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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängung für die Hinterachse eines Fahrzeugs sowie eine Hinterachse eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest zwei solche Radaufhängungen.
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Es ist bekannt, dass Radaufhängungen für die Hinterachsen von Fahrzeugen eingesetzt werden, um Hinterräder an diesen Radaufhängungen rotatorisch zu befestigen. Die bekannten Radaufhängungen sind dabei üblicherweise mit einem Lenkersystem ausgestattet, um eine Kraftübertragung zwischen dem Radträger einerseits und dem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs andererseits gewährleisten zu können. Die unterschiedlichen Lenker erlauben eine Relativbewegung des Radträgers zum Fahrzeugaufbau, um insbesondere Feder- und Dämpfungsbewegungen des Radträgers ermöglichen zu können. Bei gelenkten Hinterachsen für Radaufhängungen sind darüber hinaus zusätzliche Bewegungsfreiheiten für die Lenkbewegung durch das Lenkersystem zur Verfügung zu stellen.
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Bei den bekannten Lösungen von Lenkersystemen ist es nachteilhaft, dass üblicherweise eine Vielzahl von komplex und mit aufwendiger Geometrie gestalteten Lenkern vorgesehen sein muss. Die einzelnen Lenker sind dabei voneinander abhängig und aufeinander abzustimmen, um die einzelnen Bewegungsmöglichkeiten in der gewünschten Weise vorzusehen bzw. als Freiheitsgrade vorgeben zu können. Gleichzeitig muss auf eine hohe Stabilität und einen hohen Komfort geachtet werden, damit diese Lenkersysteme das Fahrverhalten des Fahrzeugs positiv beeinflussen können. Dementsprechend führt dies zu einer hohen Komplexität des gesamten Lenkersystems und damit der Radaufhängung, zu entsprechend großer Bauweise und hohem Gewicht. Auch der Fertigungsaufwand bekannter Radaufhängungen ist sowohl hinsichtlich der Fertigung der einzelnen Lenker als auch hinsichtlich der Montage der einzelnen Lenker zum Lenkersystem relativ hoch.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Größe der Radaufhängung zu reduzieren und/oder die Stabilität bzw. die Funktion der Radaufhängung zu verbessern.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Radaufhängung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Hinterachse mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Radaufhängung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Hinterachse und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Radaufhängung für eine Hinterachse eines Fahrzeugs weist einen Radträger für die Befestigung eines Hinterrades auf. Am Radträger ist ein Lenkersystem aus wenigstens zwei Lenkern befestigt für die Befestigung an einem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs. Eine erfindungsgemäße Radaufhängung zeichnet sich dadurch aus, dass einer der wenigstens zwei Lenker als Kombinationslenker ausgebildet ist mit einem Grundkörper und zwei Lenkerabschnitten für eine Befestigung an zwei Positionen des Fahrzeugaufbaus des Fahrzeugs.
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Erfindungsgemäß wird also nun die Komplexität des Lenkersystems dadurch reduziert, dass zumindest ein Lenker in Form eines Kombinationslenkers die Funktion von bisher üblicherweise zwei separaten Lenkern zusammenfasst. Jeder der Lenkerabschnitte des Kombinationslenkers kann einen bisher einzeln und separat ausgebildeten Lenker ersetzen. So können beispielsweise ein Koppellenker und ein Federlenker in einem Kombinationslenker zusammengefasst werden. Der Kombinationslenker weist nun einen ersten Lenkerabschnitt auf, welcher auch als Federlenkerabschnitt bezeichnet werden kann. Der andere Lenkerabschnitt des Kombinationslenkers kann als Koppellenker ausgebildet sein und damit auch als Koppellenkerabschnitt bezeichnet werden.
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Durch die Kombination von zumindest zwei separaten Lenkern in einem einzigen Bauteil des Grundkörpers des Kombinationslenkers mit den beiden Lenkerabschnitten kann die Komplexität des Gesamtsystems des Lenkersystems deutlich reduziert werden. Insbesondere wird die Anzahl der Bauteile reduziert. Auch wird die Fertigungstiefe reduziert, da in Summe für das Lenkersystem ein Bauteil weniger hergestellt werden muss. Nicht zuletzt wird auch der Montageaufwand reduziert, da bei der Montage ebenfalls auf ein zusätzliches Bauteil in Form eines weiteren Lenkers verzichtet werden kann. Ebenfalls von Vorteil ist es, dass die Stabilität des Gesamtsystems der Radaufhängung und insbesondere des Lenkersystems verbessert werden kann, da eine Relativbewegung der beiden Lenkerabschnitte zueinander nun nicht mehr möglich ist. Vielmehr wird durch die feste Korrelation der beiden Lenkerabschnitte in einem gemeinsamen Grundkörper des Kombinationslenkers die mechanische Stabilität dieser beiden Lenker relativ zueinander deutlich verbessert bzw. sogar maximiert. Die Gesamtstabilität des Lenkersystems wird damit ebenfalls verbessert.
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Die beiden Lenkerabschnitte erstrecken sich vorzugsweise in unterschiedliche Richtungen, um unterschiedliche Kraftübertragungswege zwischen dem Radträger einerseits und dem Fahrzeugaufbau andererseits zur Verfügung stellen zu können. Ein Grundkörper ist dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere das später noch erläuterte integrale bzw. monolithische Bauteil, welches in integraler bzw. monolithischer Bauweise die beiden Lenkerabschnitte des Kombinationslenkers aufweist. Vorzugsweise ist der Kombinationslenker ausschließlich oder im Wesentlichen ausschließlich durch den Grundkörper zur Verfügung gestellt.
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Durch die Reduktion der Komplexität des Lenkersystems wird eine deutlich kompaktere Bauweise der gesamten Radaufhängung möglich. Diese kompaktere Bauweise geht einher mit einer verbesserten Stabilität durch die höhere mechanische Steifigkeit der einzelnen Lenkerabschnitte des Kombinationslenkers zueinander, da diese nun Teil desselben Grundkörpers sind.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängung der Kombinationslenker über eine erste Lagervorrichtung und über eine zweite Lagervorrichtung an dem Radträger gelagert ist. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen, welche üblicherweise nur eine einzige Lagerstelle zwischen einem Lenker und dem Radträger zur Verfügung stellen, ist nun hier die Aufteilung der Lagerung auf eine erste und eine zweite Lagervorrichtung vorgesehen. Dadurch, dass der Kombinationslenker die Funktionalität von zwei separaten Lenkern durch die zwei Lenkerabschnitte zur Verfügung stellt, kann dementsprechend auch ein höherer Kraftanteil über den Kombinationslenker übertragen werden. Durch das Zurverfügungstellen der beiden Lagervorrichtungen wird es möglich, auch diesen erhöhten Kraftanteil nicht nur über die beiden Lenkerabschnitte, sondern auch über die beiden Lagervorrichtungen übertragen zu können. Dabei werden vorzugsweise bekannte Lagervorrichtungen eingesetzt, welche auch als Standardlagervorrichtungen bezeichnet werden können. Die beiden Lagervorrichtungen sind dabei insbesondere voneinander beabstandet vorgesehen, jedoch bevorzugt in einer gemeinsamen oder im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die Lagervorrichtungen sind darüber hinaus vorzugsweise für das Zurverfügungstellen eines rotatorischen Freiheitsgrades für eine Relativrotation des Kombinationslenkers zum Radträger und/oder zum Fahrzeugaufbau zur Verfügung gestellt bzw. ausgebildet.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängung die erste Lagervorrichtung und die zweite Lagervorrichtung parallele, insbesondere koaxiale Lagerachsen aufweisen. Unter einer Lagerachse der jeweiligen Lagervorrichtung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung die Achse zu verstehen, um welche eine Relativbewegung der einzelnen gelagerten Bauteile zueinander, also des Radträgers und des Kombinationslenkers, durchgeführt werden kann. Insbesondere ist dabei die koaxiale Ausführungsform dieser beiden Lagerachsen von Vorteil, also wenn die beiden Lagerachsen zu einer gemeinsamen Lagerachse für die erste Lagervorrichtung und die zweite Lagervorrichtung zusammenfallen. Dies führt dazu, dass eine besonders einfache und simple Bewegungsmöglichkeit als Relativrotation zwischen diesen beiden Bauteilen möglich wird. Nicht nur die Auslegung, sondern auch die Montage und die gesamte Funktion des Lenkersystems wird auf diese Weise verbessert bzw. vereinfacht. Darüber hinaus kann die Krafteinbringung über diese gemeinsame Lagerachse und damit die beiden Lagervorrichtungen aus dem Fahrzeugaufbau in den Kombinationslenker und darüber hinaus die Weitergabe in den Radträger verbessert werden.
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Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängung die beiden Lagervorrichtungen oberhalb und unterhalb einer Befestigungsschnittstelle des Radträgers für die Befestigung des Hinterrades angeordnet sind. Die Befestigungsschnittstelle für das Hinterrad ist dabei insbesondere um eine entsprechende Rotationsachse des jeweiligen Hinterrades angeordnet. Die Relativkorrelation zwischen dieser Befestigungsschnittstelle und den beiden Lagervorrichtungen bezieht sich dabei insbesondere auf diese Rotationsachse des Hinterrades. Somit ist vorzugsweise die eine Lagervorrichtung oberhalb und die andere Lagervorrichtung unterhalb dieser Rotationsachse des Hinterrades angeordnet. Dies erlaubt es, die Krafteinbringung bzw. die Kraftübertragung zwischen dem Radträger und dem Kombinationslenker noch weiter zu verbessern. Bevorzugt wird auf diese Weise eine stabilere Abstützung gegen Kippmomente zwischen dem Radträger und dem Kombinationslenker zur Verfügung gestellt.
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Weiter von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängung das Lenkersystem eine Spurstange aufweist, welche mit einem Lenkgetriebe verbindbar ist oder verbunden ist, welches eine Lenkbewegung des Radträgers relativ zum Fahrzeugaufbau erzeugen kann. Ein Lenkgetriebe kann dabei sowohl einen motorischen Antrieb oder aber auch eine Schnittstelle zum Einbringen einer Lenkkraft aufweisen. Dabei kann das Lenkgetriebe ein einfaches Getriebe oder ein übersetzendes Getriebe sein. Selbstverständlich kann das Lenkgetriebe auch Umlenkgetriebemittel aufweisen, um verschiedene Lenkbewegungen in unterschiedliche Richtungen erzeugen zu können. Durch das Zurverfügungstellen des Lenkgetriebes wird es nunmehr möglich, eine Lenkkraft über die Spurstange in das Lenkersystem und damit auf den Radträger aufzubringen. Damit wird es möglich, eine verbesserte Lenkfunktionalität für das gesamte Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, da nun auch die Hinterachse als gelenkte Hinterachse mithilfe des Lenkgetriebes ausgebildet werden kann. Durch das Einbringen der Lenkkraft über die Spurstange in das Lenkersystem und damit in den Radträger kann der Radträger relativ zum Fahrzeugaufbau in unterschiedliche Anstellpositionen gebracht werden und damit eine Lenkbewegung für das Hinterrad relativ zum Fahrzeugaufbau gewährleistet werden.
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Bei einer Radaufhängung gemäß dem voranstehenden Absatz ist es vorteilhaft, wenn die Spurstange kürzer als die wenigstens zwei Lenker des Lenkersystems sind, wobei das Lenkgetriebe zwischen den wenigstens zwei Lenkern angeordnet ist. Dabei wird insbesondere die entsprechende Kraft aus der Federung bzw. Dämpfung vom Radträger ausschließlich oder im Wesentlichen ausschließlich über die Lenker des Lenkersystems übertragen. Die Spurstange ist dabei vorzugsweise kraftfrei oder im Wesentlichen kraftfrei hinsichtlich der Dämpfungskräfte und der Federungskräfte. Die Spurstange ist also vorzugsweise auf die reine oder im Wesentlichen reine Übertragung von Lenkkräften vom Lenkgetriebe auf den Radträger ausgestaltet. Dadurch, dass nun das Lenkgetriebe zwischen den anderen Lenkern angeordnet werden kann, wirkt es sich auch auf die Tiefe in Achsrichtung bezogen auf das an dem Radträger angeordnete Hinterrad nicht aus. Mit anderen Worten kann nun die Radaufhängung als gelenkte Radaufhängung zur Verfügung gestellt werden, ohne dass die Gesamtabmessung der Radaufhängung sich verändert. Bei gleichem geometrischen Baumaß wird nun eine Zusatzfunktion mithilfe des Lenkgetriebes in Form einer gelenkten Hinterachse für die Radaufhängung möglich.
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Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängung die beiden Lenkerabschnitte des Kombinationslenkers miteinander einen spitzen Lenkerwinkel aufweisen. Die beiden Lenkerabschnitte zueinander können in einer Draufsicht diesen Lenkerwinkel zur Verfügung stellen. Ein Lenkerwinkel in spitzer Ausführungsform führt zu einer weiter verbesserten Stabilität. Dabei ist darauf zu achten, dass insbesondere bei der Ausführungsform in Form eines Gussbauteils, entsprechende Übergangsschrägen bzw. Verlaufsformen vorgesehen sind, um unnötige hohe Kerbspannungen zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Ein spitzer Lenkerwinkel, dessen beide Schenkel sich vorzugsweise ebenfalls mit spitzen Winkeln auf der gleichen Seite der Rotationsachse des Radträgers befinden, führt zu einer weiteren Verbesserung der Kompaktheit der Radaufhängung, da insbesondere die Tiefe der Radaufhängung in Richtung der Rotationsachse des am Radträger befestigten Hinterrades gesehen reduziert wird.
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Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängung der Grundkörper die beiden Lenkerabschnitte als integrales Bauteil, insbesondere in monolithischer Weise, ausbildet. So können beispielsweise der Kombinationslenker und dessen Grundkörper als Gussbauteil ausgebildet sein. Die integrale bzw. monolithische Bauweise führt eine deutliche Reduktion im Aufwand des Fertigungsverfahrens vor. Auch wird die Komplexität bei der Montage reduziert, da auf eine weitere Montage eines zusätzlichen Lenkerbauteils verzichtet werden kann.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängung der Kombinationslenker mit seinen Lenkerabschnitten wenigstens zwei der folgenden Lenker zur Verfügung stellt:
- - Federlenker
- - Schwertlenker
- - Koppellenker
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Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Selbstverständlich kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch ein zweiter oder ein dritter Lenker bei höher komplexen Lenkersystemen als Kombinationslenker ausgebildet sein, so dass auch zwei oder mehr Kombinationslenker in einem gemeinsamen Lenkersystem zur Verfügung gestellt sein können. Die grundsätzliche Idee und die entsprechend beschriebenen Vorteile einer erfindungsgemäßen Radaufhängung werden bereits dann erzielt, wenn zumindest zwei Lenker in einem gemeinsamen Kombinationslenker durch die beiden Lenkerabschnitte zusammengefasst werden.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Hinterachse eines Fahrzeugs, aufweisend zwei erfindungsgemäße Radaufhängungen. Damit bringt eine erfindungsgemäße Hinterachse die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Radaufhängung erläutert worden sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radaufhängung,
- 2 die Ausführungsform der 1 in Unteransicht,
- 3 die Ausführungsform der 3 in seitlicher Ansicht,
- 4 die Ausführungsform der 1 bis 3 in Draufsicht,
- 5 die Ausführungsform der 1 bis 4 ein einer ersten Lenkposition und
- 6 die Ausführungsform der 1 bis 5 in einer zweiten Lenkposition.
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Die 1 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsform einer Radaufhängung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Radaufhängung 10 ist mit einem Radträger 20 ausgestattet, der über eine Befestigungsschnittstelle 22 für ein Hinterrad einer Hinterachse 100 eines Fahrzeugs verfügt. Diese Hinterachse 100 kann insbesondere zwei dieser Radaufhängungen 10 aufweisen, welche auf beiden Seiten eines Fahrzeugs angeordnet sind und damit die gesamte Hinterachse 100 dieses Fahrzeugs zur Verfügung stellen.
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Um eine Anbindung des Radträgers 20 an einem Fahrzeugaufbau 300 einer Karosserie des Fahrzeugs gewährleisten zu können, ist hier ein komplexes Lenkersystem 30 vorgesehen. Das Lenkersystem 30 lässt sich hier im Wesentlichen in drei grundsätzliche Bestandteile aufteilen. Zum einen handelt es sich um einen topfförmig ausgebauten ersten Lenker 32, welcher als unterer Lenker 32 vorgesehen ist. Weiter ist eine Spurstange 34 zu erkennen, mit deren Hilfe die später noch erläuterte Lenkbewegung in den Radträger 20 eingebracht werden kann. Zuletzt und als Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist als letzter Lenker 32 ein Kombinationslenker 40 vorgesehen, welcher hier V-förmig insbesondere in 2 in der Draufsicht einen entsprechend spitzen Lenkerwinkel α aufweist. Der Kombinationslenkers 40 ist mit einem Grundkörper 42, hier aus Gussmaterial, ausgestaltet, welcher zwei separate Lenkerabschnitte 44 aufweist. Die beiden Lenkerabschnitte 44 sind separat voneinander und nicht näher dargestellt ebenfalls am Fahrzeugaufbau 300 befestigt und dort gelagert.
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Wie insbesondere in den 1 und 3 gut zu erkennen ist, ist die Anbindung zwischen dem Kombinationslenker 40 und dem Radträger 20 auf eine erste Lagervorrichtung 46 und eine zweite Lagervorrichtung 48 aufgeteilt. Diese beiden Lagervorrichtungen 46 und 48 befinden sich oberhalb und unterhalb der Befestigungsschnittstelle 22 des Radträgers 20, wie dies zum Beispiel die 3 in der seitlichen Ansicht gut zeigt. Damit können insbesondere Kippmomente vom Radträger 20 gut über diese beiden Lagervorrichtungen 46 und 48 auf den Kombinationslenker 40 abgestützt werden. Darüber hinaus sind die beiden Lagervorrichtungen 46 und 48 mit einer gemeinsamen Lagerachse LA ausgestaltet, die als koaxiale Lagerachse LA ausgebildet ist. Damit wird eine Relativrotation zur Verfügung gestellt zwischen den beiden Bauteilen des Radträgers 20 einerseits und des Kombinationslenkers 40 andererseits.
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Für das Einbringen einer Lenkbewegung ist ein Lenkgetriebe 50 vorgesehen, welches insbesondere in den 2, 5 und 6 gut zu erkennen ist. Die entsprechende Spurstange 34, welche mit dem Lenkgetriebe 50 in Funktionsweise gekoppelt ist, ist kürzer ausgebildet, als die beiden anderen Lenker 32. Damit wird es möglich, die Spurstange 34 und auch das Lenkgetriebe 50 zwischen diesen beiden anderen Lenkern 32 anzuordnen, so dass sich die Bautiefe der Radaufhängung 10 in Achsrichtung gesehen nicht bzw. nur minimal ändert.
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Die 5 und 6 zeigen nun, wie mithilfe des Lenkgetriebes 50 eine Lenkkraft und damit auch eine Lenkbewegung über die Spurstange 34 in den Radträger eingebracht werden kann. Die 5 zeigt damit eine erste Lenkeinschlagsituation und die 6 eine zweite Lenkeinschlagsituation. Um den Radträger 20 und insbesondere die Befestigungsschnittstelle 22 in die beiden unterschiedlichen Positionen gemäß der 5 und 6 zu bringen, ist es dabei notwendig, dass Relativbewegungen der einzelnen Lenker 32 des Lenkersystems 30 zur Verfügung stellbar sind. Insbesondere ist hier nochmals auf die beiden Lagervorrichtungen 46 und 48 und deren Funktion hinzuweisen, weil sie die entsprechende Relativrotation des Kombinationslenkers 40 und des Radträgers 20 zwischen den beiden Endpositionen der 5 und 6 ermöglicht.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
