-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lagersytem einer Radaufhängung mit den oberbegrifflichen Merkmalen nach Anspruch 1.
-
Bei Fahrwerken für Mobilitätskonzepte, die Lenkwinkel zwischen +/–50° und +/–90° ermöglichen, wird die Fahrwerkskinematik im Vergleich zu herkömmlichen Fahrwerken mit maximalen Lenkwinkeln von +/–50° komplexer, da zusätzliche Bauelemente benötigt werden. Diese zusätzlichen Bauelemente stützen sich entweder an der Karosserie oder an den vorhandenen Fahrwerklenkern ab.
-
Aus der noch nicht veröffentlichten Anmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 203 632.4 ist eine Radaufhängung mit mindestens einem Radträger, zwei Koppelstangen, und mindestens einer Spurstange bekannt, wobei die erste Koppelstange und die zweite Koppelstange gelenkig miteinander verbunden sind und die zweite Koppelstange und der Radträger gelenkig miteinander verbunden sind. Ein Lenkmoment wird von der ersten Koppelstange über die zweite Koppelstange auf den Radträger übertragen. Die Radaufhängung weist wenigstens einen Fahrwerklenker auf, wobei der Fahrwerklenker gelenkig in einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrzeugrahmen gelagert und gelenkig mit dem Radträger verbunden ist. Der Fahrwerklenker und die erste Koppelstange sind gelenkig miteinander verbunden.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, für Radaufhängungen, mit welchen sich hohe Lenkwinkel von wenigstens zwischen +/–50° und +/–90° realisieren lassen, wie die in der noch nicht veröffentlichten Anmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 203 632.4 vorgeschlagene Radaufhängung, ein Lagersystem für den Umlenkhebel oder die Koppelstange vorzuschlagen. Das Lagersystem soll hierbei sowohl hohe axiale als auch hohe radiale Kräfte sowie Momente abstützen. Das Spiel des Lagersystems soll so gering wie möglich sein oder entfallen. Ebenso soll das Lagersystem ein geringes oder kein Losbrechmoment aufweisen. Die Vorspannung des Lagersystems soll einstellbar sein und das Lagersystem soll abdichtbar sein.
-
Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Lagersytem einer Radaufhängung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Ein Lagersytem einer Radaufhängung mit einem Umlenkhebel, wenigstens einer Spurstange, einem Radträger, einem Lenkgetriebe und wenigstens einem Fahrwerklenker, weist einen Freiheitsgrad auf und lagert den Umlenkhebel an dem wenigstens einen Fahrwerklenker der Radaufhängung.
-
Die Radaufhängung ist beispielsweise so aufgebaut wie in der noch nicht veröffentlichten Anmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 203 632.4 beschrieben. Zum leichteren Verständnis wird die Radaufhängung der noch nicht veröffentlichten Anmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 203 632.4 im Folgenden kurz erläutert. Eine erste Koppelstange ist mit einer zweiten Koppelstange gelenkig verbunden. Die Spurstange ist mit der ersten Koppelstange gelenkig verbunden. Der Radträger ist mit der zweiten Koppelstange gelenkig verbunden. Eine Lenkbewegung wird somit von der Spurstange über die beiden Koppelstangen an den Radträger weitergeleitet. Die erste Koppelstange ist hierbei gelenkig an dem Fahrwerklenker gelagert. Die miteinander verbundenen Koppelstangen, die in der noch nicht veröffentlichten Anmeldung beschrieben sind, werden in dieser vorliegenden Anmeldung als eine Einheit in ihrer Gesamtheit als Umlenkhebel bezeichnet. Mittels dieser oder einer ähnlich aufgebauten Radaufhängung ist es möglich, einen Lenkwinkel von bis zu wenigstens +/–90° an einem Rad, welches mit dem Radträger dieser Radaufhängung verbunden ist, zu realisieren.
-
Eine gelenkige Verbindung zweier Komponenten bezeichnet eine Verbindung der beiden Komponenten mittels eines Gelenks so, dass die beiden Komponenten um mindestens eine Drehachse relativ zueinander verdreht werden können. Es sind also gelenkige Verbindungen um genau eine Drehachse, um genau zwei Drehachsen und um genau drei Drehachsen möglich. Eine gelenkige Verbindung lässt keine translatorische Bewegung der beiden Komponenten relativ zueinander zu.
-
Eine Spurstange ist hierbei Bestandteil eines Lenkmechanismus und dient dazu, ein Lenkmoment auf den Radträger zu übertragen. Beim Lenken vollzieht die Spurstange eine translatorische Bewegung bzw. eine Verschiebung mindestens teilweise in Fahrzeugquerrichtung. Beim Lenken gibt es also eine Bewegungskomponente der Spurstange, die in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Unter Fahrzeugquerrichtung ist eine Richtung orthogonal zur Fahrzeuglängsrichtung zu verstehen. Die Fahrzeuglängsrichtung stimmt mit der Fahrtrichtung beim Geradeausfahren überein.
-
Das Lenkgetriebe ist hierbei beispielsweise als ein Zahnstangenmechanismus ausgeformt. Das Lenkgetriebe kann alternativ dazu in einer anderen geeigneten Form ausgeformt sein. Der wenigstens eine Fahrwerklenker, an dem der Umlenkhebel gelagert ist, kann beispielsweise als ein Dreiecksquerlenker oder als ein aufgelöster Dreiecksquerlenker ausgebildet sein. Der wenigstens eine Fahrwerklenker ist hierbei vorzugsweise ein oberer Fahrwerklenker. Das Lagersystem ist derart an dem Fahrwerklenker angeordnet, dass das Lagersystem in einem Teilbereich von dem Fahrwerklenker umschlossen wird. Mittels des Lagersystems sind der wenigstens eine Fahrwerklenker und der Umlenkhebel somit verbunden. Das Lagersystem weist hierbei einen einzigen Freiheitsgrad auf. Dieser Freiheitsgrad ist der Drehfreiheitsgrad. Das Lagersystem ist also vergleichbar mit einer Scharnierlagerung.
-
Die Lagerung des Umlenkhebels mittels des Lagersystems an dem wenigstens einen Fahrwerklenker hat den Vorteil, dass sowohl hohe radiale als auch axiale Kräfte sowie hohe Momente abgestützt werden können. Das Lagersystem weist des Weiteren ein lediglich geringes Losbrechmoment auf. Im Hinblick auf den für die gesamte Radaufhängung benötigten Bauraum ist das Lagersystem zudem bauraumsparend ausgestaltet.
-
Nach einer ersten Ausführungsform ist das Lagersystem mittels wenigstens eines Wellendichtrings abdichtbar. Beispielsweise kann die Abdichtung auch mittels zweier Wellendichtringe erfolgen. Der wenigstens eine Wellendichtring dichtet das Lagersystem, das den Umlenkhebel an dem wenigstens einen Fahrwerklenker lagert, gegen die Umgebung ab. Der wenigstens eine Wellendichtring kann hierbei handelsüblich ausgeformt sein.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Lagersystem aus zwei Kegelrollenlagern ausgeformt, wobei diese Kegelrollenlager gegeneinander vorgespannt sind. Vorzugsweise sind die Kegelrollenlager einander benachbart angeordnet. Beide Kegelrollenlager sind hierbei handelsüblich ausgeformt. Durch die Ausformung des Lagersystems als zwei Kegelrollenlager weist das Lagersystem kein Spiel auf.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Vorspannung der beiden Kegelrollenlager des Lagersystems mittels einer Abdichtmutter.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Lagersystem aus einem zweireihigen Zylinderrollenlager ausgeformt, wobei das zweireihige Zylinderrollenlager axial vorgespannt ist. Die axiale Vorspannung kann hierbei gezielt erfolgen. Das zweireihige Zylinderrollenlager ist hierbei handelsüblich ausgeformt. Durch die Ausformung des Lagersystems als zweireihiges Zylinderrollenlager weist das Lagersystem kein Spiel auf.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Lagersystem aus zwei Kugelzapfen ausgeformt, wobei diese beiden Kugelzapfen miteinander verbunden sind. Die Verbindung der Kugelzapfen ist hierbei permanent und unlösbar. Jeder der Kugelzapfen ist handelsüblich ausgeformt. Durch die Ausformung des Lagersystems als zwei miteinander verbundene Kugelzapfen weist das Lagersystem kein Spiel auf.
-
Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden ein Ausführungsbeispiel und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Übersichtsdarstellung einer Radaufhängung mit einem Lagersystem nach einem Ausführungsbeispiel,
-
2 einen Ausschnitt einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A durch die Radaufhängung mit dem Lagersystem nach dem Ausführungsbeispiel aus 1.
-
1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung einer Radaufhängung 2 mit einem Lagersystem 1, welche einen maximalen Lenkwinkel von +/–50° bis zu +/–90° darstellen kann. Die Radaufhängung 2 weist unter anderem einen oberen Fahrwerklenker 8, welcher als Dreiecksquerlenker ausgeformt ist, einen unteren Fahrwerklenker 12, welcher als Dreiecksquerlenker ausgeformt ist, einen Radträger 6, ein Lenkgetriebe 7, eine erste Spurstange 4, eine zweite Spurstange 5, einen Umlenkhebel 3, ein Verbindungselement 14 und mehrere gelenkige Verbindungen 13 auf.
-
Die erste Spurstange 4 ist mittels einer gelenkigen Verbindung 13 mit dem Umlenkhebel 3 verbunden. Die erste Spurstange 4 ist mittels einer weiteren gelenkigen Verbindung 13 mit dem Verbindungselement 14 verbunden. Das Verbindungselement 14 und der Radträger 6 sind hierbei einstückig ausgeformt, d. h. der Radträger 6 weist das Verbindungelement 14 auf. Der Radträger 6 ist mittels einer gelenkigen Verbindung 13 mit dem oberen Fahrwerklenker 8 verbunden. Die zweite Spurstange 5 ist mittels einer gelenkigen Verbindung 13 mit dem Umlenkhebel 3 verbunden. Der Umlenkhebel 3 ist aus zwei Abschnitten ausgeformt. In anderen Worten verbindet die Verbindungsstelle 13 einen ersten Abschnitt des Umlenkhebels 3 und einen zweiten Abschnitt des Umlenkhebels 3 mit der zweiten Spurstange 5.
-
Der Umlenkhebel 3 ist an dem oberen Fahrwerklenker 8 mittels des Lagersystems 1 gelagert. Eine Abdichtmutter 11 spannt zwei Kegelrollenlager des Lagersystems 1 vor. Dies ist detailliert in 2 dargestellt. Das Lenkgetriebe 7, die zweite Spurstange 5 und der untere Fahrwerklenker 12 sind handelsüblich ausgeformt.
-
Eine Lenkbewegung wird von dem Lenkgetriebe 7, welches als eine Zahnstange ausgeformt ist, über die zweite Spurstange 5 mittels der gelenkigen Verbindung 13 an den Umlenkhebel 3 weitergeleitet. Der Umlenkhebel 3 leitet diese Lenkbewegung mittels der gelenkigen Verbindung 13 an die erste Spurstange 4 weiter. Diese erste Spurstange 4 leitet die Lenkbewegung über die gelenkige Verbindung 13 an das Verbindungselement 14 des Radträgers 6 weiter. Mittig durch das Lagersystem 1 und durch die Abdichtmutter 11 verläuft die Schnittlinie A-A.
-
2 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A durch die Radaufhängung 2 mit dem Lagersystem 1 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1. Der Ausschnitt zeigt den Bereich der Radaufhängung 2 um das Lagersystem 1. Durch die Schnittdarstellung ist das Lagersystem 1 deutlich zu erkennen. Das Lagersystem 1 ist aus zwei Kegelrollenlagern 10 ausgeformt. Diese beiden Kegelrollenlager 10 sind gegeneinander verspannt. Die Verspannung der beiden Kegelrollenlager 10 erfolgt mittels der Abdichtmutter 11.
-
Beide Kegelrollenlager 10 sind einander benachbart angeordnet. Die Kegelrollenlager 10 umschließen den Umlenkhebel 3 in einem Teilbereich, wobei die Kegelrollenlager 10 von dem oberen Fahrwerklenker 8 umschlossen werden.
-
Mittels zweier Wellendichtringe 9 werden die beiden Kegelrollenlager 10 gegen die Umgebung abgedichtet. Ein erster der zwei Wellendichtringe 9 ist hierbei nahe der Abdichtmutter 11 angeordnet, ein zweiter der zwei Wellendichtringe ist hierbei nahe der zweiten Spurstange 5 angeordnet. Die Wellendichtringe 9 sind somit einander gegenüberliegend in einem Abstand angeordnet, welcher die Breite beider Kegelrollenlager 10 in geringem Maße übersteigt.
-
Das Lagersystem 1 weist lediglich einen Freiheitsgrad, den Drehfreiheitsgrad, auf, der durch eine Strich-Punkt-Linie dargestellt ist. Zudem weist das Lagersystem 1 kein Spiel auf. Durch die Nutzung zweier gegeneinander verspannter Kegelrollenlager 10 kann das Lagersystem 1 sowohl hohe radiale als auch axiale Kräfte sowie hohe Momente abstützen.
-
Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise kann statt eines oberen und/oder eines unteren Fahrwerklenkers, der als Dreiecksquerlenker ausgeformt ist, ein aufgelöster Dreiecksquerlenker genutzt werden. Z. B. können statt der beiden Kegelrollenlager ein zweireihiges Zylinderrollenlager oder zwei permanent miteinander verbundene Kugelzapfen das Lagersystem ausformen. Des Weiteren kann die Radaufhängung andersartig ausgestaltet sein, z. B. mit lediglich einer Spurstange, jedoch sollte diese Radaufhängung zur Realisierung großer Lenkwinkel von wenigstens +/–50° bis +/–90°geeignet sein. Das Lagersystem kann ebenfalls Anwendung in anderen Achskonzepten, z. B. bei einer Mehrlenkerachse finden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Lagersystem
- 2
- Radaufhängung
- 3
- Umlenkhebel
- 4
- erste Spurstange
- 5
- zweite Spurstange
- 6
- Radträger
- 7
- Lenkgetriebe
- 8
- oberer Fahrwerklenker
- 9
- Wellendichtring
- 10
- Kegelrollenlager
- 11
- Abdichtmutter
- 12
- unterer Fahrwerklenker
- 13
- gelenkige Verbindung
- 14
- Verbindungselement
- A-A
- Schnittlinie
