DE10317743A1

DE10317743A1 - Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder

Info

Publication number: DE10317743A1
Application number: DE2003117743
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Kellermann; Thomas Patri
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder sowie mit einem diesen zugeordneten Hinterachsgetriebe, welches zusammen mit Radaufhängungselementen an der Karosserie des Fahrzeugs gelagert ist, wobei das Hinterachsgetriebe unter Zwischenschaltung sog. aktiver Lager oder schwingungsselektiver Aufnahmeeinheiten, insbesondere Piezo-Aktuatoren, direkt an der Karosserie befestigt ist und seinerseits zumindest Teile der Radaufhängung trägt. Die Piezo-Aktuatoren, die mit Befestigungselementen des Gehäuses des Hinterachsgetriebes gegen die Karosserie verspannt sind, sind geeignet ansteuerbar, um eine Übertragung von Geräuschen aus dem Hinterachsgetriebe im wesentlichen zu unterbinden. Einige Radaufhängungselemente sind zusätzlich über Feder-Dämpfer-Elemente und weitere schwingungsselektive Aufnahmeeinheiten an der Karosserie abgestützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder sowie mit einem diesen zugeordneten Hinterachsgetriebe, welches zusammen mit Radaufhängungselementen an der Karosserie des Fahrzeugs 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 bei niederfrequenten Fahrbahnanregungen erreicht und es ist andererseits eine akustische Entkopplung der Karosserie (und damit der Fzg.-Insassen) gegenüber höherfrequenten Anregungen wie Abrollgeräuschen, Verzahnungsgeräuschen oder Drehungleichförmigkeiten insbesondere aus dem Hinterachsgetriebe 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.

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 das Hinterachsgetriebe unter Zwischenschaltung sog. aktiver Lager oder schwingungsselektiver Aufnahmeeinheiten, insbesondere Piezo-Aktuatoren, direkt an der Karosserie befestigt ist und seinerseits zumindest Teile der Radaufhängung trägt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist eine direkte, praktisch feste Verbindung zwischen dem Hinterachsgetriebe, genauer dem Gehäuse des Hinterachsgetriebes, und der Karosserie vorgesehen, und dieses Gehäuse bzw. das Hinterachsgetriebe fungiert quasi als Hinterachsträger bzw. übernimmt einen Teil von dessen Funktion. Praktisch fest ist die vorgeschlagene direkte Verbindung zwischen dem Getriebe-Gehäuse und der Karosserie bzw. deren Unterboden jedoch nur insofern, als geeignete Maßnahmen zur Unterdrückung einer Schwingungsübertragung vom Getriebe-Gehäuse in die Karosserie vorgesehen sind. Letzteres ist mit sog. aktiven Lagern oder schwingungsselektiven Aufnahmeeinheiten möglich. Beispielsweise bzw. bevorzugt können hierfür sog. Piezo-Aktuatoren vorgesehen sein. Die weiterhin erforderliche akustische Entkopplung im höherfrequenten Bereich (ca. ab 20 Hz) übernehmen dann also 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 das Gehäuse des Hinterachsgetriebes an die Karosserie bzw. deren Unterboden 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. Entsprechendes gilt für andere Bauarten aktiver Lager oder schwingungsselektiver Aufnahmeeinheiten.

Selbstverständlich können anstelle von Piezo-Aktuatoren auch andere geeignete sog. schwingungsselektive Aufnahmeeinheiten vorgesehen werden, die bezüglich der genannten im wesentlichen festen Verbindung zwischen dem Hinterachsgetriebe 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 Gehäuses des Hinterachsgetriebes gegen die Karosserie verspannt sind, geeignet ansteuerbar sein, um (hier, im vorliegenden Falle) eine Übertragung von Geräuschen aus dem Hinterachsgetriebe sowie von den dessen Gehäuse und somit auch von der daran zumindest teilweise angebundenen Hinterachse in die Fzg.-Karosserie und somit in den Fzg.-Innenraum im wesentlichen zu unterbinden.

In Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden geometrischen Verhältnissen, bspw. von der Gestaltung des Gehäuses des Hinterachsgetriebes, und abhängig von den jeweiligen Anforderungen ist es möglich, dass auf einen eigenständigen Hinterachsträger vollständig verzichtet wird. Dann ist die Fzg.-Hinterachse bzw. sind deren radführende Lenker im wesentlichen am Hinterachsgetriebe bzw. an dessen Gehäuse aufgehängt. In der Regel dürften jedoch weitere Abstützungen zumindest einiger Radführungslenker bzw. allgemein sog. Radaufhängungselemente gegenüber der Karosserie erforderlich sein, wobei diese dann vorzugsweise über Feder-Dämpfer-Elemente und weitere schwingungsselektive Aufnahmeeinheiten an der Karosserie abgestützt sein können.

Die beiden beigefügten Prinzipskizzen zeigen stark vereinfacht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei 1 die Ansicht von hinten auf eine erfindungsgemäße Hinterachs-Gestaltung zeigt und in 2 ein Ausschnitt der Befestigung des Getriebe-Gehäuses an der Fzg.-Karosserie dargestellt ist.
Mit der Bezugsziffer 1 ist die Karosserie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere PKW's, gekennzeichnet, dessen beide Hinterräder 2 durch eine lediglich stark vereinfacht dargestellte Hinterachse 3 geführt sowie an die Karosserie 1 angebunden sind. Da die beiden Hinterräder 2 angetrieben sind, ist ein Hinterachsgetriebe 4 vorgesehen, von dem aus figürlich nicht dargestellte Abtriebswellen zu den Hinterrädern 2 führen. Wie aus 1 hervorgeht, ist das Hinterachsgetriebe 4 bzw. dessen Gehäuse direkt an der Karosserie 1 bzw. an deren Unterboden-Struktur befestigt, und zwar über sog. aktive Lager 5. Sichtbar sind hier nur zwei derartige Lager, bevorzugt sind derer vier vorgesehen, und zwar jeweils in einem Eckbereich des Gehäuses des Hinterachsgetriebes 4 angeordnet. Diese aktiven Lager 5 enthalten bevorzugt aktiv angesteuerte Piezo-Aktuatoren und wirken als schwingungsselektive Aufnahmeeinheiten, mit Hilfe derer eine Übertragung höherfrequenter Schwingungen aus dem Hinterachsgetriebe 4 in die Karosserie 1 im wesentlichen unterbunden werden kann.
Die Hinterachse 3 wird unter anderem vom Hinterachsgetriebe 4 bzw. von dessen Gehäuse getragen bzw. ist hieran angelenkt oder befestigt. Gegenüber der Karosserie 1 abgestützt ist die Hinterachse 3 bzw. sog. nicht detailliert dargestellte Radführungselemente oder radführende Lenker derselben über weitere sog. Abstützstellen 6, die als Feder-Dämpfer-Elemente ausgebildet sind und die ebenso wie die aktiven Lager 5 schwingungsselektive Aufnahmeeinheiten enthalten, so dass auch hierüber eine Übertragung von höherfrequenten Schwingungen aus der Hinterachse 3 in die Karosserie 1 verhindert wird.
2 zeigt lediglich einen Detailausschnitt zur Befestigung des Gehäuses des Hinterachsgetriebes 4 an der Karosserie 1 mittels Befestigungselementen 7, von denen hier nur ein einziges stark vereinfacht dargestellt ist. Konkret handelt es sich bei diesen Befestigungselementen um Schrauben, die bzw. deren Bolzenabschnitte durch entsprechende Aufnahmen im Getriebegehäuse hindurch gesteckt sind. Wie ersichtlich ist das Hinterachsgetriebe 4 bzw. dessen Gehäuse von der Karosserie unter Bildung eines Spaltes 8 beabstandet, wobei dieser Spalt 8 dadurch geschaffen ist, dass jedes genannte aktive Lager 5 (bevorzugt in Form eines geeignet gestalteten ansteuerbaren Piezo-Aktuators) jeweils über eines der genannten Befestigungselemente 7 gegen die Karosserie 1 verspannt ist, d.h. dass die aktiven Lager 5 zwischen dem Hinterachsgetriebe 4 und der Karosserie 1 angeordnet sind, wobei hier das Befestigungselement 7 das zugeordnete aktive Lager 5 bzw. den zugeordneten Piezo-Aktuator in einer Durchtrittsbohrung durchdringen kann.
Mit der vorliegenden Erfindung ergeben sich erhebliche Bauraum- und Gewichtsersparnisse; ferner kann ggf. vollständig auf einen eigenständigen Hinterachsträger verzichtet werden. Die einzelnen Komponenten Getriebe, Fahrwerk und Karosserie werden entkoppelt und es ergibt sich eine Verbesserung der Akustik, wobei darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder (2) sowie mit einem diesen zugeordneten Hinterachsgetriebe (4), welches zusammen mit Radaufhängungselementen (3) an der Karosserie (1) des Fahrzeugs gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterachsgetriebe (4) unter Zwischenschaltung aktiver Lager (5) oder schwingungsselektiver Aufnahmeeinheiten, insbesondere Piezo-Aktuatoren, direkt an der Karosserie (1) befestigt ist und seinerseits zumindest Teile der Radaufhängung (3) trägt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezo-Aktuatoren (5), die mit Befestigungselementen (7) des Gehäuses des Hinterachsgetriebes (4) gegen die Karosserie (1) verspannt sind, geeignet ansteuerbar sind, um eine Übertragung von Geräuschen aus dem Hinterachsgetriebe (4) im wesentlichen zu unterbinden.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Radaufhängungselemente (3) zusätzlich über Feder-Dämpfer-Elemente und weitere schwingungsselektive Aufnahmeeinheiten an der Karosserie (1) abgestützt sind.