-
Die
Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein
Fahrzeug, mit wenigstens einem sich zwischen einem Achsschenkel
und einer Karosserie des Fahrzeugs erstreckenden und sowohl mit
dem Achsschenkel als auch mit der Karosserie verbundenen Fahrwerksteller,
an dem ein Verstellmittel vorgesehen ist, mittels welchem die Länge
des Fahrwerkstellers und dadurch der Sturz und/oder die Spur eines drehbar
an dem Achsschenkel gelagerten Fahrzeugrads variiert werden kann.
-
Aus
der
DE 10 2006
001 575 A1 ist eine Vorrichtung zur Federung und Niveaueinstellung
bei Kraftfahrzeugen bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein erstes
Anschlusselement zum Verbinden mit mindestens einem Fahrzeugrad
und ein zweites Anschlusselement zum Verbinden mit der Karosserie des
Kraftfahrzeugs, wenigstens eine Fahrwerksfeder und eine Verstelleinrichtung,
die zwei mittels eines Antriebsmotors antreibbaren Getriebes in
ihrem Abstand zueinander verstellbare Wiederlagerstellen aufweist,
von denen eine erste Wiederlagestelle mit dem einen Anschlusselement
verbunden oder an diesem angeordnet ist und eine zweite Wiederlagerstelle über
die Fahrwerksfeder gegen das andere Anschlusselement abgestützt
ist. Das Getriebe umfasst eine Windungen aufweisende Feder und zumindest ein
zwischen mindestens zwei zueinander benachbarte Windungen eingreifendes
Eingriffsmittel, wobei die Getriebefeder der einen Wiederlagerstelle
und das Eingriffsmittel der anderen Wiederlagerstelle zugeordnet
ist, und wobei die Getriebefeder und das Eingriffsmittel relativ
zueinander verdrehbar gelagert und zum Verstellen des Abstands der
Wiederlagerstelle mit Hilfe des Antriebsmotors drehantreibbar sind.
-
In
elektromechanischen Fahrwerkstellern kommen Getriebekomponenten
wie z. B. Spindelantriebe und stark untersetzende Getriebe zum Einsatz, welche
zur Anpassung an hochdrehende Elektromotoren dienen. Diese Lösungen
weisen aber mehrere Nachteile auf. Bei Kugelumlaufspindeln ist z.
B. die Übersetzung nach unten begrenzt und eine unerwünschte
Geräuschentwicklung vorhanden etc. Bei hochuntersetzenden
Getrieben sind die Kosten hoch (z. B. Harmonic Drive), das Gewicht
und der Bauraum groß (Kombination mehrerer Planetensätze) und
der Wirkungsgrad gering (Schneckengetriebe, Trapezgewindespindel).
Eine Selbsthemmung fehlt bei nahezu allen Getrieben oder ist mit
einem schlechten Wirkungsgrad verbunden.
-
Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass zumindest
ein Teil dieser Nachteile vermieden werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Radaufhängung
nach Anspruch 1 und mit einer Verwendung nach Anspruch 9 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gegeben.
-
Die
erfindungsgemäße Radaufhängung für ein
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist wenigstens einen sich
zwischen einem Achsschenkel (Radträger) und einer Karosserie
des Fahrzeugs erstreckenden und sowohl mit dem Achsschenkel als auch
mit der Karosserie verbundenen Fahrwerksteller auf, an dem ein Verstellmittel
vorgesehen ist, mittels welchem die Länge des Fahrwerkstellers
und dadurch der Sturz und/oder die Spur eines drehbar an dem Achsschenkel
gelagerten Fahrzeugrads variiert werden können, wobei das
Verstellmittel ein in den Fahrwerksteller integriertes Federbandgetriebe
aufweist.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Radaufhängung ist
eine gute Selbsthemmung des Verstellmittels erzielbar. Insbesondere
ist der Wirkungsgrad vergleichsweise hoch. Ferner wandelt das Federbandgetriebe
eine rotatorische in eine translatorische Bewegung um und kann dabei
eine hohe Übersetzung aufweisen. Die Erfindung ersetzt
somit ein herkömmliches Verstellmittel, wie Spindelantrieb,
Getriebe und Bremse bzw. Hemmung, durch ein Federbandgetriebe.
-
Der
Fahrwerksteller ist bevorzugt eine Spurstange oder ein Radführungslenker,
insbesondere ein Querlenker. Ist der Fahrwerksteller eine Spurstange,
so lässt sich mittels des Federbandgetriebes insbesondere
die Spur und/oder Vorspur des Fahrzeugrads einstellen. Ist der Fahrwerksteller
ein Querlenker, so lässt sich mittels des Federbandgetriebes insbesondere
der Sturz des Fahrzeugrads einstellen.
-
Vorzugsweise
ist der Fahrwerksteller durch ein erstes Gelenk mit dem Achsschenkel
und durch ein zweites Gelenk mit der Karosserie verbunden, wobei
als Gelenke z. B. Gummilager und/oder Kugelgelenke eingesetzt werden
können. Bevorzugt ist der Fahrwerksteller aber mittels
eines Gummilagers an der Karosserie und mittels eines Kugelgelenks
an dem Achsschenkel angelenkt.
-
Das
Verstellmittel weist bevorzugt einen Antrieb auf, der insbesondere
als elektrischer Antrieb ausgebildet ist, wobei das Federbandgetriebe
von dem Antrieb angetrieben wird oder werden kann. Der Antrieb ist
bevorzugt ein rotatorischer Antrieb, der eine Rotationsbewegung
an das Federbandgetriebe abgibt oder abgeben kann.
-
Das
Federbandgetriebe weist bevorzugt eine mehrere Windungen aufweisende
Feder (Getriebefeder), die insbesondere eine Schraubenfeder ist,
und ein zwischen benachbarten der Windungen eingreifendes Eingriffsmittel
auf, welches mit dem Antrieb verbunden ist, mittels welchem das
Eingriffsmittel gedreht werden kann. Das Eingriffsmittel wird mittels des
Antriebs insbesondere um die Längsachse der Getriebefeder
und bevorzugt relativ zu dieser gedreht. Dies hat eine relative
Linearbewegung zwischen Eingriffsmittel und Getriebefeder zur Folge, wobei
diese Linearbewegung zur Längenänderung des Fahrwerkstellers
und somit zur Einstellung des Sturzes und/oder der Spur des Fahrzeugrads
genutzt wird. Der Fahrwerksteller umfasst insbesondere zwei teleskopartig
ineinandergreifende Bauteile, die mittels des Federbandgetriebes
relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Getriebefeder an einem
ersten der Bauteile und das Eingriffsmittel an einem zweiten der
Bauteile axial festgelegt ist. Die Getriebefeder sitzt bevorzugt
in einer Ausnehmung des ersten Bauteils und greift zusammen mit
diesem in eine Ausnehmung des zweiten Bauteils ein. Hierdurch wird
eine besonders kompakte Bauweise erzielt.
-
Die
Getriebefeder besteht bevorzugt aus einem metallischen Federband,
das insbesondere spiralförmig aufgewickelt ist. Ferner
kann der Antrieb, zumindest teilweise, in einem Innenraum der Getriebefeder
sitzen, was zu einer platzsparenden Anordnung führt.
-
Wenn
das Federbandgetriebe nicht betätigt wird, weist der Fahrwerksteller
bevorzugt eine konstante Länge auf, sodass der Fahrwerksteller
entlang seiner Längsachse und/oder in seiner Längsrichtung das
Fahrzeugrad in einem konstanten Abstand zur Karosserie hält.
Somit bildet der Fahrwerksteller in seiner Längsrichtung
insbesondere eine starre Verbindung zwischen dem Achsschenkel und
der Karosserie. Abstandsänderungen aufgrund von Verformungen
von Gummilagern etc. können dabei natürlich dennoch
auftreten.
-
Gemäß einer
Weiterbildung weist die Radaufhängung eine Fahrzeugfeder
und/oder einen Dämpfer auf, die bzw. der einerseits mit
der Karosserie und andererseits mit dem Achsschenkel oder mit einem
Radführungslenker verbunden ist. Das Fahrzeugrad ist durch
die Fahrzeugfeder und/oder den Dämpfer gegenüber
der Karosserie abgestützt.
-
Insbesondere
kombiniert das Federbandgetriebe die folgenden Funktionen: Umsetzung
einer rotatorischen in eine transtatorische Bewegung, hohes rotatorisches Übersetzungsverhältnis,
Selbsthemmung. All diese Funktionen werden in elektromechanischen
Fahrwerkstellern gebraucht. Ferner ist durch die Integration des
elektromotorischen Antriebs eine sehr kompakte Bauweise möglich.
Durch den Einsatz des Federbandgetriebes können wesentlich
aufwendigere Lösungen entfallen.
-
Die
Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines in einem Fahrwerksteller
integrierten Federbandgetriebes zur Verstellung der Spur und/oder
des Sturzes eines Fahrzeugrads eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs.
Der Fahrwerksteller kann gemäß allen genannten
Ausgestaltungen weitergebildet sein. Insbesondere wird als Fahrwerksteller eine
Spurstange oder ein Radführungslenker, bevorzugt ein Querlenker
eingesetzt.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Radaufhängung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung,
-
2 eine
Seitenansicht eines Querlenkers aus 1 und
-
3 eine
teilweise geschnittene Ansicht des Querlenkers nach 2.
-
Aus 1 ist
eine schematische Ansicht einer Radaufhängung 1 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei ein Radträger
(Achsschenkel) 2 über einen oberen Querlenker 3,
einen unteren Querlenker 4 und eine Sputstange 5 mit
einer Karosserie 6 eines teilweise dargestellten Fahrzeugs 7 verbunden
ist. Der obere Querlenker 3 ist über ein Kugelgelenk 8 mit
dem Radträger 2 und über ein Gummilager 9 mit
der Karosserie 6 verbunden. Der untere Querlenker 4 ist über
ein Kugelgelenk 10 mit dem Radträger 2 und über
ein Gummilager 11 mit der Karosserie 6 verbunden.
Ferner ist die Spurstange 5 über ein Kugelgelenk 12 mit
dem Radträger 2 und über ein schematisch
dargestelltes Lenkgetriebe 13 mit der Karosserie 6 verbunden,
wobei mittels des Lenkgetriebes 13 die Spurstange 5 in
ihrer Längsrichtung verschiebbar ist. Eine solche Verschiebung der
Spurstange 5 bewirkt eine Verschwenkung des Radträgers 2 um
eine Lenkachse 14.
-
An
dem Radträger 2 ist ein Reifen bzw. ein Rad 15 drehbar
gelagert, welches in einem Radaufstandspunkt 16 in Kontakt
mit einer schematisch dargestellten Fahrbahn 17 steht.
Ferner ist der Radträger 2 mit der Karosserie 6 über
einen Führungslenker 18 verbunden, welcher über
ein Kugelgelenk 19 an dem Radträger 2 und über
ein Gummilager 20 an der Karosserie 6 angelenkt
bzw. angebunden ist. Die Radaufhängung 1 ist Teil
einer schematisch dargestellten, lenkbaren Vorderachse 21,
die als Vierlenker-Vorderachse ausgebildet ist.
-
Der
untere Querlenker 4 ist zusätzlich über eine
Fahrzeugfeder 22 und einen Stoßdämpfer 23 mit
der Karosserie 6 verbunden, wobei die Feder 22 und
der Stoßdämpfer 23 zusammen eine Federdämpfereinheit 24 bilden,
die über ein Gelenk 25 an dem unteren Querlenker 4 und über
ein Gelenk 26 an der Karosserie 6 befestigt ist.
-
Aus 2 ist
eine schematische Seitenansicht des Querlenkers 3 ersichtlich,
der ein Verstellmittel 27 umfasst, welches ein mit dem
Kugelgelenk 8 verbundenes erstes Bauteil 28 und
ein mit dem Gummilager 9 verbundenes zweites Bauteil 29 aufweist.
Das Verstellmittel 27 wird über eine elektrische Leitung 30 mit
elektrischer Energie versorgt und gesteuert. Durch Betätigen
des Verstellmittels 27 kann das erste Bauteil 28 in
Längsrichtung 31 des Lenkers 3 relativ
zu dem zweiten Bauteil 29 bewegt werden, was zu einer Längenänderung
des Querlenkers 3 führt. Je nach Ansteuerung des
Verstellmittels 27 kann der Querlenkers 3 verlängert
und/oder verkürzt werden, was durch den Pfeil 32 angedeutet
ist. Bei einer Verlängerung des Querlenkers 3 wird
der Abstand zwischen dem Kugelgelenk 8 und dem Gummilager 9 vergrößert
und bei einer Verkürzung des Querlenkers 3 wird
der Abstand zwischen dem Kugelgelenk 8 und dem Gummilager 9 verkleinert.
Das Fahrzeugrad 15 schwenkt dabei um die Gerade 44, was
eine Änderung des Radsturzes zur Folge hat.
-
Aus 3 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht des Verstellmittels 27 ersichtlich,
wobei in dem ersten Bauteil 28 eine Ausnehmung 33 vorgesehen ist,
in der eine Schraubenfeder 34 sitzt. An der dem zweiten
Bauteil 29 zugewandten Stirnfläche des ersten
Bauteils 28 ist ein Ring 35 befestigt, an dem
die Schraubenfeder 34 axial abgestützt ist.
-
Das
zweite Bauteil 29 weist eine Ausnehmung 36 auf,
in welche das erste Bauteil 28 in Längsrichtung 31 verschiebbar
eintaucht. Ferner ist an dem zweiten Bauteil 29 ein in
der Ausnehmung 36 sitzender und als Elektromotor ausgebildeter
Antrieb 37 befestigt, mittels welchem ein Eingriffsmittel 38 um
die Längsachse 31 gedreht werden kann. Das Eingriffsmittel 38 sitzt
zwischen zwei benachbarten Windungen 39, 40 der
Schraubenfeder 34, sodass durch eine Drehbewegung des Eingriffsmittels 38 um
die Längsachse 31 die Schraubenfeder 34 zusammen mit
dem ersten Bauteil 28 relativ zu dem zweiten Bauteil 29 in
Längsrichtung 31 bewegt wird. Das Eingriffsmittel 38 ist
hier durch eine Rolle gebildet, die drehbar an einem Rotor 41 sitzt,
der mit dem Antrieb 37 verbunden ist und von diesem um
die Längsachse 31 gedreht werden kann. Die Ausbildung
des Eingriffsmittels 38 als drehbare Rolle reduziert die
Reibung zwischen der Schraubenfeder 34 und dem Eingriffsmittel 38 während
der Verstellbewegung, wobei die Drehachse der Rolle insbesondere
radial oder im Wesentlichen radial zur Längsrichtung 31 verläuft. Ferner
sind an dem Rotor 41 rings der Längsachse 31 mehrere
andere Eingriffsmittel 42 vorgesehen, die gleichartig zu
dem Eingriffsmittel 38 ausgebildet sind. Die Außenfläche
des ersten Bauteils 28 ist gegenüber der die Ausnehmung 36 begrenzenden
Wandung des zweiten Bauteils 29 mittels einer Dichtung 43 abgedichtet.
-
Obwohl
lediglich anhand des Querlenkers 3 beschrieben, können
auch andere Lenker und/oder die Spurstange 5 mit einem
Verstellmittel ausgestattet sein, das entsprechend dem Verstellmittel 27 ausgebildet
ist. Ist die Spurstange 5 mit einem solchen Verstellmittel
ausgestattet, so kann damit die Spur oder Vorspur durch Drehung
des Rads 15 um die Gerade 14 eingestellt werden.
-
- 1
- Radaufhängung
- 2
- Radträger/Achsschenkel
- 3
- oberer
Querlenker
- 4
- unterer
Querlenker
- 5
- Spurstange
- 6
- Karosserie
- 7
- Fahrzeug
- 8
- Kugelgelenk
- 9
- Gummilager
- 10
- Kugelgelenk
- 11
- Gummilager
- 12
- Kugelgelenk
- 13
- Lenkgetriebe
- 14
- Lenkachse
- 15
- Rad
- 16
- Radaufstandspunkt
- 17
- Fahrbahn
- 18
- Führungslenker
- 19
- Kugelgelenk
- 20
- Gummilager
- 21
- Fahrzeugachse
- 22
- Fahrzeugfeder
- 23
- Stoßdämpfer
- 24
- Federdämpfereinheit
- 25
- Gelenk
- 26
- Gelenk
- 27
- Verstellmittel
- 28
- erstes
Bauteil
- 29
- zweites
Bauteil
- 30
- elektrische
Leitung
- 31
- Längsrichtung
des oberen Querlenkers
- 32
- Pfeil
- 33
- Ausnehmung
im ersten Bauteil
- 34
- Schraubenfeder
- 35
- Ring
- 36
- Ausnehmung
im zweiten Bauteil
- 37
- Antrieb
- 38
- Eingriffsmittel
- 39
- Windung
der Schraubenfeder
- 40
- Windung
der Schraubenfeder
- 41
- Rotor
- 42
- Eingriffsmittel
- 43
- Dichtung
- 44
- Gerade
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006001575
A1 [0002]