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Die Erfindung betrifft die Lagerung eines Querstabilisators an einem rahmenartigen Achsträger eines zweispurigen Fahrzeugs in zumindest einem im Querschnitt ringförmigen und teilbaren Lager, dessen Lagerschelle lösbar an einem ersten Strukturteil des Achsträgers befestigt ist. Zum Stand der Technik wird lediglich beispielshalber auf die
DE 10 2008 009 874 A1 verwiesen.
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Achsträger, an denen unter anderem radführende Lenker, aber auch andere Bauteile befestigt sind oder sein können, sind insbesondere für Personenkraftwagen in den unterschiedlichsten Bauarten bekannt. Der Achsträger, der zusammen mit den daran befestigten Bauteilen eine Vormontageeinheit bildet, wird im Fertigungsprozess des zweispurigen Fahrzeugs an dessen Unterboden und insbesondere an zwei Längsträgern des Fahrzeug-Aufbaus befestigt. Üblicherweise ist an einem solchen Achsträger auch der sog. Stabilisator, vorliegend genauer als Querstabilisator bezeichnet, gelagert.
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Ein solcher Achsträger, der sich ausdrücklich an der Vorderachse oder an der Hinterachse des Fahrzeugs befinden kann, übernimmt bei einem Fahrzeug-Crash eine zusätzliche Funktion, und zwar als eine die Steifigkeit oder Crash-Sicherheit des entsprechenden Bereichs des Fahrzeugs erhöhende Struktur. Auch im Hinblick hierauf werden Achsträger konstruktiv gestaltet, wobei insbesondere allgemein sog. Strukturelemente des Achsträgers und insbesondere zumindest anteilig in Fahrzeug-Längsrichtung ausgerichtete Trägerelemente des Achsträgers Lastpfade oder Kraftpfade bilden, über die bei einem Zusammenprall des Fahrzeugs mit einem Hindernis der Aufprall-Impuls in die Struktur des Fahrzeug-Aufbaus geleitet und vorzugsweise dabei auch teilweise abgebaut wird. Demzufolge müssen die entsprechenden Trägerelemente eine gewisse Steifigkeit und folglich auch eine gewisse Abmessung besitzen.
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Vorliegend wurde erkannt, wie ein üblicherweise an einem Achsträger befestigtes Bauelement in vorteilhafter Weise so gestaltet werden kann, dass dieses besagte Bauelement im Falle eines Fahrzeug-Crashs bei der Übertragung des Aufprall-Impulses mitwirken kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung), so dass beispielsweise ein anderes Trägerelement oder Strukturelement des Achsträgers weniger stark belastet und daher im allgemeinsten Sinne „einfacher” gestaltet werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe für eine Lagerung eines Querstabilisators an einem Achsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass an der genannten Lagerschelle des Lagers des Querstabilisators am Achsträger, die ihrerseits im Bereich dieses Lagers lösbar an einem ersten Strukturteil des Achsträgers befestigt ist, ein sich zumindest teilweise in Fahrzeuglängsrichtung erstreckender Stützarm angeformt ist, der mit seinem dem Lager abgewandten Abschnitt an einem zweiten Strukturteil des Achsträgers abgestützt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß übernimmt ein Bauteil, welches bei herkömmlichen Achsträgern lediglich für die Lagerung eines Querstabilisators ausgebildet und vorgesehen ist, nun eine weitere Funktion, und zwar als Kraftpfad oder Lastpfad im Falle eines Fahrzeug-Crashs. Dieses Bauteil, nämlich eine Lagerschelle oder ein Lagerdeckel, mit dem eine im oder am Achsträger vorgesehene oder befestigte Lager-Halbschale oder dergleichen zu einem vollständigen Lager ergänzt wird, ist nun zusätzlich mit einem sog. Stützarm versehen, der im montierten Zustand im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist und vom Lager weg weist. Dieser Stützarm ist mit seinem freien Endabschnitt an einem anderen Strukturteil des Achsträgers abgestützt als der in direkter Umgebung des Lagers liegende Abschnitt der erfindungsgemäßen Lagerschelle. Auf diese Weise ist ein zusätzlicher Kraftpfad für die Weiterleitung bzw. Aufnahme eines in den Achsträger eingeleiteten Aufprall-Impulses gebildet. Dieser zusätzliche Kraftpfad führt vom genannten ersten Strukturteil des Achsträgers über das Lager des Querstabilisators und dessen erfindungsgemäß gestaltete Lagerschelle zum zweiten Strukturteil des Achsträgers. Ein solcher zusätzlicher Kraftpfad kann insbesondere dann von besonders großem Vorteil sein, wenn sich die beiden genannten Strukturteile des Achsträgers in unterschiedlicher Höhe über der Fahrbahn befinden. Dabei kann ein Achsträger mit einer erfindungsgemäßen Lagerungs-Anordnung aus verschiedenen Gründen derart gestaltet sein, dass sich die genannten Strukturteile dieses Achsträgers in unterschiedlichen Höhen über der Fahrbahn befinden; mit einer erfindungsgemäßen Lagerschelle ist zwischen solchen Strukturteilen ein hochwirksamer Kraftpfad oder Lastpfad ohne Impuls-Umlenkung darstellbar, wie auch aus der späteren Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervorgeht.
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Da eine erfindungsgemäße Lagerschelle, die für die ansonsten an sich übliche Lagerung eines Querstabilisators an einer Achse bzw. einem Achsträgers des Fahrzeugs zweifach vorgesehen ist, insbesondere im Fall eines Fahrzeug-Crash's als zusätzlicher Lastpfad wirken soll, ist es günstig, wenn das zweite Strukturteil des Achsträgers näher zur Mitte des Fahrzeugs liegt als das besagte Lager bzw. als das erste Strukturteil des Achsträgers, da sich damit ein sinnvoll orientierter Lastpfad mit wirkungsvoller Abstützung ergibt. Was die detaillierte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lagerschelle betrifft, so kann diese vorzugsweise in Form eines Gussteils oder Strangpressteils ausgebildet sein.
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In den beigefügten Figuren ist ein Vorder-Achsträger eines Personenkraftwagens mit einer erfindungsgemäßen Lagerung eines Querstabilisators dargestellt, wobei 1 perspektivisch dessen Ansicht von schräg seitlich unten zeigt, während in 2 ein Teil-Schnitt durch diese Lagerungsanordnung mit in Fahrzeug-Längsrichtung ausgerichteter vertikaler Schnittebene dargestellt ist. Dabei sind mit den Bezugsziffern 1a, 1b die beiden seitlichen Längsträger und mit den Bezugsziffern 2a ein bezogen auf die Fahrtrichtung F des Fahrzeugs vorderer Querträger, mit 2b ein mittlerer Querträger und mit 2c ein hinterer Querträger des rahmenartigen Achsträgers bezeichnet. Der Bereich zwischen dem mittleren Querträger 2b und dem hinteren Querträger 2c ist mit einem sog. Schubfeld 3 überdeckt, das geeignet an den beiden Querträgern 2b, 2c sowie an den beiden Längsträgern 1a, 1b des Achsträgers befestigt ist, wobei dieses Schubfeld 3 in diesem Bereich die Steifigkeit oder Festigkeit des Achsträgers erhöht. Wegen dieses Schubfeldes 3 sind in 1 vom mittleren Querträger 2b und vom hinteren Querträger 2c nur kleine Teilstücke sichtbar.
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Im Bereich zwischen dem vorderen Querträger 2a und dem mittleren Querträger 2b des Achsträgers ist zwischen dessen beiden Längsträgern 1a, 1b ein der Übersichtlichkeit halber figürlich nicht dargestelltes Lenkgetriebe angeordnet und ferner ist in diesem Bereich ein die beiden Längsträger 1a, 1b überquerender Querstabilisator 4 angeordnet. Dieser Querstabilisator 4 erstreckt sich mit seinem zwischen dem beiden Längsträgern 1a, 1b liegenden Abschnitt wie üblich in Fahrzeug-Querrichtung parallel zu den Querträgern 2a, 2b und weist endseitig wie üblich abgewinkelte Arme auf, an denen eine Pendelstütze 5 angelenkt ist.
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Wie üblich ist der Querstabilisator 4 in zwei ringförmigen Lagerschalen bzw. Lagern 6 um die Fahrzeug-Querachse drehbar gelagert, wobei diese Stabilisator-Lager 6 wie üblich geteilt ausgebildet sind (vgl. 2), mit einer fest am Achsträger und hier jeweils an einem vorderen Eckstück 11a bzw. 11b des jeweiligen Längsträgers 1a bzw. 1b befestigten und auf dem jeweiligen Endstück 11a bzw. 11b aufliegenden Lager-Halbschale 6a sowie einer diese Lager-Halbschale 6a zum Lager 6 vervollständigenden Lagerschelle 6b, die folglich auf der dem Eckstück 11a bzw. 11b abgewandten Seite der Lager-Halbschale 6a aufliegt.. Die Lagerschelle 6b ist zusammen mit der Lager-Halbschale 6a mittels zweier Schrauben 7 lösbar am jeweiligen Eckstück 11a bzw. 11b als erstem Strukturteil des Achsträgers im Sinne des Patentanspruchs 1 befestigt. In einer alternativen hier nicht gezeigten Ausführungsform kann die Lager-Halbschale in das jeweilige Eckstück bzw. in den jeweiligen Längsträger oder in ein anderes Strukturteil des Achsträgers eingearbeitet sein und es ist dann nur die Lagerschelle an diesem besagten Strukturteil, wie bspw. Eckstück oder Längsträger oder Querträger, vorzugsweise über eine Schraubverbindung lösbar befestigt.
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Wie 2 zeigt, ist jede Lagerschelle 6b in Seitenansicht nicht wie üblich im wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet, sondern es weist jede Lagerschelle 6b einen von der üblichen halbkreisförmigen Struktur abgehenden und sich annähernd in radialer Richtung vom Mittelpunkt des Lagers 6 weg und im eingebauten Zustand sich im wesentlichen gegen Fahrzeug-Fahrtrichtung F bzw. in Fzg.-Längsrichtung nach hinten erstreckenden Stützarm 6b* auf, der mit seinem freien Endabschnitt am mittleren Querträger 2b als zweitem Strukturteil des Achsträgers im Sinne des Patentanspruchs 1 abgestützt ist. Diese Abstützung ist hier quasi zweifach ausgeführt, nämlich einmal indem am Querträger 2b ein in Richtung zum montierten Stützarm 6b* hin ausgerichteter Stützflansch 2b* vorgesehen ist, auf dem der Stützarm 6b* mit seinem freien Ende aufliegt und an dem der Stützarm 6b* mittels einer Schraube 8 lösbar befestigt ist, und zum anderen indem die im montierten Zustand senkrecht zum Stützflansch 2b* verlaufende End-Fläche des Stützarms 6b* zumindest teilweise am Querträger 2b anliegt.
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Im Falle eines Aufpralls des fahrenden Fahrzeugs auf ein Hindernis, d. h. im Falle eines Frontcrashs, gelangt der durch einen Pfeil P dargestellte Aufprall-Impuls (vgl. 2) zumindest anteilig in das vordere Eckstück 11a bzw. 11b des Achsträgers und wird in diesem über einen ersten gestrichelt dargestellten Lastpfad L1 im Längsträger 1a bzw. 1b nach hinten weitergeleitet, wobei dieser Längsträger 1a bzw. 1b wie ersichtlich einen annähernd Z-förmigen Verlauf aufweist und wobei im unteren Endbereich des annähernd vertikalen Schenkels dieser Z-Form der Querträger 2b liegt bzw. mit den Längsträgern 1a, 1b verbunden ist. Vom vorderen Eckstück 11a bzw. 11b geht über das Lager 6 und insbesondere über dessen Lagerschelle 6b ein zweiter gestrichelt dargestellter Lastpfad 12 ebenfalls nach hinten zum Querträger 2b. Über den Verbindungsbereich zwischen dem Querträger 2b und dem Längsträger 1a bzw. 1b werden diese beiden Lastpfade L1 und L2 wieder zusammengeführt, wonach der an dieser Stelle bereits zu einem großen Teil abgebaute Aufprallimpuls im Längsträger 1a bzw. 1b in einem sog. „Summen-Lastpfad” LS weiter gegen Fahrzeug-Fahrtrichtung nach hinten geführt wird.
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Die hier vorgeschlagene Lagerungs-Anordnung ist an einem Achsträger wie dem vorliegend gezeigten besonders vorteilhaft, ausdrücklich jedoch nicht auf eine solche Achsträger-Gestaltung beschränkt. Mit der geschilderten Z-Form der Längsträger 1a, 1b des Achsträgers in der Seitenansicht gemäß 2 liegt nämlich eine hinsichtlich Steifigkeit und maximal übertragbarer Kraft bei einem Frontalcrash des Fahrzeugs nicht optimale Formgebung vor, die jedoch aufgrund anderer Randbedingungen erforderlich ist. Mit dieser nicht optimalen Formgebung könnte sich ohne den hier vorgeschlagenen zweiten Lastpfad L2 bei einem Frontalcrash des Fahrzeugs eine hohe Belastung und Verformung der übrigen Karosseriestruktur einstellen. Letzteres wird durch den hier vorgeschlagenen und dem Lastpfad L1 parallel geschalteten zweiten Lastpfad 12 vermieden. Vorteilhafterweise erhöht sich mit dieser erfindungsgemäßen Lagerungs-Anordnung und der Lagerschelle 6b mit zusätzlichem Stützarm 6b* durch dessen Anbindung an einem zweiten Strukturteil des Achsträgers, nämlich am Querträger 2b, auch die Steifigkeit des Achsträgers, so dass insbesondere die in diesem Bereich des Achsträgers angebundene Elemente lagegenauer gehalten sind. So kann die Steifigkeit für die Anbindung von am Achsträger befestigten radführenden Lenkern oder von Elementen des Lenksystems des Fahrzeugs gesteigert werden, vorteilhafterweise auch die Steifigkeit der Stabilisator-Anbindung sowie die globale Torsionssteifigkeit des gesamten Fahrzeugs.
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Die erfindungsgemäße Lagerschelle 6b der beiden Stabilisator-Lager 6 schafft somit eine vorteilhafte Funktionsvereinigung, nämlich zusätzlich zur üblichen Fixierung des Querstabilisators 4 im jeweiligen Lager 6 über den integrierten Stützarm 6b* eine zusätzliche Abstützung des vorderen Bereiches des Vorder-Achsträgers. Durch den nahezu geradlinig gestreckt verlaufenden Lastpfad 12 in der Lagerschelle 6b bzw. durch deren entsprechende Gestaltung ist ein frühes Versagen dieses zweiten Lastpfades L2 bereits bei geringen Aufprall-Impulsen durch einen Frontalcrash nicht zu befürchten. Dabei kann diese Lagerschelle 6b als einfaches Strangpressprofil ausgeführt sein, alternativ auch als Gußteil.
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Lediglich der Vollständigkeit halber sei noch auf weitere Bestandteile des in 1 gezeigten Achsträgers hingewiesen, nämlich auf die nur auf der in Fahrtrichtung F betrachtet linken Seite angegebenen Anbindungspunkte an die nicht dargestellte Karosserie des Fahrzeugs, nämlich auf den vorderen Anbindungspunkt 14, auf den mittleren Anbindungspunkt 12 sowie auf den hinteren Anbindungspunkt 13. Ferner sei darauf hingewiesen, dass eine erfindungsgemäße Lagerungsanordnung in entsprechend abgewandelter Bauweise auch an einem Hinterachsträger vorgesehen sein kann; dann zur Bildung eines weiteren Lastpfads im Falle eines Heck-Crashs des Fahrzeugs.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009874 A1 [0001]