DE102005058565A1

DE102005058565A1 - Nabenträger, sowie hiermit ausgestattete Radaufhängung

Info

Publication number: DE102005058565A1
Application number: DE200510058565
Authority: DE
Inventors: Gordon Koch; Wolfgang Teuber
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-06-28

Abstract

Ein Nabenträger für eine Federbein-Radaufhängung weist einen Klemmschaft mit einer Klemmschaftsachse zur Aufnahme eines unteren Federbeinabschnitts auf, sowie eine Positionierstruktur zur Festlegung einer Koppelungsstellung des unteren Federbeinabschnitts in dem Klemmschaft im Zusammenspiel mit einem federbeinseitig vorgesehenen Positionierorgan (4). Die Positionierstruktur sichert das Positionierorgan (4) in einer die Klemmschaftachse (K) enthaltenden Positionierebene. Die Positionierebene ist dabei zu einer Querebene angestellt, die durch die Klemmschaftachse (K) und eine zur Radachse parallele Querachse (q) definiert ist. Dadurch ist es möglich, eine sowohl Quer- als auch Längskräfte kompensierende Federbeinanordnung zu schaffen, bei der für die linke und die rechte Fahrzeugachse baugleiche Federbeine verwendet werden können.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nabenträger für eine Federbein-Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, sowie auch auf eine mit einem derartigen Nabenträger ausgestattete Radaufhängung, insbesondere eine McPherson-Radaufhängung.

Es sind Federbeine für Radaufhängungen in McPherson-Bauform bekannt, bei welchen ein zur Aufnahme eines Radlagers vorgesehener Nabenträger (bei Vorderradaufhängungen auch als Schwenklager bezeichnet) mit einem unteren Endabschnitt des Federbeins durch eine Klemmschaftstruktur gekoppelt ist. Bei diesen Federbeinen ist es möglich, durch eine spezielle Anordnung der Federn, beispielsweise über eine zur Federbeinachse versetzte oder angestellte Anordnung eines Federtellers, Querkräfte zu kompensieren, die als solche über den Nabenträger in das Federbein eingeleitet werden und eine Biegebelastung des Federbeines verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung zu schaffen, die hinsichtlich der mechanischen Belastung der Federbeinkomponenten Vorteile bietet und auch beschaffungs- und ersatzteiltechnisch vorteilhaft ist.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch einen Nabenträger für eine Federbein-Radaufhängung gelöst, der einen zur Aufnahme eines unteren Federbeinabschnitts vorgesehenen, sich um eine Klemmschaftachse erstreckenden Klemmschaft, und eine Positionierstruktur aufweist, zur Festlegung einer Koppelungsstellung des unteren Federbeinabschnitts in dem Klemmschaft im Zusammenspiel mit einem federbeinseitig vorgesehenen Positionierorgan, wobei die Positionierstruktur derart ausgeführt ist, dass diese das Positionierorgan in einer die Klemmschaftachse enthaltenden Positionierebene positioniert, wobei sich der Nabenträger dadurch auszeichnet, dass die Positionierebene zu einer Querebene angestellt ist welche durch die Klemmschaftachse und eine zur Radachse parallele Querachse definiert ist.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine sowohl Quer- als auch Längskräfte kompensierende Federbeinanordnung zu schaffen, bei welcher für die linke und die rechte Fahrzeugradaufhängung baugleiche Federbeine, insbesondere auch herkömmliche, nur auf Querkraftkompensation ausgelegte Federbeine verwendet werden können. Insbesondere wird es auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes auch möglich, Federbeine die sowohl für linke als auch rechte Radaufhängungen geeignet sind und bislang nur zur Querkraftkompensation herangezogen wurden, nunmehr derart zu verbauen, dass durch diese auch eine Längskraftkompensation ermöglicht wird.

Der Grad der Anstellung und damit der Längskraftkompensationsbeitrag kann so abgestimmt sein, dass hiermit den komfort- und/oder verschleißrelevanten Belastungen der Radaufhängung mit hoher Wahrscheinlichkeit Rechnung getragen wird.

Die Erfindung beschreibt eine Achskonstruktion welche es ermöglicht, ohne Mehraufwand Gleichteile, d.h. gleiche Federn und Federbeine für links und rechts beizubehalten und dennoch zusätzlich zur Querkraftkompensation auch Längskrafteinflüsse zu kompensieren und so das Ansprechverhalten des Dämpfers und damit auch den Fahrkomfort zu verbessern.

Die Positionierung des Federbeins im Schwenklager, oder dem Rad- oder Nabenträger erfolgt weitestgehend über Positionierhilfen am Feder-/Dämpferbein und einer entsprechenden Nut am Schwenklager. Diese Nuten waren bislang in Fahrzeugquerrichtung, d.h. parallel zu einer die Radachse enthaltenden Ebene ausgerichtet.

Die Schwenklager bzw. Rad- oder Nabenträger sind rechts und links als spiegelsymmetrische Bauteile ausgeführt. Durch die geänderte Ausrichtung der Nuten oder Positionierstrukturen entsteht kein Mehraufwand. Als Federbein können die rein querkraftkompensierten Bauteile verwendet werden, da die erfindungsgemäße Verdrehung zu einer Kompensation der Längskrafteinflüsse und damit zur Verminderung der Reibung im Inneren des Dämpfers führt. Das Maß der reinen Querkraftkompensation wird dadurch reduziert, jedoch wiegt der hierbei erreichte Vorteil der Längskraftkompensation schwerer als die geringe Einbuße der Querkraftkompensation. Im übrigen ist es auch möglich, durch eine entsprechende Erhöhung der Federspannung auch diesen geänderten Bedingungen Rechnung zu tragen.

Im Bereich der Nut können in an sich bekannter Weise Verbindungsstrukturen (z.B. Schraube und Mutter, oder Schraube und bauteilseitiges Innengewinde) vorgesehen sein, um eine Klemmung des Federbeines zu ermöglichen. Diese Schraubverbindung wird vorzugsweise in ihrer Ausrichtung derart auf die erfindungsgemäß vorgeschlagene „verdrehte" Position der Nut angepasst, dass diese Verbindungsmittel eine Hauptebene der Nut oder deren Wandungsflächen wie bisher im wesentlichen senkrecht durchsetzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Rad- oder Nabenträgers sind in den Patentansprüchen angegeben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden, der Positionierung eines Federbeinschaftes in einem Nabeträger dienenden Positionierkonzeptes;
2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung eines herkömmlichen Positionierkonzeptes;
3 eine Schemadarstellung zur weiteren Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Positionierkonzepts nach 1 gegenüber dem herkömmlichen Positionierkonzept nach 2.
In 1 sind stark vereinfacht der Klemmschaft 1 eines linken Nabenträgers NCL und eines rechten Nabenträgers NCR dargestellt. Der jeweilige Klemmschaft 1 dient der Aufnahme eines hier nicht näher dargestellten unteren Abschnitts eines Federbeins, insbesondere eines McPherson-Federbeins. Der Klemmschaft 1 bildet hierbei einen Einsatzabschnitt 2, der sich um eine Klemmschaftachse K erstreckt.
Der Klemmschaft 1 bildet oder umfasst eine Positionierstruktur 3 zur Festlegung einer bestimmten Koppelungsstellung des unteren Federbeinabschnitts in dem Einsatzabschnitt 2 im Zusammenspiel mit einem federbeinseitig vorgesehenen Positionierorgan 4 oder einer anderweitigen federbeinseitigen Geometrie.
Die Positionierstruktur 3 ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass diese das Positionierorgan 4 in oder an einer die Klemmschaftachse K enthaltenden Positionierebene p sichert. Diese Positionierebene p ist erfindungsgemäß zu einer Querebene q angestellt, insbesondere nach hinten geschwenkt. Die Querebene q wird durch die Klemmschaftachse K und eine zur Radachse parallele, oder mit dieser überstimmende Querachse definiert.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Positionierebene p an die Querebene q unter einem spitzen Winkel a angestellt. Dieser Winkel a liegt typischerweise im Bereich von 5° bis 30°. Kleinere Winkel führen zu geringeren Längskraftkompensationsbeiträgen, größere Winkelwerte führen zu größeren Längskraftkompensationsbeiträgen.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Positionierstruktur 3 unmittelbar durch einen Klemmflanschabschnitt bzw. die Wandung eines Klemmflanschspaltes gebildet. Der Klemmflanschabschnitt ist derart ausgebildet, dass in diesen das beispielsweise als Radialsteg ausgebildete Positionierorgan 4 einsetzbar ist, das an dem unteren Federbeinabschnitt angebracht ist.
Der Nabenträger NCL, NCR kann in an sich bekannter Weise mit einem hier nicht näher dargestellten Anbindungsabschnitt, insbesondere einem Achsschenkel-befestigungsabschnitt versehen sein, zur Anbindung des Nabenträgers NCL, NCR an eine untere, beispielsweise als Dreieckslenker ausgeführte Lenkeranordnung eines entsprechenden Fahrzeuges. Der Nabenträger NCL, NCR kann als Blechformteil, oder auch als Guss- oder Schmiedeteil ausgeführt sein. Zur Klemmung des Klemmflanschabschnittes können Schrauben vorgesehen sein, die den Klemmflanschabschnitt und vorzugsweise auch das federbeinseitige Positionierorgan durchsetzen.
Das erfindungsgemäße Positionierungskonzept zur Positionierung eines Federbeines an einem Nabenträger kann durch Abwandlung des Klemmflanschbereiches bisheriger Nabenträgerkonzepte verwirklicht werden. So kann das erfindungsgemäße Montagekonzept realisiert werden, indem die Klemmflanschzone gegenüber einer durch die Dämpferachse und die Radachse definierten Querebene um die Klemmschaftachse K „nach hinten gedreht" wird.
In 2 sind zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Konzepts ein herkömmlicher Nabenträger NCL sowie ein unterer Federbeinabschnitt und eine zur Querkraftaufbringung vorgesehene Feder 5 gezeigt. Bei dem herkömmlichen Nabenträger NCL wird der Positioniervorsprung 4 des Federbeines FB in dem Klemmflanschabschnitt 3 so positioniert, dass der Positioniervorsprung 4 in der Querebene q zu liegen kommt. Die Querebene q wird durch die Dämpferachse K und eine zur Radachse R parallele oder mit dieser übereinstimmende Achse definiert. Die Lage der als Bezugsachse eingeführten Radachse ist durch die Geometrie des Nabenträgers, insbesondere dessen Radlageraufnahmeabschnitt festgelegt. Diese Bezugsachse ist für den jeweiligen Nabenträger spezifisch und nicht von etwaigen Lenkeinschlägen oder anderweitigen Spureinstellungen abhängig.
In 3 ist das erfindungsgemäße Koppelungskonzept (linke Blatthälfte) in Gegenüberstellung zu einem herkömmlichen Koppelungskonzept (rechte Blatthälfte) dargestellt. Für die in dieser Darstellung enthaltene erfindungsgemäße Ausführungsform gelten die vorangegangenen Ausführungen entsprechend.
Das bisher für beide Fahrzeugseiten verwendbare, querkraftkompensierende Federbein FB eignet sich auch für den erfindungsgemäß leicht um den Winkel α geschwenkten Verbau mit einem erfindungsgemäßen Nabenträger. Die besondere fahrzeugseitenspezifische Winkel-Positionierung des Federbeins erfolgt durch die Geometrie des Nabenträgers, insbesondere die Ausgestaltung des Klemmflanschabschnittes.
Das erfindungsgemäße Koppelungskonzept zur Koppelung eines Federbeines mit dem Nabenträger kann auch durch anderweitige Komplementärstrukturen, die zwischen dem Federbein und dem Nabenträger wirksam sind, realisiert werden. So ist es beispielsweise möglich, den Federbeinendabschnitt eines beidseitig passenden Federbeins elliptisch, polygonal oder mit einer Verzahnung auszubilden. Die seitenspezifische Verdrehung wird durch die Ausbildung der nabenträgerseitigen Gegenstruktur erreicht.

1: Klemmschaft
2: Einsatzabschnitt
3: Positionierstruktur
4: Positionierorgan
5: Feder
α: Winkel
FB: Federbein
NCL: linker Nabenträger
NCR: rechter Nabeträger
K: Klemmschaftachse
q: Querebene
R: Radlagerachse
p: Positionierebene

Claims

Nabenträger für eine Federbein-Radaufhängung mit: – einem zur Aufnahme eines unteren Federbeinabschnitts vorgesehenen, sich um eine Klemmschaftachse (K) erstreckenden Klemmschaft, und – einer Positionierstruktur zur Festlegung einer Koppelungsstellung des unteren Federbeinabschnitts in dem Klemmschaft im Zusammenspiel mit einem federbeinseitig vorgesehenen Positionierorgan (4), – wobei die Positionierstruktur das Positionierorgan (4) in einer die Klemmschaftachse (K) enthaltenden Positionierebene (p) sichert, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierebene (p) zu einer Querebene (q) um einen Winkel (α) angestellt ist, wobei die Querebene (q) durch die Klemmschaftachse (K) und eine zu einer Radachse (R) parallele Querachse definiert ist.
Nabenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierebene (p) die Querebene (q) auf der Klemmschaftachse (K) unter einem spitzen Winkel (α) schneidet.
Nabenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) in einem Winkelbereich von 5 bis 30° liegt.
Nabenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierstruktur durch einen Klemmflanschabschnitt gebildet ist.
Nabenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmflanschabschnitt derart ausgebildet ist, dass in diesem ein als Positionierorgan (4) wirksamer Radialsteg aufnehmbar ist, der an dem unteren Federbeinabschnitt ausgebildet ist.
Nabenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einem Anbindungsabschnitt zur Anbindung des Nabenträgers an eine untere Lenkeranordnung versehen ist.
Nabenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenträger als Blechformteil ausgeführt ist.
Nabenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenträger als Guss- oder Schmiedeteil ausgeführt ist.
Nabenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenträger als Vorderradnabenträger ausgeführt und mit einem Lenkschenkel versehen ist.
Nabenträger für eine Federbein-Radaufhängung mit einem zur Aufnahme eines unteren Federbeinabschnitts vorgesehenen und sich um eine Klemmschaftachse (K) erstreckenden Klemmschaft, wobei der Klemmschaft einen Klemmflanschabschnitt aufweist, der eine Klemmebene definiert, wobei diese Klemmebene zu einer Querebene angestellt ist, die durch die Klemmschaftachse und eine zur Radachse parallele Querachse definiert ist.
Federbein-Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit: – einem Federbein (FB), das einen unteren Federbeinabschnitt aufweist, der mit einem Positionierorgan (4) versehen ist, – einem Nabenträger (NCL, NCR), der einen zur Aufnahme des unteren Federbeinabschnitts vorgesehenen Klemmschaft aufweist, welcher sich um eine Klemmschaftachse (K) erstreckt, und – einer Positionierstruktur zur Festlegung einer Koppelungsstellung des unteren Federbeinabschnitts in dem Klemmschaft im Zusammenspiel mit dem federbeinseitig vorgesehenen Positionierorgan (4), – wobei die Positionierstruktur das Positionierorgan in einer die Klemmschaftachse (K) enthaltenden Positionierebene (p) sichert, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierebene (p) zu einer Querebene (q) angestellt ist, die durch die Klemmschaftachse (K) und eine zur Radachse parallele Querachse definiert ist.
Kraftfahrzeug mit wenigstens einer über linke und rechte, baugleiche Federbeine gefederten Fahrzeugachse und linken und rechten Nabenträgern, die mit einem unteren Federbeinabschnitt des entsprechenden Federbeines gekoppelt sind, wobei die Fügeposition des jeweiligen Federbeines relativ zu dem zugeordneten Nabenträger durch seitens des Federbeins sowie seitens des Nabenträgers vorgesehenen Positioniermittel bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die nabenträgerseitigen Positioniermittel derart ausgebildet und angeordnet sind, dass das linke Federbein und das rechte Federbein in Bezug auf die Federbeinachse des jeweiligen Federbeins um gleiche Winkelbeträge gegensinnig verdreht montiert sind.