WO2016206884A1

WO2016206884A1 - Einzelradaufhängung

Info

Publication number: WO2016206884A1
Application number: PCT/EP2016/061528
Authority: WO
Inventors: Klaus Gell; Johann Wimmer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-12-29
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: DE102015211530A1

Abstract

Es wird eine Einzelradaufhängung (1), mit einem Achsschenkel (2) vorgeschlagen, welcher sich auf einem Federträger (3) abstützt, der über einen Schwingungsdämpfer (4) und eine Stützfeder (5) mit einem Fahrzeugaufbau (6) verbunden ist, wobei der Schwingungsdämpfer (4) ein oberes Ende (7) und ein in der Einbausituation unter dem oberen Ende (7) angeordnetes unteres Ende (8) aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in der Einbausituation das obere Ende (7) des Schwingungsdämpfers (4) zumindest mittelbar mit dem Achsschenkel (2) und das untere Ende (8) des Schwingungsdämpfers (4) zumindest mittelbar mit dem Fahrzeugaufbau (6) verbunden ist.

Description

Einzelradaufhängung

Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung, gemäß dem Patentanspruch 1

Einzelradaufhängungen, mit einem Achsschenkel, welcher sich auf einem Federträger abstützt, der über einen Schwingungsdämpfer und eine Stützfeder mit einem Fahrzeugaufbau verbunden ist, wobei der Schwingungsdämpfer ein oberes Ende und ein in der Einbausituation unter dem oberen Ende angeordnetes unteres Ende aufweist sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt.

Die DE 10 2004 014 556 A1 sowie die DE 10 2007 047 789 A1 offenbaren jeweils eine gattungsgemäße Einzelradaufhängung, umfassend einen Achsschenkel, welcher sich auf einem Federträger abstützt. Der Federträger ist über einen Schwingungsdämpfer und eine Stützfeder oder über ein Feder-Dämpfer-Modul mit einem Fahrzeugaufbau verbunden. Der Achsschenkel ist über einen Achsschenkelbolzen mit dem Federträger verbunden und ist um eine Längsachse des Achsschenkelbolzens drehbar gelagert angeordnet. Die Einzelradaufhängung weist darüber hinaus mindestens einen oberen Querlenker und mindestens einen unteren Querlenker auf, wobei diese jeweils am oberen und am unteren Ende des Achsschenkelbolzens gelagert sind. Der Achsschenkelbolzen verbindet den Federträger, den Achsschenkel und oberen und unteren Querlenker miteinander, wobei der Federträger in der Regel drehfest mit dem Achsschenkelbolzen verbunden ist.

Bei den Einzelradaufhängungen der vorstehend genannten Gattung stützt sich der Fahrzeugaufbau über ein Feder-Dämpfer-System an dem Achsschenkel und schließlich über das Fahrzeugrad auf dem Boden ab.

Das Feder-Dämpfer-System umfasst in der Regel entweder ein sogenanntes Feder- Dämpfer-Modul, welches einen Schwingungsdämpfer und eine daran montierte Tragfeder umfasst, oder aber eine Tragfeder, und einen separaten Schwingungsdämpfer. Die Verwendung von einem von der Tragfeder separaten Schwingungsdämpfers hat einige Vorteile gegenüber einem Feder-Dämpfer-Modul, wie beispielsweise eine höhere Flexibilität in der Auswahl einer geeigneten Einbauposition. Darüber hinaus sind die Komponenten einzeln leichter austauschbar und deutlich günstiger als ein Feder- Dämpfer-Modul. Die Tragfeder kann dabei als eine Spiralfeder oder auch als eine Luftfeder ausgeführt sein.

Üblicher weise wird bei Einzelradaufhängungen mit einem aufgelöstem Feder- Dämpfer-System, also mit einem Schwingungsdämpfer und einer separaten Stützfeder, der Schwingungsdämpfer an dessen oberem Ende am Fahrzeugaufbau und an dessen unterem Ende zumindest mittelbar, also über den Federträger, über den Querlenker oder über ein weiteres Bauteil, an der Achse befestigt. Um die Schwingungen möglichst effektiv zu bedämpfen, ist der Fachmann bestrebt die achsseitige Schwingungsdämpferanbindung möglichst nah an das zu führende Rad anzubringen, gemäß dem Grundsatz, dass die Schwingungen am effektivsten am Ort derer Entstehung bedämpft werden können. Um mit der achsseitigen Schwingungsdämpferbefestigung annähernd an das zu führende Rad zu gelangen, muss der Schwingungsdämpfer oft stark geneigt eingebaut werden. Diese Konzeption hat den gravierenden Nachteil, dass je stärker der Schwingungsdämpfer geneigt ist, umso stärker verschlechtert sich dessen Wirkungsgrad, welcher sich aus dem Verhältnis von dem Radfederweg zum Dämpferweg ergibt.

Da die Schwingungsdämpfer überwiegend nur eine beschränkte Neigung erlauben, wird der Schwingungsdämpfer oft an einem, am Federträger ausgeführtem Befestigungselement angebunden, welcher an dem Federträger befestigt oder an diesem angegossen ist und sich in Richtung Fahrzeugaufbau erstreckt. Aufgrund der hohen Kräfte, welche an dieser Stelle auftreten, muss sowohl der Federträger als auch der am Federträger angebrachte Befestigungselement massiv ausgeführt sein. Dadurch steigt unerwünschter Weise das Gewicht der Einzelradaufhängung, und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs.

Als eine weitere Ausführungsvariante wird der Schwingungsdämpfer oft achsseitig an einem weiteren Einzelradaufhängungsbauteil, wie beispielsweise an einem Querlenker befestigt. Konstruktionsbedingt verschlechtert sich jedoch das Übersetzungsverhältnis zwischen der vertikalen Radbewegung und der vertikalen Querlenkerbewegung umso mehr, je weiter die Schwingungsdämpferanbindung an dem Querlenker von dem zu führenden Rad entfernt und je näher dieser an dem Anbindungspunkt des Querlenkers an dem Fahrzeugaufbau angeordnet ist, was ebenfalls zur deutlichen Verschlechterung der Dämpferübersetzung führt.

Die Aufgabe dieser Erfindung liegt somit darin, eine alternative Einzelradaufhängung der vorstehend genannten Gattung anzugeben, bei welcher der Wirkungsgrad des Schwingungsdämpfers optimal genutzt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das obere Ende des Schwingungsdämpfers zumindest mittelbar mit dem Achsschenkel und das untere Ende des Schwingungsdämpfers zumindest mittelbar mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.

Durch die dadurch ermöglichte konstruktive Ausgestaltung der oberen Schwingungs- dämpferanbindung zur Achse hin und der unteren Schwingungsdämpferanbindung zum Fahrzeugaufbau hin kann der Schwingungsdämpfer derart ausgerichtet werden, dass dessen Wirkungsgrad optimal genutzt werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den Figuren, sowie in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Anhand folgender Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 : Eine perspektivische Darstellung einer Einzelradaufhängung nach dem

Stand der Technik.

Fig. 2: Eine perspektivische Darstellung einer möglichen Ausführungsvariante einer Einzelradaufhängung gemäß Patentanspruch 1 .

Die Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Einzelradaufhängung 1 . Diese umfasst einen Achsschenkel 2, welcher sich auf einem Federträger 3 abstützt. Der Federträger 3 ist über eine Stützfeder 5, welche als eine Luftfeder ausgeführt ist, und einen separaten Schwingungsdämpfer 4 mit einem Fahrzeugaufbau 6 verbunden. Selbstverständlich kann anstatt einer Luftfeder in diesem Zusammenhang auch eine einfache Spiralfeder oder auch jede andere, dem Fachmann bekannte geeignete Stützfeder 5 verwendet werden.

Der Achsschenkel 2 ist über einen Achsschenkelbolzen 13 mit dem Federträger 3 verbunden und ist um eine Längsachse des Achsschenkelbolzens 13 drehbar gelagert angeordnet.

Am oberen Ende des Achsschenkelbolzens 13 ist ein oberer Querlenker 14 und am unteren Ende des Achsschenkelbolzens 13 ein unterer Querlenker 15 angeordnet. Diese sind jeweils mittels eines Gelenks drehbar gelagert.

Der Federträger 3 ist drehfest mit dem Achsschenkelbolzen 13 verbunden. Somit verbindet der Achsschenkelbolzen 13 den Federträger 3, den Achsschenkel 2 und oberen und unteren Querlenker 14; 15 miteinander. Ein von einem an dem Achsschenkel 2 montiertem, hier nicht dargestelltem Fahrzeugrad ausgehende Schwingung wirkt sich als eine Vertikalbewegung des Achsschenkels 2 aus und wird in einer Übersetzung von 1 :1 auf den Federträger 3 übertragen. Der in der Fig. 1 dargestellte Federträger 3 umfasst ein am Federträger 3 ausgeführtes Befestigungselement 16, welcher an dem Federträger 3 befestigt oder an diesem angegossen ist und sich in Richtung Fahrzeugaufbau 6 erstreckt. Der Schwingungsdämpfer 4 ist mit dessen unterem Ende 8 an dem Befestigungselement 16 mittels einer Lagerung 12 drehbar gelagert.

Das obere Ende des Schwingungsdämpfers ist über ein weiteres Bauteil, mittels einer Lagerung 10, an dem Fahrzeugaufbau 6 drehbar gelagert.

Eine in den Figuren nicht dargestellte weitere Ausführungsform einer aus dem Stand der Technik bekannten Einzelradaufhängung 1 sieht vor, dass der Schwingungsdämpfer 4, unterschiedlich zu der gezeigten Ausführungsvariante, mit dessen unterem Ende 8 an dem unteren Querlenker 15 angebunden ist. Es ist jedoch deutlich, dass sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der vertikalen Radbewegung, bzw. der vertikalen Bewegung des Achsschenkels 2 und der vertikalen Bewegung des unteren Querlenkers 15 Konstruktionsbedingt derart verändert, dass umso weiter die Schwingungsdämpferanbindung an dem Querlenker 15 von dem zu führenden Rad entfernt und je näher dieser an dem Anbindungspunkt des Querlenkers 15 an dem Fahrzeugaufbau 6 angeordnet ist, desto stärker sich die Vertikalbewegung des An- bindungspunktes an dem Querlenker 15 gegenüber der vertikalen Bewegung des Achsschenkels 2 verkleinert. Aus diesem Grund verkleinert sich mit den vorstehend beschriebenen Verschiebung des Anbindungspunktes auf dem Querlenker 15 der Dämpferweg was ebenfalls zur deutlichen Verschlechterung der Dämpferübersetzung und des Wirkungsgrades des Schwingungsdämpfers 4 führen würde.

Die Fig. 2 zeigt nun eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung. Im Unterschied zu Fig. 1 , ist der Schwingungsdämpfer 4 gemäß der in Fig. 2 dargestellten Einbausituation derart angeordnet, dass das obere Ende 7 des Schwingungsdämpfers 4 zumindest mittelbar, über den Federträger 3 mit dem Achsschenkel 2 und das untere Ende 8 des Schwingungsdämpfers 4 zumindest mittelbar mit dem Fahrzeugaufbau 6 verbunden ist. Eine unmittelbare Verbindung des oberen Endes 7 des Schwingungsdämpfers 4 mit dem Achsschenkel 2 und des unteren Endes 8 des Schwingungsdämpfers 4 mit dem Fahrzeugaufbau 6 ist zwar in den Figuren nicht gezeigt, ist aber selbstverständlich ebenfalls möglich.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Konstruktion erfolgt eine Funktionsumkehrung des Schwingungsdämpfers 4. Arbeitet der Schwingungsdämpfer 4 in der Regel gemäß Stand der Technik hauptsächlich auf Druck, das heißt, der Schwingungsdämpfer 4 wird bei einer Senkbewegung des Fahrzeugaufbaus 6 komprimiert, so wird der Schwingungsdämpfer 4 in der erfindungsgemäßen Konstruktion hauptsächlich auf Zug beansprucht. Bei einer Senkbewegung des Fahrzeugaufbaus 6 wird der

Schwingungsdämpfer 4 also gestreckt.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante ist das obere Ende 7 des Schwingungsdämpfers 4 mit dem Federträger 3 verbunden. Beide Verbindungsstellen 9; 1 1 , also die Verbindungsstelle 9, an welcher das obere Ende 7 des Schwingungsdämpfers 4 zumindest mittelbar mit dem Achsschenkel 2 verbunden ist und die Verbindungsstelle 1 1 , an welcher das untere Ende 8 des Schwingungsdämpfers 4 zumindest mittelbar mit dem Fahrzeugaufbau 6 verbunden ist umfassen jeweils eine drehbare Lagerung 10; 12.

Darüber hinaus ist aus der Fig. 2 deutlich entnehmbar, dass die Schrägstellung des Schwingungsdämpfers 4 hier ohne weitere komplexe Konstruktionsänderungen, verkleinert werden kann, sodass der Schwingungsdämpfer 4 deutlich steiler, ja sogar ganz senkrecht eingebaut werden kann, wodurch der Wirkungsgrad des Schwingungsdämpfers 4 bis zu dessen Maximum gesteigert wäre.

Des Weiteren kann dadurch weiterer wertvoller Bauraum für hier nicht dargestellte weitere Komponenten gewonnen werden.

Bezuqszeichen Einzelradaufhängung

Achsschenkel

Federträger

Schwingungsdämpfer

Stützfeder

Fahrzeugaufbau

oberes Ende des Schwingungsdämpfers unteres Ende des Schwingungsdämpfers Verbindungsstelle

Lagerung

Verbindungsstelle

Lagerung

Achsschenkelbolzen

oberer Querlenker

unterer Querlenker

Befestigungselement

Claims

Patentansprüche

1 . Einzelradaufhängung (1 ), mit einem Achsschenkel (2), welcher sich auf einem Federträger (3) abstützt, der über einen Schwingungsdämpfer (4) und eine Stützfeder (5) mit einem Fahrzeugaufbau (6) verbunden ist, wobei der Schwingungsdämpfer (4) ein oberes Ende (7) und ein in der Einbausituation unter dem oberen Ende (7) angeordnetes unteres Ende (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einbausituation das obere Ende (7) des Schwingungsdämpfers (4) mittelbar oder unmittelbar mit dem Achsschenkel (2) und das untere Ende (8) des Schwingungsdämpfers (4) mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeugaufbau (6) verbunden ist.

2. Einzelradaufhängung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende (7) des Schwingungsdämpfers (4) mit dem Federträger (3) verbunden ist.

3. Einzelradaufhängung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsstelle (9), an welcher das obere Ende (7) des Schwingungsdämpfers (4) zumindest mittelbar mit dem Achsschenkel (2) verbunden ist eine drehbare Lagerung (10) umfasst.

4. Einzelradaufhängung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsstelle (1 1 ), an welcher das untere Ende (8) des Schwingungsdämpfers (4) zumindest mittelbar mit dem Fahrzeugaufbau (6) verbunden ist eine drehbare Lagerung (12) umfasst.