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Die Erfindung betrifft einen Radträger eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
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Die Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs umfasst herkömmlicherweise einen Radträger, an dem ein Fahrzeugrad mittels eines Radlagers gelagert ist. Dabei ist der Radträger über sog. Führungsorgane, die beispielsweise als Fahrwerkslenker oder als ein Führungsbahnelement mit Führungselement ausgebildet sein können, beweglich am Fahrzeugaufbau angelenkt. Der Radträger stellt eine gezielte Kraftübertragung der Führungsorgane auf das Fahrzeugrad sicher. Ferner erlaubt der Radträger die Drehung des Fahrzeugrades, lagert die Bremse und bietet Platz für eine mögliche Antriebswelle. Der Radträger trägt zur ungefederten Masse des Kraftfahrzeugs bei, da er sich beim Ein- und Ausfedern mit dem jeweiligen Fahrzeugrad bewegt.
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Die im Reifen aufgebauten Kräfte werden über den Radträger an die Radaufhängung übertragen und an den Fahrzeugaufbau weitergeleitet. Die Führungsorgane übernehmen sowohl die radführenden Aufgaben als auch u. A. die Übertragung von Stabilisator-, Feder- und Dämpfungskräften. An den Verbindungsstellen der Führungsorgane mit dem Fahrzeug-Aufbau, nebengeordnet auch an der Verbindung zwischen den Führungsorganen und dem Radträger, sind Elastomerelemente vorgesehen, die schwingungs- und schalldämpfende Eigenschaften aufweisen, um die Übertragung der von der Fahrbahn induzierten Schwingungen und des Körperschalls auf den Fahrgastraum zu reduzieren. Aus fahrdynamischen Gründen können die Elastomerelemente jedoch nicht immer so weich ausgelegt werden, wie es für eine gute Entkopplung der Schwingungseinträge wünschenswert wäre. Ferner begrenzen diese vorgegebenen Möglichkeiten für die Anordnung von Elastomerelementen die Auslegung der Elastokinematik einer Radaufhängung bzw. eines Achs-Konzeptes zwangsweise.
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Als Verbesserungsmöglichkeit der Auslegung einer Radaufhängung werden im Stand der Technik beispielsweise mehrteilige Radträger vorgeschlagen, die insbesondere weitere Freiheiten hinsichtlich eines Achs-Konzeptes ermöglichen.
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Aus der
DE 10 2009 058 489 A1 ist eine gattungsgemäße Radaufhängung für ein Fahrzeugrad bekannt. Die Radaufhängung weist einen mehrteilig gestalteten Radträger auf, der mit einem radseitigen Trägerteil und einem achsseitigen Führungsteil sowie mit dazwischen angeordneten Drehteilen ausgebildet ist. Im radseitigen Trägerteil ist ein Radlager integriert, in dem ein Radnabenabschnitt eines das Fahrzeugrad tragenden Radflansches drehbar gelagert ist. Am achsseitigen Führungsteil sind die Fahrwerkslenker der Radaufhängung des Fahrzeugs anlenkbar.
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In der
DE 10 2006 054 200 A1 ist ein mehrteiliger Radträger für eine Achse eines mehrspurigen Fahrzeugs beschrieben, an dem eine Tragfeder sowie ein Schwingungsdämpfer abgestützt sind, wobei der Radträger über ein oder mehrere Führungsorgane relativ zum Fahrzeugaufbau geführt ist. Der Radträger weist ein erstes radseitiges Bauteil zur Aufnahme des Rades auf, sowie ein zweites fahrzeugseitiges Bauteil an dem ein Führungsorgan angelenkt ist. Das radseitige und das fahrzeugseitige Bauteil sind über mehrere Elastomerlager miteinander verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radträger der im Patentanspruch 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass im Vergleich zum Stand der Technik der Schwingungseintrag in das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs reduziert und der Fahrkomfort erhöht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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In bekannter Art und Weise ist ein Radträger für eine Radaufhängung eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs mehrteilig aufgebaut. Der Radträger weist ein radseitig angeordnetes Trägerteil auf, das mit einem fahrzeugaufbauseitig angeordneten Führungsteil verbunden ist. Herkömmlicherweise sind das Trägerteil und das Führungsteil über wenigstens ein Lager miteinander verbunden.
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Die beiden Bauteile des Radträgers, d. h. das Trägerteil und das Führungsteil, haben jeweils eine spezifische Funktion auf die sie spezifisch ausgelegt sind. So ist das Trägerteil dazu ausgebildet ein Fahrzeugrad drehbar zu lagern. Dabei kann das Trägerteil beispielsweise eine Radnabe oder eine Radlagereinheit zur Aufnahme des Fahrzeugrades aufweisen. Beim Radträger eines Fahrzeugrades einer Antriebsachse kann das Trägerteil zur Aufnahme der Antriebswelle einen Durchbruch, bzw. eine Durchgangsbohrung, aufweisen.
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Das Führungsteil des Radträgers ist zur Anlenkung wenigstens eines Führungsorgans ausgebildet. Das Führungsorgan kann als ein Fahrwerkslenker oder als ein Führungsbahnelement mit Führungselement ausgebildet sein. Führungsorgane haben die Aufgabe die Fahrzeugräder auf vorgegebenen, nahezu senkrecht stehenden Bahnen gegenüber einem Fahrzeugkörper zu leiten.
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Ferner können auf dem Radträger die Tragfeder und der Schwingungsdämpfer zur Aufnahme der zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Fahrzeugrad übertragenen Vertikalkräfte abgestützt sein. Die Abstützpunkte können jeweils entweder am Trägerteil oder am Führungsteil angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß sind das radseitig angeordnete Trägerteil und das fahrzeugaufbauseitig angeordnete Führungsteil des Radträgers über wenigstens ein Kugelelement, das in einem Kugelschalenelement angeordnet ist, miteinander verbunden. Unter Kugelelemente sind Teile einer Kugel zu verstehen, die entstehen, wenn durch eine Kugel unterschiedliche Schnittflächen gelegt werden. So kann ein Kugelelement beispielsweise als einen Kugelabschnitt, eine Kugelschicht, einen Kugelring, eine Halbkugel, eine Kugel oder dergleichen ausgebildet sein.
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Der erfindungsgemäße Radträger weist wenigstens ein Kugelelement auf, das in einem Kugelschalenelement aufgenommen ist, welches als Gegenstück zum Kugelelement ausgebildet ist. So bildet das Kugelschalenelement eine hohlkugelförmige Schale, die das Kugelelement zumindest teilweise umschließt. Das Kugelschalenelement umschließt das Kugelelement radial und lagert das Kugelelement beweglich.
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Insbesondere kann die Verbindung zwischen dem radseitigen Trägerteil und dem aufbauseitiges Führungsteil mehrere Kugelelemente, die in einem jeweiligen Kugelschalenelement gelagert sind, aufweisen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bildet das Trägerteil ein erstes Kugelelement und das Führungsteil bildet ein dazu korrespondierendes erstes Kugelschalenelement. Alternativ ist es möglich, dass das Führungsteil das erste Kugelelement und das Trägerteil das dazu korrespondierende erste Kugelschalenelement bildet. Beide Möglichkeiten ergeben sich jeweils durch konstruktive Umgebungen und / oder gewünschte Eigenschaften.
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Dabei weist das als erstes Kugelschalenelement oder erstes Kugelelement ausgebildete Trägerteil entweder eine Radnabe oder eine Radlagereinheit zur Aufnahme des Fahrzeugrades auf. Das Führungsteil, das als komplementäres Gegenstück zum Trägerteil als erstes Kugelelement oder als erstes Kugelschalenelement ausgebildet ist, weist Anbindungspunkte zur Anlenkung von Führungsorganen auf. Ferner ist das Führungsteil bei einem angetriebenen Fahrzeugrad zur Aufnahme der Antriebswelle ausgebildet.
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Eine wesentliche Aufgabe der Verbindung des radseitigen und des fahrzeugaufbauseitigen Bauteils des Radträgers ist die Übertragung von drei Kraftkomponenten zwischen den beiden Bauteilen. Bei dem erfindungsgemäßen Radträger ist die Kraftübertragung durch das erste Kugelelement und das korrespondierende erste Kugelschalenelement durchgeführt. Dabei sind die Übergänge der Verbindung zwischen dem Trägerteil und dem Führungsteil verrundet, so dass in vorteilhafter Weise eine Überhöhung von Spannungsspitzen bei der Kraftübertragung vermieden ist.
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Das erste Kugelelement und das korrespondierende Kugelschalenelement bilden ein erstes Kugel-Kugelschalen-Paar. Das erste Kugel-Kugelschalen-Paar ist zentral am Radträger angeordnet und dient als Hauptverbindung zwischen Trägerteil und Führungsteil. Dabei stellt das erste Kugel-Kugelschalenpaar die Übertragung der drei Kraftkomponenten im Radträger sicher.
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Durch die Geometrie eines in einem Kugelschalenelement gelagerten Kugelelements, sind das Führungsteil und das Trägerteil des Radträgers prinzipiell dreiachsig zueinander drehbar und in alle Kraftrichtungen voneinander entkoppelt. Das erste Kugelschalenelement weist einen größeren Innenradius auf als ein Außenradius des ersten Kugelelements. Auf diese Weise entsteht ein Luftvolumen zwischen einer Außenfläche des Kugelelements und der inneren Oberfläche des Kugelschalenelements, das ein Spiel in der Führung des ersten Kugelelements im ersten Kugelschalenelement zur Folge hat. Aufgrund der Differenz der jeweiligen Radien sind das Trägerteil und das Führungsteil des Radträgers voneinander entkoppelt. So bildet das zentrale erste Kugel-Kugelschalen-Paar die Basis der Entkopplung des Radträgers, wodurch der Schwingungseintrag, beispielsweise von Reifen- und Felgenschwingungen, in das Fahrwerk reduziert ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erste Kugel-Kugelschalen-Paar zwischen einer Oberfläche des Kugelelements und einer Oberfläche des Kugelschalenelements ein Entkopplungselement auf. Das Spiel in der Führung des ersten Kugelelements im korrespondierenden Kugelschalenelement ist durch die Differenz der jeweiligen Radien herbeigeführt, und ermöglicht die Integration des Entkopplungselements zwischen dem Trägerteil und dem Führungsteil innerhalb des Radträgers. Das Entkopplungselement ermöglicht, dass die drei auf den Radträger wirkenden Kraftrichtungen größtenteils entkoppelt wirken. Dadurch gibt das Entkopplungselement einem Schwingungssystem des mehrteilig ausgebildeten Radträgers ein abklingendes Bewegungsprofil. Das innerhalb des Radträgers angeordnete Entkopplungselement reduziert in vorteilhafter Weise den Schwingungseintrag von Reifen- und Felgenschwingungen in den Fahrzeugaufbau, und erhöht somit den Fahrkomfort.
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Vorzugsweise ist das Entkopplungselement als ein Feder- und / oder Dämpferelement ausgebildet. Um die Übertragung von mechanischen Schwingungen zwischen dem Trägerteil und dem Führungsteil des Radträgers zu verringern, kann das Entkopplungselement in Form von Federung und / oder Dämpfung arbeiten.
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Insbesondere kann das Entkopplungselement als ein Dämpferelement, das aus einem Elastomer hergestellt ist, ausgebildet sein. Elastomere sind elastische, flexible Werkstoffe mit hoher Dämpfungseigenschaft, die in vorteilhafter Weise nach einer Verformung aufgrund ihrer hohen Rückstellkräfte wieder ihre ursprüngliche Geometrie annehmen. Das elastomere Entkopplungselement kann beispielsweise als eine oder mehrere schwingungsmindernde Schichten zwischen dem ersten Kugelelement und dem ersten Kugelschalenelement angeordnet sein. Die Schicht kann insbesondere ringförmig zwischen dem ersten Kugelelement und dem ersten Kugelschalenelement angeordnet sein. In vorteilhafter Weise ergibt sich über ein zwischen dem ersten Kugelschalenelement und dem ersten Kugelelement angeordneten elastomeren Entkopplungselement die Möglichkeit die elastokinematischen Eigenschaften des Fahrzeugs zusätzlich zu beeinflussen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das Trägerteil und das Führungsteil über mindestens ein zweites Kugel-Kugelschalen-Paar verbunden, wobei das zweite Kugel-Kugelschalen-Paar mit dem ersten Kugel-Kugelschalen-Paar verbunden ist. Über das erste Kugel-Kugelschalen-Paar ist die zentrale Verbindung zwischen dem Trägerteil und dem Führungsteil hergestellt. Dabei stellt das erste Kugel-Kugelschalen-Paar die Übertragung der drei Kraftkomponenten zwischen dem Trägerteil und dem Führungsteil sicher. Neben diesen Kräften sind die drei übrigen Bewegungsfreiheitsgrade, d. h. die Momentenrichtungen, durch wenigstens ein zweites Kugel-Kugelschalen-Paar aufgenommen, das eine zusätzliche Verbindung des Trägerteils mit dem Führungsteil des Radträgers darstellt. Insbesondere weist der Radträger zwei zusätzliche Verbindungen auf, die jeweils durch ein zweites Kugel-Kugelschalen-Paar erfolgen. Jede der zusätzlichen Verbindungen durch ein zweites Kugel-Kugelschalen-Paar verhindert weitestgehend eine Drehbewegung des Trägerteils und / oder des Führungsteils um jeweils zwei der drei Rotationsachsen. Der Radträger soll zwar die Drehbewegung des Fahrzeugrades erlauben, aber die Bewegungsfreiheitsgrade der drei Momentenrichtungen des Trägerteils und / oder des Führungsteils sind durch die zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare festgehalten.
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Bevorzugt weist jedes zweite Kugel-Kugelschalen-Paar jeweils ein mit dem ersten Kugelelement verbundenes zweites Kugelelement auf, das in einem zweiten Kugelschalenelement gelagert ist, welches an dem das erste Kugelschalenelement ausbildenden Trägerteil oder Führungsteil angeordnet ist. Das zweite Kugelelement kann beispielsweise mittels eines Kugelzapfens mit dem ersten Kugelelement verbunden sein. Der Kugelzapfen kann sich aus dem ersten Kugelelement heraus erstrecken, so dass das zweite Kugelelement peripher zum zentralen ersten Kugelelement angeordnet ist. Der Kugelzapfen erstreckt sich in Richtung des ersten Kugelschalenelement ausbildenden Trägerteils oder Führungsteils, so dass das mit dem Kugelzapfen verbundene periphere zweite Kugelelement in einem zweiten Kugelschalenelement lagert, das an jeweils dem Bauteil des Radträgers angeordnet ist, das das erste Kugelschalenelement ausbildet.
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Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Radträgers sind über die Anzahl der zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare, über ihre Positionen am Radträger, die Größe der Kugelelemente / Kugelschalenelemente, und die Rundheit der Kugelelemente / Kugelschalenelemente definiert. Als Randbedingungen für das Gesamtkonstrukt des mehrteiligen Radträgers, der ein erstes sowie wenigstens ein zweites Kugel-Kugelschalen-Paar zur Verbindung des Trägerteils mit dem Führungsteil aufweist, gelten die fahrzeugtypischen Lastannahmen, bspw. statisches Halten des Fahrzeuggewichtes, Abstützen von Kräften bei Kurvenfahrten, Übertragen von Brems- und Antriebsmomenten, Robustheit gegen Versagen bei Fehlbenutzung, usw.
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Bevorzugt ist das zweite Kugel-Kugelschalen-Paar in einem Gehäuse angeordnet. Das zweite Kugelschalenelement ist vorzugsweise an dem Bauteil des Radträgers angeordnet, das das erste Kugelschalenelement ausbildet. Das jeweilige Bauteil des Radträgers kann das Gehäuse des zweiten Kugel-Kugelschalen-Paares bilden. Es ist beispielsweise möglich, dass das Gehäuse einteilig mit dem jeweiligen Bauteil hergestellt ist. Das Gehäuse kann sich beispielsweise im Wesentlichen koaxial zu dem das zweite Kugelelement tragenden, nach außen abstehenden Kugelzapfen erstrecken. Ein Freiraum zwischen dem zweiten Kugelelement und einer inneren Gehäusewand des Gehäuses kann mit einem Gehäusematerial ausgefüllt sein, so dass das zweite Kugelelement von einer hohlkugelförmigen Aussparung des Gehäusematerials, die das zweite Kugelschalenelement ausbildet, umgeben ist. Alternativ kann das Gehäuse beispielsweise an das jeweilige Bauteil des Radträgers angegossen oder angespritzt sein.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, die einen erfindungsgemäßen mehrteiligen Radträger umfasst.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Radträgers;
- 2 eine Seitenansicht auf den erfindungsgemäßen Radträger nach 1;
- 3 eine Schnittansicht A-A des erfindungsgemäßen Radträgers nach 2; und
- 4 eine Schnittansicht B-B des erfindungsgemäßen Radträgers nach 2.
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1 bis 4 zeigen in einer schematischen Darstellung einen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Radträger für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs.
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In 1 ist eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Radträgers 10 in einer seitlichen Draufsicht gezeigt. Der Radträger 10 ist mehrteilig ausgebildet, und weist zwei Bauteile auf. Das erste Bauteil ist ein radseitig angeordnetes Trägerteil 12 und das zweite Bauteil ist ein Führungsteil 14, das fahrzeugaufbauseitig angeordnet ist. Vorliegend ist das Trägerteil 12 des Radträgers 10 als ein erstes Kugelelement 18 ausgebildet. Das fahrzeugaufbauseitig angeordnete Führungsteil 14 des Radträgers 10 bildet vorliegend ein erstes Kugelschalenelement 16, in dem das erste Kugelelement 18 des Trägerteils 12 aufgenommen ist. Das Kugelelement 18 ist vorliegend in der Form einer Kugelschicht ausgebildet, die unter Zwischenlage eines Entkopplungselements 20, das vorliegend als Elastomer 20 ausgebildet ist, vom Kugelschalenelement 16 radial umschlossen ist. Das erste Kugelelement 18 und das korrespondierende Kugelschalenelement 16 bilden ein erstes Kugel-Kugelschalen-Paar 17, das zentral am Radträger angeordnet ist und über welches das Trägerteil 12 und das Führungsteil 14 des Radträgers 10 verbunden sind. Das erste Kugel-Kugelschalen-Paar 17 stellt die Basis der Entkopplung des Radträgers 10 dar.
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Die beiden Bauteile 12, 14 des Radträgers 10 haben jeweils eine spezifische Funktion auf die sie spezifisch ausgelegt sind. Am Kugelelement 18 des Trägerteils 12 kann ein hier nicht dargestelltes Fahrzeugrad unter Zwischenlage von Bremsscheiben 22 angeflanscht werden. Das Kugelelement 18 weist vorliegend einen Durchbruch 36 auf, in dem unter Zwischenschaltung eines Lagers 37 eine das Fahrzeugrad antreibende Antriebswelle aufnehmbar ist, die vorliegend ebenfalls nicht dargestellt ist.
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Das Führungsteil 14 weist einen sich in Fahrzeughochrichtung z erstreckenden Schenkel 52 auf, der einen Anbindungspunkt 24 zur Anlenkung eines hier nicht dargestellten Führungsorgans aufweist. Am Führungsteil 14 sind ein Abstützpunkt 30 für einen Schwingungsdämpfer und ein Abstützpunkt 28 für eine Tragfeder, sowie ein Anbindungspunkt 26 für einen unteren Fahrwerkslenker angeordnet.
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Ferner weist das Führungsteil 14 zwei Gehäuse 32, 34 in denen jeweils ein zweites Kugel-Kugelschalen-Paar 42, 44 angeordnet ist. Die zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 dienen zur Verbindung des Trägerteils 12 mit dem Führungsteil 14, wobei sie auch mit dem ersten Kugel-Kugelschalen-Paar 17 verbunden sind, um die Momentenrichtungen des Trägerteils 12 und / oder des Führungsteils 14 weitestgehend festzuhalten, wie in 3 und 4 näher beschrieben ist.
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In 2 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Radträgers 10 nach 1 dargestellt. Das radseitig angeordnete Trägerteil 12 ist als erstes Kugelelement 18 ausgebildet und das fahrzeugaufbauseitig angeordnete Führungsteil 14 weist das erste Kugelschalenelement 16 auf. Das erste Kugelelement 18 und das erste Kugelschalenelement 16 bilden das erste Kugel-Kugelschalen-Paar 17, das die zentrale Verbindung des mehrteiligen Radträgers 10 darstellt und die Übertragung der drei Kraftkomponenten zwischen dem Trägerteil 12 und dem Führungsteil 14 sicherstellt. Das erste Kugelelement 18 ist unter Zwischenlage eines Elastomers 20 vom ersten Kugelschalenelement 16 radial umschlossen.
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Am ersten Kugelelement 18 sind die Bremsscheiben 22 angeordnet. Das erste Kugelelement 18 weist einen Durchbruch 36 auf, der unter Zwischenschaltung eines Lagers 37 zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten Gelenkzapfens der Antriebswelle dient, die das Fahrzeugrad antreibt.
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Das Führungsteil 14 weist Anbindungspunkte 24, 26 zur Anlenkung von Führungsorganen auf, die insbesondere als Fahrwerkslenker ausgebildet sind. Ferner weist das Führungsteil 14 Abstützpunkte 28, 30 auf, die jeweils zur Anordnung der Tragfeder und des Schwingungsdämpfers dienen. Weiterhin weist das Führungsteil 14 vorliegend zwei Gehäuse 32, 34 auf in denen jeweils das zweite Kugel-Kugelschalen-Paar 42, 44 aufgenommen ist.
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In 3 ist eine Schnittansicht A-A des erfindungsgemäßen Radträgers 10 gemäß 2 gezeigt, wobei die Darstellung ohne das im Trägerteil 12 angeordnete Lager 37 gezeigt ist.
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Der Radträger 10 weist ein Trägerteil 12 sowie ein Führungsteil 14 auf. Das Führungsteil 14 ist mit einem ersten Kugelschalenelement 16 ausgebildet, in dem das Trägerteil 12, das als erstes Kugelelement 18 ausgebildet ist, angeordnet ist. Das Kugelelement 18 ist in der Form einer Kugelschicht ausgebildet, die einen balligen Bereich 40 aufweist. Der ballige Bereich 40 ist vom Kugelschalenelement 16 radial umschlossen. Das erste Kugelelement 18 und das korrespondierende Kugelschalenelement 16 bilden zusammen das erste Kugel-Kugelschalen-Paar 17, das die zentrale Verbindung des Trägerteils 12 und des Führungsteils 14 des Radträgers 10 darstellt. Die verrundeten Übergänge zwischen dem ersten Kugelelement 18 und dem ersten Kugelschalenelement 16 erzielen ein erhöhtes Maß an Entkopplung der auf den Radträger 10 wirkenden Kräfte in drei Kraftrichtungen. So sind die Kräfte zwischen dem Trägerteil 12 und dem Führungsteil 14 ohne Überhöhung von Spannungsspitzen übertragbar.
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Der Außenradius des ersten Kugelelements 18 ist kleiner ausgebildet als der Innenradius des ersten Kugelschalenelements 16. Auf diese Weise ist ein Luftvolumen zwischen dem ersten Kugelelement 18 und dem ersten Kugelschalenelement 16 gebildet, wodurch das Trägerteil 12 und das Führungsteil 14 des Radträgers 10 voneinander entkoppelt sind. Die Lagerung des radseitig angeordneten Trägerteils 12 im fahrzeugaufbauseitig angeordneten Führungsteil 14 des Radträgers 10 weist also ein Spiel auf. Das ermöglicht die Einführung des Entkopplungselements 20 zwischen dem ersten Kugelelement 18 und dem ersten Kugelschalenelement 16. Über das Entkopplungselement 20 ist die Entkopplung der beiden Bauteile 12, 14 des Radträgers 10 gedämpft und / oder gefedert. Das Entkopplungselement 20 ist vorliegend als eine Elastomerschicht 20 ausgebildet. Die Anordnung einer elastomeren Zwischenschicht zwischen dem Trägerteil 12 und dem Führungsteil 14 bietet die Möglichkeit die elastokinematischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs zusätzlich zu beeinflussen.
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Das Trägerteil 12 und das Führungsteil 14 des Radträgers 10 sind für ihre spezifischen Funktionen ausgelegt. So weist das radfeste Trägerteil 12 eine Radlagereinheit 38 zur Aufnahme des hier nicht dargestellten Fahrzeugrades auf, sowie einen Durchbruch 36, der zur Aufnahme der hier nicht dargestellten Antriebswelle dient, die das Fahrzeugrad antreibt.
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Das Führungsteil 14 ist dazu ausgebildet, den Radträger 10 mit dem Fahrzeugaufbau zu verbinden und weist dazu Anbindungspunkte 24, 26 zur Anlenkung der Führungsorgane auf. Ferner sind am Führungsteil 14 Abstützpunkte 28, 30 für jeweils die Tragfeder und den Schwingungsdämpfer angeordnet.
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Weiterhin sind das Trägerteil 12 und das Führungsteil 14 vorliegend über zweite Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 miteinander verbunden, wobei die zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 jeweils mit dem ersten Kugel-Kugelschalen-Paar 17 verbunden sind. Vorliegend weist das zweite Kugel-Kugelschalen-Paar 42 einen mit dem ersten Kugelelement 18 verbundenen Kugelzapfen 46 auf, an dem ein zweites Kugelelement 48 angeordnet ist. Der Kugelzapfen 46 erstreckt sich aus dem ersten Kugelelement 18 heraus in Fahrzeughochrichtung z zum Führungsteil 14 hin, so dass das zweite Kugelelement 48 peripher zum zentralen ersten Kugelelement 18 angeordnet ist. Das zweite Kugelelement 48 ist in einem zweiten Kugelschalenelement 50 gelagert, das vorliegend am Führungsteil 14 angeordnet ist. Das zweite Kugel-Kugelschalen-Paar 42 ist in einem Gehäuse 32 am Führungsteil 14 angeordnet, wobei das Führungsteil 14 vorliegend das Gehäuse 32 ausbildet.
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In 4 ist eine Schnittansicht B-B des erfindungsgemäßen Radträgers 10 gemäß 2 gezeigt. Gut zu erkennen ist, dass der mehrteilige Radträger 10 ein radseitig angeordnetes Trägerteil 12 und ein fahrzeugaufbauseitiges Führungsteil 14 aufweist, die voneinander entkoppelt sind. Die Basis der Entkopplung stellt das zentrale erste Kugel-Kugelschalen-Paar 17 dar, das das erste Kugelschalenelement 18 in dem das erste Kugelelement 18 unter Zwischenschaltung eines Elastomers 20 gelagert wird, umfasst. Das zentral am Radträger 10 angeordnete erste Kugel-Kugelschalen-Paar 17 stellt die Hauptverbindung zwischen dem Trägerteil 12 und dem Führungsteil 14 dar und stellt auch die Kraftübertragung der drei Kraftkomponenten zwischen den beiden Bauteilen 12, 14 des Radträgers 10 sicher.
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Neben den Kräften sind die drei übrigen Bewegungsfreiheitsgrade, d. h. die drei Momentenrichtungen, durch die zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 aufgenommen. Vorliegend ist eine Verbindung zwischen dem zentralen ersten Kugel-Kugelschalen-Paar 17 und dem zweiten Kugel-Kugelschalen-Paar 44 dargestellt. Das zweite Kugel-Kugelschalen-Paar 44 weist einen mit einem zweiten Kugelelement 48 verbunden Kugelzapfen 46 auf, der mit dem ersten Kugelelement 18 verbunden ist, ähnlich wie schon in 3 beschrieben wurde. Vorliegend erstreckt sich der Kugelzapfen 46 in Fahrzeuglängsrichtung X weg vom ersten Kugelelement 18, so dass das zweite Kugelelement 48 peripher zum ersten Kugelelement 18 angeordnet ist. Das periphere zweite Kugelelement 48 ist in einer im Gehäuse 34 angeordneten peripheren Kugelschale 50 gelagert, wobei das Gehäuse 34 vorliegend vom Führungsteil 14 ausgebildet ist.
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Die in 3 und 4 dargestellten zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 verbinden das Trägerteil 12 mit dem Führungsteil 14 des Radträgers 10 zusätzlich zur zentralen Verbindung der beiden Bauteile 12, 14 über das erste Kugel-Kugelschalenpaar 17. Die zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 sind mit dem ersten Kugel-Kugelschalenpaar 17 verbunden. Abhängig von der Anzahl der zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 sowie deren Positionen am Radträger 10, halten sie die drei Bewegungsfreiheitsgrade der Momentenrichtungen des Trägerteil 12 und / oder des Führungsteil 14 des Radträgers 10 fest. Die zweiten Kugel-Kugelschalen-Paare 42, 44 verhindern weitestgehend eine Drehbewegung des Trägerteils 12 und / oder des Führungsteils 14 um jeweils zwei der drei Rotationsachsen.
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Die Eigenschaft des gesamten erfindungsgemäßen Radträgers sind ferner über die Größe sowie die Rundheit der Kugelelemente 18, 48 und deren korrespondierenden Kugelschalenelemente 16, 50 definiert, sowie über das Entkopplungselement 20, das zwischen dem Trägerteil 12 und dem Führungsteil 14 des Radträgers angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009058489 A1 [0005]
- DE 102006054200 A1 [0006]
