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Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 9 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs oder einer Fahrzeuggruppe bestehend aus Fahrzeugen einer ersten Fahrzeugvariante und einer zweiten Fahrzeugvariante nach dem Patentanspruch 11.
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Eine zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Fahrzeugrad positionierte Radaufhängung weist in gängiger Praxis für eine Federungs-/Dämpfungsfunktion einen Linearstoßdämpfer sowie eine Tragfeder auf, die entweder zu einem Federbein zusammengefügt sind oder in getrennter Anordnung in der Radaufhängung bereitstellbar sind. Anstelle eines Linearstoßdämpfers ist bei einer gattungsgemäßen Radaufhängung ein Rotationsdämpfer verwendet. Die gattungsgemäße Radaufhängung weist einen, ein Fahrzeugrad tragenden Radträger auf, der in der Fahrzeugquerrichtung über einen Lenkerverband an einen Fahrzeugaufbau angelenkt ist. Der Lenkerverband besteht aus einer Mehrzahl von Radführungslenkern, von denen zumindest einer an einer radträgerseitigen Anlenkstelle am Radträger angelenkt ist. Zudem weist die Radaufhängung den Rotationsdämpfer auf, der zur Stoßdämpfung mit Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung während des Fahrbetriebs beaufschlagbar ist.
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Bei einer solchen Radaufhängung ist der verfügbare Bauraum für die darin verbauten Fahrwerkskomponenten, das heißt zum Beispiel dem Rotationsdämpfer, stark begrenzt.
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Aus der
US 6 536 565 B2 ist eine Radaufhängung mit einem Rotationsdämpfer bekannt, der aus einem karosseriefest am Karosserie-Längsträger befestigten Dämpfergehäuse und einem darin um eine Rotorachse schwenkbar gelagerte Rotorwelle aufgebaut ist. Die Rotorwelle ist über einen Antriebshebel mit Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung antreibbar. Der Antriebshebel ist in der
US 6 536 565 B2 als Radträger ausgeführt, der das Fahrzeugrad trägt. Die Dämpfungswirkung erfolgt zwischen der Rotorwelle und dem Dämpfergehäuse hydraulisch.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug bereitzustellen, bei der ein verfügbarer Bauraum optimal genutzt wird. Zudem soll die Radaufhängung derart ausgelegt sein, dass auf den Verbau des Rotationsdämpfers in einfacher Weise verzichtet werden kann, ohne dass es zu Funktionseinbußen kommt.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1, 9 oder 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist der Rotationsdämpfer unter Bildung der radträgerseitigen Lenker-Anlenkstelle als ein Bestandteil des Radträgers ausgebildet. Erfindungsgemäß ist somit der Rotationsdämpfer radträgerfest angeordnet und bildet dieser eine radträgerseitige Lenkeraufnahme für zumindest einen Lenker oder eine Lenkerebene. Der so verbaute Rotationsdämpfer ergibt eine packageoptimierte Anordnung in der Radaufhängung. Der Radführungslenker kann dabei in einer ersten Ausführungsform schwenkbar am Dämpfergehäuse des Rotationsdämpfers angebunden sein. Alternativ dazu kann der Radführungslenker in einer zweiten Ausführungsform unmittelbar den Antriebshebel des Rotationsdämpfers bilden, mit dem dessen Rotorwelle antreibbar ist. Die Erfindung umfasst auch ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Radführungslenker lediglich am Dämpfergehäuse drehgelagert sind und der Antriebshebel separat davon zum Beispiel am Fahrzeugaufbau oder dergleichen angebunden ist. In einer weiteren Ausführungsform kann der Radträger modular aufgebaut sein. Je nach auszubildender Fahrzeugvariante kann dabei die untere Lenkerebene (unabhängig von der herzustellenden Fahrzeugvariante) unverändert bleiben, während die obere Lenkerebene zum Beispiel variabel über das obere Endstück (d.h. dem Rotationsdämpfer oder dem Lagerelement) ausgebildet ist. So können Fahrzeuge in einfacher Weise in einer zweiten Fahrzeugvariante ohne Rotationsdämpfer ausgeführt sein. Diese weisen daher – anstelle des Rotationsdämpfers – eine konventionelle Lenker-Anlenkstelle auf, die z.B. als ein Gummi-Metall-Lager oder ein Kugelgelenkes realisiert ist. Demgegenüber kann in der ersten Fahrzeugvariante der Rotationsdämpfer verbaut sein. Die Lager der Kinematikpunkte der oberen Lenkerebene können dabei mit Hilfe verschiedener Endstücke variabel oder gleich ausgebildet sein. Die Fixierung der Endstücke am Radträger-Grundkörper erfolgt bevorzugt über eine Schraubverbindung. Zudem kann die Verbindung mittels eines Elastomers (zum Beispiel ein Elastomerkörper) entkoppelt sein.
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Nachfolgend werden weitere Erfindungsaspekte detailliert erläutert: So kann in einer technischen Umsetzung der Rotationsdämpfer ein drehfest am Radträger ausgebildetes Dämpfergehäuse sowie eine darin um eine Rotorachse schwenkbar gelagerte Rotorwelle aufweisen. Die Rotorwelle kann über einen Antriebshebel mit den Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung beaufschlagbar sein. In diesem Fall kann sich zwischen der Rotorwelle und dem Dämpfergehäuse eine Dämpfungswirkung ergeben. Bevorzugt kann ein elektrischer Rotationsdämpfer verwendet werden, bei dem die Rotorwelle mit einem gehäusefesten Stator zusammenwirkt. Je nach Ansteuerung des elektrischen Rotationsdämpfers, kann dieser in einer Dämpfungs-Betriebsart arbeiten, in der im Fahrzeugbetrieb Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung gedämpft werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann der elektrische Rotationsdämpfer in einem Generator-Betriebsart arbeiten, bei dem die in den Rotationsdämpfer eingeleitete Rotationsbewegung in elektrische Energie umgewandelt wird.
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Bevorzugt kann die radträgerseitige Lenker-Anlenkstelle eine in etwa in der Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Schwenkachse definieren, um die der daran angelenkte Lenker schwenkbar ist. Die Lenker-Schwenkachse kann beispielhaft koaxial zur Rotorachse des Rotationsdämpfers oder dazu in Schräglage positioniert sein.
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In einer ersten Ausführungsform kann der Lenker unmittelbar als der die Rotorwelle antreibende Antriebshebel wirken und als solcher unmittelbar an der Rotorwelle drehfest angekoppelt sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann zur Bildung der radträgerseitigen Lenker-Anbindungsstelle das Dämpfungsgehäuse zumindest einen, von der Rotorwelle drehentkoppelten, gehäuseseitigen Lagerabschnitt aufweisen. Auf dem gehäuseseitigen Lagerabschnitt kann der Lenker insbesondere mit seinem Lenkerauge schwenkbar gelagert sein, und zwar zum Beispiel über ein Gummi-Metall-Hülsenlager.
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Der gehäuseseitige Lagerabschnitt des Dämpfergehäuses kann beispielhaft ein vom Dämpfergehäuse abragender Lagerzapfen sein. Dieser kann in einer Ausführungsvariante zur Rotorwelle koaxial ausgerichtet sein oder geringfügig gegenüber der Rotorwelle schräggestellt sein. Der Lagerzapfen kann einen radial inneren Lagerkern eines radträgerseitigen Lenkerlagers bilden.
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Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann der gehäuseseitige Lagerabschnitt als ein zur Rotorwelle zum Beispiel koaxial ausgeführter hülsenförmiger Nabenabschnitt realisiert sein. Auf dem Außenumfang des Nabenabschnittes des Dämpfergehäuses kann der Lenker mit seinem Lenkerauge schwenkbar gelagert sein. Radial innen kann durch den hülsenförmigen Nabenabschnitt des Dämpfergehäuses die Rotorwelle aus dem Dämpfergehäuse herausgeführt sein und mit dem Antriebshebel drehfest verbunden sein. Bevorzugt ist der mit der Rotorwelle verbundene Antriebshebel axial unmittelbar benachbart zur Lenker-Anbindungsstelle positioniert.
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Bei der Fahrzeugproduktion unterschiedlicher Fahrzeugvarianten ist es bevorzugt, möglichst viele Gleichteile zum Verbau in unterschiedlichen Fahrzeugvarianten zu nutzen, um den Bauteilaufwand zu reduzieren. Vor diesem Hintergrund kann die Radaufhängung so ausgelegt sein, dass in einer ersten Fahrzeugvariante der Rotationsdämpfer verbaut ist und in einer zweiten Fahrzeugvariante der Rotationsdämpfer weggelassen ist und durch einen herkömmlichen Linearstoßdämpfer ersetzt ist. Hierzu ist es bevorzugt, wenn der Radträger zweiteilig mit einem Radträger-Grundkörper und mit dem Rotationsdämpfer ausgebildet ist. Der Radträger-Grundkörper und der Rotationsdämpfer können an einer bevorzugt lösbaren Anbindungsstelle (zum Beispiel eine Verschraubung) miteinander verbunden sein. In diesem Fall kann das Dämpfergehäuse des Rotationsdämpfers zum Beispiel am Radträger-Grundkörper verschraubt sein, und zwar bevorzugt insbesondere unter Zwischenlage eines Schwingungstilgers (zum Beispiel ein Elastomerkörper), um eine Schwingungsentkoppelung zwischen dem Rotationsdämpfer und dem Radträger-Grundkörper zu gewährleisten.
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Beispielhaft kann eine für eine erste Fahrzeugvariante ausgelegte Radaufhängung den oben beschriebenen Rotationsdämpfer aufweisen. Demgegenüber kann in einer zweiten Fahrzeugvariante die Radaufhängung anstelle des Rotationsdämpfers ein Lagerelement aufweisen, das herkömmliche radträgerseitige Lenker-Anlenkstellen bereitstellt, an denen der Lenker anlenkbar ist. Bevorzugt weisen sowohl das Lagerelement als auch der Rotationsdämpfer jeweils identische Anschlusskonturen auf, über die der Rotationsdämpfer bzw. das Lagerelement am Radträger-Grundkörper anbindbar sind. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass auch das Lagerelement ohne weiteres an der lösbaren Anbindungsstelle am Radträger-Grundkörper befestigbar ist.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung eine Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug einer ersten Fahrzeugvariante;
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2 eine Detailansicht aus der 1;
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3 eine Schnittdarstellung der radträgerseitigen Lenker-Anbindungsstelle in einer Schnittebene xz;
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4 in einer Ansicht entsprechend der 1 eine Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug einer zweiten Fahrzeugvariante;
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5 eine Schnittdarstellung entsprechend der 3; und
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6 in einer Ansicht entsprechend der 3 eine Radaufhängung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In der 1 ist eine Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug gemäß einer ersten Fahrzeugvariante I gezeigt. Die Radaufhängung weist einen, ein nicht dargestelltes Fahrzeugrad tragenden Radträger 1 auf, der in der Fahrzeugquerrichtung y über einen Vierlenkerverband 3 an einem Fahrzeugaufbau anlenkbar ist. Der Vierlenkerverband 3 weist in einer oberen Lenkerebene einen vorderen Querlenker 5 sowie einen hinteren Querlenker 7 auf. Zudem sind in einer unteren Lenkerebene ebenfalls ein vorderer Querlenker 9 und ein hinterer Querlenker 11 sowie eine zu einem Lenkgetriebe führende Lenkstange 13 angeordnet. Die Querlenker 5, 7, 9, 11 sind an erste bis vierte radträgerseitige Anlenkstellen R1 bis R4 am Radträger 1 sowie an aufbauseitige Anlenkstellen F1 bis F4 am Fahrzeugaufbau angelenkt. Zudem weist die in der 1 gezeigte Radaufhängung eine nur angedeutete Tragfeder 16 auf, die am unteren hinteren Querlenker 11 abgestützt ist und zusammen mit einem elektrischem Rotationsdämpfer 15 die Federungs-/Dämpfungsfunktion der Radaufhängung bewirkt.
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Wie aus der 3 hervorgeht, weist der Rotationsdämpfer 15 ein radial äußeres hohlzylindrisches Dämpfergehäuse 17 auf, in dem eine Rotorwelle 19 um eine Rotorachse 21 schwenkbar gelagert ist. Die Rotorwelle 19 wirkt mit einem innenseitig am Dämpfergehäuse 17 drehfest angeordneten Stator 20 zusammen. Zudem ist die Rotorwelle 19 aus dem Dämpfergehäuse 17 axial herausgeführt. Der vom Dämpfergehäuse 17 freigelegte Wellenabschnitt der Rotorwelle 19 ist unter Bildung der zweiten radträgerseitigen Lenker-Anlenkstelle R2 (zum Beispiel über eine nicht gezeigte Steckverzahnung) drehfest am oberen hinteren Querlenker 7 angekoppelt. Der obere hinter Querlenker 7 wirkt in den 1 bis 3 daher als ein Antriebshebel des Rotationsdämpfers 17, über den die Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung auf die Rotorwelle 19 übertragen werden.
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An der axial gegenüberliegenden Seite ist das Dämpfergehäuse 17 in der 3 mit einem Gehäuseboden 23 geschlossen und in Axialrichtung nach außen mittels eines Lagerzapfens 25 verlängert. In der grob schematischen Darstellung der 3 ist der Lagerzapfen 25 koaxial zur Rotorwelle 19 ausgerichtet. Im Unterschied dazu ist in der 2 der Lagerzapfen 25 gegenüber der Rotorwelle 19 leicht schräggestellt. Der Lagerzapfen 25 ist Bestandteil der radträgerseitigen ersten Lenker-Anbindungsstelle R1, die als ein Gummi-Metall-Hülsenlager realisiert ist. Diese ist aus einer Innenhülse 27 und einer Außenhülse 29 aufgebaut, zwischen denen ein Elastomerkörper 31 angeordnet ist. Die innere Lagerhülse 27 ist unter Zwischenlage von Gleitbuchsen 33 auf dem Lagerzapfen 25 aufgesetzt und über eine Befestigungsmutter 35 darauf axial befestigt. Auf den Außenumfang der äußeren Lagerhülse 29 ist dagegen ein Lenkerauge 37 des oberen vorderen Querlenkers 5 aufgepresst.
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Wie aus den 2 und 3 weiter hervorgeht, ist das Dämpfergehäuse 17 des Rotationsdämpfers 15 über eine Schraubverbindung 39 an einem Radträger-Grundkörper 41 lösbar verschraubt, und zwar unter Zwischenlage eines Elastomerkörpers 43, mit dem eine Schwingungsentkoppelung zwischen dem Rotationsdämpfer 15 und dem Radträger-Grundkörper 41 bewirkt wird.
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In der 4 ist die Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug gemäß einer zweiten Fahrzeugvariante II gezeigt, in der im Unterschied zur ersten Fahrzeugvariante I kein Rotationsdämpfer 15 verbaut ist, sondern anstelle dessen ein nachfolgend beschriebenes Lagerelement 45, an dem die erste radträgerseitige Lenker-Anlenkstelle R1 und die zweite radträgerseitige Lenker-Anlenkstelle R2 ausgebildet sind. Die Dämpfungsfunktion wird in der zweiten Fahrzeugvariante II (4) nicht vom Rotationsdämpfer 15, sondern von einem radial innerhalb der Tragfeder 16 angeordneten Linearstoßdämpfers 47 übernommen.
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Wie aus der grob schematischen Darstellung der 5 hervorgeht, ist in der Radaufhängung der zweiten Fahrzeugvariante II das Lagerelement 45 über die Schraubverbindung 39 mit dem Radträger-Grundkörper 41 lösbar in Verbindung. An den in der Fahrzeuglängsrichtung x gegenüberliegenden Seiten ragen jeweils Lagerzapfen 25 ab, die jeweils als radial innerer Lagerkern Bestandteil der Lenker-Anlenkstellen R1 und R2 sind. In der 5 sind die beiden Lenker-Anlenkstellen R1 und R2 baugleich jeweils als Gummi-Metall-Hülsenlager ausgeführt, dessen Aufbau bereits anhand der 3 beschrieben worden ist.
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In der 6 ist die Radaufhängung gemäß einer weiteren Ausführungsvariante gezeigt, deren Aufbau sowie Funktionsweise im Wesentlichen identisch mit der in der 3 gezeigten Anordnung ist. Im Unterschied zur 3 ist in der 6 zusätzlich ein hülsenartiger Nabenabschnitt 49 am Dämpfergehäuse 17 angeflanscht. Auf dessen Außenumfang ist der hintere obere Querlenker 7 unter Bildung der zweiten radträgerseitigen Lenker-Anbindungsstelle R2 mit seinem Lenkerauge 51 schwenkbar gelagert, und zwar ebenfalls über ein Gummi-Metall-Hülsenlager, dessen Aufbau bereits anhand der 3 erläutert ist. Durch den Innenraum des hülsenförmigen Nabenabschnittes 49 ist die Rotorwelle 19 bis nach außen verlängert und dort in drehfester Anbindung mit einem Antriebshebel 53, über den Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung auf die Rotorwelle 19 beaufschlagbar sind. In der 6 ist der Antriebshebel 53 nicht in Doppelfunktion auch als Radführungslenker ausgeführt. Vielmehr kann der Antriebshebel 53 beispielhaft mit seinem nicht gezeigten gegenüberliegenden Ende am Fahrzeugaufbau angelenkt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6536565 B2 [0004, 0004]
