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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Hinterachsmodul mit zwei Einzelradaufhängungen für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug mit einem zwei Einzelradaufhängungen aufweisenden Hinterachsmodul nach Anspruch 10.
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Fahrzeugräder werden typischerweise nicht unmittelbar, sondern durch Zwischenschaltung einer Vorder- und/oder Hinterachse mittelbar an dem Aufbau des jeweiligen Fahrzeugs befestigt. Dabei beinhalten die Achsen relativ zum Aufbau bewegliche Komponenten, welche in Kombination mit federnden und dämpfenden Elementen die Bestandteile eines Fahrwerks bilden. Hierdurch wird das Fahrzeug weitestgehend von dem zu befahrenden Untergrund entkoppelt. Neben dem gewünschten Fahrkomfort kann so insbesondere die notwendige Fahrstabilität sichergestellt werden.
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Während für die Hinterachse beispielsweise auch Starr- und Halbstarrachsen wie etwa Pendel- oder Verbundlenkerachsen Verwendung finden, kann die Anbindung der Vorder- und Hinterräder auch über Einzelradaufhängungen realisiert werden. Dies meint, dass das jeweilige Rad auf einem Radträger drehbar gelagert ist, welcher wiederum über mehrere Lenker beweglich angelenkt ist. Derartige Einzelradaufhängungen sind auf beiden Seiten zweispuriger Fahrzeuge angeordnet.
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Die einzelnen Lenker können entweder direkt oder unter Eingliederung eines Hilfsrahmens mit dem Aufbau gekoppelt sein. Derartige Hilfsrahmen sind beispielsweise auch unter dem Ausdruck Fahrschemel oder Achsträger bekannt. Deren Anordnung bietet den Vorteil eines vorkonfektionierten modularen Aufbaus, so dass die Endmontage nur noch die Befestigung des so geschaffenen Vorderund/oder Hinterachsmoduls über wenige Befestigungsmittel erfordert. Durch die Zwischenschaltung elastischer Lager kann die Übertragung von Schwingungen und Körperschall in den Fahrzeuginnenraum zudem weitestgehend reduziert werden.
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Obwohl die sich bei Einzelradaufhängungen gegenüberliegenden Räder nicht – wie im klassischen Sinne – auf einer gemeinsamen baulichen Querverbindung angeordnet sind, wird deren paarweise Anordnung üblicherweise dennoch als Vorder- oder Hinterachse bezeichnet.
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Gegenüber Verbundlenkerachsen weisen Einzelradaufhängungen den Vorteil von verbesserten Fahreigenschaften auf, was insbesondere aus deren sich nicht gegenseitig beeinflussenden Radstellungen beim Ein- und Ausfedern her resultiert. Zudem benötigen Einzelradaufhängungen einen geringeren Bauraum, was wiederum die Möglichkeit des Zugewinns an freiem Volumen eröffnet. Dieses kann dann in vorteilhafter Weise beispielsweise dem Innen- und/oder Kofferraum des Fahrzeugs zugewiesen werden.
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In Abhängigkeit von Ausgestaltung und Einbaulage der Lenker unterscheidet man zwischen Längs-, Schräg- und Querlenker. Deren jeweilige Orientierung bezieht sich dabei auf die Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung des Fahrzeugs, so dass sich beispielsweise der Querlenker im Wesentlichen quer zur Fahrtrichtung erstreckt. Die fahrzeugseitige Lagerung des einzelnen Lenkers erfolgt über wenigstens eine Buchse, welche zumeist als Verbundlager in Form eines Gummi-Metall-Lagers ausgeführt ist. Der Gummi-Anteil sorgt dabei für eine ausreichende Entkopplung und begrenzte Beweglichkeit des Lenkers gegenüber seiner Lagerung.
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Eine derartig mehrteilige Einzelradaufhängung ist beispielsweise aus der
US 2010/0102527 A1 bekannt, welche auf ein Hinterachsmodul für ein Fahrzeug gerichtet ist. Diese umfasst einen im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Längslenker, welcher über eine endseitige Lagerbuchse mit dem Fahrzeugkörper schwenkbar verbindbar ist. An einem der Lagerbuchse gegenüberliegenden Endabschnitt des Längslenkers ist ferner ein Radträger gelenkig angeordnet, welcher zur Lagerung eines Fahrzeugrades vorgesehen ist. Das im Bereich des Radträgers gelegene freie Ende des Längslenkers ist über einen einzelnen sich quer zur Fahrtrichtung erstreckenden unteren Querlenker an dem Fahrzeugkörper abstützbar. Dabei weist der Radträger zwei materialeinheitlich einstückig mit diesem verbundene sowie V-förmig zueinander ausgerichtete untere Arme auf, über welche der Radträger einachsig neigbar an dem Längslenker festgelegt ist. Weiterhin umfasst der Radträger ein seinen beiden unteren Armen gegenüberliegendes oberes Gabellager, welches über einen oberen Querlenker an dem Fahrzeugkörper abstützbar ist. Auch bei diesem Gabellager handelt es sich um einen materialeinheitlich einstückigen Bestandteil des Radträgers. Zudem sind in üblicher Weise eine Fahrzeugfeder sowie ein Stoßdämpfer vorgesehen, welche die Einzelradaufhängung gegenüber dem Fahrzeugkörper beweglich abstützen. Hierzu ist der Stoßdämpfer im Bereich des Radträgers an den Längslenker angebunden. Dabei stützt sich die Fahrzeugfeder auf einem an dem Längslenker angeordneten Federteller ab, welcher in einem Verbindungsbereich des freien Endes des Längslenkers mit dem unteren Querlenker gelegen ist.
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Der
US 2011/0291379 A1 ist ein ähnlicher Aufbau einer mehrteiligen Einzelradaufhängung für ein Hinterrad eines Fahrzeugs zu entnehmen.
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Die
US 2010/0133775 A1 ist auf ein Hinterachsmodul mit Einzelradaufhängungen in Form einer Mehrlenker-Achse für ein Fahrzeug gerichtet. Die hieraus hervorgehende Ausgestaltung verzichtet vollends auf die Anordnung eines Längslenkers. Dabei stützt sich der mit einem Rad gekoppelte Radträger über einzelne Querlenker an dem Fahrzeugaufbau ab, welche sich somit allesamt im Wesentlichen jeweils quer zur Fahrtrichtung zwischen dem Radträger und dem Fahrzeugaufbau erstrecken. Dabei ist die Fahrzeugfeder auf einem unteren der Querlenker abgestützt, während der Stoßdämpfer direkt an den Radträger angebunden ist.
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Mit der
US 2009/0066153 A1 wurde eine Hinterachse für ein Fahrzeug bekannt, welche als Verbundlenkerachse ausgeführt ist und demnach keine Einzelradaufhängungen aufweist. Im Gegensatz zu einer Einzelradaufhängung sind hierbei die beiden Nachlaufarme über ein sich quer zur Fahrtrichtung erstreckendes Torsionsprofil miteinander verbunden. Auf diese Weise stützen sich die beiden Nachlaufarme beim Auftreten von Querkräften über besagtes Torsionsprofil gegeneinander ab. Weiterhin kann das Torsionsprofil in sich verdreht werden, so dass es auch als Stabilisator fungiert.
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Auch die
DE 10 2005 044 222 A1 zeigt eine Einzelradaufhängung für ein Hinterrad eines Fahrzeugs. Deren Radträger ist über wenigstens einen oberen und einen unteren Querlenker angelenkt. Hierzu weist der Radträger einen nach oben ragenden, materialeinheitlich einstückig mit dem Radträger verbundenen Ausleger auf. Der Ausleger besitzt eine Krümmung derart, dass dieser an dem mit dem Radträger gekoppelten Rad vorbeigeführt ist und dabei das Rad quer zu dessen Umfangsrichtung von oben her teilweise umgreift. Das somit über dem Rad stehende freie Ende des Auslegers ist letztlich über den oberen Querlenker angelenkt.
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Gemäß der
DE 10 2006 055 819 A1 ist ferner eine weitere Einzelradaufhängung bekannt. Diese weist ebenfalls einen über mehrere Querlenker an dem Fahrzeugaufbau abgestützten Radträger auf. Weiterhin ist der Radträger über einen weiteren Lenker in Form eines Längslenkers mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Besagter Längslenker erstreckt sich dabei im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs zwischen dem Radträger und einer Anbindestelle an dem Fahrzeugaufbau.
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Auch die
DE 10 2011 112 053 A1 zeigt einen ähnlichen Aufbau einer Hinterradachse, welche beidseitig Einzelradaufhängungen besitzt. Als eigenständiger Fahrschemel ausgeführt sind deren Radträger jeweils über drei Querlenker abgestützt. Der Fahrschemel umfasst zunächst einen Hilfsrahmen, welcher sich aus zwei parallel zueinander verlaufenden und untereinander beabstandeten Längsträgern sowie zwei diese miteinander verbindenden Querträger zusammensetzt. Dabei sind die Querträger ebenfalls parallel zueinander ausgerichtet und untereinander beabstandet. Weiterhin ist auf jeder Seite des Fahrschemels ein starr mit dem jeweiligen Radträger verbundener Längslenker vorgesehen, dessen von dem Radträger weg weisendes Ende an einem Fahrzeugaufbau gelenkig anordenbar ist. Der gesamte Fahrschemel ist über vier zueinander beabstandete elastische Verbindungsstellen mit dem Fahrzeugaufbau koppelbar. Besagte Verbindungsstellen sind hierzu an den Enden der Längsträger des Hilfsrahmens angeordnet.
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Die im Stand der Technik vorbekannten Ausgestaltungen derartiger Hinterachsmodule mit Einzelradaufhängungen ermöglichen die voneinander unabhängige Anlenkung der jeweiligen Fahrzeugräder. In Verbindung mit Federn und Stoßdämpfern werden so beispielsweise gegenüber Anordnungen mit einer Verbundlenkerachse bereits verbesserte Fahreigenschaften erzielt.
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Bei Einzelradaufhängungen im Bereich der Hinterachse wird die Trennung von Feder und Stoßdämpfer favorisiert. So sind diese beispielsweise gegenüber einem McPherson Federbein an einer Vorderradachse nicht mehr ineinander angeordnet, sondern zueinander beabstandet. Hierdurch lässt sich gegebenenfalls der notwendige vertikale Bauraum für deren Anordnung reduzieren, da die Feder nicht an den Hub des Stoßdämpfers angepasst sein muss. Hierdurch kann für die Feder eine kürzere Bauform gewählt werden. Im Ergebnis lässt dies kleiner ausgestaltete Radhäuser zu, was sich insbesondere auf das Kofferraumvolumen eines typischen Personenfahrzeugs mit Frontmotor positiv auswirkt.
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Mit eine der wichtigsten Konstruktionsrichtlinien in Bezug auf konventionelle Fahrwerksanordnungen bei Straßenfahrzeugen ist die Maximierung der Bewegungsrate von Feder und Stoßdämpfer. Dabei meint die Bewegungsrate das Verhältnis von Längung und Kürzung der Feder sowie des Stoßdämpfers im Verhältnis zum Ein- und Ausfedern des entsprechenden Rades. So ergeben sich je nach Anordnung von Stoßdämpfer und Feder in Bezug auf die Lage des zugehörigen Radträgers und dessen Drehpunkt unterschiedlich lange Hebelarme, welche letztlich deren jeweilige Bewegungsrate bestimmen.
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Die Anordnung von Feder und Stoßdämpfer ist durch die Lenker und sonstige Fahrwerksteile der Einzelradaufhängung baulichen Zwängen unterworfen. Dies kann insofern nachteilig sein, als dass eine lagebedingte kleine Bewegungsrate des Stoßdämpfers im Ergebnis keine optimale Dämpfungscharakteristik zulässt. Bei der Feder führt eine kleine Bewegungsrate zu deren massiven Ausgestaltung, was sich letztlich in Gewicht und Durchmesser widerspiegelt. Letztlich verlangt ein großer Federdurchmesser dann wieder einen entsprechend großen Bauraum, so dass der kompakte Aufbau eines solchen Hinterachsmoduls mit Einzelradaufhängungen wiederum unvorteilhaft vergrößert werden muss.
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Angesichts der aufgezeigten Zusammenhänge von Bewegungsraten und Gewicht sowie Größe bietet daher die Ausgestaltung von Einzelradaufhängungen daher durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine wie zuvor aufgezeigte Einzelradaufhängung sowie ein Hinterachsmodul für ein Fahrzeug mit Einzelradaufhängungen dahingehend zu verbessern, dass diese ein niedrigeres Gewicht sowie kompaktere Abmessungen bei gleichzeitig verbesserten Fahreigenschaften aufweist. Weiterhin soll ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug aufgezeigt werden, welches durch die Anordnung eines solchen Hinterachsmoduls ein niedriges Gewicht bei gleichzeitig großem Innenraumvolumen und verbesserten Fahreigenschaften besitzt.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Einzelradaufhängung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie in einem derartige Einzelradaufhängungen aufweisenden Hinterachsmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Der letzte Teil der Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweils abhängigen 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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Gemäß der Erfindung wird nachfolgend eine Einzelradaufhängung für ein Fahrzeug aufgezeigt, welche sich insbesondere für ein Hinterachsmodul und demnach als Teil einer Fahrzeughinterachse eignet. Besonders bevorzugt kann die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung mit einem Frontantrieb in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug kombiniert werden. Gleichwohl lässt der Erfindungsgedanke auch die Kombination mit einem zusätzlichen oder reinen Heckantrieb zu, für welchen die nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungen und daraus resultierenden Vorteile ebenfalls gelten.
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Hiernach zeigt die Erfindung zunächst eine Einzelradaufhängung für ein Fahrzeug, welche bevorzugt paarweise an einem Achsmodul, insbesondere an einem Hinterachsmodul anordenbar ist.
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Die Einzelradaufhängung umfasst wenigstens die nachfolgend aufgeführten Bauteile, welche sich aus einer Feder, einem Dämpfer, einem Schwertlängslenker und wenigstens zwei Querlenkern sowie einem Radträger zusammensetzen. Hierbei meint die Feder eine Fahrzeugfeder, welche als elastisches Element dem Abstützen des Fahrzeugaufbaus gegenüber den ungefederten Teilen des Fahrwerks und insbesondere gegenüber dem Untergrund dient. Der Dämpfer oder Stoßdämpfer verhindert in bekannter Weise insbesondere das unkontrollierte Auf- und Ausschwingen des Fahrzeugaufbaus sowie das Durchschlagen beim Überfahren von Unebenheiten. Der zur drehbaren Lagerung eines Rades bzw. Fahrzeugrades vorgesehene Radträger ist dabei über den Schwertlängslenker mit einem Aufbau des Fahrzeugs koppelbar. Durch eine dem Radträger gegenüberliegende Lageranordnung des Schwertlängslenkers kann dieser zusammen mit dem zugehörigen Rad um diese herum begrenzt rotiert werden. Zur Aufnahme von Querkräften ist der Radträger ferner über die Querlenker abgestützt. Dabei sind die dem Radträger abgewandten Enden der Querlenker entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Hilfsrahmens an dem Aufbau des Fahrzeugs abstützbar.
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Erfindungsgemäß ist die Feder an dem Radträger, insbesondere direkt an dem Radträger angelenkt.
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Entgegen den Ausführungen im Stand der Technik, welche die Abstützung der Feder auf einem der Lenker vorsehen, geht die vorliegende Erfindung den Weg des Abstützens der Feder an dem Radträger selbst. Der sich hieraus ergebende Vorteil ist in einer verbesserten Bewegungsrate der Feder zu sehen, da das Verhältnis der Amplituden von Radträger und Feder beim Durchfedern nahezu identisch ist. Hierdurch wird eine Bewegungsrate der Feder in Bezug auf das zugehörige Rad von fast 1 erreicht. Dies ist nunmehr die Grundlage, um die Feder deutlich schlanker und insgesamt leichter gestalten zu können; bei gleichzeitig ähnlicher oder gar gleichartiger Kraft-Weg-Kennlinie am Rad. Dabei wirkt sich die insbesondere in ihrem Durchmesser reduzierbare Feder direkt auf den benötigten Bauraum für selbige aus, welcher hierdurch entsprechend kleiner ausgeführt werden kann. Das so gewonnene Volumen kann dann in vorteilhafter Weise beispielsweise dem Innen- oder Kofferraumvolumen des jeweiligen Fahrzeugs zugeschlagen werden.
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Im Ergebnis gestattet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Einzelradaufhängung durch die Anbindung der Feder an dem Radträger die kleinere und leichtere Ausgestaltung der Feder, so dass das Gewicht der Einzelradaufhängung insgesamt niedriger ausfällt und dabei auch noch kompaktere Abmessungen ermöglicht. Durch die Gewichtsreduzierung der ungefederten Massen werden letztlich auch die Fahreigenschaften des so ausgestatteten Fahrzeugs nochmals verbessert.
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Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sieht vor, dass der Radträger und der Schwertlängsträger eine Einheit bilden können. Hierzu können Radträger und Schwertlängsträger bevorzugt materialeinheitlich einstückig ausgebildet sein. Alternativ hierzu ist denkbar, dass Radträger und Schwertlängsträger auch stoffschlüssig miteinander verbunden sein können, beispielsweise über eine Klebung oder eine Schweißung.
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Durch die einteilige Ausgestaltung von Radträger und Schwertlängsträger entfällt die Notwendigkeit zusätzlicher Verbindungsmittel, was das Gewicht der ungefederten Masse reduziert. Weiterhin können Radträger und Schwertlängsträger in idealer Weise an die jeweiligen Belastungen angepasst sein, ohne das Erfordernis verstärkter Bereiche zur Aufnahme und Weiterleitung von Kräften in etwaigen Verbindungsbereichen. Hierdurch ergeben sich neben dem zusätzlichen Gewichtsvorteil weitere Gestaltungsmöglichkeiten, da durch den Wegfall der ansonsten erforderlichen Verbindungsmittel keine Zugänglichkeit zu diesen berücksichtigt werden muss. Mit anderen Worten kann der vorhandene Bauraum noch besser ausgenutzt werden, da das Erfordernis der Erreichbarkeit von Verbindungsstellen zur Montage und Demontage nun nicht mehr gegeben ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Schwertlängsträger zumindest abschnittsweise oder bereichsweise lateral flexibel ausgebildet sein. Die laterale Flexibilität meint dessen seitliche Biegsamkeit, welche insbesondere durch eine dessen Querschnittsbreite übersteigende Querschnittshöhe erreicht werden kann. Bevorzugt weist der Schwertlängsträger hierzu die Form eines Flachstahls auf, wobei dessen starke Achse parallel zur Drehachse der Lageranordnung des Schwertlängsträgers verläuft. Durch den Verzicht auf die Ausgestaltung als Hohlprofil oder etwaige Ausstellungen zu dessen seitlicher Versteifung ist der Schwertlängsträger folglich auf eine Steifigkeit in Hochrichtung reduziert. Dabei ist der Schwertlängsträger an jene Belastungen angepasst, welche bereits durch dessen Ausrichtung gegenüber dem Fahrzeug in idealer Weise aufgenommen und übertragen werden können. Durch die überaus schlanke Ausgestaltung des Schwertlängsträgers ist dessen Gewicht gegenüber anderen Ausführungsformen nochmals reduziert.
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Durch die laterale Flexibilität des Schwertlängsträgers reduziert sich zudem die Belastung der Lageranordnung durch etwaige Momente quer zu dessen Drehachse, welche ansonsten insbesondere aus Querkräften heraus resultieren. Hierdurch ist demnach eine schlankere Ausgestaltung der Lageranordnung möglich, was sich wiederum in reduzierten Herstellungskosten und einem geringeren Gewicht niederschlägt.
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Die Erfindung sieht vor, dass bevorzugt insgesamt drei Querlenker angeordnet sein können. Diese setzen sich besonders bevorzugt aus einem unteren Lenker, einem Sturzlenker und einem Spurlenker zusammen. Besagte Lenker sind dabei jeweils gelenkig mit dem Radträger der Einzelradaufhängung verbunden. Dank der mehrfachen Anlenkung des Radträgers kann die Einzelradaufhängung insgesamt schlank und leicht ausgeführt werden, wobei sich deren ungefederte Massen nochmals reduzieren lassen. Hierdurch können die einzelnen Komponenten der Einzelradaufhängung in vorteilhafter Weise genau an die zu erwartenden Belastungen angepasst werden, welche es entsprechend aufzunehmen und weiterzuleiten gilt. Zudem ergibt sich aus der Anordnung der wenigstens drei Lenker eine überaus vorteilhafte Ergänzung zu dem lateral flexiblen Schwertlängsträger, wobei die auf den Radträger einwirkenden Querkräfte direkt in die jeweiligen Lenker eingeleitet werden.
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Dabei fixiert der untere Lenker den Radträger in einem vorbestimmten Abstand zu dem Fahrzeugaufbau oder dem Hilfsrahmen quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs. Über den Schwertlängsträger erfolgt die entsprechende Positionierung des Radträgers in Längsrichtung des Fahrzeugs. Über den Sturzlenker kann dann die Neigung des Radträgers parallel zur Hochrichtung des Fahrzeugs eingestellt werden, während der Spurlenker die Laufrichtung für das an dem Radträger anbindbare Fahrzeugrad vorgibt. Je nach Lage der einzelnen Anbindung der Lenker am Fahrzeugaufbau bzw. am Hilfsrahmen und dem Radträger kann die räumliche Ausrichtung des Radträgers während des Ein- und Ausfederns des Fahrzeugrades gezielt geführt werden. So kann sich beispielsweise beim Einfedern des Rades der Sturz in vorteilhafter Weise erhöhen, um die Fahreigenschaften zu verbessern.
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Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Dämpfer in vorteilhafter Weise direkt an dem Radträger angelenkt sein. Auf diese Weise kann die Bewegungsrate des Dämpfers ebenfalls erhöht werden, was eine Optimierung in der Dämpfungscharakteristik des Dämpfers zulässt. In diesem Zusammenhang können die einzelnen Lenker nochmals schlanker ausgestaltet werden, da diese nun keine Anbindestelle für den Dämpfer aufweisen müssen. Dies ist insofern vorteilhaft, da beispielsweise eine mittige Anordnung des Dämpfers an einem der Lenker ein Moment erzeugt, was eine Querschnittsvergrößerung des entsprechenden Lenkers erfordert. Nur so können die aus der ansonsten gegebenen Abstützung des Dämpfers an besagtem Lenker resultierenden Momente und Querkräfte sicher aufgenommen und übertragen werden. Hinzu kommt der Wegfall der ansonsten notwendigen Verstärkung des Bereichs der Anbindung an dem Lenker, was ebenfalls zu einer weiteren vorteilhaften Gewichtsreduzierung der gesamten Einzelradaufhängung und insbesondere deren ungefederten Massen beiträgt.
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Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes kann der Radträger einen Federteller besitzen. Mit anderen Worten ist besagter Federteller entweder an dem Radträger selbst angeordnet oder ein materialeinheitlich einstückiger Bestandteil desselben. Die Anordnung des als separates Bauteil ausgeführten Federtellers kann über geeignete Verbindungsmittel und/oder stoffschlüssig erfolgen. Hierzu eignen sich beispielsweise lösbare Verbindungsmittel wie etwa Schrauben. Als stoffschlüssige Verbindung ist beispielsweise eine Klebung und/oder Schweißung denkbar. Selbstverständlich können die hier beispielhaft aufgezeigten Verbindungsmöglichkeiten auch beliebig untereinander kombiniert sein.
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Der Federteller des Radträgers ist derartig angeordnet und dazu ausgebildet, dass die Feder zwischen ihm und dem Aufbau des Fahrzeugs oder zwischen ihm und einem zwischengeschalteten Hilfsrahmen integriert werden kann. In jedem Fall ist der Federteller dazu vorgesehen, dass sich die Feder auf diesem abstützen kann.
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Dank der Anordnung des Federtellers ist eine überaus einfache und platzsparende Lagerung der Feder möglich, so dass sich diese sicher gegen den Radträger abstützen kann.
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In einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens kann die Anbindung der Feder an den Radträger bevorzugt derart erfolgen, dass diese sich zwischen dem Sturzlenker und dem unteren Lenker an dem Radträger abstützt. Hierzu kann in besonders bevorzugter Weise der Federteller zwischen dem Sturzlenker und dem unteren Lenker an dem Radträger angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung ist der Sturzlenker in einer Projektion auf die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Einzelradaufhängung entgegen der Hochrichtung zwischen dem Sturzlenker und dem unteren Lenker angeordnet. Dabei sind die einzelnen Lenker im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Hierbei ist vorgesehen, dass der Spurlenker gegenüber dem unteren Lenker näher in Richtung Lageranordnung des Schwertlängslenkers angeordnet ist.
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Durch die Lage der Feder zwischen dem mittigen Sturzlenker und dem weiter hinten gelegenen unteren Lenker ist die Feder in Bezug auf die Querrichtung des Fahrzeugs im Wesentlichen neben der Anbindung des Fahrzeugrades an den Radträger gelegen. Die Anbindung des Rades erfolgt typischerweise über eine Radnabe, welche die Achse des daran angeordneten Rades definiert. Durch die quasi benachbarte Lage von Radnabe und Feder in Kombination mit der Anbindung der Feder an dem Radträger ist in vorteilhafter Weise eine hohe Bewegungsrate der Feder erzielbar. Dies ist insbesondere im Vergleich zu typischen SLA-Schwertlenker Hinterachsen (Short-Long-Achsen) der Fall.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Einzelradaufhängung sieht gemäß der Erfindung vor, dass auch der Dämpfer in seiner Anbindung an dem Radträger in Bezug auf die Lage gegenüber den einzelnen Lenkern vorteilhaft festgelegt sein kann. So kann der Dämpfer bevorzugt zwischen dem Spurlenker und dem Sturzlenker angeordnet und in dieser Lage an dem Radträger angebunden sein. Hierdurch rückt der Dämpfer nah an die Anbindung des Fahrzeugrades an den Radträger. Auf diese Weise wird auch die Bewegungsrate des Dämpfers erhöht, so dass dessen Dämpfungscharakteristik optimiert werden kann.
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Insbesondere wird in Kombination mit der Lage der Feder zwischen dem Sturzlenker und dem unteren Lenker hierbei eine überaus vorteilhafte Ausgestaltung gesehen. So werden durch die erfindungsgemäße Lage von Feder und Dämpfer diese möglichst nah an die Anbindung des Rades an dem Radträger herangebracht, wodurch deren beiden Bewegungsraten in vorteilhafter Weise erhöht sind.
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Im Ergebnis ermöglicht die zuvor näher verdeutlichte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung die überaus vorteilhafte Erhöhung der Bewegungsrate der Feder und mitunter auch des Dämpfers. Gegenüber im Stand der Technik bekannten Anordnungen wird hierdurch die Möglichkeit eröffnet, insbesondere die Feder leichter und schlanker auszubilden. Hierdurch weist diese ein entsprechend niedrigeres Gewicht sowie kompaktere Abmessungen auf, wobei sich durch die erhöhte Bewegungsrate zudem auch die Fahreigenschaften des so ausgestatteten Fahrzeugs deutlich verbessern lassen.
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Die Erfindung ist ferner auf ein Hinterachsmodul für ein Fahrzeug gerichtet, welches zwei Einzelradaufhängungen zur Anbindung von Fahrzeugrädern besitzt. Insbesondere kann es sich bei den besagten Einzelradaufhängungen bevorzugt jeweils um eine solche wie zuvor beschriebene handeln.
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Hiernach umfassen die Einzelradaufhängungen des Hinterachsmoduls jeweils eine Feder, einen Dämpfer, einen Schwertlängslenker und wenigstens zwei Querlenker sowie einen über den Schwertlängslenker mit einem Aufbau des Fahrzeugs koppelbaren Radträger. Dabei ist der jeweilige Radträger über die einzelnen Querlenker direkt an dem Aufbau oder unter Zwischenschaltung eines Hilfsrahmens an dem Aufbau abstützbar. Erfindungsgemäß ist die Feder jeder Einzelradaufhängung an dem jeweils zugehörigen Radträger angelenkt.
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Die sich hieraus ergebenden Vorteile und weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten wurden bereits im Zusammenhang mit der zuvor erläuterten erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung näher erläutert, so dass an dieser Stelle auf die vorherigen Ausführungen verwiesen wird. Dies gilt im Übrigen auch für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, welches ein solches Hinterachsmodul mit zwei wie zuvor beschriebenen Einzelradaufhängungen umfasst.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in der nachfolgend beschriebenen 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erklärt.
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Hierzu zeigt 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Einzelradaufhängung 1. Diese bildet den Ausschnitt einer einzelnen Seite eines nicht näher gezeigten Hinterachsmoduls gemäß der Erfindung. Auch nicht weiter dargestellt ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, welches mit einem solchen Hinterachsmodul mit den entsprechenden Einzelradaufhängungen 1 ausgestattet ist.
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Wie zu erkennen umfasst die Einzelradaufhängung 1 einen Schwertlängslenker 2 auf, welcher an einem ersten Ende 3 eine daran angeordnete Lageranordnung 4 aufweist. Bei der Lageranordnung 4 kann es sich beispielsweise um ein typisches Gummi-Metall-Lager handeln. Die Lageranordnung 4 ist dafür vorgesehen, den Schwertlängslenker 2 an einen nicht näher gezeigten Aufbau des Fahrzeugs gelenkig anzubinden. In Bezug auf eine Längsrichtung x des Schwertlängslenkers 2 ist die Lageranordnung 4 dabei senkrecht zu dieser orientiert. So ist in Bezug auf eine Querrichtung y zur Längsrichtung x eine Drehachse y1 der Lageranordnung 4 definiert, um welche herum der Schwertlängslenker 2 begrenzt rotierbar bzw. verschwenkbar ist.
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Die Längsrichtung x gibt hier die Fahrtrichtung des nicht näher gezeigten Fahrzeugs vor, was die typische Anordnung der Einzelradaufhängung 1 näher verdeutlicht.
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Der Schwertlängslenker 2 selbst ist zumindest abschnittsweise lateral flexibel ausgebildet, so dass dieser in und gegen die Querrichtung y nachgiebig ist.
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An einem dem ersten Ende 3 gegenüberliegenden zweiten Ende 5 des Schwertlängslenkers 2 ist ein Radträger 6 vorgesehen, welcher der Anbindung eines nicht näher gezeigten Rades des Fahrzeugs dient. Dabei sind Schwertlängslenker 2 und Radträger 6 miteinander verbunden. Bevorzugt bilden Schwertlängslenker 2 und Radträger 6 dabei eine Einheit. So können Schwertlängslenker 2 und Radträger 6 stoffschlüssig miteinander verbunden sein, beispielsweise über eine Schweißung oder eine Klebung. Besonders bevorzugt sind Schwertlängslenker 2 und Radträger 6 materialeinheitlich einstückig ausgebildet.
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Weiterhin ist ein Hilfsrahmen 7 angedeutet, über welchen die Einzelradaufhängung 1 mit einer Unterseite eines Aufbaus des Fahrzeugs in nicht weiter gezeigter Form verbunden werden kann. Zwischen dem Hilfsrahmen 7 und dem Radträger 6 sind einzelne Querlenker 8, 9, 10 angeordnet. Besagte Querlenker 8, 9, 10 erstrecken sich allesamt parallel zur Querrichtung y. Selbstverständlich können diese in ebenfalls mit umfassten Ausführungsformen der Erfindung einzeln oder gemeinsam auch eine Neigung gegenüber der Querrichtung y aufweisen. Hierbei sind die Querlenker 8, 9, 10 jeweils über erste Lagerelemente 11 an dem Radträger und über zweite Lagerelemente 12 an dem Hilfsrahmen 7 gelenkig angeordnet.
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Die hier gezeigten drei Querlenker 8, 9, 10 setzen sich aus einem Spurlenker 8 und einem Sturzlenker 9 sowie einem unteren Lenker 10 zusammen. Dabei ist der untere Lenker 10 in Richtung eines dem zweiten Ende 5 des Schwertlängslenkers 2 abgewandten äußeren Endes 13 des Radträgers 6 gelegen. Demgegenüber ist der Spurlenker 8 im Bereich des zweiten Endes 5 des Schwertlängslenkers 2 angeordnet. Der Sturzlenker 9 ist demnach zwischen dem Spurlenker 8 und dem unteren Lenker 10 angeordnet.
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Mit Blick auf die Anordnung der einzelnen Querlenker 8, 9, 10 wird deutlich, dass an dem Radträger 6 ein Federteller 14 angeordnet ist, welcher zwischen dem Sturzlenker 9 und dem unteren Lenker 10 positioniert ist. Der Federteller 14 ist in dieser Lage dazu ausgebildet, um eine Feder 15 zwischen sich und dem Aufbau des Fahrzeugs oder zwischen sich und dem Hilfsrahmen 7 zu integrieren. Hierzu übernimmt der Federteller 14 die Aufgabe eines sich gegen die Querrichtung y zum Hilfsrahmen 7 hin erstreckenden Plateaus, auf welchem sich die Feder 15 endseitig abstützen kann. Dabei erstreckt sich die Feder 15 in nicht näher gezeigter Weise in eine Hochrichtung z, welche in Bezug auf die Darstellung von 1 in die Blattebene hinein ragt.
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Zudem ist ein Dämpfer 16 angedeutet, welcher direkt an dem Radträger 6 angelenkt ist. Wie zu erkennen ist der Dämpfer 16 hierzu mit einem seiner Enden zwischen dem Spurlenker 8 und dem Sturzlenker 9 angeordnet. In der hier gezeigten Ausführungsform weist der Radträger 6 einen sich gegen die Querrichtung y hin zum Hilfsrahmen 7 erstreckenden Vorsprung 17 auf, gegen den sich der Dämpfer 16 endseitig abstützt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einzelradaufhängung
- 2
- Schwertlängslenker von 1
- 3
- erstes Ende von 2
- 4
- Lageranordnung von 2
- 5
- zweites Ende von 2
- 6
- Radträger von 1
- 7
- Hilfsrahmen
- 8
- Spurlenker
- 9
- Sturzlenker
- 10
- unterer Lenker
- 11
- erstes Lagerelement zwischen 6 und 8, 9, 10
- 12
- zweites Lagerelement zwischen 7 und 8, 9, 10
- 13
- äußeres Ende von 6
- 14
- Federteller an 6
- 15
- Feder von 1
- 16
- Dämpfer von 1
- 17
- Vorsprung an 6
- x
- Längsrichtung
- y
- Querrichtung
- y1
- Drehachse von 4
- z
- Hochrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010/0102527 A1 [0008]
- US 2011/0291379 A1 [0009]
- US 2010/0133775 A1 [0010]
- US 2009/0066153 A1 [0011]
- DE 102005044222 A1 [0012]
- DE 102006055819 A1 [0013]
- DE 102011112053 A1 [0014]
