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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Viele Faktoren, zum Beispiel die Elektrifizierung des Antriebsstrangs, der Bau kleinerer Fahrzeuge, das Vorsehen größerer Fahrzeuginnen- und/oder Gepäckräume, führen bei modernen Fahrzeugen, insbesondere Straßenfahrzeugen, zu immer kritischeren Anforderungen hinsichtlich des verfügbaren Bauraums für die Komponenten einer Radaufhängung, wie zum Beispiel Lenker, Radträger, Federn und Dämpfer. Es besteht somit ein stetig wachsender Bedarf, die Radaufhängungskomponenten möglichst platzsparend unterzubringen.
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Die
DE 40 15 777 A1 beschreibt beispielsweise eine Radaufhängung mit einem Drehdämpfer, der an einem Ende eines Schwenkarms angeordnet ist und eine Dämpfungskraft erzeugt, die einer vertikalen Schwenkbewegung des Schwenkarms einen Widerstand entgegensetzt. Der Drehdämpfer weist eine an dem Schwenkarm ausgebildete Fluidkammer auf.
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Aus der
EP 1 138 531 A1 ist ferner eine Radaufhängung bekannt, die eine hydraulische Vorrichtung zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs vorsieht. Die Vorrichtung umfaßt jeweils auf beiden Seiten einer Fahrzeugachse zwischen einer ungefederten und einer gefederten Masse angeordnete, doppeltwirkende Hydraulikzylinder, die die vertikalen Bewegungen eines Rads relativ zu einem Fahrzeugaufbau auf das gegenüberliegende Rad derselben Fahrzeugachse übertragen.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, bereitzustellen, die wesentliche Raumvorteile bei der Anordnung der Radaufhängungskomponenten, insbesondere der Feder- und/oder Dämpfungseinrichtung, erzielt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Radaufhängung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß umfaßt eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, einen Radträger, wenigstens einen mit dem Radträger gelenkig verbundenen Lenker, einen Geberzylinder und einen mit dem Geberzylinder über ein Kopplungsmittel verbundenen Nehmerzylinder. Der Geberzylinder ist hierbei derart angeordnet, dass er die Relativbewegung des Radträgers gegenüber einem Fahrzeugaufbau aufnimmt und über das Kopplungsmittel an den Nehmerzylinder überträgt. Die erfindungsgemäße Radaufhängung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder mit einer Dämpfungseinrichtung und/oder einer Federeinrichtung zusammenwirkt. Das heißt, der Nehmerzylinder, beispielsweise eine hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit, ist durch die Wechselwirkung mit der Dämpfungseinrichtung und/oder Federeinrichtung in der Lage, die von dem Geberzylinder, beispielsweise ebenfalls eine hydraulische bzw. pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit, übertragenen Bewegungen des Radträgers zu dämpfen und/oder zu federn.
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Durch die erfindungsgemäße Radaufhängung ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass die Dämpfungs- und/oder Federeinrichtungen an Stellen im bzw. am Fahrzeug angeordnet werden können, wo kein Platzbedarf für andere Fahrzeugkomponenten besteht. Der durch die erfindungsgemäße Radaufhängung gewonnene Bauraum durch die Verlagerung der Dämpfungs- und/oder Federeinrichtungen kann dann in vorteilhafter Weise genutzt werden, um beispielsweise die Auslegung bzw. Gestaltung von Fahrzeuglängsträgern hinsichtlich eines verbesserten Crashtests der Fahrzeugfrontstruktur anzupassen. In Bezug auf einen verbesserten Fußgängerschutz läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Radaufhängung zum Beispiel auch die Gesamthöhe des Fahrzeugaufbaus reduzieren. Auch lassen sich zum Beispiel aufgrund des erzielten Raumgewinns größere Reifen für das Fahrzeug verwenden. Alle diese Vorteile kommen ganz besonders bei Fahrzeugvorderradaufhängungen zum Tragen, die ein Federbein – also eine Einheit aus einer Feder, einem hydraulischen Stoßdämpfer und einem Radträger – aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bzw. sind die Dämpfungseinrichtung und/oder die Federeinrichtung in dem Nehmerzylinder eingebaut. Der Begriff „eingebaut“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung weit auszulegen. Hierunter ist beispielsweise zu verstehen, dass die Dämpfungseinrichtung und/oder die Federeinrichtung in einem von dem Nehmerzylinder vorgegebenen Zylindervolumen, zum Beispiel innerhalb eines Zylindergehäuses, angeordnet sind, wodurch sich ein besonders kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Radaufhängung realisieren läßt. Ferner ist bzw. sind die Dämpfungseinrichtung und/oder die Federeinrichtung auf diese Weise vor Verschmutzungen jeglicher Art geschützt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lenker einen Hohlraum aufweist, in dem der Nehmerzylinder wenigstens teilweise aufgenommen ist. Darüber hinaus kann der Nehmerzylinder gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung auch vollständig in dem Hohlraum aufgenommen sein, wobei die Innenwand des Hohlraums vorzugsweise gleichzeitig ein Zylindergehäuse für den Nehmerzylinder bildet. In letzterem Fall bilden der Lenker und der Nehmerzylinder eine besonders kompakte Einheit, die es darüber hinaus erlaubt, Bauteile aufgrund der gemeinsamen Nutzung zusammenzufassen (Lenker und Zylindergehäuse).
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Geberzylinder einen einfachwirkenden Kolben auf, der eine Kammer bildet, und der Nehmerzylinder weist einen zweifachwirkenden Kolben auf, der eine erste und eine zweite Kammer bildet. Das Kopplungsmittel, beispielsweise eine Druckleitung, verbindet in diesem Fall die Kammer des Geberzylinders mit der ersten Kammer des Nehmerzylinders fluidleitend, wobei sich der Kolben des Nehmerzylinders in der zweiten Kammer an der Dämpfungseinrichtung und/oder der Federeinrichtung abstützt.
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Um eine besonders einfache Verbindung zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder bereitstellen zu können, sind der Geberzylinder und der Nehmerzylinder gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung derart angeordnet, dass die Kammer des Geberzylinders und die erste Kammer des Nehmerzylinders beide radträgerseitig, d.h. zum Radträger hin orientiert, oder beide aufbauseitig, also zum Fahrzeugaufbau hin orientiert, angeordnet sind. Im Fall der radträgerseitigen Anordnung läßt sich das Kopplungsmittel dann vorteilhafterweise über den zwischen der Kammer des Geberzylinders und der ersten Kammer des Nehmerzylinders angeordneten Radträger führen. Dieses Vorgehen stellt eine möglichst kurze Verbindungsstrecke zwischen dem Geber- und Nehmerzylinder sicher und bietet darüber hinaus den Vorteil, dass das Kopplungsmittel im Wesentlichen keine translatorischen Relativbewegungen zwischen dem Geber- und dem Nehmerzylinder auszugleichen hat. Das Kopplungsmittel ist lediglich insofern flexibel auszulegen, dass es die Gelenkbewegungen zwischen dem Lenker und dem Radträger ausgleichen kann.
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Eine ähnlich vorteilhafte Wirkung bezüglich der Anordnung des Kopplungselements lässt sich ebenso in dem Fall der zuvor genannten aufbauseitigen Anordnung der Kammern des Geber- und Nehmerzylinders erreichen, bei der das Kopplungsmittel dann vorteilhafterweise über den Fahrzeugaufbau geführt wird.
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Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Lenker ein unterer Querlenker ist, die Federeinrichtung eine Schraubenfeder oder eine Luftfeder ist und die Dämpfungseinrichtung ein hydraulischer Dämpfer oder ein Luftdämpfer ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht einer Radaufhängung gemäß der Erfindung.
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1 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radaufhängung 1 dar. Ein Rad 2 ist in an sich bekannter Weise mit einem Radträger 3 verbunden, so dass das Rad 2 um seine Raddrehachse (nicht dargestellt) drehbar ist. Mit dem Radträger 3 ist ein Lenker 4 gelenkig über wenigstens ein Gelenk 5 verbunden. Der Lenker 4 ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein unterer Querlenker der Radaufhängung 1. Der Querlenker 4 ist an seinem anderen Ende ferner über wenigstens ein weiteres Gelenk 6 gelenkig mit einem Fahrzeugaufbau 7 verbunden.
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Während des Fahrbetriebs kommt es zum Beispiel aufgrund von Fahrbahnunebenheiten zu Ein- und Ausfederbewegungen des Rads 2. Das heißt, dass sich das Rad 2 und somit auch der Radträger 3 relativ zu dem Fahrzeugaufbau 7 bewegen. Eine solche, im Wesentlichen vertikale Bewegung des Radträgers 3 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 7 wird bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radaufhängung 1 von einem Geberzylinder 8 aufgenommen. Der Geberzylinder 8 ist wie in 1 gezeigt mit einem Ende über ein Befestigungsmittel 9 mit dem Radträger 3 verbunden und mit dem anderen Ende gelenkig über ein Gelenk 10 mit dem Fahrzeugaufbau 7. Wie in 1 zu erkennen ist, ist der Geberzylinder 8 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein an sich bekannter, einfachwirkender, hydraulischer Geberzylinder. Der Geberzylinder 8 kann auch als Kolben-Zylinder-Einheit bezeichnet werden und weist einen einfachwirkenden Kolben 11 auf, der eine Kammer 12 abschließt.
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Die Kammer 12 ist mit einem Kopplungsmittel 13 fluidleitend verbunden. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kopplungsmittel 13 eine Druck- bzw. Hydraulikleitung, die zum Beispiel ein Hydrauliköl führt. Das Kopplungsmittel 13 ist an seinem anderen Ende mit einer ersten Kammer 14 eines Nehmerzylinders 15 verbunden. Wie in 1 zu erkennen ist, ist der Nehmerzylinder 15 ein zweifachwirkender Nehmerzylinder. Der Nehmerzylinder 15 kann ebenso als Kolben-Zylinder-Einheit bezeichnet werden und weist einen zweifachwirkenden Kolben 16 auf, der die erste Kammer 14 und eine zweite Kammer 17 bildet. Der Kolben 16 trennt die erste Kammer 14 von der zweiten Kammer 17.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, stehen die Kammer 12 des Geberzylinders 8 und die erste Kammer 14 des Nehmerzylinders 15 miteinander in fluidleitender Verbindung. In der Kammer 12 des Geberzylinders 8 und der ersten Kammer 14 des Nehmerzylinders 15 befindet sich ein Fluid, zum Beispiel ein Hydrauliköl.
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In 1 ist ferner schematisch angedeutet, dass der Nehmerzylinder 15 mit einer Dämpfungseinrichtung 18, beispielsweise einem hydraulischen Dämpfer oder einem Luftdämpfer, und/oder mit einer Federeinrichtung 19, beispielsweise einer Schraubenfeder oder einer Luftfeder, zusammenwirkt. Genauer gesagt ist der Kolben 16 des Nehmerzylinders 15 der dargestellten Radaufhängung 1 in der zweiten Kammer 17 an der Dämpfungseinrichtung 18 und/oder der Federeinrichtung 19 abgestützt.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radaufhängung 1 sind der Geberzylinder 8 und der Nehmerzylinder 15 derart angeordnet, dass die Kammer 12 des Geberzylinders 8 und die erste Kammer 14 des Nehmerzylinders 15 beide radträgerseitig angeordnet sind. Somit ist ein kurzer Verbindungsweg zwischen dem Geberzylinder 8 und dem Nehmerzylinder 15 sichergestellt und das Kopplungsmittel 13 muß im Wesentlichen keine translatorischen Relativbewegungen zwischen dem Geberzylinder 8 und dem Nehmerzylinder 15 ausgleichen. Das Kopplungsmittel 13 ist bei der dargestellten Radaufhängung 1 in geeigneter Weise an dem Radträger 3 geführt.
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Es ist auch eine Anordnung des Geberzylinders 8 und des Nehmerzylinders 15 denkbar, bei der die Kammer 12 des Geberzylinders 8 und die erste Kammer 14 des Nehmerzylinders 15 aufbauseitig angeordnet sind, das heißt der Geberzylinder 8 und der Nehmerzylinder 15 in ihrer Einbaulage umgedreht sind. In diesem Fall könnte das Kopplungsmittel 13 in geeigneter Weise am Fahrzeugaufbau 7 geführt sein.
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In 1 ist ferner zu erkennen, dass der Querlenker 4 einen Hohlraum aufweist. In diesem Hohlraum ist der Nehmerzylinder 15 bei der dargestellten Radaufhängung 1 vollständig aufgenommen, wobei die Innenwand des Hohlraums gleichzeitig das Zylindergehäuse des Nehmerzylinders 15 bildet, um einen besonders kompakten Aufbau der Einheit aus Querlenker 4 und Nehmerzylinder 15 zu schaffen. Des Weiteren sind bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Radaufhängung 1 die Dämpfungseinrichtung 18 und/oder die Federeinrichtung 19 in den Nehmerzylinder 15 eingebaut, das heißt in dem von dem Querlenker 4 umfaßten Zylindervolumen enthalten.
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Bei einer Einfederbewegung des Rads 2, das heißt bei einer im Wesentlichen vertikalen Bewegung des Rads 2 bzw. des Radträgers 3 nach oben in Richtung des Fahrzeugaufbaus 7, wird das in der Kammer 12 des Geberzylinders 8 befindliche Fluid komprimiert. Mit anderen Worten wird das Volumen der Kammer 12 des Geberzylinders 8 aufgrund der nach oben gerichteten Relativbewegung des Radträgers 3 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 7 verkleinert. Als Folge hiervon strömt das Fluid aus der Kammer 12 des Geberzylinders 8 in die erste Kammer 14 des Nehmerzylinders 15, was wiederum zu einer Vergrößerung des Volumens der ersten Kammer 14 des Nehmerzylinders 15 führt. Infolgedessen verschiebt sich der Kolben 16 des Nehmerzylinders 15 in der Darstellung der 1 von links nach rechts. Diese Verschiebung des Kolbens 16 führt zu einer Komprimierung der Federeinrichtung 19 und somit zu einer Erhöhung der von der Federeinrichtung 19 auf den Kolben 16 ausgeübten Federkraft. Abhängig von der Geschwindigkeit der Einfederbewegung des Rads 2 bzw. des Radträgers 3 wird ebenfalls eine entsprechende Dämpfungskraft von der Dämpfungseinrichtung 18 erzeugt und auf den Kolben 16 übertragen.
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Bei einer Ausfederbewegung des Rads 2 bzw. des Radträgers 3, das heißt bei einer im Wesentlichen vertikalen Bewegung des Rads 2 bzw. des Radträgers 3 nach unten in Richtung der Fahrbahn, wird das Fluid, zum Beispiel Hydrauliköl, in der Kammer 12 des Geberzylinders 8 dekomprimiert, was zu einer Vergrößerung des Volumens der Kammer 12 des Geberzylinders 8 führt. Folglich strömt das Fluid aus der ersten Kammer 14 des Nehmerzylinders 15 in die Kammer 12 des Geberzylinders 8, was wiederum zu einer Verkleinerung des Volumens der ersten Kammer 14 des Nehmerzylinders 15 führt. Der Kolben 16 des Nehmerzylinders 15 verschiebt sich in der Darstellung der 1 von rechts nach links. Folglich wird die Federeinrichtung 19 dekomprimiert und die von der Federeinrichtung 19 auf den Kolben 16 ausgeübte Federkraft wird geringer. Abhängig von der Geschwindigkeit der Ausfederbewegung des Rads 2 bzw. des Radträgers 3 wird von der Dämpfungseinrichtung 18 ebenfalls eine entsprechende Dämpfungskraft erzeugt und auf den Kolben 16 übertragen.
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Wie die vorstehende Beschreibung gezeigt hat, wird eine Relativbewegung des Rads 2 bzw. des Radträgers 3 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 7 von dem Geberzylinder 8 über das Kopplungsmittel 13 an den Nehmerzylinder 15 übertragen und von letzterem entsprechend der Wechselwirkung mit der Dämpfungseinrichtung 18 und/oder der Federeinrichtung 19 gedämpft und/oder gefedert. Wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert, bietet die erfindungsgemäße Radaufhängung 1 den wesentlichen Vorteil, dass die Dämpfungseinrichtung 18 und/oder die Federeinrichtung 19 an Stellen im bzw. am Fahrzeug angeordnet werden kann/können, wo kein Platzbedarf für andere Fahrzeugkomponenten besteht. Der durch die Verlagerung der Dämpfungseinrichtung 18 und/oder Federeinrichtung 19 gewonnene Bauraum kann in vorteilhafter Weise zum Beispiel zur Verbesserung der Sicherheit oder des Komforts genutzt werden.
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Die vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Radaufhängung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, ist selbstverständlich nicht auf die hierin offenbarte Ausführungsform beschränkt, sondern umfaßt auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen. So ist beispielsweise eine Anordnung des Nehmerzylinders auch unabhängig vom Lenker bzw. Querlenker denkbar. Zum Beispiel könnte der Nehmerzylinder an dem Fahrzeugaufbau angeordnet sein. Selbstverständlich kann der Nehmerzylinder auch an einem anderen Lenker als dem unteren Querlenker angeordnet sein.
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In bevorzugter Ausführung wird die erfindungsgemäße Radaufhängung in einem Kraftfahrzeug verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radaufhängung
- 2
- Rad
- 3
- Radträger
- 4
- Unterer Querlenker
- 5
- Gelenk
- 6
- Gelenk
- 7
- Fahrzeugaufbau
- 8
- Geberzylinder
- 9
- Befestigungsmittel
- 10
- Gelenk
- 11
- Einfachwirkender Kolben
- 12
- Kammer
- 13
- Kopplungsmittel
- 14
- Erste Kammer
- 15
- Nehmerzylinder
- 16
- Zweifachwirkender Kolben
- 17
- Zweite Kammer
- 18
- Dämpfungseinrichtung
- 19
- Federeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4015777 A1 [0003]
- EP 1138531 A1 [0004]
