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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Abstützen einer Radaufhängung an einem Fahrzeugaufbau. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein mit einer derartigen Feder- und/oder Dämpfereinrichtung ausgestattetes Fahrzeug.
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Ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, weist üblicherweise einen Fahrzeugaufbau mit mehreren Radaufhängungen auf, über welche Fahrzeugräder am Fahrzeugaufbau angebracht sind. Im Bereich der Radaufhängungen sind Feder- und/oder Dämpfereinrichtungen angeordnet, um die jeweilige Radaufhängung gefedert und/oder gedämpft am Fahrzeugaufbau abzustützen.
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Eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung umfasst üblicherweise ein Feder- und/oder Dämpferelement, das im montierten Zustand an einem ersten Ende, üblicherweise oben, am Fahrzeugaufbau abgestützt ist, während es an einem zweiten Ende, üblicherweise unten, an einem Bestandteil der Radaufhängung abgestützt ist. Beispielsweise wird das Feder- und/oder Dämpferelement an seinem zweiten Ende an einem Radträger oder an einem Querlenker der Radaufhängung abgestützt.
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Im Bereich der Radaufhängung steht in der Regel nur wenig Bauraum zur Verfügung, was die Unterbringung des Feder- und/oder Dämpferelements im Bereich der Radaufhängung erschwert. Diese Einbausituation oder Bauraumsituation verschärft sich, wenn die Radaufhängung für ein gelenktes Fahrzeugrad und/oder für ein angetriebenes Fahrzeugrad konzipiert ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung bzw. für ein damit ausgestattetes Fahrzeug eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen reduzierten Bauraumbedarf im Bereich der Radaufhängung auszeichnet. Ferner ist eine vereinfachte Montage angestrebt.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung zusätzlich zum Feder- und/oder Dämpferelement mit einem Umlenkhebel und mit einer Stützstange auszustatten, um das Feder- und/oder Dämpferelement nicht mehr direkt mit der Radaufhängung zu koppeln, sondern indirekt über den Umlenkhebel und die Stützstange. Hierzu wird die Stützstange im montierten Zustand mit einem ersten Ende am Umlenkhebel angelenkt und mit einem zweiten Ende gelenkig an der Radaufhängung abgestützt. Das Feder- und/oder Dämpferelement wird nun an einem ersten Ende – wie gehabt – gelenkig am Fahrzeugaufbau abgestützt und erfindungsgemäß an seinem zweiten Ende am Umlenkhebel angelenkt. Der Umlenkhebel ist nun am Fahrzeugaufbau verschwenkbar gelagert, derart, das eine Verstellbewegung der Stützstange ein Verschwenken des Umlenkhebels bewirkt, dass zu einer Verstellbewegung der Feder- und/oder Dämpfereinrichtung führt. Auf diese Weise kann die Funktion der Feder- und/oder Dämpfereinrichtung gewährleistet werden, auch wenn das Feder- und/oder Dämpferelement nicht mehr direkt mit der Radaufhängung gekoppelt ist. Da bei der erfindungsgemäßen Feder- und/oder Dämpfereinrichtung nicht mehr das Feder- und/oder Dämpferelement, sondern nur noch die Stützstange im Bereich der Radaufhängung angeordnet werden muss, ergibt sich ein erheblicher Bauraumvorteil, da die Stützstange quer zu ihrer Verstellbewegung deutlich kleiner dimensioniert werden kann als ein herkömmliches Feder- und/oder Dämpferelement. Durch die Erfindung wird somit der Bauraumbedarf für die Kopplung zwischen Feder- und/oder Dämpferelement und Radaufhängung erheblich reduziert, was die Gestaltungsfreiheit für die Optimierung der Radaufhängung für gelenkte und ungelenkte Räder und wie für angetriebene und geschleppte Räder erheblich verbessert.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung mit einer Tragkonsole ausgestattet sein, an welcher das erste Ende des Feder- und/oder Dämpferelements direkt abgestützt ist und/oder an welcher der Umlenkhebel direkt verschwenkbar gelagert ist. Diese Tragkonsole ist dabei so ausgestaltet, dass sie am Fahrzeugaufbau befestigt werden kann. Im montierten Zustand ist dann das erste Ende des Feder- und/oder Dämpferelements über die Tragkonsole indirekt am Fahrzeugaufbau abgestützt bzw. ist der Umlenkhebel indirekt über die Tragkonsole am Fahrzeugaufbau verschwenkbar gelagert.
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Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der sowohl das erste Ende des Feder- und/oder Dämpferelements an der Tragkonsole abgestützt ist und der Umlenkhebel an der Tragkonsole verschwenkbar gelagert ist. Insbesondere lässt sich dann die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung als vormontierbare Einheit auszugestalten, die für eine Montage am Fahrzeugaufbau und am Radträger vorbereitet ist. Durch eine separat von der Radaufhängung bzw. separat vom Fahrzeugaufbau vormontierbare Einheit kann die Endmontage des Fahrzeugs erheblich vereinfacht werden. Insbesondere können dadurch Toleranzen reduziert und Toleranzketten vermieden werden.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine Bewegungsrichtung der Radaufhängung geneigt zu einer Bewegungsrichtung des Feder- und/oder Dämpferelements orientiert sein. Mit Hilfe des Umlenkhebels wird somit eine Umlenkung der Bewegungsrichtung und somit auch eine Umlenkung der Kraftrichtung bzw. der Kräfte realisiert. Beispielsweise können die genannten Bewegungsrichtungen in einem Winkelbereich von etwa einschließlich 75° bis etwa einschließlich 105° und vorzugsweise von etwa 90° relativ zueinander geneigt verlaufen.
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Zusätzlich oder alternativ zu einer derartigen Richtungsumlenkung lässt sich mit Hilfe des Umlenkhebels auch eine Übersetzung zwischen der Bewegung der Radaufhängung, also der Bewegung der Stützstange einerseits und der Bewegung des Feder- und/oder Dämpferelements andererseits realisieren. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, den Hub der Stützstange über den Umlenkhebel so zu übersetzen, dass das Feder- und/oder Dämpferelement einen größeren Hub durchführt, wodurch sich die am Feder- und/oder Dämpferelement abzustützenden Kräfte reduzieren. Das Feder- und/oder Dämpferelement kann dadurch kleiner dimensioniert werden.
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Das Feder- und/oder Dämpferelement umfasst gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Dämpferelement, zum Beispiel in Form eines Kolben-Zylinder-Aggregats, und ein dazu koaxial angeordnetes Federelement, zum Beispiel in Form einer Schraubenfeder.
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Üblicherweise kann das Kraftfahrzeug mit einem Stabilisator ausgerüstet sein, beispielsweise in Form eines U-Stabilisators. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann nun im Bereich der jeweiligen Radaufhängung ein Stabilisator mit dem Umlenkhebel oder mit der Stützstange gekoppelt sein. Ebenso kann der Stabilisator in die gelenkige Verbindung zwischen Stützstange und Umlenkhebel eingebunden sein, so dass er sowohl mit dem Umlenkhebel als auch mit der Stützstange gekoppelt ist. Auch hierdurch ergeben sich Vereinfachungen für die Unterbringung der Kopplung zwischen Stabilisator und Feder- und/oder Dämpfereinrichtung.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann für die Anbindung des Stabilisators ein Stützstab verwendet werden, der an einem ersten Ende mit dem Stabilisator gelenkig verbunden ist und der an einem zweiten Ende mit der Feder- und/oder Dämpfereinrichtung gekoppelt ist, also insbesondere mit dem Umlenkhebel und/oder mit der Stützstange gelenkig verbunden ist.
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Bei einer anderen Ausführungsform der mit der Tragkonsole ausgestatteten Feder- und/oder Dämpfereinrichtung kann zumindest eine weitere Komponente der Radaufhängung an dieser Tragkonsole abgestützt bzw. gelagert sein. Beispielsweise kann zumindest ein Querlenker oder zumindest ein Diagonallenker der Radaufhängung an der Tragkonsole verschwenkbar gelagert sein. Insbesondere in Verbindung mit der vormontierbaren Einheit lassen sich dadurch Lagetoleranzen reduzieren.
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Die Tragkonsole ist zweckmäßig dafür konzipiert, im Bereich eines Tragwerkknotens des Fahrzeugaufbaus montiert zu werden. In einem derartigen Tragwerkknoten ist z. B. ein Längsträger des Fahrzeugaufbaus mit einem Querträger des Fahrzeugaufbaus fest verbunden. Ein derartiger Tragwerkknoten zeichnet sich durch eine besonders hohe Stabilität aus. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Tragkonsole, zum Beispiel mit einer an den Tragwerkknoten adaptierten Anschlussgeometrie, lässt sich mit Hilfe der Tragkonsole außerdem der Tragwerkknoten zusätzlich versteifen. Im Bereich des Tragwerkknotens kann außerdem eine Verbindung von zwei Längsträgern erfolgen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt eine isometrische Ansicht eines Kraftfahrzeugs im Bereich einer Radaufhängung mit einer Feder- und/oder Dämpfereinrichtung.
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Entsprechend 1 umfasst ein nur teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich bevorzugt um einen Personenkraftwagen handeln kann, einen Fahrzeugaufbau 2 und zumindest eine Radaufhängung 3. Vom Fahrzeugaufbau 2 ist nur ein Bereich eines Tragrahmens 4 erkennbar, nämlich ein Längsträger 5 und ein Querträger 6, die in einem Tragwerkknoten 7 aneinander befestigt sind. Im Tragwerkknoten 7 ist im gezeigten Beispiel außerdem ein erster Längsträgerabschnitt 5', der parallel zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Fahrzeuglängsrichtung 8 verläuft, mit einem zweiten Längsträgerabschnitt 5'' verbunden, der gegenüber der Fahrzeuglängsrichtung 8 geneigt verläuft. Der erste Längsträgerabschnitt 5' kann beispielsweise einem Frontbereich oder einem Heckbereich des Fahrzeugs 1 zugeordnet sein, während der zweite Längsträgerabschnitt 5'' beispielsweise einem mittleren Fahrzeugbereich, insbesondere einer Fahrgastzelle, zugeordnet sein kann.
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Die Radaufhängung 3 ist hier als Einzelradaufhängung ausgestaltet. Sie ist im Beispiel dabei so konzipiert, dass sie zur Aufnahme eines gelenkten und angetriebenen Rads dient. Ein Lenkgestänge ist dabei mit 9 bezeichnet, während eine Antriebswelle mit 10 bezeichnet ist.
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Die Radaufhängung 3 ist mit Hilfe einer Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 11 am Fahrzeugaufbau 2 abgestützt. Die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 11 umfasst ein Feder- und/oder Dämpferelement 12, einen Umlenkhebel 13 und eine Stützstange 14. Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform umfasst die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 11 außerdem eine Tragkonsole 15. Im gezeigten montierten Zustand ist die Tragkonsole 15 am Fahrzeugaufbau 2 befestigt. Das Feder- und/oder Dämpferelement 12 ist an einem ersten Ende 16 direkt an der Tragkonsole 15 und somit indirekt über die Tragkonsole 15 am Fahrzeugaufbau 2 gelenkig gelagert bzw. abgestützt. An einem zweiten Ende 17 ist das Feder- und/oder Dämpferelement 12 am Umlenkhebel 13 angelenkt bzw. gelenkig abgestützt. Der Umlenkhebel 13 ist direkt an der Tragkonsole 15 und über diese somit indirekt am Fahrzeugaufbau 2 verschwenkbar gelagert. Eine entsprechende Schwenkachse ist in 1 mit 18 bezeichnet. Die Stützstange 14 ist mit einem ersten Ende 19 am Umlenkhebel 13 angelenkt bzw. daran gelenkig abgestützt. An einem zweiten Ende 20 ist die Stützstange 14 an der Radaufhängung 3 abgestützt. Im Beispiel ist die Stützstange 14 an ihrem zweiten Ende 20 am Lenkgestänge 9 gelenkig abgestützt.
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Die Tragkonsole 15 ermöglicht es, die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 11 als vormontierbare Einheit auszugestalten, die für ihre Montage am Fahrzeugaufbau 2 vorbereitet ist und im Rahmen einer Endmontage besonders einfach am Aufbau 2 montiert werden kann. In Verbindung mit einer derartigen Einheit lassen sich Fertigungstoleranzen reduzieren.
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Durch die Verwendung des Umlenkhebels 13 ist es möglich, eine Bewegungsrichtung 21 der Radaufhängung 3 bzw. der Stützstange 14 gegenüber einer Bewegungsrichtung 22 des Feder- und/oder Dämpferelements 12 geneigt anzuordnen. Beispielsweise schließen die beiden Bewegungsrichtungen 21, 22 einen Neigungswinkel 23 in einem Winkelbereich von 75° bis 105° und vorzugsweise von etwa 90° ein. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, den Umlenkhebel 13 so auszugestalten, dass sich zwischen der Bewegung der Stützstange 14 und der Bewegung des Feder- und/oder Dämpferelements 12, also zwischen einem Stützstangenhub und einem Feder- und/oder Dämpferelementhub eine Übersetzung einstellt. Hierzu sind ein Hebelarm 24 zwischen der Drehachse 18 des Umlenkhebels 13 und dem ersten Ende 19 der Stützstange 14 und ein zweiter Hebelarm 25 zwischen der Drehachse 18 des Umlenkhebels 13 und dem zweiten Ende 17 des Feder- und/oder Dämpferelements 12 unterschiedlich groß dimensioniert. Im Beispiel ist der zweite Hebelarm 25 größer gewählt als der erste Hebelarm 24, wodurch ein Hub der Stützstange 14 in einen größeren Hub an dem Feder- und/oder Dämpferelement 12 übersetzt wird.
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Das Feder- und/oder Dämpferelement 12 umfasst im Beispiel ein Dämpferelement 26, zum Beispiel ein Kolben-Zylinder-Aggregat, sowie ein Federelement 27, zum Beispiel eine Schraubenfeder, die koaxial und konzentrisch zueinander angeordnet sind.
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Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit einem Stabilisator 28 ausgestattet, der im gezeigten Beispiel der 1 als U-Stabilisator 28 ausgestaltet ist. Der Stabilisator 28 ist mit seinem der gezeigten Radaufhängung 3 zugeordneten Schenkel 29 über einen Stützstab 30 mit der Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 11 gekoppelt, derart, dass eine Verstellung der Stützstange 14 auch zu einer Verstellung des Stützstabs 30 führt und somit zu einer Betätigung des Stabilisators 28 führt. Der Stützstab 30 ist im Beispiel in die Anlenkstelle zwischen dem ersten Ende 19 der Stützstange 14 und dem Umlenkhebel 13 eingebunden. Insoweit ist der Stützstab 30 sowohl mit der Stützstange 14 als auch mit dem Umlenkhebel 13 gekoppelt.
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Bei der hier gezeigten, speziellen Ausführungsform ist die Tragkonsole 15 außerdem so konzipiert, dass daran weitere Komponenten der Radaufhängung 3 abgestützt bzw. gelagert werden können. Im Beispiel sind zwei Diagonallenker 31, 32 an der Tragkonsole 15 verschwenkbar gelagert.
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Die Tragkonsole 15 ist im Beispiel außerdem so konzipiert, dass sie im Bereich des Tragwerkknotens 7 am Fahrzeugaufbau 2 befestigt werden kann. In diesem Bereich besitzt der Aufbau 2 bzw. der Tragrahmen 5 hier eine besonders hohe Steifigkeit bzw. Stabilität.
