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Die Erfindung betrifft einen Achsträger eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, der zwei sich in Fahrzeug-Längsrichtung erstreckende Längsträger aufweist, die über mehrere Querstrukturen miteinander verbunden sind und die jeweils über drei Befestigungsstellen an einem Karosserie-Längsträger befestigt sind, wobei auf dem Achsträger in Fahrzeug-Querrichtung vom benachbarten Längsträger beabstandet zumindest ein Motorlager vorgesehen ist.
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Achsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind in mannigfachen Ausführungsformen bekannt; weitgehend durchgesetzt hat sich dabei die angegebene Befestigung des Achsträgers an Karosserie-Längsträgern, die üblicherweise in der Karosseriestruktur des Fahrzeugs integriert sind. Zumeist verlaufen die Karosserie-Längsträger zumindest im Bereich des Achsträgers zumindest im wesentlichen in Fahrzeug-Längsrichtung, was zur Folge hat, dass bei vernünftiger bzw. gewichtsoptimaler Auslegung des Achsträgers dasjenige der mehreren am Achsträger vorgesehenen Motorlager, auf welchen ein üblicherweise als Brennkraftmaschine ausgebildetes Antriebsaggregat des Fahrzeugs gelagert ist und welches in Fahrzeug-Querrichtung betrachtet am weitesten vom benachbarten Karosserie-Längsträger beabstandet ist, nicht die geforderte Steifigkeit aufweisen kann. Hier fehlt schlichtweg eine ausreichende Abstützbasis zur wirksamen Abstützung der vom Motorlager aufzunehmenden Kräfte und Momente gegenüber der Fahrzeug-Karosserie. Als Abhilfemaßnahme könnte zwar der Achsträger insbesondere in der Umgebung des besagten Motorlagers geeignet versteift werden, jedoch würde hierdurch das Gewicht des Achsträger überproportional erhöht, was grundsätzlich unerwünscht ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für einen Achsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Maßnahme aufzuzeigen, mit Hilfe derer die Steifigkeit des besagten Motorlagers gegenüber der Fahrzeug-Karosserie signifikant gesteigert werden kann, ohne den genannten Nachteil der überproportionalen Gewichtserhöhung in Kauf nehmen zu müssen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass in direkter Umgebung des in Querrichtung am weitesten vom Karosserie-Längsträger beabstandeten Motorlagers eine zusätzliche Stützstrebe zwischen dem Längsträger des Achsträgers und dem Karosserie-Längsträger vorgesehen ist, die bei Betrachtung in Fahrzeug-Längsrichtung die Form eines zweiarmigen Bumerangs besitzt und wobei der am Längsträger anliegende Arm der Stützstrebe sowohl an seinem freien Ende als auch nahe des Übergangs zum anderen mit seinem Ende am Achsträger abgestützten Arm am Längsträger befestigt ist, so dass die Stützstrebe neben Zug- und Druckkräften auch ein um eine zumindest annähernd in Richtung der Fahrzeug-Längsachse laufende Achse drehendes Moment abstützen kann. Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Stützstrebe bei Betrachtung in Fahrzeug-Längsrichtung fachwerkartig ausgebildet sein.
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Grundsätzlich könnte zur Lösung des geschilderten Problems der Achsträger - üblicherweise handelt es sich dabei um einen Vorderachsträger - im Bereich der Krafteinleitung in das Motorlager über eine zusätzliche Stützstrebe in Form einer Pendelstütze vorzugsweise in vertikaler Richtung zur Karosserie hin versteift werden, jedoch ist dies aufgrund der relativen Lage von Motorlageranbindung und Karosserie nicht möglich. Es kann in Fzg.-Längsrichtung betrachtet also nur eine strebenartige Verbindung unter einem bestimmten Winkel gegenüber der Vertikalen dargestellt werden. Aufgrund des eingeschränkten Bauraumes, der hierzu zur Verfügung steht, können die Anbindungspunkte achsträgerseitig und karosserieseitig aber nicht frei gewählt werden. Um eine möglichst vertikal ausgerichtete Stützstrebe darzustellen, müsste der karosserieseitige Befestigungspunkt in Vertikalrichtung betrachtet so weit als möglich vom Achsträger beabstandet sein, wobei die Stützstrebe dann aufgrund der Bauraumeinschränkungen bogenförmig gekröpft werden müsste, wodurch sie an Steifigkeit verliert. Eine gerade Stützstrebe hingegen könnte nur unter einem relativ großen Winkel gegenüber der Vertikalen geneigt verlaufen, was zur Abstützung von im wesentlich vertikal ausgerichteten Kräften, wie sie vom Motor bzw. Antriebsaggregat in das Motorlager eingeleitet werden, kaum geeignet ist.
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Mit der vorliegenden Erfindung hingegen wird nun eine Momentenabstützung ermöglicht, wodurch die aussteifende Wirkung durch eine erfindungsgemäße Stützstrebe maximiert werden kann. Erfindungsgemäß ist nämlich die die Form eines zweiarmigen Bumerangs aufweisende Stützstrebe, welche auch als annähernd sichelförmig bezeichnet werden kann, mit ihrem ersten im wesentlichen in Vertikalrichtung weisenden Abschnitt oder Arm an zwei in Vertikalrichtung betrachtet im wesentlichen hintereinander vorgesehenen Punkten an der Fahrzeug-Karosserie, d.h. am Karosserie-Längsträger und vorzugsweise an der zur Fzg.-Mittenebene hin weisenden Seite desselben befestigt, vorzugsweise verschraubt. Ebenso möglich ist jedoch auch eine Schweißverbindung, wobei dann, wenn der an der Seite der Karosserie-Längsträgers anliegende Abschnitt oder Arm der Stützstrebe mit dem Karosserie-Längsträger längsnahtverschweißt ist, selbstverständlich auch eine Abstützung an vielen in Vertikalrichtung hintereinander liegenden Punkten realisiert ist, die eine Übertragung bzw. Abstützung von Momenten (bezüglich einer in Fahrzeug-Längsrichtung verlaufenden Achse) ermöglicht. Das freie Ende des anderen Arms oder Abschnitts der erfindungsgemäßen Stützstrebe, der nicht am Fahrzeug-Längsträger anliegt, ist am Achsträger in der Nähe oder direkten Umgebung des besagten Motorlagers befestigt bzw. abgestützt.
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In den beigefügten Figuren (1 zeigt eine räumliche Darstellung, 2 eine Teilansicht der verbauten Stützstrebe in Fzg.-Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung F betrachtet) ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das im weiteren erläutert wird.
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Zunächst auf 1 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 1 ein der Vorderachse eines Personenkraftwagens zugeordneter Achsträger gekennzeichnet, der in Vertikalrichtung betrachtet von unten her an den beiden seitlichen und nur abschnittsweise, nämlich im Vorderwagenbereich dargestellten Karosserie-Längsträgern 2 (linksseitig: 2a, rechtsseitig: 2b) befestigt ist. Der Achsträger 1 ist rahmenförmig aufgebaut und aus zwei seitlichen Längsträgern 1a, 1b sowie vorliegend drei Querstrukturen 1c, 1d, 1e in Form von Querstreben aufgebaut, wobei zwischen der mittleren Querstrebe 1d und der in Fahrtrichtung F betrachten hinteren Querstrebe 1e noch ein sog. Schubfeld 1f vorgesehen ist. Auf jeder Fahrzeug-Seite ist der Achsträger 1 an drei in Fahrzeug-Längsrichtung betrachtet hintereinander liegenden Anbindungsstellen am jeweiligen Längsträger 2 lösbar befestigt; für den rechten Längsträger 1b des Achsträgers 1 sind diese als Schraubverbindungen ausgebildeten Anbindungsstellen mit K1, K2, K3 gekennzeichnet.
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Am Achsträger 1, genauer auf einer geeignet gestalteten Ausbuchtung des rechtsseitigen Achsträger-Längsträgers 1a ist hinter der der mittleren Querstruktur/Querstrebe 1d ein Motorlager 3 befestigt, auf welchem anteilig das nicht dargestellte Antriebsaggregat des PKW abgestützt ist. Der Krafteinleitungspunkt vom Antriebsaggregat in dieses Motorlager 3 ist in Fzg.-Querrichtung betrachtet weiter vom benachbarten rechtsseitigen Karosserie-Längsträger 2b beabstandet als derjenige des anderen in den Figuren nicht sichtbaren und dem linksseitigen Karosserie-Längsträger 1a benachbarten Motorlagers.
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Um die Steifigkeit des Motorlagers 3 den Anforderungen entsprechend auf günstige Weise darstellen zu können ist wie vor der Figurenbeschreibung erläutert in der direkten Umgebung dieses Motorlagers 3 zwischen dem Achsträger-Längsträger 1b und dem benachbarten Karosserie-Längsträger 2b eine Stützstrebe 4 abgestützt. Diese - wie 2 zeigt - näherungsweise die Form eines zweiflügeligen bzw. zweiarmigen Bumerangs aufweisende Stützstrebe 4 ist mit ihrem sich im wesentlichen in Vertikalrichtung erstreckenden Arm 4a zweifach, nämlich an den Punkten K4 und K5 jeweils über eine nicht detailliert dargestellte Schraubverbindung mit der Karosserie, genauer mit der im wesentlichen vertikalen und der Fzg.-Mittenebene zugewandten Seite des Karosserie-Längsträgers 1b verbunden und kann dort somit nicht nur Zug- und Druckkräfte übertragen, sondern auch Momente und insbesondere Momente um die zum die Fahrtrichtung verdeutlichenden Pfeil F parallele Fahrzeug-Längsachse. Diese Kräfte und Momente werden vom anderen Arm 4b der Stützstrebe 4, dessen freies Ende am Achsträger 1 in direkter Nähe zum Motorlager 3 im Punkt V1 (vgl. 1) abgestützt (und dabei über eine Schraubverbindung befestigt) ist, aufgenommen und von dort über die beiden Punkte K5, K4 gegenüber dem Karosserie-Längsträger 1b abgestützt, wobei der Punkt K4 im Bereich des freien Endes des Armes 4a liegt und der andere Punkt K5 nahe des Übergangs zum anderen Arm 4b. Dabei wirkt diese Stützstrebe 4, deren Form näherungsweise auch durch einen Abschnitt einer Sichel beschrieben werden kann, zum einen als Pendelstütze, kann aber aufgrund der Abstützbasis in den Punkten K4, K5 auch Momente übertragen, wodurch die aussteifende Wirkung des Achsträgers 1 in direkter Umgebung des Motorlagers 3 maximiert wird.
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Wie insbesondere aus 2 hervorgeht ist die Stützstrebe 4 bei Betrachtung in Fahrzeug-Längsrichtung nach Art eines Fachwerks geformt, um den zu übertragenden Belastungen mit möglichst geringem Gewicht standhalten zu können. In dieser Form kann die Stützstrebe 4 bspw. als einfaches Strangpressprofil hergestellt werden. Dabei sind im Bereich der Anbindungspunkte V1, K4 und K5 der Stützstrebe 4 wie ersichtlich Kernbohrungen vorgesehen, in welche hinein selbstschneidende Schrauben eingedreht werden können, mit welchen die Stützstrebe 4 am Achsträger 1 bzw. am Karosserie-Längsträger 2b befestigt wird. Dabei ist eine einfache Montagezugänglichkeit gewährleistet, indem der Anbindungspunkt V1 von unten her und die Anbindungspunkte K4 und K5 von der Fahrzeugaußenseite her zugänglich sind.
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Grundsätzlich kann über die erfindungsgemäße Stützstrebe 4 die Steifigkeit an der Motorlageranbindung des Achsträgers 1 über relativ wenig Mehrgewicht erhöht werden, insbesondere im Vergleich zu einer gesamthaft verstärkten Dimensionierung des Achsträgers 1. Vorteilhafterweise kann die Stützstrebe 4 auch nur bei Bedarf bzw. als funktionelle Skalierungsmaßnahme fahrzeugtyp-individuell verbaut werden, insbesondere in Abhängigkeit von der Motorisierung des jeweiligen Personenkraftwagens. Dabei sind wegen der Möglichkeit der Momentenabstützung auch die lokalen Belastungen auf die Karosserie geringer, da die Kraft über zwei Punkte (K4, K5) in die Karosserie eingeleitet wird. Aufwändige Karosserieaussteifungen sind nicht notwendig, was sich auf das Gewicht des Fahrzeugs positiv auswirkt. Da insbesondere auch der Arm 4b der Stützstrebe 4, der auch auf Zug-Druck beansprucht wird, geradlinig verläuft, besitzt dieser keine Schwachstelle. Insgesamt liegt eine steife Konstruktion vor, die sich vorteilhafterweise durch geringen Bauraumbedarf auszeichnet.