DE10317745A1 - Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder sowie mit einem diesen zugeordneten Hinterachsgetriebe, welches in einem an der Karosserie des Fahrzeugs befestigten Träger gelagert ist, der unter Zwischenschaltung von Piezo-Aktuatoren im wesentlichen starr an der Karosserie befestigt ist. Diese sind mit Befestigungselementen des Trägers gegen die Karosserie verspannt und geeignet ansteuerbar, um eine Übertragung von Geräuschen aus dem Hinterachsgetriebe im wesentlichen zu unterbinden. Die Lagerungen von den die Hinterräder führenden Lenkern im Träger sind ausreichend längselastisch ausgelegt, um die in Fahrzeug-Längsrichtung im wesentlichen starre Anbindung des Trägers an die Karosserie zu kompensieren.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder sowie mit einem diesen zugeordneten Hinterachsgetriebe, welches in einem an der Karosserie des Fahrzeugs befestigten Träger gelagert ist. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 196 23 997 A1 sowie auf die DE 198 20 617 C2 verwiesen.
• Stand der Technik für Kraftfahrzeuge mit angetriebenen Hinterrädern ist es, das Hinterachsgetriebe elastisch in einem sog. Hinterachsträger zu lagern und diesen wiederum elastisch bevorzugt mit großvolumigen Gummilagern an der Karosserie zu befestigen. Dadurch wird einerseits eine gewisse Längsfederung des Radmittelpunktes (bzw. Radaufstandspunktes) bei niederfrequenten Fahrbahnanregungen (z.B. Querfugen, Kanaldeckel...) erreicht und es ist andererseits eine akustische Entkopplung der Karosserie und damit der Fzg.-Insassen gegenüber höherfrequenten Anregungen wie Abrollgeräuschen, Verzahnungsgeräuschen insbesondere aus dem Hinterachsgetriebe oder Drehungleichförmigkeiten des Antriebsstrangs gewährleistet.
• Wegen der elastischen Verbindung zwischen dem Hinterachsträger und der Karosseriestruktur müssen die beiden betroffenen Bauteile, jedes für sich, hinsichtlich Steifigkeit und Festigkeit auf die auftretenden Betriebslasten bis zur Maximallast dimensioniert werden. Das führt zu relativ großen erforderlichen Querschnitten und Blechstärken und bringt Kosten- und Gewichtsnachteile mit sich. Zwar ließe sich durch Vergrößerung der Querschnitte bei gleicher Steifigkeit Material und damit Gewicht sparen, jedoch steht dieser Maßnahme der stets begrenzte Bauraum entgegen.
• Eine demgegenüber günstigere Hinterachs-Gestaltung an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterachsträger, bzw. allgemein ein Träger für die Radaufhängung und das Hinterachsgetriebe der angetriebenen Hinterräder, unter Zwischenschaltung von schwingungsselektiven Aufnahmeeinheiten, insbesondere Piezo-Aktuatoren, im wesentlichen starr an der Karosserie befestigt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß ist eine praktisch starre Verbindung zwischen dem sog. Hinterachs-Träger und der Karosserie vorgesehen, so dass diese beiden Bauteile zusammenwirken können, um die äußeren Lasten aufzunehmen. Hierdurch können diese Bauteile gegenüber dem bislang üblichen Stand der Technik deutlich geringer dimensioniert werden. Wenn dabei der vollständige Bauraum ausgenutzt wird, der ursprünglich bei bislang üblicher Gestaltung beansprucht wurde, entstehen erheblich größere wirksame Querschnitte und bei gleicher Steifigkeit reichen deutlich kleinere Wandstärken aus.
• Die weiterhin erforderliche akustische Entkopplung im höherfrequenten Bereich (ab ca. 20 Hz) übernehmen dann nicht mehr die bisher üblichen und nunmehr ersatzlos entfallenen Hinterachsträger-Gummilager, sondern bevorzugt aktiv angesteuerte Piezo-Aktuatoren, die bevorzugt mit den Befestigungsschrauben oder Befestigungselementen für den Träger an die Karosserie verspannt werden. Durch eine entsprechende elektronische Regelung kann die Kontraktion und Ausdehnung der Piezo-Aktuatoren so gestaltet werden, dass Anregungen z.B. durch Abroll- oder Verzahnungsgeräusche von den Fahrzeug-Insassen ferngehalten werden.
• Selbstverständlich können anstelle von Piezo-Aktuatoren auch andere geeignete sog. schwingungsselektive Aufnahmeeinheiten vorgesehen werden, die bezüglich der genannten im wesentlichen starren Verbindung zwischen dem Träger für die Hinterachse und der Karosserie insbesondere im höherfrequenten Bereich als sog. Schwingungs-Isolatoren wirken können bzw. eine Übertragung solcher höherfrequenten Schwingungen (im Bereich > 20 Hz) im wesentlichen verhindern können. In diesem Zusammenhang ist auf die eingangs zweitgenannte DE 198 20 617 C2 zu verweisen, aus der die Verwendung solcher schwingungsselektiven Aufnahmeeinheiten, bspw. Piezo-Aktuatoren, zur Schwingungsbedämpfung an einer Fahrzeug-Karosserie bekannt ist. Bei diesem bekannten Stand der Technik sind an der Karosserie im Bereich der Bodengruppe längenvariable Stützstreben mit integrierten schwingungsselektiver Aufnahmeeinheiten, die im Hinblick auf eine Schwingungsbedämpfung geeignet ansteuerbar sind, vorgesehen. Ähnlich diesem bekannten Stand der Technik, jedoch in Verbindung mit anderen Bauelementen eines Kraftfahrzeugs, können nun auch die mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Piezo-Aktuatoren oder dgl., die mit den Befestigungselementen des Trägers gegen die Karosserie verspannt sind, geeignet ansteuerbar sein, um (hier, im vorliegenden Falle) eine Übertragung von Geräuschen aus dem Hinterachsgetriebe in die Fzg.-Karosserie und somit in den Fzg.-Innenraum im wesentlichen zu unterbinden.
• Eine Längsfederung, d.h. eine federnde Wirkung in Fzg.-Längsrichtung insbesondere zur Aufnahme von niederfrequenten Stößen oder dgl. können die vorgeschlagenen Piezo-Aktoren (oder dgl.) allerdings nicht zur Verfügung stellen, da deren Amplituden im Zehntel-Millimeter-Bereich liegen. Daher wird vorgeschlagen, die Lager, insbesondere Gummilager der radführenden Lenker der Radaufhängung so auszulegen, dass diese einen ausreichenden möglichen Verformungsweg aufweisen, um befriedigenden (niederfrequenten) Fahrkomfort zu erreichen. Gegenüber dem üblichen Stand der Technik, bei dem die erforderliche Längsfederung zum Teil in den Lenkergummilagern und zum Teil in den Hinterachsträgerlagern dargestellt ist, hat diese hiermit vorgeschlagene klare Aufteilung, nämlich die Längsfederung komplett in die Lenker-Gummilager oder dgl. zu integrieren, den Vorteil, dass einseitige Stoß-Anregungen in Fzg.-Längsrichtung die jeweils andere Seite nicht beeinflussen. Die bislang übliche Nachgiebigkeit der Gummilager des Hinterachsträgers hingegen führt bei einseitiger Anregung (durch Fahrbahn-Fugen, Kanaldeckel, bei μ-split-Bremsung, etc.) zu einer geringfügigen Schrägstellung des Hinterachsträgers und damit zu Lenkeffekten der Hinterachse. Diese unerwünschten Lenkeffekte lassen sich mit der hiermit vorgeschlagenen starren Hinterachsträger-Anbindung vermeiden. Empfohlen wird hierbei lediglich, dass die Lagerungen von den die Hinterräder führenden Lenkern im Träger ausreichend längselastisch ausgelegt sind, um die in Fahrzeug-Längsrichtung im wesentlichen starre Anbindung des Trägers (Hinterachs-Trägers) an die Karosserie zu kompensieren.
• Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen sind Kosten- und Gewichtsvorteile insbesondere durch geringere Wandstärken in den Hinterachsträger- und Karosseriebauteilen erzielbar, alternativ Bauraumvorteile durch kleinere Dimensionierung bei vergleichbarem Gewicht. Vorteilhaft ist die Unempfindlichkeit auf einseitige Längskraft-Anregungen durch die vorgeschlagene starre Hinterachsträgeranbindung, da Lenkeffekte des Hinterachsträgers vermieden werden, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (3)

1. Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder sowie mit einem diesen zugeordneten Hinterachsgetriebe, welches in einem an der Karosserie des Fahrzeugs befestigten Träger gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger unter Zwischenschaltung von schwingungsselektiven Aufnahmeeinheiten, insbesondere Piezo-Aktuatoren, im wesentlichen starr an der Karosserie befestigt ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezo-Aktuatoren, die mit den Befestigungselementen des Trägers gegen die Karosserie verspannt sind, geeignet ansteuerbar sind, um eine Übertragung von Geräuschen aus dem Hinterachsgetriebe im wesentlichen zu unterbinden.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungen von den die Hinterräder führenden Lenkern im Träger ausreichend längselastisch ausgelegt sind, um die in Fahrzeug-Längsrichtung im wesentlichen starre Anbindung des Trägers an die Karosserie zu kompensieren.