DE102020000597A1

DE102020000597A1 - Achsschenkel für eine Achse eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020000597A1
Application number: DE102020000597.7A
Authority: DE
Inventors: Mike Behringer; Christian Hein; Christian Mosler; Phuc Minh Tran
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Achsschenkel (10) für eine Achse eines Fahrzeugs, umfassend ein erstes Achsschenkelteil (48) und ein zweites Achsschenkelteil (50), welche separat ausgebildet und miteinander verbunden sind.Erfindungsgemäß sind die beiden Achsschenkelteile (48, 50) an zwei voneinander beabstandeten Verbindungsstellen (S1, S2) miteinander verbunden, wobei die beiden Achsschenkelteile (48, 50)- über zwei Gummilager miteinander verbunden sind, oder- über ein Gummilager und eine starre Verschraubung (15) miteinander verbunden sind, wobei mindestens eines der Achsschenkelteile (48, 50) in einem Umgebungsbereich (17) der starren Verschraubung (15) eine vorgegebene Elastizität aufweist, oder- über zwei starre Verschraubungen (15) miteinander verbunden sind, wobei beide Achsschenkelteile (48, 50) in einem Umgebungsbereich (17) der jeweiligen starren Verschraubung (15) jeweils eine vorgegebene Biegeelastizität aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Achsschenkel für eine Achse eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 197 33 158 A1 beschrieben, eine Achsschenkelanordnung für Fahrzeuge bekannt. Die integral verbundene, zweiteilige Achsschenkelanordnung umfasst eine erste Komponente, die einen Achsschenkel, einen Bremsenanbauträger, einen Spurstangenarm und einen Lenkstangenarm hat, und eine zweite Komponente, welche einen Radachsschenkel hat. Die erste Komponente und die zweite Komponente sind integral durch einen Festsitz, eine Schweißverbindung und/oder eine Klebstoffverbindung zur Bildung einer integral verbundenen, zweiteiligen Achsschenkelanordnung verbunden, wobei beim Schweißen das Reibungsschweißen eingesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Achsschenkel für eine Achse eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Achsschenkel für eine Achse eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Achsschenkel für eine, insbesondere gelenkte oder lenkbare, Achse eines Fahrzeugs umfasst ein erstes Achsschenkelteil und ein zweites Achsschenkelteil, welche separat ausgebildet und miteinander verbunden sind.
Erfindungsgemäß sind die beiden Achsschenkelteile an zwei voneinander beabstandeten Verbindungsstellen miteinander verbunden, wobei die beiden Achsschenkelteile

- über zwei Gummilager miteinander verbunden sind, oder
- über ein Gummilager und eine starre Verschraubung miteinander verbunden sind, wobei mindestens eines der Achsschenkelteile in einem Umgebungsbereich der starren Verschraubung eine vorgegebene Elastizität aufweist, oder
- über zwei starre Verschraubungen miteinander verbunden sind, wobei beide Achsschenkelteile in einem Umgebungsbereich der jeweiligen starren Verschraubung jeweils eine vorgegebene Biegeelastizität aufweisen.

Das Fahrzeug umfasst somit die beispielsweise als Vorderachse ausgebildete Achse, welche den Achsschenkel, zweckmäßigerweise zwei solche Achsschenkel, umfasst. Die Achse weist wenigstens oder genau zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete und auch als Fahrzeugräder bezeichnete Räder auf, über welche das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Fahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten über die Räder an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Räder an dem Boden ab.
Da die Achse vorzugsweise eine gelenkte oder lenkbare Achse ist, sind die Räder gelenkte oder lenkbare Räder, sodass das jeweilige Rad um eine jeweilige Lenkachse relativ zu einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Fahrzeugs verschwenkt und somit gelenkt werden kann. Durch Lenken der Räder können Spurwechsel und Kurvenfahrten des Fahrzeugs bewirkt werden.
Der Achsschenkel ist beispielsweise einer Achsschenkellenkung zugeordnet oder Teil einer Achsschenkellenkung, mittels welcher die Räder gelenkt werden können. Dabei ist der Achsschenkel ein, insbesondere um die Lenkachse, verschwenkbarer Radträger, an welchem das jeweilige Rad zumindest mittelbar drehbar gelagert ist. Hierdurch kann sich das Rad um eine Raddrehachse relativ zu dem Achsschenkel drehen.
Die zuvor genannte Lenkachse wird auch als geometrische Lenkachse bezeichnet und verläuft in Fahrzeughochrichtung oder, insbesondere leicht, schräg zu einer durch die Fahrzeugquerrichtung und die Fahrzeuglängsrichtung aufgespannten Ebene, sodass beispielsweise ein Schnittpunkt der geometrischen Lenkachse mit dem Boden oder mit einer vorzugsweise horizontalen Bodenebene, in welcher der Boden verläuft, in Fahrzeuglängsrichtung vor einem sogenannten Radaufstandspunkt liegt. In oder an dem Radaufstandspunkt ist das Rad an dem Boden oder an der Bodenebene abgestützt, wobei eine in vertikaler Richtung und/oder in Fahrzeughochrichtung verlaufende und durch die Raddrehachse verlaufende Gerade auch durch den Radaufstandspunkt hindurch verläuft. Mit anderen Worten liegt der Radaufstandspunkt auf der genannten Geraden, welche in vertikaler Richtung verläuft. Ist der Boden oder die Bodenebene horizontal, sodass das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Räder an der horizontalen Bodenebene oder an dem horizontalen Boden abgestützt ist, so fällt die vertikale Richtung mit der Fahrzeughochrichtung zusammen, wobei die Fahrzeughochrichtung und die vertikale Richtung senkrecht zur Bodenebene und somit zu dem Boden verläuft.
Zweckmäßigerweise weist der Achsschenkel, insbesondere wenigstens oder genau, eine Lagerstelle auf, an welcher, insbesondere genau, eines der Räder der Achse zumindest mittelbar drehbar zu lagern ist. Hierzu weist die Lagerstelle beispielsweise eine Lageraufnahme auf, welche auch als Bohrung bezeichnet oder als Bohrung ausgebildet ist.
Die Lageraufnahme ist beispielsweise in um die Raddrehachse verlaufender Umfangsrichtung vollständig umlaufend geschlossen und somit vollständig umlaufend durch den Radträger begrenzt. Alternativ oder zusätzlich ist die Lageraufnahme beispielsweise als eine Durchgangsöffnung ausgebildet.
Insbesondere ist es denkbar, dass an der Lagerstelle eine Radnabe drehbar gelagert ist, sodass die Radnabe über die Lagerstelle drehbar an dem Achsschenkel gelagert ist. Somit kann sich die Radnabe um die Raddrehachse relativ zu dem Achsschenkel drehen, insbesondere während die Radnabe, insbesondere drehbar, an dem Achsschenkel gehalten ist.
Insbesondere ist die Radnabe über eine Lagereinrichtung drehbar an der Lagerstelle und dadurch an dem Achsschenkel gelagert. Die Lagereinrichtung kann wenigstens ein oder mehrere Lagerelemente, insbesondere Wälzlager, aufweisen, über welche die Radnabe drehbar an dem Achsschenkel gelagert sein kann.
Das Rad ist, beispielsweise reversibel lösbar, drehfest mit der Radnabe verbindbar oder verbunden, sodass das Rad unter Vermittlung der Radnabe drehbar an der Lagerstelle und somit drehbar an dem Achsschenkel zu lagern oder gelagert ist. In der Folge kann sich das Rad zusammen mit der Radnabe um die Raddrehachse relativ zu dem Achsschenkel und insbesondere relativ zu dem Aufbau drehen.
Zweckmäßigerweise weist der Achsschenkel außerdem eine von der Lagerstelle beabstandete erste Koppelstelle auf, an welcher eine Spurstange eines Lenkgetriebes gelenkig mit dem Achsschenkel koppelbar oder gekoppelt ist. Das Lenkgetriebe und somit die Spurstange sind beispielsweise Bestandteile der zuvor genannten Achsschenkellenkung.
Mittels der Spurstange kann beispielsweise ein Verschwenken des Achsschenkels und somit des Rads um die Lenkachse, insbesondere relativ zu dem Aufbau, bewirkt werden. Hierzu ist die Spurstange beispielsweise zumindest mittelbar mit einer im Innenraum des Fahrzeugs angeordneten Lenkhandhabe koppelbar oder gekoppelt. Wird die Lenkhandhabe von dem Fahrer des Fahrzeugs betätigt, das heißt beispielsweise relativ zu dem Aufbau bewegt, so wird dadurch über die Spurstange ein Verschwenken des Achsschenkels um die Lenkachse relativ zu dem Aufbau bewirkt. Die Lenkhandhabe ist beispielsweise ein in dem Innenraum angeordnetes Lenkrad, welches um eine Lenkraddrehachse relativ zu dem Aufbau von dem Fahrer gedreht und dadurch betätigt werden kann.
Zweckmäßigerweise weist der Achsschenkel darüber hinaus eine von der Lagerstelle und von der ersten Koppelstelle beabstandete zweite Koppelstelle auf, an welcher ein insbesondere zusätzlich zu der Spurstange vorzusehender oder vorgesehener Radlenker zum Führen des Rads gelenkig mit dem Achsschenkel koppelbar oder gekoppelt ist. Da die Lagerstelle, die erste Koppelstelle und die zweite Koppelstelle, insbesondere paarweise, voneinander beabstandet sind, sind die Lagerstelle und die Koppelstelle voneinander unterschiedliche beziehungsweise voneinander getrennt angeordnete Stellen.
Bei dem Radlenker handelt es sich beispielsweise um einen Querlenker, wobei mittels des Radlenkers der Achsschenkel und somit mit dem Achsschenkel das Rad definiert und gewünscht relativ zu dem Aufbau geführt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Radlenker zumindest entlang einer Richtung Relativbewegungen zwischen dem Achsschenkel und dem Aufbau zumindest begrenzt, insbesondere vermeidet.
Am Fahrzeug ist der Radlenker einerseits beispielsweise an der zweiten Koppelstelle gelenkig mit dem Achsschenkel gekoppelt. Andererseits ist der Radlenker beispielsweise gelenkig mit dem Aufbau oder gelenkig mit einem separat von dem Aufbau ausgebildeten und an dem Aufbau befestigten und somit aufbaufesten Bauelement gekoppelt. Bei dem Bauelement handelt es sich beispielsweise um einen Achsträger, welcher separat von dem Aufbau ausgebildet und an dem Aufbau gelagert sein kann.
Um nun auf besonders kosten- und bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhaftes Lenk- und somit Fahrverhalten des Fahrzeugs realisieren zu können, ist vorgesehen, dass der Achsschenkel mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist und dadurch das, vorteilhafterweise die Lagerstelle bildende oder umfassende, erstes Achsschenkelteil und das, vorteilhafterweise die Koppelstellen bildende oder umfassende zweite Achsschenkelteil aufweist. Das zweite Achsschenkelteil ist separat von dem ersten Achsschenkelteil ausgebildet und mit dem ersten Achsschenkelteil verbunden. Durch diese mehrteilige, insbesondere zweiteilige, Ausgestaltung des Achsschenkels ist es möglich, die Lenkelastizität der beispielsweise als Vorderachse ausgebildeten Achse im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen stark zu verringern. Ferner ist es möglich, gleichzeitig ein großes Seitenkraft-Untersteuern der Achse zu realisieren. Insbesondere ist es durch die Mehrteiligkeit, insbesondere Zweiteiligkeit, möglich, dass ein Schnittpunkt der geometrischen Lenkachse mit der Bodenebene in Fahrzeuglängsrichtung von dem Radaufstandspunkt beabstandet ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Schnittpunkt in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Radaufstandspunkt angeordnet ist.
Des Weiteren ist es möglich, eine sogenannte Seitenkraft-Lenkachse zu schaffen, welche vorzugsweise derart schräg zu der durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung aufgespannten Ebene verläuft, dass ein zweiter Schnittpunkt der Seitenkraft-Lenkachse mit der Bodenebene in Fahrzeuglängsrichtung von dem ersten Schnittpunkt und von dem Radaufstandspunkt beabstandet ist und dabei vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung vor dem ersten Schnittpunkt und vor dem Radaufstandspunkt liegt. Unter der Seitenkraft-Lenkachse ist insbesondere eine solche, zweite Lenkachse zu verstehen, um die beispielsweise der Achsschenkel und mit diesem das drehbar an dem Achsschenkel gehaltene Rad durch in Fahrzeugquerrichtung auf das Rad wirkende Seitenkräfte, insbesondere zumindest in gewissen Grenzen, verschwenkt wird. Dabei verläuft die Seitenkraft-Lenkachse beispielsweise bezogen auf eine durch die Fahrzeughochrichtung und die Fahrzeuglängsrichtung aufgespannte Ebene schräg zur geometrischen Lenkachse. In der Folge kann die Achse als eine Seitenkraft-untersteuernde Achse ausgestaltet werden, sodass ein besonders sicheres Fahrverhalten darstellbar ist.
Durch Verwendung des mehrteiligen, insbesondere zweiteiligen, Achsschenkels ist es dabei möglich, die Seitenkraft-untersteuernde Achse besonders kosten- und bauraumgünstig darzustellen. Ferner ist eine Lenkung hinter der Radmitte darstellbar. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Koppelstelle in Fahrzeuglängsrichtung von der durch die Mitte des Rads verlaufenden Raddrehachse beabstandet und dabei insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Raddrehachse und somit hinter der Mitte des Rads angeordnet ist, wobei die Mitte des Rads auch als Radmitte bezeichnet wird. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, die Achse besonders kosten- und bauraumgünstig als Seitenkraft-untersteuernde Achse auszugestalten und dabei die Lenkung beziehungsweise die Koppelstelle in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Radmitte anzuordnen und dabei eine zumindest ähnliche oder gleiche Lenkpräzision wie bei einer solchen Achse zu schaffen, bei welcher die Lenkung beziehungsweise die Koppelstelle in Fahrzeuglängsrichtung vor der Radmitte angeordnet ist.
Beispielsweise liegen der Radaufstandspunkt, der erste Schnittpunkt der geometrischen Lenkachse mit der Bodenebene und der zweite Schnittpunkt der Seitenkraft-Lenkachse mit der Bodenebene auf einer insbesondere in der Bodenebene verlaufenden und dem Radaufstandspunkt, dem ersten Schnittpunkt und dem zweiten Schnittpunkt gemeinsamen Geraden, welche beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung oder parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Ein auf der Gerade liegender beziehungsweise entlang der Geraden verlaufender Abstand zwischen dem Radaufstandspunkt und dem ersten Schnittpunkt wird auch als geometrischer Lenkhebelarm bezeichnet oder ist ein geometrischer Lenkhebelarm, wobei ein auf der Geraden liegender beziehungsweise entlang der Geraden verlaufender zweiter Abstand zwischen dem Radaufstandspunkt und dem zweiten Schnittpunkt ein Seitenkraft-Lenkhebelarm ist.
Durch die Mehrteiligkeit, insbesondere Zweiteiligkeit, des Achsschenkels ist es insbesondere möglich, den Seitenkraft-Lenkhebelarm besonders groß auszugestalten, wobei der Seitenkraft-Lenkhebelarm vorzugsweise mindestens doppelt so groß beziehungsweise doppelt so lang wie der geometrische Lenkhebelarm ist. Vorteilhafterweise ist der Seitenkraft-Lenkhebelarm mindestens dreimal so lang, insbesondere mindestens viermal so lang und vorzugsweise mindestens fünfmal so lang wie der geometrische Lenkhebelarm. Besonders bevorzugt ist der Seitenkraft-Lenkhebelarm mindestens sechsmal so lang oder mindestens oder genau siebenmal so lang wie der geometrische Lenkhebelarm. Durch einen solchen, besonders großen, d. h. langen, Seitenkraft-Lenkhebelarm kann die Lenkelastizität der Achse besonders gering gehalten werden, sodass sich eine besonders große Lenkpräzision realisieren lässt. Gleichzeitig kann die Lenkung beziehungsweise die Koppelstelle in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Radmitte angeordnet werden. Insbesondere kann realisiert werden, dass der Seitenkraft-Lenkhebelarm einen Wert erreicht, der sonst nur bei Achsen mit der Lenkung vor der Radmitte erreichbar ist. In der Folge kann die Lenkelastizität der Achse viel geringer gehalten werden als bei klassischen seitenkraftuntersteuerten Achsen, bei denen die Lenkung hinter der Radmitte angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Lösung, d. h. dadurch, dass die beiden Achsschenkelteile

- über zwei Gummilager miteinander verbunden sind, oder
- über ein Gummilager und eine starre Verschraubung miteinander verbunden sind, wobei mindestens eines der Achsschenkelteile in einem Umgebungsbereich der starren Verschraubung eine vorgegebene Elastizität aufweist, oder
- über zwei starre Verschraubungen miteinander verbunden sind, wobei beide Achsschenkelteile in einem Umgebungsbereich der jeweiligen starren Verschraubung jeweils eine vorgegebene Biegeelastizität aufweisen, werden die geschilderten Vorteile mit einer besonders einfachen, gewichtsgünstigen und kostengünstigen Bauweise des Achsschenkels erreicht. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Lösung die Anzahl der Gummilager gering gehalten. Dies wird erreicht, indem beispielsweise, gemäß der erstgenannten Variante, zwei Kardanik-Gummilager verwendet werden oder, gemäß der zweitgenannten Variante, nur ein Gummilager verwendet wird, wobei dann vorteilhafterweise mindestens eines der Achsschenkelteile in einem Umgebungsbereich der starren Verschraubung eine vorgegebene Elastizität aufweist, oder, gemäß der drittgenannten Variante, keine Gummilager verwendet werden, sondern eine rein metallische Elastizität der beiden Achsschenkelteile genutzt wird. Zur Reduzierung der Anzahl der Gummilager wird bei der erfindungsgemäßen Lösung somit vorteilhafterweise eine gezielte metallelastische Nachgiebigkeit eines einzelnen oder beider Achsschenkelteile genutzt.

Bei der Verbindung der beiden Achsschenkelteile über die beiden Gummilager, d. h. bei der erstgenannten Variante, sind die beiden Gummilager zweckmäßigerweise jeweils als ein radial und kardanisch steifes Gummilager ausgebildet. Bei der Verbindung der beiden Achsschenkelteile über ein Gummilager und eine starre Verschraubung, d. h. bei der zweitgenannten Variante, ist das Gummilager zweckmäßigerweise als ein radial steifes Gummilager ausgebildet.
Vorteilhafterweise sind das erste Achsschenkelteil und/oder das zweite Achsschenkelteil einstückig ausgebildet. Hierdurch können die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Um ein besonders vorteilhaftes Lenk- und Fahrverhalten auf besonders bauraum- und kostengünstige Weise zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in Einbaulage des Achsschenkels das zweite Achsschenkelteil in Fahrzeugquerrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, weiter innen als das erste Achsschenkelteil angeordnet ist. Der Achsschenkel nimmt dabei seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand und insbesondere dann ein, wenn das vollständig hergestellte Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über das Rad beziehungsweise die Räder an dem vorzugsweise horizontalen Boden und somit an der vorzugsweise horizontalen Bodenebene abgestützt ist und dabei das Rad eine solche Schwenkstellung einnimmt, mittels welcher eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs bewirkbar ist oder bewirkt wird.
Vorzugsweise sind die Verbindungsstellen, an welchen die beiden Achsschenkelteile miteinander verbunden sind, voneinander sowie von der Lagerstelle, von der ersten Koppelstelle und von der zweiten Koppelstelle beabstandet. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Geometrie und/oder Elastokinematik des Achsschenkels realisiert werden, sodass ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten darstellbar ist.
Die Gummilager sind vorzugsweise nicht vollständig starr, sondern lassen vorzugsweise in gewissen Grenzen Relativbewegungen zwischen den Achsschenkelteilen zu, wobei durch solche Relativbewegungen zwischen den Achsschenkelteilen beispielsweise die Gummilager elastisch verformt werden. Durch die beiden Gummilager gemäß der erstgenannten Variante oder das eine Gummilager gemäß der zweitgenannten Variante kann ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten realisiert werden. Analoge Vorteile werden ebenfalls durch die beschriebene elastische Ausgestaltung mindestens eines Achsschenkelteils oder beider Achsschenkelteile erreicht.
Beispielsweise kann es, insbesondere um eine besonders vorteilhafte Lenkpräzision und somit ein vorteilhaftes Fahrverhalten zu realisieren, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass bei der erstgenannten Variante die beiden Gummilager eine voneinander abweichende Steifigkeit, insbesondere Lagersteifigkeit aufweisen. Ebenso kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bereiche des jeweiligen Achsschenkelteils und/oder korrespondierende Bereiche der beiden Achsschenkelteile voneinander abweichende Elastizitätswerte aufweisen.
Vorteilhafterweise sind die Verbindungsstellen in der Einbaulage des Achsschenkels in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet. Dadurch können besonders vorteilhafte jeweilige Verläufe der geometrischen Lenkachse und der Seitenkraft-Lenkachse realisiert werden, sodass der geometrische Lenkhebelarm und der Seitenkraft-Lenkhebelarm besonders bedarfsgerecht und vorteilhaft eingestellt werden können.
Bei der erstgenannten Variante mit den zwei Gummilagern sind in axialer Richtung der Gummilager verlaufende Lagerachsen beispielsweise parallel zueinander und/oder in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet. Bei der zweitgenannten Variante ist die in axialer Richtung des Gummilagers verlaufende Lagerachse beispielsweise in Fahrzeughochrichtung ausgerichtet.
Bei den beiden Gummilagern gemäß der erstgenannten Variante ist beispielsweise vorgesehen, dass zumindest eines der beiden Gummilager als, insbesondere steifes, Lager, insbesondere Schwenklager, ausgebildet ist und/oder zumindest eines der beiden Gummilager, insbesondere das andere Gummilager, als ein Untersteuerlager, insbesondere als ein weiches Untersteuerlager, ausgebildet ist. Dabei weist beispielsweise das Schwenklager eine höhere Lagersteifigkeit als das Untersteuerlager auf.
Das erste Achsschenkelteil weist vorteilhafterweise eine Anbindungsstelle auf oder bildet diese, mittels welcher ein Feder- und/oder Dämpferelemente, insbesondere ein Federbein, insbesondere durch eine Klemmverbindung, mit dem Achsschenkel verbindbar ist. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten dargestellt werden. Unter dem Merkmal, dass mittels der Anbindungsstelle das Feder- und/oder Dämpferelement, vorzugsweise ausschließlich, durch eine Klemmverbindung mit dem Achsschenkel verbindbar ist, ist insbesondere zu verstehen, dass mittels der Anbindungsstelle das Feder- und/oder Dämpferelement vorzugsweise ausschließlich durch Klemmen und somit beispielsweise ausschließlich kraft- beziehungsweise reibschlüssig mit dem Achsschenkel verbindbar oder verbunden ist. Ist das Feder- und/oder Dämpferelement beispielsweise ein Federbein, so ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Federbein und beispielsweise der Achsschenkel ein McPherson-Federbein bilden.
Bei einem vorzugsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen und dabei vorzugsweise als Personenkraftwagen, ausgebildeten Fahrzeug, welches einen vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau und wenigstens ein Rad aufweist ist das Rad vorteilhafterweise über einen erfindungsgemäßen Achsschenkel gelenkig an dem Aufbau gehalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische und perspektivische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Achsschenkels für ein Fahrzeug,
2 eine schematische und perspektivische Seitenansicht einer Radaufhängung für ein Rad, wobei die Radaufhängung den Achsschenkel gemäß 1 umfasst,
3 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht der Radaufhängung gemäß 2,
4 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 1,
5 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 1,
6 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht der Radaufhängung gemäß 2,
7 eine schematische und perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Achsschenkels,
8 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 7,
9 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 7,
10 eine schematische Schnittdarstellung des Achsschenkels gemäß 7 im Bereich eines Gummilagers,
11 eine schematische Teilexplosionsdarstellung des Gummilagers aus 10,
12 eine schematische Schnittdarstellung des Gummilagers aus 10 in einem zusammengesetzten, jedoch nicht im Achsschenkel eingebauten Zustand,
13 eine schematische und perspektivische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Achsschenkels,
14 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 13,
15 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 13,
16 eine schematische und perspektivische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des Achsschenkels,
17 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 16, und
18 eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des Achsschenkels gemäß 16.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Seitenansicht eine erste Ausführungsform eines Achsschenkels 10 für eine vorzugsweise als gelenkte beziehungsweise lenkbare Achse ausgebildete Achse eines Fahrzeugs. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Achse und somit den Achsschenkel 10 aufweist.
Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Kraftfahrzeug und dabei ein Kraftwagen, insbesondere ein Personenkraftwagen. Vorzugsweise weist das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Achsen auf, von denen eine der Achsen den Achsschenkel 10 umfasst. Eine der Achsen ist eine Vorderachse, wobei die andere Achse eine Hinterachse des Fahrzeugs ist. Die Vorderachse ist in Fahrzeuglängsrichtung vor der Hinterachse angeordnet.
Die jeweilige Achse weist wenigstens oder genau zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete und auch als Fahrzeugräder bezeichnete Räder 16 auf, welche Bodenkontaktelemente sind. Über die Räder 16 ist das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem beispielsweise in 6 gezeigten Boden 12 abstützbar oder abgestützt, sodass das jeweilige Rad 16 den Boden 12 direkt berührt.
Ist im Folgenden von einer oder der Achse die Rede, so ist, falls nicht anderes angegeben ist, die Achse gemeint, die den Achsschenkel 10 umfasst. Die Fahrzeughochrichtung ist in 1 und 6 durch einen ersten Doppelpfeil 14 veranschaulicht. Außerdem ist aus 2, 3 und 6 eines der Räder 16 der Achse erkennbar. In vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs ist das Rad 16 zumindest mittelbar drehbar an dem Achsschenkel 10 gelagert, sodass sich das Rad 16 um eine Raddrehachse 18 relativ zu dem Achsschenkel 10 und insbesondere relativ zu einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Fahrzeugs drehen kann.
Wird das Fahrzeug entlang des Bodens 12 gefahren, während das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an dem Boden 12 abgestützt ist, so rollen die Räder 16 an dem Boden 12 ab. Dabei dreht sich das Rad 16 um die Raddrehachse 18 relativ zu dem Achsschenkel 10 und relativ zu dem Aufbau. Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Boden 12 horizontal und verläuft somit in einer horizontalen Bodenebene 20. Somit ist das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Räder 16 an dem horizontalen Boden 12 und somit an der horizontalen Bodenebene 20 abgestützt.
In 6 ist eine erste Gerade 22 erkennbar, welche streng in vertikaler Richtung verläuft. Da das Fahrzeug über seine Räder 16 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an dem Boden 12 abgestützt ist, fällt die vertikale Richtung mit der Fahrzeughochrichtung zusammen, sodass die erste Gerade 22 in vertikaler Richtung und in Fahrzeughochrichtung (erster Doppelpfeil 14) verläuft. Außerdem verläuft die erste Gerade 22 durch die Raddrehachse 18 und durch einen Radaufstandspunkt 24, in oder an dem das Rad 16 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an der Bodenebene 20 abgestützt ist. Außerdem verläuft die erste Gerade 22 senkrecht zu einer durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung aufgespannten Ebene 26, welche beispielsweise ebenfalls durch die Raddrehachse 18 hindurch verläuft. Beispielsweise verläuft die Raddrehachse 18 in der Ebene 26.
Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass der Achsschenkel 10 eine Lagerstelle 28 aufweist, an welcher das Rad 16 zumindest mittelbar zu lagern beziehungsweise gelagert ist. Hierzu weist die Lagerstelle 28 eine Lageraufnahme 30 auf, welche vorliegend als Durchgangsöffnung ausgebildet ist.
Die Lageraufnahme 30 ist beispielsweise eine Bohrung oder wird auch als Bohrung bezeichnet. Die Lageraufnahme 30 ist entlang ihrer um die Raddrehachse 18 verlaufenden Umfangsrichtung vollständig umlaufend geschlossen, das heißt vollständig umlaufend durch den Achsschenkel 10 begrenzt.
In vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs ist an der Lagerstelle 28 und dabei in der Lageraufnahme 30 eine Radnabe drehbar gelagert, sodass die Radnabe über die Lagerstelle 28 drehbar an dem Achsschenkel 10 gelagert ist. Somit kann sich die Radnabe um die Raddrehachse 18 relativ zu dem Achsschenkel 10 drehen, während die Radnabe an dem Achsschenkel 10 gehalten ist. Insbesondere ist die Radnabe über eine Lagereinrichtung drehbar an dem Achsschenkel 10 gelagert, wobei die Lagereinrichtung wenigstens eine oder mehrere Wälzlager, insbesondere Kugellager, umfassen kann.
Das Rad 16 ist dabei beispielsweise, insbesondere reversibel lösbar, drehfest mit der Radnabe verbunden und somit unter Vermittlung der Radnabe drehbar an dem Achsschenkel 10 gelagert. In der Folge können sich das Rad 16 und die Radnabe gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig um die Raddrehachse 18 relativ zu dem Achsschenkel 10 und somit relativ zu dem Aufbau drehen.
Der Achsschenkel 10 weist darüber hinaus eine von der Lagerstelle 28 beabstandete erste Koppelstelle 32 auf, an welcher eine Spurstange 34 eines Lenkgetriebes gelenkig mit dem Achsschenkel 10 koppelbar oder gekoppelt ist, wie in 2 gezeigt. Beispielsweise weist die erste Koppelstelle 32 ein auch als Lenkungs-Kugelgelenk bezeichnetes Kugelgelenk auf, mittels welchem die Spurstange 34 gelenkig mit dem Achsschenkel 10 gekoppelt ist.
Die den Achsschenkel 10 umfassende Achse ist eine lenkbare oder gelenkte Achse. Dies bedeutet, dass die Räder 16 der Achse gelenkt werden können, um dadurch Spurwechsel, Richtungswechsel und Kurvenfahrten des Fahrzeugs zu bewirken.
Der Achsschenkel 10 und mit diesem das Rad 16 sind somit um eine aus 6 erkennbare und auch als geometrische Lenkachse bezeichnete Lenkachse 36 relativ zu dem Aufbau verschwenkbar und somit lenkbar. Aus 6 ist erkennbar, dass die Lenkachse 36 schräg zu der Ebene 26 und somit schräg zu der horizontalen Bodenebene 20 verläuft, insbesondere derart, dass ein erster Schnittpunkt 38 der Lenkachse 36 mit der Bodenebene 20 in Fahrzeuglängsrichtung von dem Radaufstandspunkt 24 beabstandet ist und dabei in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Radaufstandspunkt 24 liegt. Die Fahrzeuglängsrichtung ist dabei durch einen zweiten Doppelpfeil 43 veranschaulicht und verläuft beispielsweise parallel zu der Bodenebene 20 beziehungsweise zu der Ebene 26.
Die Spurstange 34 ist beispielsweise in eine parallel zu der Ebene 26 verlaufende und beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Bewegungsrichtung relativ zu dem Aufbau zumindest translatorisch bewegbar. Durch Bewegen der Spurstange 34 werden der Achsschenkel 10 und mit diesem das Rad 16 um die Lenkachse 36 relativ zu dem Aufbau verschwenkt. Dabei ist die Spurstange 34 beispielsweise mit einer im Innenraum des Fahrzeugs angeordneten und insbesondere als Lenkrad ausgebildeten Lenkhandhabe gekoppelt. Bewegt der Fahrer des Fahrzeugs die Lenkhandhabe beispielsweise derart, dass der Fahrer das Lenkrad um eine Lenkraddrehachse relativ zu dem Aufbau dreht, so wird die Spurstange 34 beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung nach außen oder innen verschoben. Da die einerseits zumindest mittelbar mit der Lenkhandhabe gekoppelte Spurstange 34 andererseits an der ersten Koppelstelle 32 gelenkig mit dem Achsschenkel 10 gekoppelt ist, werden der Achsschenkel 10 und mit diesem das Rad 16 um die Lenkachse 36 relativ zu dem Aufbau verschwenkt und somit gelenkt, wenn die Spurstange 34 auf die beschriebene Weise und dabei beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung relativ zu dem Aufbau bewegt wird. Auf diese Weise kann der Fahrer durch Bewegen der Lenkhandhabe Spurwechsel, Richtungswechsel und Kurvenfahrten des Fahrzeugs bewirken.
Der Achsschenkel 10 weist darüber hinaus eine von der Lagerstelle 28 und von der ersten Koppelstelle 32 beabstandete zweite Koppelstelle 40 auf, welche besonders gut in 2 und 3 erkennbar ist. An der zweiten Koppelstelle 40 ist ein zusätzlich zu der Spurstange 34 vorgesehener Radlenker 42 zum Führen des Rads 16 gelenkig mit dem Achsschenkel 10 koppelbar oder gekoppelt.
Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Radlenker 42 als ein Querlenker ausgebildet und dabei dazu ausgebildet, das Rad 16 relativ zu dem Aufbau zu führen. Beispielsweise umfasst die zweite Koppelstelle 40 ein auch als Querlenker-Kugelgelenk bezeichnetes Kugelgelenk, mittels welchem der Radlenker 42 gelenkig mit dem Achsschenkel 10 gekoppelt ist. Somit können sich die Spurstange 34 und der Radlenker 42 relativ zu dem Achsschenkel 10 verschwenken, während sie mit dem Achsschenkel 10 verbunden sind. Insgesamt ist erkennbar, dass die Koppelstellen 32, 40 Anschlüsse für die Kugellager beziehungsweise für die Spurstange 34 und den Radlenker 42 sind.
2 zeigt eine Radaufhängung 44, welche den Achsschenkel 10, den Radlenker 42, die Spurstange 34 und ein als Federbein 46 ausgebildetes Feder- und Dämpferelement umfasst. Über die Radaufhängung 44 ist das Rad 16 drehbar und gelenkig an dem Aufbau gehalten. Die Radaufhängung 44 lässt dabei in Fahrzeughochrichtung erfolgende Relativbewegungen zwischen dem Rad 16 beziehungsweise dem Achsschenkel 10 und dem Aufbau zu, sodass das Rad 16 und der Achsschenkel 10 in Fahrzeughochrichtung ein- und ausfedern und sich somit in Fahrzeughochrichtung relativ zu dem Aufbau bewegen können. Dabei sind der Achsschenkel 10 und somit das Rad 16 über das Federbein 46 gefedert und/oder gedämpft an dem Aufbau abstützbar oder abgestützt, insbesondere in Fahrzeughochrichtung.
Um nun auf besonders kosten- und bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten des Fahrzeugs realisieren zu können, weist der Achsschenkel 10 ein erstes Achsschenkelteil 48 auf, welches vorteilhafterweise die Lagerstelle 28 und somit die Lageraufnahme 30 aufweist oder bildet und vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Außerdem weist der Achsschenkel 10 ein zweites Achsschenkelteil 50 auf, welches vorteilhafterweise die Koppelstellen 32, 40 aufweist oder bildend und welches separat von dem ersten Achsschenkelteil 48 ausgebildet und mit dem ersten Achsschenkelteil 48, insbesondere elastokinematisch, verbunden ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Achsschenkelteil 50 einstückig ausgebildet ist.
Die 4 und 5 zeigen eine erste Ausführungsform dieses zweiteiligen Achsschenkels 10. 1 zeigt diese erste Ausführungsform des Achsschenkels 10 mit dem Federbein 46 und die 2, 3 und 6 zeigen die Radaufhängung 44 mit dieser ersten Ausführungsform des Achsschenkels 10. Die 7 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform, die 13 bis 15 eine dritte Ausführungsform und die 16 bis 18 eine vierte Ausführungsform dieses zweiteiligen Achsschenkels 10. Dabei sind die oben anhand der ersten Ausführungsform bereits geschilderten Funktionen und Vorteile für alle dargestellten Ausführungsformen gleich, insbesondere funktioniert die anhand der ersten Ausführungsform gezeigte Radaufhängung 44 auf gleiche Weise auch mit den anderen Ausführungsformen des Achsschenkels 10. Die zweite, dritte und vierte Ausführungsform des Achsschenkels 10 weisen jedoch gegenüber der ersten Ausführungsform zusätzliche Vorteile auf, welche später noch geschildert werden. Die nachfolgende Schilderung bezieht sich jedoch zunächst insbesondere noch auf die erste Ausführungsform. Die grundsätzliche Funktionsweise ist jedoch auch auf die anderen Ausführungsformen übertragbar.
Die Figuren veranschaulichen eine Einbaulage des Achsschenkels 10, welcher seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs insbesondere dann einnimmt, wenn das Fahrzeug über seine Räder 16 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an dem horizontalen Boden 12 und somit an der Bodenebene 20 abgestützt ist und das Rad 16 beziehungsweise die Räder 16 der Achse eine Schwenkstellung insbesondere bezüglich der Lenkachse 36 einnehmen, sodass durch die Schwenkstellung eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird. Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen ist das zweite Achsschenkelteil 50 jeweils ein inneres Achsschenkelteil und das erste Achsschenkelteil 48 jeweils ein äußeres Achsschenkelteil. Dabei ist das zweite Achsschenkelteil 50 bezogen auf die Einbaulage in Fahrzeugquerrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, weiter innen angeordnet als das erste Achsschenkelteil 48.
Besonders gut ist in 1, 4 und 5 erkennbar, dass die Achsschenkelteile 48, 50 bei der ersten Ausführungsform über an voneinander beabstandeten Verbindungsstellen S1, S2, S3 angeordnete Lager L1, L2, L3, insbesondere elastokinematisch und/oder elastisch, miteinander verbunden sind. Das erste und zweite Lager L1, L2 ist beispielsweise jeweils ein, insbesondere steifes, Schwenklager. Das dritte Lager L3 ist beispielsweise ein, insbesondere weiches, Untersteuerlager. Somit weisen beispielsweise das erste und zweite Lager L1, L2 eine jeweilige erste Lagersteifigkeit auf und das dritte Lager L3 weist eine gegenüber der ersten Lagersteifigkeit geringere zweite Lagersteifigkeit auf.
Das jeweilige Lager L1, L2, L3 weist beispielsweise eine entlang seiner axialen Richtung verlaufende Lagerachse auf. Beispielsweise verläuft die jeweilige Lagerachse senkrecht zu einer jeweiligen Lagerebene. Beispielsweise verlaufen die Lagerebenen des ersten und zweiten Lagers L1, L2 parallel zueinander. Die Lagerebene des dritten Lagers L3 verläuft beispielsweise schräg oder senkrecht zu der Lagerebene des ersten und/oder zweiten Lagers L1, L2.
Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass jeweils zumindest zwei der Verbindungsstellen S1, S2, S3 in Einbaulage des Achsschenkels 10 in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet sind.
Darüber hinaus weist das erste Achsschenkelteil 48 eine Anbindungsstelle 52 auf. Mit anderen Worten bildet das erste Achsschenkelteil 48 die Anbindungsstelle 52, an oder mittels welcher das Federbein 46, insbesondere ausschließlich durch Klemmen, mit dem Achsschenkel 10 verbunden ist. Hierzu weist die Anbindungsstelle 52 eine besonders gut aus 4 und 5 erkennbare und beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme 54 auf, in welcher ein Längenbereich des Federbeins 46 aufgenommen und geklemmt ist. Hierdurch sind der Längenbereich und somit das Federbein 46, insbesondere ausschließlich, durch Klemmen mit dem ersten Achsschenkelteil 48 und somit mit dem Achsschenkel 10 verbunden.
Die Verbindungsstellen S1, S2, S3 sowie beispielsweise die Koppelstellen 32, 40 und die Lagerstelle 28 sowie beispielsweise die Anbindungsstelle 52 sind beispielsweise derart relativ zueinander angeordnet, dass eine aus 6 erkennbare Seitenkraft-Lenkachse 56 geschaffen ist. Dabei ist die Seitenkraft-Lenkachse 56 derart geschaffen oder gebildet, dass beispielsweise die Raddrehachse 18 von der Seitenkraft-Lenkachse 56 beabstandet ist und dass die Seitenkraft-Lenkachse 56 schräg zur Ebene 26 und schräg zu der Bodenebene 20 verläuft, insbesondere derart, dass ein zweiter Schnittpunkt 58 der Seitenkraft-Lenkachse 56 mit der Bodenebene 20 in Fahrzeuglängsrichtung von dem Radaufstandspunkt 24 und von dem ersten Schnittpunkt 38 beabstandet ist.
Außerdem liegt der zweite Schnittpunkt 58 in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Radaufstandspunkt 24 und vor dem ersten Schnittpunkt 38. Ein in der Bodenebene 20 und insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung verlaufender erster Abstand zwischen dem Radaufstandspunkt 24 und dem ersten Schnittpunkt 38 ist ein sogenannter geometrischer Lenkhebelarm 60. Ein in der Bodenebene 20 und vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung verlaufender zweiter Abstand zwischen dem Radaufstandspunkt 24 und dem zweiten Schnittpunkt 58 ist ein sogenannter Seitenkraft-Lenkhebelarm 62.
In 6 ist besonders gut erkennbar, dass der Seitenkraft-Lenkhebelarm 62 mindestens doppelt so groß, insbesondere mindestens dreimal so groß, viermal so groß, fünfmal so groß oder sechsmal so groß, wie der geometrische Lenkhebelarm 60 ist. Vorzugsweise ist der Seitenkraft-Lenkhebelarm 62 mindestens oder genau siebenmal so groß wie der geometrische Lenkhebelarm 60. Dadurch kann eine besonders hohe Lenkpräzision geschaffen werden, wobei gleichzeitig die Achse als eine Seitenkraft-untersteuernde Achse ausgebildet und die erste Koppelstelle 32 in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Raddrehachse 18 und somit hinter der auch als Radmitte bezeichneten Mitte des Rads 16 angeordnet sein kann. Durch den großen Seitenkraft-Lenkhebelarm 62 kann ein ausgeprägtes Seitenkraft-Untersteuern der Achse realisiert werden, sodass ein besonders sicheres und somit vorteilhaftes Fahrverhalten mit gleichzeitig hoher Lenkpräzision aufgrund geringer Lenkelastizität geschaffen werden kann.
Mit der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform des Achsschenkels 10 werden die geschilderte Funktionsweise und die geschilderten Vorteile in gleicher Weise erreicht, wobei jedoch im Vergleich zur ersten Ausführungsform eine Anzahl der Lager L1, L2, L3 zwischen den beiden Achsschenkelteilen 48, 50 reduziert ist. So umfassen diese Ausführungsformen, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, nicht mehr drei Lager L1, L2, L3, sondern die in den 7 bis 9 gezeigte zweite Ausführungsform weist nur noch zwei Lager L1, L2 auf, die in den 13 bis 15 gezeigte dritte Ausführungsform weist nur noch ein Lager L1 auf und die in den 16 bis 18 gezeigte vierte Ausführungsform weist kein Lager L1, L2, L3 auf.
Um dies zu erreichen und gleichzeitig die oben beschriebenen Vorteile und die oben beschriebene Funktionsweise sicherzustellen, ist bei der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform des Achsschenkels 10 jeweils vorgesehen, dass die beiden Achsschenkelteile 48, 50 an zwei, d. h. genau an zwei, voneinander beabstandeten Verbindungsstellen S1, S2 miteinander verbunden sind.
Dabei ist bei der in den 7 bis 9 gezeigten zweiten Ausführungsform des Achsschenkels 10 vorgesehen, dass die beiden Achsschenkelteile 48, 50 über zwei jeweils als ein Gummilager ausgebildete Lager L1, L2 miteinander verbunden sind, d. h. an jeder der beiden Verbindungsstellen S1, S2 ist ein Gummilager vorgesehen. Diese beiden Gummilager sind dabei vorteilhafterweise jeweils als ein radial und kardanisch steifes Gummilager, insbesondere Topf-Gummilager, ausgebildet, auch als Kardanik-Gummilager bezeichnet. Diese Gummilager sind derart angeordnet und ausgebildet, dass die Seitenkraft-Lenkachse 56 durch diese kardanisch steifen Gummilager verläuft, wie in 9 gezeigt.
In axialer Richtung der Gummilager verlaufende Lagerachsen sind beispielsweise parallel zueinander und/oder in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet.
10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform des Achsschenkels 10 im Bereich eines der beiden Gummilager. Das äußere erste Achsschenkelteil 48 und das innere zweite Achsschenkelteil 50 sind über dieses als radial und kardanisch steifes Topfgummilager ausgebildete Gummilager miteinander verbunden, hier mittels einer Schraube 1 und einer Schraubenmutter 2, wobei eine Gegenplatte 3 vorgesehen ist, welche mit dem inneren zweiten Achsschenkelteil 50 starr verschraubt ist.
11 zeigt eine schematische Teilexplosionsdarstellung dieses Gummilagers und 12 eine schematische Schnittdarstellung dieses Gummilagers in einem zusammengesetzten, jedoch nicht im Achsschenkel 10 eingebauten Zustand. Das Gummilager umfasst im dargestellten Beispiel zwei Lagerteile 4. Dadurch kann es einfacher in eine entsprechende Aufnahmeöffnung im äußeren ersten Achsschenkelteil 48 eingesetzt werden, indem das eine Lagerteil 4 von der einen Seite und das andere Lagerteil 4 von der gegenüberliegenden Seite des äußeren ersten Achsschenkelteil 48 in die Aufnahmeöffnung des äußeren ersten Achsschenkelteil 48 eingeschoben oder eingepresst wird.
Jedes Lagerteil 4 umfasst einen äußeren Blechtopf 5, welcher eine Anlagewand 6 zur Anlage am äußeren ersten Achsschenkelteil 48 und eine Aufnahmeöffnung aufweist, in welche ein Gummielement 7 eingesetzt ist. Das Gummielement 7 weist eine radiale Gummischicht 8 und eine axiale Gummischicht 9 auf. Die radiale Gummischicht 8 liegt radial an einer Innenseite der Aufnahmeöffnung im Blechtopf 5 an. Die axiale Gummischicht 9 liegt axial an einer im eingebauten Zustand dem inneren zweiten Achsschenkelteil 50 zugewandten Fläche der Anlagewand 6 und an dem inneren zweiten Achsschenkelteil 50 an und ist somit axial zwischen dem inneren zweiten Achsschenkelteil 50 und der Anlagewand 6 des Blechtopfs 5 positioniert, welche wiederrum an dem äußeren ersten Achsschenkelteil 48 anliegt.
In diesem Gummielement 7 ist ein metallischer Lagerkern 11 angeordnet, welcher eine Durchführungsöffnung 13 für die Schraube 1 aufweist. Der Lagerkern 11 stützt sich somit radial über das Gummielement 7, insbesondere über die radiale Gummischicht 8, am äußeren ersten Achsschenkelteil 48 ab.
Im mittels des Gummilagers miteinander verbundenen Zustand der Achsschenkelteile 48, 50 sind die beiden Achsschenkelteile 48, 50 somit radial durch die radialen Gummischichten 8 der beiden Lagerteile 4 gegeneinander abgestützt und axial durch die axialen Gummischichten 9 der beiden Lagerteile 4, welche zwischen erstem und zweiten Achsschenkelteil 48, 50 beziehungsweise zwischen erstem Achsschenkelteil 48 und der mit dem zweiten Achsschenkelteil 50 starr verschraubten Gegenplatte 3 angeordnet sind, gegeneinander abgestützt, so dass an beiden Verbindungsstellen S1, S2 jeweils radial und axial eine durch die Gummischichten 8, 9 vorgegebene Elastizität zwischen den beiden Achsschenkelteilen 48, 50 gegeben ist. Die beiden Achsschenkelteile 48, 50 sind dabei vorteilhafterweise unelastisch ausgebildet, d. h. vorteilhafterweise vollständig starr oder so starr wie möglich, insbesondere der innere zweite Achsschenkelteil 50.
Bei der in den 13 bis 15 gezeigten dritten Ausführungsform des Achsschenkels 10 ist vorgesehen, dass die beiden Achsschenkelteile 48, 50 über ein als Gummilager ausgebildetes Lager L1 und eine starre Verschraubung 15 miteinander verbunden sind. D. h. an einer der beiden Verbindungsstellen S1, S2, hier an der ersten Verbindungsstelle S1, ist die starre Verschraubung 15 vorgesehen und an der anderen Verbindungsstellen S2, S1, hier an der zweiten Verbindungsstelle S2, ist das als Gummilager ausgebildete Lager L1 vorgesehen. Das Gummilager ist hier als ein radial steifes Gummilager ausgebildet.
Um auch bei dieser dritten Ausführungsform nicht nur im Bereich des Gummilagers, sondern an beiden Verbindungsstellen S1, S2 eine vorgegebene Elastizität zwischen den beiden Achsschenkelteilen 48, 50 zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass mindestens eines der Achsschenkelteile 48, 50 in einem Umgebungsbereich 17 der starren Verschraubung 15, d. h. hier in einem Umgebungsbereich 17 der ersten Verbindungsstelle S1, eine vorgegebene Elastizität aufweist.
Im hier dargestellten Beispiel ist der äußere erste Achsschenkelteil 48 im Radlagerbereich, d. h. im Bereich der Lagerstelle 28, und darunter starr. Der innere zweite Achsschenkelteil 50 weist in einem unteren Bereich, insbesondere in einem horizontal verlaufenden Bereich, insbesondere seitlich der zweiten Verbindungsstelle S2 und/oder an der zweiten Verbindungsstelle S2, einen starren Bereich auf und im Umgebungsbereich 17 der starren Verschraubung 15, d. h. im Umgebungsbereich 17 der ersten Verbindungsstelle S1, eine elastische Zone und somit eine vorgegebene Elastizität auf. Die Seitenkraft-Lenkachse 56 verläuft dadurch, wie in 15 gezeigt, durch das untere vordere Gummilager an der zweiten Verbindungsstelle S2 und oben im Bereich der ersten Verbindungsstelle S1 durch die elastische Zone des inneren zweiten Achsschenkelteils 50 und die starre Verschraubung 15. In einer anderen Variante kann diese elastische Zone im Umgebungsbereich 17 der starren Verschraubung 15, hier im Umgebungsbereich 17 der ersten Verbindungsstelle S1, auch von beiden Achsschenkelteilen 48, 50 gebildet werden, d. h. es weisen dann beide Achsschenkelteile 48, 50 in diesem Umgebungsbereich 17 jeweils eine vorgegebene Elastizität auf.
Die in axialer Richtung des Gummilagers verlaufende Lagerachse ist beispielsweise in Fahrzeughochrichtung ausgerichtet.
Bei der in den 16 bis 18 gezeigten vierten Ausführungsform des Achsschenkels 10 ist vorgesehen, dass die beiden Achsschenkelteile 48, 50 über zwei starre Verschraubungen 15 miteinander verbunden sind. D. h. an beiden Verbindungsstellen S1, S2 ist jeweils eine starre Verschraubung 15 der beiden Achsschenkelteile 48, 50 miteinander vorgesehen.
Um auch bei dieser dritten Ausführungsform an beiden Verbindungsstellen S1, S2 eine vorgegebene Elastizität zwischen den beiden Achsschenkelteilen 48, 50 zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass beide Achsschenkelteile 48, 50 in einem Umgebungsbereich 17 der jeweiligen starren Verschraubung 15 jeweils eine vorgegebene Biegeelastizität aufweisen. Somit weisen beide Achsschenkelteile 48, 50 im Umgebungsbereich 17 der jeweiligen starren Verschraubung 15 und somit sowohl im Umgebungsbereich 17 der ersten Verbindungsstelle S1 als auch im Umgebungsbereich 17 der zweiten Verbindungsstelle S2 einen biegeelastischen Bereich auf. Die Seitenkraft-Lenkachse 56 verläuft dadurch, wie in 18 gezeigt, durch die beiden starren Verschraubungen 15, d. h. durch die beiden Verbindungsstellen S1, S2.
Mittels der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform werden die bereits zur ersten Ausführungsform geschilderten Vorteile mit einer besonders einfachen, gewichtsgünstigen und kostengünstigen Bauweise des Achsschenkels 10 erreicht.
Insbesondere wird durch die Lösung gemäß der zweiten, dritten oder vierten Ausführungsform die Anzahl der Gummilager gering gehalten. Dies wird erreicht, indem beispielsweise, gemäß der zweiten Ausführungsform, zwei Kardanik-Gummilager verwendet werden oder, gemäß der dritten Ausführungsform, nur ein Gummilager verwendet wird, wobei dann vorteilhafterweise mindestens eines der Achsschenkelteile 48, 50 im Umgebungsbereich 17 der starren Verschraubung 15 eine vorgegebene Elastizität aufweist, oder, gemäß der vierten Ausführungsform, keine Gummilager verwendet werden, sondern eine rein metallische Elastizität der beiden Achsschenkelteile 48, 50 genutzt wird. Zur Reduzierung der Anzahl der Gummilager wird bei dieser Lösung, insbesondere gemäß der dritten und vierten Ausführungsform, somit vorteilhafterweise eine gezielte metallelastische Nachgiebigkeit eines einzelnen oder beider Achsschenkelteile 48, 50 genutzt.
Bei Verwendung der beiden Gummilager oder des einen Gummilagers ist das jeweilige Gummilager vorzugsweise nicht vollständig starr, sondern lässt vorzugsweise in gewissen Grenzen Relativbewegungen zwischen den Achsschenkelteilen 48, 50 zu, wie oben bereits beschrieben, wobei durch solche Relativbewegungen zwischen den Achsschenkelteilen 48, 50 beispielsweise das jeweilige Gummilager elastisch verformt wird. Durch die beiden Gummilager gemäß der zweiten Ausführungsform oder das eine Gummilager gemäß der dritten Ausführungsform kann ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten realisiert werden. Analoge Vorteile werden ebenfalls durch die beschriebene elastische Ausgestaltung mindestens eines Achsschenkelteils 48, 50 oder beider Achsschenkelteile 48, 50 erreicht.
Beispielsweise kann es, insbesondere um eine besonders vorteilhafte Lenkpräzision und somit ein vorteilhaftes Fahrverhalten zu realisieren, vorgesehen sein, dass bei der zweiten Ausführungsform die beiden Gummilager eine voneinander abweichende Steifigkeit, insbesondere Lagersteifigkeit aufweisen. Ebenso kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bereiche des jeweiligen Achsschenkelteils 48, 50 und/oder korrespondierende Bereiche der beiden Achsschenkelteile 48, 50 voneinander abweichende Elastizitätswerte aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19733158 A1 [0002]

Claims

Achsschenkel (10) für eine Achse eines Fahrzeugs, umfassend ein erstes Achsschenkelteil (48) und ein zweites Achsschenkelteil (50), welche separat ausgebildet und miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Achsschenkelteile (48, 50) an zwei voneinander beabstandeten Verbindungsstellen (S1, S2) miteinander verbunden sind, wobei die beiden Achsschenkelteile (48, 50) - über zwei Gummilager miteinander verbunden sind, oder - über ein Gummilager und eine starre Verschraubung (15) miteinander verbunden sind, wobei mindestens eines der Achsschenkelteile (48, 50) in einem Umgebungsbereich (17) der starren Verschraubung (15) eine vorgegebene Elastizität aufweist, oder - über zwei starre Verschraubungen (15) miteinander verbunden sind, wobei beide Achsschenkelteile (48, 50) in einem Umgebungsbereich (17) der jeweiligen starren Verschraubung (15) jeweils eine vorgegebene Biegeelastizität aufweisen.
Achsschenkel (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lagerstelle (28), an welcher ein Rad (16) des Fahrzeugs zumindest mittelbar drehbar zu lagern ist, eine von der Lagerstelle (28) beabstandete erste Koppelstelle (32), an welcher eine Spurstange (34) eines Lenkgetriebes des Fahrzeugs gelenkig mit dem Achsschenkel (10) koppelbar ist, und eine von der Lagerstelle (28) und von der ersten Koppelstelle (32) beabstandete zweite Koppelstelle (40), an welcher ein Radlenker (42) zum Führen des Rads (16) gelenkig mit dem Achsschenkel (10) koppelbar ist.
Achsschenkel (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achsschenkelteil (48) die Lagerstelle (28) bildet oder umfasst und das zweite Achsschenkelteil (50) die Koppelstellen (32, 40) bildet oder umfasst.
Achsschenkel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Einbaulage des Achsschenkels (10) das zweite Achsschenkelteil (50) in Fahrzeugquerrichtung zumindest teilweise weiter innen als das erste Achsschenkelteil (48) angeordnet ist.
Achsschenkel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achsschenkelteil (48) eine Anbindungsstelle (52) aufweist, mittels welcher ein Feder- und/oder Dämpferelement (46) mit dem Achsschenkel (10) verbindbar ist.
Achsschenkel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verbindung der beiden Achsschenkelteile (48, 50) über die beiden Gummilager die beiden Gummilager jeweils als ein radial und kardanisch steifes Gummilager ausgebildet sind und bei der Verbindung der beiden Achsschenkelteile (48, 50) über ein Gummilager und eine starre Verschraubung (15) das Gummilager als ein radial steifes Gummilager ausgebildet ist.