jeweils auf jeden Fahrzeugtyp anzupassendes, nicht modulartig aufgebautes Achssystem dar, das unflexibel in der Anwendung insbesondere in Bezug auf den Einsatz des Lenkgetriebegehäuses ist. Aufgrund der Konzentration aller Achskräfte auf das Lenkgetriebegehäuse ist das Achssystem nicht gewichtsoptimiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Achssystem für ein Fahrzeug zu schaffen, das gewichtsoptimiert ist und einen exakten Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht.

Die Aufgabe wird mit einem Achssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch dass der Achsträger mit dem Lenkgetriebegehäuse so fest verbunden ist, dass der Achsträger und das Lenkgetriebegehäuse gemeinsam eine Struktur bilden, die in der Lage ist, alle auf sie geleiteten Kräfte und inneren Kräfte aufzunehmen, wobei das Lenkgetriebegehäuse so konstruiert ist, dass unzulässige Verformungen der Lenkung sicher vermieden sind, ist ein Achssystem geschaffen, das durch die strukturelle Einheit von Achsträger und Lenkgetriebegehäuse in der Lage ist, hohe Widerstandsmomente gegen Biegung und Torsion darzustellen, wodurch ein geringeres Gewicht des gesamten Achssystems ermöglicht ist. Die Einheit aus Achsträger und Lenkgetriebegehäuse ist dauertest ausgelegt.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet der Achsträger zusammen mit dem Lenkgetriebegehäuse einen geschlossenen Rahmen, wobei der Achsträger lösbar mit dem Lenkgetriebegehäuse verbunden sein kann. Das Lenkgetriebegehäuse ist so aufgebaut, dass es in Lage ist, bis zu etwa 50% der auf den Achsträger geleiteten Kräfte aufzunehmen. Bevorzugt ist der Achsträger aus einem Leichtmetall-Werkstoff, wie Magnesium oder aus einem Nichteisenmetall-Werkstoff, also beispielsweise auch aus faseverstärktem Kunststoff, wie beispielsweise aus KFK (Kohlefaserkunststoff) gebildet.

Die gesamte strukturelle Einheit aus Achsträger und Lenkgetriebegehäuse hat dennoch zumindest etwa die gleiche Steifigkeit und Festigkeit wie ein Achsträger aus einem Eisenmetall-Werkstoff insbesondere aus Stahl. An dem Lenkgetriebegehäuse sind vorzugsweise einstückig mit diesem gebildete Flansche angebracht, die vorzugsweise radial oder tangential von dem Lenkgetriebegehäuse abragen. Die Flansche dienen zur lösbaren oder zur steifen, stoffschlüssigen Verbindung (Knoten) des Lenkgetriebegehäuses mit dem Achsträger.

Die Flansche haben bevorzugt eine Dreiecksform als Grundriss, mit radial von dem Lenkgetriebegehäuse beabstandeter Spitze. Die Flansche können verrippt sein. Vorzugsweise sind die Flansche und die Rippen einstückig mit dem Lenkgetriebegehäuse gebildet.

Die Flansche weisen Montagebohrungen auf, um die Auflageflächen für den Achsträger angeordnet sind und an die die Rippen geführt sind. Die Flansche sind bevorzugt etwa in einer Ebene angeordnet und paarweise mit axialem Abstand zu beiden Längsseiten des Lenkgetriebegehäuses abragend. Zur Versteifung des Lenkgetriebegehäuses weist dieses eine Längsverrippung auf. Es ist vorzugsweise parallel zu einem Querträger des Achsträgers ausgerichtet und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Achssystems zwischen zwei Querträgern des Achsträgers, parallel zu den Querträgern angeordnet. Somit werden bei dieser Ausführungsform zwei geschlossene Rahmen von dem Achsträger und dem Lenkgetriebegehäuse gebildet. Das Lenkgetriebegehäuse ist insbesondere mit vorgespannten Schraubverbindungen mit dem Achsträger verbunden, wobei selbstverständlich die Auflageflächen von Achsträger und Flansche des Lenkgetriebegehäuses an den Montagebohrungen der Flansche so dimensioniert sind, dass die Flächenpressung durch beispielsweise Durchsteckschrauben größer ist als die übertragenen Kräfte.

Es kann zweckmäßig sein, das Lenkgetriebegehäuse an einem oder mehreren Längsträgern oder Querträgern des Achsträgers festzulegen, wodurch sich die Steifigkeit der Struktur erhöhen lässt.

Das erfindungsgemäße Achssystem eignet sich zur Anwendung in Personen- oder Nutzkraftwagen mit Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung und gelenkter Vorder- und/oder Hinterachse.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Achssystems für ein Fahrzeug,
2 eine Draufsicht auf ein Lenkgetriebegehäuse des Achssystems in 1,
3 einen Querschnitt durch eine Verbindung zwischen Lenkgetriebegehäuse und Achsträger.
In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Achssystem 1 für eine Vorderachse eines Personenkraftwagens gezeigt. Das Achssystem 1 besteht im Wesentlichen aus einem Achsträger 2, der aus zwei quer zur Fahrtrichtung angeordneten Querträgern 9 und diese an ihren Enden verbindenden Längsträgern 10 gebildet ist. Der Achsträger 2 ist eine Rohrkonstruktion aus Leichtmetall und ist rahmenartig gestaltet.
Insbesondere von an dem Achsträger 2 gelenkig festgelegten unteren Querlenkern 11 werden Kräfte und Momente eingeleitet.
Ein Lenkgetriebegehäuse 3, das im Wesentlichen zylinderförmig gebildet ist und etwa die Länge eines Querträgers 9 hat, ist parallel zu den Querträgern 9 des Achsträgers 2 und zwischen den Querträgern 9 verlaufend angeordnet.
Wie 2 in einer Draufsicht auf das Lenkgetriebegehäuse 3 zeigt, ist zu dessen Festlegung an dem Achsträger 2 eine vorgespannte Schraubverbindung vorgesehen. Dazu sind an den jeweiligen axialen Enden des Lenkgetriebegehäuses 3 auf jeder Seite ein Flansch 5 angeordnet. Die Flansche 5 sind in der Draufsicht dreieckförmig gebildet und weisen je eine Montagebohrung 7 an ihren, dem Lenkgetriebegehäuse 3 abgewandten Spitzen 12 auf. Um die Montagebohrungen 7 sind ringförmige Auflageflächen 13 geformt auf denen Flansche 14 des Achsträgers 2 zu liegen kommen (vgl. 3). Ein Schraubbolzen 15 verbindet die Flansche 5 und 14. Die Auflagefläche 13 der Flansche 5 des Lenkgetriebegehäuses 3 haben einen Durchmesser D und eine Fläche, die eine solche Flächenpressung ermöglicht, dass eine dauerfeste, alle Kräfte im Betrieb des Achssystems 1 übertragende Verbindung gegeben ist.
Wie 2 zeigt, sind über die Flansche 5 des Lenkgetriebegehäuses 3 Rippen 6 angeordnet, die von den Montagebohrungen 7 zu dem Lenkgetriebegehäuse 3 reichen. Zudem ist das Lenkgetriebegehäuse 3 mit mehreren Längsrippen 8 versehen, sodass, wie 1 zeigt, ein Achssystem 1 aus einem geschlossenen Rahmen 4 gebildet ist, der aus den beiden Querträgern 9, den beiden Längsträgern 10 und dem Lenkgetriebegehäuse 3 gebildet ist. Das Lenkgetriebegehäuse 3 ist aus einem Leichtmetall gebildet. BEZUGSZEICHENLISTE

Claims

Achssystem für ein Fahrzeug, mit einem Achsträger (2) und mit einem, mit dem Achsträger (2) verbundenen Lenkgetriebegehäuse (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) mit dem Lenkgetriebegehäuse (3) so verbunden ist, dass der Achsträger (2) und das Lenkgetriebegehäuse (3) gemeinsam alle auf sie geleiteten Kräfte und inneren Kräfte aufnehmen.
Achssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) und das Lenkgetriebegehäuse (3) zumindest einen geschlossenen Rahmen (4) bilden.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) mit dem Lenkgetriebegehäuse (3) lösbar verbunden ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) bis etwa 50% der auf den Achsträger (2) wirkenden Lasten aufnimmt.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) aus einem Leichtmetall oder aus einem Nichteisenmetall-Werkstoff gebildet ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund aus dem Achsträger (2) und dem Lenkgetriebegehäuse (3) zumindest etwa die gleiche Steifigkeit und/oder Festigkeit wie ein Achsträger (2) aus einem Eisenmetall-Werkstoff hat.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) an radial und/oder tangential von dem Lenkgetriebegehäuse (3) abragenden Flanschen (5) mit dem Achsträger (2) verbunden ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsstelle zwischen dem Achsträger (2) und dem Lenk getriebegehäuse (3) steif ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) in der Draufsicht etwa dreieckförmig gebildet sind.
Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) Rippen (6) aufweisen, die über die Flansche (5) zu dem Lenkgetriebegehäuse (3) geführt sind.
Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) und/oder die Rippen (6) einstückig mit dem Lenkgetriebegehäuse (3) gebildet sind.
Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) eine oder mehrere Montagebohrungen (7) aufweisen.
Achssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (6) von dem Lenkgetriebegehäuse (3) zu den Montagebohrungen (7) geführt sind.
Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) etwa in einer Ebene angeordnet sind.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) Längsrippen (8) aufweist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) etwa parallel zu einem Querträger (9) des Achsträgers (2) ausgerichtet ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) etwa parallel und zwischen Querträgern (9) des Achsträgers (2) angeordnet ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) mit vorgespannten Schraubverbindungen mit dem Achsträger (2) verbunden ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) an einem oder mehreren Längsträgern (10) und/oder Querträgern (9) des Achsträgers (2) festgelegt ist.
Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Achssystem (1) in einem Personenkraftwagen oder Nutzkraftwagen mit einer Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung eingebaut ist.