DE102014226225A1

DE102014226225A1 - Radaufhängungsanordnung

Info

Publication number: DE102014226225A1
Application number: DE102014226225.9A
Authority: DE
Inventors: Nils Mühl; Daniel Segler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2034-12-18
Also published as: DE102014226225B4

Abstract

Radaufhängungsanordnung (R) einer Achsanordnung (A) eines Fahrzeugs, die ein Dämpferbein (2) und ein Domlager (1) umfasst. Die Radaufhängungsanordnung (R) umfasst ein biegesteifes Achsversatzelement (13), welches derart zwischen dem Dämpferbein (2) und dem Domlager (1) angeordnet ist, dass zwischen einer Drehachse (12) des Domlagers (1) und einer längsgerichteten Achse (11) des Dämpferbeins (2) ein Achsversatz auftritt. Das Dämpferbein (2) ist an einer einer Radmitte (P) eines Rades (9) der Achsanordnung (A) zugewandten Seite des Achsversatzelements (13) mit dem Achsversatzelement (13) verbunden. Das Domlager (1) ist an einer einer Radmitte (P) eines Rades (9) der Achsanordnung (A) abgewandten Seite des Achsversatzelements (13) mit dem Achsversatzelement (13) verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängungsanordnung für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs mit den oberbegrifflichen Merkmalen nach Anspruch 1.
Radaufhängungen nach dem McPherson-Prinzip sind für Fahrzeugachsanordnungen gängige Praxis. Bei einer konventionellen McPherson-Aufhängung übernehmen die Dämpfer der Achsanordnung die Radführung. Hierbei muss der Dämpfer an dem jeweiligen ihm zugeordneten Rad vorbeigeführt werden. Zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie dienen Domlager, welche koaxial zu den Dämpfern angeordnet sind.
Aus der DE 10 2012 203 382 A1 ist eine Radaufhängung mit einem aufgelösten Querlenker bekannt, der ein Radverbindungsgelenk zum gelenkigen Anbinden des Querlenkers an das Rad aufweist. Der Querlenker wird über zwei Fahrzeugverbindungsgelenke an das Fahrzeug angebunden. Zwei Teilquerlenker sind mit einem Fahrzeugverbindungsgelenk und mit einem Radverbindungsgelenk verbunden. Die Teilquerlenker sind hierbei um eine sich zwischen dem Radverbindungsgelenk und dem Fahrzeugverbindungsgelenk erstreckende Schwenkachse schwenkbar. Dadurch ist ein Fahrzeug mit dieser Radaufhängung besser manövrierbar und der Störkrafthebelarm ist kleiner als bei einer konventionellen Ausführung.
Des Weiteren sind zweiteilige Radträger bekannt, die eine Weiterentwicklung einer herkömmlichen McPherson-Aufhängung darstellen. Diese weisen ein zusätzliches Bauelement, einen sog. Revo-Knuckle auf. Hierbei führen der Querlenker und das Feder-Dämpferbein das Rad, die Lenkachse ist jedoch unabhängig von der Radführung definiert. Hierbei ist der Störkrafthebelarm kleiner als bei einer üblichen McPherson-Aufhängung. Das System weist mehrere zusätzliche Bauelemente auf, welche das Gewicht der gesamten Achsanordnung erhöhen, wobei die zusätzlichen Massen ungefedert sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Radaufhängungsanordnung einer Achsanordnung für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art vorzuschlagen. Hierbei soll ein Störkrafthebelarm einer Lenkachse der Achsanordnung variiert werden können. Des Weiteren soll eine erforderliche Bauhöhe der Radaufhängungsanordnung geringer sein als die erforderliche Bauhöhe einer herkömmlichen Radaufhängungsanordnung. Zudem soll nur ein einzelnes Bauelement mit einer geringen Masse zu der Verbesserung der Radaufhängungsanordnung genutzt werden. Die zusätzliche Masse soll den gefederten Massen zugeordnet werden. Die gesamte Radaufhängungsanordnung soll so kostengünstig wie möglich ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe eine Radaufhängungsanordnung einer Achsanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Eine Radaufhängungsanordnung einer Achsanordnung für ein Fahrzeugs umfasst ein Dämpferbein und ein Domlager. Die Radaufhängungsanordnung umfasst zudem ein Achsversatzelement, welches derart zwischen dem Dämpferbein und dem Domlager angeordnet ist, dass zwischen einer Drehachse des Domlagers und einer längsgerichteten Achse des Dämpferbeins ein Achsversatz auftritt. Das Dämpferbein ist an einer einer Radmitte eines Rades der Achsanordnung zugewandten Seite des Achsversatzelements mit dem Achsversatzelement verbunden. Das Domlager ist an einer einer Radmitte eines Rades der Achsanordnung abgewandten Seite des Achsversatzelements mit dem Achsversatzelement verbunden.
Die Radaufhängungsanordnung ist ein Teil einer Achsanordnung, welche weitere Bauelemente aufweist, beispielsweise einen Stabilisator, ein Lenksystem, wenigstens einen Lenker, beispielsweise einen Querlenker oder eine Querblattfeder, die eine Lenkfunktion übernimmt, zwei Radträger, von welchen jeder mit wenigstens einem Lenker und mit der Radaufhängungsanordnung verbunden ist, und zwei Räder. Die vollständige Achsanordnung weist zwei Radaufhängungsanordnungen auf. Die Achsanordnung ist hierbei entweder eine Frontachsanordnung, wenn der Antrieb des Fahrzeugs über eine Frontachse erfolgt, oder eine Hinterachsanordnung, wenn der Antrieb des Fahrzeugs über eine Hinterachse erfolgt.
Das Dämpferbein und das Domlager sind handelsüblich ausgeführt, wobei das Dämpferbein eine Verbindungsstelle zum Verbinden mit einem Radträger aufweist. Die Verbindung des Dämpferbeins mit dem Achsversatzelement kann entweder direkt oder über ein weiteres Bauelement, beispielsweise einen Federteller, erfolgen. Das biegesteife Achsversatzelement ist als eine Scheibe ausgeformt, deren Grundfläche und deren Deckfläche beispielsweise kreisförmig, elliptisch, rechteckig oder in einer anderen geeigneten Form ausgeformt sein können. Die Grundfläche des Achsversatzelements formt die der Radmitte eines Rades der Achsanordnung zugewandte Seite des Achsversatzelements aus. Die Deckfläche des Achsversatzelements formt die der Radmitte eines Rades der Achsanordnung abgewandte Seite des Achsversatzelements aus.
Die längsgerichteten Achse des Dämpferbeins ist diejenige Achse des Dämpferbeins, die koaxial zu einer Verschiebeachse eines Dämpferkolbens des Dämpferbeins angeordnet ist. Die Verschiebeachse ist diejenige Achse entlang derer sich der Kolben des Dämpferbeins bewegt. Diese längsgerichtete Achse des Dämpferbeins weist einen Achsversatz zu der Drehachse des Domlagers auf, wobei der Achsversatz je nachdem wie stark ein Störkrafthebelarm einer Lenkachse im Vergleich zu einem herkömmlichen McPherson-System verändert, d. h. verringert oder vergrößert, werden soll, für jeden Fahrzeugtyp individuell festgelegt werden kann. Der Achsversatz bezieht sich hierbei auf eine Betrachtung der Radaufhängungsanordnung von einer Fahrzeugfront her. Die Lenkachse ist hierbei definiert als diejenige geometrische Achse, welche durch die Verbindung des Domlagers mit einer Verbindungsstelle des Lenkers mit dem Radträger gebildet wird. Der Störkrafthebelarm ist hierbei derjenige Hebelarm, der auftritt, wenn die Lenkachse nicht durch eine Radmitte verläuft. Der Störkrafthebelarm ist der auftretende Abstand zwischen der Lenkachse und der Radmitte des Rades der Achsanordnung, wobei der Störkrafthebelarm ausgehend von der Radmitte orthogonal zu der Lenkachse ist.
Nach einer ersten Ausführungsform der Radaufhängungsanordnung ist das Dämpferbein in einem Abschnitt von einer Spiralfeder umschlossen, wobei die Spiralfeder koaxial zu der längsgerichteten Achse des Dämpferbeins ist. Das Achsversatzelement weist einen oberen Federteller für die Spiralfeder auf. Durch die zusätzliche Feder ist das Dämpferbein als ein übliches Feder-Dämpferbein, wie beispielsweise bei einer McPherson-Radaufhängung, ausgebildet. Der obere Federteller des Dämpferbeins ist derjenige Federteller des Dämpferbeins, der bei einer Verwendung in der Achsanordnung am weitesten von der Radmitte eines Rades der Achsanordnung entfernt angeordnet ist. Der obere Federteller kann hierbei entweder in dem Achsversatzelement integriert oder als ein separates Bauelement mit dem Achsversatzelement verbunden sein. Ist der obere Federteller in dem Achsversatzelement integriert, ist nur ein einzelnes Bauelement nötig. Der obere Federteller ist somit Teil des Achsversatzelements. Dadurch kann die Gesamtanzahl der Bauelemente der Radaufhängungsanordnung im Vergleich zu einer zweiteiligen Ausgestaltung verringert werden kann, was zu einer Gesamtgewichtsreduktion führt. Das Achsversatzelement ist hierbei derart ausgeformt, dass es die Federtellerfunktion übernehmen kann. Als ein separates Bauelement ist der Federteller mit dem Achsversatzelement direkt, das heißt ohne weitere Zwischenelemente verbunden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Radaufhängungsanordnung ist das Achsversatzelement in Richtung seiner ersten Achse und in Richtung seiner zweiten Achse biegesteif. Die erste Achse und die zweite Achse sind orthogonal zu der längsgerichteten Achse des Dämpferbeins und orthogonal zueinander. Die erste Achse und die zweite Achse des Achsversatzelements formen in anderen Worten eine x-Richtung und eine y-Richtung, in welche das Achsversatzelement orientiert ist, aus. Die erste Achse des Achsversatzelements und die zweite Achse des Achsversatzelements spannen eine Ebene auf. In dieser Ebene ist die Grundfläche des Achsversatzelements angeordnet. Das Achsversatzelement ist in Richtung dieser beiden Achsen biegesteif, d. h. weder in Richtung der ersten Achse noch in Richtung der zweiten Achse ist eine Biegung möglich.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Radaufhängungsanordnung ist das Achsversatzelement in Richtung seiner dritten Achse biegesteif. Die dritte Achse ist parallel zu der längsgerichteten Achse des Dämpferbeins und orthogonal zu der ersten Achse und zu der zweiten Achse des Achsversatzelements. Die dritte Achse formt in anderen Worten eine z-Richtung, in welche das Achsversatzelement orientiert ist, aus. Der Abstand zwischen der Grundfläche und der Deckfläche des Achsversatzelements, d. h. die Höhe des Achsversatzelements orientiert sich entlang der dritten Achse. Das Achsversatzelement ist in Richtung der dritten Achse biegesteif.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Radaufhängungsanordnung ist das Achsversatzelement als ein einstückiges Bauelement eben ausgeformt. Ein einstückiges Bauelement kann zerstörungsfrei nicht mehr weiter in Einzelteile zerlegt werden und besteht aus einem einzelnen Bauteil. Eine ebene Ausformung heißt hierbei, dass das Achsversatzelement eine ebene Scheibe darstellt, deren parallele Grund- und Deckfläche jede in einer einzigen planen Ebene liegen. Bei einem eben ausgeformten Achsversatzelement ist eine Verbindungsstelle, an der das Domlager mit dem Achsversatzelement verbunden ist, in einer Längsrichtung weiter von der Radmitte eines Rades der Achsanordnung entfernt angeordnet als eine Verbindungsstelle, an der das Dämpferbein mit dem Achsversatzelement verbunden ist. Die Längsrichtung bezieht sich hierbei auf die längsgerichtete Achse des Dämpferbeins, d. h. die Längsrichtung ist entlang der längsgerichteten Achse des Dämpferbeins definiert.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Radaufhängungsanordnung ist das Achsversatzelement als ein einstückiges Bauelement wenigstens einfach gekröpft oder gebogen ausgeformt. Eine Verbindungsstelle des Domlagers mit dem Achsversatzelement ist in einer Längsrichtung näher an der Radmitte des Rades der Achsanordnung angeordnet als eine Verbindungsstelle des Dämpferbeins mit dem Achsversatzelement. Ist das Achsversatzelement einfach gekröpft ausgeformt, weist es eine gerade Stufe auf. Das Achsversatzelement kann in zwei Abschnitte aufgegliedert werden. Beide Abschnitte des Achsversatzelements sind als eine ebene Scheibe ausgeformt. Bei der geraden Stufe ist ein Übergang zwischen diesen beiden Abschnitten senkrecht auf dem einen sowie auf dem anderen Abschnitt, wobei der Bereich an dem der eine Abschnitt mit dem Übergang verbunden ist und der Bereich an dem der andere Abschnitt mit dem Übergang verbunden ist jeweils eine Kante bilden. Das gekröpfte Achsversatzelement ist in Richtung eines Rades der Achsanordnung gekröpft. In anderen Worten ist der eine Abschnitt des Achsversatzelements mit dem Dämpferbein verbunden und der andere Abschnitt des Achsversatzelements ist näher an der Radmitte des Rades der Achsanordnung angeordnet als der mit dem Dämpferbein verbundene Abschnitt. Der andere Abschnitt ist mit dem Domlager verbunden.
Ist das Achsversatzelement gebogen ausgeformt, weist es ebenfalls zwei Abschnitte auf. Beide Abschnitte sind als eine ebene Scheibe ausgeformt. Der Übergang zwischen diesen beiden Abschnitten ist gebogen ausgeformt. Dies heißt, dass der Übergangsbereich keine gerade Stufe ausformt, sondern entweder ähnlich einem gebogenen Blech gebogen ist oder sich die Form des gesamten Achsversatzelements in einem Querschnitt einer S-Form annähert. In anderen Worten ist der eine Abschnitt des Achsversatzelements mit dem Dämpferbein verbunden und der andere Abschnitt des Achsversatzelements ist näher an der Radmitte des Rades der Achsanordnung angeordnet als der mit dem Dämpferbein verbundene Abschnitt. Der andere Abschnitt ist mit dem Domlager verbunden.
Die Verbindungsstelle des Domlagers mit dem Achsversatzelement ist sowohl bei dem gekröpften als auch bei dem gebogenen Achsversatzelement näher an der Radmitte eines Rades der Achsanordnung angeordnet als bei einer ebenen Ausführung des Achsversatzelements. Dadurch ist die gesamte Bauhöhe der Radaufhängungsanordnung geringer als bei einer ebenen Ausformung des Achsversatzelements. Durch die geringere Bauhöhe kann für ein Fahrzeug, in dem diese Radaufhängungsanordnung in einer Frontachsanordnung verwendet wird, ein verbesserter Fußgängerschutz realisiert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Radaufhängungsanordnung ist die Verbindungsstelle des Domlagers mit dem Achsversatzelement in einer Querrichtung näher an einem Rad der Achsanordnung, welchem es räumlich am nächsten ist, angeordnet als die Verbindungsstelle des Dämpferbeins mit dem Achsversatzelement. Die Querrichtung bezieht sich hierbei auf eine Drehachse der Räder der Achsanordnung, d. h. die Querrichtung ist entlang der Drehachse der Räder der Achsanordnung definiert.
Durch den somit auftretenden Achsversatz zwischen der längsgerichteten Achse des Dämpferbeins und der Drehachse des Domlagers und dadurch, dass das Domlager näher an dem Rad der Achsanordnung angeordnet ist als bei einem üblichen McPherson-System, ist der Störkrafthebelarm der Lenkachse der Achsanordnung gegenüber einem üblichen McPherson-System verringert. Durch die Verringerung des Störkrafthebelarms wird ein, z. B. an einem üblichen McPherson-System auftretender, sogenannter „Torque-Steer-Effekt“ minimiert oder verhindert. Unter torque-steer ist hierbei ein Antriebseinfluss in die Lenkung eines Fahrzeugs zu verstehen, der bei ungleicher Antriebskraftverteilung des rechten und linken Rades entsteht. Ursache dafür ist, dass die Antriebskräfte mit dem Störkrafthebelarm Drehmomente um die jeweilige Lenkachse erzeugen. Bei ungleicher Antriebskraftverteilung sind die Drehmomente links und rechts unterschiedlich groß, so dass ein Moment in die Lenkung eingebracht wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Radaufhängungsanordnung ist die Verbindungsstelle des Domlagers mit dem Achsversatzelement in der Querrichtung weiter entfernt von einem Rad der Achsanordnung, welchem es räumlich am nächsten ist, angeordnet als die Verbindungsstelle des Dämpferbeins mit dem Achsversatzelement. Durch den somit auftretenden Achsversatz zwischen der längsgerichteten Achse des Dämpferbeins und der Drehachse des Domlagers und dadurch, dass das Domlager weiter von dem Rad der Achsanordnung entfernt angeordnet ist als bei einem üblichen McPherson-System, werden in der Achsanordnung auftretende Querkräfte im Dämpfer kompensiert. Auf Grund dessen kann im Falle eines Feder-Dämpferbeins eine Spiralfeder gerade und koaxial zum Dämpfer ausgeführt sein.
Eine Achsanordnung für ein Fahrzeug umfasst einen Stabilisator, ein Lenksystem, wenigstens einen Lenker, zwei Radträger und zwei Räder, und zwei der eben beschriebenen Radaufhängungsanordnung. Ein erster Radträger ist mit einer ersten der Radaufhängungsanordnungen und ein zweiter Radträger mit einer zweiten der Radaufhängungsanordnung verbunden. Das Lenksystem und der Stabilisator sind mit jedem der beiden Radträger verbunden. Der wenigstens eine Lenker ist ebenfalls mit den Radträgern verbunden. Der Stabilisator, das Lenksystem, der wenigstens eine Lenker und die Radträger sind hierbei handelsüblich ausgeführt.
Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Beispiel für eine Achsanordnung mit einer McPherson-Radaufhängung nach dem Stand der Technik,
2 ein Schema einer Achsanordnung mit einer Radaufhängungsanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 ein Schema einer Achsanordnung mit einer Radaufhängungsanordnung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
4 ein Schema einer Achsanordnung mit einer Radaufhängungsanordnung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Jede Figur ist im Folgenden in einer Ansicht aus Richtung der Fahrzeugfront dargestellt, wobei in jeder Figur einen Querschnitt durch eine Achsanordnung in Konstruktionslage gezeigt ist.
1 zeigt ein Beispiel für eine Achsanordnung A mit einer McPherson-Radaufhängung M nach dem Stand der Technik. Die Achsanordnung A weist zwei Domlager 1, zwei Feder-Dämpferbeine 2 mit je einer Spiralfeder 3, je einem oberen Federteller 4 und je einem unteren Federteller 5, ein Lenksystem 6, einen hier nicht dargestellten Stabilisator, zwei Querlenker 7, zwei Radträger 8 und zwei Räder 9 auf. Zur besseren Übersicht und auf Grund der Symmetrie der Achsanordnung A ist allerdings nur eine Hälfte der Achsanordnung A dargestellt, also nur ein Radträger 8, ein Querlenker 7, eine Hälfte des Lenksystems 6, ein Rad 9 und eine McPherson-Radaufhängung M. Das Feder-Dämpferbein 2 formt zusammen mit dem Domlager 1 eine McPherson-Radaufhängung M aus, welche mit dem Radträger 8 verbunden ist. Das Domlager 1 ist hierbei direkt mit dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins an einer Verbindungsstelle V1 verbunden. Eine Drehachse des Domlagers 1 ist hierbei koaxial einer längsgerichteten Achse des Feder-Dämpferbeins 2.
Die längsgerichtete Achse des Feder-Dämpferbeins 2 ist auf einer Mittelachse der Feder 3 des Feder-Dämpferbeins 2 angeordnet. Der obere Federteller 4 kontaktiert die Spiralfeder 3 und ist weiter von dem Rad 9 der Achsanordnung A entfernt angeordnet als der untere Federteller 5, der ebenfalls die Spiralfeder 3 kontaktiert.
Das Feder-Dämpferbein 2 ist mit dem Radträger 8 verbunden, wobei die Verbindungsstelle oberhalb einer Radmitte des Rades 9, d. h. nahe dem unteren Federteller 5, angeordnet ist. Der Radträger 8 ist mit dem Lenksystem 6 und dem hier nicht dargestellten Stabilisator verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen dem Radträger 8 und dem Lenksystem 6 ist dabei nahe der Radmitte, d. h. näher an der Radmitte als die Verbindungsstelle zwischen dem Feder-Dämpferbein 2 und dem Radträger 8, angeordnet. Der Querlenker 7 ist an einer Verbindungsstelle V2 mit dem Radträger 8 verbunden unterhalb der Radmitte des Rades 9, d. h. am weitesten von dem unteren Federteller 5 entfernt. Das Rad 9 wird von dem Radträger 8 mittels einer Radnabe getragen.
Die Achsanordnung A mit der McPherson-Radaufhängung M weist eine geometrische Lenkachse 10 auf. Diese Lenkachse 10 wird durch die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 mit dem oberen Federteller 4 und durch die Verbindungsstelle V2 des Querlenkers 7 mit dem Radträger 8 definiert. Die dargestellte Achsanordnung A weist einen großen Störkrafthebelarm auf, da die Lenkachse 10 nicht durch einen Radmittelpunkt P verläuft, sondern einen Abstand zu dem Radmittelpunkt P aufweist. Dieser Abstand zwischen dem Radmittelpunkt P und der Lenkachse 10 wird entlang der Drehachse des Rades 9 bestimmt.
2 zeigt ein Schema einer Achsanordnung A mit einer Radaufhängungsanordnung R nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Achsanordnung A entspricht in ihrer Anordnung und in den verwendeten Bauelementen weitestgehend der Achsanordnung A aus 1, wobei statt der McPherson-Radaufhängung eine Radaufhängungsanordnung R verwendet wird. Aus Übersichts- und Symmetriegründen ist wiederum nur eine Hälfte der Achsanordnung A dargestellt. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Feder-Dämpferbein 2 mit einer Spiralfeder 3, einem oberen Federteller 4 und einem unteren Federteller 5 auf, wobei der obere Federteller 4 und der untere Federteller 5 wie bereits in 1 beschrieben angeordnet sind. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Achsversatzelement 13 auf, welches aus einem biegesteifen Material ausgeformt ist. Das Achsversatzelement 13 ist mit dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 verbunden. Das Achsversatzelement 13 ist hierbei eine ebene, d. h. plane Scheibe. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Domlager 1 auf, welches an einer Verbindungsstelle V1 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden ist. Die Radaufhängungsanordnung R weist somit im Gegensatz zu der in 1 beschriebenen McPherson-Radaufhängung das Achsversatzelement 13 als zusätzliches Bauelement und als Teil der gefederten Masse auf. Das Achsversatzelement 13 ist in anderen Worten zwischen dem Domlager 1 und dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 angeordnet. Der obere Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 ist somit an einer der Radmitte P des Rades 9 der Achsanordnung A zugewandten Seite des Achsversatzelements 13 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden. Das Domlager 1 ist an einer der Radmitte P des Rades 9 der Achsanordnung A abgewandten Seite des Achsversatzelements 13 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden.
Die Position des Feder-Dämpferbeins 2 ist hierbei innerhalb der Achsanordnung A identisch mit der Position des Feder-Dämpferbeins 2 innerhalb der Achsanordnung A, welche in 1 beschrieben ist. Das Domlager 1 hingegen und somit die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 mit dem Achsversatzelement 13 ist näher an dem Rad 9 der Achsanordnung A angeordnet als der obere Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2. Die längsgerichtete Achse 11 des Feder-Dämpferbeins 2 ist versetzt zu der Drehachse 12 des Domlagers 1 angeordnet, d. h. diese beiden Achsen 11, 12 weisen einen Achsversatz auf. Die Drehachse 12 des Domlagers 1 ist einer längsgerichteten Radmittelachse durch den Radmittelpunkt P derart angenähert, dass diese beiden Achsen nahezu koaxial sind. Die Achsanordnung A mit der Radaufhängungsanordnung R weist eine geometrische Lenkachse 10 auf. Diese Lenkachse 10 wird durch die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 mit dem oberen Federteller 4 und durch die Verbindungsstelle V2 des Querlenkers 7 mit dem Radträger 8 definiert. Durch den Achsversatz zwischen der Drehachse 12 des Domlagers 1 und der längsgerichteten Achse 11 des Feder-Dämpferbeins 2 ist der Störkrafthebelarm der Lenkachse 10 minimiert und geringer als bei der Achsanordnung A aus 1.
3 zeigt ein Schema einer Achsanordnung A mit einer Radaufhängungsanordnung R nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Achsanordnung A entspricht in ihrer Anordnung und in den verwendeten Bauelementen weitestgehend der Achsanordnung A aus 1, wobei statt der McPherson-Radaufhängung eine Radaufhängungsanordnung R verwendet wird. Aus Übersichts- und Symmetriegründen ist wiederum nur eine Hälfte der Achsanordnung A dargestellt. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Feder-Dämpferbein 2 mit einer Spiralfeder 3, einem oberen Federteller 4 und einem unteren Federteller 5 auf, wobei der obere Federteller 4 und der untere Federteller 5 wie bereits in 1 beschrieben angeordnet sind. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Achsversatzelement 13 auf, welches aus einem biegesteifen Material ausgeformt ist. Das Achsversatzelement 13 ist mit dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 verbunden.
Das Achsversatzelement 13 ist hierbei einfach gekröpft ausgeformt, d. h. es weist eine Stufe auf. Das Achsversatzelement 13 ist in Richtung des Rades 9 gekröpft, d. h. der Abschnitt des Achsversatzelements 13, welcher mit dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 verbunden ist, ist weiter von dem Rad 9 der Achsanordnung A entfernt angeordnet, als der zweite Abschnitt des Achsversatzelements 13, welcher mit einem Domlager 1 an dessen Verbindungsstelle V1 verbunden ist. Die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 ist somit näher an dem Rad 9 der Achsanordnung A angeordnet als die in 2 beschriebene Verbindungsstelle V1. Die Radaufhängungsanordnung R weist somit im Gegensatz zu der in 1 beschriebenen McPherson-Radaufhängung das Achsversatzelement 13 als zusätzliches Bauelement auf. Das Achsversatzelement 13 ist in anderen Worten zwischen dem Domlager 1 und dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 angeordnet. Der obere Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 ist somit an einer der Radmitte P des Rades 9 der Achsanordnung A zugewandten Seite des Achsversatzelements 13 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden. Das Domlager 1 ist an einer der Radmitte P des Rades 9 der Achsanordnung A abgewandten Seite des Achsversatzelements 13 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden.
Die Position des Feder-Dämpferbeins 2 ist hierbei innerhalb der Achsanordnung A identisch mit der Position des Feder-Dämpferbeins 2 innerhalb der Achsanordnung A, welche in 1 beschrieben ist. Das Domlager 1 hingegen und somit die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 mit dem Achsversatzelement 13 ist näher an dem Rad 9 der Achsanordnung A angeordnet als der obere Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2. Die längsgerichtete Achse 11 des Feder-Dämpferbeins 2 ist versetzt zu der Drehachse 12 des Domlagers 1 angeordnet, d. h. diese beiden Achsen weisen einen Achsversatz auf. Die Drehachse 12 des Domlagers 1 ist einer längsgerichteten Radmittelachse durch den Radmittelpunkt P derart angenähert, dass diese beiden Achsen nahezu koaxial sind. Die Achsanordnung A mit der Radaufhängungsanordnung R weist eine geometrische Lenkachse 10 auf. Diese Lenkachse wird durch die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 mit dem oberen Federteller 4 und durch die Verbindungsstelle V2 des Querlenkers 7 mit dem Radträger 8 definiert. Durch den Achsversatz zwischen der Drehachse 12 des Domlagers 1 und der längsgerichteten Achse 11 des Feder-Dämpferbeins 2 ist der Störkrafthebelarm der Lenkachse 10 minimiert und geringer als bei der Achsanordnung A aus 1.
Durch die gekröpfte Ausformung des Achsversatzelements 13 ist die Gesamtbauhöhe der Achsanordnung A gegenüber einer herkömmlichen Achsanordnung A, wie in 1, oder gegenüber einer Achsanordnung A mit einem ebenen Achsversatzelement 13, wie in 2, verringert. Dies ist vor allem in Bezug auf den Sicherheitsaspekt des verbesserten Fußgängerschutzes vorteilhaft.
4 zeigt ein Schema einer Achsanordnung A mit einer Radaufhängungsanordnung R nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Achsanordnung A entspricht in ihrer Anordnung und in den verwendeten Bauelementen weitestgehend der Achsanordnung A aus 1, wobei statt der McPherson-Radaufhängung eine Radaufhängungsanordnung R verwendet wird. Aus Übersichts- und Symmetriegründen ist wiederum nur eine Hälfte der Achsanordnung A dargestellt. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Feder-Dämpferbein 2 mit einer Spiralfeder 3, einem oberen Federteller 4 und einem unteren Federteller 5 auf, wobei der obere Federteller 4 und der untere Federteller 5 wie bereits in 1 beschrieben angeordnet sind. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Achsversatzelement 13 auf, welches aus einem biegesteifen Material ausgeformt ist. Das Achsversatzelement 13 ist mit dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 verbunden. Das Achsversatzelement 13 ist hierbei eine ebene, d. h. plane Scheibe. Die Radaufhängungsanordnung R weist ein Domlager 1 auf, welches an einer Verbindungsstelle V1 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden ist. Die Radaufhängungsanordnung R weist somit im Gegensatz zu der in 1 beschriebenen McPherson-Radaufhängung das Achsversatzelement 13 als zusätzliches, den gefederten Massen zugerechnetes Bauelement auf. Das Achsversatzelement 13 ist in anderen Worten zwischen dem Domlager 1 und dem oberen Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 angeordnet. Der obere Federteller 4 des Feder-Dämpferbeins 2 ist somit an einer der Radmitte P des Rades 9 der Achsanordnung A zugewandten Seite des Achsversatzelements 13 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden. Das Domlager 1 ist an einer der Radmitte P des Rades 9 der Achsanordnung A abgewandten Seite des Achsversatzelements 13 mit dem Achsversatzelement 13 verbunden.
Die Position des Feder-Dämpferbeins 2 ist hierbei innerhalb der Achsanordnung A identisch mit der Position des Feder-Dämpferbeins 2 innerhalb der Achsanordnung A, welche in 1 beschrieben ist. Das Domlager 1 hingegen und somit die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 mit dem Achsversatzelement 13 ist weiter von dem Rad 9 der Achsanordnung A entfernt angeordnet als das Feder-Dämpferbein 2. In anderen Worten ist das Domlager 1 einer Mitte der Achsanordnung A angenähert. Die längsgerichtete Achse 11 des Feder-Dämpferbeins 2 ist versetzt zu der Drehachse 12 des Domlagers 1 angeordnet, d. h. diese beiden Achsen weisen einen Achsversatz auf. Die Achsanordnung A mit der Radaufhängungsanordnung R weist eine geometrische Lenkachse 10 auf. Diese Lenkachse wird durch die Verbindungsstelle V1 des Domlagers 1 mit dem oberen Federteller 4 und durch die Verbindungsstelle V2 des Querlenkers 7 mit dem Radträger 8 definiert. Im Gegensatz zu der Achsanordnung A aus 1, 2 oder 3 ist hier der Störkrafthebelarm der Lenkachse 10 vergrößert. Durch das Annähern des Domlagers 1 an die Mitte der Achsanordnung A und den auftretenden Achsversatz kann die Radaufhängungsanordnung R für eine Querkraftkompensation eingesetzt werden. Das Domlager 1 kann hierbei die auftretenden Querkräfte der Achsanordnung A aufnehmen.
Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Z. B. kann die Spiralfeder entfallen, wenn die Achsanordnung auf anderem Weg gefedert wird. Beispielsweise kann das Achsversatzelement gebogen ausgeführt sein, so dass das Domlager wie bei der gekröpften Ausführung des Achsversatzelements aus 3 näher an dem Rad der Achsanordnung als der obere Federteller des Feder-Dämpferbeins angeordnet werden kann. Außerdem kann der obere Federteller des Feder-Dämpferbeins ein Teil des Achsversatzelement und nicht nur mit diesem verbunden sein. Des Weiteren kann die Ausgestaltung und Anordnung aller Bauelemente der Achsanordnung, außer der Radaufhängungsanordnung, beliebig variiert werden, z. B. kann statt des Querlenkers eine Querblattfeder genutzt werden.
Es ist auch die Kombination aus 3 und 4 möglich. Das heißt ein gekröpftes Achsversatzelement mit innenliegendem Domlager. Zudem kann das Lenksystem weiter von der Radmitte entfernt angeordnet sein, zum Beispiel unterhalb des unteren Querlenkers.
Bezugszeichenliste

A: Achsanordnung
M: McPherson-Radaufhängung
P: Radmitte
R: Radaufhängungsanordnung
V1: Verbindungsstelle (des Domlagers)
V2: Verbindungsstelle (der Radaufhängung)
1: Domlager
2: Dämpferbein
3: Spiralfeder
4: oberer Federteller
5: unterer Federteller
6: Lenksystem
7: Querlenker
8: Radträger
9: Rad
10: Lenkachse
11: längsgerichtete Achse des Feder-Dämpferbeins
12: Drehachse des Domlagers
13: Achsversatzelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012203382 A1 [0003]

Claims

Radaufhängungsanordnung (R) einer Achsanordnung (A) für ein Fahrzeug, umfassend ein Dämpferbein (2) und ein Domlager (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Radaufhängungsanordnung (R) ein Achsversatzelement (13) umfasst, welches derart zwischen dem Dämpferbein (2) und dem Domlager (1) angeordnet ist, dass zwischen einer Drehachse (12) des Domlagers (1) und einer längsgerichteten Achse (11) des Dämpferbeins (2) ein Achsversatz auftritt, wobei das Dämpferbein (2) an einer einer Radmitte (P) eines Rades (9) der Achsanordnung (A) zugewandten Seite des Achsversatzelements (13) mit dem Achsversatzelement (13) verbunden ist und wobei das Domlager (1) an einer einer Radmitte (P) eines Rades (9) der Achsanordnung (A) abgewandten Seite des Achsversatzelements (13) mit dem Achsversatzelement (13) verbunden ist.
Radaufhängungsanordnung (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferbein (2) in einem Abschnitt von einer Spiralfeder (3) umschlossen ist, wobei die Spiralfeder (3) koaxial zu der längsgerichteten Achse (11) des Dämpferbeins ist, und dass das Achsversatzelement (13) einen oberen Federteller (4) für die Spiralfeder (3) aufweist.
Radaufhängungsanordnung (R) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsversatzelement (12) in Richtung seiner ersten Achse und in Richtung seiner zweiten Achse biegesteif ist, wobei die erste Achse und die zweite Achse orthogonal zu der längsgerichteten Achse (11) des Dämpferbeins (2) und orthogonal zueinander sind.
Radaufhängungsanordnung (R) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsversatzelement (12) in Richtung seiner dritten Achse biegesteif ist, wobei die dritte Achse parallel zu der längsgerichteten Achse (11) des Dämpferbeins (2) und orthogonal zu der ersten Achse und zu der zweiten Achse des Achsversatzelements (12) ist.
Radaufhängungsanordnung (R) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsversatzelement (13) als ein einstückiges Bauelement eben ausgeformt ist.
Radaufhängungsanordnung (R) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsversatzelement (12) als ein einstückiges Bauelement wenigstens einfach gekröpft oder gebogen ausgeformt ist, wobei eine Verbindungsstelle (V1) des Domlagers (1) mit dem Achsversatzelement (13) in einer Längsrichtung näher an der Radmitte (P) des Rades (9) der Achsanordnung (A) angeordnet ist als eine Verbindungsstelle des Dämpferbeins (2) mit dem Achsversatzelement (13).
Radaufhängungsanordnung (R) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsstelle (V1) des Domlagers (1) mit dem Achsversatzelement (13) in einer Querrichtung näher an einem Rad (9) der Achsanordnung (A), welchem es räumlich am nächsten ist, angeordnet ist als die Verbindungsstelle des Dämpferbeins (2) mit dem Achsversatzelement (13).
Radaufhängungsanordnung (R) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsstelle (V1) des Domlagers (1) mit dem Achsversatzelement (13) in einer Querrichtung weiter entfernt von einem Rad (9) der Achsanordnung (A), welchem es räumlich am nächsten ist, angeordnet ist als die Verbindungsstelle des Dämpferbeins (2) mit dem Achsversatzelement (A).
Achsanordnung (A) für ein Fahrzeug umfassend einen Stabilisator, ein Lenksystem (6), wenigstens einen Lenker (7), zwei Radträger (8) und zwei Räder (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Achsanordnung (8) zwei Radaufhängungsanordnungen (R) nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist, wobei ein erster Radträger (8) mit einer ersten der Radaufhängungsanordnungen (R) und ein zweiter Radträger (8) mit einer zweiten der Radaufhängungsanordnungen (R) verbunden ist.