DE102021208304A1

DE102021208304A1 - Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer Blattfedereinrichtung je Radseite

Info

Publication number: DE102021208304A1
Application number: DE102021208304.8A
Authority: DE
Inventors: Konrad Weigmann; Florian Glaubitz; Sascha Barton-Zeipert; Michael Schiewek; Sierk Fiebig; Björn Mennenga; Vicky Rosenmeyer; Stefan Wolf; Niklas Hartrumpf; Christian Müller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2041-07-31
Also published as: DE102021208304B4

Abstract

Eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung (1) weist je Radseite eine Blattfedereinrichtung (10) auf. Die Blattfedereinrichtung umfasst eine erste Blattfeder (11) aus faserverstärktem Kunststoff, und eine zweite Blattfeder (12) aus faserverstärktem Kunststoff, wobei die erste Blattfeder (11) und die zweite Blattfeder (12) an einem jeweils ersten Ende (11a, 12a) zusammengeführt sind, um eine V-förmige Struktur zu bilden. Weiterhin ist eine erste Befestigungseinrichtung (13) zur schwenkbaren fahrzeugaufbauseitigen Abstützung vorgesehen, welche die ersten, zusammengeführten Enden (11a, 12a) der ersten und zweiten Blattfeder (11, 12) aufnimmt und ein Lager (13d) zur schwenkbaren fahrzeugaufbauseitigen Abstützung um eine Drehachse (A) aufweist. Die ersten Befestigungseinrichtungen (13) beider Blattfedereinrichtungen (10) sind derart miteinander gekoppelt, um gleichsinnig um ihre jeweilige Drehachse (A) zu verschwenken. An einer der ersten Befestigungseinrichtungen (13) greift ein Aktuator (16) zur Einleitung eines Drehmoments um die Drehachse (A) der betreffenden Befestigungseinrichtung (13) an.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer Blattfedereinrichtung je Radseite, wobei jede Blattfedereinrichtung umfasst: eine erste Blattfeder aus faserverstärktem Kunststoff, eine zweite Blattfeder aus faserverstärktem Kunststoff, wobei die erste Blattfeder und die zweite Blattfeder an einem jeweils ersten Ende zusammengeführt sind, um eine V-förmige Struktur zu bilden, und eine erste Befestigungseinrichtung, welche die ersten, zusammengeführten Enden der ersten und zweiten Blattfeder aufnimmt, und ein Lager zur schwenkbaren fahrzeugaufbauseitigen Abstützung um eine Drehachse aufweist, wobei die ersten Befestigungseinrichtungen beider Blattfedereinrichtungen derart miteinander gekoppelt sind, um gegensinnig um ihre jeweilige Drehachse zu verschwenken.
Eine gattungsgemäße Kraftfahrzeug-Radaufhängung ist aus DE 10 2016 220 325 A1 bekannt und in 3 dargestellt. Die Blattfedereinrichtungen 10 beider Radseiten weisen dabei mit den Spitzen ihrer V-Form, d.h. den ersten Enden 11a, 12a der ersten und zweiten Blattfedern 11, 12, zueinander, so dass sich bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung eine X-förmige Blattfederanordnung ergibt, wobei die zweiten Blattfedern 12 in Vertikalrichtung über den ersten Blattfedern 11 angeordnet sind. Die ersten, in Einbaulage untenliegenden Blattfedern 11 sind jeweils mit einem zweiten Ende 11 b mit einem Radträger 20 gekoppelt, während die zweiten, in Einbaulage obenliegenden Blattfedern 12 fahrzeugaufbauseitig abgestützt sind. Gemäß einer Ausführungsvariante in DE 10 2016 220 325 A1 ist vorgesehen, die ersten Befestigungseinrichtungen 13 beider Blattfedereinrichtungen 10 über ein Gelenk 17 in Fahrzeugmitte miteinander zu koppeln, so dass ein Stabilisator als gesondertes Bauteil entfallen kann. Durch diese Kopplung wird ein wechselseitiges Einfedern der Blattfedereinrichtungen 10 vermindert und die Gesamtfederrate im Vergleich zu einer Anordnung ohne Kopplung erhöht.
Aus DE 10 2018 206 023 A1 ist bekannt, in eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer X-förmigen Blattfederanordnung eine Standhöhenanpassung zu integrieren. Hierzu ist ein Koppelelement vorgesehen, welches das freie zweite Ende der zweiten Blattfeder von unten gegen einen Abschnitt des Fahrzeugaufbaus abstützt. Dieses Koppelelement ist in seiner Axiallänge verstellbar, wodurch die Standhöhe des Kraftfahrzeugs eingestellt werden kann. Insbesondere kann die Axiallänge mittels eines Motors verstellt werden. Die Verstellung erfolgt hierbei gegen die Federkraft der Blattfedereinrichtung, zu welcher das Koppelelement in Reihe geschaltet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Alternativen zu einer effizienteren Standhöheneinstellung bei einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer X-Blattfederanordnung aufzuzeigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass an einer der ersten Befestigungseinrichtungen ein Aktuator zur Einleitung eines Drehmoments um die Drehachse der betreffenden Befestigungseinrichtung angreift.
Durch entsprechende Ansteuerung des Aktuators kann eine Standhöheneinstellung vorgenommen werden. Da die Befestigungseinrichtungen beider Radseiten miteinander verkoppelt sind, wirkt sich ein Moment auf beide Radseiten aus. Durch eine Momentenerhöhung kann das Fahrzeug angehoben werden.
Zur Standhöheneinstellung ist im Unterschied zu DE 10 2018 206 023 A1 bereits ein einziger Aktuator ausreichend, welcher zudem räumlich günstiger untergebracht werden kann.
Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.
So können beispielsweise die ersten Befestigungseinrichtungen beider Blattfedereinrichtungen über eine Verzahnung miteinander gekoppelt sein, um auf einfache Art und Weise ein gegensinniges Schwenken der Befestigungseinrichtungen zu erzielen.
Hierzu kann ferner jede erste Befestigungseinrichtung einen Verzahnungsabschnitt konzentrisch zu ihrer Drehachse aufweisen. Die Verzahnungsabschnitte der ersten Befestigungseinrichtungen stehen dabei miteinander in Eingriff. Durch die Konzentrizität zur jeweiligen Drehachse werden Zwängungen im Federsystem vermieden. Die benötigten Antriebsmomente bleiben hierdurch gering.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung weisen die ersten Befestigungseinrichtungen der Blattfedereinrichtungen beider Radseiten jeweils einen Koppelarm auf und sind an ihren Koppelarmen mittels eines Drehgelenks miteinander gekoppelt. Hierdurch bleiben die Befestigungseinrichtungen in ihrem Aufbau und in ihrer Herstellung einfach, da ein Verzahnungseingriff entfällt. Etwaige Zwängungen können durch entsprechendes Spiel oder die Ausbildung des Gelenks als Gummi-Metall-Lager kompensiert werden.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung umfasst der Aktuator einen Elektromotor mit einer Abtriebswelle, welche über eine Zahnradstufe oder eine Zahnriemenstufe mit einer der ersten Befestigungseinrichtungen antriebsmäßig gekoppelt ist, um den Momenteneintrag in die x-förmige Blattfederanordnung zu bewerkstelligen.
Der Momenteneintrag kann beispielsweise über einen der Verzahnungsabschnitte erfolgen. Gegebenenfalls kann jedoch auch ein zusätzliches Zahnrad oder Riemenrad konzentrisch zu einer der Drehachsen A an einer der Befestigungseinrichtungen vorgesehen sein.
Fener kann ein Momenteintrag auch über das Gelenk zwischen den Koppelarmen erfolgen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung umfasst der Aktuator einen Linearmotor, welcher mit dem Gelenk zur Verlagerung der Lage des Gelenks antriebsmäßig gekoppelt ist. Durch eine Verstellung der Lage des Gelenks, insbesondere in Vertikalrichtung, kann gleichermaßen eine Standhöheneinstellung bewerkstelligt werden. Auch hier wird letztlich ein Moment um die Drehachsen der Befestigungseinrichtungen zentral generiert.
Vorzugsweise ist der Aktuator an einer Quertraverse eines Hilfsrahmens abgestützt, wodurch eine flache Bauweise einer entsprechenden Achse, insbesondere Hinterachse, begünstigt wird.
In diesem Zusammenhang können ferner die ersten Befestigungseinrichtungen der Blattfedereinrichtungen beider Radseiten gemeinsam an der Quertraverse des Hilfsrahmens schwenkbar gelagert sein.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung ist das Lager der ersten Befestigungseinrichtung als Gummi-Metall-Lager ausgebildet. Hierdurch können zum einen Kräfte des Aktuators radial zur Drehachse der Befestigungseinrichtung abgestützt werden, so dass an den Blattfedereinrichtungen lediglich Momente um die Drehachse wirksam werden. Zum anderen lassen sich hierdurch die elastokinematische Eigenschaften der Kraftfahrzeug-Radaufhängung gezielt beeinflussen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Blattfedereinrichtung derart konfiguriert, dass die Haupterstreckungsrichtung der ersten Blattfeder und die Haupterstreckungsrichtung der zweiten Blattfeder in entspanntem Zustand der Federeinrichtung einen spitzen Winkel, insbesondere einen spitzen Winkel von 15° bis 35° einschließen.
Weiter vorzugsweise ist die Blattfedereinrichtung derart konfiguriert, dass die ersten und zweiten Blattfedern sich jeweils in Fahrzeugquerrichtung erstrecken oder mit der Fahrzeugquerrichtung bei Betrachtung in einer horizontalen Ebene einen Winkel von maximal +/-15° einschließen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer Blattfedereinrichtung je Radseite nach der Erfindung in Fahrzeuglängsrichtung gesehen,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung, und in
3 eine Ansicht einer herkömmlichen Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer X-förmigen Blattfederanordnung gemäß DE 10 2016 220 325 A1 .

Das Ausführungsbeispiel in 1 zeigt eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 mit einer Blattfedereinrichtung 10 je Radseite. Über die Blattfedereinrichtungen 10 kann, wie auch in 3 dargestellt, jeweils ein Radträger 20 gegen einen Fahrzeugaufbau 30 und einen Hilfsrahmen 40 abgestützt werden.
Die Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 eignet sich insbesondere für Hinterachsen von Personenkraftfahrzeugen und leichten Nutzfahrzeugen.
Jede der beiden Blattfedereinrichtungen 10 weist eine erste Blattfeder 11 und eine zweite Blattfeder 12 auf. Beide Blattfedern 11 und 12 sind aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) gefertigt. Sie können insbesondere stab- oder balkenförmig ausgeführt sein. Die beiden Blattfedern 11 und 12 können wie dargestellt als separate Bauteile ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, beide Blattfedern 11 und 12 in einen aus faserverstärktem Kunststoff gefertigten, einstückigen Körper zu integrieren.
Wie 1 ferner entnommen werden kann, können beide Blattfedern 11 und 12 eine unterschiedliche Länge aufweisen. So besitzt vorzugsweise die erste Blattfeder 11 eine größere Länge als die zweite Blattfeder 12.
Vorzugsweise liegen die erste und zweite Blattfeder 11, 12 in der in 1 dargestellten Vertikalebene übereinander, so dass unter Berücksichtigung der bestimmungsgemäßen Einbaulage an einem Kraftfahrzeug die erste Blattfeder 11 auch als untenliegende Blattfeder und die zweite Blattfeder 12 als obenliegende Blattfeder bezeichnet werden können.
Weiterhin sind die erste Blattfeder 11 und die zweite Blattfeder 12 einer jeden Blattfedereinrichtung 10 in einer besonderen, nachfolgend näher erläuterten Art und Weise räumlich zueinander angeordnet, um gemeinsam eine federnde V-förmige Struktur zu bilden. Dazu sind vorliegend jeweils ein erstes Ende 11a der ersten Blattfeder 11 und ein erstes Ende 12a der zweiten Blattfeder 12 zusammengeführt und miteinander verbunden, um die Spitze der V-förmigen Struktur zu bilden. Die Spitzen beider Blattfedereinrichtungen 10 weisen dabei zueinander. Die jeweils gegenüberliegenden zweiten Enden 11b und 12b der ersten und zweiten Blattfedern 11, 12 bilden entsprechend die freien Enden der V-Form. Dabei dienen die Spitze der V-förmigen Struktur, d.h. die ersten Enden 11a und 12a und die freien, zweiten Enden 11b, 12b jeweils als Krafteinleitungsstellen in die Blattfedereinrichtung 10.
Zur Erzielung einer möglichst geringen Einbauhöhe kann die V-Form derart ausgeführt sein, dass die Haupterstreckungsrichtung der ersten Blattfeder 11 und die Haupterstreckungsrichtung der zweiten Blattfeder 12 in entspanntem Zustand der Blattfedereinrichtung 10 einen spitzen Winkel α einschließen. Dieser spitze Winkel α liegt vorzugsweise im Bereich von 15° bis 35°, so dass einerseits eine geringe Einbauhöhe gewährleistet werden kann, andererseits ein hinreichendes Einfederungspotenzial zur Energieabsorption zur Verfügung steht. 1 zeigt die Federeinrichtung 10 in etwas komprimiertem Zustand, welcher der Einbaulage im Fahrzeug entspricht.
An den genannten Krafteinleitungsstellen ist jeweils eine entsprechende Befestigungseinrichtung vorgesehen.
Eine erste Befestigungseinrichtung 13 ist im Bereich der zusammengeführten ersten Enden 11a und 12a an der ersten und zweiten Blattfeder 11 und 12 angeordnet. Diese erste Befestigungseinrichtung 13 dient in der Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 zur fahrzeugaufbauseitigen Abstützung in etwa in Fahrzeugmitte. Die Blattfedereinrichtung 10 ist im Bereich der Spitzen der V-förmigen Struktur am Fahrzeugaufbau 30 oder einer fahrzeugaufbaufesten Struktur wie beispielsweise einem Hilfsrahmen 40 oder dergleichen abgestützt.
Weiterhin ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Befestigungseinrichtung 14 am freien, zweiten Ende 11b der ersten Blattfeder 11 angeordnet. Die zweite Befestigungseinrichtung 14 dient der radseitigen Abstützung beispielsweise am Radträger 20 oder einem sonstigen Radführungsglied.
Ferner kann eine dritte Befestigungseinrichtung 15 am freien, zweiten Ende 12b der zweiten Blattfeder 12 zur fahrzeugaufbauseitigen Abstützung in Radnähe vorgesehen sein.
Aufgrund der kürzeren Länge der zweiten Blattfeder 12 kann, wie in 1 beispielhaft dargestellt, deren fahrzeugaufbauseitige Abstützungsstelle am zweiten Endabschnitt 12b der zweiten Blattfeder 12 bei einer Anordnung der Federeinrichtung 10 in Fahrzeugquerrichtung näher zur Fahrzeugmitte liegen als die radseitige Abstützungsstelle der ersten Blattfeder 11.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erste Befestigungseinrichtung 13 eine Einspannelement 13a zum gegenseitigen Verspannen der ersten Enden 11a und 12a der ersten und zweiten Blattfeder 11, 12 auf. Mittels des Einspannelements 13a kann eine Drehbewegung der ersten Blattfeder 11, welche aus einem Einfedern und/oder einer Verformung derselben resultiert, an die zweite Blattfeder 12 übertragen werden und umgekehrt.
Das Einspannelement 13a kann beispielsweise als gabelförmige Klaue ausgeführt sein, in welche die ersten Enden 11a und 12a der ersten und zweiten Blattfeder 11, 12 eingeführt sind. Die Ausgestaltung des Einspannelements 13a ist jedoch nicht auf die Form einer solchen Klaue beschränkt. Vielmehr sind auch andere Ausgestaltungsformen möglich. Ein Verspannen kann beispielsweise mittels Spannbolzen 13b erfolgen, welche die Blattfedern 11, 12 im Bereich des Einspannelements 13a senkrecht durchdringen. Über entsprechende Flanschabschnitte 13c der Klaue kann eine gleichmäßige Verteilung der Spannkraft über die Oberfläche der Enden 11a und 12a erzielt werden.
Über die erste Befestigungseinrichtung 13 ist die Blattfedereinrichtung 10 fahrzeugaufbauseitig um eine definierte Drehachse A schwenkbar gelagert. Dazu kann die erste Befestigungseinrichtung 13, ohne Beschränkung auf diese Ausführungsvariante, ein Lager 13d zur schwenkbaren Abstützung am Fahrzeugaufbau 30 oder dem am Fahrzeugaufbau 30 vorgesehenen Hilfsrahmen 40 aufweisen.
Das Lager 13d der ersten Befestigungseinrichtung 13 kann beispielsweise als Gummi-Metall-Lager ausgeführt sein.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu beispielhaft ein Lagerauge in die erste Befestigungseinrichtung 13 integriert, während der zugehörige Lagerbolzen aufbauseitig festgelegt ist. Eine Umkehrung der Anordnung von Lagerbozen und Lagerauge ist ebenfalls möglich.
Die aufbauseitige, schwenkbare Lagerung der ersten Befestigungseinrichtungen 13 der Blattfedereinrichtungen 10 beider Radseiten um die jeweilige Drehachse A kann beispielsweise an einer Quertraverse 41 des Hilfsrahmens 40 erfolgen.
Die zweite Befestigungseinrichtung 14 kann beispielsweise eine Lageraufnahme 14a zur schwenkbaren Abstützung an einem Radträger aufweisen. 1 zeigt hierzu rein beispielhaft eine als Gabel ausgebildete Lageraufnahme 14a, über welche beispielsweise ein Gummilager aufgenommen werden kann. Wie im Rahmen der ersten Befestigungseinrichtung 13 bereits erläutert, sind als Lageraufnahme 14a jedoch grundsätzlich auch andere Strukturen wie beispielsweise ein Lagerbolzen oder dergleichen möglich.
Grundsätzlich ist es möglich, das zweite Ende 12b der zweiten Blattfeder 12 unmittelbar an einer aufbauseitigen Struktur zu befestigen. Im einfachsten Fall besteht die dritte Befestigungseinrichtung 15 dann lediglich aus einem oder mehreren Befestigungsmitteln wie Spannbolzen und dergleichen. Jedoch kann auch an dieser Stelle eine beispielsweise gelenkige Ankopplung vorgesehen werden, um einen zusätzlichen Freiheitsgrad einzuführen.
Überdies ist es möglich, über die dritte Befestigungseinrichtung 15 Relativbewegungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau oder der fahrzeugaufbaufesten Struktur, welche sich infolge der Verformung der zweiten Blattfeder 12 kaum vermeiden lassen, zu kompensieren. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist hierzu die dritte Befestigungseinrichtung 15 ein Koppelelement 15a zur Verbindung des freien Endes der zweiten Blattfeder 12 von unten an einem Abschnitt des Fahrzeugaufbaus auf. Zu dessen näherer Ausgestaltung sowie zur aufbauseitigen Anbindung der zweiten Blattfeder 12 wird auf DE 10 2016 220 325 A1 , DE 10 2018 215 111 B3 und DE 10 2019 203 366 A1 verwiesen, deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung einbezogen wird.
Erfindungsgemäß greift an einer der ersten Befestigungseinrichtungen 13 ein Aktuator 16 zur Einleitung eines Drehmoments um die Drehachse A der betreffenden Befestigungseinrichtung 13 an. Durch entsprechende Ansteuerung des Aktuators 16 kann eine Standhöheneinstellung vorgenommen werden. Da die Befestigungseinrichtungen 13 beider Radseiten miteinander verkoppelt sind, wirkt sich ein Moment um die Drehachse A auf beide Radseiten aus. Hierdurch kann das Kraftfahrzeug im Bereich der Abstützung durch die Radaufhängung 1 angehoben oder abgesenkt werden.
Idealerweise kommt vorliegend ein einziger Aktuator 16 zum Einsatz, über welchen die beiden Befestigungseinrichtungen 13 gemeinsam betätigt werden. Gegebenenfalls kann bei Entfall einer direkten Kopplung der Befestigungseinrichtungen 13 untereinander der Aktuator 16 synchron mit beiden Befestigungseinrichtungen 13 gekoppelt sein.
Der Aktuator 16 ist vorzugsweise in Fahrzeugmitte angeordnet. Vorzugsweise ist dieser an einer Quertraverse 41 des Hilfsrahmens 40 festgelegt, an welcher ferner die ersten Befestigungseinrichtungen 13 drehbar gelagert sein können.
Bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind die ersten Befestigungseinrichtungen 13 beider Blattfedereinrichtungen 10 über eine Verzahnung 13e miteinander gekoppelt, um ein gegensinniges Schwenken der Befestigungseinrichtungen 13 zu erzielen.
Hierzu kann an jeder der ersten Befestigungseinrichtungen 13 an ihren zueinander weisenden Enden ein Verzahnungsabschnitt 13f konzentrisch zur jeweiligen Drehachse A vorgesehen sein. Der Verzahnungsabschnitt 13f kann einstückig mit weiteren Abschnitten der ersten Befestigungseinrichtung 13 wie beispielsweise dem Einspannelement 13a ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, eine solchen Verzahnungsabschnitt 13f als eigenes Bauteil zu fertigen und mit den weiteren Abschnitten der ersten Befestigungseinrichtung 13 starr zu verbinden.
Die Verzahnungsabschnitte 13f der ersten Befestigungseinrichtungen 13 beider Radseiten stehen miteinander in Eingriff. Durch die Konzentrizität zur jeweiligen Drehachse A werden Zwängungen im Federsystem vermieden.
Der Aktuator 16 kann einen Elektromotor 16a mit einer Abtriebswelle umfassen, welche über eine Zahnradstufe oder eine Zahnriemenstufe mit einer der ersten Befestigungseinrichtungen 13 antriebsmäßig gekoppelt ist, um den Momenteneintrag in die X-förmige Blattfederanordnung zu bewerkstelligen. In 1 ist hierzu ein Zahnrad 16b angedeutet, welches mit dem Verzahnungsabschnitt 13f einer der ersten Befestigungseinrichtungen 13 in Eingriff steht.
Es ist jedoch auch möglich, für den Momenteneintrag über das Zahnrad 16b ein zusätzliches Zahnrad konzentrisch zu einer der Drehachsen A an einer der Befestigungseinrichtungen 13 vorzusehen.
Anstelle einer Zahnradpaarung ist auch ein Riementrieb, insbesondere Zahnriementrieb möglich.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Bei diesem weisen die ersten Befestigungseinrichtungen 13 der Blattfedereinrichtungen 10 beider Radseiten jeweils einen Koppelarm 13g auf, welcher die jeweilige Blattfedereirichtung 10 in Richtung Fahrzeuglängsmittelachse fortsetzt. Die Koppelarme 13g sind mittels eines zentralen Drehgelenks 17 miteinander gekoppelt. Dieses Drehgelenk 17 kann wie in DE 10 2016 220 325 A1 beschrieben ausgeführt sein. Ein Verzahnungseingriff zwischen den Befestigungseinrichtungen 13 entfällt in diesem Fall. Etwaige Zwängungen beim Schwenken um die Drehachsen A können durch entsprechendes Spiel oder die Ausbildung des Drehgelenks 17 als Gummi-Metall-Lager kompensiert werden.
Durch eine Lageverstellung des Drehgelenks 17 in Vertikalrichtung kann die Standhöhe des Kraftfahrzeugs eingestellt werden. Das Drehgelenk 17 kann wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durch einen Elektromotor mit einer Abtriebswelle betätigt werden, welche mit dem Drehgelenk 17 über einen geeigneten Hebelmechanismus gekoppelt ist.
Bei dem dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel in 2 weist der Aktuator 16 hingegen einen Linearmotor 16c auf, welcher mit dem Drehgelenk 17 zur Verlagerung der Lage des Drehgelenks 17 antriebsmäßig gekoppelt ist. Durch eine Verstellung der Lage des Drehgelenks 17 in Vertikalrichtung kann eine Standhöheneinstellung bewerkstelligt werden. Dabei wird wiederum ein Moment um die Drehachsen A der Befestigungseinrichtungen 13 zentral erzeugt.
Der Aktuator 16 des zweiten Ausführungsbeispiels stützt sich vorzugsweise wiederum an der Quertraverse 41 des Hilfsrahmens 40 ab. Hierdurch wird eine flache Bauweise einer entsprechenden Hinterachse begünstigt.
Die ersten Befestigungseinrichtungen 13 können wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls an der Quertraverse 41 des Hilfsrahmens 40 gelagert sein.
Die vorstehend erläuterten Blattfedereinrichtungen 10 sind Teil einer Kraftfahrzeug-Hinterachse, welche im Übrigen beispielsweise wie in 3 dargestellt ausgeführt sein kann.
Der bereits erwähnte Radträger 20 ist zusätzlich zu der Blattfedereinrichtung 10 über weitere Radführungsglieder gegen den Fahrzeugaufbau 30 oder eine fahrzeugaufbaufeste Struktur wie den Hilfsrahmen 40 abgestützt.
Die weiteren Radführungsglieder umfassen vorliegend je Radseite einen Längslenker 22 sowie einen oberen Querlenker 23 und einen unteren Querlenker 24.
Weiterhin ist ein Schwingungsdämpfer 25 zu erkennen, welcher sich mit einem Ende am Radträger 20, gegebenenfalls auch an einem Radführungsglied, und mit seinem anderen Ende am Fahrzeugaufbau 30 abstützt.
Die vorliegende Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 kommt ohne eine Schraubenfeder zur Abstützung der Fahrzeugmasse aus. Deren Funktion wird vorliegend durch die Blattfedereinrichtungen 10 übernommen. Es ist jedoch möglich, in einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1, welche Blattfedereinrichtungen 10 der oben erläuterten Art beinhaltet, zusätzlich herkömmliche Schraubenfedern zur Abstützung der Fahrzeugmasse einzusetzen.
Die dargestellte Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 ist lediglich beispielhafter Natur, um die Einbaulage der Blattfedereinrichtungen 10 in einer solchen näher zu erläutern. Es muss daher ausdrücklich betont werden, dass entsprechende Blattfedereinrichtungen 10 auch in anderen Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 als dargestellt zum Einsatz kommen können, um die Masse des Fahrzeugaufbaus gegen die Fahrzeugräder abzustützen und gegebenenfalls zusätzlich Radführungsaufgaben zu übernehmen.
Die oben erläuterten Blattfedereinrichtungen 10 sind derart in die Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 eingebaut, dass sich die ersten und zweiten Blattfedern 11 und 12 jeweils in Fahrzeugquerrichtung y erstrecken oder mit der Fahrzeugquerrichtung y bei Betrachtung in einer horizontalen Ebene xy einen Winkel von maximal +/-15° einschließen.
Ferner erstrecken sich die Blattfedereinrichtungen 10 jeweils sehr weit in Richtung Fahrzeugmitte, wodurch sich für die ersten und zweiten Blattfedern 11 und 12 eine große Länge mit entsprechend hohem Energieabsorptionsvermögen ergibt. Durch die gewählte V-Form bleibt die Bauhöhe in Fahrzeughochrichtung z gleichwohl gering.
In Ruhestellung des Fahrzeugs auf einer horizontalen Fläche horizontal verlaufen die ersten Blattfedern 11 überwiegend horizontal, d.h. sie schließen mit einer horizontalen Ebene xy einen Winkel von maximal +/- 10° ein.
Um eine möglichst große Länge der Federeinrichtung 10 in Fahrzeugquerrichtung y zu realisieren, können die ersten Befestigungseinrichtungen 13 in Fahrzeugquerrichtung y bezogen auf die Spurweite des Fahrzeugs vorzugsweise in einem mittleren Drittel, und weiter bevorzugt in einem mittleren Fünftel, um die Längsmittelachse des Fahrzeugs angeordnet sein. Die Anbindung am Hilfsrahmen 30 erfolgt vorliegend beispielweise über ein Gummilager in der Aufnahme 13d der ersten Befestigungseinrichtung 13, so dass die Blattfedereinrichtung 10 um die in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende Drehachse A schwenken kann.
Die ersten Befestigungseinrichtungen 13 sind in Fahrzeugquerrichtung vorzugsweise in einem Mittelbereich angeordnet, welcher in Fahrzeugquerrichtung durch die Längsträger 31 des Fahrzeugaufbaus 30 begrenzt wird.
Hierdurch ergibt sich eine flachbauende Kraftfahrzeugachse, welche eine niedrige Kofferraum- bzw. Laderaumkante und eine hohe Kofferraum- bzw. Laderaumbreite ermöglicht.
Der Gewichtsvorteil der Blattfedern 11 und 12 aus faserverstärktem Kunststoff kann praktisch vollständig in eine Gewichtsverminderung des Fahrzeuggewichts umgesetzt werden, da im Bereich der aufbauseitigen Anbindung der Blattfedereinrichtungen 10 keine gewichtserhöhenden Versteifungsmaßnahmen erforderlich werden.
Durch die Aktuierung der Schnittstelle zwischen den Blattfedereinrichtungen 10 lässt sich im Rahmen eines speziellen Hinterachskonzepts mit X-förmig angeordneten Blattfedern 11, 12 eine Aktuierung zur Standhöhenverstellung als Zusatzfunktion relativ einfach darstellen.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Die Ausführungsbeispiele und die Abwandlungen dienen dazu, die Ausführbarkeit der Erfindung zu belegen. Technische Einzelmerkmale, welche oben im Kontext weiterer Einzelmerkmale erläutert wurden, können auch unabhängig von diesen sowie in Kombination mit weiteren Einzelmerkmalen verwirklicht werden, selbst wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist daher ausdrücklich nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug-Radaufhängung
10: Blattfedereinrichtung
11: erste Blattfeder, untenliegend
12: zweite Blattfeder, obenliegend
11a: erstes Ende der ersten Blattfeder 11
11b: zweites Ende der ersten Blattfeder 11
12a: erstes Ende der zweiten Blattfeder 12
12b: zweites Ende der zweiten Blattfeder 11
13: erste Befestigungseinrichtung
13a: Einspannung
13b: Spannbolzen
13c: Flanschabschnitt
13d: Lager
13e: Verzahnung
13f: Verzahnungsabschnitt
13g: Koppelarm
14: zweite Befestigungseinrichtung
14a: Aufnahme für Lager (Lageraufnahme)
15: dritte Befestigungseinrichtung
15a: Koppelelement
16: Aktuator
16a: Elektromotor
16b: Zahnrad
16c: Linearmotor
17: Drehgelenk
20: Radträger
22: Längslenker
23: oberer Querlenker
24: unterer Querlenker
25: Schwingungsdämpfer
30: Fahrzeugaufbau
31: Längsträger
40: Hilfsrahmen
41: Quertraverse
A: Drehachse
x: Fahrzeuglängsrichtung
y: Fahrzeugquerrichtung
z: Fahrzeughochrichtung
α: Winkel

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

DE 102016220325 A1 [0002, 0021, 0042, 0052]
DE 102018206023 A1 [0003, 0007]
DE 102018215111 B3 [0042]
DE 102019203366 A1 [0042]

Claims

Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer Blattfedereinrichtung (10) je Radseite, wobei jede Blattfedereinrichtung (10) umfasst: eine erste Blattfeder (11) aus faserverstärktem Kunststoff, eine zweite Blattfeder (12) aus faserverstärktem Kunststoff, wobei die erste Blattfeder (11) und die zweite Blattfeder (12) an einem jeweils ersten Ende (11a, 12a) zusammengeführt sind, um eine V-förmige Struktur zu bilden, und eine erste Befestigungseinrichtung (13), welche die zusammengeführten ersten Enden (11a, 12a) der ersten und zweiten Blattfeder (11, 12) aufnimmt, und ein Lager (13d) zur schwenkbaren fahrzeugaufbauseitigen Abstützung um eine Drehachse (A) aufweist, wobei die ersten Befestigungseinrichtungen (13) beider Blattfedereinrichtungen (10) derart miteinander gekoppelt sind, um gleichsinnig um ihre jeweilige Drehachse (A) zu verschwenken, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der ersten Befestigungseinrichtungen (13) ein Aktuator (16) zur Einleitung eines Drehmoments um die Drehachse (A) der betreffenden Befestigungseinrichtung (13) angreift.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungseinrichtungen (13) beider Blattfedereinrichtungen (10) über eine Verzahnung (13e) miteinander gekoppelt sind.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede erste Befestigungseinrichtung (13) einen Verzahnungsabschnitt (13f) konzentrisch zu ihrer Drehachse (A) aufweist und die Verzahnungsabschnitte (13f) der ersten Befestigungseinrichtungen (13f) miteinander in Eingriff stehen.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungseinrichtungen (13) der Blattfedereinrichtungen (10) beider Radseiten jeweils einen Koppelarm (13f) aufweisen und an ihren Koppelarmen (13f) mittels eines Drehgelenks (17) miteinander gekoppelt sind.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (16) einen Elektromotor (16a) mit einer Abtriebswelle umfasst, welche über eine Zahnradstufe oder eine Zahnriemenstufe mit einer der ersten Befestigungseinrichtungen (13) antriebsmäßig gekoppelt ist.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (16) einen Linearmotor (16c) umfasst, welcher mit dem Drehgelenk (17) zur Verlagerung der Lage des Drehgelenks (17) antriebsmäßig gekoppelt ist.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (16) an einer Quertraverse (41) eines Hilfsrahmens (40) abgestützt ist.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungseinrichtungen (13) der Blattfedereinrichtungen (10) beider Radseiten gemeinsam an einer Quertraverse (41) eines Hilfsrahmens (40) schwenkbar gelagert sind.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (13d) der ersten Befestigungseinrichtung (13) ein Gummi-Metall-Lager ist.
Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupterstreckungsrichtung der ersten Blattfeder (11) und die Haupterstreckungsrichtung der zweiten Blattfeder (12) in entspanntem Zustand der Federeinrichtung (10) einen spitzen Winkel (α), insbesondere einen spitzen Winkel von 15° bis 35° einschließen, und /oder dass die ersten und zweiten Blattfedern (11, 12) sich jeweils in Fahrzeugquerrichtung erstrecken oder mit der Fahrzeugquerrichtung bei Betrachtung in einer horizontalen Ebene einen Winkel von maximal +/-15° einschließen.