WO2008074309A1 - Radaufhängung für ein fahrzeug - Google Patents

Radaufhängung für ein fahrzeug Download PDF

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WO2008074309A1
WO2008074309A1 PCT/DE2007/002269 DE2007002269W WO2008074309A1 WO 2008074309 A1 WO2008074309 A1 WO 2008074309A1 DE 2007002269 W DE2007002269 W DE 2007002269W WO 2008074309 A1 WO2008074309 A1 WO 2008074309A1
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sensor
vehicle
handlebar
bearing
wheel
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PCT/DE2007/002269
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GÄRTNER
Michael Klank
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • B60G2400/25—Stroke; Height; Displacement
    • B60G2400/252—Stroke; Height; Displacement vertical

Definitions

  • the invention relates to a suspension for a vehicle, comprising a structure, a wheel, at least one link, by means of which the wheel is connected to the structure, a bearing, by means of which the link is pivotally mounted about at least one pivot axis on the structure, on the an inner part of the bearing is fixed, and an angle measuring device, by means of which a pivoting of the arm about the pivot axis relative to the structure is detectable, wherein the angle measuring device has a trained as a signal generator component and a sensor designed as a component. Furthermore, the invention relates to a vehicle with such a suspension.
  • a rubber bearing with deflection sensor which has an inner ring, an outer ring and a rubber ring arranged therebetween.
  • On the outer ring a Hall sensor is mounted by means of a holding device, which sits between two magnets which are fastened by means of a fastening part to the inner ring.
  • Becomes the inner ring is rotated relative to the outer ring, which corresponds to a rebound or rebound, so the Hall sensor moves either to the left or right magnet, which changes the magnetic field in the region of the Hall sensor.
  • the change of the magnetic field is detected by a downstream electronics.
  • EP 1 707 922 A1 discloses a bushing bearing with an outer bushing, an inner bushing and an elastomeric body arranged therebetween.
  • the elastomeric body is divided into two, wherein in a space between the two elastomer body parts, a permanent magnet and a galvanomagnetic sensor are magnetically connected in series and firmly connected to the inner sleeve. Further, in the intermediate space, a ring of magnetically conductive material is arranged, which surrounds the magnetic series circuit and on both sides has an air gap to this.
  • the ring is shaped such that a rotation of the outer sleeve relative to the inner bushing leads to a change in the resulting air gap length.
  • DE 44 29 856 Cl discloses a suspension for a vehicle, comprising a structure, a wheel, at least one link, by means of which the wheel is connected to the structure, a bearing, by means of which the link is pivotable about at least one pivot axis on the Structure is mounted on which an inner part of the bearing is attached. Furthermore, an angle measuring device is provided, by means of which a pivoting of the arm about the pivot axis relative to the structure can be detected.
  • the angle measuring device has a component designed as a signal generator (6a) and a component designed as a sensor.
  • the angle measuring device with the signal transmitter and the sensor is arranged laterally of the handlebar, so that on the one hand, the arrangement disadvantageously broad and on the other hand, an additional outside of the bearing arranged component in the form of a leaf spring for driving or holding the sensor is necessary.
  • the present invention seeks to develop a suspension of the type mentioned in such a way that the structure of the bearing is influenced by the angle measuring device as little as possible.
  • the suspension of the invention for a vehicle in particular a motor vehicle, has a structure, a wheel, at least one link, by means of which the wheel is connected to the structure, a bearing, by means of which the link is mounted pivotably about at least one pivot axis on the structure at an inner part of the bearing is fixed in particular rotationally fixed, and an angle measuring device, by means of which a pivoting of the arm about the pivot axis relative to the structure is detectable, wherein the angle measuring device designed as a signal generator component and a sensor designed as a component, and wherein a the components outside of the handlebar and the other of the components is attached to a stationary to the mounting bracket at a distance from the handlebar. Furthermore, the signal transmitter is attached to the outer surface of the handlebar and the sensor is arranged in the immediate vicinity of the signal generator.
  • both the signal transmitter and the sensor are arranged outside of the bearing, so that this does not have to be adapted to the sensor.
  • the signal generator acts in particular in such a way with the sensor or can interact therewith in such a way that the sensor supplies or modifies a particular electrical signal which characterizes or represents the swivel angle or angle of rotation of the link about the swivel axis.
  • the signal transmitter is preferably designed as a magnet and the sensor as a magnet-sensitive sensor or magnetic sensor.
  • the signal generator is formed by a permanent magnet, so that the signal generator no electrical lines must be supplied.
  • the signal generator can also be designed as an electromagnet.
  • the magnet is preferably provided with a plastic sheath, which protects it from environmental influences. If the plastic casing is large enough, the magnet can be attached by means of this to the handlebar, in particular riveted. Additionally or alternatively, it is possible, for example, to glue the magnet and / or the plastic sheath to the handlebar.
  • the holder is formed in particular from sheet metal and preferably provided with a slot, wherein the sensor has a housing with at least one groove into which engages the edge of the slot.
  • the housing is provided with two opposing grooves or with a circular or part-circular groove, so that two opposing slot edges can engage in the groove or grooves.
  • the width of the groove or grooves is in particular slightly smaller than the thickness of the sheet, so that the sensor housing is held non-positively against the sheet against unwanted displacement along the slot.
  • the sensor can thus be mounted in a simple manner to the holder and also released from this again.
  • the holder is preferably attached to the structure and may be stepped together with the slot. Thus, it is possible to insert the sensor with its housing in the region of the stage in the slot.
  • the holder is attached to the inner part.
  • the holder may have two legs, between which the inner part is arranged, wherein the sensor is seated on a bottom connecting the two legs of the holder.
  • the holder is preferably rotatably attached to the inner part.
  • at least one of the legs has a projection which engages in a groove provided on the inner part. The engaging in the groove projection thus forms an anti-rotation device for the holder.
  • the bearing may be a bushing bearing, a ball and socket joint or another bearing or joint and is preferably formed as an elastomeric bearing or rubber bearing.
  • the bearing has an outer part surrounding the inner part, which is formed for example by the handlebar or sitting in a recess of the handlebar, wherein between the outer part and the inner part preferably an elastomeric body is arranged.
  • This can be the outer part and the inner part to be interconnected with the interposition of the elastomeric body.
  • the outer part is in particular rotatably connected to the handlebar and preferably forms a hollow cylindrical outer sleeve.
  • the inner part may be provided with a continuous recess and / or be formed as a ball sleeve or as a cylindrical inner sleeve.
  • the outer part is rotatable in particular relative to the inner part about the pivot axis. If an elastomeric body is interposed, this rotation can take place with deformation of the elastomeric body.
  • the magnet is attached to the body-side end of the arm designed as a wishbone, wherein the magnet is provided with the plastic sheath for mechanical protection.
  • the magnet can be glued to the wishbone or riveted when using a larger plastic part or a larger plastic sheath.
  • the magnetic field-sensitive sensor is attached by means of a retaining plate at the base of the control arm, d. h., Either the retaining plate is fixedly connected to the inner sleeve via a positive or non-positive connection or alternatively attached to the subframe and the subframe. The sensor then measures the angle of the control arm relative to the subframe.
  • the senor is cheaper by piece effects.
  • the trained according to the embodiment as a rubber bearing stock does not need to be changed and the space remains almost preserved.
  • the sensor can easily be replaced by the design of the holding plate construction in case of damage.
  • the invention further relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with a vehicle body and at least one wheel suspension.
  • the suspension of the vehicle is preferably a wheel suspension according to the invention and can be developed according to all mentioned embodiments.
  • the structure of the suspension of the vehicle body or of an associated with the vehicle body subframe or subframe is formed.
  • the vehicle has in particular a front axle and a rear axle, wherein the at least one wheel suspension is preferably provided on the rear axle.
  • the at least one link of the suspension may be articulated to the vehicle body, to the subframe and / or to the subframe.
  • the handlebar forms a wishbone.
  • Fig. 1 is a perspective view of a suspension according to a first
  • Fig. 2 is a plan view of a magnet assembly according to the first embodiment
  • Fig. 3 is a cross-section through the magnet assembly
  • Fig. 4 is a partial sectional view of a suspension according to a second
  • FIG. 5 is a plan view of a holder according to the second embodiment before
  • Fig. 6 is a partial perspective view of a suspension according to a third
  • Fig. 7 is a plan view of a variant of the holder according to the first
  • Embodiment and Fig. 8 is a schematic plan view of a motor vehicle with an inventive
  • Wheel suspension in particular according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of a suspension 1 according to a first embodiment of the invention can be seen, wherein a transverse link 2 with the interposition of an elastomeric bearing 3 on an auxiliary frame 4 of a motor vehicle 5 (see Fig. 8) is articulated.
  • the transverse link 2 is pivotable about a pivot axis 6 relative to the auxiliary frame 4, which is fixedly connected to a vehicle body 7 (see FIG. 8) of the motor vehicle 5.
  • the wishbone 2 is also pivotable about the pivot axis 6 relative to the vehicle body 7.
  • the subframe 4 can be added to the vehicle body 7, wherein instead of the subframe and a subframe is used.
  • end of the control arm 2 is connected to a vehicle wheel 8 (see Fig. 8).
  • the handlebar 2 is articulated with the interposition of a joint or elastomer bearing on a steering knuckle on which the vehicle wheel 8 is rotatably mounted.
  • the elastomer bearing 3 has an inner part 9 and an outer part 10 surrounding the inner part 9, wherein an elastomeric body 11 is arranged between the inner part 9 and the outer part 10.
  • the outer part 10 is non-rotatably seated in a recess 12 of the link 2, wherein the inner part 9 is seated between two in particular made of sheet metal carriers 13 of the subframe 4 and rotatably connected thereto.
  • the inner part 9 is provided with a continuous recess or bore, in which a bolt rests, which engages through the sheet metal support 13 for fixing the elastomer bearing 3 on the subframe 4.
  • a holder 15 is fastened by means of screws or rivets 16, wherein the holder 15 is formed as a sheet and provided with a slot 17.
  • the plate 15 is bent stepwise, so that the slot 17 has a step-shaped course.
  • a magnetic field-sensitive sensor 18 is fixed, which sits in a housing 19 with a partially circumferential groove 20, in which engages the plate 15 with its slot edges.
  • the sensor 18 can be inserted into the slot 17 in the region of the step. In this case, the sensor 18 is again removable from the holder 15 and can be replaced in case of damage.
  • the sensor 18 is connected by means of one or more electrical lines 21 to an electronic evaluation device 22 (see FIG. 8), by means of which the electrical information from the sensor 18 can be processed.
  • a magnet assembly 23 is attached to the outer surface of the arm 2, which has a permanent magnet 25 provided with a plastic sheath 24 (see FIG. 3).
  • the plastic sheath 24 has two through holes 26 through which rivets extend in the state mounted on the handlebar 2 to secure the magnet assembly 23 to the handlebar 2.
  • the plastic casing 24 and / or the magnet 25 may be glued to the handlebar 2 or otherwise attached.
  • the magnetic field of the magnet 25 varies at the location of the sensor 18 as a function of the pivoting of the arm 2 about the pivot axis 6, this variation being detectable by the sensor 18.
  • the sensor 18 operates in particular with an arrangement of Hall elements according to the vertical Hall principle.
  • Fig. 7 is a plan view of a variant of the holder 15 according to the first embodiment can be seen.
  • This holder 15 is made of sheet metal and is provided with a slot 17, so that the apparent from Fig. 7 variant, the holder 15 shown in Fig. 1 can replace.
  • Fig. 4 is a partial sectional view of a suspension 1 according to a second embodiment of the invention can be seen, wherein the first embodiment, similar or identical features with the same reference numerals as in the first embodiment are designated.
  • a holder 15 is attached, which is U-shaped according to the second embodiment and comprises two parallel legs 27 and 28 which are connected to each other via a bottom 29. Furthermore, the holder 15 has a slot 17 (see FIG.
  • the holder 15 is provided with two through holes 39, wherein in the assembled state through these holes 39 and through the provided in the inner part 9 through recess or bore 30 preferably passes through a bolt, by means of which the inner part 9 rotationally fixed to the subframe. 4 is attached. So that the holder 15 is non-rotatable relative to the inner part 9, a projection 31 is provided in the region of the hole 39 on the leg 27, which engages in a provided on or in the inner part 9 groove or inner groove and thus forms an anti-rotation.
  • a plan view of this holder 15 in a state prior to assembly can be seen from Fig. 5, wherein the two legs 27 and 28 are not yet bent from the bottom 29. Further, in Fig. 5, the projection 31 is not yet bent from the leg 27.
  • Fig. 6 is a partial perspective view of a suspension 1 according to a third embodiment of the invention can be seen, wherein identical or similar features to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
  • the permanent magnet 25 is seated with the interposition of a body 32 in a recess 33 of the arm 2 and, in contrast to the first embodiment, not directly covered by a plastic sheath. Rather, the permanent magnet 25 protrudes into the interior of a sealing bellows 34, which extends from the body 32 to the housing 19 of the sensor 18.
  • the sensor 18 or the Sensor housing 19 is seated directly on the subframe 4 and is fixed there by means of an angled bracket 15 which is bolted to the subframe 4.
  • Fig. 8 is a schematic plan view of the motor vehicle 5 can be seen, which has a front axle 35 with two wheels 40, 41 and a rear axle 36 which is provided with the suspension of the invention 1.
  • a second vehicle wheel 37 of the rear axle 36 is also connected via a suspension 38 according to the invention with the vehicle body 7, which is preferably constructed according to the suspension 1.
  • the vehicle 5 according to FIG. 8 has been substantially described with reference to the first embodiment, all embodiments of the invention can be used in the vehicle 5.

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Abstract

Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem Aufbau (7), einem Rad (8), wenigstens einem Lenker (2), mittels welchem das Rad (8) mit dem Aufbau (7) verbunden ist, einem Lager (3), mittels welchem der Lenker (2) um zumindest eine Schwenkachse (6) schwenkbar an dem Aufbau (7) gelagert ist, an dem ein Innenteil (9) des Lagers (3) befestigt ist, einer Winkelmessvorrichtung, mittels welcher eine Verschwenkung des Lenkers (2) um die Schwenkachse (6) relativ zu dem Aufbau (7) erfassbar ist, wobei die Winkelmessvorrichtung ein als Signalgeber (25) ausgebildetes Bauelement und ein als Sensor (18) ausgebildetes Bauelement aufweist, und wobei eines der Bauelemente außen am Lenker (2) und das andere der Bauelemente an einer zum Aufbau (7) ortsfesten Halterung (15) im Abstand zum Lenker (2) befestigt ist.

Description

Radaufhängung für ein Fahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem Aufbau, einem Rad, wenigstens einem Lenker, mittels welchem das Rad mit dem Aufbau verbunden ist, einem Lager, mittels welchem der Lenker um zumindest eine Schwenkachse schwenkbar an dem Aufbau gelagert ist, an dem ein Innenteil des Lagers befestigt ist, und einer Winkelmessvorrichtung, mittels welcher eine Verschwenkung des Lenkers um die Schwenkachse relativ zu dem Aufbau erfassbar ist, wobei die Winkelmessvorrichtung ein als Signalgeber ausgebildetes Bauelement und ein als Sensor ausgebildetes Bauelement aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Radaufhängung.
Für die Höhenstandssensorik an der Vorderachse eines Fahrzeugs wurden in Kugelgelenken integrierte Winkelsensoren entwickelt. Diese sind gegenüber den sonst eingesetzten Höhenstandssensoren deutlich robuster, liefern eine bessere Signalqualität und sind kostengünstiger. Für die Hinterachse des Fahrzeugs, in der in den meisten Fahrzeugen keine Kugelgelenke eingebaut sind, wurden Messmethoden des Höhenstands im Gummilager entwickelt. Diese Messmethoden haben aber einige Nachteile. Zum Beispiel müssen in die Gummispur des Lagers Magnete eingebracht werden, was zu einer Vergrößerung des Bauraums der Lager führt. Ferner erhöhen kunststoffgebundene Magnete mit spezieller Magnetisierung, magnetoresistive Sensoren, externe Verstärker und Mikrocontroller die Kosten gegenüber Winkelsensoren im Kugelgelenk.
Aus der DE 102 21 873 Al ist ein Gummilager mit Einfederungssensor bekannt, welches einen Innenring, einen Außenring und einen dazwischen angeordneten Gummiring aufweist. An dem Außenring ist mittels einer Haltevorrichtung ein Hall-Sensor befestigt, der zwischen zwei Magneten sitzt, die mittels eines Befestigungsteils an dem Innenring befestigt sind. Wird der Innenring gegenüber dem Außenring verdreht, was einer Ein- bzw. Ausfederung entspricht, so bewegt sich der Hall-Sensor entweder zum linken oder rechten Magneten, wodurch sich das Magnetfeld im Bereich des Hall-Sensors ändert. Die Änderung des Magnetfelds wird über eine nachgeschaltete Elektronik detektiert.
Die EP 1 707 922 Al offenbart ein Buchsenlager mit einer Außenbuchse, einer Innenbuchse und einem dazwischen angeordneten Elastomerkörper. Der Elastomerkörper ist zweigeteilt, wobei in einem Zwischenraum zwischen den beiden Elastomerkörperteilen ein Permanentmagnet und ein galvanomagnetischer Sensor magnetisch in Reihe geschaltet und fest mit der Innenbuchse verbunden sind. Ferner ist in dem Zwischenraum ein Ring aus magnetisch leitfähigem Material angeordnet, der die magnetische Reihenschaltung umringt und beidseitig einen Luftspalt zu dieser aufweist. Der Ring ist derart geformt, dass eine Verdrehung der Außenbuchse gegenüber der Innenbuchse zu einer Änderung der resultierenden Luftspaltlänge führt. Mittels des Buchsenlagers ist ein radführender Lenker mit dem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs schwenkbar verbunden.
Nachteilig an diesen Lösungen ist, dass in den Gummikörpern der Lager Magnete und/oder Sensoren eingebracht werden, was zu einer Vergrößerung des Bauraums des eigentlichen Lagers sowie zu einer vergleichsweise aufwändigen Fertigung führt.
Des Weiteren offenbart die DE 44 29 856 Cl eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem Aufbau, einem Rad, wenigstens einem Lenker, mittels welchem das Rad mit dem Aufbau verbunden ist, einem Lager, mittels welchem der Lenker um zumindest eine Schwenkachse schwenkbar an dem Aufbau gelagert ist, an dem ein Innenteil des Lagers befestigt ist. Des Weiteren ist eine Winkelmessvorrichtung vorhanden, mittels welcher eine Verschwenkung des Lenkers um die Schwenkachse relativ zum Aufbau erfassbar ist. Die Winkelmessvorrichtung weist ein als Signalgeber (6a) ausgebildetes Bauteil und ein als Sensor ausgebildetes Bauteil auf. Die Winkelmessvorrichtung mit dem Signalgeber und dem Sensor ist dabei seitlich des Lenkers angeordnet, so dass einerseits die Anordnung nachteilig breit aufbaut und andererseits ein zusätzliches außerhalb des Lagers angeordnetes Bauteil in Form einer Blattfeder zum Antrieb bzw. zum Festhalten des Sensors notwendig ist. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Radaufhängung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Aufbau des Lagers durch die Winkelmessvorrichtung möglichst wenig beeinflusst wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Radaufhängung nach Anspruch 1 und mit einem Fahrzeug nach Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die erfindungsgemäße Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist einen Aufbau, ein Rad, wenigstens einen Lenker, mittels welchem das Rad mit dem Aufbau verbunden ist, ein Lager, mittels welchem der Lenker um zumindest eine Schwenkachse schwenkbar an dem Aufbau gelagert ist, an dem ein Innenteil des Lagers insbesondere drehfest befestigt ist, und eine Winkelmessvorrichtung auf, mittels welcher eine Verschwenkung des Lenkers um die Schwenkachse relativ zu dem Aufbau erfassbar ist, wobei die Winkelmessvorrichtung ein als Signalgeber ausgebildetes Bauelement und ein als Sensor ausgebildetes Bauelement aufweist, und wobei eines der Bauelemente außen am Lenker und das andere der Bauelemente an einer zum Aufbau ortsfesten Halterung im Abstand zum Lenker befestigt ist. Des Weiteren ist der Signalgeber an der Außenfläche des Lenkers befestigt und der Sensor in unmittelbarer Nähe des Signalgebers angeordnet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Radaufhängung sind sowohl der Signalgeber als auch der Sensor außerhalb des Lagers angeordnet, sodass dieses nicht an die Sensorik angepasst werden muss. Somit ist es möglich, als Lager ein Elastomerlager oder Gummilager ohne integrierte Sensorik zu verwenden. Der Signalgeber wirkt dabei insbesondere derart mit dem Sensor zusammen oder kann mit diesem derart zusammenwirken, dass der Sensor ein insbesondere elektrisches Signal liefert oder modifiziert, welches den Schwenkwinkel oder Verdrehwinkel des Lenkers um die Schwenkachse kennzeichnet bzw. repräsentiert.
Da sich magnetische Winkelmessvorrichtungen in Radaufhängungen bewährt haben, ist der Signalgeber bevorzugt als Magnet und der Sensor als magnetempfindlicher Sensor oder Magnetsensor ausgebildet. Insbesondere ist der Signalgeber durch einen Permanentmagnet gebildet, sodass dem Signalgeber keine elektrischen Leitungen zugeführt werden müssen. Alternativ kann der Signalgeber aber auch als Elektromagnet ausgebildet sein. Der Magnet ist bevorzugt mit einer Kunststoffummantelung versehen, welche diesen vor Umwelteinflüssen schützt. Ist die Kunststoffummantelung groß genug, kann der Magnet mittels dieser an dem Lenker befestigt, insbesondere angenietet sein. Ergänzend oder alternativ ist es z.B. möglich, den Magnet und/oder die Kunststoffummantelung an den Lenker anzukleben.
Die Halterung ist insbesondere aus Blech gebildet und bevorzugt mit einem Schlitz versehen, wobei der Sensor ein Gehäuse mit wenigstens einer Nut aufweist, in die der Rand des Schlitzes eingreift. Bevorzugt ist das Gehäuse mit zwei einander gegenüberliegenden Nuten oder mit einer kreisförmigen oder teilkreisförmigen Nut versehen, sodass zwei einander gegenüberliegende Schlitzränder in die Nut oder Nuten eingreifen können. Die Breite der Nut oder Nuten ist insbesondere geringfügig kleiner als die Dicke des Blechs, sodass das Sensorgehäuse kraftschlüssig an dem Blech gegen ein unerwünschtes Verschieben entlang des Schlitzes gehalten ist. Der Sensor kann somit in einfacher Weise an die Halterung montiert und auch wieder von dieser gelöst werden. Die Halterung ist bevorzugt an dem Aufbau befestigt und kann zusammen mit dem Schlitz stufenförmig verlaufen. Somit ist es möglich, den Sensor mit seinem Gehäuse im Bereich der Stufe in den Schlitz einzuschieben.
Gemäß einer Variante ist die Halterung an dem Innenteil befestigt. Hierfür kann die Halterung zwei Schenkel aufweisen, zwischen denen das Innenteil angeordnet ist, wobei der Sensor an einem die beiden Schenkel miteinander verbindenden Boden der Halterung sitzt. Die Halterung ist bevorzugt drehfest an dem Innenteil befestigt. Insbesondere weist zumindest einer der Schenkel einen Vorsprung auf, der in eine am Innenteil vorgesehene Nut eingreift. Der in die Nut eingreifende Vorsprung bildet somit eine Verdrehsicherung für die Halterung.
Das Lager kann ein Buchsenlager, ein Kugelhülsengelenk oder ein anderes Lager oder Gelenk sein und ist bevorzugt als Elastomerlager oder Gummilager ausgebildet. Insbesondere weist das Lager ein das Innenteil umgebendes Außenteil auf, welches z.B. von dem Lenker gebildet ist oder in einer Ausnehmung des Lenkers sitzt, wobei zwischen dem Außenteil und dem Innenteil bevorzugt ein Elastomerkörper angeordnet ist. Dabei können das Außenteil und das Innenteil unter Zwischenschaltung des Elastomerkörpers miteinander verbunden sein. Das Außenteil ist insbesondere drehfest mit dem Lenker verbunden und bildet bevorzugt eine hohlzylindrische äußere Hülse. Ferner kann das Innenteil mit einer durchgehenden Ausnehmung versehen und/oder als Kugelhülse oder als zylindrische innere Hülse ausgebildet sein. Das Außenteil ist insbesondere gegenüber dem Innenteil um die Schwenkachse drehbar. Ist ein Elastomerkörper zwischengeschaltet, so kann diese Drehung unter Verformung des Elastomerkörpers erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Magnet am aufbauseitigen Ende des als Querlenker ausgebildeten Lenkers angebracht, wobei zum mechanischen Schutz der Magnet mit der Kunststoffummantelung versehen ist. Der Magnet kann auf den Querlenker aufgeklebt sein oder bei Verwendung eines größeren Kunststoffteils bzw. einer größeren Kunststoffummantelung genietet werden. Der magnetfeldempfindliche Sensor wird mit Hilfe eines Halteblechs am Fußpunkt des Querlenkers befestigt, d. h., entweder wird das Halteblech ortsfest mit der inneren Hülse über einen Form- oder Kraftschluss verbunden oder alternativ an dem Fahrschemel bzw. dem Hilfsrahmen befestigt. Der Sensor misst dann den Winkel des Querlenkers relativ zum Hilfsrahmen.
Dadurch, dass für die Erfindung der gleiche Sensor wie bei Kugelgelenken verwendet werden kann, wird der Sensor durch Stückzahleffekte kostengünstiger. Das gemäß der Ausführungsform als Gummilager ausgebildete Lager braucht nicht verändert zu werden und der Bauraum bleibt nahezu erhalten. Der Sensor ist durch die Ausprägung der Halteblechkonstruktion im Schadensfall leicht auszuwechseln.
Innerhalb eines bestimmten Abstandbereichs zwischen dem Magnet und dem Sensor ist die Abhängigkeit zwischen dem vom Sensor abgegebenen Messsignal und dem Verdrehwinkel des Lenkers um die Schwenkachse linear. Ist der Lenker ferner an dem Rad unter Zwischenschaltung eines Lagers oder Gummilagers befestigt, und befindet sich dabei der Magnetmittelpunkt auf der Verlängerung der Achse, die durch die Mittelpunkte der beiden Gummilager verläuft, hat eine Verdrehung des Querlenkers um diese Achse (Kardanik) keinen Einfluss auf das Sensorsignal (Symmetrieachse]. Simulationen zeigen, dass eine Verdrehung um eine zur Symmetrieachse senkrecht stehende Achse, die insbesondere parallel zur Fahrzeughochachse ausgerichtet ist, kaum Änderungen im Sensorsignal verursacht. Eine Beeinflussung durch Abstandsänderungen zwischen dem Magnet und dem Sensor ist dabei in den im Fahrbetrieb vorkommenden Bereichen nicht erkennbar gewesen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Fahrzeugaufbau und wenigstens einer Radaufhängung. Die Radaufhängung des Fahrzeugs ist bevorzugt eine erfindungsgemäße Radaufhängung und kann gemäß allen genannten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Insbesondere ist der Aufbau der Radaufhängung von dem Fahrzeugaufbau oder von einem mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Hilfsrahmen oder Fahrschemel gebildet. Mittels der Winkelmessvorrichtung wird bevorzugt die Einfederung des Rads gegenüber dem Fahrzeugaufbau bestimmt.
Das Fahrzeug weist insbesondere eine Vorderachse und eine Hinterachse auf, wobei die wenigstens eine Radaufhängung bevorzugt an der Hinterachse vorgesehen ist. Der wenigstens eine Lenker der Radaufhängung kann an dem Fahrzeugaufbau, an dem Hilfsrahmen und/oder an dem Fahrschemel angelenkt sein. Insbesondere bildet der Lenker einen Querlenker.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Radaufhängung gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Magnetanordnung gemäß der ersten Ausführungsform, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Magnetanordnung, Fig. 4 eine teilweise Schnittansicht einer Radaufhängung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Halterung gemäß der zweiten Ausführungsform vor der
Montage, Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht einer Radaufhängung gemäß einer dritten
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Variante der Halterung gemäß der ersten
Ausführungsform und Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen
Radaufhängung, insbesondere gemäß der ersten Ausführungsform.
Aus Fig. 1 ist eine perspektivische Teilansicht einer Radaufhängung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei ein Querlenker 2 unter Zwischenschaltung eines Elastomerlagers 3 an einem Hilfsrahmen 4 eines Kraftfahrzeugs 5 (siehe Fig. 8) angelenkt ist. Mittels des Elastomerlagers 3 ist der Querlenker 2 um eine Schwenkachse 6 gegenüber dem Hilfsrahmen 4 schwenkbar, der fest mit einem Fahrzeugaufbau 7 (siehe Fig. 8) des Kraftfahrzeugs 5 verbunden ist. Somit ist der Querlenker 2 auch um die Schwenkachse 6 relativ zu dem Fahrzeugaufbau 7 schwenkbar. Der Hilfsrahmen 4 kann dem Fahrzeugaufbau 7 zugerechnet werden, wobei anstelle des Hilfsrahmens auch ein Fahrschemel verwendbar ist. Alternativ ist es möglich, den Lenker 2 mittels des Elastomerlagers 3 auch ohne Zwischenschaltung eines Hilfsrahmens oder Fahrschemels an den Fahrzeugaufbau 7 anzulenken.
An seinem aus Fig. 1 nicht ersichtlichen Ende ist der Querlenker 2 mit einem Fahrzeugrad 8 (siehe Fig. 8) verbunden. Insbesondere ist der Lenker 2 dabei unter Zwischenschaltung eines Gelenks oder Elastomerlagers an einem Achsschenkel angelenkt, an dem das Fahrzeugrad 8 drehbar gelagert ist.
Das Elastormerlager 3 weist ein Innenteil 9 und ein das Innenteil 9 umringendes Außenteil 10 auf, wobei zwischen dem Innenteil 9 und dem Außenteil 10 ein Elastomerkörper 11 angeordnet ist. Das Außenteil 10 sitzt drehfest in einer Ausnehmung 12 des Lenkers 2, wobei das Innenteil 9 zwischen zwei insbesondere aus Blech ausgebildeten Trägern 13 des Hilfsrahmens 4 sitzt und drehfest mit diesen verbunden ist. Insbesondere ist das Innenteil 9 mit einer durchgehenden Ausnehmung oder Bohrung versehen, in welcher ein Bolzen einliegt, der zur Befestigung des Elastomerlagers 3 an dem Hilfsrahmen 4 die Blechträger 13 durchgreift.
An dem Hilfsrahmen 4 ist eine Halterung 15 mittels Schrauben oder Nieten 16 befestigt, wobei die Halterung 15 als Blech ausgebildet und mit einem Schlitz 17 versehen ist. Das Blech 15 ist stufenförmig gebogen, sodass auch der Schlitz 17 einen stufenförmigen Verlauf aufweist. An der Halterung 15 ist ein magnetfeldempfindlicher Sensor 18 befestigt, der in einem Gehäuse 19 mit einer teilweise umlaufenden Nut 20 sitzt, in die das Blech 15 mit seinen Schlitzrändern eingreift. Zur Montage kann der Sensor 18 im Bereich der Stufe in den Schlitz 17 eingeschoben werden. Dabei ist der Sensor 18 auch wieder von der Halterung 15 demontierbar und kann im Schadensfalle ausgetauscht werden. Der Sensor 18 ist mittels einer oder mehrerer elektrischer Leitungen 21 mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung 22 (siehe Fig. 8) verbunden, mittels welcher die elektrischen Informationen vom Sensor 18 verarbeitbar sind.
Im Bereich des Sensors 18 ist an der Außenfläche des Lenkers 2 eine Magnetanordnung 23 befestigt, die einen mit einer Kunststoffummantelung 24 versehenen Permanentmagneten 25 aufweist (siehe Fig. 3). Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Kunststoffummantelung 24 zwei durchgehende Löcher 26 auf, durch die sich im an dem Lenker 2 montierten Zustand Nieten hindurcherstrecken, um die Magnetanordnung 23 an dem Lenker 2 zu befestigen. Alternativ oder ergänzend können die Kunststoffummantelung 24 und/oder der Magnet 25 an dem Lenker 2 angeklebt oder andersartig befestigt sein. Das Magnetfeld des Magneten 25 variiert am Ort des Sensors 18 in Abhängigkeit von der Verschwenkung des Lenkers 2 um die Schwenkachse 6, wobei diese Variation von dem Sensor 18 erfassbar ist. Der Sensor 18 arbeitet insbesondere mit einer Anordnung von Hall-Elementen nach dem Vertical-Hall- Prinzip.
Aus Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine Variante der Halterung 15 gemäß der ersten Ausführungsform ersichtlich. Auch diese Halterung 15 besteht aus Blech und ist mit einem Schlitz 17 versehen, sodass die aus Fig. 7 ersichtliche Variante, die in Fig. 1 gezeigte Halterung 15 ersetzen kann. Aus Fig. 4 ist eine teilweise Schnittansicht einer Radaufhängung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform ähnliche oder identische Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. An dem Innenteil 9 des Lagers 3 ist eine Halterung 15 befestigt, die gemäß der zweiten Ausführungsform U-förmig ausgebildet ist und zwei parallele Schenkel 27 und 28 umfasst, die über einen Boden 29 miteinander verbunden sind. Ferner weist die Halterung 15 einen Schlitz 17 (siehe Fig. 5) auf, in den der magnetfeldempfindliche Sensor 18 eingeschoben und somit an der Halterung 15 fixiert ist. Der Sensor 18 wirkt wie bei der ersten Ausführungsform mit dem an der Außenfläche des Lenkers 2 befestigten Permanentmagneten 25 zusammen. Die Halterung 15 ist mit zwei durchgehenden Löchern 39 versehen, wobei sich im fertig montierten Zustand durch diese Löcher 39 und durch die in dem Innenteil 9 vorgesehene durchgehende Ausnehmung oder Bohrung 30 hindurch bevorzugt ein Bolzen erstreckt, mittels welchem das Innenteil 9 drehfest an dem Hilfsrahmen 4 befestigt ist. Damit auch die Halterung 15 gegenüber dem Innenteil 9 drehfest ist, ist im Bereich des Lochs 39 am Schenkel 27 ein Vorsprung 31 vorgesehen, der in eine an oder in dem Innenteil 9 vorgesehene Nut oder Innen-Nut eingreift und somit eine Verdrehsicherung bildet. Eine Draufsicht auf diese Halterung 15 in einem Zustand vor der Montage ist aus Fig. 5 ersichtlich, wobei die beiden Schenkel 27 und 28 noch nicht von dem Boden 29 abgebogen sind. Ferner ist in Fig. 5 der Vorsprung 31 noch nicht von dem Schenkel 27 abgebogen.
Aus Fig. 6 ist eine perspektivische Teilansicht einer Radaufhängung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Der Permanentmagnet 25 sitzt unter Zwischenschaltung eines Körpers 32 in einer Ausnehmung 33 des Lenkers 2 und ist im Gegensatz zur ersten Ausführungsform nicht unmittelbar von einer Kunststoffummantelung abgedeckt. Vielmehr ragt der Permanentmagnet 25 in den Innenraum eines Dichtungsbalgs 34 hinein, der sich von dem Körper 32 bis zu dem Gehäuse 19 des Sensors 18 erstreckt. Der Sensor 18 bzw. das Sensorgehäuse 19 sitzt direkt auf dem Hilfsrahmen 4 und ist dort mittels einer abgewinkelten Halterung 15 befestigt, die an dem Hilfsrahmen 4 festgeschraubt ist.
Aus Fig. 8 ist eine schematische Draufsicht auf das Kraftfahrzeug 5 ersichtlich, welches eine Vorderachse 35 mit zwei Rädern 40, 41 und eine Hinterachse 36 aufweist, die mit der erfindungsgemäßen Radaufhängung 1 versehen ist. Ein zweites Fahrzeugrad 37 der Hinterachse 36 ist auch über eine erfindungsgemäße Radaufhängung 38 mit dem Fahrzeugaufbau 7 verbunden, die bevorzugt entsprechend der Radaufhängung 1 aufgebaut ist. Obwohl das Fahrzeug 5 gemäß Fig. 8 maßgeblich unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist, sind alle Ausführungsformen der Erfindung bei dem Fahrzeug 5 einsetzbar.
Bezugszeichenliste
Radaufhängung
Querlenker
Lager
Hilfsrahmen
Kraftfahrzeug
Schwenkachse des Lenkers
Fahrzeugaufbau
Rad
Innenteil des Lagers
Außenteil des Lagers
Elastomerkörper des Lagers
Ausnehmung des Lenkers
Blechträger
Halterung
Schraube oder Niet
Schlitz
Sensor
Gehäuse des Sensors
Nut im Sensorgehäuse elektrische Leitung elektronische Auswerteeinrichtung
Magnetanordnung
Kunststoffummantelung
Permanentmagnet
Loch in Kunststoffummantelung
Schenkel der Halterung
Schenkel der Halterung
Boden der Halterung Bohrung in Innenteil
Vorsprung an Halterung
Körper
Ausnehmung in Lenker
Dichtungsbalg
Vorderachse des Kraftfahrzeugs
Hinterachse des Kraftfahrzeugs
Rad
Radaufhängung
Loch in Halterung
Rad
Rad

Claims

Radaufhängung für ein FahrzeugPatentansprüche
1. Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem Aufbau (7), einem Rad (8), wenigstens einem Lenker (2), mittels welchem das Rad (8) mit dem Aufbau (7) verbunden ist, einem Lager (3), mittels welchem der Lenker (2) um zumindest eine Schwenkachse (6) schwenkbar an dem Aufbau (7) gelagert ist, an dem ein Innenteil (9) des Lagers (3) befestigt ist, einer Winkelmessvorrichtung, mittels welcher eine Verschwenkung des Lenkers (2) um die Schwenkachse (6) relativ zu dem Aufbau (7) erfassbar ist, wobei die Winkelmessvorrichtung ein als Signalgeber (25) ausgebildetes Bauelement und ein als Sensor (18) ausgebildetes Bauelement aufweist wobei eines der Bauelemente außen am Lenker (2) und das andere der Bauelemente an einer zum Aufbau (7) ortsfesten Halterung (15) im Abstand zum Lenker (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (25) an der Außenfläche des Lenkers (2) befestigt ist und der Sensor (18) in unmittelbarer Nähe des Signalgebers (25) angeordnet ist.
2. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber als Magnet (25) und der Sensor als magnetfeldempfindlicher Sensor (18) ausgebildet ist.
3. Radaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (25) mit einer Kunststoffummantelung (24) versehen und auf den Lenker (2) aufgeklebt oder an diesen angenietet ist.
4. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (15) einen Schlitz (17) und der Sensor (18) ein Gehäuse (19) mit wenigstens einer Nut (20) aufweist, in die ein Rand des Schlitzes (16) eingreift.
5. Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (15) an dem Aufbau (7) befestigt ist und zusammen mit dem Schlitz (17) stufenförmig verläuft.
6. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (15) an dem Innenteil (9) befestigt ist und zwei Schenkel (27, 28) aufweist, zwischen denen das Innenteil (9) angeordnet ist, wobei der Sensor (18) an einem die beiden Schenkel (27, 28) miteinander verbindenden Boden (29) der Halterung (15) sitzt.
7. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (3) ein das Innenteil (9) umgebendes Außenteil (10) aufweist, welches von dem Lenker (2) gebildet ist oder in einer Ausnehmung (12) desselben sitzt, wobei zwischen dem Außenteil (10) und dem Innenteil (9) ein Elastomerkörper (11) angeordnet ist.
8. Fahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau (7) und wenigstens einer Radaufhängung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau von dem Fahrzeugaufbau (7) oder von einem mit diesem verbundenen Hilfsrahmen (4) oder Fahrschemel gebildet ist.
9. Fahrzeug nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vorderachse (35) und eine Hinterachse (36), wobei die Radaufhängung (l) an der Hinterachse (36) vorgesehen und der Lenker (2) als Querlenker ausgebildet ist.
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