WO2009033982A2 - Radführung für einen radträger eines zweispurigen fahrzeugs - Google Patents
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- WO2009033982A2 WO2009033982A2 PCT/EP2008/061536 EP2008061536W WO2009033982A2 WO 2009033982 A2 WO2009033982 A2 WO 2009033982A2 EP 2008061536 W EP2008061536 W EP 2008061536W WO 2009033982 A2 WO2009033982 A2 WO 2009033982A2
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- B60G3/00—Resilient suspensions for a single wheel
- B60G3/01—Resilient suspensions for a single wheel the wheel being mounted for sliding movement, e.g. in or on a vertical guide
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- B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
- B60G2204/423—Rails, tubes, or the like, for guiding the movement of suspension elements
- B60G2204/4232—Sliding mounts
Definitions
- the invention relates to a wheel guide for a wheel of a two-lane vehicle, such as a passenger car, consisting of at least one guide unit for guiding the wheel carrier, which comprises at least one guideway element on which at least one guide element displaceable by rolling on the guideway element Rolls is held. Furthermore, the invention relates to a suspension of a two-lane vehicle.
- a substantially extending in the vertical direction of the vehicle guideway element is provided, wherein the guideway elements are associated with the vehicle body and the guide elements the wheel carrier.
- the guideway elements may be linear or curved with constant or along the guideway changing curvature.
- rolling elements are mounted in the guide element, in each case on both sides of the guide track element and in a plane perpendicular to the instantaneous axis of the guide track element.
- DE 10 2005 047 868 A1 discloses an elongated guide element which is round in cross-section for a vehicle wheel suspension, on which an annular guide element is displaceably arranged by means of a slide bearing.
- This guide is suitable to take longitudinal and lateral forces seen in the direction of travel.
- a comparatively complicated structure of the guide element is necessary.
- DE 10 2004 031 267 A1 describes a wheel guide for a vehicle wheel, in which the guide element is guided along the guide track element by magnetic fields.
- the invention is based on the object, a generic wheel which has a comparatively compact design and can reliably absorb forces in the vehicle's longitudinal and transverse directions.
- the invention is based on the finding that its stability and operational reliability can be improved by an improved structural design of a generic wheel guide.
- the invention is based on the features of the two independent claims of a wheel guide for a wheel of a two-lane vehicle, such as a passenger car, consisting of at least one guide unit for guiding the wheel carrier, which comprises at least one guideway element, on the at least one guide element displaceable is held by rolling on the guideway element rolling elements.
- the guideway element has at least two outer sides aligned approximately perpendicularly to each other along its longitudinal extension, and at least one third outer side is provided whose surface normal to the surface normals of the first-mentioned outer sides at an angle of approximately each 45 degrees.
- the guideway element substantially along its longitudinal extent in each cross section is approximately U-shaped, with outwardly angled legs, a significant space reduction of the guide unit can be achieved.
- At least one of the rollers in the direction of the guideway element is arranged adjustable.
- the adjustment can preferably take place automatically.
- the adjustability can be realized in an advantageous manner via a wedge-shaped element, which is pressed by means of a spring element in operative position. In this way, an adjustment of the backlash of the guide unit can be achieved particularly easily and comfortably.
- the wedge-shaped element may have a wedge angle relative to the guide element, which is selected so that a self-locking occurs.
- the wedge-shaped element presses against a movably mounted in the guide member support member on which at least one roller is mounted. This contributes to a structurally simple construction of the guide unit.
- the guide track element has an outwardly curved outside at least partially along its longitudinal extension in the respective cross section and at least one roller in the guide element on at least two opposite sides of the guide track element a longitudinal section along its axis of rotation inwardly curved outside is mounted.
- at least two pairs of rollers are advantageously mounted on at least two opposite sides of the guideway element, which increases the design flexibility and functionality, for example in the case of curved guideway elements.
- the guideway element can be curved in two or more dimensions in order to achieve corresponding characteristics of the vehicle dynamics in the chassis area.
- the guideway element expediently has a circular shape substantially along its longitudinal extent in the respective cross section, its manufacture is simplified and its guiding properties are positively influenced.
- a bearing of the rollers on rolling elements is advantageous, since in this way an optimal smoothness and wear resistance of the guide unit is achieved.
- the bearing of the rollers can advantageously be carried out at least partially via rolling elements whose axis of rotation is aligned at an acute angle to the axis of rotation of the rollers.
- the guide element has threaded holes with countersinks and the rollers are mounted on bearing pins, which are screwed into the threaded holes, such that the bearing pins engage in the dips.
- the bearing bolts may have means for rotating.
- the guide element of both embodiments comprises pins by means of which it can be fastened to the body in a pivotable or pivotable manner, whereby the functionality of the guide unit is increased and an adaptability to the wheel camber is made possible.
- a suspension of a two-lane vehicle, such as passenger car, is improved with a wheel guide according to the invention in its function and reliability.
- Fig. 5-8 further alternative embodiments of the guide element without housing.
- a suspension according to the prior art is shown.
- a wheel 1 and an upper arm 3 wherein the wheel 1 is hingedly connected and guided via the wishbone 3 with a body 4 of the vehicle.
- a shock absorber 5 with a spring element (not shown) is used in a known manner.
- FIG. 2 shows a wheel suspension according to the invention, in which the upper control arm 3 of FIG. 1 is replaced by a guide unit 2.
- the guide unit 2 consists of a guide element 21, which is mounted on an elongated, substantially in the vertical direction V of the vehicle extending guideway member 20 slidably in its longitudinal direction.
- the guideway element 20 and the guide element 21 are indicated only by dashed lines. The closer structure and possible variants will be explained later.
- the guide element 21 is provided with a housing 6. In addition, one in its longitudinal direction half divided bellows 7a, 7b is provided, which covers the guideway member 20.
- the guide element 21 has two cylindrical pins 210.
- this component of the body 4 for example, corresponding holes or grooves, in which the pins 210 are received pivotally.
- the body connection is not shown in detail.
- Fig. 3 shows a possible embodiment of the guide unit 2 in horizontal section, wherein the pins 210 are not shown.
- the guideway element 20 is rod-shaped and has six outer sides 201 to 206 in cross-section.
- rollers roll off 22, which are aligned and stored according to bearing pin 23 in the guide member 21.
- the two outer sides 201 and 202 are aligned perpendicular to each other.
- the outer side 203 is oriented so that its surface normal forms an angle of 45 degrees with the other two wide outer sides 201 and 202, respectively.
- a third roller 22 rolls on the third wide outside 203.
- Fig. 3 and Fig. 4 show how a slight, automatic adjustability of the backlash of the guide unit 2 is to be made possible.
- the roller 22 rolling on the wide outer side 203 is mounted on a holding part 24, which is displaceably held in the direction of the surface normal of the outer side 203 in the guide element 21.
- the support member 24 has in the illustrated section substantially a U-shape, wherein the roller 22 is mounted on the bearing pin 23 on the two U-legs of the support member 24. In the region of the free end of the U-legs, outwardly directed, approximately right-angled bends 240 are provided.
- a wedge-shaped element 25 is arranged on both sides of the support member 24 in a free space.
- the wedge-shaped element 25 is slidably held transversely to the direction of the surface normal of the outer side 203 in the free space and has a wedge angle k, which corresponds to an inner side of the guide element 21 accordingly.
- the wedge angle k is preferably chosen so that a self-locking occurs, so that when a load of the roller 22 by the guideway member 20, the position of the roller 22 is maintained without relying on the biasing force of the spring element 26.
- Another way to bias the third roller 22 against the outside 203 can be seen in an eccentric mounting of the roller 22 (not shown).
- FIG. 5 shows a variant 2 'of the guide unit 2 shown in FIGS. 3 and 4.
- the guide unit 2' also has three rollers 22 '.
- a guide element 20 ' which is thin in cross-section is provided, which has approximately the shape of a spread U with outwardly angled limbs.
- the outwardly angled legs are at an angle of about 90 degrees to each other and form corresponding outer sides 201 'and 202', on which the rollers 22 'can roll.
- the cross section connecting the limbs of the guideway element 20 ' has a third outer side 203', on which the third roller 22 ', acting from the opposite side, can roll off.
- rollers 22 ' are mounted on bearing pins 23' which are fixed in the guide element 21 '.
- a solution by means of a wedge-shaped element or by means of eccentric is possible.
- pins 210 ' can be seen, by means of which the guide element 21' can be fastened in a pivotable manner at one point of the body.
- a housing for protecting the guide element 21 ' is not shown, but preferably provided.
- FIGS. 6 to 8 show further guide units 2 ", 2 '", 2 “” according to the invention, which have an alternative to the previously described construction. underlying principle.
- FIG. 6 shows a guide element 21 ", which is approximately rectangular in cross-section, with an equally rectangular interior, within which" roller pairs 22a “, 22b” are guided on a circular guideway element 20.
- the cross-section of the guideway element 20 “does not necessarily have to be circular, it is sufficient if it has outwardly curved outer sides, at least in some areas, and there are also two pairs of rollers 22a", 22b "on two opposite sides of the guideway element 20 "are stored.
- the bearing takes place via two bearing pins 23 ", whose longitudinal axes are aligned parallel and which are fastened in the guide element 21".
- An annular element 221 is arranged on the bearing pin 23 "for each roller 22a” or 22b ", wherein all four rollers 22a", 22b "have the same shape and have a cavity in longitudinal section along their axis of rotation, so that a cup-shaped Between the annular element 221 and each roller 22a “or 22b", cylindrical rolling elements 222 oriented obliquely to the axis of rotation of the rollers 22a “and 22b” are arranged, The rolling elements may also be tapered in another embodiment between the respective roller pairs 22a ", 22b", in each case at their directly opposite end faces, a further axial bearing 223.
- the rollers 22a “, 22b” can receive radial and axial forces, wherein the axial bearings 223 additionally serve to a rotational angle difference d occurring during displacement of the guide element 21 "on a curved guideway element 20" he rollers 22a “, 22b” compensate and absorb Verkipplungs whatsoever.
- Each roller 22a “, 22b” has an inwardly curved outer side 220a “, 220b” as viewed in longitudinal section along its axis of rotation, wherein the rollers 22a “, 22b” of each roller pair are respectively disposed in opposite orientation on the bearing pin 23 ". are stored so that the outer sides 220a “and 220b” complement each other to a semi-circle.
- the bearing pins 23" in the region of the thrust bearings 223 have a diameter d which is slightly smaller than a provided for the bearing pin 23 "through hole of the rollers 22a", 22b " ,
- rollers 22a", 22b it is also possible to provide only one roller per bearing pin 23 "(not shown) instead of one pair of rollers 22a", 22b. "In this case, the roller would have to be a longitudinal section along its axis of rotation adapted accordingly, inwardly curved, approximately Further, in turn, pins 210 "are provided for rotatably mounting the guide element 21" on the body.
- FIG. 7 shows a variant 2 '"to the guide unit 2" described in FIG. 6, with rollers 22a' “, 22b '” having a similar outer shape and the same orientation being used in longitudinal section along its axis of rotation.
- rollers 22a' ", 22b '" having a similar outer shape and the same orientation being used in longitudinal section along its axis of rotation.
- FIG. 8 shows a further variant 2 "" to the guide element 2 '"illustrated in FIG. 7.
- a plate-shaped guide element 21"" is provided into which two threaded bores 212, each having a countersink 211, are introduced at a defined spacing
- the counterbores 211 have a larger diameter than the threaded bores 212 and are additionally surrounded at the opening edge by shims 30 inserted into the guide element 21 ".”
- rollers 22a “", 22b “” with comparable outer sides 220a “” 220b “'and shapes such as shown in Fig. 7 is provided.
- the rollers 22a “” and 22b “” roll on a cross-sectionally circular guideway element 20 "" from.
- a radial bearing of the rollers 22a “", 22b “” takes place in the threaded holes 212 screwed bearing pin 23 “” by radial bearings 225 “” and a bearing in the axial direction via thrust bearing 223 “” between associated rollers 22a “", 22b “” , via thrust bearing 224 “” between the end faces of the rollers 22a “", 22b “” and the shims 30 and the heads of the bearing pin 23 "".
- Allen 230 or external hexagon 231 have.
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- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radführung für einen Radträger eines zweispurigen Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, bestehend aus wenigstens einer Führungseinheit (2''') zur Führung des Radträgers, welche wenigstens ein Führungsbahn-Element (20''') umfasst, auf dem jeweils wenigstens ein Führungselement (21''') verschieblich durch auf dem Führungsbahn-Element abwälzende Wälzkörper (22a''', 22b''') gehalten ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Führungsbahn-Element (20, 20') im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt wenigstens zwei in etwa senkrecht zueinander ausgerichtete Außenseiten (201, 202, bzw. 201', 202') aufweist, und wenigsten eine dritte Außenseite (203 bzw. 203') vorgesehen ist, deren Flächenormale zu den Flächenormalen der erstgenannten Außenseiten (201, 202, bzw. 201', 202') in einem Winkel von jeweils etwa 45 Grad steht. Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass das Führungsbahn-Element (20'', 20''', 20'''') im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt zumindest bereichsweise eine nach außen gekrümmte Außenseite aufweist und im Führungselement (21'', 21''', 21'''') an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungsbahn-Elementes (20'', 20''', 20'''') jeweils wenigstens eine Rolle (22a'', 22b'', 22a''', 22b''', 22a'''', 22b'''') mit einer im Längsschnitt entlang ihrer Drehachse nach innen gekrümmten Außenseite (220a'', 220b'', 220a''', 220b''', 220a'''', 220b'''') gelagert ist.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Radführung für einen Radträger eines zweispurigen Fahrzeugs
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Radführung für einen Radträger eines zweispurigen Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, bestehend aus wenigstens einer Führungseinheit zur Führung des Radträgers, welche wenigstens ein Führungsbahn-Element umfasst, auf dem jeweils wenigstens ein Führungs- element verschieblich durch auf dem Führungsbahn-Element abwälzende Rollen gehalten ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Radaufhängung eines zweispurigen Fahrzeugs.
Hintergrund der Erfindung
Es ist allgemein bekannt, dass die heutigen hohen Ansprüche an die Fahrdynamik und an den Fahrkomfort von Kraftfahrzeugen eine exakte Führung des Rades erfordern. Diesen hohen Ansprüchen wird man bislang durch Verwendung des Doppelquerlenker-Prinzips und dessen Varianten wie Raumlenkeroder Fünflenkerachsen gerecht. Die Federung und Dämpfung der Radbewegung gegenüber dem Aufbau in Vertikalbewegung wird im Allgemeinen über eine Feder-Stoßdämpfer-Einheit bewerkstelligt. Die Bauteile der Radführung, nämlich Lenker, Gelenke, Gummilager, etc. nehmen jedoch einen nicht unerheblichen Bauraum in Anspruch, der beispielsweise bei zweispurigen Fahrzeugen anderweitig genutzt werden könnte.
In der DE 10 2004 048 789 A1 wird deshalb vorgeschlagen, die konventionelle Lenkerbauweise eines Kraftfahrzeugs durch eine Radführung mit zwei Führungsbahn-Elennenten in Zusammenwirken mit längs derselben verschiebbaren Führungselementen zu ersetzen. Dabei ist vor und hinter der Radmitte jeweils ein sich im Wesentlichen in Vertikalrichtung des Fahrzeugs erstreckendes Führungsbahn-Element vorgesehen, wobei die Führungsbahn-Elemente dem Fahrzeug-Aufbau und die Führungselemente dem Radträger zugeordnet sind. Die Führungsbahn-Elemente können linear oder gekrümmt mit konstanter oder sich längs der Führungsbahn ändernder Krümmung ausgeführt sein. Zur Füh- rung der Führungselemente auf den Führungsbahn-Elementen sind im Führungselement, jeweils beidseitig des Führungsbahn-Elementes und in einer senkrecht zur momentanen Achse des Führungsbahn-Elementes liegenden Ebene, Wälzkörper gelagert. Über eine entsprechende Querschnittsgestaltung der Führungsbahn-Elemente mit entsprechender Wahl des Wälzkörperquer- Schnitts wird die Anzahl der zu bindenden Freiheitsgrade und damit die Exaktheit der Führung bzw. die durch die Führung aufzunehmenden Kräfte (Kräfte längs und quer zur Fahrtrichtung) bestimmt.
Die DE 10 2005 047 868 A1 offenbart ein längliches und im Querschnitt rundes Führungsbahn-Element für eine Fahrzeug-Radaufhängung, auf dem ein ringförmiges Führungselement mittels einer Gleitlagerung verschieblich angeordnet ist. Diese Führung eignet sich, um in Fahrtrichtung gesehen Längs- und Querkräfte aufzunehmen. Um eine gekrümmt verlaufende Führungsbahn ohne Verklemmungsgefahr zu realisieren, ist jedoch ein vergleichsweise komplizier- ter Aufbau des Führungselementes notwendig.
Schließlich ist in der DE 10 2004 031 267 A1 eine Radführung für ein Fahrzeugrad beschrieben, bei der die Führung des Führungselementes längs des Führungsbahn-Elementes durch magnetische Felder erfolgt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Radführung
vorzustellen, die vergleichsweise kompakt aufgebaut ist und Kräfte in Fahr- zeuglängs- und Querrichtung zuverlässig aufnehmen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch einen verbesserten konstruktiven Aufbau einer gattungsgemäßen Radführung deren Stabilität und betriebliche Zuverlässigkeit verbessert werden kann.
Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen der beiden unabhängigen Ansprüche aus von einer Radführung für einen Radträger eines zweispurigen Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, bestehend aus wenigstens einer Führungseinheit zur Führung des Radträgers, welche wenigstens ein Führungsbahn-Element umfasst, auf dem jeweils wenigstens ein Führungselement verschieblich durch auf dem Führungsbahn-Element abwälzende Wälzkörper gehalten ist.
Erfindungsgemäß ist zudem vorgesehen, dass das Führungsbahn-Element im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt wenigstens zwei in etwa senkrecht zueinander ausgerichtete Außenseiten aufweist, und wenigsten eine dritte Außenseite vorgesehen ist, deren Flächenormale zu den Flächenormalen der erstgenannten Außenseiten in einem Winkel von jeweils etwa 45 Grad steht. Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass in Quer- und Längsrichtung des Fahrzeugs wirkende Kräfte gut aufgenommen werden und eine sichere sowie exakte Führung des Radträgers gewährleistet ist. Zudem kann die Bauweise der Führungseinheit dennoch kompakt gehalten werden.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Wenn gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Führungsbahn-Element im Wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im je-
weiligen Querschnitt in etwa U-förmig ausgebildet ist, mit nach außen abgewinkelten Schenkeln, kann eine deutliche Bauraumreduzierung der Führungseinheit erzielt werden.
Zweckmäßigerweise ist wenigstens eine der Rollen in Richtung des Führungsbahn Elementes verstellbar angeordnet. Dabei kann die Verstellung vorzugsweise selbsttätig erfolgen. Zu diesem Zweck kann die Verstellbarkeit in vorteilhafter Weise über ein keilförmiges Element realisiert sein, welches mittels eines Federelements in Wirkposition gedrückt wird. Auf diese Weise lässt sich eine Einstellung der Spielfreiheit der Führungseinheit besonders einfach und komfortabel erzielen.
In weiterer zweckmäßiger Ausführung der Erfindung kann das keilförmige Element einen Keilwinkel gegenüber dem Führungselement aufweisen, der so gewählt ist, dass eine Selbsthemmung auftritt. Bei Belastung der Rollen durch das Führungsbahn-Element bleibt die Position der Rolle erhalten, ohne auf die Vorspannkraft des Federelementes angewiesen zu sein.
Von Vorteil ist ferner, wenn das keilförmige Element gegen ein beweglich im Führungselement angebrachtes Halterungsteil drückt, an welchem wenigstens eine Rolle gelagert ist. Dies trägt zu einem konstruktiv einfachen Aufbau der Führungseinheit bei.
Alternativ zu dem bisher beschriebene Aufbau ist erfindungsgemäß vorgese- hen, dass das Führungsbahn-Element im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt zumindest bereichsweise eine nach außen gekrümmte Außenseite aufweist und im Führungselement an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungsbahn-Elementes jeweils wenigstens eine Rolle mit einer im Längsschnitt entlang ihrer Drehachse nach innen gekrümmten Außenseite gelagert ist. Hierdurch ist ebenfalls eine sehr stabile Führung bei kompakter Bauweise ermöglicht, wobei die Herstellkosten vergleichsweise gering sind.
Dabei ist vorteilhafterweise an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungsbahn-Elementes jeweils wenigstens ein Rollenpaar gelagert, was die konstruktive Flexibilität und die Funktionalität, beispielsweise bei gekrümmten Führungsbahn-Elementen, erhöht. Es kann nämlich eine Drehwinkel- Differenz beim Verschieben des Führungselementes auf einem gekrümmten Führungsbahn-Element realisiert werden, welches die auftretende Reibung und damit den Verschleiß minimiert. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass das Führungsbahn-Element sowohl zwei- als auch mehrdimensional gekrümmt sein kann, um entsprechende Eigenschaften der Fahrzeugdynamik im Fahrwerksbe- reich zu erzielen.
Ist das Führungsbahn-Element zweckmäßigerweise im Wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt kreisförmig ausgebildet, werden seine Herstellung vereinfacht und dessen Führungseigenschaften posi- tiv beeinflusst.
Eine Lagerung der Rollen über Wälzkörper ist von Vorteil, da hierdurch eine optimale Leichtgängigkeit und Verschleißfestigkeit der Führungseinheit erzielt wird. Dabei kann die Lagerung der Rollen vorteilhaft zumindest teilweise über Wälzkörper erfolgen, deren Drehachse in einem spitzen Winkel zur Drehachse der Rollen ausgerichtet ist. Durch diese Maßnahme, die einer Lagerung wie bei Schrägkugellagern ähnelt, können sowohl Radial- als auch Axialkräfte aufgenommen werden.
Es ist in einer dazu alternativen zweckmäßigen Ausführungsform aber auch möglich, dass die Lagerung der Rollen ausschließlich über Axiallager sowie Radiallager erfolgt, wodurch die Herstellbarkeit der Führungseinheit vereinfacht wird.
Wenn in sinnvoller Ausgestaltung der Erfindung zwischen den Rollenpaaren Axiallager vorgesehen sind, kann eine Drehwinkeldifferenz, die beim Verschieben der Rollenpaare auf einem gekrümmten Führungsbahn-Element zwangsläufig entsteht, ausgeglichen werden.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Führungselement Gewindebohrungen mit Passsenkungen aufweist und die Rollen auf Lagerbolzen gelagert sind, welche in die Gewindebohrungen einschraubbar sind, derart, dass die Lagerbolzen in die Passsenkungen eingreifen. Dabei können die Lagerbolzen Mittel zum Verdrehen aufweisen. Durch diese Maßnahmen kann, vorausgesetzt, dass die Passsenkungen in einem bestimmten Abstand mit entsprechender Genauigkeit gefertigt sind, auf eine gesonderte Einstelleinheit zur Herstellung der Spielfreiheit verzichtet werden. Die Montage der Führungseinheit wird vereinfacht und die Prozesssicherheit verbessert.
Es ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das Führungselement beider Ausführungsformen Zapfen aufweist, mittels derer es dreh- bzw. schwenkbeweglich an der Karosserie befestigbar ist, wodurch die Funktionalität der Führungsein- heit erhöht wird und eine Anpassbarkeit an den Radsturz ermöglicht wird.
Eine Radaufhängung eines zweispurigen Fahrzeugs, beispielsweise Personenkraftwagens, wird mit einer erfindungsgemäßen Radführung in seiner Funktion und Zuverlässigkeit verbessert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an Aus- führungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Radaufhängung gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Radaufhängung,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Radaufhängung im Bereich des Führungselementes ohne Gehäuse,
Fig. 4 eine Detail-Ansicht durch das Führungselement gemäß dem Schnitt-
verlauf IV-IV von Fig.3, und
Fig. 5 - 8 weitere alternative Ausführungsformen des Führungselementes ohne Gehäuse .
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In Fig. 1 ist demnach eine Radaufhängung gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Darin sind vereinfacht ein Radträger 1 und ein oberer Querlenker 3 zu sehen, wobei der Radträger 1 über den Querlenker 3 mit einer Karosserie 4 des Fahrzeugs gelenkig verbunden und geführt ist. Zur Abfederung von Stoßbelastungen und Unebenheiten ist in bekannter Weise ein Stoßdämpfer 5 mit einem Federelement (nicht gezeigt) eingesetzt.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Radaufhängung, bei welcher der obere Querlenker 3 der Fig.1 durch eine Führungseinheit 2 ersetzt ist. Die Führungseinheit 2 besteht aus einem Führungselement 21 , welches auf einem länglichen, sich im Wesentlichen in Vertikalrichtung V des Fahrzeugs erstreckenden Führungsbahn-Element 20 in dessen Längsrichtung verschieblich gelagert ist. Das Führungsbahn-Element 20 und das Führungselement 21 sind lediglich gestrichelt gezeichnet angedeutet. Der nähere Aufbau und mögliche Varianten werden später erläutert.
Um die Führungseinheit 2 vor Verschmutzung zu schützen, ist das Führungs- element 21 mit einem Gehäuse 6 versehen. Zudem ist ein in seiner Längsrichtung hälftig geteilter Faltenbalg 7a, 7b vorgesehen, der das Führungsbahn- Element 20 abdeckt. Zur schwenkbeweglichen Anbindung des Führungselementes 21 an einem nicht gezeigten Bauteil der Karosserie 4 des Kraftfahrzeuges weist das Führungselement 21 zwei zylindrische Zapfen 210 auf. Zu die- sem Zweck kann dieses Bauteil der Karosserie 4 beispielsweise entsprechende Bohrungen oder Nuten aufweisen, in denen die Zapfen 210 schwenkbeweglich aufgenommen werden. Die Karosserieanbindung ist jedoch nicht näher dargestellt.
Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Führungseinheit 2 im Horizontalschnitt, wobei die Zapfen 210 nicht dargestellt sind. Das Führungsbahn- Element 20 ist stabförmig ausgebildet und weist im Querschnitt sechs Außenseiten 201 bis 206 auf. Auf den breiteren Außenseiten 201 , 202 und 203 wäl- zen sich Rollen 22 ab, die über Lagerbolzen 23 im Führungselement 21 entsprechend ausgerichtet und gelagert sind. Die beiden Außenseiten 201 und 202 sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Weiterhin ist die Außenseite 203 so ausgerichtet, dass deren Flächennormale einen Winkel von 45 Grad mit jeweils den anderen beiden breiten Außenseiten 201 bzw. 202 bildet. Eine drit- te Rolle 22 wälzt sich auf der dritten breiten Außenseite 203 ab. Durch diese Anordnung ist eine optimale Aufnahme von auf das Führungselement 21 im Betrieb wirkenden Längs- und Querkräften sowie eine einfache Montage der Führungseinheit 2 möglich.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen, wie eine leichte, selbsttätige Einstellbarkeit der Spielfreiheit der Führungseinheit 2 zu ermöglichen ist. Zu diesem Zweck ist die auf der breiten Außenseite 203 abwälzende Rolle 22 an einem Halterungsteil 24 gelagert, welches in Richtung der Flächennormalen der Außenseite 203 im Führungselement 21 verschieblich gehalten ist. Das Halterungsteil 24 weist im dargestellten Schnitt im wesentlichen eine U-Form auf, wobei die Rolle 22 über den Lagerbolzen 23 an den beiden U-Schenkeln des Halterungsteils 24 gelagert ist. Im Bereich des freien Endes der U-Schenkel sind nach außen gerichtete, in etwa rechtwinklige Abwinkelungen 240 vorgesehen.
Zwischen diesen Abwinkelungen 240 und einer abgewinkelten Wandung des Führungselementes 21 ist beidseitig des Halterungsteils 24 in einem Freiraum jeweils ein keilförmiges Element 25 angeordnet. Das keilförmige Element 25 ist verschieblich quer zur Richtung der Flächennormalen der Außenseite 203 in dem Freiraum gehalten und weist einen Keilwinkel k auf, der entsprechend mit einer Innenseite des Führungselementes 21 korrespondiert. Über ein schraubenförmiges Federelement 26, welches in einer Sackbohrung 250 des keilförmigen Elementes 25 gelagert ist und sich mit seinem anderen Ende gegen eine Innenwandung des Führungselementes 21 abstützt, wird das keilförmige Element 25 selbsttätig in seine Wirkposition gedrückt. Dadurch wird das Halte-
rungsteil 24 mitsamt der Rolle 22 gegen die Außenseite 203 des Führungs- bahn-Elementes 20 gedrückt.
Der Keilwinkel k ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass eine Selbsthemmung auftritt, so dass bei einer Belastung der Rolle 22 durch das Führungsbahn- Element 20 die Position der Rolle 22 erhalten bleibt, ohne auf die Vorspannkraft des Federelementes 26 angewiesen zu sein. Eine weitere Möglichkeit, die dritte Rolle 22 gegen die Außenseite 203 vorzuspannen kann in einer exzentrischen Lagerung der Rolle 22 gesehen werden (nicht weiter dargestellt).
Fig. 5 zeigt eine Variante 2' der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Führungseinheit 2. Hierbei weist die Führungseinheit 2' ebenfalls drei Rollen 22' auf. Im Unterschied zum Führungsbahn-Element 20 ist jedoch ein im Querschnitt dünnes Führungsbahn-Element 20' vorgesehen, welches in etwa die Form eines gespreizten U mit nach außen abgewinkelten Schenkeln aufweist. Die nach außen abgewinkelten Schenkel stehen in einem Winkel von etwa 90 Grad zueinander und bilden entsprechende Außenseiten 201 ' und 202', auf denen die Rollen 22' abwälzen können. Der die Schenkel des Führungsbahn-Elements 20' verbindende Querschnitt verfügt über eine dritte Außenseite 203', auf der die dritte Rolle 22', von entgegengesetzter Seite wirkend, abwälzen kann.
Durch diese Konstruktion ist eine deutliche Bauraumreduzierung im Vergleich zu der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Lösung möglich. Die Rollen 22' sind über Lagerbolzen 23', welche im Führungselement 21 ' befestigt sind, gelagert. Um eine Zustellbewegung der dritten, auf der Außenseite 203' abwälzenden Rolle 22' zu ermöglichen, ist eine Lösung mittels keilförmigen Elements oder auch mittels Exzenter (ähnlich wie in Fig. 3 und Fig. 4 offenbart) möglich. Dies ist jedoch hier nicht näher gezeigt. Weiterhin sind Zapfen 210' ersichtlich, mittels derer das Führungselement 21 ' schwenkbeweglich an einer Stelle der Ka- rosserie befestigt werden kann. Ein Gehäuse zum Schutz des Führungselementes 21 ' ist nicht dargestellt, jedoch bevorzugt vorzusehen.
In den Figuren 6 bis 8 sind weitere erfindungsgemäße Führungseinheiten 2", 2'", 2 "" dargestellt, denen ein zu der bisher dargelegten Konstruktion alterna-
tives Prinzip zugrunde liegt. So zeigt Fig. 6 ein im Querschnitt etwa rechteck- förmiges Führungselement 21 ", mit einem ebenso rechteckigen Innenraum, innerhalb dessen auf einem kreisrunden Führungsbahn-Element 20" Rollenpaare 22a", 22b" geführt sind. Der Querschnitt des Führungsbahn-Elementes 20" muss nicht unbedingt kreisrund sein, es reicht aus, wenn dieser zumindest bereichsweise nach außen gekrümmte Außenseiten aufweist. Es sind außerdem jeweils zwei Rollenpaare 22a", 22b" vorhanden, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungsbahn-Elementes 20" gelagert sind. Die Lagerung erfolgt über zwei Lagerbolzen 23", deren Längsachsen parallel ausgerich- tet sind und die im Führungselement 21 " befestigt sind.
Auf den Lagerbolzen 23" ist für jede Rolle 22a" bzw. 22b" jeweils ein ringförmiges Element 221 angeordnet, wobei alle vier Rollen 22a", 22b" die gleiche Form aufweisen und im Längsschnitt entlang ihrer Drehachse einen Hohlraum aufweisen, so dass sich eine tassenförmige Form ergibt. Zwischen dem ringförmigen Element 221 und jeder Rolle 22a" bzw. 22b" sind schräg zur Drehachse der Rollen 22a" bzw. 22b" ausgerichtete, zylindrische Wälzkörper 222 angeordnet. Die Wälzkörper können in einer anderen Ausbildung auch kegelförmig ausgebildet sein. Weiterhin ist zwischen den jeweiligen Rollenpaaren 22a", 22b", und zwar jeweils an deren direkt gegenüberliegenden Stirnseiten, ein weiteres Axiallager 223 vorgesehen. Mit dieser Lageranordnung können die Rollen 22a", 22b" Radial- und Axialkräfte aufnehmen, wobei die Axiallager 223 zusätzlich dazu dienen, eine beim Verschieben des Führungselementes 21 " auf einem gekrümmten Führungsbahn-Element 20" auftretende Drehwinkeldif- ferenz der Rollen 22a", 22b" auszugleichen sowie Verkipplungskräfte aufzunehmen.
Jede Rolle 22a", 22b" weist eine, im Längsschnitt entlang ihrer Drehachse gesehen, nach innen gekrümmte Außenseite 220 a", 220 b" auf, wobei die Rollen 22a", 22b" eines jeden Rollenpaars jeweils in entgegengesetzter Ausrichtung auf dem Lagerbolzen 23" gelagert sind, so dass sich die Außenseiten 220a" bzw. 220b" nahezu zu einem Halbkreis ergänzen.
Um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten und um die Reibung zwischen
den Rollen 22a" sowie 22b" und den Lagerbolzen 23" zu minimieren, weisen die Lagerbolzen 23" im Bereich der Axiallager 223 einen Durchmesser d auf, der etwas kleiner ist als eine für die Lagerbolzen 23" vorgesehene Durchgangsbohrung der Rollen 22a", 22b".
Es ist aber auch möglich, anstatt jeweils einem Rollenpaar 22a", 22b" lediglich eine Rolle pro Lagerbolzen 23" vorzusehen (nicht dargestellt). In diesem Fall müsste die Rolle eine im Längsschnitt entlang ihrer Drehachse gesehen entsprechend angepasste, nach innen gekrümmte, in etwa halbkreisförmige Au- ßenseite aufweisen, um Längs- und Querkräfte ausreichend aufnehmen zu können. Weiterhin sind wiederum Zapfen 210" zur drehbeweglichen Befestigung des Führungselementes 21 " an der Karosserie vorgesehen.
In Fig. 7 ist eine Variante 2'" zu der in Fig. 6 beschriebenen Führungseinheit 2" dargestellt, wobei Rollen 22a'", 22b'" mit im Längsschnitt entlang ihrer Drehachse gesehen ähnlicher Außenform und gleicher Ausrichtung Verwendung finden. Im Unterschied zu der Führungseinheit 2" der Fig. 6 erfolgt bei der Führungseinheit 2'" der Fig. 7 eine Lagerung der Rollen 22a'", 22b'" im Führungselement 21 '" ausschließlich durch reine Axial- bzw. Radiallager 223'", 224'" bzw. 225'", die ersichtlich zwischen jeweils einem Paar von Rollen 22a'", 22b'", zwischen den Rollen 22a'", 22b'" und dem Führungselement 21 '" sowie zwischen den Rollen 22a'", 22b'" und den Lagerbolzen 23'" angeordnet sind. Weiterhin sind wiederum Zapfen 210'" zur dreh- oder schwenkbeweglichen Anbindung des Führungselementes 21 '" an die Fahrzeugkarosserie an dem Füh- rungselement 21 '" ausgebildet.
Fig. 8 zeigt eine weitere Variante 2"" zu dem in Fig. 7 dargestellten Führungselement 2'". Es ist ein plattenförmiges Führungselement 21 "" vorgesehen, in das in einem definierten Abstand zwei Gewindebohrungen 212 mit jeweils einer Passsenkung 211 eingebracht sind. Die Passsenkungen 211 weisen einen größeren Durchmesser als die Gewindebohrungen 212 auf und sind am Öffnungsrand zusätzlich mit in das Führungselement 21 "" eingelassenen Passscheiben 30 umgeben. Zudem sind Rollen 22a"", 22b"" mit vergleichbaren Außenseiten 220a"" 220b"" und Formen wie in Fig. 7 dargestellt vorgesehen.
Die Rollen 22a"" und 22b"" wälzen sich auf einem im Querschnitt kreisrunden Führungsbahn-Element 20"" ab. Ebenso erfolgt eine radiale Lagerung der Rollen 22a"", 22b"" gegenüber in die Gewindebohrungen 212 einschraubbaren Lagerbolzen 23"" durch Radiallager 225"" und eine Lagerung in Axialrichtung über Axiallager 223"" zwischen einander zugeordneten Rollen 22a"", 22b"", über Axiallager 224"" zwischen den Stirnseiten der Rollen 22a"", 22b"" und den Passscheiben 30 sowie den Köpfen der Lagerbolzen 23"".
Zum Einschrauben der Lagerbolzen 23"", 23 können diese einen Kopf mit
Innensechskant 230 oder Außensechskant 231 aufweisen. Beim Verschrauben der Lagerbolzen 23"", 23 mitsamt den dort gelagerten Rollen 22a"", 22b"" in das Führungselement 21 "" greifen die Lagerbolzen 23"", 23 in die Passsenkungen 211 ein. Bei entsprechend genauer Fertigung der Gewindebohrungen 212 inklusive der Passsenkungen 211 ist eine gesonderte Einstelleinheit zur Herstellung einer Spielfreiheit der Rollenpaare 22a"", 22b"" nicht notwendig.
Bezugszeichenliste
1 Radträger
2, 2', 2", 2'", 2"" Führungseinheit
20, 20', 20", 20'", 20"" Führungsbahn-Element
201 , 201 ' Außenseite vom Führungsbahn-Element
202, 202' Außenseite vom Führungsbahn-Element 203, 203' Außenseite vom Führungsbahn-Element
204-206 Außenseite vom Führungsbahn-Element
21 , 21 ', 21 ", 21 '", 21 "" Führungselement 210, 210', 210", 210'" Zapfen
211 Passsenkung 212 Gewindebohrung
22, 22' Wälzkörper, Rolle 22a", 22a'", 22a"" Wälzkörper, Rolle 22b", 22b'", 22b"" Wälzkörper, Rolle
220a", 220b", 220a'", 220b'" Gekrümmte Außenseite der Rolle 220a"", 220b"" Gekrümmte Außenseite der Rolle
221 Ringförmiges Element
222 Zylindrischer Wälzkörper
223, 223'", 223"" Axiallager
224, 224", 224"" Axiallager 225'", 225"" Radiallager
23, 23', 23", 23'", 23"", 23 Lagerbolzen
230 Innen-Sechskant
231 Außen-Sechskant
24 Halterungsteil 240 Abwinklungen des Halterungsteils
25 Keilförmiges Element
250 Sackbohrung im keilförmigen Element
26 Federelement
3 Oberer Querlenker 30 Passscheibe
4 Karosserie
5 Stoßdämpfer 6 Gehäuse der Führungseinheit
7 a, 7b Faltenbalg der Führungseinheit d Durchmesser der Lagerbolzen k Keilwinkel
V Vertikalrichtung des Fahrzeugs
Claims
1. Radführung für einen Radträger (1 ) eines zweispurigen Fahrzeugs, bei- spielsweise eines Personenkraftwagens, bestehend aus wenigstens einer Führungseinheit (2) zur Führung des Radträgers (1 ), welche wenigstens ein Führungsbahn-Element (20, 20', 20", 20'", 20"") umfasst, auf dem jeweils wenigstens ein Führungselement (21 , 21 ', 21 ", 21 '", 21 "") verschieblich durch auf dem Führungsbahn-Element (20, 20', 20", 20'", 20"") abwälzende Wälzkörper (22, 22', 22a", 22a'", 22a"", 22b", 22b'",
22b"") gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbahn- Element (20, 20') im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt wenigstens zwei in etwa senkrecht zueinander ausgerichtete Außenseiten (201 , 202, bzw. 201 ' 202') aufweist, und we- nigsten eine dritte Außenseite (203 bzw. 203') vorgesehen ist, deren Flächenormale zu den Flächenormalen der erstgenannten Außenseiten (201 , 202, bzw. 201 ' 202') in einem Winkel von jeweils etwa 45 Grad steht.
2. Radführung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbahn-Element (20') im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt in etwa U-förmig ausgebildet ist mit nach außen abgewinkelten Schenkeln.
3. Radführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Rollen (22, 22') in Richtung des Führungsbahn- Elementes (20, 20') verstellbar angeordnet ist.
4. Radführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver- stellbarkeit der Rollen (22, 22') selbsttätig erfolgend ausgebildet ist.
5. Radführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellbarkeit der Rollen (22, 22') über ein keilförmiges Element (25) erfolgt, welches mittels eines Federelements (26) in seine Wirkposition gedrückt wird.
6. Radführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das keil- förmige Element (25) einen Keilwinkel (k) gegenüber dem Führungselement (21 ) aufweist, der so gewählt ist, dass eine Selbsthemmung auftritt.
7. Radführung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das keilförmige Element (25) gegen ein beweglich im Führungselement (21 ) angebrachtes Halterungsteil (24) drückt, an welchem wenigstens eine Rolle (22) gelagert ist.
8. Radführung für einen Radträger (1 ) eines zweispurigen Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, bestehend aus wenigstens ei- ner Führungseinheit (2", 2'", 2"") zur Führung des Radträgers (1 ), welche (2) wenigstens ein Führungsbahn-Element (20", 20'", 20"") umfasst, auf dem jeweils wenigstens ein Führungselement (21 ", 21 '", 21 "") verschieblich durch auf dem Führungsbahn-Element (20", 20'", 20"") abwälzende Wälzkörper (22a", 22a'", 22a"", 22b", 22b'", 22b"") gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbahn-Element (20",
20'", 20"") im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt zumindest bereichsweise eine nach außen gekrümmte Außenseite aufweist und im Führungselement (21 ", 21 '", 21 "") an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungsbahn-Elementes (20", 20'", 20"") jeweils wenigstens eine Rolle (22a", 22b", 22a'", 22b'",
22a"", 22b"") mit einer im Längsschnitt entlang ihrer Drehachse nach innen gekrümmten Außenseite (22Oa", 220b", 220a'", 220b'", 220a"", 220b"") gelagert ist.
9. Radführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungsbahn-Elementes (20", 20'", 20"") jeweils wenigstens ein Rollenpaar (22a", 22b"; 22a'", 22b'"; 22a"", 22b"") gelagert ist.
10. Radführung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbahn-Element (20", 20'", 20"") im wesentlichen entlang seiner Längserstreckung im jeweiligen Querschnitt kreisförmig ausgebil- det ist.
11. Radführung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Rollen (22a", 22b", 22a'", 22b'", 22a"", 22b"") über Wälzkörper (222, 224, 224', 225, 225') erfolgt.
12. Radführung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Rollen (22a", 22b") zumindest teilweise über Wälzkörper (222) erfolgt, deren Drehachse in einem spitzen Winkel zur Drehachse der Rollen (22a", 22b") ausgerichtet ist.
13. Radführung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Rollen (22a'", 22b'", 22a"", 22b"") ausschließlich über Axiallager (224, 224') sowie Radiallager (225, 225') erfolgt.
14. Radführung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Rollen eines Rollenpaares (22a", 22b"; 22a'", 22b"; 22a"", 22b"") Axiallager (223, 223', 223") angeordnet sind.
15. Radführung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Führungselement (21 "") Gewindebohrungen (212) mit Passsenkungen (211 ) aufweist und die Rollen (22a"", 22b"") auf Lagerbolzen (23"", 23 ) gelagert sind, welche in die Gewindebohrungen
(212) einschraubbar sind, derart, dass die Lagerbolzen (23"", 23 ) in die Passsenkungen (211 ) eingreifen.
16. Radführung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbolzen (23"", 23 ) Mittel (230, 231 ) zum Verdrehen derselben aufweisen.
17. Radführung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (21 ', 21 ", 21 '") Zapfen (210, 210', 210", 210'") aufweist, mittels derer es dreh- oder schwenkbeweglich an der Karosserie befestigbar ist.
18. Radaufhängung eines zweispurigen Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, mit einer Radführung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 17.
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