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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit zwei Längslenkern und einem Querträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Verbundlenkerachse ist ein häufig eingesetztes Achskonzept, vorzugsweise für die Hinterachse, das vor allem in Fahrzeugen kleinerer Klassen zu finden ist. Das wesentliche Bauteil dieser Achse ist der Verbundlenker. Er besteht aus zwei Längslenkern, die über ein biegesteifes, aber torsionsweiches Mittelstück (auch als Querträger bezeichnet) miteinander verbunden sind. Der Verbundlenker wird über zwei großvolumige Führungslager am Fahrzeugaufbau befestigt. Neben Radführungsaufgaben übernimmt der Verbundlenker auch die Funktion des Stabilisators. Beim wechselseitigen Einfedern der an den Längslenkern angebundenen Räder wird der Querträger tordiert und so ein Antiwankmoment erzeugt, das dem Wanken des Fahrzeugaufbaus während der Kurvenfahrt entgegenwirkt. In der Regel werden herkömmliche Schraubenfedern und Teleskopdämpfer eingesetzt, die am Verbundlenker befestigt und meist senkrecht bzw. leicht schräg angeordnet werden und an ihrem oberen Ende über ein Gummilager mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind. Dabei stellt die obere Lagerung der Feder-Dämpfer-Anordnung den höchsten Punkt dieses Achstyps im Fahrzeug dar und verschlechtert somit den eigentlich geringen Raumbedarf dieses Achskonzepts. Zudem beschränkt die Feder-Dämpfer-Anordnung die Durchladebreite des Kofferraums, da sie meist zum Fahrzeugaufbau hin direkt neben den Rädern angeordnet sind, und kann im Falle von an der Verbundlenkerachse gehaltenen, angetriebenen Rädern hinderlich bei der Zuführung einer Antriebswelle zu den angetriebenen Rädern sein. Die geringen Herstellkosten machen diesen Achstyp aber sehr attraktiv, sodass der Wunsch besteht, die mit der herkömmlichen Feder-Dämpfer-Anordnung verbundenen Bauraumnachteile vermeiden zu können.
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Mit der
DE 24 60 093 A1 ist eine gattungsgemäße Verbundlenkerachse bekannt geworden. Die Vorder- und Hinterräder werden mit Hilfe von Längslenkern schwingbar am Fahrzeugaufbau angelenkt. Jeder Längslenker ist mit einer separaten Drehstabfeder ausgestattet. Die Drehstabfedern sind quer angeordnet, und weisen jeweils zwei abgewinkelte Enden auf. Eines der Enden ist an dem Fahrzeugaufbau befestigt. Das andere Ende ist an dem zugehörigen Längslenker befestigt. Die Drehstabfedern unterstützen so die Längslenker bei der Aufnahme von an den Rädern angreifenden Querkräften.
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Aus der
DE 10 2010 039 245 A1 ist eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug bekannt, bei welcher Dämpfer als Rotationsdämpfer ausgebildet und in einer Lageranordnung, mittels welcher ein aus zwei Längslenkern und einem Querträger gebildeter Verbundlenkerkörper um eine Schwenkachse schwenkbar an einem Fahrzeugaufbau gelagert ist, angeordnet sind. Darüber hinaus offenbart eine mögliche Ausgestaltung der Verbundlenkerachse ebenso eine federnde Abstützung des Verbundlenkerkörpers am Fahrzeugaufbau über zwei Torsionsfedern. Jeweils eine ist an der entsprechenden Lageranordnung momentenfest zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem jeweiligen Längslenker eingespannt.
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Die
DE 195 35 521 A1 zeigt ebenfalls eine Verbundlenkerachse für die Hinterräder eines Kraftfahrzeugs, bei der ein aus zwei hohlen Längslenkern und einem Querträger gebildeter Verbundlenkerkörper über zwei Torsionsfedern an einem Fahrzeugaufbau federnd abgestützt sind. Je eine Torsionsfeder erstreckt sich innerhalb eines hohlen Längslenkers in dessen Längserstreckungsrichtung und ist einenends fest an dem jeweiligen Längslenker eingespannt und anderenends über einen Hebelarm und einen Stützstab am Fahrzeugaufbau gelenkig angebunden.
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Eine weitere Verbundlenkerachse für ein zweispuriges Fahrzeug ist in der
DE 10 2007 051 470 A1 beschrieben, bei der ein aus zwei Längslenkern und einem Querträger gebildeter Verbundlenkerkörper über eine sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Blattfeder an einem Fahrzeugaufbau abgestützt ist, wobei die Blattfeder endseitig an von den Längslenkern an ihren freien Enden gehaltenen Radträgern angebunden ist.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbundlenkerachse bereitzustellen, die kompakt und einfacher bauend auszubilden ist, wobei zudem sowohl der erforderliche Montageaufwand als auch die Fertigungskosten verringert sein sollen. Darüber hinaus soll die Verbundlenkerachse gleichzeitig verbesserte fahrdynamische Eigenschaften bereitstellen können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verbundlenkerachse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale 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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Es sei ferner angemerkt, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
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Eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist zwei Längslenker auf, zwischen denen sich ein fest mit diesen verbundener, torsionsweicher Querträger erstreckt. Der auf diese Weise gebildete Verbund aus den beiden Längslenkern und dem Querträger wird hierin auch als Verbundlenkerkörper bezeichnet. Ferner weist die Verbundlenkerachse eine Lageranordnung, die beispielsweise aus an sich bekannten, einzelnen Lagern, z. B. Schwenklagern, bestehen kann, auf, mit welcher der Verbundlenkerkörper um eine Schwenkachse schwenkbar an einem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs lagerbar ist. Weiter weist die Verbundlenkerachse gemäß der Erfindung wenigstens eine Torsionsfeder auf, die eine Torsionsachse (entspricht der Rotationsachse der Torsionsfeder) festlegt. Die Torsionsfeder kann beispielsweise als an sich bekannte Drehstabfeder ausgebildet sein, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
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Die Torsionsfeder ist einerseits am Fahrzugaufbau und andererseits am Verbundlenkerkörper abstützbar, um den Verbundlenkerkörper am Fahrzeugaufbau federnd abzustützen. Die Torsionsfeder ist hierbei derart zum Verbundlenkerkörper angeordnet, dass ihre Torsionsachse im Wesentlichen parallel zur Schwenkachse verläuft. Vorgesehen ist, dass entweder die Abstützung der Torsionsfeder am Fahrzeugaufbau oder gemäß der Erfindung die Abstützung der Torsionsfeder am Verbundlenkerkörper als verschiebliches Auflager ausgebildet ist. Hierunter ist zu verstehen, dass das verschiebliche Auflager in eine Rotationsrichtung bezüglich der Torsionsachse der Torsionsfeder zwar stets eine kraftübertragende, abstützende Wirkung entfaltet, hingegen wenigstens in eine, bevorzugt auch in zwei weitere Raumrichtungen, zum Beispiel in eine Längsrichtung und/oder in eine Querrichtung bezogen auf den Verbundlenkerkörper bzw. die Verbundlenkerachse, eine im Wesentlichen kraftfreie bzw. zumindest reibungsarme Verschiebbarkeit zwischen der Torsionsfeder und dem Verbundlenkerkörper bzw. dem Fahrzeugaufbau gewährleistet. Die kraftübertragende, abstützende Wirkung in Rotationsrichtung der Torsionsfeder kann beispielsweise durch einen einfachen Formschluss zwischen der Torsionsfeder (bzw. einem Teil hiervon) und dem Verbundlenkerkörper oder Fahrzeugaufbau bewirkt werden. Letztlich stellt das verschiebliche Auflager jedenfalls keine in alle Raumrichtungen feste Verbindung, insbesondere keine feste Einspannung bezüglich der drei Raumrichtungen, zwischen der Torsionsfeder und dem Verbundlenkerkörper bzw. dem Fahrzeugaufbau dar.
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Das verschiebliche Auflager ermöglicht damit eine gewisse Relativbewegung zwischen der Abstützung der Torsionsfeder und dem Verbundlenkerkörper bzw. dem Fahrzeugaufbau (je nachdem, an welcher der beiden Komponenten die Torsionsfeder über das verschiebliche Auflager abgestützt ist). Wird diese Relativbewegung beispielsweise in einer Lateral- bzw. Querrichtung des Verbundlenkerkörpers, die im Sinne der Erfindung auch einer Fahrzeugquerrichtung nach erfolgter Montage der Verbundlenkerachse am Fahrzeug entsprechen soll, zugelassen, kann ohne Veränderung bzw. nachteilige Beeinflussung der Federwirkung bzw. Federkraft der Torsionsfeder bei während einer Fahrt an der Verbundlenkerachse in Fahrzeugquerrichtung angreifenden Kräften ein gewünschtes Untersteuern des Fahrzeugs herbeigeführt werden, was die Fahrstabilität des Fahrzeugs deutlich erhöht.
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Wird die durch das verschiebliche Auflager ermöglichte Relativbewegung beispielsweise in einer Längsrichtung des Verbundlenkerkörpers, die im Sinne der Erfindung auch einer Fahrzeuglängsrichtung nach erfolgter Montage der Verbundlenkerachse am Fahrzeug entsprechen soll, zugelassen, ist es möglich, durch Ein- und Ausfederbewegungen der Verbundlenkerachse hervorgerufene Abstandsänderungen zwischen der Torsionsfeder und dem Auflager am Verbundlenkerkörper bzw. am Fahrzeugaufbau auszugleichen, ohne die Torsionsfeder hierdurch zusätzlich auf Biegung zu beanspruchen (B iegespannungsfreiheit).
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Werden sowohl Relativbewegungen in Längsrichtung als auch in Querrichtung zugelassen, können die vorbeschriebenen Vorteile miteinander in gewünschter Weise kombiniert werden.
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Weiterhin erleichtert das verschiebliche Auflager sowohl die Konstruktion (damit auch die Herstellungskosten) als auch die Montage der Verbundlenkerachse, da die Verbindung zwischen der Torsionsfeder und dem Verbundlenkerkörper bzw. Fahrzeugaufbau nunmehr mit einfacheren konstruktiven Maßnahmen erreicht werden kann, nämlich beispielsweise durch einfaches Auf- bzw. Anlegen. Eine Demontage der Verbundlenkerachse, beispielsweise zu Wartungszwecken, ist dann ebenso einfach möglich, da keine festen (zum Beispiel verschraubte oder stoffschlüssige) Verbindungen gelöst werden müssen.
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Allgemein ermöglicht das Vorsehen der im Wesentlichen in Querrichtung, d. h. im Wesentlichen parallel zur Schwenkachse, verlaufenden Torsionsfeder am Verbundlenkerkörper eine besonders kompakt bauende Verbundlenkerachse. Ferner ist der ansonsten z. B. durch herkömmliche Schraubenfedern für eine federnde Abstützung des Verbundlenkerkörpers am Fahrzeugaufbau in Anspruch genommene Bauraum nunmehr frei, so dass beispielsweise die Anordnung einer Antriebswelle für den Antrieb von an der Verbundlenkerachse gehaltenen Fahrzeugantriebsrädern erheblich vereinfacht ist. Zugleich steht durch den Wegfall herkömmlicher Schraubenfedern mehr Bauraum beispielsweise für einen Gepäck- bzw. Kofferraum des Fahrzeugs zur Verfügung.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das verschiebliche Auflager zusätzlich als momentenfreies Auflager ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird durch das momentenfreie, verschiebliche Auflager an der Verbindungsstelle zur Torsionsfeder kein Drehmoment von dem Auflager übertragen und somit kein Biegemoment auf eine das Auflager mit der Torsionsfeder verbindende Komponente (z. B. Hebelarm) ausgeübt. Biegemomente könnten sich bei einer momentenfesten Verbindung zum Auflager beispielsweise bei Ein- und Ausfederbewegungen der Verbundlenkerachse ergeben, wenn die Torsionsachse der Torsionsfeder nicht mit der Schwenkachse der Verbundlenkerachse übereinstimmt, da in einem solchen Fall der Schwenkwinkel der Verbundlenkerachse nicht mit dem Torsionswinkel der tordierten Torsionsfeder übereinstimmt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Torsionsfeder über eine reibungsmindernde Zwischenauflage am Fahrzeugaufbau bzw. am Verbundlenkerkörper reibungsarm verschieblich abgestützt ist. Die Zwischenauflage ist hierbei aus einem Material gewählt, welches die Reibung zweier durch die Zwischenauflage voneinander getrennter Bauelemente/Komponenten (hier z. B. die Torsionsfeder und den Verbundlenkerkörper bzw. Fahrzeugaufbau) gegenüber einer Reibung bei direktem Kontakt dieser beiden Komponenten deutlich vermindert und die Reibungsminderung somit das Ergebnis einer zielgerichteten Handlung ist. Dies erlaubt eine verschleißfreie, zumindest verschleißarme, Relativbewegung zwischen der Torsionsfeder und dem Verbundlenkerkörper bzw. Fahrzeugaufbau am verschieblichen Auflager, so dass eine wartungsarme, langlebige Verbundlenkerachse geschaffen wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Torsionsfeder derart zum Verbundlenkerkörper angeordnet, dass ihre Torsionsachse im Wesentlichen deckungsgleich mit der Schwenkachse ist. Mit anderen Worten sind die Torsionsachse der Torsionsfeder und die Schwenkachse des Verbundlenkerkörpers identisch. Dies bedeutet, dass die Torsionsfeder bezüglich der Längsrichtung der Verbundlenkerachse vor dem Querträger bauraumsparend angeordnet ist. Da die Drehzentren sowohl der Torsionsfeder als auch des Verbundlenkerkörpers identisch sind, bleibt der Abstand zwischen der Torsionsfeder und dem verschieblichen Auflager am Verbundlenkerkörper bzw. Fahrzeugaufbau bei Ein- und Ausfederbewegungen der Verbundlenkerachse am Fahrzeug konstant. Sofern die Torsionsfeder an sich keine progressive, sondern im Wesentlichen eine lineare Federkennlinie aufweist, verhält sich die von der Torsionsfeder auf den Verbundlenkerkörper ausgeübte Federkraft bei dieser Ausgestaltung über den gesamten Federweg ebenfalls im Wesentlichen linear.
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Wird die Torsionsfeder hingegen gemäß einer vorteilhaften, alternativen Ausgestaltung der Erfindung derart zum Verbundlenkerkörper angeordnet ist, dass ihre Torsionsachse zur Schwenkachse beabstandet ist, verändert sich der Abstand zwischen der Torsionsfeder und dem verschieblichen Auflager abhängig von der augenblicklichen Ein-/Ausfederbewegung der Verbundlenkerachse am Fahrzeug. Hierdurch verändert sich der wirksame Kraftarm, über den die Torsionsfeder ihre Federkraft auf den Verbundlenkerkörper bzw. Fahrzeugaufbau ausübt, so dass die Federkraft der Torsionsfeder nicht linear mit dem Ein-/Ausfederweg der Verbundlenkersachse ansteigt bzw. abfällt. Es lässt sich somit in diesem Fall eine progressive Federkennlinie der Torsionsfeder erzeugen, selbst wenn die Torsionsfeder selbst keine nicht-lineare Federrate aufweist. Auch bei dieser Ausgestaltung ist die Anordnung der Torsionsfeder bauraumsparend vor dem Querträger in Längsrichtung der Verbundlenkerachse möglich.
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Die Torsionsfeder ist einerseits momentenfest mit dem Fahrzeugaufbau verbunden und andererseits über wenigstens einen am Verbundlenkerkörper anliegenden Hebelarm abgestützt. Hierbei bildet die Auflage des Hebelarms an dem Verbundlenkerkörper das verschiebliche Auflager. Es ist zu verstehen, dass das verschiebliche Auflager grundsätzlich am Querträger und/oder an den Längslenkern angeordnet sein kann. Ist das verschiebliche Auflager am Längslenker angeordnet, sind bevorzugt zwei solche Auflager vorgesehen, nämlich eines an dem einen Längslenker und ein zweites an dem anderen Längslenker. Somit ist es denkbar, dass eine einzige Torsionsfeder auch über zwei verschiebliche Auflager am Verbundlenkerkörper, insbesondere den Längslenkern, abgestützt sein kann. Es können jedoch zum Beispiel auch zwei Torsionsfedern vorgesehen sein, von denen jeweils eine an einem der beiden Längslenker in der vorbeschriebenen Weise verschieblich abgestützt sein kann. Selbstverständlich ist es ebenfalls denkbar, mehr als ein verschiebliches Auflager auch zur Abstützung der (bzw. einer einzigen) Torsionsfeder am Querträger vorzusehen.
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Gemäß der Erfindung ist die Abstützung der Torsionsfeder am Verbundlenkerkörper über wenigstens einen am Querträger anliegenden Hebelarm als verschiebliches Auflager ausgebildet. Erfindungsgemäß ist der Hebelarm also am Querträger abgestützt.
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Anders als bei einer Abstützung der Torsionsfeder an je einem der beiden Längslenker ist es in diesem Fall dann möglich, den Hebelarm mittig am Querträger (bezogen auf seine gesamte Erstreckung in Querrichtung) abzustützen. So kann die Abstützung der Torsionsfeder am Querträger mit lediglich einem einzigen Hebelarm unter Beibehaltung einer symmetrischen Federkraftübertragung zwischen der Torsionsfeder und dem Verbundlenkerkörper realisiert werden, was u. a. Aufbau, Gewicht, Montage, Fertigungskosten und dergleichen der Verbundlenkerachse vereinfacht bzw. reduziert.
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Die mittige Abstützung mittels des Hebelarms bewirkt außerdem, dass nur gleichgerichtete Ein-/Ausfederbewegungen der Verbundlenkerachse durch die Torsionsfeder gefedert werden. Entgegengesetzte Ein-/Ausfederbewegungen der Verbundlenkerachse (rechtes und linkes Rad weisen entgegengesetzte Bewegungsrichtungen auf), zum Beispiel infolge einer Rollbewegung des Fahrzeugs um seine Längsachse, bewirken keine Lageveränderung der Querträgermitte bezogen auf die Lage der Torsionsfeder. Stattdessen verdreht sich/tordiert lediglich der Querträger, um der ungleich gerichteten Ein-/Ausfederbewegung der beiden Längslenker federnd entgegenzuwirken. Die Torsionsfeder selbst ist an dieser Federwirkung unbeteiligt. Infolgedessen ist der Querträger der erfindungsgemäßen Verbundlenkerachse im Vergleich zu Querträgern herkömmlicher Verbundlenkerachsen bevorzugt torsionssteifer ausgebildet, um die entsprechend höheren Torsionskräfte im Querträger sicher aufnehmen zu können. Dieses wiederum ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfachere Konstruktion des Querträgers, da dieser nun steifer und stabiler ausgelegt sein kann. Dementsprechend kann der Querträger mit einem konstruktiv deutlich einfacheren Querschnittsprofil, zum Beispiel auch mit einem geschlossenen Querschnittsprofil, bereitgestellt werden. Das geschlossene Querschnittsprofil kann u. a. auch einen verbesserten Korrosionsschutz des Querträgers bewirken, da sich keine Schmutz-, Wasser- und/oder Salzablagerungen (Winter) an der Innenseite des Querträgers bilden können (im Gegensatz zu Querträgern mit einem gewöhnlich offenen Querschnittsprofil).
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Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Torsionsfeder über eine Verzahnung und/oder Verkeilung in wenigstens einem Einspannlager momentenfest gehalten ist, wobei das Einspannlager entweder mit dem Fahrzeugaufbau oder dem Verbundlenkerkörper fest verbindbar ist. Eine Verzahnung/Verkeilung stellt einerseits einen sicheren, dauerhaften Formschluss zur Gewährleistung einer wartungsfreien momentenfesten Verbindung zwischen der Torsionsfeder und dem Verbundlenkerkörper bzw. Fahrzeugaufbau bereit und ermöglicht andererseits eine einfache und schnelle Montage der Torsionsfeder im Einspannlager, insbesondere durch Einschieben in die Verzahnung bzw. Verkeilen.
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Weiterhin bevorzugt kann das Einspannlager nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Montageöffnung zum Einführen der Torsionsfeder aufweisen, wobei die Montageöffnung in Einbaulage des Einspannlagers am Fahrzeug derart ausgerichtet ist, dass die Torsionsfeder im Wesentlichen in horizontaler Richtung (entspricht Längsrichtung) in das Einspannlager einführbar ist. Die Sicherung der Torsionsfeder im Einspannlager kann vorzugsweise formschlüssig, zum Beispiel durch Anschrauben einer Verschlussplatte realisiert sein, um die Montageöffnung zu verschließen.
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Weiterhin bevorzugt kann die Torsionsfeder als Drehstabfeder ausgebildet sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, das im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert wird. In diesen Zeichnungen zeigen schematisch:
- 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Verbundlenkerachse gemäß der Erfindung,
- 2 eine Draufsicht auf die Verbundlenkerachse aus 1 in einer weiter vereinfachten Ansicht,
- 3 eine perspektivische Schrägansicht auf die Verbundlenkerachse aus 1 von rechts hinten oben,
- 4 eine perspektivische Schrägansicht auf die Verbundlenkerachse aus 1 von links hinten oben,
- 5 eine perspektivische Schrägansicht auf die Verbundlenkerachse aus 1 von links vorne unten,
- 6 eine perspektivische Schrägansicht auf eine Torsionsfeder der Verbundlenkerachse aus 1 von links hinten oben,
- 7 eine perspektivische Schrägansicht auf einen Teil der Torsionsfeder aus 6 von links hinten unten,
- 8 eine perspektivische Schrägansicht auf die Torsionsfeder aus 6 von rechts vorne oben und
- 9 eine perspektivische Ansicht einer Einspannlagers der Torsionsfeder aus 8.
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In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 stell schematisch eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Verbundlenkerachse 1 gemäß der Erfindung dar. Die 2 bis 5 zeigen weitere Ansichten derselben Verbundlenkerachse 1, so dass hierin nachstehend gleichzeitig Bezug auf die 1 bis 5 genommen wird.
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Die dargestellte Verbundlenkerachse 1 ist für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere ein zweispuriges Kraftfahrzeug, bestimmt. Ein Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs ist in den Fig. mit dem Bezugszeichen 2 symbolisch gekennzeichnet. Eine Längsrichtung L, eine Querrichtung Q sowie eine Hochrichtung H der Verbundlenkerachse 1, die bei der am Fahrzeug verbauten Verbundlenkerachse 1 jeweils einer Fahrzeuglängsrichtung L, Fahrzeugquerrichtung Q bzw. Fahrzeughochrichtung H entsprechen, sind in den einzelnen Figuren ebenfalls dargestellt.
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Die Verbundlenkerachse 1 weist zwei Längslenker 3 auf, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung L erstrecken. Zwischen den beiden Längslenkern 3 erstreckt sich ein diese miteinander verbindender Querträger 4 im Wesentlichen in Querrichtung Q. Der Querträger 4 ist fest mit den Längslenkern 3 verbunden. Der Querträger 4 ist vorzugsweise biegesteif und torsionsweich. Des Weiteren weist die Verbundlenkerachse 1 eine Lageranordnung auf, die vorliegend zwei zueinander beabstandete Schwenklager 5, beispielsweise wohl bekannte Gummi-Metall-Lagerbuchsen, beinhaltet. Über die Schwenklager 5 bzw. Lageranordnung ist der aus den Längslenkern 3 und dem Querträger 4 gebildete Verbundlenkerkörper um eine Schwenkachse 6 schwenkbar am Fahrzeugaufbau 2 des Fahrzeugs lagerbar bzw. gelagert.
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Weiter ist den 1-5 zu entnehmen, dass die Verbundlenkerachse 1 eine, vorliegend insbesondere eine einzige, Torsionsfeder 7 aufweist, die im gezeigten Beispiel als Drehstabfeder ausgebildet ist, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Die Torsionsfeder 7 legt eine Torsionsachse 8 fest, um welche die Torsionsfeder 7 elastisch tordiert werden kann, um eine rückstellende Federkraft zu erzeugen. Die Torsionsfeder 7 ist einerseits am Fahrzugaufbau 2 und andererseits am Verbundlenkerkörper 3, 4 abstützbar bzw. abgestützt, um letzten Endes den Verbundlenkerkörper 3, 4 am Fahrzeugaufbau 2 federnd abzustützen.
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Wie insbesondere den 1-5 deutlich zu entnehmen ist, ist die Torsionsfeder 7 derart gegenüber dem Verbundlenkerkörper 3, 4 angeordnet, dass die Torsionsachse 8 im Wesentlichen parallel zur Schwenkachse 6 verläuft. Bei dem vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel der Verbundlenkerachse 1 sind die Torsionsachse 8 und die Schwenkachse 6 sogar deckungsgleich, also identisch. Diese Anordnung der Torsionsfeder 7 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. So kann die Torsionsfeder 7 ebenfalls derart zum Verbundlenkerkörper 3, 4 angeordnet sein, dass ihre Torsionsachse 8 zur Schwenkachse 6 beabstandet ist (nicht dargestellt).
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Weiterhin ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zu erkennen, dass die Abstützung der Torsionsfeder 7 am Verbundlenkerkörper, vorliegend am Querträger 4, als verschiebliches Auflager 9 ausgebildet ist. Genauer ist die Torsionsfeder 7 bei der gezeigten Verbundlenkerachse 1 einerseits momentenfest über entsprechende Einspannlager 10 mit dem Fahrzeugaufbau 2 verbunden und andererseits über einen, vorliegend einen einzigen, am Querträger 4 anliegenden Hebelarm 11 abgestützt. Die Verbindung des Hebelarms 11 zur Torsionsfeder 7 ist fest und starr ausgebildet, beispielsweise stoffschlüssig durch Verschweißen, Kleben und dergleichen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
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Bei dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Torsionsfeder 7 zwischen der aus zwei Schwenklagern 5 gebildeten Lageranordnung angeordnet und gegen den Fahrzeugaufbau 2 mittels Einspannlager 10 momentenfest abgestützt.
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Die Einspannlager 10 sind hierzu jeweils fest am Fahrzeugaufbau 2 befestigbar bzw. befestigt.
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Der Hebelarm 11 ist, wie in den 1-5 gut zu erkennen ist, mittig am Querträger 4 (in Bezug auf seine Erstreckung in Querrichtung Q) abgestützt.
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In den 6 bis 9 sind jeweils unterschiedliche perspektivische (Detail-) Ansichten der Torsionsfeder 7 der Verbundlenkerachse 1 dargestellt. Insbesondere 7 ist zu entnehmen, dass die Torsionsfeder 7 mittels des Hebelarms 11 über eine reibungsmindernde Zwischenauflage 12 am Verbundlenkerkörper bzw. vorliegend am Querträger 4 reibungsarm verschieblich abgestützt ist.
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In den Einspannlagern 10 ist die Torsionsfeder 7 endseitig vorzugsweise jeweils über eine Verzahnung und/oder Verkeilung (nicht dargestellt) momentenfest in den Einspannlagern 10 gehalten.
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Um eine besonders einfache Montage der Torsionsfeder 7 an der Verbundlenkerachse 1 zu ermöglichen, weist jedes Einspannlager 10 eine Montageöffnung 13 (siehe 9) zum Einführen der Torsionsfeder 7 bzw. ihrer freien Enden auf. Die Montageöffnung 13 ist vorliegend mittels einer Verschlussplatte 14 verschließbar. Zum Beispiel kann die Verschlussplatte 14 an dem Einspannlager 10 mittels Schraubbolzen (nicht dargestellt) befestigt werden. Die Verschlussplatte 14 sichert die Torsionsfeder 7 formschlüssig in der Montageöffnung 13 des Einspannlagers 10.
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Besonders bevorzugt ist die Montageöffnung 13 in Einbaulage des Einspannlagers 10 am Fahrzeug bzw. Fahrzeugaufbau 2 derart ausgerichtet, dass die Torsionsfeder 7 im Wesentlichen in horizontaler Richtung, also im Wesentlichen in Längsrichtung L, jedoch entgegen der in den 1-9 gezeigten Pfeilrichtung L, in das Einspannlager 10 einführbar ist, was die Montage der Torsionsfeder 7 an der Verbundlenkerachse 1 weiter deutlich vereinfacht, da die Torsionsfeder 7 auf diese Weise nicht über den durch den Querträger 4 der Verbundlenkerachse 1 bereits in Anspruch genommenen Bauraum in die Einspannlager 10 eingeführt werden muss, sondern aus der genau entgegengesetzten Richtung.
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In bevorzugter Ausführung wird die erfindungsgemäße Verbundlenkerachse zur drehbaren Halterung von Fahrzeugrädern (antriebslos oder angetrieben) in einem zweispurigen Kraftfahrzeug verwendet. Die Verbundlenkerachse wird hierbei vorzugsweise als Hinterachse des Fahrzeugs verwendet, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbundlenkerachse
- 2
- Fahrzeugaufbau
- 3
- Längslenker
- 4
- Querträger
- 5
- Schwenklager (Lageranordnung)
- 6
- Schwenkachse
- 7
- Torsionsfeder
- 8
- Torsionsachse
- 9
- Verschiebliches Auflager
- 10
- Einspannlager
- 11
- Hebelarm
- 12
- Reibungsmindernde/reibungsarme Zwischenauflage
- 13
- Montageöffnung
- 14
- Verschlussplatte
- H
- Hochrichtung
- L
- Längsrichtung
- Q
- Querrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2460093 A1 [0003]
- DE 102010039245 A1 [0004]
- DE 19535521 A1 [0005]
- DE 102007051470 A1 [0006]
