DE102010042222A1

DE102010042222A1 - Fahrzeug

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Publication number: DE102010042222A1
Application number: DE102010042222A
Authority: DE
Inventors: Oliver Deißer; Prof. Dr. Friedrich Horst E.
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-10-09
Also published as: DE102010042222B4

Abstract

Um ein Fahrzeug, umfassend mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordnete Räder und mindestens ein Federelement, welches sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern erstreckt und der Federung der Räder in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs dient, zu schaffen, welches unter Verwendung einer geringen Teileanzahl für das Fahrwerk eine sichere und stabile Federung des Fahrzeugs ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine Federelement der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient und zwischen einem ersten Ende, welches einem ersten der Räder zugewandt ist, und einem zweiten Ende, welches einem zweiten Ende der Räder zugewandt ist, mindestens eine Gabelung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordnete Räder und mindestens ein Federelement, welches sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern erstreckt und der Federung der Räder in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs dient, umfasst.
Derartige Fahrzeuge mit Federelementen, welche sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern des Fahrzeugs erstrecken, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Federelemente sind dabei insbesondere als sogenannte Querblattfedern ausgebildet.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuge sind üblicherweise mit einem Fahrwerk aus Metall versehen, welches mindestens ein Federelement, beispielsweise eine Querblattfeder, umfasst. Die insbesondere aus ökonomischen Gesichtspunkten und aus Komfort- und Sicherheitsaspekten wünschenswerte Reduktion des Gewichts derartiger Bauteile des Fahrzeugs ist hierbei mit einem großen Aufwand verbunden. Ferner sind für die Gewährleistung der heutzutage fahrdynamisch notwendigen Eigenschaften des Fahrwerks oftmals sehr aufwendige Konstruktionen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Bauteile erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welches unter Verwendung einer geringen Teileanzahl für das Fahrwerk eine sichere und stabile Federung des Fahrzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das mindestens eine Federelement der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient und zwischen einem ersten Ende, welches einem ersten der Räder zugewandt ist, und einem zweiten Ende, welches einem zweiten der Räder zugewandt ist, mindestens eine Gabelung aufweist.
Dadurch, dass das Federelement der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient, sind zusätzliche Führungselemente zur Führung der Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug entbehrlich.
Dadurch, dass zwischen einem ersten Ende, welches einem ersten der Räder zugewandt ist und einem zweiten Ende, welches einem zweiten der Räder zugewandt ist, das Federelement mindestens eine Gabelung aufweist, ist eine besonders variable Lagerung des Federelements an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs möglich. Insbesondere kann das Federelement hierdurch für eine Vielzahl verschiedener Fahrzeuge vorgesehen sein, wobei aufgrund der Gabelung eine besonders variable, an den jeweiligen Fahrzeugtyp anpassbare Fixierung des Federelements an dem Fahrzeug möglich ist.
Unter einer Fahrzeuglängsmittelebene ist in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen eine Ebene zu verstehen, welche sich in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und vertikal erstreckt und dabei so verläuft, dass das Fahrzeug mittels der Fahrzeuglängsmittelebene in zwei spiegelsymmetrisch bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene angeordnete Fahrzeughälften geteilt wird.
Günstig ist es, wenn das Federelement der Stabilisierung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das Federelement einer Wankstabilisierung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient. Hierunter ist insbesondere eine Stabilisation derart zu verstehen, dass eine Einfederung des einen der zwei bezüglich der Fahrzeugslängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordneten Räder beispielsweise aufgrund einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs mittels des Federelements zumindest teilweise auch auf das gegenüberliegend angeordnete Rad übertragen werden kann. Dies führt vorzugsweise dazu, dass die Einfederung des stärker belasteten Rades reduziert und somit ein sogenanntes Wanken des Fahrzeugs, das heißt ein Neigen des Fahrzeugs zu einer Außenseite einer durchfahrenen Kurve hin, ebenfalls reduziert wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der mindestens einen Gabelung des Federelements mindestens zwei Stege des Federelements gebildet sind.
Unter ”Stegen” sind in dieser Beschreibung und in den beigefügten Patentansprüchen insbesondere solche Teilbereiche des Federelements zu verstehen, welche sich nach einer Gabelung des Federelements zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Fahrzeuglängsmittelebene erstrecken.
Die mindestens zwei Stege des Federelements sind vorzugsweise zwischen zwei Gabelungen des Federelements angeordnet, so dass ein erstes Ende des Federelements, welches einem ersten der Räder zugewandt ist, und ein zweites Ende des Federelements, welches einem zweiten der Räder zugewandt ist, mittels mindestens einem der mindestens zwei Stege miteinander verbunden sind.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement mindestens einen durchgehenden Steg umfasst, welcher sich vorzugsweise von einer an dem ersten Ende des Federelements angeordneten Gabelung bis zu einer an dem zweiten Ende des Federelements angeordneten weiteren Gabelung erstreckt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Stege als durchgehende Stege ausgebildet sind, so dass eine Öffnung in dem Federelement gebildet ist. Durch die Verwendung von mindestens zwei Stegen ist das Federelement besonders flexibel an verschiedene Fahrzeugtypen anpassbar.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Federelement mindestens einen unterbrochenen Steg umfasst, das heißt einen Steg, welcher sich nicht von einer ersten Gabelung, beispielsweise an dem ersten Ende des Federelements, bis zu einer zweiten Gabelung, beispielsweise an dem zweiten Ende des Federelements, erstreckt, sondern eine, insbesondere zwischen zwei Gabelungen des Federelements angeordnete, Unterbrechung aufweist. Bei unterbrochenen Stegen kann insbesondere vorgesehen sein, dass die durch den unterbrochenen Steg gebildeten, sich vorzugsweise zu der Fahrzeuglängsmittelebene hin erstreckenden Abschnitte des Steges an ihren Enden Fixierungsstellen zur Fixierung des Federelements an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs aufweisen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Benutzungszustand des Fahrzeugs mindestens ein Steg des Federelements zumindest teilweise oberhalb eines zweiten Stegs angeordnet ist, das heißt in vertikaler Richtung höher liegend angeordnet ist als der zweite Steg.
Günstig ist es, wenn das Federelement mindestens zwei, vorzugsweise drei, Fixierungsstellen aufweist, an welchen das Federelement an der Trägerstruktur des Fahrzeugs fixiert ist.
Die mindestens zwei Fixierungsstellen des Federelements an der Trägerstruktur des Fahrzeugs sind vorzugsweise in einem gleichschenklichen Dreieck angeordnet. Insbesondere sind hierbei mindestens zwei Fixierungsstellen spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene angeordnet. Vorzugsweise ist mindestens eine Fixierungsstelle im Wesentlichen in der Fahrzeuglängsmittelebene angeordnet. Dadurch ist eine symmetrische Lagerung des Federelements und somit der Räder des Fahrzeugs an dem Fahrzeug gewährleistet.
Die Fixierungsstellen des Federelements können beispielsweise als punktförmige Fixierungsstellen ausgebildet sein, so dass eine Drehbewegung des Federelements zumindest abschnittsweise um die jeweilige Fixierungsstelle um zwei Achsen möglich ist.
Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass mindestens eine Fixierungsstelle im Wesentlichen linienförmig ausgebildet ist, so dass das Federelement zumindest abschnittsweise lediglich um eine parallel zu der linienförmigen Fixierungsstelle verlaufende Achse drehbar ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Fixierungsstelle eine flächige Fixierung des Federelements ermöglicht, so dass keine Drehung des Federelements bezüglich dieser Fixierungsstelle möglich ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei Fixierungsstellen vorgesehen sind, welche in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei Fixierungsstellen für das Federelement an einem ersten Steg des Federelements vorgesehen sind, wobei der erste Steg und die Fixierungsstellen an dem ersten Steg in vertikaler Richtung höher liegend angeordnet sind, als eine weitere Fixierungsstelle oder zwei weitere Fixierungsstellen an einem zweiten Steg des Federelements.
Günstig ist es, wenn eine insbesondere linienförmige Fixierungsstelle gegenüber einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs geneigt, beispielsweise um mindestens ungefähr 10° geneigt, vorzugsweise um mindestens ungefähr 20° geneigt, insbesondere um mindestens ungefähr 30° geneigt, angeordnet ist. Insbesondere bei der Verwendung von in sich nicht verwundenen Federelementen kann hierdurch eine Vorspannung des Federelements erzeugt werden, wodurch eine gezielte Beeinflussung einer Federcharakteristik des Federelements möglich ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens eine insbesondere linienförmige Fixierungsstelle des Federelements gegenüber der Fahrzeuglängsmittelebene geneigt, beispielsweise um mindestens ungefähr 10° geneigt, vorzugsweise um mindestens ungefähr 20° geneigt, insbesondere um mindestens ungefähr 30° geneigt, angeordnet ist. Hierdurch lässt sich ebenfalls eine Federcharakteristik des Federelements insbesondere dann beeinflussen, wenn das Federelement im unmontierten Zustand in sich im Wesentlichen nicht verwunden ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement mindestens zwei Fixierungsstellen umfasst, welche im Wesentlichen linienförmig ausgebildet sind und gegenüber der Fahrzeuglängsmittelebene und/oder gegenüber der Fahrtrichtung des Fahrzeugs geneigt sowie im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene angeordnet sind. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die linearen Fixierungsstellen des Federelements einen Winkel von beispielsweise mindestens ungefähr 20°, vorzugsweise mindestens ungefähr 40°, insbesondere mindestens ungefähr 60°, miteinander einschließen. Der Winkel beträgt vorzugsweise jedoch höchstens ungefähr 70°.
Günstig ist es, wenn das Federelement des Fahrzeugs einstückig ausgebildet ist. Hierdurch ist im Herstellungsprozess des Federelements insbesondere eine Verbindung einzelner Bauteile des Federelements miteinander entbehrlich.
Günstig ist es ferner, wenn das Federelement im Wesentlichen flach ausgebildet ist, das heißt, dass eine maximale Ausdehnung des Federelements in einer Richtung, in welcher das Federelement materialbedingt und konstruktionsbedingt nachgiebig ausgebildet ist (das heißt in der Federrichtung), erheblich kleiner ist, als die Ausdehnung des Federelements in den Richtungen senkrecht hierzu. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ausdehnung des Federelements in der Federrichtung höchstens ungefähr ein Zehntel der Ausdehnung in mindestens einer Richtung senkrecht zu der Federrichtung beträgt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Federelement gebogen ausgebildet ist. Hierdurch kann einerseits eine Anpassung des Federelements an eine vorgegebene Trägerstruktur des Fahrzeugs erfolgen. Andererseits kann hierdurch die Federcharakteristik des Federelements gezielt beeinflusst werden.
Besonders günstig ist es, wenn das Federelement so gebogen ist, dass eine Spiegelsymmetrie des Federelements bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene gewährleistet ist.
Das Federelement ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Leichtbauwerkstoff, beispielsweise aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, oder aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus einem Glasfaserverbundwerkstoff (GFK), einem Kohlefaserverbundwerkstoff (CFK) oder einem Aramidfaserverbundwerkstoff, gebildet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, welches mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordnete Räder und mindestens zwei Federelemente umfasst, welche sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern erstrecken und der Federung der Räder in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs dienen.
Bei Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jedes der Federelemente eines oder mehrere der Merkmale des vorstehend beschriebenen Federelements aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein erstes Federelement bestimmte der vorstehend aufgeführten Merkmale des vorstehend beschriebenen Federelements aufweist, während mindestens ein weiteres Federelement zumindest teilweise andere Merkmale des vorstehend beschriebenen Federelements aufweist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Federelemente so an den Rädern des Fahrzeugs angeordnet sind, dass mindestens ein Federelement, vorzugsweise vollständig, unterhalb und mindestens ein Federelement, vorzugsweise vollständig, oberhalb einer Drehachse der Räder angeordnet ist.
Insbesondere dann, wenn die mindestens zwei Federelemente im Wesentlichen flach ausgebildet sind, das heißt eine Materialstärke in einer Federrichtung aufweisen, welche erheblich geringer ist als eine Ausdehnung der Feder in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und in einer Richtung senkrecht zur Längsmittelebene des Fahrzeugs, kann vorgesehen sein, dass die beiden Federelemente gegeneinander geneigt, beispielsweise um mindestens ungefähr 10°, vorzugsweise um mindestens ungefähr 20°, insbesondere um mindestens ungefähr 30°, gegeneinander geneigt angeordnet sind. Die Federelemente sind dabei jedoch vorzugsweise um höchstens ungefähr 70° gegeneinander geneigt angeordnet.
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eines der mindestens zwei Federelemente mindestens eine Fixierungsstelle zur Fixierung des Federelements an der Trägerstruktur des Fahrzeugs umfasst und dass mindestens ein weiteres Federelement der mindestens zwei Federelemente mindestens zwei Fixierungsstellen zur Fixierung des Federelements an der Trägerstruktur des Fahrzeugs umfasst. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Fixierungsstellen linienförmige Fixierungsstellen sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Weiterbildung eines Fahrzeugs, welches mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordnete Räder und mindestens ein Federelement umfasst, welches sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern erstreckt und der Federung der Räder in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs dient.
Günstig ist es, wenn mindestens ein Federelement der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine Torsionsfeder vorgesehen, mittels welcher das Federelement vorzugsweise gelagert ist.
Das Federelement ist vorzugsweise im Wesentlichen T-förmig ausgebildet und mittig, das heißt im Bereich der Fahrzeuglängsmittelebene, mit der Torsionsfeder verbunden. Hierdurch kann eine besonders einfache Federung der Räder des Fahrzeugs unter Verwendung des einfach gelagerten Federelements und der Torsionsfeder erfolgen.
Günstig ist es, wenn die Torsionsfeder als eine Torsionsstabfeder ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, umfassend mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordnete Räder und mindestens ein Federelement, welches sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern erstreckt und der Federung der Räder in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs dient, bei welchem vorgesehen sein kann, dass das Federelement der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Federelement in sich verwunden, insbesondere in sich um eine senkrecht zu der Fahrzeuglängsmittelebene ausgerichtete Achse verwunden, ausgebildet ist.
Unter einem ”in sich verwundenen Federelement” ist in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen ein Federelement zu verstehen, dessen Oberseite an unterschiedlichen Positionen in einer Richtung senkrecht zur Fahrzeuglängsmittelebene mit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs unterschiedliche Winkel einschließt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Winkel, welcher von der Oberseite des in sich verwundenen Federelements und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingeschlossen wird, im Bereich der Längsmittelebene des Fahrzeugs maximal wird, beispielsweise mindestens ungefähr 50°, vorzugsweise mindestens ungefähr 60°, insbesondere mindestens ungefähr 70°, beträgt, und zu beiden Seiten der Längsmittelebene in Richtung der Räder abnimmt. Der Winkel beträgt dabei jedoch vorzugsweise höchstens ungefähr 80°.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Winkel zwischen der Oberseite des Federelements und der Fahrtrichtung an den Enden des Federelements, an welchen das Federelement an die Räder angrenzt, zumindest näherungsweise 0° beträgt.
Einerseits kann vorgesehen sein, dass die Oberseite des Federelements im Bereich der Fahrzeuglängsmittelebene in der Fahrtrichtung nach vorne gekippt erscheint.
Andererseits kann vorgesehen sein, dass die Oberseite des Federelements im Bereich der Fahrzeuglängsmittelebene in der Fahrtrichtung nach hinten gekippt erscheint.
Dadurch, dass bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ein in sich verwundenes Federelement vorgesehen ist, kann eine gezielte Auswahl der Federcharakteristik durch eine geeignete Anordnung und Ausgestaltung der Verwindung des Federelements erfolgen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels des in sich verwundenen Federelements eine Stabilisatorwirkung, insbesondere eine Wankstabilisatorwirkung, des Federelements erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, welches eine Längslenkerachse zur Aufhängung von mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordneten Rädern umfasst, wobei die Längslenkerachse zwei Längslenker umfasst, die jeweils über eine Hauptfeder an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs angeordnet sind.
Um bei derartigen Fahrzeugen bei der Verwendung einer geringen Teileanzahl für das Fahrwerk eine sichere und stabile Federung der Räder des Fahrzeugs zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den Hauptfedern der beiden Längslenker eine Stabilisationsfeder vorgesehen ist, welche zumindest abschnittsweise innerhalb mindestens einer Hauptfeder verläuft.
Dadurch, dass mindestens eine Stabilisationsfeder an dem Fahrzeug vorgesehen ist, welche zumindest abschnittsweise innerhalb mindestens einer Hauptfeder verläuft, ist eine besonders kompakte Ausbildung der Längslenkerachse zur sicheren und stabilen Federung des Fahrzeugs möglich.
Günstig ist es, wenn die Hauptfeder eine Torsionsfeder, insbesondere eine Torsionsstabfeder ist, welche vorzugsweise im Wesentlichen hohl, insbesondere hohlzylinderförmig, ausgebildet ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Längslenker und eine Hauptfeder zur Anordnung des Längslenkers an der Trägerstruktur des Fahrzeugs einstückig miteinander ausgebildet sind. Auf diese Weise kann die für das Fahrwerk notwendige Anzahl an Bauteilen reduziert werden.
Die Längslenker sind vorzugsweise starr ausgebildet.
Günstig ist es, wenn die Stabilisationsfeder sich von einem der beiden Längslenker der Längslenkerachse bis zu dem zweiten Längslenker der Längslenkerachse erstreckt und vorzugsweise an den Enden der Stabilisationsfeder mit jeweils einem der Längslenker der Längslenkerachse verbunden ist. Auf diese Weise ist eine direkte Verbindung, insbesondere eine direkte Kopplung, der beiden Längslenker der Längslenkerachse miteinander möglich.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, welches eine Längslenkerachse zur Aufhängung von mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene einander gegenüberliegend angeordneten Rädern umfasst, wobei die Längslenkerachse zwei Längslenker umfasst.
Bei derartigen Fahrzeugen ist oftmals eine Führung der Räder entweder nur sehr unzureichend möglich oder erfordert die Verwendung einer Vielzahl zusätzlicher Führungselemente.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug bereitzustellen, welches eine zuverlässige Führung der Räder bei Verwendung einer geringen Teileanzahl für das Fahrwerk unter Sicherstellung einer zuverlässigen und stabilen Federung des Fahrzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird beispielsweise dadurch gelöst, dass die Längslenker der Längslenkerachse des Fahrzeugs als Doppellängslenker ausgebildet sind.
Dadurch, dass die Längslenker als Doppellängslenker ausgebildet sind, ist eine zuverlässige Führung der Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs möglich.
Die Doppellängslenker sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Hierdurch kann das Fahrwerk mit einer geringen Teileanzahl aufgebaut werden.
Günstig kann es sein, wenn die Doppellängslenker mindestens einen oberen flächigen Abschnitt und/oder mindestens einen unteren flächigen Abschnitt umfassen, welche im Benutzungszustand des Fahrzeugs im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind und hierdurch eine besonders zuverlässige Führung der Räder in der Fahrtrichtung ermöglichen.
Der mindestens eine obere und der mindestens eine untere flächige Abschnitt des Doppellängslenkers sind vorzugsweise mittels, beispielsweise zwei, im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Abschnitten des Doppellängslenkers miteinander verbunden. Hierdurch kann beispielsweise eine im Wesentlichen quaderförmige Ausgestaltung des Doppellängslenkers erzielt werden.
Günstig ist es, wenn der Doppellängslenker der Federung der Räder dient, das heißt, dass der Doppellängslenker ein Federelement bildet. Hierdurch sind zusätzliche Federelemente zur Federung der Räder entbehrlich.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Räder an in Fahrtrichtung hinten liegenden vertikalen Abschnitten der Doppellängslenker angeordnet sind. Insbesondere dann, wenn die Doppellängslenker an in Fahrtrichtung vorne liegenden vertikalen Abschnitten an der Trägerstruktur des Fahrzeugs fixiert sind, ergibt sich eine Federungsfunktion der Doppellängslenker beispielsweise durch ein Verbiegen der oberen und unteren flächigen Abschnitte der Doppellängslenker in einer Federrichtung.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Längslenker einer Längslenkerachse flach und in sich verwunden ausgebildet ist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass der Längslenker der Führung der Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs und zugleich der Federung des Fahrzeugs im Benutzungszustand des Fahrzeugs dient.
Zur Anordnung derartiger Längslenker an der Trägerstruktur des Fahrzeugs kann beispielsweise eine Klemmvorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher der Längslenker, insbesondere flächig, an der Trägerstruktur des Fahrzeugs festgeklemmt werden kann.
Alternativ oder ergänzend hierzu können jedoch auch die bereits beschriebenen Fixierungsstellen zur punktförmigen, linienförmigen und/oder flächigen Fixierung des Längslenkers an der Trägerstruktur des Fahrzeugs vorgesehen sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Längslenker zumindest näherungsweise helixförmig ausgebildet ist.
Bei einer für sämtliche der beschriebenen Fahrzeuge günstigen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Federelement an mindestens einer Fixierungsstelle des mindestens einen Federelements mittels mindestens eines Aktors fixiert ist.
So können erfindungsgemäß insbesondere die Federelemente, die Hauptfedern, die Stabilisationsfedern, die federnden Längslenker, insbesondere der federnden Doppellängslenker, und/oder der in sich verwundene Längslenker, erfindungsgemäß mittels Aktoren fixiert werden.
Unter einem Federelement ist in diesem Sinne somit jegliches federnde Element zur Aufhängung der Räder an dem Fahrzeug zu verstehen.
Dadurch, dass mindestens ein Aktor zur Fixierung mindestens eines Federelements vorgesehen ist, kann das Federelement zur Beeinflussung der Federcharakteristik mit einer Vorspannung und/oder mit einer bei einer Belastung des Federelements diese Belastung abschwächenden oder verstärkenden Kraft, insbesondere mit einem Drehmoment, beaufschlagt werden.
Insbesondere kann durch die Verwendung eines Aktors an mindestens einer Fixierungsstelle eine Stabilisierung, insbesondere eine Wankstabilisierung, des Fahrzeugs erzielt werden.
Ferner ist durch die Verwendung mindestens eines Aktors zur Fixierung mindestens eines Federelements eine Niveauregulierung des Fahrzeugs, das heißt eine Regulierung der Fahrzeughöhe, möglich.
Günstig ist es, wenn der mindestens eine Aktor als eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung ausgebildet ist.
Drehmomenterzeugungsvorrichtungen sind ganz allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. So ist beispielsweise bekannt, Drehmomente mit Elektromotoren oder Hydraulikmotoren zu erzeugen. Derartige Vorrichtungen haben jedoch zum Nachteil, dass entweder nur kleine Drehmomente erzeugt werden können oder große und schwere Vorrichtungen für die Erzeugung hoher Drehmomente notwendig sind.
Vorteilhaft ist somit eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung, welche einen geringen Platzbedarf hat und mittels welcher hohe Drehmomente erzeugt werden können.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein ein Drehmoment erzeugendes Element umfasst, welches im Wesentlichen spiralförmig und/oder schraubenförmig um eine Drehachse des zu erzeugenden Drehmoments angeordnet ist und mindestens ein Piezo-Element zur Erzeugung des Drehmoments aufweist.
Dadurch, dass die Drehmomenterzeugungsvorrichtung vorzugsweise ein spiralförmig und/oder schraubenförmig um eine Drehachse des zu erzeugenden Drehmoments angeordnetes, ein Drehmoment erzeugendes Element umfasst, kann auf besonders einfache Art und Weise ein Drehmoment zwischen einem ersten Bauteil, welches beispielsweise im Zentrum des spiralförmig und/oder schraubenförmig angeordneten, ein Drehmoment erzeugenden Elements angeordnet ist, und einem zweiten Bauteil, welches beispielsweise an einem außen liegenden Ende des spiralförmig und/oder schraubenförmig ausgebildeten, ein Drehmoment erzeugenden Elements angeordnet ist, erzeugt werden.
Unter ”spiralförmig” ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen die Form einer Kurve um einen Punkt oder um eine Achse zu verstehen, welche sich je nach Laufrichtung von dem Punkt bzw. von der Achse entfernt oder dem Punkt bzw. der Achse annähert.
Insbesondere kann hierunter eine archimedische Spirale zu verstehen sein, welche sich in einem ebenen Polarkoordinatensystem mit r(ϕ) = a·ϕ beschreiben lässt, wobei r(ϕ) die Position in der Ebene, a eine Konstante ϕ und der Drehwinkel ist.
Ferner kann hierunter eine logarithmische Spirale zu verstehen sein, welche sich in einem ebenen Polarkoordinatensystem mit r(ϕ) = b·e^a·ϕ beschreiben lässt, wobei r(ϕ) die Position in der Ebene, b und a Konstanten und ϕ der Drehwinkel ist.
Unter ”schraubenförmig” ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen die Form einer Kurve zu verstehen, die sich mit einer konstanten oder variablen Steigung im Wesentlichen um einen Mantel eines Zylinders oder eines Konus windet.
Insbesondere lässt sich eine solche schraubenförmige Kurve in kartesischen
beschreiben,
wobei x ⇀(t) die Position im Raum, h die Ganghöhe und c eine Konstante ist. t und r sind vorzugsweise variabel, insbesondere kann vorgesehen sein, dass r von t abhängt.
Dadurch, dass das ein Drehmoment erzeugende Element vorzugsweise mindestens ein Piezo-Element zur Erzeugung des Drehmoments aufweist, können besonders hohe Drehmomente erzeugt werden. Zugleich ist dadurch ein lediglich geringer Platzbedarf gewährleistet, da keine aufwendigen Elektromotoren und/oder Hydraulikmotoren verwendet werden müssen, um ein Drehmoment zu erzeugen.
Mittels des ein Piezo-Element aufweisenden, ein Drehmoment erzeugenden Elements können vorzugsweise sehr hohe Drehmomente von hundert und mehr Newtonmeter erzeugt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Piezo-Element als ein Piezo-Flächenwandler ausgebildet ist. Derartige Piezo-Flächenwandler können insbesondere auf Oberflächen, beispielsweise auf einer Oberfläche des spiralförmig und/oder schraubenförmig um die Drehachse des zu erzeugenden Drehmoments angeordneten, ein Drehmoment erzeugenden Elements, angeordnet werden. Durch das Anlegen einer Spannung an das mindestens eine Piezo-Element kann dann eine Verformung des ein Drehmoment erzeugenden Elements bewirkt werden, welche das zu erzeugenden Drehmoment erzeugt.
Günstig ist es, wenn die Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein ortsfestes Element und ein drehbares Element umfasst, welche mittels des ein Drehmoment erzeugenden Elements miteinander verbunden sind.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das ortsfeste Element der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein Gehäuse der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ist. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass das ortsfeste Element der Drehmomenterzeugungsvorrichtung eine auf der Drehachse liegende Welle der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ist.
Das drehbare Element der Drehmomenterzeugungsvorrichtung kann beispielsweise ein Gehäuse der Drehmomenterzeugungsvorrichtung sein.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das drehbare Element der Drehmomenterzeugungsvorrichtung eine auf der Drehachse liegende Welle der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ist.
Beispielsweise für den Fall, dass das ortsfeste Element der Drehmomenterzeugungsvorrichtung eine auf der Drehachse liegende Welle der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ist und zugleich das drehbare Element der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein Gehäuse der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ist, kann durch eine Erzeugung eines Drehmoments mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein an dem drehbaren Element, das heißt an dem Gehäuse, angeordnetes Bauteil auf besonders einfache Art und Weise um ein an dem ortsfesten Element, das heißt an der auf der Drehachse liegenden Welle, angeordnetes weiteres Bauteil gedreht werden.
Die erfindungsgemäße Drehmomenterzeugungsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Fixierungsvorrichtung zur Fixierung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil, umfassend mindestens eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung, wobei die mindestens eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung vorzugsweise so an dem ersten Bauteil und an dem zweiten Bauteil anordenbar ist, dass mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung ein Drehmoment zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil erzeugbar ist.
Günstig ist es, wenn die Fixierungsvorrichtung mindestens eine Federvorrichtung zur federnden Anordnung des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil umfasst.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mittels der mindestens einen Drehmomenterzeugungsvorrichtung der mindestens einen Fixierungsvorrichtung eine Federcharakteristik eines Federelements der Federvorrichtung beeinflussbar ist. Auf diese Weise kann eine besonders variable Federvorrichtung bereitgestellt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Federhärte des Federelements der Federvorrichtung mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung beeinflussbar ist.
Die erfindungsgemäße Fixierungsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, umfassend mindestens eine Fixierungsvorrichtung zur Fixierung von Rädern an einer Trägerstruktur, beispielsweise an einer Karosserie, des Fahrzeugs.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Fixierungsvorrichtung an einem Fahrzeug zur Fixierung von Rädern an einer Karosserie kann eine besonders komfortable und/oder sportliche Auslegung des Fahrzeugs erfolgen. So kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Fixierungsvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Drehmomenterzeugungsvorrichtung insbesondere eine Beeinflussung von Federelementen einer Federvorrichtung der Fixierungsvorrichtung mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung erfolgen, so dass die Federung des Fahrzeugs, das heißt die Federung der Karosserie auf den Rädern, wunschgemäß entweder sportlich oder komfortabel gewählt werden kann und/oder eine automatische Anpassung der Federcharakteristik der Federelemente der Federvorrichtung an besondere Fahrzustände des Fahrzeugs erfolgen kann.
Günstig ist es, wenn die Fixierungsvorrichtung mindestens eine Federvorrichtung umfasst, welche ein als Querblattfeder ausgebildetes Federelement aufweist. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Querblattfeder an ihren Lagerpunkten an der Karosserie des Fahrzeugs mittels erfindungsgemäßen Fixierungsvorrichtungen gelagert ist, so dass mittels der erfindungsgemäßen Drehmomenterzeugungsvorrichtungen die Federcharakteristika der Querblattfeder gezielt beeinflusst werden können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Fixierungsvorrichtung mindestens eine Federvorrichtung umfasst, welche ein als Längsblattfeder ausgebildetes Federelement aufweist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das als Längsblattfeder ausgebildete Federelement mittels mindestens einer erfindungsgemäßen Fixierungsvorrichtung an einer Karosserie des Fahrzeugs gelagert ist, so dass das als Längsblattfeder ausgebildete Federelement mittels der erfindungsgemäßen Drehmomenterzeugungsvorrichtung hinsichtlich dessen Federcharakteristik gezielt beeinflusst werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der mindestens einen Drehmomenterzeugungsvorrichtung der mindestens einen Fixierungsvorrichtung eine Vorspannung auf mindestens ein Federelement der mindestens einen Federvorrichtung aufbringbar ist, so dass insbesondere eine Härte des mindestens einen Federelements einstellbar ist. Auf diese Weise kann eine gewünschte Fahrwerkshärte des Fahrzeugs besonders einfach eingestellt werden.
Günstig ist es ferner, wenn mittels der mindestens einen Drehmomenterzeugungsvorrichtung der mindestens einen Fixierungsvorrichtung einer Auslenkung des mindestens einen Federelements der mindestens einen Federvorrichtung entgegengewirkt werden kann, so dass insbesondere eine unerwünschte Rollbewegung des Fahrzeugs vermindert werden kann. Auf diese Weise kann eine einfache Wankstabilisierung des Fahrzeugs erfolgen.
Ferner weisen die erfindungsgemäße Drehmomenterzeugungsvorrichtung, die erfindungsgemäße Fixierungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Fahrzeug vorzugsweise die nachfolgenden Merkmale und/oder Vorteile auf: Eine Lagerstelle eines mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung zu beeinflussenden Bauteils wird vorzugsweise nicht fest und/oder momentenfrei eingespannt. Vielmehr erfolgt eine Lagerung vorzugsweise so, dass mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung erfindungsgemäß ein Drehmoment auf das zu lagernde Bauteil aufgebracht werden kann.
Die erfindungsgemäß erzielten Drehmomente liegen vorzugsweise auf einem sehr hohen Niveau, welches herkömmlicherweise nur mit großen Elektromotoren, zusätzlichen Getrieben oder Hydraulikmotoren erreicht werden kann, wobei oft ein sehr komplexer Aufbau von elektrischen und hydraulischen Maschinen notwendig ist. Erfindungsgemäß kann mittels Piezo-Flächenelementen (Piezoflächenaktoren) auf einer Oberfläche der Federelemente ähnliches bewirkt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Piezo-Flächenwandler (Piezoflächenaktoren) spiralförmig und/oder schraubenförmig ausgeführt werden, das heißt selbst das ein Drehmoment erzeugende Element bilden, und vorzugsweise ähnlich einer Unruhfeder eines Uhrwerks, aktiv Biegespannungen und somit ein Drehmoment erzeugen.
Aufgrund der hohen Leistungsdichte von Piezo-Flächenwandlern (Piezoflächenaktoren) ist vorzugsweise ein hohes Drehmoment bei geringem Gewicht der Drehmomenterzeugungsvorrichtung zu erzielen.
Um eine Beschädigung der Piezo-Flächenwandler (Piezoflächenaktoren) durch eine Überschreitung der durch die Eigenfestigkeit/-steifigkeit der Piezo-Flächenwandler (Piezoflächenaktoren) vorgegebenen Belastungsgrenzen zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die Piezo-Flächenwandler (Piezoflächenaktoren) auf einem Träger oder einer Trägerfeder aufgebracht werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass je nach Polarisation der an das mindestens eine Piezo-Element angelegten Spannung ein positives oder ein negatives Drehmoment erzeugbar ist.
Insbesondere bei der Verwendung von beidseitig mit Piezo-Elementen versehenen Trägern oder Trägerfedern (ein Drehmoment erzeugendes Element) kann vorgesehen sein, dass die beiden Seiten des ein Drehmoment erzeugenden Elements (Träger- oder Trägerfeder) mit unterschiedlich polarisierten Spannungen beaufschlagt werden, um ein gegenseitiges Auslöschen der erzeugten Drehmomente zu verhindern und den erzeugten Effekt, das heißt das erzeugte Drehmoment, vorzugsweise zu verdoppeln.
Die erfindungsgemäße Drehmomenterzeugungsvorrichtung ermöglicht insbesondere die Erzeugung eines hohen Drehmoments bei geringer Auslenkung, das heißt bei kleinen Winkeln und vorzugsweise hoher Genauigkeit.
Grundsätzlich eignet sich die erfindungsgemäße Drehmomenterzeugungsvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße Fixierungsvorrichtung zur Verwendung in erfindungsgemäßen Fahrzeugen, insbesondere in Nutz- und/oder Kraftfahrzeugen. Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Drehmomenterzeugungsvorrichtung und die erfindungsgemäße Fixierungsvorrichtung auch zur Verwendung in der Medizintechnik, in welcher insbesondere die hohe Genauigkeit der erfindungsgemäßen Drehmomenterzeugungsvorrichtung von Vorteil sein kann.
Grundsätzlich ist jedoch auch möglich, dass die Einbringung eines Drehmoments mittels eines Elektromotors mit oder ohne Getriebe und/oder mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtung erfolgt.
Unter einer ”Führung” der Räder des Fahrzeugs ist die Einschränkung der Bewegungsfreiheit der Räder relativ zu der Fahrzeuglängsmittelebene zu verstehen. Durch die Führung der Räder kann somit insbesondere verhindert werden, dass die Räder im Benutzungszustand des Fahrzeugs sich von der Fahrzeuglängsmittelebene weg oder auf die Fahrzeuglängsmittelebene zu bewegen. Ferner kann durch die Führung der Räder verhindert werden, dass sich die Drehachse der Räder verändert und somit nicht mehr im Wesentlichen senkrecht zu der Fahrzeuglängsmittelebene verläuft.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Figuren zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem Fahrwerk, welches ein Federelement mit zwei durchgehenden Stegen umfasst;
2 eine schematische Draufsicht auf eine Vorderseite des Fahrwerks aus 1;
3 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite des Fahrwerks aus 1;
4 eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem Fahrwerk, welches ein Federelement mit einem durchgehenden und einem unterbrochenen Steg umfasst;
5 eine schematische Draufsicht auf eine Vorderseite des Fahrwerks aus 4;
6 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite des Fahrwerks aus 4;
7 einen schematischen Schnitt durch das Fahrwerk aus 4 entlang der Linie 7-7 in 5;
8 eine schematische perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem Fahrwerk, welches ein Federelement mit zwei durchgehenden Stegen umfasst und mit im Wesentlichen V-förmig angeordneten Fixierungselementen an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs anordenbar ist;
9 eine schematische perspektivische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Fahrzeugs, welches ein Fahrwerk umfasst, das ein in sich verwundenes Federelement aufweist;
10 eine schematische perspektivische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Fahrzeugs, welches zwei sich zwischen zwei Rädern des Fahrzeugs erstreckende Federelemente umfasst;
11 eine schematische perspektivische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem Fahrwerk, welches ein Federelement aufweist, dass mittels einer Torsionsstabfeder an der Trägerstruktur des Fahrzeugs anordenbar ist;
12 eine schematische perspektivische Darstellung einer siebten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem Fahrwerk, welches eine Längslenkerachse mit zwei mittels Torsionsfedern an der Trägerstruktur des Fahrzeugs angeordneten Längslenkern aufweist;
13 einen schematischen Schnitt durch einen Abschnitt eines Längslenkers aus 12 und eine darin angeordnete Drehmomenterzeugungsvorrichtung;
14 eine schematische perspektivische Darstellung einer achten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit zwei als Doppellängslenker ausgebildeten Längslenkern einer Längslenkerachse;
15 eine neunte Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem Fahrwerk, welches eine Längslenkerachse mit zwei in sich verwundenen Längslenkern umfasst;
16a eine schematische Darstellung der Verwendung von Aktoren zur Beeinflussung der Fixierung von Federelementen, wobei mittels der Aktoren zwei Drehmomente in derselben Drehrichtung auf das Federelement aufgebracht werden;
16b eine der 16a entsprechende Darstellung eines Federelements mit zwei Aktoren, wobei die beiden Aktoren das Federelement in unterschiedlichen Richtungen mit einem Drehmoment beaufschlagen;
17 eine der 16a entsprechende Darstellung eines Federelements mit lediglich einem Aktor zur Beeinflussung einer Drehbewegung des Federelements um eine Drehachse des Aktors;
18a eine der 16a entsprechende Darstellung eines Federelements mit einem Aktor, wobei der Aktor an einem Ende des Federelements angeordnet ist, so dass mittels des Aktors eine Drehbewegung des Federelements um den Aufhängungspunkt beeinflusst werden kann; und
18b eine schematische perspektivische Darstellung von zwei beispielsweise als Längslenker ausgebildeten Federelementen, welche mittels Aktoren an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs anordenbar sind, so dass eine Drehung der Längslenker um die Aufhängungspunkte an der Trägerstruktur des Fahrzeugs mittels der Aktoren beeinflussbar sind.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine in den 1 bis 3 dargestellte erste Ausführungsform eines als Ganzes mit 100 bezeichneten Fahrzeugs umfasst ein Fahrwerk 102 mit einer Aufhängung 104 zur Aufhängung von Rädern 106 an einer (nicht dargestellten) Trägerstruktur des Fahrzeugs 100.
Das Fahrwerk 102 umfasst zur federnden Lagerung der Räder 106 an der Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 ein Federelement 108, welches sich von einem einem ersten Rad 106a zugeordneten ersten Ende 110a des Federelements 108 bis zu einem dem ersten Rad 106a abgewandten und einem zweiten Rad 106b zugewandten zweiten Ende 110b des Federelements 108 erstreckt.
Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, sind die Räder 106 des Fahrzeugs 100 spiegelsymmetrisch bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene 112 des Fahrzeugs 100 angeordnet. Zur gleichmäßigen Aufhängung der Räder 106 des Fahrzeugs 100 ist das Federelement 108 spiegelsymmetrisch bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene 112 ausgebildet und spiegelsymmetrisch bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene 112 an dem Fahrzeug 100 angeordnet.
Die Räder 106 sind im montierten Zustand des Fahrzeugs 100 mittels (nicht dargestellten) Befestigungsvorrichtungen mit den Enden 110 des Federelements 108 verbunden, das heißt das erste Rad 106a ist an dem ersten Ende 110a des Federelements 108 angeordnet und das zweite Rad 106b ist an dem zweiten Ende 110b des Federelements 108 angeordnet.
Durch diese Anordnung der Räder 106 an dem Federelement 108 kann das Federelement 108 zur Führung der Räder 106 in einer Fahrtrichtung 114 des Fahrzeugs 100 beitragen. Das bedeutet, dass das Federelement 108 die Räder 106 insbesondere an einer Bewegung der Räder 106 relativ zueinander in einer Richtung senkrecht zu der Fahrzeuglängsmittelebene 112 hindert und ferner eine Verdrehung einer Drehachse 116 der Räder 106, welche üblicherweise im Wesentlichen senkrecht zu der Fahrzeuglängsmittelebene 112 ausgerichtet ist, aus dieser senkrecht zu der Fahrzeuglängsmittelebene 112 ausgerichteten Stellung heraus verhindert.
Das Federelement 108 ist beispielsweise aus einem Federstahl gebildet. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass ein Leichtbauwerkstoff, insbesondere ein Faserverbundwerkstoff, beispielsweise ein Glasfaserverbundwerkstoff (GFK), ein Kohlefaserverbundwerkstoff (CFK) oder ein Aramidfaserverbundwerkstoff, zur Herstellung des Federelements 108 verwendet wird.
Das Federelement 108 weist zwei Gabelungen 118 auf, so dass zwei Stege 120 an dem Federelement 108 gebildet sind.
Eine erste Gabelung 118a ist dabei in der Nähe des ersten Endes 110a des Federelements 108 angeordnet. Eine zweite Gabelung 118b ist in der Nähe des zweiten Endes 110b des Federelements 108 angeordnet.
Die Stege 120, nämlich ein erster Steg 120a und zweiter Steg 120b erstrecken sich zwischen den Gabelungen 118a und 118b und verbinden so das erste Ende 110a des Federelements 108 mit dem zweiten Ende 110b des Federelements 108.
Durch die Gabelungen 118a, 118b und die Stege 120a, 120b ist eine Öffnung 122 in dem Federelement 108 gebildet.
Der erste Steg 120a begrenzt die Öffnung 122 in der Fahrtrichtung 114 des Fahrzeugs 100 nach vorne. Der zweite Steg 120b begrenzt die Öffnung 122 des Federelements 108 in der Fahrtrichtung 114 des Fahrzeugs 100 nach hinten.
Das gesamte Federelement 108 ist gebogen ausgebildet, wobei die Enden 110a, 110b des Federelements 108 im Wesentlichen horizontal verlaufen.
Ausgehend von den Enden 110 ist das Federelement 108 in Richtung auf die Fahrzeuglängsmittelebene 112 des Fahrzeugs 100 zu zunächst vertikal leicht nach oben gebogen. In der Umgebung der Fahrzeuglängsmittelebene 112 ist das Federelement 108 so ausgebildet, dass an den vertikal leicht nach oben gebogenen Bereich des Federelements 108 ein abgeflachter, im Wesentlichen horizontal verlaufender Bereich 123 angrenzt. In diesem horizontal verlaufenden Bereich 123 schneidet die Fahrzeuglängsmittelebene 112 das Federelement 108.
Die Stege 120 des Federelements 108 sind dabei nicht gleichartig ausgebildet.
Vielmehr verläuft der erste Steg 120a des Federelements 108 flacher als der zweite Steg 120b des Federelements 108, das heißt, ausgehend von den Gabelungen 118a, 118b des Federelements 108 ist der höchste Punkt, an welchem die Fahrzeuglängsmittelebene 112 das Federelement 108 schneidet, bei dem ersten Steg 120a in vertikaler Richtung tiefer als bei dem zweiten Steg 120b (siehe insbesondere 2).
Zur Anordnung des Federelements 108 an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 sind bei der ersten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 drei Fixierungsstellen 124 vorgesehen.
Die Fixierungsstellen 124 sind bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen linienförmig ausgebildet, das heißt, dass eine Bewegung des Federelements 108 im Bereich jeder der Fixierungsstellen 124 um eine Drehachse, welche vorliegend im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung 114 verläuft, trotz der Fixierung an den Fixierungsstellen 124 noch immer möglich ist.
Die Fixierungsstellen 124 sind bei der ersten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet (siehe insbesondere 3). Eine erste Fixierungsstelle 124a ist dabei an dem ersten Steg 120a, insbesondere an der Stelle, an welcher die Fahrzeuglängsmittelebene 112 den ersten Steg 120a schneidet, angeordnet.
Eine zweite Fixierungsstelle 124b und eine dritte Fixierungsstelle 124c sind spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene 112 und beabstandet voneinander an dem zweiten Steg 120b des Federelements 108 angeordnet.
Der zweite Steg 120b des Federelements 108 ist somit zweifach gelagert, während der erste Steg 120a des Federelements 108 lediglich einfach gelagert ist.
Durch die Fixierungsstellen 124 des Federelements 108 ergibt sich insgesamt eine dreifache Lagerung des Federelements 108, wobei durch die Anordnung der Fixierungsstellen 124 an dem Federelement 108 und die Ausrichtung der linienförmigen Fixierungsstellen 124 relativ zu der Fahrtrichtung 114 und relativ zueinander eine gezielte Beeinflussung der gewünschten Federcharakteristik des Federelements 108 möglich ist.
Zur Fixierung der Federelemente 108 an den Fixierungsstellen 124 sind schematisch dargestellte Fixierungselemente 126 vorgesehen, welche mit (noch zu beschreibenden) Aktoren versehen sein können, um insbesondere gezielt Drehmomente an den Fixierungsstellen 124 auf das Federelement 108 aufbringen zu können.
Zur Dämpfung des Fahrwerks 102 des Fahrzeugs 100 sind an dem Fahrwerk 102 ferner Dämpfungsvorrichtungen 128 vorgesehen.
Insbesondere 3 ist zu entnehmen, dass Lagerachsen 130 des Federelements 108, nämlich eine der ersten Fixierungsstelle 124a zugeordnete erste Lagerachse 130a, eine der zweiten Fixierungsstelle 124b zugeordnete zweite Lagerachse 130b und eine der dritten Fixierungsstelle 124c zugeordnete dritte Lagerachse 130c, um welche bei einer Fixierung des Federelements 108 an den Fixierungsstellen 124 noch immer eine Drehbewegung des Federelements 108 oder zumindest des Abschnitts des Federelements 108 in dem jeweiligen Bereich der Fixierungsstellen 124 noch immer möglich ist, im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass insbesondere die Lagerachse 130c und die Lagerachse 130b einen Winkel miteinander einschließen.
Die Fixierungselemente 126 zur Fixierung des Federelements 108 an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 umfassen vorzugsweise Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132, mittels welchen ein Drehmoment zwischen einem ersten Bauteil, vorliegend der Trägervorrichtung des Fahrzeugs 100, und einem zweiten Bauteil, vorliegend dem Federelement 108, erzeugbar ist.
Bei der ersten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 ist eine solche Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 an jeder Fixierungsstelle 124 vorgesehen, das heißt das Fahrzeug 100 umfasst eine erste Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132a an der ersten Fixierungsstelle 124a, eine zweite Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132b an der zweiten Fixierungsstelle 124b und eine dritte Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132c an der dritten Fixierungsstelle 124c.
Mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 sind Drehmomente um die Lagerachsen 130 auf das Federelement 108 aufbringbar.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform des Fahrzeugs 100 funktioniert wie folgt: In einem Benutzungszustand des Fahrzeugs 100, das heißt bei einer Bewegung des Fahrzeugs 100 in der Fahrtrichtung 114, kommt es regelmäßig vor, dass das Fahrzeug 100 eine Kurve durchfährt, wobei ein kurvenäußeres Rad 106, beispielsweise das erste Rad 106a, stärker belastet wird als das kurveninnere Rad 106, folglich das zweite Rad 106b.
Diese stärkere Belastung des ersten Rads 106a erzeugt eine Einfederung des ersten Rads 106a in einer Federrichtung 134, wodurch sich das erste Ende 110a des Federelements 108 in vertikaler Richtung nach oben bewegt.
Dies erzeugt eine Drehung des Federelements 108 an der ersten Fixierungsstelle 124a und an der zweiten Fixierungsstelle 124b um die erste Lagerachse 130a an der ersten Fixierungsstelle 124a bzw. um die zweite Lagerachse 130b an der zweiten Fixierungsstelle 124b.
Hierbei wird ein Drehmoment von dem Federelement 108 auf die Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 übertragen.
Ferner erfolgt durch die Ausgestaltung des Federelements 108 eine Übertragung eines Teils der auf das erste Ende 110a des Federelements 108 wirkenden Kräfte auf das zweite Ende 110b des Federelements 108.
Mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132, insbesondere mittels der ersten Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132a und der zweiten Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132b kann der Drehbewegung des ersten Endes 110a des Federelements 108 um die erste Lagerachse 130a bzw. um die zweite Lagerachse 130b entgegengewirkt werden. Auf diese Weise kann ein unerwünschtes Wanken des Fahrzeugs 100 bei der Kurvenfahrt verringert werden.
Eine in den 4 bis 7 dargestellte zweite Ausführungsform eines Fahrzeugs 100 unterscheidet sich von der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass der erste Steg 120a nicht durchgehend ausgebildet ist, das heißt, dass der erste Steg 120a nicht die erste Gabelung 118a mit der zweiten Gabelung 118b verbindet. Vielmehr ist der erste Steg 120a durch eine Unterbrechung 136 in einen an der ersten Gabelung 118a angeordneten ersten Teilabschnitt 138a und in einen an der zweiten Gabelung 118b angeordneten zweiten Teilabschnitt 138b unterteilt.
Die Fixierung des Federelements 108 erfolgt bei der zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 an dem ersten Steg 120a an zwei Fixierungsstellen 124, welche an den einander zugewandten Enden 140 der Teilabschnitte 138, nämlich an dem ersten Ende 140a des ersten Teilabschnitts 138a und an dem zweiten Ende 140b des zweiten Teilabschnitts 138b angeordnet sind.
Bei der zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 ist somit keine Drehung des ersten Stegs 120a um eine in der Fahrzeuglängsmittelebene 112 verlaufende Lagerachse möglich. Vielmehr ist der erste Steg 120a an den Fixierungsstellen 124 zweifach gelagert, wobei durch die Unterbrechung 136 in dem ersten Steg 120a eine gegenseitige Beeinflussung des ersten Teilabschnitts 138a und des zweiten Teilabschnitts 138b im Wesentlichen ausgeschlossen ist.
Im Übrigen stimmt die in den 4 bis 7 dargestellte zweite Ausführungsform des Fahrzeugs 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in 8 dargestellte dritte Ausführungsform des Fahrzeugs 100 unterscheidet sich von der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass die Stege 120, nämlich der erste Steg 120a und der zweite Steg 120b im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene angeordnet sind.
Ferner sind bei der dritten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 die Fixierungselemente 126 zur Fixierung des Federelements 108 an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 so ausgebildet, dass mittels der Fixierungselemente 126 eine durchgehende Fixierung an dem ersten Steg 120a und an dem zweiten Steg 120b gewährleistet ist.
Die insgesamt vier Fixierungsstellen 124 sind dabei so an dem Federelement 108 verteilt angeordnet, dass lediglich zwei Lagerachsen 130, nämlich eine erste Lagerachse 130a und eine zweite Lagerachse 130b gebildet sind, um welche eine Drehung des jeweils angrenzenden Bereichs des Federelements 108 im fixierten Zustand des Federelements 108 noch immer möglich ist, vorgesehen sind.
Die Lagerachsen 130a und 130b schließen dabei einen Winkel α von beispielsweise ungefähr 45° miteinander ein.
Im Übrigen stimmt die in 8 dargestellte dritte Ausführungsform des Fahrzeugs 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in 9 dargestellte vierte Ausführungsform des Fahrzeugs 100 unterscheidet sich von der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 insbesondere dadurch, dass keine Gabelungen und somit auch keine Stege vorgesehen sind. Vielmehr ist das Federelement 108 bei der in 9 dargestellten vierten Ausführungsform als ein durchgängiges Federelement 108 ausgebildet, welches jedoch in sich verwunden ist.
Dies bedeutet, dass das Federelement 108 in einem Mittelbereich 142, in welchem die Fahrzeuglängsmittelebene 112 das Federelement 108 schneidet, eine Oberfläche 144, insbesondere einer flachen Oberseite des Federelements 108, aufweist, welche gegenüber Oberflächen 146 des Federelements 108 an dem ersten Ende 110a und an dem zweiten Ende 110b, das heißt gegenüber den flachen Oberseiten des Federelements 108 an dessen Enden 110, geneigt ist.
Die Oberflächen 146 an dem ersten Ende 110a und an dem zweiten Ende 110b des Federelements 108 sind vorzugsweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Die Oberfläche 144 des Mittelbereichs 142 des Federelements 108 ist bei der vierten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 beispielsweise um 30° gegen die Horizontale geneigt.
Die Oberfläche 144 des Mittelbereichs 142 ist dabei einem in der Fahrtrichtung 114 des Fahrzeugs 100 hinten liegenden Ende des Fahrzeugs 100 zugewandt.
Aufgrund der in sich verwundenen Ausgestaltung des Federelements 108 des Fahrzeugs 100 bei der vierten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 ist eine Fixierung des Federelements 108 an zwei Fixierungsstellen 124 zur stabilen Lagerung ausreichend.
Im Übrigen stimmt die in 9 dargestellte vierte Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in 10 dargestellte fünfte Ausführungsform des Fahrzeugs 100 unterscheidet sich von der in 9 dargestellten vierten Ausführungsform dadurch, dass zwei Federelemente 108 vorgesehen sind, welche ober- und unterhalb der Drehachse 116 der Räder 106 des Fahrzeugs 100 angeordnet und im Gegensatz zu dem Federelement 108 aus der vierten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 nicht in sich verwunden ausgebildet sind.
Ein erstes Federelement 108a, welches unterhalb der Drehachse 116 der Räder 106 angeordnet ist, ist dabei zentral mittels einer Fixierungsstelle 124 in einem Bereich gelagert, in welchem das erste Federelement 108a die Fahrzeuglängsmittelebene 112 schneidet.
Ein zweites Federelement 108b, welches oberhalb der Drehachse 116 der Räder 106 angeordnet ist, ist mittels zweier Fixierungsstellen 124, welche zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsmittelebene 112 angeordnet sind, an der Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 gelagert.
Sowohl das erste Federelement 108a als auch das zweite Federelement 108b sind bei der fünften Ausführungsform des Fahrzeugs 100 mittels (nicht dargestellter) Befestigungsvorrichtungen mit den Rädern 106 verbunden, so dass eine Führung der Räder 106 mittels der beiden Federelemente 108a und 108b gewährleistet ist.
Im Übrigen stimmt die in 10 dargestellte fünfte Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 9 dargestellten vierten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in 11 dargestellte sechste Ausführungsform des Fahrzeugs 100 unterscheidet sich von der in 9 dargestellten vierten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 dadurch, dass das Federelement 108 nicht in sich verwunden ausgebildet ist und lediglich zentral, das heißt in dem Mittelbereich 142 des Federelements 108, mittels einer Torsionsstabfeder 148 fixiert ist.
Mittels der Torsionsstabfeder 148 ist das Federelement 108 an der Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 anordenbar.
Eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 ist dabei zwischen der Torsionsstabfeder 148 und dem Federelement 108 und/oder zwischen der Torsionsstabfeder 148 und der Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 vorgesehen, um eine Bewegung des Federelements 108 und somit eine Bewegung der Räder 106 gezielt beeinflussen zu können.
Im Übrigen stimmt die in 11 dargestellte sechste Ausführungsform des Fahrzeugs 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 9 dargestellten vierten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in den 12 und 13 dargestellte siebte Ausführungsform des Fahrzeugs 100 umfasst eine Längslenkerachse 150, welche zwei Längslenker 152 umfasst, die jeweils mittels einer Hauptfeder 154 und einer Befestigungsvorrichtung 156 an der Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 angeordnet sind. Die Hauptfedern 154 erstrecken sich dabei senkrecht zu der Fahrzeuglängsmittelebene 112 und ermöglichen eine Drehung der Längslenker 152, welche vorzugsweise starr ausgebildet sind, um eine Drehachse 158, welche eine Lagerachse 130 bildet.
Die Hauptfedern 154 der Längslenkerachse 150 sind als Torsionsfedern und im Wesentlichen zylindrisch und hohl ausgebildet.
Ein hierdurch gebildeter Innenraum 160 der Hauptfedern 154 ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung einer Stabilisationsfeder 162, welche sich zwischen den Längslenkern 152 erstreckt. Die Hauptfedern 154 und/oder die Längslenker 152 bilden somit zumindest abschnittsweise ein Gehäuse 178 der darin angeordneten Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132.
Mittels der Stabilisationsfeder 162, welche beispielsweise als Torsionsstabfeder ausgebildet ist, kann eine Bewegung des Längslenkers 152, an welchem das erste Rad 106a angeordnet ist, das heißt des ersten Längslenkers 152a, auf eine Bewegung des Längslenkers 152, an welchem das zweite Rad 106b angeordnet ist, das heißt des zweiten Längslenkers 152b, übertragen werden.
Hierdurch ist insbesondere eine Wankstabilisation des Fahrzeugs 100 möglich.
Durch die Verwendung von Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 zur Anordnung der Stabilisationsfeder 162 an den Längslenkern 152 ist ferner eine gezielte Beeinflussung der übertragenen Drehmomente möglich.
Insbesondere kann hierdurch eine aktive Wankstabilisierung realisiert werden.
Durch die stabile Ausgestaltung der Längslenker 152 ist neben einer Stabilisationswirkung auch eine Radführung für eine besonders stabile Ausgestaltung des Fahrwerks 102 gewährleistet.
Wie 13 zu entnehmen ist, ist die Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 zur gezielten Beeinflussung der zwischen der Stabilisationsfeder 162 und den Längslenkern 152 übertragenen Drehmomente einerseits an dem Längslenker 152a und andererseits an der Stabilisationsfeder 162 fixiert.
Die Stabilisationsfeder 162 dient hierbei als Welle 172 der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 und ist beispielsweise ein drehbares Element 174, welches mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 drehbar ist. Der Längslenker 152 ist bei dieser Ausführungsform ein ortsfestes Element 176, bezüglich welchem das drehbare Element 174 drehbar ist.
Die Festlegung des drehbaren Elements 174 und des ortsfesten Elements 176 ist bei dieser Ausgestaltung der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 jedoch nicht entscheidend, da lediglich eine Relativbewegung der Stabilisationsfeder 162 bezüglich des Längslenkers 152 von Interesse ist. Grundsätzlich kann folglich auch die Welle 172, das heißt die Stabilisationsfeder 162, das ortsfeste Element 176 und der Längslenker 152 das drehbare Element 174 sein. An der Funktion der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 ändert sich hierdurch nichts.
Mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 kann ein Drehmoment zwischen der Stabilisationsfeder 162 und dem Längslenker 152 erzeugt werden.
Insbesondere kann mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 beeinflusst werden, in welchem Maße eine Übertragung einer Drehbewegung des einen Rads 106 um die Lagerachse 130 auf das andere Rad 106 übertragen wird. Beispielsweise kann diese Übertragung verstärkt oder vermindert werden.
Ein Einbau der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 kann beispielsweise in neutraler Fase, das heißt ohne Vorspannung, oder mit Vorspannung erfolgen.
Eine in 14 dargestellte achte Ausführungsform des Fahrzeugs 100 umfasst zwei als Doppellängslenker 164 ausgebildete Längslenker 152.
Die Doppellängslenker 164 umfassen jeweils einen oberen flächigen Abschnitt 166 und einen unteren flächigen Abschnitt 168, welche im Benutzungszustand des Fahrzeugs 100 zumindest näherungsweise horizontal verlaufen und in der Fahrtrichtung 114 des Fahrzeugs 100 vorne liegend eine Fixierungsstelle 124 zur Fixierung der Doppellängslenker 164 an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 und ferner in der Fahrtrichtung 114 des Fahrzeugs 100 hinten liegend eine Befestigungsvorrichtung 170 zur Befestigung jeweils eines Rads 106 aufweisen.
Mittels der Doppellängslenker 164 sind somit die Räder 106 an der Trägerstruktur des Fahrzeugs 100 anordenbar.
Die oberen flächigen Abschnitte 166 und die unteren flächigen Abschnitte 168 der Doppellängslenker 164 dienen sowohl der Federung der Räder 106 als auch der Führung der Räder 106 in der Fahrtrichtung 114.
Die Fixierungsstelle 124 kann mit einer Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 versehen sein, um eine Bewegung der Doppellängslenker 164 gezielt beeinflussen zu können.
Eine in 15 dargestellte neunte Ausführungsform des Fahrzeugs 100 umfasst zwei in sich verwundene Längslenker 152, welche im Wesentlichen flach ausgebildet sind und aufgrund der Verwindung sowohl der Radführung als auch der Radfederung dienen.
Zur Fixierung der Längslenker 152 ist bei der in 15 dargestellten neunten Ausführungsform des Fahrzeugs 100 jeweils eine flächige Fixierungsstelle 124 vorgesehen. Auch bei dieser Ausführungsform des Fahrzeugs 100 können Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 zur Beeinflussung der vorliegend als Längslenker 152 ausgebildeten Federelemente 108 vorgesehen sein.
In den 16a und 16b ist ein Federelement 108 schematisch dargestellt, welches an zwei Fixierungsstellen 124 gelagert und mittels Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 an den Fixierungsstellen 124 beeinflussbar ist.
In der 16a ist vorgesehen, dass eine Beeinflussung des Federelements 108 mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 derart erfolgt, dass beide Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 ein Drehmoment in derselben Drehrichtung auf das Federelement 108 ausüben. Hierdurch kann einer größeren Radaufstandskraft F_a eines kurvenäußeren Rads 106 im Vergleich zur Radaufstandskraft F_i des kurveninneren Rads 106 und somit einem Wanken des Fahrzeugs 100 entgegengewirkt werden.
16b zeigt eine alternative Verwendung der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132, bei welcher die Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 einander entgegengesetzt ausgerichtete Drehmomente auf das Federelement 108 ausüben, um eine zusätzliche Gewichtskraft F_z bei starker Beladung des Fahrzeugs 100 zu kompensieren.
In 17 ist eine schematische Darstellung eines Federelements 108 mit lediglich einer Fixierungsstelle 124 und somit lediglich einer Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 dargestellt. Mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 ist bei dieser Ausführungsform des Federelements 108 eine Drehung des Federelements 108 um eine Lagerachse 130 mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 beliebig einstellbar. Insbesondere kann auch hierbei ein Wankausgleich dadurch erfolgen, dass durch das aufgebrachte Drehmoment der Radaufstandskraft F_a des kurvenäußeren Rads 106 entgegengewirkt wird.
In 18a ist eine schematische Darstellung eines Federelements 108 mit einer einzigen Fixierungsstelle 124 und einer einzigen Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 an dieser Fixierungsstelle 124 dargestellt. Durch die Anordnung der Fixierungsstelle 124 und der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 an einem Ende 110 des Federelements 108 ist gemäß der 18a eine Drehung des Federelements 108 um eine an dem Ende 110 des Federelements 108 angeordnete Lagerachse 130 mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtung 132 gezielt beeinflussbar.
In 18b ist eine schematische perspektivische Darstellung zweier der in 18a dargestellten Federelemente 108 für die Verwendung in einer Längslenkerachse 150 dargestellt. Hierbei kann mittels der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 insbesondere eine Auslenkung der Längslenker 152 der Längslenkerachse 150 gezielt beeinflusst werden.
Insbesondere durch die Verwendung von Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 132 sind besonders vorteilhafte Ausgestaltungen von Fahrwerken 102 für Fahrzeuge 100 möglich.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
102: Fahrwerk
104: Aufhängung
106: Rad
106a: erstes Rad
106b: zweites Rad
108: Federelement
108a: erstes Federelement
108b: zweites Federelement
110: Ende
110a: erstes Ende
110b: zweites Ende
112: Fahrzeuglängsmittelebene
114: Fahrtrichtung
116: Drehachse
118: Gabelung
118a: erste Gabelung
118b: zweite Gabelung
120: Steg
120a: erster Steg
120b: zweiter Steg
122: Öffnung
123: vertikal verlaufender Bereich
124: Fixierungsstelle
124a: erste Fixierungsstelle
124b: zweite Fixierungsstelle
124c: dritte Fixierungsstelle
126: Fixierungselemente
128: Dämpfungsvorrichtung
130: Lagerachse
130a: erste Lagerachse
130b: zweite Lagerachse
130c: dritte Lagerachse
132: Drehmomenterzeugungsvorrichtung
134: Federrichtung
136: Unterbrechung
138: Teilabschnitt
138a: erster Teilabschnitt
138b: zweiter Teilabschnitt
140: Ende
140a: erstes Ende
140b: zweites Ende
142: Mittelbereich
144: Oberfläche
146: Oberfläche
148: Torsionsstabfeder
150: Längslenkerachse
152: Längslenker
152a: erster Längslenker
152b: zweiter Längslenker
154: Hauptfeder
156: Befestigungsvorrichtung
158: Drehachse
160: Innenraum
162: Stabilisationsfeder
164: Doppellängslenker
166: oberer flächiger Abschnitt
168: unterer flächiger Abschnitt
170: Befestigungsvorrichtung
172: Welle
174: drehbares Element
176: ortsfestes Element
178: Gehäuse Winkel
F_a: Radaufstandskraft des kurvenäußeren Rades
F_i: Radaufstandskraft des kurveninneren Rades
F_z: zusätzliche Gewichtskraft

Claims

Fahrzeug, umfassend: – mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene (112) einander gegenüberliegend angeordnete Räder (106); – mindestens ein Federelement (108), welches sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern (106) erstreckt und der Federung der Räder (106) in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) dient, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder (106) im Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) dient und zwischen einem ersten Ende (110a), welches einem ersten der Räder (106a) zugewandt ist, und einem zweiten Ende (110b), welches einem zweiten Ende der Räder (106b) zugewandt ist, mindestens eine Gabelung (118) aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) der Stabilisierung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder (106) im Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) dient.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Gabelung (118) des mindestens einen Federelements (108) mindestens zwei Stege (120) des mindestens einen Federelements (108) gebildet sind.
Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) mindestens einen durchgehenden Steg (120) umfasst.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens zwei Stege (120) mindestens eine Öffnung (122) in dem mindestens einen Federelement (108) gebildet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) mindestens einen unterbrochenen Steg (120) umfasst.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steg (120) des mindestens einen Federelements (108) zumindest teilweise in vertikaler Richtung höher liegend angeordnet ist als mindestens ein weiterer Steg (120) des mindestens einen Federelements (108).
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) mindestens zwei Fixierungsstellen (124) aufweist, an welchen das mindestens eine Federelement (108) an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs (100) fixiert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Fixierungsstellen (124) in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fixierungsstelle (124) des mindestens einen Federelements (108) im Wesentlichen linienförmig ausgebildet und gegenüber einer Fahrtrichtung (114) des Fahrzeugs (100) geneigt angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fixierungsstelle (124) des mindestens einen Federelements (108) im Wesentlichen linienförmig ausgebildet und gegenüber der Fahrzeuglängsmittelebene (112) des Fahrzeugs (100) geneigt angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) des Fahrzeugs (100) einstückig ausgebildet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) gebogen ausgebildet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) zumindest teilweise aus einem Leichtbauwerkstoff gebildet ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (100) mindestens zwei Federelemente (108) umfasst, welche sich zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Rädern (106) erstrecken und der Federung der Räder (106) in einem Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) dienen.
Fahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Federelemente (108) so an den Rädern (106) des Fahrzeugs (100) angeordnet sind, dass mindestens ein Federelement (108) unterhalb und mindestens ein Federelement (108) oberhalb einer Drehachse (116) der Räder (106) angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Federelemente (108) im Wesentlichen flach ausgebildet und gegeneinander geneigt angeordnet sind.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Federelement (108) der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder (106) im Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) dient und mindestens eine Torsionsfeder (148) vorgesehen ist, mittels welcher das mindestens eine Federelement (108) gelagert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) im Wesentlichen T-förmig ausgebildet ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (108) der Führung der einander gegenüberliegend angeordneten Räder (106) im Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) dient und in sich verwunden ausgebildet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (144, 146) des mindestens einen Federelements (108) zumindest abschnittsweise mit einer Fahrtrichtung (114) des Fahrzeugs (100) einen Winkel von mindestens ungefähr 50° einschließt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (144, 146) des mindestens einen Federelements (108) zumindest abschnittsweise ungefähr parallel zu einer Fahrtrichtung (114) des Fahrzeugs (100) verläuft.
Fahrzeug, umfassend eine Längslenkerachse (150) zur Aufhängung von mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene (112) einander gegenüberliegend angeordneten Rädern (106), wobei die Längslenkerachse (150) zwei Längslenker (152) umfasst, die jeweils über eine Hauptfeder (154) an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs (100) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Hauptfedern (154) der Längslenker (152) mindestens eine Stabilisationsfeder (162) vorgesehen ist, welche zumindest abschnittsweise innerhalb mindestens einer Hauptfeder (154) verläuft.
Fahrzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Hauptfeder (154) eine Torsionsfeder ist, welche im Wesentlichen hohl ausgebildet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Längslenker (152) und eine Hauptfeder (154) zur Anordnung des Längslenkers (152) an der Trägerstruktur des Fahrzeugs (100) einstückig miteinander ausgebildet sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stabilisationsfeder (162) sich von einem der beiden Längslenker (152) der Längslenkerachse (150) bis zu dem anderen Längslenker (152) der Längslenkerachse (150) erstreckt.
Fahrzeug, umfassend eine Längslenkerachse (150) zur Aufhängung von mindestens zwei bezüglich einer Fahrzeuglängsmittelebene (112) einander gegenüberliegend angeordneten Rädern (106), wobei die Längslenkerachse (150) zwei Längslenker (152) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (152) der Längslenkerachse (150) des Fahrzeugs (100) als Doppellängslenker (164) ausgebildet sind.
Fahrzeug nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppellängslenker (164) einstückig ausgebildet sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppellängslenker (164) mindestens einen oberen flächigen Abschnitt (166) und/oder mindestens einen unteren flächigen Abschnitt (168) umfassen, welche im Benutzungszustand des Fahrzeugs (100) eine Führung der Räder (106) in einer Fahrtrichtung (114) ermöglichen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppellängslenker (164) der Federung der Räder (106) dienen.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 23 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (100) mindestens einen Längslenker (152) aufweist, welcher in sich verwunden ausgebildet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längslenker (152) mittels einer Klemmvorrichtung an einer Trägerstruktur des Fahrzeugs (100) festgeklemmt werden kann.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 23, 27 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Federelement (108) vorgesehen ist, welches an mindestens einer Fixierungsstelle (124) des mindestens einen Federelements (108) mittels mindestens eines Aktors (132) fixiert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktor (132) als eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung (132) ausgebildet ist.