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DE102006047511A1 - Axle system for vehicle, has axle carrier which is so connected with steering gear housing whereby axle carrier and steering gear housing together take all guided forces and internal forces - Google Patents

Axle system for vehicle, has axle carrier which is so connected with steering gear housing whereby axle carrier and steering gear housing together take all guided forces and internal forces Download PDF

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DE102006047511A1
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Germany
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carrier
axle system
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German (de)
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Wilfried Leutner
Helmut KNÖDLER
Markus Heger
Thomas Pötzl
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Robert Bosch Automotive Steering GmbH
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ZF Lenksysteme GmbH
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Abstract

Axle system (1) has the axle carrier (2) which is so connected with the steering gear housing (3) that the axle carrier and steering gear housing together take all the guided forces and internal forces. The axle carrier and the steering gear housing form a closed framework (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Achssystem für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an axle system for a vehicle according to the preamble of claim 1.

Von Zulieferfirmen werden Achssysteme oft in modulartiger Bauweise, bestehend aus einem meist rechteckförmigen, rahmenartigen Achsträger und einem Lenkgetriebe mit Spurstangen, Radlenkhebeln und mit an dem Achsträger gelenkig angeordneten Querlenkern, sowie Feder- Dämpfereinheiten angeliefert. Dies ist bei Vorderachssystemen und Hinterachssystemen der Fall. Kräfte, die im Betrieb des Fahrzeugs aus dem Lenkgetriebe, den Querlenkern und auch von einem etwaigen Antrieb von gelenkten Rädern aus einem Differential an dem Achsträger stammen, werden von dem Achsträger aufgenommen, der aus Stahl mit entsprechendem Gewicht gebildet ist.From Subcontractors often use axle systems in modular design, consisting of a usually rectangular, frame-like axle and a steering gear with tie rods, wheel steering levers and with the axle articulated wishbones, as well as spring damper units delivered. This is with front axle systems and rear axle systems the case. forces in the operation of the vehicle from the steering gear, the wishbones and also from any drive from steered wheels a differential on the axle carrier come from the axle carrier received, which is made of steel with appropriate weight.

Ein Achsträger ist beispielsweise in der DE 199 59 814 B4 oder in der DE 101 20 934 A1 beschrieben und besteht aus zwei Längsträgern, an denen meist die Querlenker angeordnet sind und aus zwei, die Längsträger auf Abstand zueinander haltenden und diese verbindenden Querträger. In den Achsträgern ist üblicherweise das Lenkgetriebegehäuse des Lenkgetriebes elastisch eingehängt.An axle carrier is for example in the DE 199 59 814 B4 or in the DE 101 20 934 A1 described and consists of two longitudinal members on which usually the wishbone are arranged and from two, the longitudinal members at a distance holding each other and connecting them cross member. In the axle supports usually the steering gear housing of the steering gear is suspended elastically.

Das Lenkgetriebegehäuse ist nicht in der Lage, Lasten von dem Achsträger aufzunehmen.The Steering gear housing is unable to pick up loads from the axle beam.

Die EP 0 143 558 A2 beschreibt ein Achssystem für ein Fahrzeug, bei dem ein Lenkgetriebegehäuse als Träger von Querlenkern dient. Das Lenkgetriebegehäuse ist über einen Querträger am Fahrzeug abgestützt. Einen separaten Achsträger weist das Achssystem nicht auf und stellt mit seiner konstruktiven Lösung eine jeweils auf jeden Fahrzeugtyp anzupassendes, nicht modulartig aufgebautes Achssystem dar, das unflexibel in der Anwendung insbesondere in Bezug auf den Einsatz des Lenkgetriebegehäuses ist. Aufgrund der Konzentration aller Achskräfte auf das Lenkgetriebegehäuse ist das Achssystem nicht gewichtsoptimiert.The EP 0 143 558 A2 describes an axle system for a vehicle, in which a steering gear housing serves as a carrier of wishbones. The steering gear housing is supported by a cross member on the vehicle. A separate axle, the axle system does not have and represents with its constructive solution to be adapted to each vehicle type, non-modular axle system that is inflexible in the application, in particular with respect to the use of the steering gear housing. Due to the concentration of all axle forces on the steering gear housing, the axle system is not weight-optimized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Achssystem für ein Fahrzeug zu schaffen, das gewichtsoptimiert ist und einen exakten Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht.Of the Invention is based on the object, an axle system for a vehicle to create, which is weight-optimized and accurate operation of the vehicle allows.

Die Aufgabe wird mit einem Achssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The Task is with an axis system with the features of the claim 1 solved.

Dadurch dass der Achsträger mit dem Lenkgetriebegehäuse so fest verbunden ist, dass der Achsträger und das Lenkgetriebegehäuse gemeinsam eine Struktur bilden, die in der Lage ist, alle auf sie geleiteten Kräfte und inneren Kräfte aufzunehmen, wobei das Lenkgetriebegehäuse so konstruiert ist, dass unzulässige Verformungen der Lenkung sicher vermieden sind, ist ein Achssystem geschaffen, das durch die strukturelle Einheit von Achsträger und Lenkgetriebegehäuse in der Lage ist, hohe Widerstandsmomente gegen Biegung und Torsion darzustellen, wodurch ein geringeres Gewicht des gesamten Achssystems ermöglicht ist. Die Einheit aus Achsträger und Lenkgetriebegehäuse ist dauertest ausgelegt.Thereby that the axle carrier with the steering gear housing is firmly connected so that the axle and the steering gear housing together form a structure that is able to handle all the forces and forces directed at it internal forces The steering gear housing is constructed so that inadmissible deformations the steering are safely avoided, an axle system is created, this is due to the structural unit of axle carrier and steering gear housing in the Able to represent high resistance moments against bending and torsion, whereby a lower weight of the entire axle system is possible. The unit of axle carrier and steering gear housing is designed to last.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.preferred versions emerge from the dependent claims.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet der Achsträger zusammen mit dem Lenkgetriebegehäuse einen geschlossenen Rahmen, wobei der Achsträger lösbar mit dem Lenkgetriebegehäuse verbunden sein kann. Das Lenkgetriebegehäuse ist so aufgebaut, dass es in Lage ist, bis zu etwa 50% der auf den Achsträger geleiteten Kräfte aufzunehmen. Bevorzugt ist der Achsträger aus einem Leichtmetall-Werkstoff, wie Magnesium oder aus einem Nichteisenmetall-Werkstoff, also beispielsweise auch aus faseverstärktem Kunststoff, wie beispielsweise aus KFK (Kohlefaserkunststoff) gebildet.In a particularly preferred embodiment forms the axle carrier together with the steering box a closed frame, wherein the axle carrier releasably connected to the steering gear housing can be. The steering gear housing is designed so that it is capable of up to about 50% of the axle guided forces take. The axle carrier is preferably made of a light metal material, such as magnesium or a non-ferrous metal material, so for example also made of fiber reinforced Plastic, such as made of KFK (carbon fiber plastic).

Die gesamte strukturelle Einheit aus Achsträger und Lenkgetriebegehäuse hat dennoch zumindest etwa die gleiche Steifigkeit und Festigkeit wie ein Achsträger aus einem Eisenmetall-Werkstoff insbesondere aus Stahl. An dem Lenkgetriebegehäuse sind vorzugsweise einstückig mit diesem gebildete Flansche angebracht, die vorzugsweise radial oder tangential von dem Lenkgetriebegehäuse abragen. Die Flansche dienen zur lösbaren oder zur steifen, stoffschlüssigen Verbindung (Knoten) des Lenkgetriebegehäuses mit dem Achsträger.The entire structural unit of axle carrier and steering gear housing has nevertheless at least about the same rigidity and strength as an axle carrier made of a ferrous metal material, in particular of steel. On the steering gear housing are preferably in one piece mounted with this formed flanges, preferably radially or tangentially protrude from the steering gear housing. The flanges serve for releasable or to the stiff, cohesive Connection (knot) of the steering gear housing to the axle carrier.

Die Flansche haben bevorzugt eine Dreiecksform als Grundriss, mit radial von dem Lenkgetriebegehäuse beabstandeter Spitze. Die Flansche können verrippt sein. Vorzugsweise sind die Flansche und die Rippen einstückig mit dem Lenkgetriebegehäuse gebildet.The flanges preferably have a triangular shape as a plan, with radially from the steering gear housing spaced tip. The flanges can be ribbed. Preferably, the flanges and the ribs are formed integrally with the steering gear housing.

Die Flansche weisen Montagebohrungen auf, um die Auflageflächen für den Achsträger angeordnet sind und an die die Rippen geführt sind. Die Flansche sind bevorzugt etwa in einer Ebene angeordnet und paarweise mit axialem Abstand zu beiden Längsseiten des Lenkgetriebegehäuses abragend. Zur Versteifung des Lenkgetriebegehäuses weist dieses eine Längsverrippung auf. Es ist vorzugsweise parallel zu einem Querträger des Achsträgers ausgerichtet und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Achssystems zwischen zwei Querträgern des Achsträgers, parallel zu den Querträgern angeordnet. Somit werden bei dieser Ausführungsform zwei geschlossene Rahmen von dem Achsträger und dem Lenkgetriebegehäuse gebildet. Das Lenkgetriebegehäuse ist insbesondere mit vorgespannten Schraubverbindungen mit dem Achsträger verbunden, wobei selbstverständlich die Auflageflächen von Achsträger und Flansche des Lenkgetriebegehäuses an den Montagebohrungen der Flansche so dimensioniert sind, dass die Flächenpressung durch beispielsweise Durchsteckschrauben größer ist als die übertragenen Kräfte.The Flanges have mounting holes around the bearing surfaces are arranged for the axle and led to the ribs are. The flanges are preferably arranged approximately in one plane and projecting in pairs with axial distance to both longitudinal sides of the steering gear housing. For stiffening the steering gear housing, this has a longitudinal ribbing on. It is preferably parallel to a cross member of the axle carrier aligned and in a particularly preferred embodiment of the axle system between two cross beams of the axle beam, parallel to the crossbeams arranged. Thus, in this embodiment, two are closed Frame of the axle carrier and the steering gear housing educated. The steering gear housing is in particular connected to the axle carrier with prestressed screw connections, of course the bearing surfaces from axle carrier and flanges of the steering gear housing at the mounting holes of the flanges are dimensioned so that the surface pressure through, for example, through-bolts is greater than the transmitted Forces.

Es kann zweckmäßig sein, das Lenkgetriebegehäuse an einem oder mehreren Längsträgern oder Querträgern des Achsträgers festzulegen, wodurch sich die Steifigkeit der Struktur erhöhen lässt.It may be appropriate the steering gear housing on one or more longitudinal members or cross members of the axle carrier which increases the rigidity of the structure.

Das erfindungsgemäße Achssystem eignet sich zur Anwendung in Personen- oder Nutzkraftwagen mit Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung und gelenkter Vorder- und/oder Hinterachse.The Axis system according to the invention is suitable for use in passenger or commercial vehicles with auxiliary power or external power steering and steered front and / or rear axle.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt.One embodiment The invention is shown below with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 eine perspektivische Ansicht eines Achssystems für ein Fahrzeug, 1 a perspective view of an axle system for a vehicle,

2 eine Draufsicht auf ein Lenkgetriebegehäuse des Achssystems in 1, 2 a plan view of a steering gear housing of the axle system in 1 .

3 einen Querschnitt durch eine Verbindung zwischen Lenkgetriebegehäuse und Achsträger. 3 a cross section through a connection between the steering gear housing and axle.

In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Achssystem 1 für eine Vorderachse eines Personenkraftwagens gezeigt. Das Achssystem 1 besteht im Wesentlichen aus einem Achsträger 2, der aus zwei quer zur Fahrtrichtung angeordneten Querträgern 9 und diese an ihren Enden verbindenden Längsträgern 10 gebildet ist. Der Achsträger 2 ist eine Rohrkonstruktion aus Leichtmetall und ist rahmenartig gestaltet.In 1 is an axis system in a perspective view 1 shown for a front axle of a passenger car. The axis system 1 consists essentially of an axle carrier 2 , which consists of two transverse members arranged transversely to the direction of travel 9 and these longitudinal beams connecting at their ends 10 is formed. The axle carrier 2 is a tube construction made of light metal and is designed like a frame.

Insbesondere von an dem Achsträger 2 gelenkig festgelegten unteren Querlenkern 11 werden Kräfte und Momente eingeleitet.In particular from on the axle carrier 2 articulated lower wishbones 11 forces and moments are initiated.

Ein Lenkgetriebegehäuse 3, das im Wesentlichen zylinderförmig gebildet ist und etwa die Länge eines Querträgers 9 hat, ist parallel zu den Querträgern 9 des Achsträgers 2 und zwischen den Querträgern 9 verlaufend angeordnet.A steering gear housing 3 , which is formed substantially cylindrical and about the length of a cross member 9 has, is parallel to the cross members 9 of the axle carrier 2 and between the crossbeams 9 running arranged.

Wie 2 in einer Draufsicht auf das Lenkgetriebegehäuse 3 zeigt, ist zu dessen Festlegung an dem Achsträger 2 eine vorgespannte Schraubverbindung vorgesehen. Dazu sind an den jeweiligen axialen Enden des Lenkgetriebegehäuses 3 auf jeder Seite ein Flansch 5 angeordnet. Die Flansche 5 sind in der Draufsicht dreieckförmig gebildet und weisen je eine Montagebohrung 7 an ihren, dem Lenkgetriebegehäuse 3 abgewandten Spitzen 12 auf. Um die Montagebohrungen 7 sind ringförmige Auflageflächen 13 geformt auf denen Flansche 14 des Achsträgers 2 zu liegen kommen (vgl. 3). Ein Schraubbolzen 15 verbindet die Flansche 5 und 14. Die Auflagefläche 13 der Flansche 5 des Lenkgetriebegehäuses 3 haben einen Durchmesser D und eine Fläche, die eine solche Flächenpressung ermöglicht, dass eine dauerfeste, alle Kräfte im Betrieb des Achssystems 1 übertragende Verbindung gegeben ist.As 2 in a plan view of the steering gear housing 3 shows is to be fixed to the axle 2 provided a prestressed screw. These are at the respective axial ends of the steering gear housing 3 on each side a flange 5 arranged. The flanges 5 are formed triangular in plan view and each have a mounting hole 7 at her, the steering gear housing 3 remote peaks 12 on. Around the mounting holes 7 are annular bearing surfaces 13 shaped on which flanges 14 of the axle carrier 2 to come to rest (cf. 3 ). A bolt 15 connects the flanges 5 and 14 , The bearing surface 13 the flanges 5 of the steering gear housing 3 have a diameter D and a surface that allows such surface pressure, that a permanent, all forces in the operation of the axle system 1 transmitted compound is given.

Wie 2 zeigt, sind über die Flansche 5 des Lenkgetriebegehäuses 3 Rippen 6 angeordnet, die von den Montagebohrungen 7 zu dem Lenkgetriebegehäuse 3 reichen. Zudem ist das Lenkgetriebegehäuse 3 mit mehreren Längsrippen 8 versehen, sodass, wie 1 zeigt, ein Achssystem 1 aus einem geschlossenen Rahmen 4 gebildet ist, der aus den beiden Querträgern 9, den beiden Längsträgern 10 und dem Lenkgetriebegehäuse 3 gebildet ist. Das Lenkgetriebegehäuse 3 ist aus einem Leichtmetall gebildet. BEZUGSZEICHENLISTE

Figure 00050001
As 2 shows are over the flanges 5 of the steering gear housing 3 ribs 6 Arranged by the mounting holes 7 to the steering gear housing 3 pass. In addition, the steering gear housing 3 with several longitudinal ribs 8th provided, so, how 1 shows, an axis system 1 from a closed frame 4 is formed, from the two cross members 9 , the two side members 10 and the steering gear housing 3 is formed. The steering gear housing 3 is made of a light metal. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Figure 00050001

Claims (20)

Achssystem für ein Fahrzeug, mit einem Achsträger (2) und mit einem, mit dem Achsträger (2) verbundenen Lenkgetriebegehäuse (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) mit dem Lenkgetriebegehäuse (3) so verbunden ist, dass der Achsträger (2) und das Lenkgetriebegehäuse (3) gemeinsam alle auf sie geleiteten Kräfte und inneren Kräfte aufnehmen.Axle system for a vehicle, with an axle carrier ( 2 ) and with one, with the axle carrier ( 2 ) associated steering gear housing ( 3 ), characterized in that the axle carrier ( 2 ) with the steering gear housing ( 3 ) is connected so that the axle carrier ( 2 ) and the steering gear housing ( 3 ) together take up all the forces and internal forces directed at them. Achssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) und das Lenkgetriebegehäuse (3) zumindest einen geschlossenen Rahmen (4) bilden.Axle system according to claim 1, characterized in that the axle carrier ( 2 ) and the steering gear housing ( 3 ) at least one closed framework ( 4 ) form. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) mit dem Lenkgetriebegehäuse (3) lösbar verbunden ist.Axle system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the axle carrier ( 2 ) with the steering gear housing ( 3 ) is releasably connected. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) bis etwa 50% der auf den Achsträger (2) wirkenden Lasten aufnimmt.Axle system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the steering gear housing ( 3 ) to about 50% of the axle beam ( 2 ) absorbs acting loads. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsträger (2) aus einem Leichtmetall oder aus einem Nichteisenmetall-Werkstoff gebildet ist.Axle system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axle carrier ( 2 ) is formed of a light metal or of a non-ferrous metal material. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund aus dem Achsträger (2) und dem Lenkgetriebegehäuse (3) zumindest etwa die gleiche Steifigkeit und/oder Festigkeit wie ein Achsträger (2) aus einem Eisenmetall-Werkstoff hat.Axle system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the composite of the axle carrier ( 2 ) and the steering gear housing ( 3 ) at least about the same rigidity and / or strength as an axle beam ( 2 ) made of a ferrous metal material. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) an radial und/oder tangential von dem Lenkgetriebegehäuse (3) abragenden Flanschen (5) mit dem Achsträger (2) verbunden ist.Axle system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the steering gear housing ( 3 ) at radially and / or tangentially from the steering gear housing ( 3 ) projecting flanges ( 5 ) with the axle carrier ( 2 ) connected is. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsstelle zwischen dem Achsträger (2) und dem Lenk getriebegehäuse (3) steif ist.Axle system according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one connection point between the axle carrier ( 2 ) and the steering gear housing ( 3 ) is stiff. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) in der Draufsicht etwa dreieckförmig gebildet sind.Axle system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flanges ( 5 ) are formed approximately triangular in plan view. Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) Rippen (6) aufweisen, die über die Flansche (5) zu dem Lenkgetriebegehäuse (3) geführt sind.Axle system according to one of claims 7 to 9, characterized in that the flanges ( 5 ) Ribs ( 6 ), which via the flanges ( 5 ) to the steering gear housing ( 3 ) are guided. Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) und/oder die Rippen (6) einstückig mit dem Lenkgetriebegehäuse (3) gebildet sind.Axle system according to one of claims 7 to 9, characterized in that the flanges ( 5 ) and / or the ribs ( 6 ) in one piece with the steering gear housing ( 3 ) are formed. Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) eine oder mehrere Montagebohrungen (7) aufweisen.Axle system according to one of claims 7 to 11, characterized in that the flanges ( 5 ) one or more mounting holes ( 7 ) exhibit. Achssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (6) von dem Lenkgetriebegehäuse (3) zu den Montagebohrungen (7) geführt sind.Axle system according to one of claims 10 to 12, characterized in that the ribs ( 6 ) of the steering gear housing ( 3 ) to the mounting holes ( 7 ) are guided. Achssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (5) etwa in einer Ebene angeordnet sind.Axle system according to one of claims 7 to 13, characterized in that the flanges ( 5 ) are arranged approximately in a plane. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) Längsrippen (8) aufweist.Axle system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the steering gear housing ( 3 ) Longitudinal ribs ( 8th ) having. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) etwa parallel zu einem Querträger (9) des Achsträgers (2) ausgerichtet ist.Axle system according to one of claims 1 to 15, characterized in that the steering gear housing ( 3 ) approximately parallel to a cross member ( 9 ) of the axle carrier ( 2 ) is aligned. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) etwa parallel und zwischen Querträgern (9) des Achsträgers (2) angeordnet ist.Axle system according to one of claims 1 to 16, characterized in that the steering gear housing ( 3 ) approximately parallel and between cross beams ( 9 ) of the axle carrier ( 2 ) is arranged. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) mit vorgespannten Schraubverbindungen mit dem Achsträger (2) verbunden ist.Axle system according to one of claims 1 to 17, characterized in that the steering gear housing ( 3 ) with pretensioned screw connections to the axle carrier ( 2 ) connected is. Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (3) an einem oder mehreren Längsträgern (10) und/oder Querträgern (9) des Achsträgers (2) festgelegt ist.Axle system according to one of claims 1 to 18, characterized in that the steering gear housing ( 3 ) on one or more longitudinal beams ( 10 ) and / or cross beams ( 9 ) of the axle carrier ( 2 ). Achssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Achssystem (1) in einem Personenkraftwagen oder Nutzkraftwagen mit einer Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung eingebaut ist.An axle system according to one of claims 1 to 19, characterized in that the axle system ( 1 ) is installed in a passenger car or commercial vehicle with a power steering or power steering system.
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