-
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse mit zwei Radträgern gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
-
Eine Fahrzeugachse mit zwei Radträgern, die über eine zwischen den Radträgern verlaufende Querblattfeder miteinander in Verbindung stehen, ist aus der
US 2002/0000703 A1 bekannt. Gemäß einer Ausführungsform der Fahrzeugachse ist die radführende Querblattfeder zur Darstellung einer gewünscht guten Elastokinematik jeweils oberhalb einer Radachse an den Radträgern angebunden. Zusätzlich sind die Radträger über die Querblattfeder und über jeweils wenigstens zwei Querlenker und einen Längslenker mit einer Fahrzeugkarosserie in Wirkverbindung bringbar, wobei die Querlenker unterhalb der Radachse an den Radträgern angebunden sind.
-
Derart ausgebildete Fahrzeugachsen sind jedoch nur in Fahrzeugen einsetzbar, die oberhalb der Radachse einen entsprechenden Bauraum zur Verfügung stellen. Daher ist eine im vorbeschriebenen Umfang ausgebildete Fahrzeugachse in Fahrzeugen nicht einbaubar, die im Bereich ihrer Bodengruppe mit einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgerprofil ausgeführt sind.
-
In der
EP 1 378 382 B1 ist eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit einer Querblattfeder beschrieben, bei der die Querblattfeder bereichsweise gekrümmt ausgebildet ist, um bei einer Anordnung der Radaufhängung im Bereich einer Vorderachse trotz der im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querblattfeder einen Motor, ein Getriebe, eine Lenkstange oder dergleichen im üblichen Umfang im Fahrzeug positionieren zu können. Die Querblattfeder ist unterhalb der Radachse gelenkig mit den Radträgern verbunden und umfasst im Wesentlichen zwei gerade Abschnitte, die jeweils über zwei Bögen miteinander verbunden sind, womit die Querblattfeder im Wesentlichen eine Z-Form mit einem stufenförmigen Versatz aufweist.
-
Um verschiedene Bereiche der Querblattfeder mit verschiedenen elastischen Eigenschaften ausführen zu können, ist die Querblattfeder entlang ihrer Erstreckung ungleichförmig ausgebildet. Insbesondere ist ein mittlerer Bereich der Querblattfeder flach ausgebildet, während ein radseitiger Endbereich der Querblattfeder einen kompakten, vorzugsweise quadratischen oder runden bzw. kreisförmigen Querschnitt aufweist. Der mittlere Bereich der Querblattfeder besitzt dadurch eine hohe Biegsamkeit in eine Richtung, sodass diese die Funktionen einer Feder und eines Stabilisators übernehmen kann. Der Endbereich kann dagegen für alle Belastungsrichtungen steif ausgebildet sein, um so die Bremskräfte und laterale Kräfte aufnehmen zu können. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Endbereich auf Torsion zu beanspruchen, um ebenfalls die Funktion eines Stabilisators darstellen zu können.
-
Die vorbeschriebene Z-Form der Querblattfeder bietet zwar die Möglichkeit, die Querblattfeder an einen vorhandenen Bauraum eines Fahrzeuges angepasst im Bereich einer Fahrzeugvorderachse oder auch im Bereich einer angetriebenen Fahrzeughinterachse anzuordnen. Durch die spezielle Formgestaltung wird die Querblattfeder jedoch insbesondere im Bereich der die im Wesentlichen geraden Abschnitte der Querblattfeder miteinander verbindenden Bögen in unerwünscht hohem Umfang auf Torsion beansprucht, was eine aufwändige Herstellung einer aus in Epoxidharz eingebetteten Glasfasern hergestellten Querblattfeder verursacht und daher Herstellkosten einer solchen Querblattfeder erhöht.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach herstellbare und kostengünstige Fahrzeugachse zur Verfügung zu stellen, die zusätzlich mit geringem Aufwand an im Bereich eines Fahrzeuges vorhandene Bauraumgegebenheiten anpassbar ist und die durch eine gute Fahreigenschaften eines Fahrzeuges gewährleistende Elastokinematik gekennzeichnet ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Fahrzeugachse mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
-
Die erfindungsgemäße Fahrzeugachse ist mit zwei Radträgern ausgebildet, die über eine zwischen den Radträgern verlaufende Querblattfeder miteinander in Verbindung stehen. Des Weiteren ist jeweils im Bereich eines Radträgers ein Dämpfer angebunden. Die Radträger sind über die Querblattfeder und über jeweils wenigstens zwei Querlenker und einen Längslenker mit einer Fahrzeugkarosserie in Wirkverbindung bringbar. Die radführende Querblattfeder ist zur Gewährleistung einer guten Elastokinematik jeweils oberhalb einer Radachse an den Radträgern angebunden, während die Querlenker unterhalb der Radachsen mit den Radträgern in Verbindung stehen.
-
Die Anbindung der Querblattfeder im Bereich der oberen Radhälfte bzw. nahezu direkt oberhalb der Radachsen an den Radträgern führt dazu, dass der sich im Betrieb ergebende Einfluss der Querblattfeder auf die Spur sehr gering ist und eine gezielte Einstellung der Spurkurve über die beiden unteren Querlenker ohne Beeinflussung der Hub- und Wanksteifigkeit möglich ist.
-
Um die Radachse mit geringem Aufwand an vorhandene Bauraumgegebenheiten im Bereich eines Fahrzeuges anpassen zu können, ohne eine gewünscht gute Elastokinematik zu beeinträchtigen, weist die Querblattfeder erfindungsgemäß jeweils zwischen einem Aufbaulager, in dessen Bereich die Querblattfeder mit der Fahrzeugkarosserie in Wirkverbindung bringbar ist, und einem Koppelbereich mit dem Radträger einen in Bezug auf eine Hochachse nach unten weisenden und wenigstens annähernd bogenförmigen Verlauf auf.
-
Der zur Verfügung stehende Bauraum zwischen einem im Bereich der Fahrzeugachse angeordneten Differential und einer Fahrzeugkarosserie wird beispielsweise dann gut genutzt, wenn die Querblattfeder in einer Rückansicht im Bereich ihrer äußeren Schenkel vorzugsweise mit einer Sichelform bzw. einer U-Form ausgeführt ist. Zur Ausgestaltung der Querblattfeder mit den randseitigen sichelförmig ausgeführten Bereichen sind diese entweder mit vier Bögen zur Darstellung einer U-Form oder mit zwei gegenläufigen Bögen zur Darstellung einer Z-Form ausführbar.
-
Des Weiteren weist die Querblattfeder in den zwischen den Aufbaulagern und Radträgern angeordneten Bereichen ein höheres Biegewiderstandsmoment gegenüber Verformungen in Hoch- und Querrichtung auf als im Bereich zwischen den Aufbaulagern, um ein Fahrzeug mit guten Fahreigenschaften zur Verfügung stellen zu können.
-
Die Ausführung der Querblattfeder mit den bogenförmigen Verläufen in den den Radträgern zugewandten Bereichen der Querblattfeder bietet auch dann die Möglichkeit, die Querblattfeder oberhalb der Radachsen an den Radträgern anzubinden, wenn eine Bodengruppe bzw. ein Fahrgestell eines Fahrzeuges in diesem Bereich mit einem eine Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie erhöhenden Fahrzeuglängsträger ausgebildet ist. Zusätzlich bieten die den Fahrzeuglängsseiten zugewandten bogenförmigen Verläufe der Querblattfeder die Möglichkeit, den zwischen den Aufbaulagern angeordneten Bereich der Querblattfeder in Fahrzeughochrichtung mit geringem Abstand unterhalb der Fahrzeugunterseite anzuordnen und somit unterhalb der Querblattfeder wiederum ein Achsdifferential auf bauraumgünstige Art und Weise zwischen den Rädern anzuordnen und somit eine antreibbare Fahrzeugachse, vorzugsweise eine antreibbare Fahrzeughinterachse, darstellen zu können, ohne die Querblattfeder in höherem Umfang auf Torsion zu beanspruchen. Damit ist die Querblattfeder einfach und kostengünstig ausführbar.
-
Da die Querblattfeder in den zwischen den Aufbaulagern und Radträgern angeordneten Bereichen ein höheres Widerstandsmoment gegenüber Verformungen in Hoch- und Querrichtung aufweist als im Bereich zwischen den Aufbaulagern, wird über die Querblattfeder eine hohe Sturzsteifigkeit zur Verfügung gestellt und gleichzeitig in den Bereichen zwischen den Aufbaulagern und den Radträgern eine in Längsrichtung gewünschte biegeweiche Fahrzeugachse geschaffen, um den Fahrkomfort insbesondere beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten in Längsrichtung zu erhöhen.
-
Generell entspricht die erfindungsgemäße Fahrzeugachse einer Mehrlenkerachse mit einem vorzugsweise in Fahrzeugquerrichtung biegeweichen Längslenker und zwei Querlenkern, welche mit einem nicht radführenden Dämpfer ausführbar ist und die grundsätzlich auch als antreibbare Fahrzeugachse ausbildbar ist. Die Fahrzeugachse ist zudem leicht und kostengünstig gestaltbar, da die Funktion eines aus der Praxis bekannten Sturzlenkers bzw. eines oberhalb einer Radachse angeordneten Querlenkers durch die Querblattfeder darstellbar ist. Darüber hinaus ist die Einstellung der Längs- und Quersteifigkeit der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit geringem Aufwand an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall angepasst einstellbar, womit jeweils eine gewünschte Elastokinematik der Fahrzeugachse für ein gutes Fahrverhalten eines mit der Fahrzeugachse ausgeführten Fahrzeuges darstellbar ist.
-
Der Längslenker lässt bei entsprechender Gestaltung vorzugsweise Spur- und Sturzänderungen zu und nimmt hauptsächlich die Längs-, Brems- und Anfahrkräfte auf. Hierfür ist der Längslenker vorzugsweise starr mit dem jeweiligen Radträger, insbesondere einteilig, verbunden, wobei der Längslenker und der Radträger dann jeweils einen sogenannten Schwertlenker ausbilden.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen konstruktiven Ausgestaltung der Fahrzeugachse sind ein Stabilisator, ein Sturzlenker und herkömmliche Aufbaufedern mit geringem konstruktivem Aufwand ersetzbar. Zusätzlich ist auch ein Lenker oder der Dämpfer, an dem sich oftmals Aufbaufedern abstützen, deutlich kostengünstiger und leichter gestaltbar.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse weist die Querblattfeder in den zwischen den Aufbaulagern und Radträgern angeordneten Bereichen ein niedrigeres Biegewiderstandsmoment gegenüber Verformungen in Längsrichtung auf als im Bereich zwischen den Aufbaulagern, womit insbesondere beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten in Längsrichtung ein hoher Fahrkomfort gewährleistet werden kann.
-
Um ein Fahrverhalten in gewünschtem Umfang einzustellen, weist die Querblattfeder bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der Fahrzeugachse in Konstruktionslage zwischen den Aufbaulagern einen im Wesentlichen nach oben oder nach unten weisenden bogenförmigen Verlauf oder einen im Wesentlichen ebenen Verlauf auf.
-
Dies resultiert wiederum aus der Tatsache, dass Bewegungskurven der Anbindungspunkte zwischen der Querblattfeder und den Radträgern, die die Anbindungspunkte bei Ein- und Ausfederbewegungen der Querblattfeder durchlaufen, in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Ausgestaltung der Querblattfeder im Bereich zwischen den Aufbaulagern variieren und die Anbindungspunkte beim Ein- und Ausfedern der Querblattfeder in Bezug auf eine Fahrzeugmitte mehr oder weniger stark in Fahrzeugquerrichtung nach innen gezogen und nach außen gedrückt werden und damit im Betrieb eines Fahrzeuges ein größerer oder kleinerer Einfluss auf den Spur- und Sturzverlauf vorliegt.
-
Weist die Querblattfeder in den zwischen den Aufbaulagern und den Radträgern angeordneten Bereichen einen im Wesentlichen rechteckförmigen oder elliptischen Querschnitt auf und ist ein Verhältnis zwischen einer Höhe und einer Breite des Querschnitts größer 1, vorzugsweise größer 2, ist eine jeweils gewünschte Biegesteifigkeit der Querblattfeder in Fahrzeughochrichtung bei einer gleichzeitig gewünschten Biegsamkeit in Fahrzeuglängsrichtung mit geringem Aufwand und auf bauraumgünstige Art und Weise bei einer vorzugsweisen Verwendung von unidirektionalem Material darstellbar.
-
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse weist die Querblattfeder in dem zwischen den Aufbaulagern angeordneten Bereich einen im Wesentlichen rechteckförmigen oder elliptischen Querschnitt mit einem Verhältnis zwischen einer Höhe und einer Breite des Querschnitts kleiner 1, vorzugsweise kleiner 0,5, auf, um in diesem Bereich eine für ein gutes Eigenlenkverhalten erforderliche Längssteifigkeit im Bereich der Querblattfeder zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig in Fahrzeughochrichtung ein entsprechendes Federverhalten zu gestalten.
-
Alternativ hierzu ist die Querblattfeder in dem zwischen den Aufbaulagern angeordneten Bereich auch mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt ausführbar.
-
Bei einer kostengünstig herstellbaren und mit geringem Aufwand montierbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse ist die Querblattfeder über Gelenkeinrichtungen direkt mit den Radträgern verbunden.
-
Um ein gutes Fahrverhalten zur Verfügung stellen zu können, weist der Längslenker bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse in Hochrichtung ein höheres Biegewiderstandsmoment als in Querrichtung auf.
-
Die erfindungsgemäße Fahrzeugachse ist als ein vormontierbares Modul ausführbar, wenn die Querblattfeder mit einem Hilfsrahmen verbunden ist, der während einer Montage gemeinsam mit der Querblattfeder an einer Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeuges angebaut wird. Neben der Vormontage des Achssystems bildet die Anbindung der Querblattfeder an einen Hilfsrahmen auch die Möglichkeit, die Fahrzeugachse akustisch von der Fahrzeugkarosserie zu entkoppeln.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse weist die Querblattfeder in Querrichtung über ihre Länge eine nicht konstante rechteckige Querschnittsfläche auf, die je nach Anforderung an die Steifigkeit der Querblattfeder ausführbar ist. Dabei variiert das Höhen/Breiten-Verhältnis der Querblattfeder in Fahrzeugquerrichtung und es besteht die Möglichkeit, dass die Querschnittsfläche der Querblattfeder im Bereich zwischen den Aufbaulagern und den Radträgern im Vergleich zu dem Bereich der Querblattfeder zwischen den Aufbaulagern im Wesentlichen um 90° gedreht ist, sodass der Querschnitt der Querblattfeder in den äußeren Bereichen jeweils eine größere Höhe als Breite aufweist. Dadurch wird die Querblattfeder in diesem Bereich in Querrichtung möglichst steif, wodurch eine ausreichende Sturzsteifigkeit der Fahrzeugachse gewährleistet wird. Zusätzlich ermöglicht die geringe Breite in den äußeren Bereichen der Querblattfeder eine gewisse Längsnachgiebigkeit im Schenkel der Querblattfeder.
-
Wird die Querblattfeder geringfügig vor den Radachsen jeweils an den Radträgern angebunden, ist die Federübersetzung kleiner 1 und die Querblattfeder ist biegesteifer auslegbar, womit Vorteile bezüglich der Beanspruchung der Querblattfeder erzielt werden.
-
Dadurch, dass von der Querblattfeder die Funktionalität eines verhältnismäßig kurz ausgeführten Sturzlenkers übernommen wird, ist der Abstand zwischen den Aufbaulagern möglichst groß wählbar. Der zwischen den Aufbaulagern wiederum verhältnismäßig lang ausgeführte Mittelbereich der Querblattfeder ermöglicht ein hohes Verhältnis zwischen einer Wank- und einer Hubsteifigkeit der Fahrzeugachse darzustellen.
-
Ist die Querblattfeder als ein, insbesondere mit Kohle-, Glas- und/oder Aramidfasern, verstärktes Faserverbundbauteil ausgeführt, ist das Gewicht der Fahrzeugachse mit geringem Aufwand reduziert.
-
Bei einer gelenkig am Hilfsrahmen oder der Karosserie und an den Radträgern gelagerten Querblattfeder übernimmt diese nicht nur die Federung sondern zusätzlich auch zumindest teilweise die Radführung. Infolge dessen wird der konstruktive Aufwand der Fahrzeugachse stark reduziert. Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn die gelenkige Verbindung zwischen den Enden der Querblattfeder und dem jeweils zugeordneten Radträger mittels eines Drehgelenks, z. B. eines Kugel- oder eines Gummigelenks, erfolgt.
-
Die Querblattfeder ist bei einer bevorzugten Ausführungsform sowohl in ihrer entspannten Lage als auch in Konstruktionslage mit dem im Wesentlichen nach oben weisenden bogenförmigen Verlauf ausgeführt. Damit wird in Konstruktionslage eine entsprechende Radlast ermöglicht und es ist sowohl das Rollzentrum als auch der Einfluss der Querblattfeder auf den Spurverlauf gezielt einstellbar.
-
Neben der Anbindung der Querblattfeder direkt oberhalb der Radachse an den Radträgern besteht auch die Möglichkeit, die Querblattfeder vor oder hinter den Radachsen mit den Radträgern zu verbinden, wobei der jeweils gewählte Abstand in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Anbindungspunkt der Querblattfeder an den Radträgern einen Einfluss auf das Spurverhalten der Fahrzeugachse im Betrieb eines Fahrzeuges ausübt, der bei der Auslegung der gesamten Elastokinematik der Fahrzeugachse zu berücksichtigen ist.
-
Die vorstehend verwendeten Begriffe Hochachse, Querrichtung und Längsrichtung entsprechen einer Orientierung der Fahrzeugachse im montierten Zustand im Fahrzeug. Dabei entspricht die Hochachse einer Fahrzeughochachse, während unter dem Begriff Querrichtung eine Fahrzeugquerachse verstanden wird. Der Begriff Längsrichtung entspricht in Einbaulage der Fahrzeugachse der Fahrzeuglängsrichtung.
-
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
-
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
-
Es zeigt:
-
1 eine schematisierte dreidimensionale Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse;
-
2a die Fahrzeugachse gemäß 1 aus einer in 1 näher gekennzeichneten Rückansicht IIa;
-
2b die Fahrzeugachse gemäß 1 aus einer in 1 näher gekennzeichneten Draufsicht IIb;
-
2c die Fahrzeugachse gemäß 1 aus einer in 1 näher gekennzeichneten Vorderansicht IIc;
-
3 einen in 1 näher gekennzeichneten Bereich III aus der Rückansicht IIa;
-
4 eine Einzelteilansicht einer Querblattfeder der Fahrzeugachse gemäß 1 aus der Rückansicht IIa;
-
5 eine 4 entsprechende Darstellung der Querblattfeder aus der Draufsicht IIb;
-
6 eine 2c entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse; und
-
7 eine 4 entsprechende Darstellung der Querblattfeder der Fahrzeugachse gemäß 6.
-
1 zeigt eine vereinfachte dreidimensionale Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Fahrzeugachse 1 mit zwei Radträgern 2, die über eine zwischen den Radträgern verlaufende Querblattfeder 3 miteinander in Verbindung stehen. Des Weiteren ist jeweils im Bereich eines Radträgers 2A, 2B ein Dämpfer 4A, 4B angebunden. Der Dämpfer 4A ist lediglich in den 2a bis 2c gezeigt, die die Fahrzeugachse 1 gemäß 1 jeweils aus einer Rückansicht IIa, aus einer Draufsicht IIb und aus einer Vorderansicht IIc darstellen.
-
Wie beispielsweise in 2a dargestellt, ist die Querblattfeder 3 in ihrer Konstruktionslage leicht gebogen. Dies resultiert aus der Tatsache, dass sowohl die Lage des Rollzentrums als auch der Spur- und Sturzverlauf durch die konstruktive Ausführung der Querblattfeder 3 in gewünschtem Umfang einstellbar sind. Zusätzlich ist die Querblattfeder 3 auch in ihrer entspannten Lage gebogen ausgeführt, um eine entsprechende Radlast in Konstruktionslage zu ermöglichen.
-
Die Radträger 2A und 2B sind sowohl über die radführende Querblattfeder 3 als auch über zwei Querlenker 5A, 6A bzw. 5B, 6B und jeweils einen Längslenker 7A, 7B an einer Fahrzeugkarosserie 8 angekoppelt. Die radführende Querblattfeder 3 der als nicht lenkbare und als antreibbare Achse darstellbaren Fahrzeugachse 1 ist jeweils oberhalb einer Radachse 9A, 9B an den Radträgern 2A, 2B angebunden. Die Querlenker 5A, 6A bzw. 5B, 6B stehen jeweils unterhalb der Radachsen 9A, 9B mit den Radträgern 2A, 2B in Verbindung. Die Querblattfeder 3 ist vorliegend über zwei Aufbaulager 10A, 10B entweder direkt karosserieseitig befestigbar oder an einen an sich bekannten Hilfsrahmen montierbar, der wiederum fest mit der Fahrzeugkarosserie 8 verbindbar ist. Dabei besteht die Möglichkeit, im Verbindungsbereich zwischen dem Hilfsrahmen und der Fahrzeugkarosserie 8 eine einen Fahrkomfort erhöhende akustische Entkoppelung vorzusehen, um im Betrieb auftretende Betriebsgeräusche im Bereich der Fahrzeugachse 1 im Wesentlichen nicht in die Fahrzeugkarosserie 8 einzuleiten.
-
Die Längslenker 7A und 7B sind vorliegend starr mit den Radträgern 2A und 2B verbunden, während die Querblattfeder 3 und die Querlenker 5A, 6A bzw. 5B, 6B jeweils im Bereich von Gelenkeinrichtungen 11 bis 13 gelenkig mit den Radträgern 2A, 2B in Verbindung stehen. Zudem besteht die Möglichkeit, die Gelenkeinrichtungen 11 bis 13 entweder als Kugelgelenke oder als Gummilager auszuführen. Die Querlenker 5A bis 6B sind jeweils im Bereich ihrer den Radträgern 2A und 2B abgewandten Enden ebenfalls gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie 8 verbunden und übernehmen wie die Querblattfeder 3 Radführungsfunktionen.
-
Zwischen den Radträgern 2A und 2B ist vorliegend in etwa mittig ein Achsdifferential 14 positioniert, das über eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende und in der Zeichnung nicht näher dargestellte Kardanwelle mit einer Antriebsmaschine eines mit der Fahrzeugachse 1 ausgeführten Fahrzeuges verbunden ist und das über die Kardanwelle anliegende Drehmoment in Fahrzeugquerrichtung über Antriebswellen 15A und 15B in Fahrzeugquerrichtung zu Antriebsrädern 1A und 1B der Fahrzeugachse 1 weiterleitet.
-
Die Querblattfeder 3 ist hierfür unter anderem jeweils zwischen einem Aufbaulager 10A bzw. 10B und einem Koppelbereich mit einem Radträger 2A bzw. 2B mit einem in Bezug auf eine Hochachse z nach unten weisenden und wenigstens annähernd bogenförmigen Verlauf 16A bzw. 16B ausgebildet, während die Querblattfeder 3 zwischen den Aufbaulagern 10A, 10B einen im Wesentlichen nach oben weisenden bogenförmigen Verlauf aufweist. Die bogenförmigen Bereiche 16A und 16B führen vorliegend jeweils an einem Längsträgerprofil 18 der Fahrzeugkarosserie 8 vorbei und sind derart gebogen ausgeführt, dass die Querblattfeder 3 über den gesamten Betriebsbereich der Fahrzeugachse 1, d. h. über den gesamten Ein- und Ausfederweg der Querblattfeder 3 zu keiner Zeit am Längsträgerprofil 18 zum Anliegen kommt.
-
3 zeigt zur Verdeutlichung der jeweiligen Lage der Anbindungsbereiche zwischen der Querblattfeder 3, den Querlenkern 5A, 6A, dem Dämpfer 4A, dem Längslenker 7A und dem Radträger 2A einen in 1 näher gekennzeichneten Bereich III der Fahrzeugachse 1 aus der Ansicht IIa. Die verschiedenen Positionen der Anbindungsbereiche bestimmen in Abhängigkeit der jeweils ausgeführten Steifigkeiten der letztgenannten Bauteile wesentlich die Elastokinematik der Fahrzeugachse 1.
-
Des Weiteren zeigen 4 und 5 jeweils eine Hälfte der Querblattfeder 3 in einer Rück- bzw. in einer Draufsicht. Die Querblattfeder 3 weist in den Bereichen zwischen den Aufbaulagern 10A bzw. 10B und den Radträgern 2A und 2B jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, dessen Höhe größer ist als dessen Breite. Im bogenförmigen Bereich zwischen den Aufbaulagern 10A und 10B ist die Querblattfeder 3 im Querschnitt ebenfalls im Wesentlichen rechteckförmig ausgeführt, wobei dessen Höhe jedoch kleiner als dessen Breite ist. Dadurch wird erreicht, dass die Querblattfeder 3 in ihren wenigstens annähernd sichelförmig ausgeführten Seitenbereichen in Querrichtung der Fahrzeugachse 1 eine hohe Steifigkeit aufweist und eine ausreichende Sturzfestigkeit der Fahrzeugachse 1 gewährleistet ist. Zusätzlich ermöglicht die geringe Breite der Querblattfeder 3 im Bereich der sichelförmigen Verläufe 16A und 16B eine gewisse Längsnachgiebigkeit der Querblattfeder 3 im Bereich ihrer sichelförmigen Schenkel. Durch die zwischen den Aufbaulagern 10A und 10B flache und in Fahrzeuglängsrichtung breite Querschnittsgestaltung der Querblattfeder 3 wird in diesem Bereich eine hohe Steifigkeit der Querblattfeder 3 in Längsrichtung erzielt. Zusätzlich sind die sichelförmigen Bereiche bzw. die bogenförmigen Verläufe 16A und 16B auch in Hochrichtung biegesteif ausgeführt, womit die Querblattfeder 3 insgesamt in Querrichtung eine gewünscht hohe Steifigkeit aufweist.
-
Zwischen den Radachsen 9A und 9B und den Anbindungspunkten der Querblattfeder 3 an den Radträgern 2A und 2B ist in Fahrzeuglängsrichtung ein definierter Versatz vorgesehen. Die Querblattfeder 3 ist bei dem in 1 bis 5 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Fahrzeugachse 1 in Vorwärtsfahrtrichtung geringfügig vor den Radachsen 9A bzw. 9B bzw. den Radmitten der Antriebsräder 1A und 1B angeordnet, womit die Federübersetzung kleiner 1 ist und die Querblattfeder 3 steifer ausgelegt werden kann, um Vorteile bezüglich der Beanspruchung der Querblattfeder 3 zu erzielen.
-
Des Weiteren ist über die Querblattfeder 3 die Funktionalität eines relativ kurzen Sturzlenkers darstellbar, womit der Lagerabstand der Aufbaulager 10A und 10B sehr groß dimensionierbar ist. Durch den verhältnismäßig lang darstellbaren Mittelbereich der Querblattfeder 3 zwischen den Aufbaulagern 10A und 10B ist ein hohes Verhältnis zwischen einer Wank- und einer Hubsteifigkeit darstellbar. Gleichzeitig ist durch die Anbindung der Querblattfeder 3 in den oberen Radhälften der Antriebsräder 1A und 1B und nahezu über den Achsmitten bzw. mit nur geringem Abstand in Fahrzeuglängsrichtung vor den Radachsen 9A und 9B der Einfluss der Querblattfeder 3 auf die Spur der Räder 1A und 1B sehr gering, womit eine gezielte Einstellung der Spurkurve über die beiden unteren Querlenker 5A, 6A bzw. 5B, 6B möglich ist, ohne die Hub- und Wanksteifigkeit des Fahrzeuges dadurch zu beeinflussen.
-
6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Fahrzeugachse 1, deren Querblattfeder 3 im Übergangsbereich zwischen den gebogenen Verläufen 16A und 16B lediglich zwei gegenläufige Bögen aufweist und im Mittelbereich einen großen Radius aufweist, der wiederum nach oben verläuft. Die abweichend gebogene Ausführung der Querblattfeder 3 der Fahrzeugachse 1 gemäß 6 ist ebenfalls in 7 gezeigt, die die Querblattfeder 3 gemäß 6 in einer 4 entsprechenden Darstellung zeigt.
-
Mit der Fahrzeugachse 1 gemäß 1 bzw. gemäß 6 steht jeweils eine nicht lenkbare und beispielsweise angetriebene Fahrzeugachse zur Verfügung, die im Bereich eines Fahrzeuges ein zur Verfügung stehendes Bauraumangebot nutzt und deren Elastokinematik unabhängig von der an den jeweils zur Verfügung stehenden Bauraum angepassten Ausführung in gewünschtem Umfang darstellbar ist. Des Weiteren ist die Fahrzeugachse 1 kostengünstig und mit einem geringen Eigengewicht herstellbar. Dies wird durch die Funktionsintegration von Bauteilen in die Querblattfeder 3 erreicht. So übernimmt die Querblattfeder 3 jeweils sowohl Radführungs- als auch Hub- und Wankfederungsfunktionen, wobei diese im Betrieb hauptsächlich in vertikaler Richtung verformt bzw. bewegt wird.
-
Durch den Einsatz der Fahrzeugachse 1 wird mit geringem konstruktivem Aufwand auf bauraumgünstige Art und Weise beispielsweise auch bei Fahrzeugen ein Hinterradantrieb ermöglicht, bei welchen eine Kardanwelle und ein Differential viel Bauraum im Bereich der Achsmitte beanspruchen. Bei derartigen Fahrzeugen ist es oftmals schwierig, eine Querblattfeder mittig oder nahe vor den Radachsen 9A und 9B zu positionieren.
-
Zudem schränken bei derartigen Fahrzeugen oftmals tiefliegende Karosserielängsträger ein zur Verfügung stehendes Bauraumangebot weiter ein. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Gestaltung der Fahrzeugachse 1 zusätzlich die Möglichkeit, leichte und kostengünstig ausgeführte Dämpfer zu verwenden, da die Dämpfer keine Radführungsaufgaben übernehmen müssen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeugachse
- 1A, 1B
- Antriebsrad
- 2A, 2B
- Radträger
- 3
- Querblattfeder
- 4A, 4B
- Dämpfer
- 5A, 5B
- Querlenker
- 6A, 6B
- Querlenker
- 7A, 7B
- Längslenker
- 8
- Fahrzeugkarosserie
- 9A, 9B
- Radachse
- 10A, 10B
- Aufbaulager
- 11 bis 13
- Gelenkeinrichtung
- 14
- Achsdifferential
- 15A, 15B
- Antriebwelle
- 16A, 16B
- bogenförmiger Verlauf
- 17
- bogenförmiger Verlauf
- 18
- Längsträgerprofil
- z
- Hochachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2002/0000703 A1 [0002]
- EP 1378382 B1 [0004]
