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Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung umfassend einen Fahrwerkslenker, der einerseits an einer Karosserie und andererseits an einem Rad schwenkbar anbindbar ist und an dem ein Rotationsdämpfer angeordnet ist, der mit einem Antriebshebel, der direkt oder indirekt mit der Karosserie koppelbar ist, verbunden ist.
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Derartige Radaufhängungen sind im Kraftfahrzeug bereits hinlänglich bekannt und dienen der Anbindung eines Rades an die Karosserie. Hierzu dient ein Fahrwerkslenker, der einerseits mit der Karosserie und andererseits mit dem Rad schwenkbar verbunden ist. Das Rad ist über die Radaufhängung relativ zur Karosserie einfederbar. Um diese Bewegung zu bedämpfen, ist es bekannt, einen Rotationsdämpfer vorzusehen, der an der Radaufhängung angeordnet ist. Dieser ist über einen Antriebshebel, der direkt mit der Karosserie zu koppen ist, oder der indirekt mit der Karosserie koppelbar ist, wozu er mit einer Koppelstange verbunden ist, die ihrerseits an der Karosserie angebunden ist. Federt nun das Rad ein, so wird aufgrund der Positionsverlagerung der Rotationsdämpfer z. B. über die Koppelstange und den Antriebshebel betätigt, worüber die Bewegung bedämpft wird.
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Ein Beispiel für eine solche Radaufhängung ist aus
DE 10 2014 011 747 A1 bekannt. Dort ist der z. B. elektromechanisch arbeitende Rotationsdämpfer im Wesentlichen längsmittig am Fahrwerkslenker angeordnet. Der sich seitlich des Fahrwerkslenkers erstreckende Antriebshebel ist endseitig mit einer Koppelstange verbunden, die mit dem anderen Ende karosserieseitig befestigt ist. Die sich üblicherweise zwischen dem Fahrwerkslenker und der Karosserie erstreckende Schraubenfeder ist dort nicht näher dargestellt.
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Eine weitere Radaufhängung ist aus
EP 1184215 A1 bekannt. Dort sind unterschiedliche Konfigurationen beschrieben, die jeweils aus diversen miteinander gekoppelten Hebeln respektive Stangen bestehen, wobei bei einer Ausführungsform ein die Lenkerschwingungen bedämpfender Schwenkmotor über eine Schraubenfeder am Fahrwerkslenker gelagert ist. Die Schraubenfeder dient als Tilgerfeder, während die Masse des Schwenkmotors als Tilgermasse dient.
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Die bekannten Radaufhängungen sind sehr aufwendig konzipiert beziehungsweise sind als separate Bauteile in wenig kompakter Form angeordnet.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte, kompakt aufgebaute Radaufhängung aufzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Radaufhängung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Federelement vorgesehen ist, das einerseits am Fahrwerkslenker und andererseits am Antriebshebel oder einer Koppelstange, mit der der Antriebshebel schwenkbar verbunden ist und die an der Karosserie anbindbar ist, abgestützt ist.
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Erfindungsgemäß ist hier ein Federelement vorgesehen, das den Fahrwerkslenker mit dem Antriebshebel oder der Koppelstange direkt verbindet. Der Antriebshebel des Rotationsdämpfers verläuft hierzu oberhalb des Fahrwerkslenkers, er ist z. B. endseitig mit einer Koppelstange verbunden. Das Federelement ist nun mit einem Ende am Fahrwerkslenker abgestützt, mit dem anderen Ende ist es entweder im Bereich des Ende des Antriebshebels oder direkt am Ende des Antriebshebels angeordnet respektive angebunden, oder an der am Antriebshebelende angeordneten Koppelstange selbst. Das heißt, dass das Federelement, bevorzugt eine Schraubenfeder, in die eigentliche Bewegungsmechanik integrieret ist und die der Einfederung und gleichzeitig der Bedämpfung dienenden Elemente miteinander koppelt. Hierbei ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau der Radaufhängung, verglichen mit anderen bekannten Ausgestaltungen. Der Rotationsdämpfer kann beliebiger Art und Funktion sein, vorzugsweise handelt es sich um einen elektromechanisch arbeitenden Rotationsdämpfer mit einem Rotor und einem Stator.
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Bevorzugt ist das Federelement in Verlängerung der Koppelstange angeordnet, was aus mechanischen Gründen zweckmäßig ist. Denn hierüber wird das Federelement quasi in Längsrichtung seiner Einfederbewegung über die Koppelstange zur Karosserie hin abgestützt.
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Das Federelement selbst ist an einem an dem Fahrwerkslenker und an einem an dem Antriebshebel oder der Koppelstange ausgebildeten Federsitz abgestützt, wobei über den jeweiligen Federsitz eine sichere Federlagerung und Abstützung gewährleistet ist. Dieser Federsitz kann als Federteller oder Ähnliches ausgeführt sein.
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Das Federelement selbst kann wie beschrieben eine Schraubenfeder sein, denkbar ist aber auch die Verwendung einer Luftfeder, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist. Bevorzugt ist dem jeweiligen Federelement ein Druckpuffer zugeordnet, der über ein elastisches Element gebildet ist, das als Anschlag fungiert und verhindert, dass das Federelement, insbesondere die Schraubenfeder beim Einfedern auf Block läuft. Der Druckpuffer ist beispielsweise ein Elastomerblock oder Gummiblock oder Ähnliches.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rotationsdämpfer derart angeordnet ist, dass seine Rotationsachse in der Schwenkachse, um die der Fahrwerkslenker schwenkbar an der Karosserie gelagert ist, liegt. Es fallen also zwei Schwenkachsen zusammen, es ist fahrwerkslenkerseitig keine separate Schwenkachslagerung für den Rotationsdämpfer vorzusehen. Der Antriebshebel ist mit der Rotationsachse des Rotationsdämpfers verbunden.
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Alternativ dazu ist es natürlich auch denkbar, dass der Rotationsdämpfer derart angeordnet ist, dass seine Rotationsachse benachbart zu der Schwenkachse, um die der Fahrwerkslenker schwenkbar an der Karosserie gelagert ist angeordnet ist. Hier fallen also die Schwenkachsen nicht zusammen, vielmehr ist der Rotationsdämpfer an einer mittleren Längenposition des Fahrwerkslenkers angeordnet. Dies führt dazu, dass der Antriebshebel zwangsläufig etwas kürzer ist, was im Falle des Einfederns zu einem etwas größeren Schwenkwinkel führt.
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Der Fahrwerkslenker selbst kann ein 2-Punkt-Stablenker, ein 3-Punkt-Lenker oder Dreieckslenker, oder ein 4-Punkt-Lenker respektive Trapezlenker sein.
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Daneben betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug umfassend mehrere Radaufhängungen der beschriebenen Art.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung einer ersten Ausführungsform, und
- 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung 1, umfassend einen Fahrwerkslenker 2, der an einer Karosserie 3, die hier nur dem Prinzip nach dargestellt ist, um eine Schwenkachse 4 schwenkbar angebunden ist. Am anderen Ende ist eine weitere Schwenkachse 5 dargestellt, mit der er mit einem hier nicht näher gezeigten Rad, das über die Radaufhängung 1 gelagert werden soll, gekoppelt ist. Der Fahrwerkslenker 2 ist ein längliches Metallbauteil, an dem entsprechende Lagerbuchsen und Ähnliches eingepresst sind, die die Schwenkachsen 4 aufnehmen.
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Vorgesehen ist des Weiteren ein Rotationsdämpfer 6, bei dem es sich z. B. um einen elektromechanischen Rotationsdämpfer handelt, der einerseits die Einfederbewegung der Radaufhängung 1 bedämpft, und der andererseits aus dieser Einfederbewegung elektrische Energie zurückgewinnt, mithin also die kinetische Energie während des Ein- und Ausfederns in Strom umwandelt. Hierfür werden die Bewegungen des Fahrwerkslenkers, der beim Einfedern relativ zur Karosserie um die Schwenkachse 4 verschwenkt, über einen Antriebshebel 7 aufgenommen und auf ein Getriebe einer Elektromaschine, die Teil des elektromechanischen Rotationsdämpfers ist, übertragen, die die Bewegung in Strom umwandelt. Der Antriebshebel 7 ist mit der Rotationsachse 8 des Rotationsdämpfers verbunden. Die Hubbewegung der Karosserie resultiert in einer Drehbewegung des Antriebshebels. Der Antriebshebel überträgt die Drehbewegung auf die Eingangswelle des Getriebes (Harmonie Drive) und überträgt diese Bewegung z. B. im Verhältnis 1 : 50 an die Ausgangswelle. Die Ausgangswelle dient als Rotor der elektrischen Maschine. Die Modulation des elektromagnetischen Feldes bestimmt das für die Verdrehung nötige Moment und damit die am Fahrwerkslenker anliegende Dämpfkraft. Überschüssige Energie wird rekuperiert. Dieser Strom kann sodann in ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs eingespeist und in einem Speicher gespeichert werden.
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Das andere Ende des Antriebshebels 7 ist mit einer Koppelstange 9 über die Schwenkachse oder das Schwenkgelenk 10 schwenkbar verbunden. Die Koppelstange 9 ihrerseits ist über eine Schwenkachse 11 an der Karosserie 3 angebunden.
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Am unteren Ende der Koppelstange 9 ist ein Federsitz 12 in Form eines Tellers vorgesehen, an dem ein Federelement 13, hier eine Schraubenfeder 14, mit ihrem einen Ende abgestützt ist. Das andere Ende der Schraubenfeder 14 ist an einem Federsitz 15, der am Fahrwerkslenker 2 ausgebildet ist, abgestützt. Des Weiteren ist in 1 ein Druckpuffer 16 gezeigt, der am Federsitz 12 befestigt ist und sich ein Stück weit durch die Schraubenfeder 14 erstreckt. Der Druckpuffer 12 dient als Anschlag und verhindert, dass die Schraubenfeder 14 beim Einfedern auf Block läuft. Bei dem Druckpuffer handelt es sich um einen Elastomerblock oder Ähnliches.
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Ersichtlich ist die Schraubenfeder 14 zwischen Fahrwerkslenker 2 und Koppelstange 9 eingespannt, sie ist in unmittelbarer Verlängerung der Koppelstange 9 angeordnet, das heißt, dass die Federlängsrichtung und damit auch die Einfederbewegung quasi parallel beziehungsweise koaxial zur Längsachse der Koppelstange 9 verläuft.
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Kommt es nun zu einem Einfedern (vgl. den Doppelpfeil P), so schwenkt der Fahrwerkslenker 2 um die Schwenkachse 4. Die Schraubenfeder 14 federt ein, abgestützt über die Koppelstange 9, so dass sich der Abstand von Fahrwerkslenker 2 und Antriebshebel 7 ändert. Da der Rotationsdämpfer 6 mit seinem Gehäuse fest mit dem Fahrwerkslenker 2 verbunden ist, kommt es folglich zu einer Drehung der Rotationsachse 8 des Rotationsdämpfers 6 über den Antriebshebel 7 und mithin zur Rotorbewegung und damit zur Stromerzeugung. Umgekehrt erfolgt die Bewegung beim Ausfedern. Die Schraubenfeder 14 längt sich wieder, der Abstand zwischen Fahrwerkslenker 2 und Antriebshebel 7 vergrößert sich wieder. Auch hierbei kommt es zu einer Drehbewegung der Rotationsachse 8 und damit wiederum zur Stromerzeugung.
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Ersichtlich ist die erfindungsgemäße Radaufhängung sehr kompakt konzipiert, nachdem die Schraubenfeder 14 respektive allgemein das Federelement 13 quasi in die Hebelmechanik integriert ist. Die Schraubenfeder 14 ist nur zwischen dem Fahrwerkslenker 2 und der Koppelstange 9 angeordnet respektive abgestützt und nicht an der Karosserie 3 selbst, wie dies bei bekannten Anwendungen der Fall ist. Von daher ergibt sich eine sehr kompakte Anordnung.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Radaufhängung 1, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist ein Fahrwerkslenker 2 vorgesehen, der um eine Schwenkachse 4 schwenkbar an der Karosserie 3 angebunden ist. Am anderen Hebelende ist wiederum eine Schwenkachse 5 vorgesehen, um die der Fahrwerkslenker 2 relativ zum nicht näher gezeigten Rad verschwenken kann.
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Der z. B. elektromechanische Rotationsdämpfer 6 ist hier in einer kreisförmigen Ausnehmung 17 am Fahrwerkslenker 2 mit seinem Gehäuse befestigt. Der Antriebshebel 7 ist mit der Rotationsachse 8 der Elektromaschine des Rotationsdämpfers 6 verbunden. Bei dieser Ausgestaltung weist der Antriebshebel 7 den Federsitz 12 auf, an dem das Federelement 13, auch hier wieder eine Schraubenfeder 14, mit einem Ende abgestützt ist. Das andere Federende ist an einem entsprechenden Federsitz 15 am Fahrwerkslenker 2 abgestützt.
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Der Antriebshebel 7 ist auch hier mit der Koppelstange 9 über die Schwenkachse 10 verbunden, wobei diese Schwenklagerung nun im Bereich des Federsitzes 12, der am Ende des Antriebshebels ausgebildet ist, vorgesehen ist. Die Koppelstange 9 ist auch hier um die Schwenkachse 11 schwenkbar an der Karosserie 3 angebunden.
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Die Funktion ist letztlich die gleiche wie bezüglich 1 beschrieben. Kommt es auch hier zu einer Ein- oder Ausfederbewegung, wie durch den Doppelpfeil P auch in dieser Figur dargestellt, so kommt es zu einer Veränderung der Position des Fahrwerkslenkers 2 zum Antriebshebel 7, der Abstand der beiden Bauteile verkleinert sich oder vergrößert sich, je nachdem, ob es zu einen Einfedern oder einem Ausfedern kommt. Diese Bewegung wird über den Antriebshebel 7 wiederum auf die Rotationsachse 8 und damit auf die Elektromaschine übertragen, die die Bewegung, also die kinetische Energie, in elektrische Energie, also Strom, umwandelt.
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Auch bei dieser Ausgestaltung ist das Federelement 13 respektive die Schraubenfeder, der auch hier ein Druckpuffer 16 zugeordnet ist, der hier am Federsitz 12 des Antriebshebels 7 befestigt ist, in Verlängerung der Koppelstange 9 vorgesehen und innerhalb der Hebelanordnung angeordnet. Die Ausgestaltung ist hier ähnlich kompakt wie bei der gemäß 1.
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Wenngleich im gezeigten Ausführungsbeispiel als Federelement 13 jeweils eine Schraubenfeder 14 gezeigt ist, ist es gleichermaßen denkbar, als Federelement eine Luftfeder vorzusehen, mithin also ein pneumatisches Federsystem. Auch dieses ermöglicht ein Ein- und Ausfedern. Auch eine solche Luftfeder kann erfindungsgemäß ohne weiteres zwischen den Fahrwerkslenker 2 und entweder die Koppelstange 9 respektive den koppelstangenseitigen Federsitz 12 oder den Antriebshebel 7 respektive den antriebshebelseitigen Federsitz 12 geschaltet werden, so dass sich auch bei Verwendung einer Luftfeder ein kompakter Aufbau der Radaufhängung 1 ergibt.
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Wenngleich der Fahrwerkslenker hier als 2-Punkt-Stablenker dargestellt ist, kann er auch als 3-Punkt-Lenker, also als Dreieckslenker, oder als 4-Punkt-Lenker, also Trapezlenker, ausgebildet sein.
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Die 1 und 2 zeigen die Anordnung des Rotationsdämpfers 6 am Fahrwerkslenker 2 in einem von dessen Schwenkachse 4, über die der Fahrwerkslenker 2 an der Karosserie 3 schwenkgelagert ist, beabstandeten Bereich. Denkbar ist aber auch, dass der Rotationsdämpfer 6 so angeordnet ist, dass seine Rotationsachse 8 mit der Schwenkachse 4 zusammenfällt.
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Die erfindungsgemäße Radaufhängung gemäß der 1 und 2 ist Teil eines üblicherweise vierrädrigen Kraftfahrzeugs, das heißt, dass wenigstens zwei, gegebenenfalls alle vier Räder des Kraftfahrzeugs, über eine solche Radaufhängung karosserieseitig aufgehängt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014011747 A1 [0003]
- EP 1184215 A1 [0004]
