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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse mit zwei gegenüberliegenden Rädern, die jeweils an einem Radträger befestigt sind, und einem Stabilisator mit endseitig angeordneten Koppelstangen, die zumindest mittelbar an jeweils einem der Radträger angreifen, wobei der Stabilisator eine Torsionsfeder und zwei endständige Schenkel, die jeweils eine der Koppelstangen mit der Torsionsfeder verbinden, aufweist. Außerdem ist ein Fahrzeug mit mindestens einer solchen Fahrzeugachse gezeigt.
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Derartige Fahrzeugachsen werden im Fahrzeugbau als Teil des Fahrwerks eines zweispurigen Fahrzeugs verwendet. Diese dienen der Führung der Räder und umfassen unter anderem Lenker, Schwingungsdämpfer, Federn und einen Stabilisator.
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Die
DE 44 45 995 C1 beschreibt eine Radaufhängung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs, bei der die Räder an je einem schwenkbar am Fahrzeugaufbau angeordneten Längslenker befestigt sind und die beiden Längslenker über ein Querrohr und einem Stabilisator miteinander verbunden sind, wobei die Längslenker unabhängig voneinander relativ zum Querrohr verdrehbar sind. Der Stabilisator ist innerhalb des Querrohrs angeordnet und mit jedem der Längslenker formschlüssig verbunden.
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Die
WO 96/00663 A1 zeigt exemplarisch eine Fahrzeugachse mit einer Feder-Dämpfer-Kombination in der bekannten und weit verbreiteten McPherson-Bauweise. Die Räder werden an einem Radträger drehbar befestigt, der auch die Radbremsen aufnimmt. An den Radträgern ist jeweils ein Federbein mit einem Schwingungsdämpfer und einer den Schwingungsdämpfer teilweise umgebenden Spiralfeder angeordnet, die sich auf einem an dem Schwingungsdämpfer angeordneten Federteller und gegenüber einer Fahrzeugkarosserie abstützt. An den Schwingungsdämpfern ist zusätzlich eine Koppelstange angeordnet, wobei die Koppelstangen der beiden Räder einer Fahrzeugachse mittels eines Drehstab-Stabilisators verbunden sind.
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Als Nachteil ist zu nennen, dass die Federbeine sehr ausladend bauen und daher im Bereich der Räder sehr viel Bauraum benötigen. Dies wiederum verringert beispielsweise die Breite eines Motorraums oder eines Kofferraums des Fahrzeugs. Die Lagerung des Schwingungsdämpfers am Radträger (oder alternativ an einem Fahrwerkslenker) muss sehr robust ausgelegt werden, da hierüber zusätzlich die Federkräfte übertragen werden. Zudem muss beim Ein- und Ausbau der Federbeine ein großer Aufwand mit sehr vielen Vorsichtsmaßnahmen betrieben werden, da die Spiralfeder vorbelastet ist und dementsprechend unter Spannung steht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Fahrzeugachse bereitzustellen, die einen geringen Bauraumbedarf hat und sehr einfach in der Handhabung ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein Fahrzeug mit mindestens einer erfindungsgemäßen Fahrzeugachse ist in Patentanspruch 9 beansprucht.
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Eine Fahrzeugachse hat zwei gegenüberliegende Räder, die jeweils an einem Radträger befestigt sind, und einen Stabilisator mit endseitig angeordneten Koppelstangen, die zumindest mittelbar an jeweils einem der Radträger angreifen, wobei der Stabilisator eine Torsionsfeder und zwei endständige Schenkel, die jeweils eine der Koppelstangen mit der Torsionsfeder verbinden, aufweist und wobei zwei rohrförmige Hauptfedern die Torsionsfeder abschnittsweise umgeben und jeweils einerseits drehfest mit einem der Schenkel und andererseits drehfest mit einer Fahrzeugkarosserie oder einem Hilfsrahmen verbunden sind.
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Indem die als Drehstabfedern ausgebildeten Hauptfedern um die Torsionsfeder des Stabilisators herum angeordnet sind, ist der Bauraumbedarf, insbesondere in Fahrzeughochrichtung, deutlich reduziert. Dadurch kann der zur Verfügung stehende Bauraum für einen Motorraum oder einen Kofferraum verwendet werden. Zudem wird die Handhabung der Hauptfedern deutlich erleichtert, da eine vorgespannte Hauptfeder sich bei der Entspannung nicht schlagartig verlängert, wie dies bei Spiralfedern der Fall ist. Die Koppelstangen können wahlweise direkt an den Radträger oder indirekt über einen an dem Radträger angeordneten Schwingungsdämpfer oder Fahrwerkslenker an den Radträger angreifen. Die Schenkel des Stabilisators verlaufen bevorzugt in Fahrzeuglängsrichtung, wobei Schenkel und Torsionsfeder zur einfacheren Herstellung formschlüssig miteinander verbunden sein können. Alternativ kann die Torsionsfeder über die Hauptfeder mit dem jeweiligen Schenkel verbunden sein, beispielsweise mit Ausführung als Keilwelle. Die Torsionsfeder ist vorzugsweise als Rundstab ausgeführt, wobei alternativ auch beliebige andere Querschnitte, insbesondere vieleckige, realisierbar sind. Gleiches gilt für die Hauptfedern. Die gesamte Fahrzeugachse ist vorzugsweise bezüglich einer das Fahrzeug senkrecht und in Fahrzeuglängsrichtung teilenden Ebene spiegelsymmetrisch aufgebaut.
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In einer bevorzugten Ausführung sind die Hauptfedern im eingebauten Zustand tordiert. Durch den Verdrehwinkel der Hauptfedern kann die Trimmlage des Fahrzeugs besonders einfach und variabel voreingestellt werden. Bevorzugt sind die Hauptfedern stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißen, an der Fahrzeugkarosserie oder einem Hilfsrahmen, befestigt. Damit lassen sich variable Verdrehwinkel für jedes Fahrzeug bei der Herstellung leicht einstellen.
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In einer bevorzugten Ausführung sind die Hauptfedern jeweils in einem Lager gehalten. Das Lager umgreift die Hauptfeder und ist an der Fahrzeugkarosserie oder dem Hilfsrahmen angeordnet, so dass eine Führung in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeughochrichtung gegeben ist.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Steifigkeit der Hauptfedern durch deren Länge einstellbar. So haben kürzere Hauptfedern eine höhere Steifigkeit, als längere.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Steifigkeit der Hauptfedern durch eine Materialschwächung einstellbar. Solche Materialschwächungen lassen sich beispielsweise durch eine geringere Wandstärke und/oder die Materialentnahme an unkritischen Stellen, beispielsweise durch die Einbringung von Nuten, erreichen.
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Alternativ lässt sich die Steifigkeit der Hauptfedern auch durch die Wahl des Querschnittsprofils oder eine variable Dichte bzw. Härte des verwendeten Werkstoffs beeinflussen.
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In einer bevorzugten Ausführung greifen die Koppelstangen an dem jeweiligen Radträger an. Indem die Koppelstangen direkt an den Radträgern angreifen, ergibt sich ein besonders kurzer Lastpfad.
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In einer bevorzugten Ausführung sind die Radträger jeweils über mindestens einen Lenker mit der Fahrzeugkarosserie oder dem Hilfsrahmen verbunden. Die Lenker führen das an dem Radträger angeordnete Rad, wobei die Lenker sowohl am Radträger, als auch an der Fahrzeugkarosserie bzw. dem Hilfsrahmen schwenkbar angeordnet sind.
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In einer bevorzugten Ausführung ist ein Schwingungsdämpfer jeweils an einem der Radträger oder einem der Lenker angeordnet und stützt sich gegenüber der Fahrzeugkarosserie ab. Der Schwingungsdämpfer ist karosserieseitig in einem Domlager abgestützt, während er an dem Radträger oder der Fahrzeugkarosserie schwenkbar angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Darin zeigt die einzige Figur eine Hälfte einer erfindungsgemäßen Fahrzeugachse.
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Die Figur zeigt zur leichteren Erklärung nur eine Hälfte der Fahrzeugachse 1, wobei die gesamte Fahrzeugachse 1 zu einer senkrechten in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Ebene spiegelsymmetrisch ist. Ein Rad 2 wird drehbar auf einen Radträger 3 montiert. An den Radträger 3 greift, neben mehreren Lenkern 9 (wobei vorliegend nur einer exemplarisch dargestellt ist) und einem Schwingungsdämpfer 10, auch eine Koppelstange 5 an. Die Lenker 9 sind schwenkbar an dem Radträger 3 und einer Fahrzeugkarosserie 7 gelagert. Der Schwingungsdämpfer 10 ist ebenso schwenkbar an dem Radträger 3 und der Fahrzeugkarosserie 7 angeordnet. Die Koppelstange 5 führt zu einem in Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung X verlaufenden Schenkel 4b eines Stabilisators 4. Eine von dem Schenkel 4b ausgehende Torsionsfeder 4a des Stabilisators 4 reicht über die Fahrzeugmitte zum nicht dargestellten, gegenüberliegenden Rad. An dem Schenkel 4b ist eine als rohrförmige Drehstabfeder ausgebildete Hauptfeder 6 so drehfest angeordnet, dass diese die Torsionsfeder 4a umgibt. Mit ihrem freien Ende ist die Hauptfeder 6 drehfest an einer Fahrzeugkarosserie 7 festgelegt. Die Hauptfeder 6 wird von einem ebenfalls an der Fahrzeugkarosserie 7 befestigten Lager 8 übergriffen.
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Bezugszeichenliste
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- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugquerrichtung
- Z
- Fahrzeughochrichtung
- 1
- Fahrzeugachse
- 2
- Rad
- 3
- Radträger
- 4
- Stabilisator
- 4a
- Torsionsfeder
- 4b
- Schenkel
- 5
- Koppelstange
- 6
- Hauptfeder
- 7
- Fahrzeugkarosserie
- 8
- Lager
- 9
- Lenker
- 10
- Schwingungsdämpfer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4445995 C1 [0003]
- WO 96/00663 A1 [0004]
