-
Die Erfindung betrifft ein Gabelbein zum Verdrehen eines Rads eines Kraftfahrzeugs, mit dessen Hilfe ein gefedertes Rad eines Radmoduls innerhalb eines Radkastens des Kraftfahrzeugs für eine Lenkbewegung des Kraftfahrzeugs gedreht werden kann.
-
Aus
CN 206679065 U ist ein Kraftfahrzeug mit einem Radmodul bekannt, bei dem ein Rad des Radmoduls um eine vertikale Lenkachse um 90° gedreht werden kann, um das Kraftfahrzeug auch in engen Parklücken einparken zu können.
-
Es besteht ein ständiges Bedürfnis ein Rad über einen möglichst großen Lenkwinkel einlenken zu können.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein Radmodul für ein Kraftfahrzeug mit einem großen Lenkwinkel ermöglichen.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Gabelbein mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
-
Erfindungsgemäß ist ein Gabelbein zum Verdrehen eines Rads eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Befestigungsflansch zur koaxialen drehfesten Befestigung einer um eine Lenkachse drehbaren Lenkstange, einem von dem Befestigungsflansch im Wesentlichen senkrecht zur Lenkachse abstehenden Ansatzbereich zur Überbrückung eines seitlichen Abstands zum Rad, einer Anlenkstelle zur gelenkigen Anbindung einer mit dem Rad verbundenen Schwinge und einem mit dem Ansatzbereich und der Anlenkstelle einstückig verbundenen Verbindungsstück, wobei das Verbindungsstück einen von dem Ansatzbereich im Wesentlichen parallel zur Lenkachse in Schwerkraftrichtung nach unten verlaufenden Überbrückungsbereich und einem mit dem Überbrückungsbereich und der Anlenkstelle verbundenen Übertragungsbereich aufweist, wobei zwischen dem Überbrückungsbereich und/oder dem Ansatzbereich einerseits und dem Übertragungsbereich andererseits ein Aufnahmewinkel zum Umgreifen eines Radspiegels eines Radkastens des Kraftfahrzeugs in einer maximal weit ausgelenkten Extremstellung des Rads ausgebildet ist.
-
Der Befestigungsflansch des Gabelbeins ist in der Regel oberhalb des Rads in einer gemeinsamen Vertikalebene mit dem Rad positioniert, so dass die Lenkachse der Lenkstange durch das Rad verlaufen kann. Mit Hilfe des Ansatzbereichs des Gabelbeins kann das übrige Gabelbein seitlich versetzt zum Rad verlaufen, so dass das Verbindungsstück des Gabelbeins, eine an dem Rad und an der Anlenkstelle des Verbindungsstücks angelenkte Schwinge sowie ein Stoßdämpfer seitlich neben dem Rad positioniert werden können ohne bei einer Lenkbewegung des Rads an dem Rad anzuschlagen. In axialer Richtung des Rads betrachtet kann das Rad die Schwinge und/oder zumindest einen Großteil des Übertragungsbereichs des Verbindungsstücks überdecken. Der Radkasten des Kraftfahrzeugs ist jedoch feststehend und bewegt sich nicht mit dem Rad mit. Bei einer stangenartigen im Wesentlichen geraden Ausgestaltung des Verbindungsstücks des Gabelbeins würde das von dem Ansatzbereich zur Anlenkstelle schräg verlaufende Verbindungsstück an einem den Radkasten nach unten und zur Außenseite des Kraftfahrzeugs hin begrenzenden Radspiegel anschlagen. Im Gegensatz zu einer stangenartigen Ausgestaltung des Verbindungsstücks verläuft das Verbindungsstück des erfindungsgemäßen Gabelbeins im Überbrückungsbereich zunächst nach unten bevor es im Übertragungsbereich mit einem Anteil in radialer Richtung des Rads verläuft. Die Erstreckung des Verbindungsstücks mit einem Anteil in radialer Richtung des Rads kann dadurch auf einem Höhenniveau beginnen, auf dem der Übertragungsbereich des Verbindungsstücks bereits seitlich neben dem Rad angeordnet ist und/oder unterhalb des Radspiegels positioniert ist. In der maximal weit ausgelenkten Extremstellung des Rads kann der Übertragungsbereich des Verbindungsstücks aus dem Radkasten an dem Radspiegel vorbei herausragen, wodurch ein besonders großer Lenkwinkel für das Rad erreicht wird ohne ein Anschlagen des Gabelbeins an dem Radspiegel befürchten zu müssen. Das Gabelbein kann in der Extremstellung des Rads beispielsweise L-förmig, Z-förmig und/oder U-förmig, an dem Radspiegel vorbei verlaufen. Der zwischen dem Überbrückungsbereich und/oder dem Ansatzbereich einerseits und dem Übertragungsbereich andererseits ausgebildete Aufnahmewinkel kann hierzu eine Vertiefung in dem Gabelbein ausbilden, die beispielsweise durch zwei um ca. 90° zueinander angeordnete Winkelseiten begrenzt ist und in die der Radspiegel in der Extremstellung des Rads eintauchen kann. Der Formverlauf des Aufnahmewinkels kann insbesondere an dem Formverlauf des Radspiegels angepasst sein, wenn das Rad in die Extremstellung eingelenkt ist. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass seitlich neben dem Rad ausreichend Bauraum vorhanden ist, um durch eine geeignete großzügige Formgestaltung des Verbindungsstücks sogar einen rechtwinkeligen Verlauf an dem Radspiegel vorbei zu realisieren und dennoch die auftretenden Kräfte ausreichend abstützen zu können. Durch den mit Hilfe des Aufnahmewinkels realisierten winkeligen Verlaufs des Verbindungsstücks kann das Gabelbein auch bei einem sehr großen Lenkwinkel des Rads den Radspiegel des Radkasten umgreifen ohne anzuschlagen, so dass ein Radmodul für ein Kraftfahrzeug mit einem großen Lenkwinkel ermöglicht ist.
-
Insbesondere ist der Aufnahmewinkel im Wesentlichen bogenförmig zum Umgreifen des bogenförmig verlaufenden Radspiegels in einem Winkelbereich ausgestaltet. Die durch den Radspiegel gegebene untere Begrenzung des Radkastens kann dadurch einen in einer Vertikalebene liegenden teilkreisförmigen Verlauf aufweisen, der in einem begrenzten Winkelbereich von dem Aufnahmewinkel des Verbindungsstücks umgriffen werden kann. Eine rechteckige Formgestaltung des Radkastens, die in der Regel als unschön empfunden wird, kann dadurch vermieden werden. Die Formgestaltung des Gabelbeins kann dadurch gut in die Formensprache des Kraftfahrzeugs in der näheren Umgebung gefällig integriert sein.
-
Vorzugsweise weist das Verbindungsstück, insbesondere der Überbrückungsbereich, eine größere Erstreckung quer zu seiner Längserstreckung als der Ansatzbereich auf. Dies ermöglicht es auch bei einem im Wesentlichen rechtwinkeligen Ausgestaltung des Aufnahmewinkels Kräfte entlang des Gabelbeins ohne allzu große Spannungssitzen abstützen zu können. Zudem können Kerbwirkungseffekte vermieden oder zumindest reduziert und/oder kompensiert werden.
-
Besonders bevorzugt ist das Verbindungsstück, insbesondere der Übertragungsbereich, als Hohlkammerprofil ausgestaltet. Das Verbindungsstück kann dadurch in Leichtbauweise ausgestaltet sein und trotz eines größeren eingenommenen Bauraumvolumens ein geringes Eigengewicht aufweisen. Durch den mit dem Hohlkammerprofil erreichten geringen Materialeinsatz kann das Verbindungsstück bei einer guten Festigkeit und Stabilität kostengünstig hergestellt sein.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Radmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mehrspuriger Personenkraftwagen, mit einem Rad zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs, einem Radkasten zur Aufnahme des Rads, wobei der Radkasten einen Radspiegel zur Begrenzung des Radkastens nach unten und zur Außenseite des Kraftfahrzeugs aufweist, einer an einem Tragrahmen des Kraftfahrzeugs drehbar lagerbaren Lenkstange zur Übertragung einer Lenkbewegung an das Rad, einem mit der Lenkstange verbundenen Gabelbein, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, einer mit der Anlenkstelle des Gabelbeins und mit dem Rad gelenkig verbundenen Schwinge und einem mit der Schwinge und dem Gabelbein verbundenen Stoßdämpfer zur Schwingungsdämpfung einer Relativbewegung des Rads, wobei der Übertragungsbereich des Gabelbeins in der maximal weit ausgelenkten Extremstellung des Rads teilweise aus dem Radkasten seitlich herausragt. Durch den mit Hilfe des Aufnahmewinkels realisierten winkeligen Verlaufs des Verbindungsstücks kann das Gabelbein auch bei einem sehr großen Lenkwinkel des Rads den Radspiegel des Radkasten umgreifen ohne anzuschlagen, so dass ein Radmodul für ein Kraftfahrzeug mit einem großen Lenkwinkel ermöglicht ist.
-
Vorzugsweise ist ein, insbesondere im Wesentlichen radialer, Abstand des Übertragungsbereich zum Radspiegel in der maximal weit ausgelenkten Extremstellung des Rads im Bereich des Aufnahmewinkels über einen Winkelbereich im Wesentlichen gleich groß. Die äußere Kontur des Übertragungsbereichs im Aufnahmewinkel kann in einem begrenzten Winkelbereich des Radspiegels an die innere Kontur des Radspiegels angepasst sein, so bei einer hohen Stabilität des Verbindungsstücks im Übertragungsbereichs ein hoher Lenkwinkel für das Rad realisiert sein kann.
-
Besonders bevorzugt ist ein, insbesondere im Wesentlichen horizontaler, Abstand des Überbrückungsbereichs zum Radspiegel in der maximal weit ausgelenkten Extremstellung des Rads im Bereich des Aufnahmewinkels über einen Winkelbereich im Wesentlichen gleich groß. Die nach außen weisende Kontur des Überbrückungsbereichs im Aufnahmewinkel kann in einem begrenzten Winkelbereich des Radspiegels an die seitliche Kontur des Radspiegels angepasst sein, so bei einer hohen Stabilität des Verbindungsstücks im Überbrückungsbereich ein hoher Lenkwinkel für das Rad realisiert sein kann.
-
Insbesondere ist der Radspiegel im Wesentlichen teilkreisförmig ausgestaltet. Der Radspiegel kann dadurch dem Verlauf einer einfachen geometrischen Form entsprechen, wodurch die Herstellung des Radspiegels und insbesondere die geometrische Anpassung des Aufnahmewinkels an den Formverlauf des Radspiegels vereinfacht ist.
-
Vorzugsweise ist das Rad um einen gesamten Lenkwinkel δ von 120° ≤ δ ≤ 360°, insbesondere 135° ≤ δ ≤ 200°, vorzugweise 150° ≤ δ ≤ 180° und besonders bevorzugt 165° ≤ δ ≤ 175° drehbar. Durch den winkeligen Verlauf des Gabelbeins kann ein besonders großer Lenkwinkel realisiert werden, der sogar eine im Wesentlichen quer zur Längserstreckung des Kraftfahrzeugs verlaufende Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Dies erleichtert ein Einparken des Kraftfahrzeugs in engen Parklücken und ermöglicht einen besonders kleinen Wendekreis.
-
Besonders bevorzugt ist das Rad in zumindest einer maximal weit ausgelenkten Extremstellung zu einer zur Geradeausfahrt vorgesehenen Ausgangsstellung um einen Lenkwinkel Δδ von 85° ≤ Δδ ≤ 100° und insbesondere 90° ≤ Δδ ≤ 95° drehbar. Durch den winkeligen Verlauf des Gabelbeins kann ein besonders großer Lenkwinkel realisiert werden, der zumindest in der Extremstellung, in welcher der Aufnahmewinkel den Radspiegel umgreift, sogar eine im Wesentlichen quer zur Längserstreckung des Kraftfahrzeugs verlaufende Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Dies erleichtert ein Einparken des Kraftfahrzeugs in engen Parklücken und ermöglicht einen besonders kleinen Wendekreis. Es ist sogar bei einem 90° übersteigenden Lenkwinkel Δδ trotz eingelegtem Vorwärtsgang eine geringfügige Rückwärtsfahrt und/oder trotz eingelegten Rückwärtsgang eine geringfügige Vorwärtsfahrt möglich, wodurch ein Einparken in engen Parklücken weiter vereinfacht ist ohne zwischen dem Vorwärtsgang und dem Rückwärtsgang wechseln zu müssen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische perspektivische Ansicht eines Radmoduls,
- 2: eine schematische Seitenansicht von außen eines reduziert dargestellten Radmoduls nach 1,
- 3: eine schematische Draufsicht des Radmoduls aus 2,
- 4: eine schematische Vorderansicht des Radmoduls aus 2,
- 5: eine schematische perspektivische Ansicht eines Gabelbeins des Radmoduls aus 1,
- 6: eine schematische Seitenansicht von innen des Gabelbeins aus 5 und
- 7: eine schematische Seitenansicht von außen des Gabelbeins aus 5.
-
Das in 1 dargestellte Radmodul 10 für ein als mehrspuriger Personenkraftwagen ausgestaltetes Kraftfahrzeug weist eine von einem Lenkungsaktuator 12 drehbare Lenkstange 14 auf. Die Lenkstange 14 kann über ein Lenkkopflager an einem Tragrahmen des Kraftfahrzeugs direkt oder indirekt drehbar gelagert sein, wobei insbesondere die Lenkstange 14 in axialer Richtung der Lenkstange 14 beispielsweise durch ein Axiallager unbeweglich gelagert ist. Mit der Lenkstange 14 ist über einen Befestigungsflansch 18 ein Gabelbein 20 drehfest befestigt, das auf dem horizontalen Niveau einer Drehachse eines zu lenkenden Rads 22 des Radmoduls 10 eine Anlenkstelle 24 ausbildet. An der Anlenkstelle 24 ist eine Schwinge 26 schwenkbar gelagert angebunden, wobei die Schwinge 26 an ihrem anderen Ende gelenkig und koaxial mit dem Rad 22 verbunden ist. An dem Rad 22 und/oder an der Schwinge 26 ist ein Stoßdämpfer 28 befestigt, der an seinem anderen Ende mit der Lenkstange 14 und/oder mit dem Gabelbein 20 befestigt ist. Zwischen dem Stoßdämpfer 28 und der Lenkstange 14 kann eine Niveauregulierungseinrichtung vorgesehen sein. Das Rad 22 kann insbesondere von einem Radnabenantrieb angetrieben und/oder abgebremst werden.
-
Das Gabelbein 20 weist einen von dem Befestigungsflansch 18 im Wesentlichen horizontal abstehenden Ansatzbereich 30 auf, von dem aus ein Verbindungsstück 32 bis zur Anlenkstelle 24 verläuft. Das Verbindungsstück 32 weist einen überwiegend in vertikaler Richtung von dem Ansatzbereich 30 nach unten verlaufenden Überbrückungsbereich 34 auf, von dem ein in vertikaler Richtung und in radialer Richtung des Rads 22 verlaufender Übertragungsbereich 36 absteht. An der Oberseite zwischen dem Überbrückungsbereich 34 und dem Übertragungsbereich 36 ist ein im Wesentlichen L-förmiger Aufnahmewinkel 38 ausgebildet, der insbesondere zusammen mit dem Ansatzbereich 34 ein im Wesentlichen U-förmiges Teilstück aufweisen kann. Der Aufnahmewinkel 38 kann in einer zur Geradeausfahrt um ca. 90° verdrehten Extremstellung des Rads 22 einen Radspiegel 40, der den unteren Rand eines Radkastens begrenzt, umgreifen, so dass der Radspiegel 40 in einen von dem Aufnahmewinkel 38 begrenzten Aufnahmeraum eingreifen kann ohne an dem Gabelbein anzuschlagen, wie in 2 dargestellt. Der Aufnahmewinkel 38 kann hierbei dem gebogenen Verlauf des Radspiegels 40 folgen, so dass in der Extremstellung zwischen dem Übertragungsbereich 36 und dem Radspiegel, wie in 2 dargestellt, und dem Überbrückungsbereich 34 und dem Radspiegel, wie in 3 und 4 dargestellt, ein im Wesentlichen konstanter Abstand vorgesehen ist.
-
Wie in 5 und 6 dargestellt, kann der Aufnahmewinkel 38 im Wesentlichen rechtwinkelig, im obersten Bereich insbesondere in vertikaler Richtung und in horizontaler Richtung, verlaufende Seiten aufweisen, die über einen gerundet ausgeführten Übergang in der Art eines Radius miteinander verbunden sind. Eine scharfkantige Ecke mit Kerbwirkungseffekten kann dadurch vermieden werden. Zusätzlich kann der Aufnahmewinkel 38 an der Oberfläche des Verbindungsstücks 32 gerundet verlaufen, um dem teilkreisförmigen Verlauf des Radspiegels 40 zu folgen, wie in 7 dargestellt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Radmodul
- 12
- Lenkungsaktuator
- 14
- Lenkstange
- 18
- Befestigungsflansch
- 20
- Gabelbein
- 22
- Rad
- 24
- Anlenkstelle
- 26
- Schwinge
- 28
- Stoßdämpfer
- 30
- Ansatzbereich
- 32
- Verbindungsstück
- 34
- Überbrückungsbereich
- 36
- Übertragungsbereich
- 38
- Aufnahmewinkel
- 40
- Radspiegel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
