DE102019008213B4 - Motor vehicle with an axle assembly with two wishbones - Google Patents
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Abstract
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) beweglich 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) beweglich befestigt ist, wobei die Dreieckslenkereinrichtung (14) einen zweiten Dreieckslenker (17) aufweist, der an einer Verbindungsstelle (18) mit dem ersten Dreieckslenker (15) beweglich verbunden ist und der über eine dritte Lagereinrichtung (19) an dem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) beweglich angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftwagen (2) wenigstens eine elektrische Antriebseinheit (4) aufweist, die wenigstens ein elektrisches Antriebselement (4) aufweist, mittels derer wenigstens ein Rad des Kraftwagens (2) antreibbar ist, wobei die elektrische Antriebseinheit (4) an dem Rahmenelement (3) des Kraftwagens (2) befestigbar ist, wodurch eine Befestigung an dem Achskörper (5) oder an einer Radachse (9) des Kraftwagens (2) unterbleibt, und wobei der Achskörper (5) frei von einem drehmomentverteilenden Antriebselement (4) ist.Motor vehicle (2) with an axle assembly (1) which has an axle body (5) and a longitudinal control arm device (6) which is fastened to the axle body (5) and by means of which the axle body (5) is movably connected to a frame element (3) of the motor vehicle (2) via a first bearing device (7), and a wishbone device (14) which is different from the longitudinal control arm device (6) and which has a first wishbone (15) which is movably attached to the axle body (5) via a second bearing device (16), the wishbone device (14) having a second wishbone (17) which is movably connected to the first wishbone (15) at a connection point (18) and which is movably connected to the frame element (3) of the motor vehicle (2) via a third bearing device (19), characterized in that the motor vehicle (2) has at least one electric drive unit (4) which has at least one electric Drive element (4) by means of which at least one wheel of the motor vehicle (2) can be driven, wherein the electric drive unit (4) can be fastened to the frame element (3) of the motor vehicle (2), whereby fastening to the axle body (5) or to a wheel axle (9) of the motor vehicle (2) is omitted, and wherein the axle body (5) is free of a torque-distributing drive element (4).
Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a motor vehicle of the type specified in the preamble of
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.Conventional axle assemblies of motor vehicles, in particular trucks, are movably arranged on a frame of the motor vehicle or truck, with a spring device arranged between the frame and the axle assembly. When the motor vehicle or truck is being driven, longitudinal and/or transverse forces occur on the contact surfaces of wheels over which the motor vehicle is positioned on the ground, and these forces must be absorbed by the motor vehicle. For this purpose, the motor vehicle has at least one longitudinal control arm device and at least one transverse control arm device, which in conventional motor vehicles or trucks can be designed as a Panhard rod, for example. In a motor vehicle equipped accordingly, however, an undesirable transverse offset of the axle body relative to the frame of the motor vehicle then occurs when the vehicle rebounds or compresses. To counteract this problem, a Watt linkage can be used instead of the Panhard rod, although this only functions as intended with particularly short spring travel, i.e. it prevents the undesirable transverse offset of the axle body relative to the frame of the vehicle during compression and/or rebound.
In der
Die
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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.However, this conventional axle suspension is particularly complex and, particularly due to the joint, blocks a space between the vehicle wheels so that it cannot be used for any other purpose.
Darüber hinaus offenbart die
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.As already described at the beginning, the compression and/or rebound of a frame of a conventional motor vehicle is limited to particularly small spring travels by the use of the Watt linkage. This is because with this conventional twist beam axle equipped with the Watt linkage, the maximum compression or rebound travel is limited by the length of a connecting element attached to the joint carrier, to which the two Watt rods are attached.
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.On the one hand, there is now a need to use a space between two wheels on opposite sides of the vehicle in order to arrange elements of the motor vehicle there. For example, in view of the ever-increasing electrification of motor vehicles, it is desirable to arrange an electric drive unit in the space between the opposing wheels. On the other hand, it is desirable for the frame of the motor vehicle, in particular a truck, to be able to compress and/or rebound without any transverse offset. For example, with commercial vehicles, it is necessary to raise the frame without any transverse offset (for example when mounting swap bodies and/or semitrailers, or when adjusting a loading floor to a loading ramp, etc.). In this case, spring travel is in particular 300 millimeters and more.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftwagen mit einer besonders bauraumeffizient ausgebildeten Achsbaugruppe 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.The object of the present invention is to provide a motor vehicle with an axle assembly designed to be particularly space-efficient, wherein the axle assembly enables the axle body to be compressed and rebounded without transverse offset in relation to a frame of the motor vehicle along particularly large spring travels.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a motor vehicle having the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining patent claims.
Offenbart 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.Accordingly, an axle assembly for a motor vehicle is disclosed - for example in a further development of a conventional twist-beam axle - which has an axle body and a longitudinal control arm device attached to the axle body, by means of which the axle body can be movably connected to a frame element of the motor vehicle via a first bearing device. Furthermore, the axle assembly has a wishbone device that is different from the longitudinal control arm device and has a first wishbone that is movably attached to the axle body via a second bearing device. The axle body can in particular comprise a rigid axle or be designed as such. The motor vehicle, which can be equipped with an internal combustion engine, for example, can in particular be a commercial vehicle, in particular a truck. The motor vehicle is particularly preferably a motor vehicle that can be driven at least partially electrically, which means that the motor vehicle has at least one electric drive unit, by means of which at least one wheel of the motor vehicle can be driven, as an alternative or in addition to the internal combustion engine. It is particularly advantageous if the electric drive unit, for example an electric motor, is arranged in a space between two wheels or wheel groups arranged on respective opposite longitudinal sides of the vehicle.
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 es 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.In order to design the axle assembly in a particularly space-efficient manner and to enable the axle assembly to compress and/or rebound in relation to the frame of the motor vehicle along the particularly large spring travel without any transverse offset in the appropriately equipped motor vehicle, it is provided that the wishbone device has a second wishbone which is movably connected to the first wishbone at a connection point and which can be movably linked to the frame element of the motor vehicle via a third bearing device. The second wishbone is different from the first wishbone, which means that the first wishbone and the second wishbone are manufactured separately from one another. Accordingly, the first wishbone is not attached directly to the frame element of the motor vehicle, but the first wishbone can be connected to the frame element of the motor vehicle via the second wishbone - that is, indirectly. This also means that the second wishbone is only attached to the axle body indirectly - namely via the first wishbone.
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.Due to the two wishbones connected to each other at the connection point, a space between the two opposing wheels or wheel groups of the same axle of the motor vehicle is free of a pivot point, whereby other elements of the motor vehicle can be arranged in this space. This is particularly advantageous if a transmission, for example a transfer case, and/or an electric drive unit, for example an electric motor, is not attached to the axle body, but to are attached to the frame element of the motor vehicle.
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.In addition, the connection point at which the two wishbones are connected to one another is particularly high up in relation to the vertical direction of the vehicle, in particular above the axle assembly. This is advantageous in that the connection point represents a roll center of the motor vehicle or truck. This is because a lever arm running along the vertical axis of the vehicle between a body of the motor vehicle and the roll center or the connection point results in a roll moment of the motor vehicle, in particular when cornering. If the connection point and consequently the roll center are particularly high or close to the center of gravity in the vertical direction of the vehicle, this advantageously results in a particularly low roll moment when the motor vehicle corners and the resulting safe driving behavior.
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.Furthermore, with the axle assembly it is particularly easy to position an instantaneous center or instantaneous pole of the motor vehicle in relation to a vehicle longitudinal direction behind a respective wheel center of wheels mounted on the axle assembly. This is because the instantaneous center is formed by the connection point in the axle assembly. The instantaneous center, which is advantageously located behind the wheel center, leads to a neutral or slightly understeering driving behavior of the motor vehicle equipped with the rigid axle or axle assembly.
Darüber hinaus ist es aufgrund der Dreieckslenkereinrichtung möglich, dass die Achsbaugruppe und das Rahmenelement gegeneinander entlang eines besonders großen Federwegs einfedern bzw. ausfedern können.In addition, the wishbone device makes it possible for the axle assembly and the frame element to compress or rebound against each other along a particularly large spring travel.
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.In particular, the first wishbone and the second wishbone can each have two legs that are fastened to one another at a respective tip of the respective wishbone, the connection point comprising the two tips. In this case, it is particularly provided that the two wishbones are rigidly fastened to one another at the connection point, for example force-fitting, form-fitting and/or material-fitting. Alternatively or additionally, the two wishbones can be formed integrally with one another. Accordingly, the first wishbone has a first tip and the second wishbone has a second tip. Preferably, the first tip has a first bearing element and the second tip has a second bearing element corresponding to the first bearing element. The first bearing element and the second bearing element are fastened to one another, in particular movably fastened, so that the two interconnected bearing elements form the connection point. Accordingly, the connection point (which can also be referred to as a central bearing) can be formed, for example, by a ball joint.
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.The respective leg is designed in particular as a rod, with the two legs of the respective wishbone being arranged at an angle to one another so that the ends of the rods meet at the respective tip or at the connection point. The legs do not necessarily have to be straight. Instead, for example, at least one of the legs can be uneven, for example have a crank or be bent or angled. It is particularly advantageous if the wishbone, which has at least one uneven leg, has a reinforcing device, which is described further below.
Indem der erste Dreieckslenker und der zweite Dreieckslenker jeweils die zwei Schenkel aufweisen, ist der Raum zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Rädern bzw. Because the first wishbone and the second wishbone each have two legs, the space between the two opposite wheels or axles is limited.
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.Wheel groups are at least largely free of steering devices of the axle assembly, so that this space can advantageously be used for other purposes. In particular, it can be provided that a transmission device, a drive device, an electrical energy storage device, a control device, a hydraulic and/or electrical braking device (retarder), etc. is/are arranged in the space between the wheels or wheel groups.
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.In order to be able to use the space between the two wheels or wheel groups of the same axle assembly or the same vehicle axle even more efficiently, in particular as installation space, a further embodiment provides that a longitudinal extension of the first wishbone between the connection point and the second bearing device and a longitudinal extension of the second wishbone between the connection point and the third bearing device are of the same length. In other words, the four legs can each be of the same length. In the event that at least one of the legs is not straight, a direct, straight distance between the connection point or the respective tip and the bearing of the corresponding bearing device assigned to the respective leg is decisive.
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.A further advantageous embodiment provides that at least one of the two wishbones has a reinforcement device, which is arranged in particular between two bearings of the to the bearing device belonging to the corresponding wishbone. Thus, for example, only the first wishbone can have such a reinforcing device. Furthermore, only the second wishbone can have such a reinforcing device. In addition, both the first wishbone and the second wishbone can each have such a reinforcing device. The reinforcing device can, for example, have a strut or be formed from one, wherein the two legs of the first wishbone or the two legs of the second wishbone are connected to one another by the strut. It is also possible for the first wishbone and/or the second wishbone to be formed by a respective closed triangle, for example a triangular plate, wherein the corners of the triangle or the triangular plate are arranged on the corresponding bearing device or at the tip/connection point.
Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass der entsprechende, mit der Verstärkungseinrichtung ausgerüstete Dreieckslenker besonders stabil ist, selbst wenn wenigstens einer seiner Schenkel ungerade ausgebildet ist.This is advantageous in that the corresponding wishbone equipped with the reinforcement device is particularly stable, even if at least one of its legs is uneven.
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.A particularly advantageous kinematics result for the axle assembly that can be arranged on the frame element of the motor vehicle or truck if the first wishbone and the second wishbone are connected to one another at the connection point by means of an at least partially elastically movable bearing. This means that the ball joint already described above can be implemented, for example, by arranging an elastic material, for example plastic, in particular an elastomer such as rubber, between a joint ball of the ball joint and a corresponding ball joint socket, wherein this plastic or the elastic material is materially connected to both the joint ball and the ball joint socket, for example vulcanized on. Alternatively or additionally, the elastic material can be positively and/or non-positively connected to the joint ball or the joint socket. Furthermore, it can be provided that the second bearing device and the third bearing device each have two elastically movable bearings. In particular, it can be provided that the respective bearings of the bearing devices are designed analogously to the bearing or to the joint of the connection point. On the one hand, this advantageously results in a particularly simple and uncomplicated design of the wishbone device, since a large number of differently designed bearings are not used. Instead, it is possible to design the respective bearings in accordance with a particularly advantageous common part strategy.
Die Erfindung betrifft 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.The invention relates to a motor vehicle with an axle assembly which has an axle body and a trailing arm device attached to the axle body. The axle body is movably connected to a frame element of the motor vehicle via a first bearing device by means of the trailing arm device. Furthermore, the axle assembly has a wishbone device which is different from the trailing arm device and which has a first wishbone which is movably attached to the axle body via a second bearing device.
Es 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.According to the invention, the wishbone device has a second wishbone which is movably connected to the first wishbone at a connection point and which is movably hinged to the frame element of the motor vehicle via a third bearing device.
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 es vorgesehen, dass der Kraftwagen wenigstens eine elektrische Antriebseinheit aufweist, die wenigstens ein elektrisches Antriebselement aufweist, mittels derer wenigstens ein Rad des Kraftwagens antreibbar ist, wobei die elektrische Antriebseinheit an dem Rahmenelement des Kraftwagens befestigbar ist, wodurch eine Befestigung an dem Achskörper oder an einer Radachse des Kraftwagens unterbleibt, und wobei der Achskörper frei von einem drehmomentverteilendem Antriebselement ist.In order to ensure that the axle assembly enables the axle body to be compressed and rebounded without any transverse offset in relation to a frame of the motor vehicle along a particularly large spring travel, it is provided that the motor vehicle has at least one electric drive unit which has at least one electric drive element by means of which at least one wheel of the motor vehicle can be driven, wherein the electric drive unit can be fastened to the frame element of the motor vehicle, whereby fastening to the axle body or to a wheel axle of the motor vehicle is omitted, and wherein the axle body is free of a torque-distributing drive element.
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.In particular, the motor vehicle is designed as a commercial vehicle, for example a truck. Preferably, the motor vehicle can be operated or driven at least partially electrically, so that the motor vehicle is, for example, a hybrid vehicle or electric vehicle. In other words, a drive unit of the motor vehicle has at least one electric drive unit, for example an electric motor, as an alternative or in addition to a conventional internal combustion engine. By means of this electric motor, an (additional) torque can be generated that can be fed to a drive axle or drive wheels, so that the motor vehicle can be driven by means of the electric motor.
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.It can be provided that the electric motor together with a control unit interacting with the electric motor and/or an electrical electrical storage device (accumulator) are combined in a common component, for example an electric drive unit. In this case, it is preferred that this electric drive unit is arranged as close as possible to the drive axle or to the wheels to be driven. For this purpose, in the motor vehicle according to the invention, a space between two opposing wheels or groups of wheels arranged on respective, opposite longitudinal sides of the vehicle is available, which is kept free due to the two wishbones.
Es ist somit vorgesehen, dass der Achskörper frei von einem drehmomentverteilenden 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.It is therefore provided that the axle body is free of a torque-distributing drive element. This means that the axle assembly is designed according to the De Dion principle. Accordingly, a transfer case device and/or a drive motor, for example the electric motor, are not attached to the axle body, but to the frame element of the motor vehicle. In this context, a transfer case device is understood to mean, for example, a differential that divides or distributes a drive torque provided by the internal combustion engine and/or the electric motor to a left longitudinal side of the vehicle and a right longitudinal side of the vehicle. Thus, the torque-distributing drive element does not move with the axle body during compression and rebound along the corresponding spring travel, but is fixed to the frame of the motor vehicle. The advantage here is that the axle assembly is particularly light, whereby an unsprung mass of the motor vehicle is also advantageously particularly light. Furthermore, the frame of the motor vehicle offers a particularly large number of fastening options for the drive unit or for the transfer case and/or for the electric motor, which means that they can be arranged or positioned on the frame of the motor vehicle particularly easily and reliably.
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.It is also advantageous that line elements can be laid or laid or fastened or fastened in a frame-fixed manner, in particular electrical power supply lines and/or coolant lines, for the drive element which is attached purely to the frame in accordance with the De Dion principle. Because the axle assembly is free of line elements, only very few line elements need to be attached to the axle body, so that the unsprung mass is reduced even further.
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.In a particularly advantageous manner, the instantaneous center of gravity in the motor vehicle is arranged behind a wheel center axis in relation to the longitudinal direction of the vehicle, since the connection point is located behind the wheel center axis in relation to the longitudinal direction of the vehicle. This is because - as already described at the beginning - the connection point forms the instantaneous center of the motor vehicle, which advantageously results in neutral to slightly understeering driving behavior when the motor vehicle is being driven. As a result, the motor vehicle equipped with the axle assembly is particularly easy to control and is therefore particularly safe to drive.
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.Finally, it is advantageous if the two wishbones enclose an angle with one another in relation to a vehicle longitudinal plane, which angle depends on a current position of the axle body in relation to the frame element, the value of the angle in a predefined neutral position of the axle body in relation to the frame element being in particular between 60 degrees and 80 degrees, preferably approximately 70 degrees. When the axle body compresses in relation to the frame element, the angle decreases in accordance with the distance by which the axle body and the frame element have been moved towards one another. Likewise, when the axle body rebounds, the angle increases in accordance with the distance by which the frame element and the axle body have been moved away from one another. The angle in the predefined neutral position and the respective longitudinal extension of the two wishbones are in any case selected such that the connection point does not protrude beyond an upper frame element, for example an upper flange of the frame of the motor vehicle, when the motor vehicle is used as intended, even if the axle body and the frame element of the motor vehicle are moved towards each other along a predefined, maximum spring travel. In this way, it is ensured that a structure built on the frame element or frame of the motor vehicle is not damaged when the axle body is compressed in relation to the frame element, for example by the connection point hitting the structure. It goes without saying that the value of the angle in the predefined neutral position is different from 180 degrees and from 360 degrees. If the value of the angle in the predefined neutral position is between 60 degrees and 80 degrees, in particular 70 degrees, both a particularly advantageous kinematics of the wishbone device and a particularly space-efficient design of the axle assembly are equally taken into account.
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.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures alone are not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on its own, without departing from the scope of the invention.
Dabei zeigt
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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 aus2 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.
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1 a schematic and perspective view of an axle assembly with a wishbone device attached to a frame element; -
2 a schematic and perspective view of the axle assembly in a simplified representation; -
3 another schematic and perspective view of the axle assembly in the simplified representation from2 from a different perspective; -
4 a schematic and perspective view of an axle body with a trailing arm device; -
5 a schematic view of the wishbone device in a neutral position, in a compressed position and in a rebound position; -
6 a schematic view of the axle assembly arranged in the neutral position; -
7 a schematic and perspective view of the axle assembly arranged in the compressed position; -
8th a schematic view of the axle assembly arranged in the compressed position; -
9 a schematic and perspective view of the axle assembly arranged in the rebound position; and -
10 a schematic view of the axle assembly in the extended position.
Eine Achsbaugruppe 1 und ein Kraftwagen 2 werden in der folgenden Figurenbeschreibung gemeinsam beschrieben.An
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.For better orientation within the individual figures, a coordinate system is shown in the respective figures. Here, the X-direction points in a forward direction of the motor vehicle 2, so that the X-axis runs parallel, in particular collinear, to a longitudinal axis of the motor vehicle 2. In other words, the X-axis represents the longitudinal axis of the motor vehicle 2. Analogously, the Z-direction of the coordinate system points in a vertical direction (i.e. upwards), starting from a surface on which the motor vehicle is intended to be positioned, so that the Z-axis runs parallel, in particular collinear, to a vertical axis of the motor vehicle 2. In other words, the Z-axis represents the vertical axis of the motor vehicle 2. Accordingly, the Y-direction of the coordinate system points in a transverse direction (to the left) with respect to the forward direction of travel (X-direction) and the vertical direction (Z-direction), so that the Y-axis represents a transverse axis of the motor vehicle 2. For the
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference symbols.
Die Achsbaugruppe 1 weist des Weiteren einen Achskörper 5 auf, der in
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.A wheel axle of the motor vehicle 2, which has the
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.The
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.Longitudinal forces that act on the chassis of the motor vehicle 2 when braking, accelerating and/or driving over obstacles by the motor vehicle 2 are transferred to or introduced into the frame element 3 via the trailing arm device 6, so that a vehicle frame having the frame element 3 can absorb the longitudinal forces as intended. However, when the motor vehicle 2 is being driven, transverse forces also occur, for example due to cornering and/or due to a transverse impact, in particular on the wheels of the motor vehicle 2, so that these transverse forces must be absorbed via a suitable guide rod.
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.In the present example, a
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.In order to design the
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.The
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.The
Des Weiteren ist im vorliegenden Beispiel der zweite Dreieckslenker 17 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit einer Gelenkkugel verbunden, die mit der Kugelgelenkspfanne korrespondiert.Furthermore, in the present example, the
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.The
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.When the
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.In the
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.Although in the present example the two
Im vorliegenden Beispiel sind eine Längserstreckung des ersten Dreieckslenkers 15 und eine Längserstreckung des zweiten Dreieckslenkers 17 unterschiedlich lang. Denn wie in
Wenigstens einer der beiden Dreieckslenker 15, 17 kann eine Verstärkungseinrichtung 24 aufweisen, die lediglich in
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.The
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.In order to take into account the idea of a particularly favorable NVH behavior of the motor vehicle 2 in a special way, it can be provided in particular that both the ball joint 25 at the connection point 18 and the other joints or
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.The
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
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.The
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.A maximum change in the angle α depends at least partially on the ball joint 25 used at the connection point 18 and/or on the
Entsprechend zeigen die
Die
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.In particular, since the motor vehicle 2 is designed as a truck, the
Bei der Achsbaugruppe 1 ist einerseits dem Bedarf an besonders geringen ungefederten Massen Rechnung getragen, da die 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.On the one hand, the
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.In the present case, the
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.Overall, the invention shows the
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