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Title:
AXLE STRUCTURE FOR A COMMERCIAL VEHICLE CHASSIS HAVING AN AXLE BRIDGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/052479
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an axle structure (6) for a commercial vehicle chassis having a wheel axle (R), the spatial position of which is determined by axes of rotation of at least two wheels (16) arranged on opposite sides of the axle structure (6). In order to create an axle construction (6) that leaves sufficient installation space to provide the commercial vehicle (2) with an electric drive in the area of the axle construction (6) and that nevertheless enables safe driving behaviour and a high level of driving comfort, according to the invention the steering arms (8) on the side of the wheel axle (R) facing away from the pivot bearings (10) are connected to one another via an axle bridge (22) and a fastening bracket (24) for connecting steering rods (26) is formed in the centre area of the axle bridge (22).

Inventors:
JABER ABDULLAH (DE)
MAZYEK RAID (DE)
MUES HELKO (DE)
KRIEG TOBIAS (DE)
KRÖGER ANDREAS (DE)
ZUMDOHME DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/074623
Publication Date:
March 14, 2024
Filing Date:
September 07, 2023
Export Citation:
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Assignee:
TRAILER DYNAMICS GMBH (DE)
JABER ABDULLAH (DE)
MAZYEK RAID (DE)
MUES HELKO (DE)
KRIEG TOBIAS (DE)
KROEGER ANDREAS (DE)
ZUMDOHME DIRK (DE)
International Classes:
B60G9/00; B60B35/12; B60G7/00; B60G7/02; B60G9/02; B62D59/00; B62D65/12
Domestic Patent References:
WO2017095900A12017-06-08
WO2010132692A12010-11-18
Foreign References:
US7416200B22008-08-26
US6808192B12004-10-26
EP4059755A12022-09-21
JP2005053321A2005-03-03
EP1648722B12011-07-06
DE4338651A11995-03-09
EP1634731A12006-03-15
JP4110654B22008-07-02
DE10163628A12003-07-10
DE3526272A11986-09-25
Other References:
GEORG.BLENK@KRAFTHAND-MEDIEN.DE: "Der eTrailer von Trailer Dynamics I Krafthand-Truck", 12 August 2022 (2022-08-12), pages 1 - 9, XP093103507, Retrieved from the Internet [retrieved on 20231120]
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE OLBRICHT BUCHHOLD KEULERTZ PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Achskonstruktion (6) für ein Nutzfahrzeug-Fahrwerk mit einer Radachse (R), deren räumliche Lage von Drehachsen von zumindest zwei an gegenüberliegenden Seiten der Achskonstruktion (6) angeordneten Rädern (16) bestimmt ist, die Räder (16) sind jeweils über einen Radträger (12) an einem damit verbundenen Lenkerarm (8) gehalten, die Lenkerarme (8) sind entlang der Radachse (R) beabstandet voneinander angeordnet und jeweils in einer Richtung quer zur Radachse (R) ausgerichtet, die Lenkerarme (8) weisen jeweils an einem ersten Ende ein Schwenklager (10), in einem ersten Abstand zum Schwenklager (10) eine Schnittstelle (18) zur Anbindung eines Radträgers (12) an dem jeweiligen Lenkerarm (8) und in einem zweiten Abstand zum Schwenklager (10) einen Tragabschnitt (20) zur Verbindung des jeweiligen Lenkerarms (8) mit einem Federelement (14) auf, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkerarme (8) auf der den Schwenklagern (10) abgewandten Seite der Radachse (R) über eine Achsbrücke (22) miteinander verbunden sind und im mittleren Bereich der Achsbrücke (22) eine Befestigungskonsole (24) zur Anbindung von Lenkerstreben (26) ausgebildet ist.

2. Achskonstruktion nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskonsole (24) als ein unterhalb der Oberkante der Achsbrücke (22) angeordneter Vorsprung (V) ausgebildet ist, der sich in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke (22) erstreckt.

3. Achskonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkerstreben (26) eine Längenverstellvorrichtung aufweisen.

4. Achskonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorsprung (V) Befestigungselemente (28a) zur Befestigung von Lenkerstreben (26) ausgebildet sind, deren Zugrichtung aus einer Ansicht von oben in einem Winkel (a) < 45° und > 0° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke (22) ausgerichtet ist.

5. Achskonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorsprung (V) auf gegenüberliegenden Seiten Befestigungselemente (28a) zur Befestigung von Lenkerstreben (26) ausgebildet sind, an denen auf jeder Seite des Vorsprungs (V) zumindest jeweils eine Lenkerstrebe (26) drehbeweglich und/oder gelenkig mit dem oder den zugehörigen Befestigungselementen (28a) verbunden ist und sich diese Lenkerstrebe (26) vom zugehörigen Befestigungselement (28a) aus in der Montage- und Ruhestellung der Achskonstruktion (6) in einem Nutzfahrzeug bis zum Anbindungspunkt der Lenkerstrebe (26) an dem dieser Lenkerstrebe (26) zugehörigen Lenkerarm (8) hin in einem Anstellwinkel erstreckt, der um ein Winkelmaß von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen

Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad (16) abweicht.

6. Achskonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite des Vorsprungs (V) jeweils zumindest zwei Lenkerstreben (26) angeordnet sind, die den Vorsprung (V) von einem jeweiligen Befestigungselement (28a) aus mit einem zugeordneten Lenkerarm (8) verbinden, und die Lenkerstreben (26) so ausgerichtet sind, dass die erste der beiden Lenkerstreben (26) von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad (16) zum Lenkerarm (8) hin nach oben und die zweite der beiden Lenkerstreben (26) von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad (16) zum Lenkerarm (8) hin nach unten abweicht.

7. Achskonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkerstreben (26) an einem ersten Ende mit einem Molekulargelenk (62) und an einem zweiten Ende mit einem Axialgelenk (64) mit der Achsbrücke (22) und dem Lenkerarm (8) verbunden sind.

8. Achskonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkerarme (8) und die Achsbrücke (22) jeweils durch mindestens drei Schraubverbindungen miteinander verbunden sind.

9. Achskonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Enden der Achsbrücke (22) zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Platten (42a, 42b) aufweisen, die sich im Montagezustand der Achskonstruktion (6) an einem Fahrzeug (2) in einer zumindest annähernd waagerechten Ausrichtung befinden, wobei zwischen den beiden Platten (42a, 42b) zumindest eine Hülse (44) angeordnet ist, deren Mittellängsachse (L) sich im Einbauzustand der Achskonstruktion (6) in ein Fahrzeug (2) in einer zumindest annähernd vertikalen Richtung erstreckt, zumindest eine der beiden Platten (42a, 42b) in der Verlängerung der Mittellängsachse der Hülse (44) eine Durchführungsöffnung (46) aufweist, durch die ein in die Hülse (44) passender Schraubbolzen (48) hindurchgeführt ist, zwischen den beiden Platten (42a, 42b) und einem Ende der Hülse (44) ein Zwischenraum (50) ausgebildet ist, in den ein Verbindungselement (52) eines Lenkerarms (8) eingesteckt ist, das Verbindungselement (52) des Lenkerarms (8) ebenfalls in der Verlängerung der Mittellängsachse der Hülse (44) eine Durchführungsöffnung (46) aufweist, durch die der in die Hülse (44) passende Schraubbolzen (48) hindurchgeführt ist, und zumindest die der Hülse (44) abgewandte Seite einer der beiden Platten (42a, 42b) eine Spannfläche (54) aufweist, gegen die eine Schraubmutter oder ein Schraubkopf des Schraubbolzens (48) verschraubt ist..

10. Nutzfahrzeug (2) mit einer Achskonstruktion (6) für ein Nutzfahrzeug-Fahrwerk mit einer Radachse (R), deren räumliche Lage von Drehachsen von zumindest zwei an gegenüberliegenden Seiten der Achskonstruktion (6) angeordneten Rädern (16) bestimmt ist, die Räder (16) sind jeweils über einen Radträger (12) an einem damit verbundenen Lenkerarm (8) gehalten, die Lenkerarme (8) sind entlang der Radachse (R) beabstandet voneinander angeordnet und jeweils in einer Richtung quer zur Radachse (R) ausgerichtet, die Lenkerarme (8) weisen jeweils an einem ersten Ende ein Schwenklager (10), in einem ersten Abstand zum Schwenklager (10) eine Schnittstelle (18) zur Anbindung eines Radträgers (12) an dem jeweiligen Lenkerarm (8) und in einem zweiten Abstand zum Schwenklager (10) einen Tragabschnitt (20) zur Verbindung des jeweiligen Lenkerarms (8) mit einem Federelement (14) auf, dadurch gekennzeichnet, dass die Achskonstruktion (6) nach den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 - 9 gestaltet ist.

Description:
Achskonstruktion für ein Nutzfahrzeug-Fahrwerk mit einer Achsbrücke

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Achskonstruktion für ein Nutzfahrzeug-Fahrwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Nutzfahrzeug mit einer entsprechenden Achskonstruktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Aus der Schrift DE 101 63 628 A1 ist eine gattungsgemäße Achskonstruktion mit einer Achsbrücke bekannt. Die Räder werden über einen am Rad angeordneten Antriebsmotor angetrieben. Die Achsbrücke ist unterhalb der Radachse angeordnet, um in einem Niederflur-Omnibus einen möglichst tiefen Einstieg zu ermöglichen.

Aus der Schrift DE 35 26 272 A1 ist eine Achskonstruktion bekannt, bei der ein hohler Achsträger an seinen äußeren Enden die Radträger hält. Die Feder- und Dämpferelemente sind gegen die Radträger abgestützt. Der Achsträger ist als geschweißter Blechkasten ausgebildet.

Die Radaufhängungen sollen ein sicheres Fahrverhalten gewährleisten und Einbußen beim Fahrkomfort infolge Fahrbahnunebenheiten mildem. Dazu müssen sie die Räder bei Stößen elastisch nachgebend führen, ohne die Fahrwerkgeometrie merklich zu verändern und dabei einen möglichst langen Federweg haben, Schwingungen dämpfen und möglichst leicht sein, um die ungefederten Massen möglichst gering zu halten. Ein zu großer Spurwinkel sollte vermieden werden, da sich sonst der Reifenverschleiß erhöht und die Reifen insbesondere über ihre Breite ungleich verschleißen. Bei einem zu großen Spurwinkel können auch die Antriebskräfte nicht mehr voll auf den Boden übertragen werden. Da sich die Anforderungen teilweise widersprechen, sind Bauart und Abstimmung stets ein Kompromiss.

Neuerdings stellt sich zusätzlich das Problem, dass eine Achskonstruktion die Möglichkeit eröffnen soll, die Räder, die von der Achskonstruktion gehalten sind, mittels eines oder mehrerer Elektromotoren anzutreiben. Hier stellt sich allerdings das Problem, dass der in einem Nutzfahrzeug verfügbare Bauraum knapp bemessen ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Achskonstruktion zu schaffen, die einen ausreichenden Bauraum belässt, um das Nutzfahrzeug im Bereich der Achskonstruktion mit einem elektrischen Antrieb zu versehen und die gleichwohl ein sicheres Fahrverhalten und einen hohen Fahrkomfort ermöglicht.

Die Aufgabe wird für die gattungsgemäße Achskonstruktion durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und für das gattungsgemäße Nutzfahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Lenkerarme sind jeweils in einem Schwenklager, das in einer rahmenseitigen Haltevorrichtung angeordnet ist, schwenkbeweglich gelagert. Indem die Lenkerarme auf der den Schwenklagern abgewandten Seite der Radachse über eine Achsbrücke miteinander verbunden sind, ergibt sich eine bessere Spurführung für die an den Radträgem befestigten Räder. Die beiden Lenkerarme bilden zusammen mit der Achsbrücke eine U-förmige Schwinge, an der auf gegenüberliegenden Seiten die beiden Räder gehalten sind. Über die Achsbrücke werden auf die Achskonstruktion beim Fahren des Nutzfahrzeugs einwirkenden Querkräfte gut zwischen beiden Rädern und Lenkerarmen aufgeteilt.

Die Lenkerarme können ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Bei einer einteiligen Ausführung erstrecken sie sich als eine Schweißbaugruppe oder als ein einziges aus einem Stahlguss gegossenes Bauteil vom Schwenklager bis in den Bereich der Anbindung der Achsbrücke. Bei einer mehrteiligen Ausführung gibt es zwischen den einzelnen Teilen der Lenkerarme Teilungen, an denen die einzelnen Teile aber zu einem Lenkerarm zusammengefügt sind.

Die Achsbrücke ist dabei so ausgelegt, dass sie ein einseitiges Ein- oder Ausfedern eines Lenkerarms auf einer Fahrzeugseite zulässt, ohne dabei den auf der anderen Fahrzeugseite befindlichen Lenkerarm in gleicher weise mit nach oben zu ziehen oder nach unten zu drücken. Die Achsbrücke ist zwar bevorzugt biegesteif konstruiert, sie kann aber - genauso wie die Lenkerarme - in einem geringen Umfang bei einseitig einwirkenden Belastungen Torsionsbewegungen ausführen, wodurch die einwirkenden Kräfte zumindest teilweise kompensiert werden. Ein einseitiges Ein- oder Ausfedern bleibt dadurch möglich. Das gilt insbesondere dann, wenn die Lagerbüchsen der Schwenklager, in denen die Lenkerarme nach ihrem Einbau in ein Nutzfahrzeug in einer rahmenseitigen Haltevorrichtung gehalten werden, weich ausgelegt sind.

Indem die Achsbrücke im Raum auf der den Schwenklagern abgewandten Seite der Radachse angeordnet ist, bleibt der Bauraum im Bereich der Radachse zwischen den Lenkerarmen frei. Auf ein gewöhnliches Achsrohr wird bei dieser Konstruktion verzichtet. Dieser Bauraum kann nun für Antriebskomponenten eines elektrischen Fahrantriebs für die von der Achskonstruktion gehaltenen Räder genutzt werden.

Im mittleren Bereich der Achsbrücke ist eine Befestigungskonsole zur Anbindung von Lenkerstreben ausgebildet. Über diese Lenkerstreben, lassen sich die Spur, der Sturz, die Spreizung als auch der Vor- oder Nachlauf einstellen. Die Spur beschreibt die Längendifferenz, um die die beiden Räder einer Achse vorne näher zusammenstehen als hinten. Sind die Räder vorne näher zusammen, so spricht man von "positiver Spur" oder einer „Vorspur“, umgekehrt von "negativer Spur" oder auch "Nachspur". Der Sturz wiederrum beschreibt den Winkel der Radebene zu einer im Aufstandspunkt des jeweiligen Rades errichteten Senkrechten quer zur Fahrzeuglängsachse. Die Spreizung andererseits ist der Winkel zwischen der schräg gestellten Achse und einer Senkrechten zur Fahrbahn quer zur Fahrzeuglängsachse.

Auch die Nutzlast kann, bei ungeeigneter Auslegung der Achsgeometrie zu einer

Sturzwinkelveränderung führen. Damit ist es durch die Lenkerstreben möglich den Sturz entsprechend der üblicherweise transportierten Nutzlast anzupassen. Seitenführungskräfte können beim rollenden Reifen nur entstehen, wenn Schräglaufwinkel und/oder Sturz vorhanden ist. Durch Sturz stellt sich eine günstige Spannungsverteilung der Profilteilchen in der Reifenaufstandsfläche ein. Bei mehrspurigen Fahrzeugen wie Nutzfahrzeugen werden Grundsturz und Sturzänderung zur partiellen Kompensation des Sturzwinkels zur Straße eingesetzt, der sich am kurvenäußeren Rad durch die Wankneigung des Fahrzeugs ergibt. Bei Einzelradaufhängungen ändert sich - abhängig vom Achsprinzip und der Kinematik der Achse - der Sturz über dem Federweg. Dagegen bleibt bei Starrachsen der Sturz zur Straße bei Kurvenfahrt näherungsweise konstant. Bei einer Achskonstruktion, in der ein gewöhnliches Achsrohr ersetzt worden ist durch eine Achsbrücke, die um ein Maß versetzt zur Radachse angeordnet ist, ergeben sich aufgrund des Versatzes der Achsbrücke zur Radachse bei Kurvenfahrt und einseitigen Ein- und Ausfederbewegungen der Räder wiederum Sturzveränderungen an den Rädern, die durch Torsionsbewegungen in den Lenkerarmen und/oder der Achsbrücke verursacht werden. In einer Achskonstruktion für eine angetriebene Achse, in der ein gewöhnliches Achsrohr fehlt und die Verbindung der schwenkbeweglichen Lenkerarme mit den daran befestigten angetriebenen Rädern über eine zur Radachse versetzt angeordnete Achsbrücke hergestellt wird, ist eine zusätzliche Führung der Räder und eine Lösung zur Weiterleitung der Radkräfte deshalb erforderlich. Bei der Auslegung von Achskonstruktionen für Nutzfahrzeuge, insbesondere auch bei luftgefederten Achskonstruktion, ist es zudem wichtig, die auftretenden Seitenkräfte sinnvoll abzuleiten. Das gilt insbesondere auch bei angetriebenen Achsen in einem Fahrzeug, da die Querkräfte ansonsten dazu führen, dass der Sattelauflieger nicht mehr der gezogenen Trajektorie der Sattelzugmaschine folgt.

Die erstmalige Einstellung der gewünschten Geometrie der Räder auf einen Wert bei der Montage der Achskonstruktion an einem Nutzfahrzeug und die Beibehaltung eines gewünschten Radsturzes, Radspur, Radspreizung und den Radvor- und Radnachlauf der angetriebenen Räder während der Fahrt des Nutzfahrzeugs sowie die Übertragung und der Ausgleich der bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs auftretenden Radkräfte ist nun über die Lenkerstreben möglich, die über die Befestigungskonsole mit der Achsbrücke verbunden werden können. Um die Räder in einer gewünschten Geometrie zu halten und die bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs auftretenden Kräfte aufzufangen, ist die Befestigungskonsole im mittleren Bereich der Achsbrücke ausgebildet. An der Befestigungskonsole können Lenkerstreben mit ihrem ersten Ende befestigt werden, die an ihrem zweiten Ende mit einem der Lenkerarme verbunden sind. Die bei Kurvenfahrt oder durch die Nutzlast auf die Lenkerarme einwirkenden Kräfte werden über die Lenkerstreben auf die Befestigungskonsole an der Achsbrücke übertragen. Die Achsbrücke wirkt dadurch stabilisierend. Die Lenkerarme leiten die aus den Lenkerstreben auf sie einwirkenden Kräfte auf die Räder und den Fahrzeugrahmen ab.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Befestigungskonsole als ein unterhalb der Oberkante der Achsbrücke angeordneter Vorsprung ausgebildet, der sich in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke erstreckt. Durch den unterhalb der Oberkante der Achsbrücke angeordneten Vorsprung können die Len- kerstreben in einer Höhe an der Achsbrücke angreifen, die tiefer liegt als die obere Kante der Achsbrücke. Über den dadurch ermöglichten längeren Hebel können die Lenkerstreben höhere Kräfte aufnehmen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lenkerstreben eine Längenverstellvorrichtung auf. Mit dem Lenkerstreben ist es möglich, den Sturz, die Spur, die Spreizung und den Vor- und Nachlauf der Räder der Achskonstruktion nach dem Anbau der Achskonstruktion an ein Nutzfahrzeug auf einen gewünschten Wert einzustellen. Die Lenkerstreben können eine passende feste Länge aufweisen. Es ist aber auch möglich, die Geometrie der Räder einstellbar auszuführen, indem die Länge der Lenkerstreben mit der Längenverstellvorrichtung auf eine zu einer gewünschten Geometrie der Räder passende Länge eingestellt wird. Die Längenverstellung kann beispielsweise durch teleskopier- und in einer jeweiligen Auszugsstellung festlegbare Rohre, durch eine längenveränderlich einstellbare Spannschraube oder andere geeignete Längenverstellvorrichtungen erfolgen. Die Länge der Lenkerstreben, die mit einer Längenverstellvorrichtung versehen sind, kann nicht nur bei der Montage der Achskonstruktion an einem Fahrzeug, sondern auch nachträglich während der Nutzung des Fahrzeugs auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Damit ist es möglich, die Geometrie der Achse der üblichen Beladung des Fahrzeugs anzupassen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Vorsprung Befestigungselemente zur Befestigung von Lenkerstreben ausgebildet, deren Zugrichtung aus einer

Ansicht von oben in einem Winkel < 45° und > 0° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke ausgerichtet ist. Die Ausrichtung der Zugrichtung der Befestigungselemente in dem angegebenen Winkelbereich kann erfolgen, indem die Befestigungselemente entsprechend schräg zu einer Halteplatte ausgerichtet sind, an der die Befestigungselemente befestigt sind, und/oder die Halteplatte, an der die Befestigungselemente befestigt sind, in einer Winkellage zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke angeordnet ist, aus der sich der angegebene Zugrichtungswinkel ergibt. Durch eine Zugrichtung der Lenkerstreben, die aus einer Ansicht von oben auf die Achsbrücke in einem Winkel < 45° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke ausgerichtet sind, bilden eine jeweilige Lenkerstrebe, der von der jeweiligen Lenkerstrebe abgestrebte Abschnitt der Achsbrücke und der Abschnitt des Lenkerarms zwischen seiner Anbindung an die Achsbrücke bis zu der Stelle, an der die jeweilige Lenkerstrebe an dem Lenkerarm angreift, ein Kräftedreieck, über das sich die auf diese Bauteile einwirkenden Kräfte gut verteilen. Die Lenkerstreben können dadurch die Achsbrücke in eine Richtung quer zur Längserstreckungsrichtung des Fahrzeugs effektiv abstützen und die Räder bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs in einer gewünschten geometrischen Ausrichtung halten. Indem der Winkel > 0° ist, können die Lenkerstreben nicht nur Querkräfte von der Achsbrücke auf den Rahmen übertragen, sondern auch Längskräfte. Die Befestigungsmittel können beispielsweise als Schraubbolzen ausgeführt sein, auf die eine Lenkerstrebe aufgeschraubt werden kann. Es können aber auch hakenartig oder auf eine sonstige geeignete Weise ausgebildete Befestigungsmittel vorgesehen sein. Ebenso können andere Befestigungselemente, wie Schraubverbindungen durch geeignet ausgeführte Verbindungsstellen, verwendet werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Vorsprung auf gegenüberliegenden Seiten Befestigungselemente zur Befestigung von Lenkerstreben ausgebildet, an denen auf jeder Seite des Vorsprungs zumindest jeweils eine Lenkerstrebe drehbeweglich und/oder gelenkig mit dem oder den zugehörigen Befestigungselementen verbunden ist und sich diese Lenkerstrebe vom zugehörigen Befestigungselement aus in der Montage- und Ruhestellung der Achskonstruktion in einem Nutzfahrzeug bis zum Anbindungspunkt der Lenkerstrebe an dem dieser Lenkerstrebe zugehörigen Lenkerarm hin in einem Anstellwinkel erstreckt, der um ein Winkelmaß von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad abweicht. Durch die Anordnung der Befestigungselemente auf gegenüberliegenden Seiten des Vorsprungs ist es möglich, die auf die Achskonstruktion bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs einwirkenden Querkräfte auf beide Seiten des Fahrzeugrahmens zu übertragen. Je nach Wirkrichtung einer Querkraft werden dabei die auf einer ersten Seite des Vorsprungs angeordneten Befestigungselemente auf Zug und die auf der zweiten Seite des Vorsprungs angeordneten Befestigungselemente auf Druck belastet. Durch die beidseitige Einleitung der Querkräfte in den Fahrzeugrahmen ergibt sich eine sehr gute Abstützung der Achskonstruktion bei Kurvenfahrt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind auf jeder Seite des Vorsprungs jeweils zumindest zwei Lenkerstreben angeordnet, die den Vorsprung von einem jeweiligen Befestigungselement aus mit einem zugeordneten Lenkerarm verbinden, und die Lenkerstreben so ausgerichtet sind, dass die erste der beiden Lenkerstreben von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmit- telpunkt im zugehörigen Rad zum Lenkerarm hin nach oben und die zweite der beiden Lenkerstreben von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad zum Lenkerarm hin nach unten abweicht. Die zumindest zwei Lenkerstreben bewegen sich bei dieser spezifischen Anordnung bei Verformungen der Lenkerarme und der Achsbrücke jeweils in entgegengesetzte Richtungen, wodurch diese ein Kippmoment auf den jeweiligen Lenkerarm und damit auch auf das daran befestigte Rad erzeugen. Dieses Kippmoment kann dazu genutzt werden, das Rad in einer gewünschten geometrischen Einstellung zu halten.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Lenkerstreben an einem ersten Ende mit einem Molekulargelenk und an einem zweiten Ende mit einem Axialgelenk mit der Achsbrücke und dem Lenkerarm verbunden. Molekulargelenke, welche in Achsstreben, Lenkern oder dergleichen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, verwendet werden und einen gummiartigen, elastischen Gelenkkörper beinhalten, sind allgemein bekannt. Im Allgemeinen ermöglichen Molekulargelenke einen hohen Fahrkomfort, sind unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie Schmutz und wartungsfrei. Ein Molekulargelenk besteht aus einem innen im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse, einem etwa in der Mitte des Gehäuses liegenden Gelenkzapfen und einem hülsenförmigen Gelenkkörper aus einem elastomeren Werkstoff. Der Gelenkkörper ist zwischen dem Gehäuse und dem Gelenkzapfen, an beiden Bauteilen festhaftend und mit einer Vorspannung versehen, angeordnet. Die benachbarten Flächen des Gehäuses und des Gelenkzapfens sind derart geformt, dass der Gelenkkörper im Ruhezustand des Gelenkes nicht komplett am Gehäuse anliegt. Hierzu wird, vorzugsweise im mittleren Bereich des Gehäuses, eine Matenalausnehmung, welche einen Freiraum zwischen Gehäuse und Gelenkkörper schafft, gebildet. Durch den Freiraum wird die Vorspannung des Gelenkkörpers herabgesetzt und somit ein variables Kennungsverhalten des Molekulargelenks erreicht, insbesondere eine progressive Federkennlinie des elastischen Gelenkkörpers, so dass bei einer geringen Belastung mit einer großen Einfederung sich eine niedrige Federrate einstellt und bei einer großen Belastung mit einer relativ kleinen Einfederung sich eine große Federrate ergibt. Dadurch ist eine weiche Dämpfung und Federung der Fahrzeugbewegungen bei geringen Auslenkungen möglich, sowie eine harte Kennung bei hohen Belastungen, welche zum Beispiel bei schnell ausgeführten Fahr- oder Bremsmanövern oder schlechter Fahrbahnqualität entstehen. Ein Axialgelenk ermöglicht im Fahrzeug eine lineare Weitergabe der Kräfte und wird überall dort eingesetzt, wo eine Beweglichkeit längsseits der Achse vonnöten ist. Das Axialgelenk im Besonderen ermöglicht es, dass die Lenkerstreben ebenfalls montiert werden können, wenn größere Fertigungstoleranzen auftreten, die bei dieser großen und geschweißten Konstruktion nicht vermieden werden können.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Lenkerarme und die Achsbrücke jeweils durch mindestens drei Schraubverbindungen miteinander verbunden. Bei einem Versatz der Radachse zu einer Achsbrücke in einer Achskonstruktion ergeben sich hohe Schub- und Zugkräfte im Übergangsbereich von den Lenkerarmen zur Achsbrücke, wenn das mit der Achskonstruktion ausgestattete Nutzfahrzeug Kurven fährt und/oder die Lenkerarme ein- oder ausfedern. Eine Schraubverbindung bietet gegenüber herkömmlichen Schweißverbindungen Vorteile. Um die Schraubverbin- dung ausreichend belastbar zu machen, sind aber zumindest drei Schraubverbindungen erforderlich, um einen Lenkerarm ausreichend fest und dauerhaltbar mit einer Achsbrücke zu verbinden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die äußeren Enden der Achsbrücke zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Platten auf, die sich im Montagezustand der Achskonstruktion an einem Fahrzeug in einer zumindest annähernd waagerechten Ausrichtung befinden, wobei zwischen den beiden Platten zumindest eine Hülse angeordnet ist, deren Mittellängsachse sich im Einbauzustand der Achskonstruktion in ein Fahrzeug in einer zumindest annähernd vertikalen Richtung erstreckt, zumindest eine der beiden Platten in der Verlängerung der Mittellängsachse der Hülse eine Durchführungsöffnung aufweist, durch die ein in die Hülse passender Schraubbolzen hindurchgeführt ist, zwischen den beiden Platten und einem Ende der Hülse ein Zwischenraum ausgebildet ist, in den ein Verbindungselement eines Lenkerarms eingesteckt ist, das Verbindungselement des Lenkerarms ebenfalls in der Verlängerung der Mittellängsachse der Hülse eine Durchführungsöffnung aufweist, durch die der in die Hülse passende Schraubbolzen hindurchgeführt ist, und zumindest die der Hülse abgewandte Seite einer der beiden Platten eine Spannfläche aufweist, gegen die eine Schraubmutter oder ein Schraubkopf des Schraubbolzens verschraubt ist. Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion können die Achsbrücke und die Lenkerarme auf eine einfache Weise fest miteinander verbunden werden, und zwar insbesondere mittels einer vorteilhaften Schraubverbindung, die eine separate Montage sowie Demontage der Bauteile voneinander ermöglicht. Die Hülse kann als einfache Spannhülse oder als Schraubhülse mit einem Innenge- winde ausgeführt sein. Die Hülse kann mit einer Platte fest verbunden sein, beispielsweise durch eine Schweißverbindung, und die Verschraubung erfolgt dann gegen die andere Platte, oder die Hülse ist als einfache Distanzhülse auf einen Schraubbolzen aufgesteckt, der die beiden Platten miteinander verspannt. Bei dem Verbindungselement des Lenkerarms kann es sich um einen plattenförmigen Schenkel des Lenkerarms handeln, der in den Zwischenraum zwischen der Hülse und der zweiten Platte eingesteckt und danach mit dem durch die Durchführungsöffnung hindurchgesteckten Schraubbolzen mit der Achsbrücke verschraubt worden ist. Natürlich können mehr als eine Hülse mit einer der Anzahl der verwendeten Hülsen entsprechenden Anzahl von Durchführungsöffnungen an den Enden der Achsbrücke vorhanden sein, sodass der zu einem Ende der Achsbrücke zugehörige Lenkerarm mit dieser über mehrere Schraubbolzen verbunden sein kann. Bei der Verbindung des Lenkerarms mit der Achsbrücke mittels mehrerer Schraubbolzen kann eine ausreichend feste, dauerhaltbare und wartungsfreie Verbindung der beiden Bauteile miteinander geschaffen werden.

Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend aufgeführten Ausgestaltungen der Erfindung jeweils für sich, aber auch untereinander mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 und den übrigen Unteransprüchen kombiniert werden können, soweit dem keine technischen Hindernisse entgegenstehen und keine zwingenden Abhängigkeiten gegeben sind.

Weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den

Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen entnehmen. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 : eine Gesamtansicht auf einen in einem Nutzfahrzeug installierten elektrischen Antriebsstrang von schräg unten,

Figur 2: eine Ansicht auf die Achskonstruktion von oben,

Figur 3: eine Ansicht auf die Achskonstruktion von hinten,

Figur 4: eine vergrößerten Darstellung eines äußeren Endes der Achsbrücke, und

Figur 5: die in Figur 4 gezeigte Darstellung eines äußeren Endes der Achsbrücke mit einer Verschraubung.

Die Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht auf ein Nutzfahrzeug 2 in Gestalt eines LKW- Trailers von schräg unten, in den ein elektrischer Antriebsstrang 200 eingebaut ist. Das Nutzfahrzeug 2 verfügt über einen Fahrzeugrahmen 4, der im Ausführungsbeispiel über drei Achskonstruktionen 6 auf dem Boden abgestützt ist. Die mittlere Achskonstruktion 6 verfügt über den elektrischen Antriebsstrang 200, bei den beiden anderen Achskonstruktionen ist aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung die Achsbrücke beziehungsweise die Achse weggelassen. Im Frontbereich wird das Nutzfahrzeug mit dem Königszapfen K auf die Sattelkupplung eines zeichnerisch nicht näher dargestellten Sattelschleppers aufgelegt und darüber gezogen.

Die Achskonstruktionen 6 weisen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugrahmens 4 einen Lenkerarm 8 auf, der jeweils über ein in einer Haltekonsole angeordnetes Schwenklager 10 mit dem Fahrzeugrahmen 4 verbunden ist. An dem Lenkerarm 8 ist jeweils auch ein Radträger 12 befestigt, an dem dann die Räder des Nutzfahrzeugs 2 angeschraubt werden können. An ihrem dem Schwenklager 10 abgewandten Ende werden die Lenkerarme 8 noch jeweils über ein Federelement 14 am Fahrzeugrahmen 4 abgestützt. Die Lenkerarme 8 rotieren also bei Federbewegungen um die Schwenklager 10 und federn dabei gegen die Rückstellkräfte in den flexiblen Federelementen 14.

In Fig. 2 ist eine Ansicht auf die Achskonstruktion 6 von oben gezeigt. In dieser Ansicht ist die Radachse R gut erkennbar, deren räumliche Lage von Drehachsen von zumindest zwei an gegenüberliegenden Seiten der Achskonstruktion 6 angeordneten Rädern 16 bestimmt ist. Die Räder 16 sind jeweils über einen Radträger 12 an einem damit verbundenen Lenkerarm 8 gehalten. Die Lenkerarme 8 sind entlang der Radachse R beabstandet voneinander angeordnet und jeweils in einer Richtung quer zur Radachse R ausgerichtet. Die Lenkerarme 8 weisen jeweils an einem ersten Ende ein Schwenklager 10, in einem ersten Abstand zum Schwenklager 10 eine Schnittstelle 18 zur Anbindung eines Radträgers 12 an dem jeweiligen Lenkerarm 8 und in einem zweiten Abstand zum Schwenklager 10 einen Tragabschnitt 20 zur Verbindung des jeweiligen Lenkerarms 8 mit einem Federelement 14 auf. Die Lenkerarme 8 sind auf der den Schwenklagern 10 abgewandten Seite der Radachse R über eine Achsbrücke 22 miteinander verbunden. Die Lenkerarme 8 sind auch im Bereich der Tragabschnitte 20 zur Verbindung des jeweiligen Lenkerarms 8 mit einem Federelement 14 mit der Achsbrücke 22 verbunden. Im mittleren Bereich der Achsbrücke 22 ist eine Befestigungskonsole 24 zur Anbindung von Lenkerstreben 26 ausgebildet. Die Befestigungskonsole 24 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als ein unterhalb der Oberkante der Achsbrücke 22 angeordneter Vorsprung V ausgebildet, der sich in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke 22 erstreckt. An dem Vorsprung V sind Befestigungselemente 28a zur Befestigung von Lenkerstreben 26 ausgebildet, deren Zugrichtung aus einer Ansicht von oben in einem Winkel a < 45° und > 0° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke 22 ausgerichtet ist.

Wie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind auf jeder Seite des Vorsprungs V jeweils zumindest zwei Lenkerstreben 26 angeordnet, die den Vorsprung V von einem jeweiligen Befestigungselement 28a aus mit einem zugeordneten Lenkerarm 8 verbinden, und die Lenkerstreben 26 sind so ausgerichtet, dass die erste der beiden Lenkerstreben 26 von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt am Befestigungselement 28a und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad 16 zum Lenkerarm 8 hin nach oben und die zweite der beiden Lenkerstreben 26 von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt am Befestigungselement 28a und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad 16 zum Lenkerarm 8 hin nach unten abweicht. An dem Vorsprung V sind auf gegenüberliegenden Seiten Befestigungselemente 28a zur Befestigung von Lenkerstreben 26 ausgebildet, an denen auf jeder Seite des Vorsprungs V zumindest jeweils eine Lenkerstrebe 26 drehbeweglich und/oder gelenkig mit dem oder den zugehörigen Befestigungselementen 28a verbunden ist und sich diese Lenkerstrebe 26 vom zugehörigen Befestigungselement 28a aus in der Montage- und Ruhestellung der Achskonstruktion 6 in einem Nutzfahrzeug bis zum Anbindungspunkt der Lenkerstrebe 26 an dem dieser Lenkerstrebe 26 zugehörigen Lenkerarm 8 hin in einem Anstellwinkel erstreckt, der um ein Winkelmaß von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad 16 abweicht. Die Lenkerstreben können eine Längen- verstellvorrichtung aufweisen, so dass sie eine individuelle Einstellung des Fahrwerks ermöglichen. Die Lenkerstreben 26 sind an einem ersten Ende mit einem Molekulargelenk 62 und an einem zweiten Ende mit einem Axialgelenk 64 mit der Achsbrücke 22 und dem Lenkerarm 8 verbunden.

In Fig. 3 ist eine Ansicht auf die Achskonstruktion von hinten gezeigt. In der Ansicht ist erkennbar, dass die Achsbrücke 22 als eine kastenartig ausgebildete Schweißkonstruktion mit einer Bodenplatte 30, einem Deckblech 38 und zwei Seitenblechen 40 ausgeführt ist. Die Bodenplatte 30 an der Unterseite der Achsbrücke 22 verläuft über die Breite der Achsbrücke 22 hinweg in einer zumindest annähernd gleichbleibenden Ebene. Das Seitenblech 40 und damit die Achsbrücke 22 weisen in ihrem mittleren Abschnitt eine größere Bauhöhe H auf als in den äußeren Randbereichen.

An der Achsbrücke 22 ist ein Befestigungselement 28b zur Anbindung eines Spur- führungsmittels 32 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist das Spurführungsmittel 32 als Wattgestänge ausgeführt. Das Befestigungselement 28b ist eine Welle, auf die die Gelenkplatte 34 drehbar aufgesetzt ist. Mit der Gelenkplatte 34 sind die innen liegenden Enden der beiden Querlenker 36 über Drehgelenke verbunden. Die äußeren Enden der Querlenker 36 sind jeweils mit einem Lenkerarm verbunden. Über das Wattgestänge wird eine Kippbewegung eines Lenkerarms 8 in eine Richtung quer zur Fahrtrichtung auf den anderen Lenkerarm 8 übertragen.

In Fig. 4 ist anhand einer vergrößerten Darstellung eines äußeren Endes der Achsbrücke 22 erkennbar, dass dieses Ende zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Platten 42a, 42b aufweist, die sich im Montagezustand der Achskonstruktion 6 an einem Fahrzeug 2 in einer zumindest annähernd waagerechten Ausrichtung befinden. Mit der ersten Platten 42a ist zumindest eine Hülse 44 fest verbunden, deren in Fig. 4 gestrichelt dargestellte Mittellängsachse L sich im Einbauzustand der Achskonstruktion 6 in ein Fahrzeug 2 in einer zumindest annähernd vertikalen Richtung erstreckt. Beide Platten 42a, 42b weisen in der Verlängerung der Mittellängsachse L der Hülse 44 eine Durchführungsöffnung 46 auf, durch die ein in die Hülse 44 passender Schraubbolzen 48 hindurchgeführt werden kann. Zwischen den beiden Platten 42a, 42b und einem Ende der Hülse 44 ist ein Zwischenraum 50 ausgebildet, in den ein Verbindungselement 52 eines Lenkerarms 8 eingesteckt ist. Das Verbindungselement 52 des Lenkerarms 8 weist ebenfalls in der Verlängerung der Mittellängsachse L der Hülse 44 eine Durchführungsöffnung 46 auf, durch die der in die Hülse 44 passende Schraubbolzen 48 hindurchgeführt ist, wie in Fig. 5 gezeigt. Im Ausführungsbeispiel weisen beide der Hülse 44 abgewandten Seiten der beiden Platten 42a, 42b eine Spannfläche 54 auf, gegen die eine Schraubmutter oder ein Schraubkopf des Schraubbolzens 48 verschraubt ist. Wenn ein Schraubbolzen 48 mit einer auf der Innenseite einer der beiden Platten 42a, 42b aufgeschweißten Schraubhülse 44 verschraubt ist, genügt es natürlich, wenn nur die nicht mit der Schraubhülse 44 verschweißte Platte 42a, 42b eine Spannfläche 54 aufweist. Die Lenkerarme 8 und die Achsbrücke 22 sind jeweils durch mindestens drei Schraubverbindungen miteinander verbunden.

In Fig. 5 ist weiter gezeigt, dass die Achsbrücke 22 an dem dort dargestellten äußeren Ende ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit einem Luftfederbalg als ein Beispiel für ein Federelement 14 aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsmittel die beiden Schraublöcher 56, über die ein Luftfederbalg mit der Achskonstruktion 6 verschraubt werden kann. Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ende der Achsbrücke 22 bildet mit den beiden Platten 42a, 42b und dem Verbindungselement 52 einen Verbindungsknoten 58, über den die Achsbrücke 22 sowohl mit dem Lenkerarm 8 als auch dem Luftfederbalg verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist auf die obere der beiden an einem Ende der Achsbrücke 22 befindlichen Platten 42a, 42b ein Balgträger 60 aufgelegt und mit der Achsbrücke 22 fest verbunden.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, das Ausführungsbeispiel auf eine ihm als geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um es an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen. Bezugszeichenliste

Nutzfahrzeug

Fahrzeugrahmen

Achskonstruktion

Lenkerarm

Schwenklager

Radträger

Federelement

Rad

Schnittstelle zur Anbindung eines Radträgers

Tragabschnitt

Achsbrücke

Befestigungskonsole

Lenkerstreben

Befestigungselement

Bodenplatte

Spurführungsmittel

Gelenkplatte

Querlenker

Deckblech

Seitenblech

Platte 4 Hülse 6 Durchführungsöffnung 8 Schraubbolzen

50 Zwischenraum

52 Verbindungselement

54 Spannfläche

56 Schraubloch

58 Verbindungsknoten

60 Balgträger

62 Molekulargelenk

64 Axialgelenk

200 elektrischer Antriebsstrang

R Radachse

V Vorsprung

L Mittellängsachse