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Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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In der Radaufhängung moderner Kraftfahrzeuge werden unterschiedliche Typen von Federn eingesetzt, über die der eigentliche Fahrzeugaufbau mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden ist. Dabei werden neben Spiralfedern u.a. auch Blattfedern eingesetzt. Insbesondere bei Starrachsen kommen Längsblattfeder zum Einsatz, welche sich entlang der Längsachse des Fahrzeugs erstrecken und normalerweise zur Federung eines einzelnen Rades dienen. Außerdem sind Querblattfedern bekannt, die sich entlang der Querachse erstrecken und zur Federung zweier gegenüberliegender Räder dienen. Die Enden der Querblattfeder können z.B. über einen Kraftschluss oder einen Formschluss an einem Radträger gelagert sein, der das Fahrzeugrad drehbar aufnimmt. In einem mittleren Bereich ist die Querblattfeder am Fahrzeugaufbau gelagert. Neben Blattfedern aus Federstahl kommen teilweise auch Blattfedern aus Verbundstoff, bspw. aus faserverstärktem Kunststoff, zum Einsatz. Es können einzelne Federn oder auch Federpakete aus zwei oder mehr Federn eingesetzt werden. Üblicherweise ist der Radträger über mehrere Lenker (z.B. Längslenker oder Querlenker), die zu seiner Führung dienen, mit dem Fahrzeugaufbau verbunden.
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Die o.g. Federsysteme arbeiten prinzipiell zuverlässig, allerdings besteht insgesamt ein Bedarf nach einer Optimierung, die den Zusammenbau vereinfacht, das Gewicht bzw. die Masse minimiert, den Bauraum optimiert und/oder zur Kostenreduktion beiträgt.
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Die
DE 10 2008 043 330 A1 offenbart eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem Radträger, an welchem ein Fahrzeugrad drehbar gelagert ist, wenigstens einem als biegeelastische Strebe ausgebildeten Querlenker, mittels welchem der Radträger mit einem Fahrzeugaufbau verbundenen ist, wenigstens einem als biegeelastische Strebe ausgebildeten Längslenker, mittels welchem der Radträger mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist und wenigstens einer, eine Feder und/oder einen Dämpfer umfassende Radaufhängungskomponente, mittels welcher der Radträger mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Der Querlenker bildet zusammen mit dem Längslenker ein einstückiges Federlenkermodul mit integriertem Radträger, das insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff bestehen kann.
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Die
DE 10 2011 085 145 A1 offenbart eine Achse für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Radträger, die durch eine durchgehende Querblattfeder gegenüber einem Fahrzeugaufbau gefedert sind. Die Querblattfeder ist über zwei Drehlager am Fahrzeugaufbau gelagert. Weiterhin ist jeder Radträger über zwei Querlenker, die aus Faserverbundstoff bestehen können, und einen Längslenker mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Dabei ist wenigstens ein Lenker über eine drehrichtungsabhängige Kupplung mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, welche in einer Drehrichtung ein Drehmoment überträgt und in einer zweiten Drehrichtung öffnet.
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Die
US 8,936,265 B2 zeigt eine Hinterachse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit zwei Einzelradaufhängungen, die jeweils einen Radträger und eine damit gelenkig verbundene Drei-Lenker-Anordnung mit einem Längslenker und zwei Querlenkern aufweisen. Die zwei Querlenker sind jeweils in Fahrzeuglängsrichtung nebeneinander angeordnet. Eine Querblattfeder-Anordnung, die eine Querblattfeder aus faserverstärktem Kunststoff aufweisen kann, ist mit den zwei Einzelradaufhängungen verbunden. Sie kann dabei mit einem Radträger oder einem Dämpferbein über eine Pendelstütze verbunden sein.
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Aus der
WO 2015/003863 A1 ist eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegend angeordneten Radträgern, die jeweils über zumindest einen radführenden Lenker mit einem dafür vorgesehenen Aufbau gelenkig verbindbar sind. Eine sich zwischen diesen beiden Radträgern erstreckende Querblattfeder ist zum Ein- und Ausfedern der Radträger aus einer Nulllage zum einen im Bereich zwischen ihren beiden Enden mit dem dafür vorgesehenen Aufbau verbindbar und ist zum anderen im Bereich ihrer beiden Enden mit dem jeweils zugeordneten Radträger verbunden, wobei sie bei Nulllage zumindest in einem Abschnitt eine Krümmung aufweist. Die Krümmung ist derart ausgebildet, dass die Querblattfeder bei Draufsicht von ihrer Mitte ausgehend in oder entgegen der Fahrtrichtung gekrümmt ist. Die Querblattfeder kann als Faserverbundteil ausgebildet sein.
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Die
KR 10 2005 014 031 A offenbart eine Radaufhängung, bei der eine Querblattfeder in einem mittleren Bereich an einem Fahrzeugaufbau angeschraubt und beiderseits davon in bügelartigen Aufnahmen gelagert ist. Die Enden der Querblattfeder sind über Verbindungselemente mit jeweils einer Lenkereinheit verbunden, die einen sich in Längsrichtung erstreckenden Abschnitt aufweist und einen sich in Querrichtung erstreckenden Abschnitt, der mit einem Radträger verbunden ist und einen unteren Querlenker bildet. Der Radträger ist außerdem über einen oberen Querlenker mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, an dem ein Schwingungsdämpfer angreift.
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Die
US 7,246,808 B2 zeigt eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit zwei Fahrzeugachsen, die beiderseits über mehrere Blattfedern gegenüber einem Fahrzeugaufbau gefedert sind. Dabei ist jede Blattfeder in einem mittleren Abschnitt drehbar am Fahrzeugaufbau gelagert und ihre Enden sind mit einer der Fahrzeugachsen verbunden. Jede der Fahrzeugachsen kann entweder als durchgehende Starrachse ausgestaltet sein oder es können zwei in sich starre Achsabschnitte vorgesehen sein, die gegenüber dem Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagert sind.
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Aus der
US 5,251,930 A ist ein Radaufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend ein Paar Gelenkteile, an denen Räder drehbar gehalten sind, eine Querblattfeder, deren gegenüberliegende Enden jeweils mit den Gelenkteilen gekoppelt sind. Ein Befestigungsteil hält die Querblattfeder an zwei Haltepunkten, die an der Blattfeder mit Abstand voneinander in Querrichtung relativ zur Fahrzeugkarosserie liegen, um eine Querbewegung der Querblattfeder zu erlauben, jedoch eine Vertikalbewegung einzuschränken. Ein Querbewegungsbegrenzer lässt eine Vertikalbewegung der Blattfeder zu, schränkt jedoch eine Querbewegung der Blattfeder relativ zur Fahrzeugkarosserie ein. Der Querbewegungsbegrenzer umfasst einen Verbindungsmechanismus, der einen zwischen den zwei Haltepunkten liegenden Abschnitt der Blattfeder mit der Fahrzeugkarosserie koppelt.
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Die
KR 10 2014 078 433 A zeigt eine Anbindung einer Querblattfeder eines Kraftfahrzeugs. Dabei ist ein Radträger jeweils mit einem unteren Querlenker verbunden, der seinerseits mit der Querblattfeder verbunden ist. Die Querblattfeder ist an zwei Punkten unterseitig über ein Gummielement gegenüber dem Fahrzeugaufbau gestützt, während eine oberseitige Abstützung durch ein Lagerelement gegeben ist, das über einen Aktor in Querrichtung des Fahrzeugs verstellbar ist.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Anbindung von Fahrzeugrädern an einen Fahrzeugaufbau mittels einer Querblattfeder durchaus noch Raum für Verbesserungen. Dies betrifft insbesondere die Masse bzw. das Gewicht, die Komplexität des Aufbaus sowie die Gesamtkosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Radaufhängung mit einer Querblattfeder zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Radaufhängung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen 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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Durch die Erfindung wird eine Radaufhängung für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug wie einen LKW, Transporter oder PKW handeln. Allerdings ist auch beispielsweise eine Anwendung für Anhänger möglich. Im Allgemeinen handelt es sich um die Radaufhängung einer ungelenkten Achse, bspw. einer Hinterachse.
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Die Radaufhängung weist eine zur Federung von Fahrzeugrädern gegenüber einem Fahrzeugaufbau ausgebildeten Federeinheit auf, die einen sich entlang der Y-Achse erstreckenden Blattfederabschnitt aufweist. Dabei ist „Fahrzeugaufbau“ ein Sammelbegriff für eine Karosserie, ein Chassis sowie ggf. einen Hilfsrahmen des jeweiligen Fahrzeugs, also diejenigen Teile, die normalerweise die gefederten Masse bilden. Die Fahrzeugräder, die auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs angeordnet sind, sind durch die Radaufhängung beweglich mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Dabei dient die Federeinheit der Federung der Fahrzeugräder gegenüber dem Fahrzeugaufbau bzw. umgekehrt. D.h., durch eine Auslenkung wenigstens eines Fahrzeugrades gegenüber dem Fahrzeugaufbau wird durch die Federeinheit eine Rückstellkraft erzeugt. Um diese Funktion zu erfüllen, ist die Federeinheit wenigstens indirekt sowohl mit den Fahrzeugrädern als auch mit dem Fahrzeugaufbau verbunden.
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Dabei weist die Federeinheit einen Blattfederabschnitt auf, der sich entlang der Y-Achse, also der Fahrzeug-Querachse, erstreckt. Der Blattfederabschnitt verläuft im Allgemeinen zumindest in unbelasteten Zustand nicht notwendigerweise parallel zur Y-Achse, sondern kann bspw. eine Krümmung innerhalb der Y-Z-Ebene aufweisen. Sämtliche Bezugnahmen auf die X-Achse (Längsachse), Y-Achse (Querachse) sowie die Z-Achse (Hochachse) des Fahrzeugs beziehen sich hier und im Folgenden auf den bestimmungsgemäß eingebauten Zustand der Radaufhängung. Entsprechend hat „in X-Richtung“ die Bedeutung von „in Richtung der X-Achse“. Der Blattfederabschnitt erstreckt sich in Querrichtung und kann für sich betrachtet als Querblattfeder bezeichnet werden. Er ist normalerweise, wie bei Blattfedern üblich, abgeplattet ausgebildet, d.h. seine Ausdehnung in X-Richtung ist größer als in Z-Richtung, bspw. um wenigstens das Zweifache oder wenigstens das Dreifache. Der Querschnitt des Blattfederabschnitts kann bspw. rechteckig sein, es sind aber auch Abweichungen hiervon denkbar. Auch kann der Querschnitt entlang des Blattfederabschnitts variieren, bspw. derart, dass sich der Blattfederabschnitt zu den Enden oder zur Mitte hin verjüngt.
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Erfindungsgemäß weist die Federeinheit Radträgerabschnitte zur Aufnahme der Fahrzeugräder auf, die endseitig des Blattfederabschnitts angeordnet und wenigstens teilweise einstückig mit diesem ausgebildet sind. Die Radträgerabschnitte dienen zur (drehbaren) Aufnahme der Fahrzeugräder bzw. zur wenigstens indirekten Lagerung derselben und übernehmen somit die Funktion von Radträgern, die im Stand der Technik als separat gefertigte Teile vorliegen. Der jeweilige Radträgerabschnitt weist normalerweise eine Ausnehmung zur Aufnahme der Radnabe des Fahrzeugrades auf. Weiterhin kann er z.B. eine Bremsträgerplatte aufweisen, an der ein Bremssattel befestigt werden kann. Auch kann er Bohrungen aufweisen, durch die Schrauben geführt werden, mittels derer z.B. der Bremssattel gesichert wird. Bei der erfindungsgemäßen Radaufhängung sind diese Radträgerabschnitte allerdings wenigstens teilweise einstückig mit dem Blattfederabschnitt gefertigt. Im weitesten Sinne bedeutet dies, dass wenigstens ein Teil des jeweiligen Radträgerabschnitts aus dem gleichen Stück gefertigt ist wie der Blattfederabschnitt (was die Möglichkeit einschließt, dass Teile des Radträgerabschnitts separat gefertigt sind). Wenigstens ein Teil des Radträgerabschnitts sowie der Blattfederabschnitt bilden somit integrale Teile ein und desselben Elements. Somit ist der jeweilige Radträgerabschnitt über den Blattfederabschnitt federnd mit dem Fahrzeugaufbau verbunden.
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Durch die erfindungsgemäße Integration der Funktionen der Radanbindung und der Radfederung in der Federeinheit ergeben sich verschiedene Vorteile. Zum einen können sich Produktion und Zusammenbau vereinfachen, da nicht mehr zwei separate Teile dimensionsmäßig aufeinander abgestimmt und miteinander verbunden werden müssen. Verbindungselemente wie Lager sind überflüssig, was neben einer Vereinfachung des Zusammenbaus auch zu einer Kostenreduktion und zu einer Verringerung des Gewichts bzw. der Masse führt. Außerdem ist durch die einstückige Ausbildung von Blattfederabschnitt und Radträgerabschnitts die Verbindung verschleißfrei, im Gegensatz zu einer herkömmlichen Anbindung durch Lagerelemente.
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Optional kann der Radträgerabschnitt zusätzlich durch weitere Elemente wie Längs- und/oder Querlenker mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sein, die dazu dienen, ihn zu führen und somit für eine korrekte Ausrichtung der angebundenen Räder zu sorgen. Diese Lenker können in klassischer Weise bspw. über elastische Lager mit dem Radträgerabschnitt verbunden sein. Derartige zusätzliche Lenker sind aber nicht zwingend notwendig. So kann der Federabschnitt auch in Längsrichtung auf das Rad wirkende Kräfte aufnehmen, womit Längslenker überflüssig sein können. Seitliche Kräfte werden ebenso durch den Federabschnitt aufgenommen, was Querlenker überflüssig machen kann. Eine Sturz-Abstützung kann über ein Dämpferbein eines unten noch zu besprechenden Stoßdämpfers erfolgen.
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Wie bereits erwähnt, könnte ein Teil des Radträgerabschnitts separat vom Federabschnitt gefertigt und anschließend verbunden sein. Außerdem wäre es prinzipiell denkbar, dass der Federabschnitt in sich aus einer Mehrzahl von Stücken besteht, die separat gefertigt wurden und anschließend miteinander verbunden wurden. In diesem Fall wäre aber wenigstens ein Teil jedes Radträgerabschnitts einstückig mit einem der Stücke des Federabschnitts gefertigt. Im Hinblick auf eine Vereinfachung der Fertigung und des Zusammenbaus sowie im Hinblick auf eine Gewichts- und Kostenersparnis ist es allerdings bevorzugt, dass die Radträgerabschnitte und der Federabschnitt insgesamt einstückig ausgebildet sind. D.h. die Federeinheit ist in ihrer Gesamtheit einschließlich der Radträgerabschnitte und des Federabschnitts aus einem Stück gefertigt, bspw. durch Urformen und/oder Umformen.
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Die Federeinheit kann grundsätzlich aus Federstahl gefertigt sein. Insbesondere im Hinblick auf eine Gewichtsersparnis sowie eine möglichst freie Formgestaltung ist es allerdings bevorzugt, dass die Federeinheit aus Verbundstoff gefertigt ist. Insbesondere kann sie wenigstens teilweise aus Faserverbundstoff bestehen. Als Faserverbundstoffe gelten hierbei sämtliche Werkstoffe, bei denen Fasern, wie bspw. Glasfasern, Carbonfasern und/oder Aramidfasern, zur Verstärkung in eine Polymermatrix (z.B. eine Kunststoff- oder Kunstharzmatrix) eingelagert sind. Optional können dabei weitere Partikel, Schichten oder Komponenten ein- oder angelagert sein, die sich nicht als Polymer oder als Fasern klassifizieren lassen. Durch die Fertigung aus Verbundstoff lassen sich nahezu beliebige Formgebungen mit einem einzigen Urformschritt realisieren. Außerdem ist es möglich, durch Veränderungen der eingelagerten Fasern oder optionaler weiterer Elemente lokal unterschiedliche Materialeigenschaften einzustellen, bspw. so, dass der Blattfederabschnitt elastischer ist als die Radträgerabschnitte.
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Hinsichtlich der Anbindung des Blattfederabschnitts an den Fahrzeugaufbau sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Blattfederabschnitt über zwei in Y-Richtung beabstandete Lager mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Dabei ist vorgesehen, dass ein zwischen den zwei Lagern angeordneter Mittelteil des Blattfederabschnitts freitragend geführt ist. Um eine Beweglichkeit des Mittelteils und somit eine effektive Einbindung desselben in die Federfunktion zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass der Blattfederabschnitt beweglich gelagert ist. Dabei kann das jeweilige Lager insbesondere zumindest eine begrenzte Drehbarkeit um die X-Achse ermöglichen. Bevorzugt kann zusätzlich auch eine Verschiebung in Y-Richtung und/oder in Z-Richtung gegeben sein. Hierdurch kann sich der Blattfederabschnitt in optimaler Weise verformen, wenn eine Kraft zwischen den Radträgerabschnitten bzw. den daran angeordneten Rädern und dem Fahrzeugaufbau einwirkt. Zudem bewirkt ein wie beschrieben doppelt angebundener Blattfederabschnitt eine Wankstabilisierung, so dass z.B. auf einen separaten Stabilisator verzichtet werden kann.
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Insbesondere können die Lager elastisch ausgebildet sein. Hierbei kann es sich auch um Verbundlager handeln, wie bspw. Gummi-Metall-Lager. Im Allgemeinen weist ein elastisches Lager zumindest ein elastomeres Element auf, über das der Blattfederabschnitt mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist und das aus Gummi, Silikon oder einem anderen Elastomer bestehen kann. Durch derartige elastische Lager sind im Allgemeinen eine Mehrzahl von Freiheitsgraden realisierbar, ohne dass das Lager einen komplizierten und daher kostenintensiven Aufbau aufweist. Insbesondere kann das elastische Lager die oben erwähnten Dreh- und Verschiebungsbewegungen ermöglichen.
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Normalerweise ist es zur Vermeidung unerwünschter Schwingungen notwendig, dass die Radaufhängung wenigstens einen Stoßdämpfer bzw. Schwingungsdämpfer aufweist. Bevorzugt ist jeweils ein Stoßdämpfer mit einem Radträgerabschnitt verbunden. Hierunter ist eine Bauform zu verstehen, bei der der Stoßdämpfer entweder direkt oder indirekt, allerdings unter Umgehung eventuell vorhandener Lenker, mit dem Radträgerabschnitt verbunden ist. Der Stoßdämpfer kann bspw. als hydraulischer Dämpfer oder Luftfederdämpfer ausgebildet sein, es sind aber auch andere Bauformen denkbar. Im Falle eines hydraulischen Dämpfers kann bspw. das Dämpferrohr mit dem Radträgerabschnitt verbunden sein, während die hier gegenüber bewegliche Kolbenstange mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist (oder umgekehrt).
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Insbesondere kann der Stoßdämpfer starr mit dem Radträgerabschnitt verbunden sein. Die entsprechende Verbindung kann form-, kraft- und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Selbstverständlich ist hierbei jeweils nur ein Teil des Stoßdämpfers (z.B. der Dämpferzylinder) starr verbunden, während ein anderer Teil (z.B. die Kolbenstange mit dem Kolben) hierzu beweglich ist.
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Die Räder können allein durch den Blattfederabschnitt gegenüber dem Fahrzeugaufbau gefedert sein, d.h. es sind keine weiteren Federelemente notwendig. In einigen Ausführungsformen können diese allerdings ergänzend zur Einstellung der effektiven Federkonstante, die auf das jeweilige Rad einwirkt, eingesetzt werden. Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist jeder Radträgerabschnitt durch eine Sekundärfeder mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Die Sekundärfeder kann bspw. als Schraubenfeder aus Federstahl oder Verbundwerkstoff ausgebildet sein. Sie kann dabei als Teil einer Feder-Dämpfer-Einheit den o.g. Stoßdämpfer konzentrisch umgeben oder aber zu diesem versetzt angeordnet sein. Falls der o.g. Stoßdämpfer als Luftfederdämpfer ausgebildet ist, kann dieser auch als Sekundärfeder wirken. Vorteilhaft beim Einsatz einer Sekundärfeder ist, dass auch bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen bzw. -varianten ein und dieselbe Federeinheit verwendet werden kann, wobei eine individuelle Einstellung der Federeigenschaften durch die Auswahl einer geeigneten, angepassten Sekundärfeder erfolgt. Es versteht sich, dass aufgrund des Vorhandenseins des Blattfederabschnitts der Federeinheit die Sekundärfeder vergleichsweise klein und gewichtssparend ausgebildet sein kann.
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Insbesondere, aber nicht ausschließlich, ist bei einer Fertigung der Federeinheit aus Verbundwerkstoff eine große Vielzahl an Formgebungen möglich. Bspw. könnte der Federabschnitt in einem stumpfen oder rechten Winkel in den Radträgerabschnitt einmünden, womit sich innerhalb der Y-Z-Ebene eine T-artige Struktur ergäbe. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich jeder Radträgerabschnitt vom Federabschnitt ausgehend einseitig in Z-Richtung. Dies entspricht innerhalb der Y-Z-Ebene einer L-ähnlichen Struktur. Insbesondere kann sich der Radträgerabschnitt vom Federabschnitt ausgehend aufwärts erstrecken. Alternativ kann er sich allerdings auch nach unten erstrecken. Welche Bauform gewählt wird, hängt letztendlich von unterschiedlichen Faktoren ab, bspw. vom zur Verfügung stehenden Bauraum für den Blattfederabschnitt.
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Bevorzugt ist ein Übergang vom Federabschnitt zum Radträgerabschnitt als gekrümmter Abschnitt ausgebildet. D.h. der Federabschnitt geht bogenartig in den Radträgerabschnitt über bzw. umgekehrt. Hierdurch können im Gegensatz zu einem abgewinkelten Übergang lokale Spannungen geringgehalten werden, wodurch es bspw. möglich ist, den entsprechenden Abschnitt der Federeinheit materialsparender und somit leichter auszuführen. Des Weiteren lässt sich durch die Krümmung auch die Steifigkeit einstellen, mit der der Radträgerabschnitt vom Federabschnitt beim Ein- und Ausfedern in eine bestimmte Sturzstellung gezwungen wird, wobei er oberseitig von einem Dämpferbein eines Stoßdämpfers gestützt sein kann. Wenngleich ein gekrümmter Übergang im Allgemeinen vorteilhaft ist, ist auch ein abgewinkelter Übergang möglich.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine teilweise Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung in der Y-Z-Ebene; sowie
- 2 eine teilweise Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung in der X-Y-Ebene.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 und 2 zeigen in stark schematisierter Weise eine teilweise Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Radaufhängung 1, die bspw. in einem PKW, Transpoerter oder LKW eingesetzt werden kann. Dabei ist jeweils nur eine Hälfte der Radaufhängung 1 gezeigt, die zu einer Mittelebene M des Fahrzeugs symmetrisch ist. Zwei Räder 2 sind dabei über eine Federeinheit 3 mit einem Fahrzeugaufbau 20 verbunden. Die Federeinheit 3 ist in ihrer Gesamtheit einstückig aus Faserverbundstoff ausgebildet und weist einen Blattfederabschnitt 3.1 auf, der sich in Querrichtung (also entlang der Y-Achse) über einen überwiegenden Teil der Breite des Fahrzeugs erstreckt. In 1 ist der Blattfederabschnitt 3.1 gerade, genauer gesagt parallel zu Y-Achse, dargestellt; er kann allerdings auch eine Krümmung innerhalb der X-Z-Ebene aufweisen, die sich insbesondere je nach statischer bzw. dynamischer Last ändert. Der Blattfederabschnitt 3.1 kann wie gezeigt eine konstante Dicke (in Z-Richtung) sowie Breite (in X-Richtung) aufweisen; alternativ könnten diese Dimensionen aber auch entlang des Blattfederabschnitts 3.1 variieren.
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Jedes Rad 2 weist in bekannter Weise eine Felge 4 sowie einen Reifen 5 auf. Mit der Felge 4 ist eine Nabe 6 verbunden, die in einer Ausnehmung der Federeinheit 3 aufgenommen ist, genauer in einem Radträgerabschnitt 3.3 der Federeinheit 3, der sich endseitig an den Blattfederabschnitt 3.1 anschließt. Das jeweilige Rad 2 ist somit direkt an der Federeinheit 3 gelagert, ohne dass zwischengeordnete Verbindungselemente notwendig wären, um die Anbindung an den Federabschnitt 3.1 zu gewährleisten. Durch die einstückige Ausbildung des Radträgerabschnitts 3.3 mit dem Blattfederabschnitt 3.1 vereinfacht sich u.a. der Zusammenbau der Radaufhängung 1 und deren Fertigung. Außerdem lässt sich durch die Einsparung von Verbindungselementen wie bspw. Lagern zur Anbindung des Radträgerabschnitts 3.3 Gewicht einsparen, was insbesondere deshalb vorteilhaft ist, da der Radträgerabschnitt 3.3 Teil der ungefederten Masse ist. Um eine Führung des Radträgerabschnitts 3.3 sowie des daran angeordneten Rades 2 zu gewährleisten, sind normalerweise Quer- und/oder Längslenker zur beweglichen Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau 20 notwendig, die in den 1 und 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurden. Am Radträgerabschnitt 3.3 ist des Weiteren ein Bremssattel 8 angeordnet, der bspw. angeschraubt sein kann. Der Bremssattel 8 weist (nicht dargestellte) Bremsbeläge auf, die mit einer Bremsscheibe 7 zusammenwirken, die ihrerseits drehfest mit der Felge 4 verbunden ist.
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Der Radträgerabschnitt 3.3 erstreckt sich vom Blattfederabschnitt 3.1 ausgehend entlang der Z-Achse aufwärts. Der Übergang zwischen dem Blattfederabschnitt 3.1 und dem Radträgerabschnitt 3.3 ist als gebogener Abschnitt 3.2 ausgebildet. Hierdurch können bei einer Relativbewegung des Radträgerabschnitts 3.3 gegenüber dem Blattfederabschnitt 3.1 lokale Spannungen minimiert werden, die andernfalls die Federeinheit 3 überlasten könnten.
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Die Federeinheit 3 ist über zwei in Y-Richtung beabstandete Lager 15 mit dem Fahrzeugaufbau 20 verbunden. Um eine bessere Beweglichkeit des Blattfederabschnitt 3.1 und insbesondere eines Mittelteils 3.4, der zwischen den Lagern 15 angeordnet ist, zu gewährleisten, sind die Lager 15 elastisch ausgebildet, wobei der Blattfederabschnitt 3.1 zwischen zwei Gummielementen 16 aufgenommen ist. Diese Gummielemente 16 erlauben insbesondere eine geringfügige Drehung um die X-Achse, die beim Einfedern der Räder 2 notwendig ist.
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Zur Schwingungsdämpfung weist die Radaufhängung 1 einen Stoßdämpfer 9 auf, dessen Dämpferrohr 10 starr mit dem Radträgerabschnitt 3.3 verbunden ist, während eine Kolbenstange 11 mit dem Fahrzeugaufbau 20 verbunden ist. Die Verbindung des Dämpferrohres 10 mit dem Radträgerabschnitt 3.3 kann bspw. formschlüssig und/oder kraftschlüssig durch Verschrauben gegeben sein. Eine Schraubenfeder 12 ist konzentrisch zum Stoßdämpfer 9 angeordnet. Sie dient der zusätzlichen Federung des Rades 2 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 20 und modifiziert gewissermaßen die durch den Blattfederabschnitt 3.1 gegebene effektive Federkonstante. Durch den Einsatz der als Sekundärfeder fungierenden Schraubenfeder 12 ist es möglich, diese effektive Federkonstante an die Bedürfnisse verschiedener Fahrzeugtypen bzw. -varianten anzupassen, ohne die Federeinheit 3 zu variieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radaufhängung
- 2
- Rad
- 3
- Federeinheit
- 3.1
- Blattfederabschnitt
- 3.2
- gebogener Abschnitt
- 3.3
- Radträgerabschnitt
- 3.4
- Mittelteil
- 4
- Felge
- 5
- Reifen
- 6
- Nabe
- 7
- Bremsscheibe
- 8
- Bremssattel
- 9
- Stoßdämpfer
- 10
- Dämpferrohr
- 11
- Kolbenstange
- 12
- Schraubenfeder
- 15
- Lager
- 16
- Gummielement
- 20
- Fahrzeugaufbau
- M
- Mittelebene
- X
- X-Achse
- Y
- Y-Achse
- Z
- Z-Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008043330 A1 [0004]
- DE 102011085145 A1 [0005]
- US 8936265 B2 [0006]
- WO 2015/003863 A1 [0007]
- KR 102005014031 A [0008]
- US 7246808 B2 [0009]
- US 5251930 A [0010]
- KR 102014078433 A [0011]
