DE102019008213A1

DE102019008213A1 - Achsbaugruppe für einen Kraftwagen und Kraftwagen mit einer solchen Achsbaugruppe

Info

Publication number: DE102019008213A1
Application number: DE102019008213.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Mauz; Rene Schröder
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-28
Also published as: DE102019008213B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsbaugruppe (1) für einen Kraftwagen (2), mit einem Achskörper (5), mit einer an dem Achskörper (5) befestigten Längslenkereinrichtung (6), mittels derer der Achskörper (5) über eine erste Lagereinrichtung (7) an einem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) bewegbar anlenkbar ist, und mit einer von der Längslenkereinrichtung (6) unterschiedlichen Dreieckslenkereinrichtung (14), die einen ersten Dreieckslenker (15) aufweist, welcher über eine zweite Lagereinrichtung (16) an dem Achskörper (5) bewegbar befestigt ist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dreieckslenkereinrichtung (14) einen zweiten Dreieckslenker (17) aufweist, der an einer Verbindungsstelle (18) mit dem ersten Dreieckslenker (15) bewegbar verbunden ist und der über eine dritte Lagereinrichtung (19) an dem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) bewegbar anlenkbar ist. Die Erfindung betrifft weiter einen mit einer solchen Achsbaugruppe (1) ausgerüsteten Kraftwagen (2), insbesondere Lastkraftwagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsbaugruppe der im Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie einen Kraftwagen der im Patentanspruch 7 angegebenen Art.
Herkömmliche Achsbaugruppen von Kraftwagen, insbesondere Lastkraftwagen, sind bewegbar an einem Rahmen des Kraftwagens bzw. Lastkraftwagens angeordnet, wobei zwischen dem Rahmen und der Achsbaugruppe eine Federeinrichtung angeordnet ist. Bei einem Fahrbetrieb des Kraftwagens bzw. Lastkraftwagens treten an Radaufstandsflächen von Rädern, über welche der Kraftwagen auf den Untergrund aufgestellt ist, Längs- und/oder Querkräfte auf, die von dem Kraftwagen aufzunehmen sind. Hierzu weist der Kraftwagen wenigstens eine Längslenkereinrichtung und wenigstens eine Querlenkereinrichtung auf, die bei herkömmlichen Kraftwagen bzw. Lastkraftwagen beispielsweise als Panhardstab ausgebildet sein kann. Bei einem dementsprechend ausgerüsteten Kraftwagen kommt es dann aber bei einem Ausfedern bzw. bei einem Einfedern zu einem unerwünschten Querversatz des Achskörpers gegenüber dem Rahmen des Kraftwagens. Um diesem Problem entgegenzutreten kann statt des Panhardstabs ein Wattgestänge eingesetzt werden, dass allerdings nur bei besonders geringen Federwegen bestimmungsgemäß funktioniert, also den unerwünschten Querversatz des Achskörpers gegenüber dem Rahmen des Kraftwagens beim Einfedern und/oder beim Ausfedern verhindert.
Die DE 10 2007 062 509 A1 offenbart eine Achsaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem ersten Lenker, der mittels eines ersten Lagers an einer Karosserie des Fahrzeugs angelenkt und mit einem ersten Fahrzeugrad verbunden ist, und mit einem zweiten Lenker, der mittels eines zweiten Lagers an der Karosserie angelenkt und mit einem zweiten Fahrzeugrad verbunden ist und der mit dem ersten Lenker mittels eines Gelenks verbunden ist. Das Gelenk bildet zusammen mit den Lagern eine Dreiecksanordnung, sodass die beiden Lenker gemeinsam um eine durch das erste und das zweite Lager definierte Querachse relativ zur Karosserie schwenkbar sind, wobei der erste Lenker ferner um eine durch das erste Lager und das Gelenk definierte erste Achse relativ zur Karosserie schwenkbar ist und wobei der zweite Lenker ferner um eine durch das zweite Lager und das Gelenk definierte zweite Achse relativ zur Karosserie schwenkbar ist. Diese herkömmliche Achsaufhängung weist weiter einen an seitlichen Endbereichen mit den Lenkern verbundenen Torsionsfederstab auf, der in den Endbereichen mit dem Gelenk verbunden ist.
Diese herkömmliche Achsaufhängung ist jedoch zum einen besonders komplex aufgebaut und blockiert, insbesondere aufgrund des Gelenks, einen Raum zwischen den Fahrzeugrädern, sodass dieser nicht anderweitig nutzbar ist.
Darüber hinaus offenbart die DE 10 2012 000 325 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer Verbundlenkerachse, die wenigstens zwei Längslenker und ein Wattgestänge aufweist. Das Wattgestänge weist einen Gelenkträger mit einer Fahrzeug-Lagerstelle, eine Wattstange, die an einem Ende drehbar in einer Stangen-Lagerstelle des Gelenkträgers gelagert ist, und eine weitere Wattstange auf, die an einem Ende drehbar in einer weiteren Stangen-Lagerstelle des Gelenkträgers gelagert ist. Hierbei ist der Gelenkträger in seiner Fahrzeug-Lagerstelle um eine Achse drehbar gelagert, welche wenigstens eine Komponente aufweist, die parallel zu einer Fahrzeughochachse verläuft, insbesondere im Wesentlichen parallel dazu orientiert ist.
Wie bereits eingangs beschrieben, ist das Einfedern und/oder das Ausfedern eines Rahmens des herkömmlichen Kraftfahrzeugs durch den Einsatz des Wattgestänges prinzipbedingt auf besonders kleine Federwege beschränkt. Denn bei dieser herkömmlichen, mit dem Wattgestänge ausgerüsteten Verbundlenkerachse ist ein maximaler Ein- bzw. Ausfederweg durch eine Länge eines an dem Gelenkträger befestigten Verbindungselements, woran die beiden Wattstangen befestigt sind, beschränkt.
Zum einen besteht heutzutage der Bedarf, einen Raum zwischen zwei an jeweiligen Fahrzeugseiten entsprechend gegenüberliegenden Rädern zu nutzen, um dort Elemente des Kraftwagens anzuordnen. Beispielsweise im Hinblick auf die heutzutage stetig zunehmenden Elektrifizierung von Kraftwagen, ist es wünschenswert, zum Beispiel eine elektrische Antriebseinheit in dem Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Rädern anzuordnen. Zum anderen ist ein querversatzfreies Ein- und/oder Ausfedern des Rahmens des Kraftwagens, insbesondere Lastkraftwagens, wünschenswert. Denn bei Nutzfahrzeugen ist beispielsweise ein querversatzfreies Anheben des Rahmens (zum Beispiel bei Wechselbrücken- und/oder Aufliegeraufnahme sowie bei einem Angleichen eines Ladebodens an eine Laderampe etc.) erforderlich. Hierbei betragen Federwege insbesondere 300 Millimeter und mehr.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders bauraumeffizient ausgebildete Achsbaugruppe sowie einen entsprechend ausgerüsteten Kraftwagen bereitzustellen, wobei mittels der Achsbaugruppe ein querversatzfreies Einfedern und Ausfedern des Achskörpers in Bezug zu einem Rahmen des Kraftwagens entlang besonders großer Federwege ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Achsbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Achsbaugruppe sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftwagens anzusehen und umgekehrt.
Erfindungsgemäß ist - zum Beispiel in Weiterentwicklung einer herkömmlichen Verbundlenkerachse - demnach eine Achsbaugruppe für einen Kraftwagen vorgesehen, die einen Achskörper aufweist und eine an dem Achskörper befestigte Längslenkereinrichtung, mittels derer der Achskörper über eine erste Lagereinrichtung an einem Rahmenelement des Kraftwagens bewegbar anlenkbar ist. Ferner weist die Achsbaugruppe eine von der Längslenkereinrichtung unterschiedliche Dreieckslenkereinrichtung auf, die einen ersten Dreieckslenker aufweist, welcher über eine zweite Lagereinrichtung an dem Achskörper bewegbar befestigt ist. Der Achskörper kann insbesondere eine Starrachse umfassen oder als solche ausgebildet sein. Bei dem Kraftwagen, der beispielsweise mit einer Verbrennungskraftmaschine ausgerüstet sein kann, kann es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Kraftwagen um einen zumindest teilweise elektrisch antreibbaren Kraftwagen, das bedeutet, dass der Kraftwagen alternativ oder zusätzlich zur Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine elektrische Antriebseinheit aufweist, mittels derer wenigstens ein Rad des Kraftwagens antreibbar ist. Es ist von besonderem Vorteil, wenn die elektrisch Antriebseinheit, beispielsweise ein Elektromotor, in einem Raum zwischen zwei an jeweiligen, sich gegenüberliegenden Fahrzeuglängsseiten angeordneten Rädern oder Radgruppen angeordnet ist.
Um also die Achsbaugruppe besonders bauraumeffizient auszubilden und bei dem entsprechend ausgerüsteten Kraftwagen zu ermöglichen, dass die Achsbaugruppe in Bezug zu dem Rahmen des Kraftwagens entlang des besonders großen Federwegs querversatzfrei einfedern und/oder ausfedern kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dreieckslenkereinrichtung einen zweiten Dreieckslenker aufweist, der an einer Verbindungsstelle mit dem ersten Dreieckslenker bewegbar verbunden ist und der über eine dritte Lagereinrichtung an dem Rahmenelement des Kraftwagens bewegbar anlenkbar ist. Der zweite Dreieckslenker ist von dem ersten Dreieckslenker unterschiedlich, das bedeutet, dass der erste Dreieckslenker und der zweite Dreieckslenker voneinander separat hergestellt sind. Entsprechend ist der erste Dreieckslenker nicht direkt an dem Rahmenelement des Kraftwagens befestigt, sondern der erste Dreieckslenker ist über den zweiten Dreieckslenker - das heißt indirekt - mit dem Rahmenelement des Kraftwagens verbindbar. Das bedeutet auch, dass der zweite Dreieckslenker lediglich indirekt - nämlich über den ersten Dreieckslenker - an dem Achskörper befestigt ist.
Aufgrund der beiden an der Verbindungsstelle miteinander verbundenen Dreieckslenker ist ein Raum zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Rädern bzw. Radgruppen derselben Achse des Kraftwagens frei von einem Anlenkpunkt, wodurch andere Elemente des Kraftwagens in diesem Raum anordenbar sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Getriebe, zum Beispiel Verteilergetriebe, und/oder eine elektrische Antriebseinheit, beispielsweise ein Elektromotor, gemäß dem De-Dion-Prinzip nicht an dem Achskörper, sondern an dem Rahmenelement des Kraftwagens befestigt sind.
Zudem liegt die Verbindungsstelle, an welcher die beiden Dreieckslenker miteinander verbunden sind, bezogen auf eine Fahrzeughochrichtung besonders weit oben, insbesondere oberhalb der Achsbaugruppe. Dies ist insofern vorteilhaft, als die Verbindungsstelle ein Wankzentrum des Kraftwagens bzw. Lastkraftwagens darstellt.
Denn aus einem entlang der Fahrzeughochachse verlaufenden Hebelarms zwischen einem Aufbau des Kraftwagens und dem Wankzentrum bzw. der Verbindungsstelle ergibt sich, insbesondere bei Kurvenfahrt, ein Wankmoment des Kraftwagens. Ist also die Verbindungsstelle und infolgedessen das Wankzentrum besonders hoch bzw. in Fahrzeughochrichtung nah an dem Schwerpunkt angeordnet, resultiert hieraus in vorteilhafter Weise ein besonders geringes Wankmoment bei Kurvenfahrt des Kraftwagens und ein daraus resultierendes sicheres Fahrverhalten.
Ferner ist es bei der Achsbaugruppe besonders einfach möglich, ein Momentanzentrum bzw. einen Momentanpol des Kraftwagens in Bezug auf eine Fahrzeuglängsrichtung hinter einer jeweiligen Radmitte von an der Achsbaugruppe montierten Rädern zu positionieren. Denn das Momentanzentrum ist bei der Achsbaugruppe durch die Verbindungsstelle gebildet. Das vorteilhaft hinter der Radmitte liegende Momentanzentrum führt zu einem neutralen bzw. leicht untersteuernden Fahrverhalten des mit der Starrachse bzw. Achsbaugruppe ausgerüsteten Kraftwagens.
Darüber hinaus ist es aufgrund der Dreieckslenkereinrichtung möglich, dass die Achsbaugruppe und das Rahmenelement gegeneinander entlang eines besonders großen Federwegs einfedern bzw. ausfedern können.
Insbesondere können der erste Dreieckslenker und der zweite Dreieckslenker jeweils zwei Schenkel aufweisen, die an einer jeweiligen Spitze des jeweiligen Dreieckslenkers aneinander befestigt sind, wobei die Verbindungsstelle die beiden Spitzen umfasst. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass die beiden Dreieckslenker an der Verbindungsstelle starr aneinander befestigt sind, zum Beispiel kraft-, form- und/oder stoffschlüssig. Alternativ oder zusätzlich können die beiden Dreieckslenker einstückig miteinander ausgebildet sein. Entsprechend weist der erste Dreieckslenker eine erste Spitze auf, und der zweite Dreieckslenker weist eine zweite Spitze auf. Bevorzugt weist die erste Spitze ein erstes Lagerelement auf, und die zweite Spitze weist ein mit dem ersten Lagerelement korrespondierendes zweites Lagerelement auf. Das erste Lagerelement und das zweite Lagerelement sind aneinander befestigt, insbesondere beweglich befestigt, sodass die beiden miteinander verbundenen Lagerelemente die Verbindungsstelle bilden. Dementsprechend kann die Verbindungsstelle (welche auch als Zentrallager bezeichnet werden kann) beispielsweise durch ein Kugelgelenk gebildet sein.
Der jeweilige Schenkel ist insbesondere als ein Stab ausgebildet, wobei bei dem jeweiligen Dreieckslenker dann die beiden Schenkel schräg zueinander angeordnet sind, sodass sich Enden der Stäbe an der jeweiligen Spitze bzw. an der Verbindungsstelle treffen. Hierbei müssen die Schenkel nicht zwingend jeweils gerade ausgebildet sein. Stattdessen kann beispielsweise wenigstens einer der Schenkel ungerade ausgebildet sein, zum Beispiel eine Kröpfung aufweisen bzw. gebogen oder abgewinkelt ausgebildet sein. Besonders dann ist es von Vorteil, wenn der Dreieckslenker, der den wenigstens einen ungeraden Schenkel aufweist, eine Verstärkungseinrichtung aufweist, die weiter unten noch beschrieben wird.
Indem der erste Dreieckslenker und der zweite Dreieckslenker jeweils die zwei Schenkel aufweisen, ist der Raum zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Rädern bzw. Radgruppen zumindest größtenteils frei von Lenkereinrichtungen der Achsbaugruppe, sodass dieser Raum in vorteilhafter Weise anderweitig nutzbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in dem Raum zwischen den Rädern bzw. Radgruppen eine Getriebeeinrichtung, eine Antriebseinrichtung, eine elektrische Energiespeichereinrichtung, eine Steuerungseinrichtung, eine hydraulische und/oder elektrische Bremseinrichtung (Retarder) etc. angeordnet wird/werden.
Um den Raum zwischen den beiden Rädern bzw. Radgruppen derselben Achsbaugruppe bzw. derselben Fahrzeugachse noch effizienter, insbesondere als Bauraum, nutzen zu können, ist es in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass eine Längserstreckung des ersten Dreieckslenkers zwischen der Verbindungsstelle und der zweiten Lagereinrichtung und eine Längserstreckung des zweiten Dreieckslenkers zwischen der Verbindungsstelle und der dritten Lagereinrichtung gleich lang sind. Mit anderen Worten können die vier Schenkel jeweils gleich lang sein. Für den Fall, dass wenigstens einer der Schenkel nicht gerade ausgebildet ist, ist ein direkter, gerader Abstand zwischen der Verbindungsstelle bzw. der jeweiligen Spitze und dem dem jeweiligen Schenkel zugeordneten Lager der entsprechenden Lagereinrichtung maßgeblich.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass wenigstens einer der beiden Dreieckslenker eine Verstärkungseinrichtung aufweist, die insbesondere zwischen zwei Lagern der zu dem entsprechenden Dreieckslenker gehörenden Lagereinrichtung verläuft. Also kann beispielsweise nur der erste Dreieckslenker eine derartige Verstärkungseinrichtung aufweisen. Ferner kann nur der zweite Dreieckslenker eine derartige Verstärkungseinrichtung aufweisen. Darüber hinaus können sowohl der erste Dreieckslenker als auch der zweite Dreieckslenker jeweils eine derartige Verstärkungseinrichtung aufweisen. Die Verstärkungseinrichtung kann beispielsweise eine Strebe aufweisen oder aus dieser gebildet sein, wobei durch die Strebe die beiden Schenkel des ersten Dreieckslenkers bzw. die beiden Schenkel des zweiten Dreieckslenkers miteinander verbunden sind. Es ist ferner möglich, dass der erste Dreieckslenker und/oder der zweite Dreieckslenker durch ein jeweiliges geschlossenes Dreieck, zum Beispiel eine dreieckige Platte, gebildet ist, wobei die Ecken des Dreiecks bzw. der dreieckigen Platte an der entsprechenden Lagereinrichtung bzw. an der Spitze/Verbindungsstelle angeordnet sind.
Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass der entsprechende, mit der Verstärkungseinrichtung ausgerüstete Dreieckslenker besonders stabil ist, selbst wenn wenigstens einer seiner Schenkel ungerade ausgebildet ist.
Es ergibt sich eine besonders vorteilhafte Kinematik für die an dem Rahmenelement des Kraftwagens bzw. Lastkraftwagens anordenbare Achsbaugruppe, wenn der erste Dreieckslenker und der zweite Dreieckslenker an der Verbindungsstelle mittels eines zumindest teilweise elastisch bewegbaren Lagers miteinander verbunden sind. Das bedeutet, dass das bereits weiter oben beschriebene Kugelgelenk zum Beispiel dadurch realisiert sein kann, dass zwischen einer Gelenkkugel des Kugelgelenks und einer entsprechenden Kugelgelenkpfanne ein elastisches Material, zum Beispiel Kunststoff, insbesondere ein Elastomer wie etwa Gummi, angeordnet ist, wobei dieser Kunststoff bzw. das elastische Material sowohl mit der Gelenkkugel als auch mit der Kugelgelenkpfanne stoffschlüssig verbunden, zum Beispiel jeweils aufvulkanisiert, ist. Alternativ oder zusätzlich kann das elastische Material mit der Gelenkkugel bzw. der Gelenkpfanne formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die zweite Lagereinrichtung und die dritte Lagereinrichtung jeweils zwei elastisch bewegbare Lager aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Lager der Lagereinrichtungen analog zu dem Lager bzw. zu dem Gelenk der Verbindungsstelle ausgebildet sind. Hieraus ergibt sich zum einen in vorteilhafter Weise eine besonders einfach bzw. unkompliziert aufgebaute Dreieckslenkereinrichtung, da nicht eine Vielzahl von jeweils unterschiedlich ausgebildeten Lagern zum Einsatz kommt. Stattdessen ist es möglich, die jeweiligen Lager im Sinne einer besonders vorteilhaften Gleichteilstrategie auszubilden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Kraftwagen mit einer Achsbaugruppe, die einen Achskörper aufweist und eine an dem Achskörper befestigte Längslenkereinrichtung. Mittels der Längslenkereinrichtung ist der Achskörper über eine erste Lagereinrichtung an einem Rahmenelement des Kraftwagens bewegbar angelenkt. Des Weiteren weist die Achsbaugruppe eine von der Längslenkereinrichtung unterschiedliche Dreieckslenkereinrichtung auf, die einen ersten Dreieckslenker aufweist, welcher über eine zweite Lagereinrichtung an dem Achskörper bewegbar befestigt ist.
Um bei dem Kraftwagen sicherzustellen, dass mittels der Achsbaugruppe ein querversatzfreies Einfedern und Ausfedern des Achskörpers in Bezug zu einem Rahmen des Kraftwagens entlang eines besonders großen Federwegs ermöglicht ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dreieckslenkereinrichtung einen zweiten Dreieckslenker aufweist, der an einer Verbindungsstelle mit dem ersten Dreieckslenker bewegbar verbunden ist und der über eine dritte Lagereinrichtung an dem Rahmenelement des Kraftwagens bewegbar angelenkt ist.
Insbesondere ist der Kraftwagen als ein Nutzfahrzeug, zum Beispiel Lastkraftwagen, ausgebildet. Bevorzugt ist der Kraftwagen zumindest teilweise elektrisch betreibbar bzw. antreibbar, sodass es sich bei dem Kraftwagen beispielsweise um ein Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug handelt. Mit anderen Worten weist eine Antriebseinheit des Kraftwagens alternativ oder zusätzlich zu einer herkömmlichen Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine elektrische Antriebseinheit, beispielsweise einen Elektromotor, auf. Mittels dieses Elektromotors ist ein (zusätzliches) Drehmoment erzeugbar, dass einer Antriebsachse oder Antriebsrädern zuführbar ist, sodass der Kraftwagen mittels des Elektromotors antreibbar ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor zusammen mit einer mit dem Elektromotor zusammenwirkenden Steuereinheit und/oder einer mit dem Elektromotor zusammenwirkenden elektrischen Speichereinrichtung (Akkumulator) in einem gemeinsamen Bauelement, beispielsweise einer elektrischen Antriebseinheit, zusammengefasst sind. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass diese elektrische Antriebseinheit möglichst nah an der Antriebsachse bzw. an den anzutreibenden Rädern angeordnet ist. Hierzu bietet sich bei dem erfindungsgemäßen Kraftwagen ein Raum zwischen zwei einander entgegengesetzten, an jeweiligen, sich gegenüberliegenden Fahrzeuglängsseiten angeordneten Rädern bzw. Radgruppen an, der aufgrund der beiden Dreieckslenker frei gehalten ist.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Achskörper frei von einem drehmomentverteilendem Antriebselement ist. Das bedeutet, dass die Achsbaugruppe gemäß dem De-Dion-Prinzip ausgebildet ist. Dementsprechend sind/ist eine Verteilergetriebeeinrichtung und/oder ein Antriebsmotor, beispielsweise der Elektromotor, nicht an dem Achskörper befestigt, sondern an dem Rahmenelement des Kraftwagens. Unter einer Verteilergetriebeeinrichtung ist in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Differential zu verstehen, dass ein von der Verbrennungskraftmaschine und/oder von dem Elektromotor bereitgestelltes Antriebsdrehmoment auf eine linke Fahrzeuglängsseite und eine rechte Fahrzeuglängsseite aufteilt oder verteilt. Somit bewegt sich das drehmomentverteilende Antriebselement beim Einfedern und Ausfedern entlang des entsprechenden Federweges nicht mit dem Achskörper mit, sondern ist an dem Rahmen des Kraftwagens festgelegt. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Achsbaugruppe besonders leicht ist, wobei eine ungefederte Masse des Kraftwagens in vorteilhafter Weise ebenfalls besonders leicht ist. Des Weiteren bietet der Rahmen des Kraftwagens eine besonders große Anzahl an Befestigungsmöglichkeiten für die Antriebseinheit bzw. für die Verteilergetriebeeinrichtung und/oder für den Elektromotor, wodurch diese besonders einfach und zuverlässig an dem Rahmen des Kraftwagens anordenbar oder angeordnet sind.
Es ist weiter vorteilhaft, dass Leitungselemente rahmenfest verlegbar oder verlegt bzw. befestigbar oder befestigt sind, insbesondere elektrische Energieversorgungsleitungen und/oder Kühlmittelleitungen, für das gemäß dem De-Dion-Prinzip rein am Rahmen befestigte Antriebselement. Denn indem die Achsbaugruppe frei von Leitungselementen ist, sind nur besonders wenige Leitungselemente an dem Achskörper anzubringen, sodass die ungefederte Masse noch weiter reduziert ist.
In besonders günstiger Weise ist bei dem Kraftwagen der Momentanpol in Bezug auf eine Fahrzeuglängsrichtung hinter einer Radmittenachse angeordnet, da die Verbindungsstelle in Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung hinter der Radmittenachse liegt. Denn - wie bereits eingangs beschrieben - bildet die Verbindungsstelle den Momentanpol bzw. das Momentanzentrum des Kraftwagens, sodass sich in vorteilhafter Weise ein neutrales bis leicht untersteuerndes Fahrverhalten im Fahrbetrieb des Kraftwagens ergibt. Aufgrund dessen ist der mit der Achsbaugruppe ausgerüstete Kraftwagen besonders einfach beherrschbar und in weiterer Folge besonders verkehrssicher ausgebildet.
Schließlich ist es von Vorteil, wenn die beiden Dreieckslenker bezogen auf eine Fahrzeuglängsebene miteinander einen Winkel einschließen, der von einer momentanen Stellung des Achskörpers in Bezug zum Rahmenelement abhängig ist, wobei der Wert des Winkels in einer vordefinierten Neutralstellung des Achskörpers in Bezug zum Rahmenelement insbesondere zwischen 60 Grad und 80 Grad, bevorzugt etwa 70 Grad, beträgt. Unter dem Einfedern des Achskörpers in Bezug zu dem Rahmenelement verkleinert sich der Winkel entsprechend des Weges, um welchen der Achskörper und das Rahmenelement aufeinander zu bewegt wurden. Gleichermaßen vergrößert sich der Winkel unter dem Ausfedern entsprechend des Weges, um welchen das Rahmenelement und der Achskörper voneinander entfernt wurden. Der Winkel in der vordefinierten Neutralstellung sowie die jeweilige Längserstreckung der beiden Dreieckslenker sind jedenfalls so gewählt, dass die Verbindungsstelle bei bestimmungsgemäßen Gebrauch des Kraftwagens nicht über ein oberes Rahmenelement, beispielsweise einen Obergurt des Rahmens des Kraftwagens, hinausragt, selbst wenn der Achskörper und das Rahmenelement des Kraftwagens entlang eines vordefinierten, maximalen Federwegs aufeinander zu bewegt sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein auf dem Rahmenelement bzw. Rahmen des Kraftwagens aufgebauter Aufbau beim Einfedern des Achskörpers in Bezug zu dem Rahmenelement nicht beschädigt wird, beispielsweise indem die Verbindungsstelle in den Aufbau einschlägt. Es versteht sich von selbst, dass der Wert des Winkels in der vordefinierten Neutralstellung von 180 Grad und von 360 Grad unterschiedlich ist. Beträgt der Wert des Winkels in der vordefinierten Neutralstellung zwischen 60 Grad und 80 Grad, insbesondere 70 Grad, ist sowohl einer besonders vorteilhaften Kinematik der Dreieckslenkereinrichtung als auch einer besonders bauraumeffizienten Ausgestaltung der Achsbaugruppe gleichermaßen Rechnung getragen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigt

1 eine schematische und perspektivische Ansicht einer an einem Rahmenelement befestigten Achsbaugruppe mit einer Dreieckslenkereinrichtung ;
2 eine schematische und perspektivische Ansicht der Achsbaugruppe in einer vereinfachten Darstellung;
3 eine weitere schematische und perspektivische Ansicht der Achsbaugruppe in der vereinfachten Darstellung aus 2 aus einer anderen Perspektive;
4 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Achskörpers mit einer Längslenkereinrichtung ;
5 eine schematische Ansicht der Dreieckslenkereinrichtung in einer Neutralstellung, in einer eingefederten Stellung und in einer ausgefederten Stellung;
6 eine schematische Ansicht der in der Neutralstellung angeordneten Achsbaugruppe;
7 eine schematische und perspektivische Ansicht der in der eingefederten Stellung angeordneten Achsbaugruppe;
8 eine schematische Ansicht der in der eingefederten Stellung angeordneten Achsbaugruppe;
9 eine schematische und perspektivische Ansicht der in der ausgefederten Stellung angeordneten Achsbaugruppe; und
10 eine schematische Ansicht der in der ausgefederten Stellung angeordneten Achsbaugruppe.

Eine Achsbaugruppe 1 und ein Kraftwagen 2 werden in der folgenden Figurenbeschreibung gemeinsam beschrieben.
Zur besseren Orientierung innerhalb der einzelnen Figuren ist ein in den jeweiligen Figuren abgebildetes Koordinatensystem dargestellt. Hierbei weist die X-Richtung in eine Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftwagens 2, sodass die X-Achse parallel, insbesondere kollinear, zu einer Längsachse des Kraftwagens 2 verläuft. Mit anderen Worten repräsentiert die X-Achse die Längsachse des Kraftwagens 2. Analog weist die Z-Richtung des Koordinatensystems ausgehend von einem Untergrund, auf welchem der Kraftwagen bestimmungsgemäß aufgestellt ist, in eine Hochrichtung (das heißt nach oben), sodass die Z-Achse parallel, insbesondere kollinear, zu einer Hochachse des Kraftwagens 2 verläuft. Mit anderen Worten repräsentiert die Z-Achse die Hochachse des Kraftwagens 2. Entsprechend weist die Y-Richtung des Koordinatensystems bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung (X-Richtung) und die Hochrichtung (Z-Richtung) in eine Querrichtung (nach links), sodass die Y-Achse eine Querachse des Kraftwagens 2 darstellt. Für die Achsbaugruppe 1 ist das Koordinatensystem entsprechend einer Position der Achsbaugruppe 1 ausgerichtet, als wenn die Achsbaugruppe 1 bestimmungsgemäß in dem Kraftwagen 2 eingebaut ist oder wäre.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Ansicht die Achsbaugruppe 1, die in dem Kraftwagen 2 eingesetzt ist, indem die Achsbaugruppe 1 an einem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2 befestigt ist. Der Kraftwagen 2 ist insbesondere als Nutzfahrzeug, zum Beispiel als Lastkraftwagen, ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist der Kraftwagen 2 zumindest teilweise elektrisch antreibbar bzw. betreibbar. Das bedeutet, dass der Kraftwagen 2 eine elektrische Antriebseinheit 4 aufweist, die wenigstens ein elektrisches Antriebselement, beispielsweise einen Elektromotor, umfasst. Demnach ist der Kraftwagen 2 vorliegend zum Beispiel als ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ausgebildet.
Die Achsbaugruppe 1 weist des Weiteren einen Achskörper 5 auf, der in 4 nochmals genauer dargestellt ist, welche in einer schematischen und perspektivischen Ansicht den Achskörper 5 mit einer Längslenkereinrichtung 6 zeigt. An dem Achskörper 5 ist die Längslenkereinrichtung 6 befestigt, mittels derer der Achskörper 5 über eine erste Lagereinrichtung 7 an dem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2 bewegbar anlenkbar bzw. angelenkt ist. Die Längslenkereinrichtung 6 weist beispielsweise zwei Längslenker 8 auf, die an ihrem jeweiligen frontseitigen Ende mittels der ersten Lagereinrichtung 7 an dem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2 schwenkbar befestigt sind. An einem jeweiligen heckseitigen Ende der beiden Längslenker 8 sind diese an einem Grundkörper des Achskörpers 5 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig befestigt. Beispielsweise können der Grundkörper und die beiden Längslenker 8 miteinander einstückig ausgebildet sein. Alternativ - wie im vorliegenden Beispiel - sind die beiden Längslenker 8 bzw. ist die Längslenkereinrichtung 6 mit dem Grundkörper des Achskörpers 5 verschraubt.
Eine Radachse des Kraftwagens 2, die den Achskörper 5 aufweist, ist im vorliegenden Beispiel als eine Starrachse ausgebildet. Die Radachse 9 weist rechtsseitig und linksseitig jeweils eine Radnabe 10 auf, an welcher jeweils wenigstens ein Rad (Reifen-Felgen-Kombination) befestigt ist, worüber der Kraftwagen 2 auf dem Untergrund aufgestellt ist.
Der Achskörper 5 bzw. die Radachse 9 ist ferner über eine Feder-Dämpfer-Anordnung 11 an dem Rahmenelement 3 befestigt. Während im vorliegenden Beispiel der Achskörper 5 bzw. die Radachse 9 an dessen frontseitigen Ende über die Längslenkereinrichtung 6 mit dem Rahmenelement 3 verbunden ist, ist der Achskörper 5 an dessen heckseitigen Ende über die Feder-Dämpfer-Anordnung 11 mit dem Rahmenelement 3 verbunden bzw. daran befestigt. Die Feder-Dämpfer-Anordnung 11 weist eine Luftfedereinrichtung 12 und eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 13 auf.
Über die Längslenkereinrichtung 6 werden Längskräfte, die bei einem Bremsen, Beschleunigen und/oder bei einem Überfahren von Hindernissen mittels des Kraftwagens 2, die auf ein Fahrwerk des Kraftwagens 2 wirken, auf das Rahmenelement 3 übertragen bzw. in dieses eingeleitet, sodass ein das Rahmenelement 3 aufweisender Fahrzeugrahmen die Längskräfte bestimmungsgemäß aufnehmen kann. Bei dem Fahrbetrieb des Kraftwagens 2 treten jedoch auch Querkräfte auf, zum Beispiel aufgrund einer Kurvenfahrt und/oder aufgrund eines Querstoßes, insbesondere auf die Räder des Kraftwagens 2, sodass diese Querkräfte über ein geeignetes Führungsgestänge aufzunehmen sind.
Im vorliegenden Beispiel ist hierzu eine von der Längslenkereinrichtung unterschiedlich bzw. separat ausgebildete Dreieckslenkereinrichtung 14 vorgesehen, die einen ersten Dreieckslenker 15 aufweist. Entsprechend weist die Achsbaugruppe 1 die Dreieckslenkereinrichtung 14 sowie eine zweite Lagereinrichtung 16 auf, mittels derer die Dreieckslenkereinrichtung 14 an dem Achskörper 5 bewegbar befestigt ist.
Um nun die Achsbaugruppe 1 besonders bauraumeffizient auszubilden, sodass die elektrische Antriebseinheit 4 in günstiger Weise besonders nah an der Radachse 9, insbesondere besonders nah an den jeweiligen Radnaben 10, anordenbar bzw. angeordnet ist, besteht der Bedarf, einen Raum zwischen den beiden Radnaben möglichst frei von Elementen bzw. Bauteilen der Achsbaugruppe 1 zu halten. Bisher wurden daher herkömmliche Querführungseinrichtungen eingesetzt, beispielsweise ein Panhardstab, wobei dann aber ein Einfedern und Ausfedern des Achskörpers 5 in Bezug zu dem Rahmen des Kraftwagens 2 wirkprinzipbedingt mit einem Querversatz des Rahmens in Bezug zu dem Achskörper 5 verbunden war. Dieser Querversatz ist jedoch höchst unerwünscht, vor allem in Verbindung mit besonders großen Federwegen, wie sie bei Nutzfahrzeugen in aller Regel auftreten.
Daher weist die Achsbaugruppe 1 die Dreieckslenkereinrichtung 14 auf, deren erster Dreieckslenker 15 nicht direkt mit dem Rahmenelement 3 bzw. dem Rahmen des Kraftwagens 2 verbunden ist. Stattdessen weist die Dreieckslenkereinrichtung 14 einen zweiten Dreieckslenker 17 auf, der an einer Verbindungsstelle 18 mit dem ersten Dreieckslenker 15 bewegbar verbunden ist. Des Weiteren ist der zweite Dreieckslenker 17 über eine dritte Lagereinrichtung 19 an dem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2 bewegbar anlenkbar bzw. angelenkt. Das bedeutet, dass der erste Dreieckslenker 15 lediglich indirekt, nämlich mittels des zweiten Dreieckslenkers 17, an dem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2 befestigt ist. Hierdurch ergibt sich auch bei großen Federwegen (bei Nutzfahrzeugen circa 300 Millimeter) eine Möglichkeit, den Achskörper 5 in Bezug zu dem Rahmen des Kraftwagens 2 einzufedern und/oder (wieder) auszufedern.
Der erste Dreieckslenker 15 und der zweite Dreieckslenker 17 sind voneinander separat hergestellt und werden erst im Laufe einer Montage der Achsbaugruppe 1 bzw. des Kraftwagens 2 aneinander befestigt. Hierzu weist der erste Dreieckslenker 15, dessen Spitze an der Verbindungsstelle 18 angeordnet ist, an seiner Spitze ein erstes Verbindungselement auf, und der zweite Dreieckslenker 17 weist an seiner Spitze, die ebenfalls an der Verbindungsstelle 18 angeordnet ist, ein mit dem ersten Verbindungselement korrespondierendes zweites Verbindungselement auf. Im vorliegenden Beispiel ist an der Verbindungsstelle 18 ein Kugelgelenk 25 angeordnet, wobei die Spitze des ersten Dreieckslenkers 15, die an der Verbindungsstelle 18 angeordnet ist, kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit einer Kugelgelenkspfanne des Kugelgelenks 25 verbunden ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Dreieckslenker 15 und die Kugelgelenkspfanne miteinander einstückig ausgebildet sind. Das an der Verbindungsstelle 18 angeordnete Kugelgelenk 25 und/oder die Verbindungsstelle 18 selbst kann als Zentrallager bezeichnet werden.
Des Weiteren ist im vorliegenden Beispiel der zweite Dreieckslenker 17 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit einer Gelenkkugel verbunden, die mit der Kugelgelenkspfanne korrespondiert.
Die zweite Lagereinrichtung 16 und die dritte Lagereinrichtung 19 weisen jeweils wenigstens zwei Lager 20 auf, die im vorliegenden Beispiel ebenfalls als jeweils ein Kugelgelenk ausgebildet sind, welches ähnlich oder gleich dem Kugelgelenk 25 ausgebildet ist.
Bei dem Einfedern der Achsbaugruppe 1 bzw. der Radachse 9 in Bezug zu dem Rahmenelement 3 bzw. dem Rahmen des Kraftwagens 2 bewegen sich der Rahmen des Kraftwagens 2 und die Achsbaugruppe 1 aufeinander zu. An dem Rahmen des Kraftwagens 2 ist eine Anschlagseinrichtung 21 angeordnet, an welcher die Achsbaugruppe 1 anschlägt, wenn beim Einfedern ein maximaler Federweg erreicht ist. Beispielsweise kann die Anschlagseinrichtung 21 zwei Winkel 30 umfassen, die jeweils einen seitlich abstehenden Schenkel umfassen, an welchen die Achsbaugruppe 1 bzw. die Radachse 9 bei Erreichen des maximalen Federwegs beim Einfedern anschlägt bzw. zum Aufliegen kommt.
2 und 3 zeigen jeweils eine schematische und perspektivische Ansicht der Achsbaugruppe 1 in einer vereinfachten Darstellung, wobei zur besseren Übersichtlichkeit die elektrische Antriebseinheit 4 und weitere Elemente der Radachse 9 nicht dargestellt sind. Es ist die Dreieckslenkereinrichtung 14 gezeigt, die den ersten Dreieckslenker 15 und den zweiten Dreieckslenker 17 umfasst. Wie in 2 und 3 dargestellt, können der erste Dreieckslenker 15 und der zweite Dreieckslenker 17 jeweils zwei Schenkel 22 aufweisen, die an der jeweiligen Spitze des jeweiligen Dreieckslenkers 15, 17 aneinander befestigt sind. Da die Verbindungsstelle 18 die beiden Spitzen umfasst, sind die beiden Spitzen einander zugewandt bzw. einander gegenüberliegend. Mit anderen Worten treffen sich die beiden Spitzen in der Verbindungsstelle 18.
Bei dem jeweiligen Dreieckslenker 15, 17 sind die beiden entsprechenden Schenkel 22 starr aneinander befestigt, zum Beispiel kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Alternativ können die beiden Schenkel 22 einstückig miteinander ausgebildet sein.
Zwar sind im vorliegenden Beispiel die beiden jeweiligen Schenkel 22 als ein jeweiliger, gerade ausgebildeter Stab ausgebildet, doch ist die Erscheinungsform bzw. die Ausgestaltung der jeweiligen Schenkel 22 nicht auf den geraden Stab beschränkt. Stattdessen kann wenigstens einer der Schenkel 22 ungerade ausgebildet sein, beispielsweise eine Kröpfung aufweisen, gebogen sein und/oder abgewinkelt sein. Entsprechend kann ein direkter, gerader Abstand zwischen der Verbindungsstelle 18 und einem der Lager 20 der zu dem entsprechenden Dreieckslenker 15, 17 gehörenden Lagereinrichtung 16, 19 von einer tatsächlichen Längsmittenfaser des Materials des entsprechenden Schenkels 22 abweichen.
Im vorliegenden Beispiel sind eine Längserstreckung des ersten Dreieckslenkers 15 und eine Längserstreckung des zweiten Dreieckslenkers 17 unterschiedlich lang. Denn wie in 5 zu erkennen ist, ist die Längserstreckung des ersten Dreieckslenkers 15 zwischen der Verbindungsstelle 18 und der zweiten Lagereinrichtung 16 kürzer als die Längserstreckung des zweiten Dreieckslenkers 17 zwischen der Verbindungsstelle 18 und der dritten Lagereinrichtung 19. Es kann aber genauso gut vorgesehen sein, dass die Längserstreckung des ersten Dreieckslenkers 15 und die Längserstreckung des zweiten Dreieckslenkers 17 gleich lang sind. Eine Auswahl der jeweiligen Längserstreckung bzw. der jeweiligen Schenkellängen hängt insbesondere von einer Packaging-Problematik bei einer Konstruktion des Kraftwagens 2 ab. So hängt ein nutzbares Volumen des Raums zwischen den beiden Radnaben 10 von einer Position und/oder Ausgestaltung der Dreieckslenker 15, 17 sowie von einer Position bzw. Anordnung der Verbindungsstelle 18 ab. Des Weiteren hängt das nutzbare Volumen zwischen den beiden Radnaben 10 von einem jeweiligen Bewegungsraum ab, in welchem sich die Schenkel 22 bzw. die Dreieckslenker 15, 17 bei einem Ausfedern und bei einem Einfedern bewegen. Für ein neutrales bis untersteuerndes Fahrverhalten, das erwünscht ist, ist ein Momentanpol bzw. Momentanzentrum des Kraftwagens 2 entgegen der X-Richtung bzw. entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung hinter einer Radmittenachse 23 anzuordnen. Da das Momentanzentrum bei dem mit der Achsbaugruppe 1 ausgerüsteten Kraftwagen 2 durch die Verbindungsstelle 18 gebildet bzw. definiert ist, sind entsprechend die Längserstreckungen der Dreieckslenker 15, 17 bzw. die entsprechenden Schenkellängen der Schenkel 22 so gewählt, dass die Verbindungsstelle 18 und infolgedessen der Momentanpol entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung bzw. X-Richtung hinter der Radmittenachse 23 liegt (am besten erkennbar in 3).
Wenigstens einer der beiden Dreieckslenker 15, 17 kann eine Verstärkungseinrichtung 24 aufweisen, die lediglich in 2 stellvertretend dargestellt ist. Die Verstärkungseinrichtung 24, die im vorliegenden Beispiel eine Strebe umfasst, verläuft zwischen zwei Lagern 20 der zu dem entsprechenden Dreieckslenker 15, 17 gehörenden Lagereinrichtung 16, 19. Mit anderen Worten verläuft die Verstärkungseinrichtung 24 bzw. die Strebe, wie in 2 dargestellt, beispielsweise zwischen dem linken Lager 20 und dem rechten Lager 20 der dritten Lagereinrichtung 19, sofern die Verstärkungseinrichtung 24 an dem zweiten Dreieckslenker 17 appliziert ist. Obwohl in den Fig. lediglich die Verstärkungseinrichtung 24 in Zusammenhang mit dem zweiten Dreieckslenker 17 dargestellt ist, kann beispielsweise nur der ersten Dreieckslenker 15 eine derartige Verstärkungseinrichtung 24 aufweisen. Ferner kann nur der zweite Dreieckslenker 17 eine derartige Verstärkungseinrichtung 24 aufweisen, und darüber hinaus können sowohl der erste Dreieckslenker 15 als auch der zweite Dreieckslenker 17 jeweils eine derartige Verstärkungseinrichtung 24 aufweisen. Ebenso ist die Ausgestaltung der Verstärkungseinrichtung 24 nicht auf die Ausgestaltung als Strebe beschränkt. Vielmehr kann beispielsweise der jeweilige Dreieckslenker 15, 17 ein geschlossenes Dreieck umfassen, zum Beispiel eine dreieckige Platte, ein Fachwerk oder ähnliches.
Der erste Dreieckslenker 15 und der zweite Dreieckslenker 17 sind an der Verbindungsstelle 18 mittels des Kugelgelenks 25 miteinander verbunden. Hierbei kann das Kugelgelenk 25 zumindest teilweise elastisch bewegbar sein, beispielsweise indem eine elastisch dehnbare bzw. bewegbare Kunststoffschicht mit der Gelenkkugel und mit der Kugelgelenkspfanne stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Hierzu kann die Kunststoffschicht sowohl auf die Gelenkkugel als auch auf die Kugelgelenkspfanne aufvulkanisiert sein. Da die Kugelgelenkspfanne und die Gelenkkugel über die Kunststoffschicht voneinander beabstandet sind, ergibt sich ein besonders leiser Betrieb des Kugelgelenks 25 bzw. Zentralgelenks an der Verbindungsstelle 18, wodurch bei dem Kraftwagen 2 bzw. dem Lastkraftwagen keine oder nur besonders geringe Schwingungen aufgrund eines Betriebs der Dreieckslenkereinrichtung 14 entstehen. Dies wirkt sich vorteilhaft auf das Kriterium NVH (noise, vibration, harshness = Geräusch, Vibration, Rauigkeit) aus.
Um dem Gedanken an ein besonders günstiges NVH-Verhalten des Kraftwagens 2 in besonderer Weise Rechnung zu tragen, kann es insbesondere vorgesehen sein, dass sowohl das Kugelgelenk 25 an der Verbindungsstelle 18 als auch die übrigen Gelenke bzw. Lager 20 der Dreieckslenkereinrichtung 14 entsprechend ausgestaltete Kugelgelenke aufweisen, deren jeweilige Gelenkkugel und deren jeweilige Kugelgelenkspfanne über die dämpfende bzw. isolierende Kunststoffschicht voneinander beabstandet sind. Das bedeutet, dass die zweite Lagereinrichtung 16 und die dritte Lagereinrichtung 19 jeweils zwei der elastisch bewegbaren Lager, insbesondere analog zu dem Kugelgelenk 25 ausgebildete Kugelgelenke, aufweisen.
Die Achsbaugruppe 1 ist vorliegend nach dem De-Dion-Prinzip ausgestaltet. Das bedeutet, dass die elektrische Antriebseinheit 4 nicht an dem Achskörper 5 bzw. nicht an der Radachse 9 befestigt ist, sondern an dem Rahmenelement 3 bzw. an dem Rahm des Kraftwagens 2. Folglich ist der Achskörper 5 frei von einem drehmomentverteilendem Antriebselement, beispielsweise einem Differential oder dem Elektromotor der elektrischen Antriebseinheit 4, durch dessen Abtriebsdrehmoment die Räder bzw. Radnaben 10 antreibbar sind. Um das mittels des Elektromotors bzw. mittels der elektrischen Antriebseinheit 4 bereitgestellte Abtriebsdrehmoment zum Antreiben der Radnaben 10 bzw. der Räder des Kraftwagens 2 bereitzustellen, sind die Radnaben 10 und die elektrische Antriebseinheit 4 miteinander über jeweilige Gelenkwellen miteinander verbunden.
5 zeigt in einer schematischen Ansicht die Dreieckslenkereinrichtung 14 in einer Neutralstellung 26, in einer eingefederten Stellung 27 und in einer ausgefederten Stellung 28. Das bedeutet, dass die Dreieckslenkereinrichtung 14 unter einem Einfedern der Achsbaugruppe 1 in Richtung hin zu dem Rahmen des Kraftwagens 2 aus der Neutralstellung 26 heraus in Richtung hin zu der eingefederten Stellung 27 bewegbar bzw. verstellbar ist. Sind die Achsbaugruppe 1 und der Rahmen des Kraftwagens 2 entlang des maximalen Federwegs aufgrund des Einfederns weitest möglich zueinander hin bewegt, ist die Dreieckslenkereinrichtung 14 in einer maximal eingefederten Stellung angeordnet, wobei die Achsbaugruppe 1 bzw. die Radachse 9 an der Anschlagseinrichtung 21 (siehe 1) anliegt. Aus der eingefederten Stellung 27 ist die Dreieckslenkereinrichtung 14 in Richtung hin zu der Neutralstellung 26 und darüber hinaus in Richtung hin zu der ausgefederten Stellung 28 aufgrund eines Ausfederns der Achsbaugruppe 1 in Bezug zu dem Rahmen des Kraftwagens 2 bewegbar oder verstellbar. Sind der Achskörper 5 und der Rahmen des Kraftwagens 2 entlang des maximalen Federwegs weitest möglich voneinander wegbewegt, ist die Dreieckslenkereinrichtung 14 in einer maximal ausgefederten Stellung angeordnet. Hierbei wird der maximal mögliche Federweg beim Ausfedern durch die Feder-Dämpfer-Anordnung 11, insbesondere durch die Schwingungsdämpfungseinrichtung 13, beschränkt, indem die Schwingungsdämpfungseinrichtung 13 eine weitere Anschlagseinrichtung aufweist, die ein weiteres Bewegen der Achsbaugruppe 1 über die maximal ausgefederte Stellung hinaus blockiert. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen dem Rahmen und der Achsbaugruppe 1 ein biegeschlaffes Zugelement, beispielsweise eine Anschlagskette, angeordnet sein, das unter dem Ausfedern der Achsbaugruppe 1 in Bezug zu dem Rahmen des Kraftwagens 2 spannbar ist bzw. gespannt wird. Hierbei ist der maximal mögliche Federweg durch eine Länge im gespannten Zustand des Zugelements bzw. der Anschlagskette festgelegt.
Die jeweilige Längserstreckung der Dreieckslenker 15, 17 ist so gewählt, dass die Verbindungsstelle 18, die sich beim Einfedern bzw. Ausfedern nach oben bzw. nach unten bewegt, nicht über eine Höhe eines Obergurtes 29 (siehe 1) hinaus ragt, selbst wenn die Dreieckslenkereinrichtung 14 in der maximal eingefederten Stellung angeordnet ist.
Der erste Dreieckslenker 15 und der zweite Dreieckslenker 17 schließen miteinander einen Winkel α ein, der von einer momentanen Stellung des Achskörpers 5 in Bezug zu dem Rahmenelement 3 abhängig ist, wobei der Wert des Winkel α in der Neutralstellung, die vordefiniert ist, insbesondere zwischen 60 Grad und 80 Grad, bevorzugt etwa 70 Grad, beträgt. Bei der Wahl des Winkelwerts des Winkels α fließt zum einen der Bedarf ein, die Verbindungsstelle 18 und infolgedessen das Momentanzentrum hinter der Radmittenachse 23 anzuordnen, wie zuvor beschrieben. Des Weiteren fließt bei der Wahl des Werts des Winkels α mit ein, wie groß das nutzbare Volumen zwischen den Radnaben 10 sein soll, um dort Bauelemente des Kraftwagens 2, insbesondere die elektrische Antriebseinheit 4, anzuordnen.
Eine maximale Veränderung des Winkels α hängt zumindest teilweise von dem an der Verbindungsstelle 18 eingesetzten Kugelgelenk 25 und/oder von den bei den Lagereinrichtungen 16, 19 eingesetzten Lagern 20 ab. Hierbei bestimmten Materialeigenschaften des zwischen der Gelenkkugel und der Kugelgelenkspfanne angeordneten Kunststoffs die maximal mögliche Änderung des Winkels α beim Einfedern und/oder Ausfedern des Achsbaugruppe 1 in Bezug zu dem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2. Insbesondere ist die Neutralstellung 26 der Dreieckslenkereinrichtung 14 dadurch vordefiniert bzw. vorbestimmt, dass die beiden Dreieckslenker 15, 17 entsprechend des gewünschten Winkels α aneinander montiert werden, während die Dreieckslenkereinrichtung 14 unbelastet ist. Mit anderen Worten, betrachtet man die Dreieckslenkereinrichtung 14 separat von dem Kraftwagen 2 bzw. separat von der Achsbaugruppe 1, schließen die beiden Dreieckslenker 15, 17 miteinander den Winkel α ein, der der Neutralstellung 26 der Dreieckslenkereinrichtung 14 entspricht.
6 zeigt in einer schematischen Ansicht die in der Neutralstellung angeordnete Achsbaugruppe 1, die auch in 1 in der Neutralstellung 26 angeordnet dargestellt ist. Gut zu erkennen ist, dass in dem Raum zwischen den beiden Radnaben 10 die elektrische Antriebseinheit 4 angeordnet ist, die an dem Rahmenelement 3 bzw. an dem Rahmen des Kraftwagens 2 starr befestigt ist. Das bedeutet, dass die elektrische Antriebseinheit 4 bei dem Einfedern und bei dem Ausfedern des Achskörpers 5 in Bezug zu dem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2 nicht mit der Achsbaugruppe 1 mitbewegt wird, sondern in Bezug zu dem Rahmenelement 3 des Kraftwagens 2 ortsfest verbleibt. Dies wird bei Betrachtung der noch weiter folgenden Fig. nochmals verdeutlicht.
Entsprechend zeigen die 7 und die 8 eine schematische und perspektivische Ansicht der in der eingefederten Stellung 27 angeordneten Achsbaugruppe 1. In der 7 und in der 8 ist zu erkennen, dass kein Element der Dreieckslenkereinrichtung 14 in unerwünschter Weise beim Einfedern des Achskörpers 5 in Richtung hin zu dem Rahmen des Kraftwagens 2 an der elektrischen Antriebseinheit 4, die zwischen den Radnaben 10 angeordnet ist, anschlägt. Dies gilt selbst dann, wenn der Achskörper 5 und der Rahmen des Kraftwagens 2 entlang des maximalen Federwegs weitest möglich aufeinander zu bewegt sind, das heißt wenn der Achskörper 5 bzw. die Radachse 9 an der Anschlagseinrichtung 21 anstößt.
Die 9 und die 10 zeigen eine schematische und perspektivische Ansicht der in der ausgefederten Stellung 28 angeordneten Achsbaugruppe 1, wo erneut ersichtlich ist, dass kein Element der Dreieckslenkereinrichtung 14 die zwischen den Radnaben 10 angeordnete elektrische Antriebseinheit 4 berührt, selbst wenn der Achskörper 5 entlang des maximalen Federwegs weitest möglich von dem Rahmenelement 3 des Rahmens des Kraftwagens 2 entfernt angeordnet ist.
Insbesondere da der Kraftwagen 2 vorliegend als ein Lastkraftwagen ausgebildet ist, können die eingefederte Stellung 27 und die ausgefederte Stellung 28 ohne einen Fahrbetrieb des Kraftwagens 2 bzw. Lastkraftwagens herbeigeführt werden. Hierzu ist die Luftfedereinrichtung 12 mit einem hohen Druck befüllbar, der die ausgefederte Stellung 28 charakterisiert. Entsprechend ist die Luftfedereinrichtung 12 mit einem geringen Druck befüllbar, der die eingefederte Stellung 27 charakterisiert. So ist zum Beispiel vorgesehen, dass der mit der Achsbaugruppe 1 ausgerüstete Lastkraftwagen höhenverstellbar ist, beispielsweise um eine auf dem Rahmen des Kraftwagens 2 angeordnete Ladefläche an eine fahrzeugexterne Laderampe höhenmäßig angleichen zu können, um den Lastkraftwagen zumindest teilweise unter eine Wechselbrücke und/oder unter einen Sattelauflieger zu manövrieren etc. Am Beispiel der Wechselbrücke erklärt bedeutet das, dass der Kraftwagen 2 bzw. Lastkraftwagen in der eingefederten Stellung unter die entsprechende Wechselbrücke manövriert wird, um darauffolgend die Luftfedereinrichtung 12 mit dem hohen Druck zu befüllen, sodass der Rahmen des Kraftwagens 2 in Bezug zu dem Achskörper 5 angehoben wird, wodurch der Rahmen des Kraftwagens 2 bzw. Lastkraftwagens schließlich die Wechselbrücke bestimmungsgemäß anhebt.
Bei der erfindungsgemäßen Achsbaugruppe 1 ist einerseits dem Bedarf an besonders geringen ungefederten Massen Rechnung getragen, da die erfindungsgemäße Achsbaugruppe 1 gemäß dem De-Dion-Prinzip ausgebildet ist. Es wird jedoch der oft mit dem De-Dion-Prinzip einhergehende, aufgrund herkömmlicher Querführung entstehende Nachteil des Querversatzes des Fahrzeugaufbaus in Bezug zu der Achsbaugruppe 1 vermieden, indem anstatt einer herkömmlichen Querführung (Panhardstab etc.) die Dreieckslenkereinrichtung 14 zum Einsatz kommt. Durch die dreieckige Geometrie der Dreieckslenkereinrichtung 14 bzw. der beiden Dreieckslenker 15, 17 können die bei einem Fahrbetrieb auftretenden Querkräfte, die auf die Räder bzw. über die Räder auf die Radnaben 10 einwirken, bestimmungsgemäß auf den Rahmen des Kraftwagens 2 bzw. Lastkraftwagens übertragen werden. Hierbei wird auf besonders vorteilhafte Weise der Raum zwischen den Radnaben 10 möglichst frei von Bauteilen bzw. Elementen der Achsbaugruppe 1 bzw. eines Fahrwerks des Kraftwagens 2 gehalten, sodass gemäß dem De-Dion-Prinzip die elektrische Antriebseinheit 4 fest mit dem Rahmen des Kraftwagens 2 verbunden bzw. verbindbar ist und dennoch besonders nah an den Radnaben 10 anordenbar/angeordnet ist. Des Weiteren wird das Problem gelöst, dass ein besonders hohes Wankzentrum wünschenswert ist, dass durch die Verbindungsstelle 18 gebildet wird bzw. in der Verbindungsstelle 18 liegt. Denn das Wankmoment (ein Drehmoment um die Fahrzeuglängsachse bzw. X-Achse) ist das Produkt aus der Fliehkraft, die auf einen Schwerpunkt des Lastkraftwagens wirkt, und dem parallel zu der Hochachse bzw. Z-Achse verlaufenden Hebelarm zwischen dem Wankzentrum und dem Schwenkpunkt. Entsprechend ist das bei einem Fahrbetrieb, insbesondere Kurvenfahrt, auftretende und unerwünschte Wankmoment geringer, je höher das Wankzentrum bzw. je höher die Verbindungsstelle 18 angeordnet ist. Des Weiteren stellt die Verbindungsstelle 18 das Momentanzentrum bzw. den Momentanpol dar. Dieser Momentanpol bzw. das Momentanzentrum liegt wünschenswerter Weise in Bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung bzw. X-Richtung hinter der Radmittenachse 23, wodurch ein neutrales bis untersteuerndes und infolgedessen wünschenswert vorhersehbares und sicheres Fahrverhalten erreicht wird.
Vorliegend ist die Achsbaugruppe 1 mit Blick auf eine angetriebene bzw. antreibbare Fahrzeugachse des Kraftwagens 2 dargelegt. Ist es jedoch genauso gut möglich, die hierin vorgestellten Merkmale und Vorteile der Achsbaugruppe 1 in Zusammenhang mit einer nicht angetriebenen bzw. nicht antreibbaren Fahrzeugachse anzuwenden.
Insgesamt zeigt die Erfindung die besonders bauraumeffizient ausgebildete Achsbaugruppe 1 sowie den entsprechend mit der Achsbaugruppe 1 ausgerüsteten Kraftwagen 2, wobei mittels der Achsbaugruppe 1 das querversatzfreie Einfedern und Ausfedern des Achskörpers 5 in Bezug zu dem Rahmen des Kraftwagens 2 entlang des besonders großen Federwegs ermöglicht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007062509 A1 [0003]
DE 102012000325 A1 [0005]

Claims

Achsbaugruppe (1) für einen Kraftwagen (2), mit einem Achskörper (5), mit einer an dem Achskörper (5) befestigten Längslenkereinrichtung (6), mittels derer der Achskörper (5) über eine erste Lagereinrichtung (7) an einem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) bewegbar anlenkbar ist, und mit einer von der Längslenkereinrichtung (6) unterschiedlichen Dreieckslenkereinrichtung (14), die einen ersten Dreieckslenker (15) aufweist, welcher über eine zweite Lagereinrichtung (16) an dem Achskörper (5) bewegbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreieckslenkereinrichtung (14) einen zweiten Dreieckslenker (17) aufweist, der an einer Verbindungsstelle (18) mit dem ersten Dreieckslenker (15) bewegbar verbunden ist und der über eine dritte Lagereinrichtung (19) an dem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) bewegbar anlenkbar ist.
Achsbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dreieckslenker (15) und der zweite Dreieckslenker (17) jeweils zwei Schenkel (22) aufweisen, die an einer jeweiligen Spitze des jeweiligen Dreieckslenkers (15, 17) aneinander befestigt sind, wobei die Verbindungsstelle (18) die beiden Spitzen umfasst.
Achsbaugruppe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längserstreckung des ersten Dreieckslenkers (15) zwischen der Verbindungsstelle (18) und der zweiten Lagereinrichtung (16) und eine Längserstreckung des zweiten Dreieckslenkers (17) zwischen der Verbindungsstelle (18) und der dritten Lagereinrichtung (19) gleich lang sind.
Achsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden Dreieckslenker (15, 17) eine Verstärkungseinrichtung (24) aufweist, die insbesondere zwischen zwei Lagern (20) der zu dem entsprechenden Dreieckslenker (15, 17) gehörenden Lagereinrichtung (16, 19) verläuft.
Achsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dreieckslenker (15) und der zweite Dreieckslenker (17) an der Verbindungsstelle (18) mittels eines zumindest teilweise elastisch bewegbaren Lagers (25) miteinander verbunden sind.
Achsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lagereinrichtung (16) und die dritte Lagereinrichtung (19) jeweils zwei elastisch bewegbare Lager (20) aufweisen.
Kraftwagen (2) mit einer Achsbaugruppe (1), die einen Achskörper (5) aufweist, und eine an dem Achskörper (5) befestigte Längslenkereinrichtung (6), mittels derer der Achskörper (5) über eine erste Lagereinrichtung (7) an einem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) bewegbar angelenkt ist, sowie eine von der Längslenkereinrichtung (6) unterschiedliche Dreieckslenkereinrichtung (14), die einen ersten Dreieckslenker (15) aufweist, welcher über eine zweite Lagereinrichtung (16) an dem Achskörper (5) bewegbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreieckslenkereinrichtung (14) einen zweiten Dreieckslenker (17) aufweist, der an einer Verbindungsstelle (18) mit dem ersten Dreieckslenker (15) bewegbar verbunden ist und der über eine dritte Lagereinrichtung (19) an dem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) bewegbar angelenkt ist.
Kraftwagen (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskörper (5) frei von einem drehmomentverteilendem Antriebselement (4) ist.
Kraftwagen (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (18) in Bezug auf eine Fahrzeuglängsrichtung (x) hinter einer Radmittenachse (23) liegt.
Kraftwagen (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dreieckslenker (15, 17) bezogen auf eine Fahrzeuglängsebene miteinander einen Winkel (a) einschließen, der von einer momentanen Stellung des Achskörpers (5) in Bezug zum Rahmenelement (3) abhängig ist, wobei der Wert des Winkels (a) in einer vordefinierten Neutralstellung (26) des Achskörpers (5) in Bezug zum Rahmenelement (3) insbesondere zwischen 60 Grad und 80 Grad, bevorzugt etwa 70 Grad, beträgt.