Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem aus
wechselbarem Heckmotormodul, um wahlweise zumindest zwei
verschiedene Antriebsaggregate einsetzen zu können.
Es sind Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen ein Heckmodul,
welches einen tragenden Teil, die Hinterachse, ein An
triebsaggregat und eine Teilkarosserie aufweist, mittels
Zentrierbolzen und Spannschrauben an einer Mittelzelle
befestigt ist (GB-P 567 975).
Eine derartige Modultrennung ist im wesentlichen nur bei
einer Trennfuge in einer Ebene möglich und damit für ein
Modul mit geringem Volumen nicht anwendbar.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Heckmotormodul
so zu gestalten, daß es ein geringes Bauvolumen aufweist,
einfach auswechselbar ist und sich so für ein Fahrzeug
eignet, welches auch für den privaten Gebrauch mit alter
nativ zumindest zwei Antriebsaggregaten betrieben werden
kann, wobei die jeweils nicht benutzten Aggregate ohne
erheblichen Raumbedarf abgestellt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
ein flachbauendes Antriebsaggregat mit einer vom An
triebsaggregat über eine Kraftübertragung angetriebenen
Hinterachse an einem Hilfsrahmen befestigt sind und ein
flachbauendes Heckmotormodul bilden, der Hilfsrahmen an
seinen vorderen äußeren Enden jeweils einen in Fahr
zeuglängsrichtung liegenden Zapfen und an seinem hinteren
Ende zumindest ein Lagerelement für einen senkrecht ge
führten Bolzen aufweist, jeder der Zapfen in Einbaulage
des Heckmotormoduls in einer Aufnahmeöffnung von am Fahr
zeugkörper befestigten elastischen Aufnahmeelementen auf
genommen ist, der bzw. die Bolzen jeweils mit dem Fahr
zeugkörper fest verbindbar sind, wobei das Heckmotormodul
mit zwei beiderseits des Heckmotormoduls verlaufenden
parallelen Kanten entlang von am Fahrzeugkörper befestig
ten Führungskanten geführt von der Rückseite des Fahr
zeugkörpers her in seiner Einbaulage verbringbar ist und
in der Einbaulage durch Annähern des hinteren Endes des
Heckmotormoduls an den Fahrzeugkörper eine nach hinten
weisende Kante am Heckmotormodul, vorzugsweise am Hilfs
rahmen, hinter eine nach vorn weisende Kante des Fahr
zeugkörpers greift.
Die am Heckmotormodul befindlichen parallelen Kanten wer
den vorzugsweise durch den Hilfsrahmen oder durch eine am
Hilfsrahmen befestigte Kapsel zur Dämpfung von Antriebs
geräuschen gebildet.
Die nach vorn weisende Kante des Fahrzeugkörpers sowie
die nach hinten weisende Kante des Heckmotormoduls
schließen vorteilhafterweise gegenüber der senkrechten
einen Winkel nach hinten ein, so daß durch die so entste
henden Ebenen beim Annähern des Heckmotormoduls gegenüber
dem Fahrzeugkörper der Hilfsrahmen mit Ansatzflächen der
Zapfen gegen die elastischen Aufnahmeelemente gedrückt
ist.
Die hinteren Radausschnitte am Fahrzeugkörper sowie die
darunter befindlichen Radhäuser sind nach hinten bis zu
einer Rückwand geführt, deren unterer Bereich nach oben
klappbar ist derart, daß die Öffnung für den Einschub des
Heckmotormoduls freiliegt.
An der Unterkante einer Rückwand des Fahrzeugkörpers ist
für den Einschub des Heckmotormoduls eine Zentrierkulisse
eingearbeitet, welche das lagerichtige Ansetzen des Heck
motormoduls vor dem Einschieben entlang der Führungskan
ten erleichtert.
Der nach oben klappbare Bereich der Rückwand kann sowohl
als Stoßfänger als auch als Heckspoiler zur Verbesserung
des Luftströmungsverhaltens am Kraftfahrzeug ausgebildet
sein.
Die elastischen Lagerelemente sind vorteilhaft so ausge
führt, daß die Zapfen des Hilfsrahmens unter Vorspannung
in den Öffnungen der Lagerelemente aufgenommen sind.
Dazu wird vorgeschlagen, daß jedes Lagerelement aus einer
elastischen Schicht, welche in an sich bekannter Weise
mit über den Umfang verteilten unterschiedlichen Härten
in einem Metallgehäuse einvulkanisiert ist sowie einer
geschlitzten metallischen Innenhöhe besteht, deren inne
rer Durchmesser im entspannten Zustand geringer als der
äußere Durchmesser der Zapfen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an
hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit
auswechselbarem Heckmotormodul in Seiten
ansicht;
Fig. 2 das Kraftfahrzeug nach Fig. 1 mit ausge
fahrenem Heckmotormodul;
Fig. 3 das Kraftfahrzeug nach Fig. 1 und 2,
schräg von hinten in perspektivischer An
sicht, mit ausgebautem Heckmotormodul, wo
bei lediglich dessen Rahmen dargestellt
ist;
Fig. 4 ein Heckmotormodul, eingebaut in ein
Kraftfahrzeug, schematisch in Seitenan
sicht;
Fig. 5 das Heckmotormodul nach Fig. 4, vorberei
tet zum Ausbau;
Fig. 6 das Heckmotormodul nach Fig. 4 und 5, ge
löst von allen Befestigungspunkten des
Fahrzeugkörpers;
Fig. 7 das Heckmotormodul nach Fig. 4 bis 6,
teilweise aus dem Fahrzeugkörper ausgefah
ren;
Fig. 8 eine schematisierte Ansicht auf das Heck
eines Kraftfahrzeuges mit eingeschobenem
Heckmotormodul;
Fig. 9 ein elastisches Lagerelement am Rahmen des
Fahrzeugkörpers sowie einen Zapfen am
Hilfsrahmen des Heckmotormoduls;
Fig. 10 einen Schnitt durch das Lagerelement nach
Fig. 9;
Fig. 11 eine innere Hülse des Lagerelementes nach
Fig. 9 in perspektivischer Ansicht.
Ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Fahrzeugkörper 2 weist eine
Rückwand 3 auf, deren unterer Bereich 4 nach oben klapp
bar angelenkt ist. Der untere Bereich 4 überdeckt gleich
zeitig die Radhäuser 27 der hinteren Räder 10 nach hin
ten. Der Fahrzeugkörper 2 ist mit Längsträgern 5 unter
halb des Kraftfahrzeuges 1 fest verbunden, die sich nach
hinten bis annähernd zur Rückwand 3 erstrecken. Ein Rück
raumboden 6 oberhalb der Längsträger 5 begrenzt den In
nenraum des Kraftfahrzeuges 1 im hinteren Bereich nach
unten. Der unterhalb des Rückraumbodens befindliche Raum
wird nach vorn von einem senkrecht verlaufenden Bodenteil
7 abgeschlossen. Unterhalb des Rückraumbodens 6 und hin
ter dem Bodenteil 7 befindet sich ein Heckmotormodul 8.
Dieses Heckmotormodul 8 besteht im wesentlichen aus einer
Kapsel 9, enthaltend eine Antriebseinheit und eine Kraft
übertragung, den zwei Hinterrädern 10, einem Energiespei
cher 11 sowie einem Hilfsrahmen 12, auf welchem die ge
nannten Bauteile zu dem Heckmotormodul 8 zusammengefügt
sind. Die Antriebseinheit kann ein Verbrennungsmotor
sein; dann enthält die Kraftübertragung eine Kupplung so
wie ein Übersetzungsgetriebe und der Energiespeicher 11
ist ein Kraftstofftank. Die Antriebseinheit kann jedoch
auch ein Elektromotor sein; dann besteht die Kraftüber
tragung aus einem Anpassungsgetriebe und der Energiespei
cher 11 ist eine Batterie. An dem Hilfsrahmen 12 des
Heckmotormoduls 8 befinden sich an beiden vorderen Eckbe
reichen Zapfen 13 und an den hinteren Eckbereichen ela
stische Lagerelemente 14 mit Bolzen 15. Die Zapfen 13 er
strecken sich in Fahrzeuglängsrichtung mit ihrem freien
Ende 16 nach vorn. Das freie Ende 16 ist verjüngt (siehe
Fig. 9). An den Längsträgern 5 des Fahrzeugkörpers 2
sind elastische Aufnahmeelemente 18 befestigt. Die Auf
nahmeelemente 18 weisen eine Aufnahmeöffnung 19 auf, die
sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken und in
ihrem Querschnitt dem Querschnitt der Zapfen 18 entspre
chen und diesen mit Vorspannung umfassen können. In den
Aufnahmeöffnungen 19 sind wie an sich bekannt geschlitzte
Metallbüchsen 17 eingesetzt. Die Ansatzfläche 20 der Zap
fen 13 ist als kugelige oder kegelige Zentrierfläche aus
gebildet, die ihre Gegenfläche an den nach hinten weisen
den Stirnflächen der Aufnahmeelemente 18 findet. Die Bol
zen 15 verlaufen mit ihren Mittelachsen senkrecht zur
Fahrzeuglängsrichtung. Sie sind in den Lagerelementen 14
geführt. Wenn sich die Zapfen 13 in den Aufnahmeöffnungen
20 befinden und deren Ansatzflächen 20 auf den Lagerele
menten 14 aufliegen, dann stehen die Bolzen 15 Gewinde
öffnungen in den Längsträgern 5 gegenüber. Beim Ein
schrauben der Bolzen 15 in die Gewindeöffnungen, die sich
zweckmäßigerweise längsverschiebbar in Gewindeblöcken be
finden, bewegen sich die hinteren Kanten 23 des Hilfsrah
mens 12 entlang einer nach vorn weisenden Kante 24 der
mit dem Fahrzeugkörper 2 fest verbundenen Längsträger 5.
Die Kante 24 schließt zur Längsrichtung des Kraftfahrzeu
ges 1 einen Winkel ein, so daß während des Einschraubens
der Bolzen 15 nicht nur eine Annäherung zwischen den La
gerelementen 14 und den Längsträgern 5 erfolgt, sondern
auch ein Anpressen der Ansatzflächen 20 an die Aufnahmee
lemente 18. Die Wirkung der Kanten 24 und 25 in Verbin
dung mit dem von innen gegen die Senkrechte eingeschlos
senen Winkel tritt auch dann ein, wenn nach dem Einschie
ben des Heckmotormoduls 8 der Fahrzeugkörper 2 abgesenkt
wird. Bereits durch das Gewicht des dann auf den Hilfs
rahmen 12 absinkenden Fahrzeugkörpers werden die Ansatz
flächen 20 an die Aufnahmekante 18 angedrückt. Mit dem
Heckmotormodul 8 verbunden, vorzugsweise an dem Hilfsrah
men 12 oder der Kapsel 9 befestigt, befinden sich beider
seits der Antriebseinheit verlaufende parallele Kanten
21. Der Abstand dieser Kanten 21 ist so bemessen, daß sie
zwischen zwei an den Längsträgern 5 der Fahrzeugkörper 2
befindlichen Führungskanten 22 entlang geführt werden
können. Diesen Führungskanten 22 entsprechend ist an der
unteren Kante der Heckwand 3 eine Kontur 25 ausgearbei
tet, welche ein Einvisieren des Heckmotormoduls 8 beim
Einfahren in den Fahrzeugkörper 2 ermöglicht.
Bei einem Kraftfahrzeug 1 nach der Erfindung ist das
Heckmotormodul 8 relativ klein und es kann sehr einfach
ausgebaut und auch wieder eingebaut werden. Dazu ist der
hintere Teil des Kraftfahrzeuges 1 mittels eines Wagenhe
bers 26 so weit anzuheben, daß die hinteren Räder 10 ent
lastet sind und der untere Bereich 4 der Rückwand 5 ist
nach oben zu klappen. Danach ist der bzw. sind die Bolzen
15 zu lösen und die für die Bremsbetätigung der hinteren
Räder 10 sowie für die Bedienung des Antriebsaggregates
erforderlichen Kabel und Züge sind zu trennen. Der Hilfs
rahmen 12 kann dann nach unten gedrückt werden, so daß
die Kante 23 unterhalb der Kante 24 zu liegen kommt
(Fig. 5). Danach kann das Heckmotormodul 8 nach hinten
unter dem Heck des Kraftfahrzeuges 1 herausgerollt wer
den. Dazu kann erforderlichenfalls auch ein spezielles
Rollgerät Verwendung finden. Auf der ersten Strecke des
Herausrollens lösen sich die Zapfen 13 aus den Aufnahme
elementen 18 (Fig. 6). Die Kanten 21 gleiten an den Füh
rungskanten 22 entlang, bis das Heckmotormodul 8 frei ne
ben dem Fahrzeugkörper 2 steht (Fig. 7). Wenn zwei Heck
motormodule 8 zur Verfügung stehen, von denen eins mit
einem Verbrennungsmotor und das andere mit einem Elektro
motor ausgerüstet ist, dann kann wahlweise das eine oder
das andere Antriebsaggregat benutzt werden, je nachdem,
welcher Verwendungszweck vorgesehen ist. Das Einsetzen
eines Heckmotormoduls 8 in ein erfindungsgemäßes Kraft
fahrzeug 1 vollzieht sich ebenfalls in einfacher Weise.
Das am Heck mit dem Wagenheber 26 angehobene Kraftfahr
zeug 1 hat den unteren Bereich 4 der Rückwand 3 nach oben
geklappt (Fig. 2 und 3). Jetzt kann direkt oder mit
Hilfe eines Rollgerätes das gewünschte Heckmotormodul 8
an die Rückwand 3 herangeführt werden. Dabei kann durch
Visieren entlang der Kanten 21 auf die Kontur 25 (Fig.
3) sehr einfach die richtige Einbauposition gefunden wer
den. Durch weiteres Einschieben des Heckmotormoduls 8,
wobei die Kanten 21 an den Führungskanten 22 entlang ge
führt werden, gelangen die verjüngten freien Enden 16 der
Zapfen 13 in die Aufnahmeöffnungen 19 der Aufnahmeele
mente 18. Durch kurzzeitige Erhöhung der Einschiebekraft
weiten sich die geschlitzten Metallbüchsen 17 (Fig. 11)
und nehmen die Zapfen 13 spielfrei auf. Es befinden sich
jetzt auch die hinteren Kanten 23 unterhalb der Kanten 24
des Fahrzeugkörpers 2 (Fig. 5). Somit können die Bolzen
15 in die darüberliegenden Gewindeöffnungen gedreht und
festgezogen werden. Dabei gleiten die Kanten 23 entlang
der winklig gestellten Kanten 24, und die Ansatzfläche 20
an den Zapfen 13 preßt sich gegen die entsprechend ge
formte Aufnahme der Aufnahmeelemente 18 (Fig. 4). Die
Betätigungsorgane des Antriebsaggregates sowie der Bremse
sind anzuschließen. Der untere Bereich 4 der Rückwand 3
ist nach unten zu klappen und einzurasten. Er verschließt
gleichzeitig die Einschuböffnung und die hinteren Radhäu
ser 27 nach hinten. Der Bereich 4 der Rückwand 3 bildet
dabei den hinteren Stoßfänger und gleichzeitig einen
Spoiler.
Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,
daß damit ein Kraftfahrzeug wahlweise mit unterschiedli
chen Antriebskonzepten betrieben werden kann und die dazu
erforderlichen Antriebsaggregate alternativ ohne großen
Aufwand im Kraftfahrzeug einbaubar sind. Durch die so
technisch einfache Möglichkeit des Wechselns der An
triebsaggregate ist es nicht mehr erforderlich, bei einem
Fahrzeug mit der Möglichkeit des Antriebs durch einen
Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor beide Antriebs
aggregate ständig mitzuführen und damit unnötig Gewicht
zu transportieren. Im Ergebnis wird so Energie einge
spart.