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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Fahrzeugachse.
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An einem Kraftfahrzeug ist die Positionierung und Ausrichtung der Räder (Fahrzeugräder) an den Fahrzeugachsen wesentlich für das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs und somit auch für die Fahrsicherheit. Zwei wichtige Radstellungsgrößen bzw. -parameter sind die sogenannte Spur und der sogenannte Sturz, die typischerweise als Spurwinkel und Sturzwinkel bestimmt werden.
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Um an einer Fahrzeugachse die vorgesehenen Spur- und Sturzwinkel für die Räder zu gewährleisten, können diese über Verstelleinrichtungen eingestellt bzw. justiert werden (sogenannte Spur- und Sturzeinstellung). Zum Stand der Technik wird auf die
DE 10 2021 100 455 A1 und
DE 10 2021 115 640 B3 verwiesen.
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Bei der Spur- und Sturzeinstellung kommt es neben der gewollten statischen Verstellung bzw. Justierung von Spur- und Sturzwinkeln auch zu einer ungewollten Änderung der Spurkurve. Die Spurkurve ist der Verlauf des Spurwinkels über dem Einfederweg eines Rades, dessen mathematische Ableitung als Spurgradient bezeichnet wird. Insbesondere die Sturzverstellung provoziert oftmals eine starke Änderung der Spurkurve.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie bei der Spur- und Sturzeinstellung, insbesondere bei der Sturzeinstellung, eine Änderung der Spurkurve verhindert oder zumindest verringert werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Fahrzeugachse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Kraftfahrzeug, das wenigstens eine erfindungsgemäße Fahrzeugachse aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung (dies schließt ausdrücklich auch optional und beispielhaft beschriebene Merkmale ein) und den Zeichnungen.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugachse weist einen sogenannten Hilfsrahmen auf sowie zwei (sich gegenüberliegende) Radträger, an denen die Räder befestigbar sind. Die Radträger sind mittels sogenannter Lenker (Radlenker) beweglich mit dem Hilfsrahmen verbunden, wie aus dem Stand der Technik bekannt, wobei für jeden Radträger auch eine Spurstange bzw. ein Spurlenker vorhanden ist.
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Erfindungsgemäß ist ein als separates Bauteil ausgebildeter Spurstangenträger vorhanden, womit gemeint ist, dass dieser Spurstangenträger nicht in den Hilfsrahmen integriert ist. Dieser Spurstangenträger ist am Hilfsrahmen befestigt und ist für die hilfsrahmenseitige Verbindung bzw. Anbindung der Spurstangen vorgesehen, wobei dieser Spurstangenträger (in Fahrzeughochrichtung) relativ zum Hilfsrahmen höhenverstellbar ist. Der Spurstangenträger kann auch als Spurstangenkonsole bezeichnet werden.
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Erfindungsgemäß sind die Spurstangen also nicht direkt an den Hilfsrahmen angebunden, sondern indirekt mittels eines Spurstangenträgers. Mit anderen Worten, die hilfsrahmenseitigen Spurstangenanbindungspunkte der Spurstangen befinden sich an einem Spurstangenträger, der relativ zum Hilfsrahmen höhenverstellbar ist. Die Verbindung bzw. Anbindung der Spurstangen an den Spurstangenträger erfolgt bevorzugt mittels Gelenken, die insbesondere als Gummi-Metall-Lager oder als Kugelgelenke ausgebildet sind.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Spurkurve durch Veränderung der Höhenlage der hilfsrahmenseitigen Spurstangenanbindungspunkte beeinflusst bzw. verändert werden kann. Die Erfindung ermöglicht ein Verändern der Höhenlage der hilfsrahmenseitigen Spurstangenanbindungspunkte, wodurch nachteilige Änderungen der Spurkurve bzw. des Spurgradienten bei der Spur- und Sturzeinstellung, insbesondere bei der Sturzeinstellung, kompensiert werden können. Vor allem kann ein durch das Spur- und Sturzeinstellen, insbesondere durch das Sturzeinstellen, mitverursachtes „Kippen“ der Spurkurve, was beim Einfedern zu einem Wechsel zwischen Vor- und Nachspur führt, durch einfaches Verändern der Höhenlage der hilfsrahmenseitigen Spurstangenanbindungspunkte eliminiert werden.
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Der Spurstangenträger kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Spurstangenträger als einstückiger massiver Metallblock ausgebildet. Der Spurstangenträger kann aber auch als gefügtes Bauteil, insbesondere als mehrstückiges Schweißteil aufgebaut sein und bspw. aus zusammengeschweißten Blechschalen bestehen.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugachse kann auch eine Lenkung für die Räder bzw. Radträger aufweisen. In diesem Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass das Lenkgetriebegehäuse zugleich als Spurstangenträger ausgebildet ist. D. h., bei dem Spurstangenträger handelt es sich um das Lenkgetriebegehäuse, welches analog zu den vorausgehenden Erläuterungen am Hilfsrahmen befestigt und relativ zum Hilfsrahmen höhenverstellbar, also in seiner Höhenlage einstellbar bzw. variierbar ist.
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Der Hilfsrahmen kann wenigstens eine zur Befestigung des Spurstangenträgers vorgesehene Konsole oder dergleichen aufweisen, die im Weiteren als Hilfsrahmenkonsole bezeichnet wird. Die Befestigung des Spurstangenträgers an dieser Hilfsrahmenkonsole erfolgt insbesondere mittels Verschraubung, die gelöst werden kann, um die Höhenlage zu verändern.
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In einer ersten Ausführungsmöglichkeit ist vorgesehen, dass zur Einstellung bzw. Variierung der Höhenlage des Spurstangenträgers relativ zum Hilfsrahmen mehrere unterschiedliche Höhenlagen über Steckbohrungen auswählbar sind. Die Steckbohrungen befinden sich bevorzugt in der Hilfsrahmenkonsole.
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In einer zweiten Ausführungsmöglichkeit ist vorgesehen, dass zur Einstellung bzw. Variierung der Höhenlage des Spurstangenträgers relativ zum Hilfsrahmen wenigstens eine Exzenterschraube oder dergleichen vorgesehen ist. Bevorzugt befindet sich an der Hilfsrahmenkonsole eine in bekannter Weise ausgebildete Exzenterabstützung für die Exzenterschraube.
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In einer dritten Ausführungsmöglichkeit ist vorgesehen, dass zur Einstellung bzw. Variierung der Höhenlage des Spurstangenträgers relativ zum Hilfsrahmen wahlweise eine erste Befestigungslage und eine (bezüglich der ersten Befestigungslage) um 180° gedrehte zweite Befestigungslage des Spurstangenträgers an der Hilfsrahmenkonsole ermöglicht sind, woraus dann je nach Befestigungslage eine erste Höhenlage oder eine zweite Höhenlage des Spurstangenträgers resultiert.
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Die zuvor beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten können ausdrücklich auch miteinander kombiniert werden.
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Die Erfindung umfasst ferner ein Kraftfahrzeug, womit ein mehrspuriges Kraftfahrzeug gemeint ist, das wenigstens eine erfindungsgemäße Fahrzeugachse aufweist. Dies kann die Vorderachse und/oder die Hinterachse sein. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt um einen Personenkraftwagen oder um ein leichtes Nutzfahrzeug.
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Mit der Erfindung können herstellerseitig, d. h. beim Fahrzeughersteller, produktionsbedingte Toleranzen ausgeglichen werden. Ferner können herstellerseitig verschiedene Fahrzeugniveauhöhen bei identischen Radstellungsgrößen realisiert werden. Zudem besteht die Möglichkeit, herstellerseitig verschiedene Fahrwerksvarianten, die auf demselben Achsentyp basieren, voneinander zu differenzieren.
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Die Erfindung, einschließlich der Weiterbildungen und Ausgestaltungen, weist ergänzend zu den bereits beschriebenen Vorteilen zusammenfassend noch folgende Vorteile auf (keine abschließende Aufzählung):
- - Realisierung kontinuierlicher Spurkurvenverläufe bei verschiedenen Achseinstellwerten und Fahrzeugniveauhöhen.
- - Keine Gefahr tendenziell übersteuernder Spurkurvenverläufe.
- - Entfall einer separaten Spurgradientenjustierung.
- - Entfall zusätzlicher Bauteilvarianten an Hilfsrahmen oder Radträgern mit unterschiedlich ausgerichteten Radanlageebenen.
- - Je nach Fahrzeugtrimmlage (Fahrzeugniveauhöhe) und Achseinstellwerten kann die Höhenlage des Spurstangenträger bzw. Lenkgetriebes variiert werden.
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Im Rahmen der Erfindung sind sowohl die vorausgehend beschriebenen als auch die nachfolgend erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Merkmalskombinationen oder in Alleinstellung anwendbar. Dies gilt auch für die in den Figuren gezeigten Merkmale.
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Die Erfindung wird nachfolgend in nicht einschränkender Weise anhand der Figuren näher erläutert. Die in den schematischen Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von bestimmten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden. Außerdem können Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu weiteren Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
- 1 zeigt in eine erfindungsgemäße Fahrzeugachse mit einem höhenverstellbaren Spurstangenträger.
- 2 veranschaulicht eine erste Ausführungsmöglichkeit zur Veränderung bzw. Variierung der Höhenlage des Spurstangenträgers an der Fahrzeugachse der 1.
- 3 veranschaulicht analog zur 2 eine zweite Ausführungsmöglichkeit.
- 4 veranschaulicht analog zur 2 eine dritte Ausführungsmöglichkeit.
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Die in 1 gezeigte Fahrzeugachse 100 weist einen Hilfsrahmen 110 auf, an dem jeweils mittels oberer Lenker 121, unterer Lenker 122 und Spurstangen bzw. Spurlenker 123 ein rechter und linker Radträger 130 angebunden sind, wobei jeweils mehrere untere und obere Lenker vorgesehen sein können. Die als Kreise dargestellten Anbindungspunkte (Kinematikpunkte) sind als Gelenke, insbesondere als Gummi-Metall-Lager oder als Kugelgelenke, ausgebildet. An den hilfsrahmenseitigen Anbindungspunkten Ader unteren Lenker 122 und/oder an den hilfsrahmenseitigen Anbindungspunkten C der oberen Lenker 121 können Verstelleinrichtungen für die Sturzeinstellung bzw. -justierung vorgesehen sein, die in bekannter Weise z. B. als Exzenterschrauben oder dergleichen ausgebildet sein können.
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Ferner ist ein als separates Bauteil ausgebildeter und am Hilfsrahmen 110 befestigter Spurstangenträger 140 für die hilfsrahmenseitige Anbindung der Spurstangen 123 vorgesehen ist. D. h., die beiden hilfsrahmenseitigen Spurstangenanbindungspunkte B befinden sich nicht direkt am Hilfsrahmen 110, sondern am Spurstangenträger 140. Falls eine Lenkung vorgesehen ist, kann das Lenkgetriebegehäuse zugleich als Spurstangenträger 140 ausgebildet sein, wie oben beschrieben. Der Spurstangenträger 140 ist relativ zum Hilfsrahmen 110 höhenverstellbar, wie durch die Pfeile veranschaulicht. Durch Veränderung bzw. Variierung der Höhenlage des Spurstangenträgers 140 kann die sogenannte Spurkurve bzw. der Spurgradient beeinflusst bzw. verändert werden, wie obenstehend erläutert.
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Bei der 2 gezeigten Ausführungsmöglichkeit ist der Spurstangenträger 140 an zwei jeweils gabelartigen Hilfsrahmenkonsolen 111 mittels Schraubverbindungen 150 befestigt. Der Spurstangenträger 140 verfügt über zwei vertikale Langlöcher 142 für die Schraubverbindungen 150. Ferner sind in den Hilfsrahmenkonsolen 111 mehrere Steckbohrungen 112 vorhanden, die unterschiedliche Höhenlagen bzw. z-Positionen für den Spurstangenträger 140 vorgeben. Mittels Stiften oder dergleichen, die in dafür vorgesehene horizontale Langlöcher oder Nuten 143 am Spurstangenträger 140 eingreifen, kann eine gewünschte Höhenlage eingestellt bzw. die Höhenlage verändert werden. Jede Steckbohrung 112 kann für eine spezielle Kombination aus Fahrzeugniveauhöhe sowie Spur- und Sturzwinkel (oder sonstige Achseinstellwerte) vorgesehen und entsprechend markiert bzw. gekennzeichnet sein.
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Der Spurstangenträger 140 weist zudem zwei horizontale Langlöcher 141 auf, die für die Spurstangenanbindungen bzw. für die hilfsrahmenseitigen Spurstangenanbindungspunkte B vorgesehen sind. An diesen Langlöchern 141 kann eine Spureinstellung mittels Exzenterschrauben oder dergleichen erfolgen (nicht dargestellt).
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsmöglichkeit sind zur Einstellung bzw. Veränderung der Höhenlage des Spurstangenträgers 140 Exzenterschrauben 151 vorgesehen. Durch Verdrehen der Exzenterschrauben 151 kann die Höhenlage bzw. die z-Position des Spurstangenträgers 140 eingestellt bzw. verändert werden. Die Hilfsrahmenkonsolen 111 sind mit Exzenterabstützungen bzw. Widerlagern 113 sowie jeweils mit einem vertikalen Langloch 114 ausgebildet. Ferner kann an den Hilfsrahmenkonsolen 111 eine Skala oder dergleichen angebracht sein, um die eingestellte Höhenlage zu überprüfen.
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Bei der in 4 gezeigten Ausführungsmöglichkeit können durch entgegengesetzte bzw. um 180° verdrehte Befestigungslagen des Spurstangenträgers 140 (wie mit dem Drehpfeil veranschaulicht, wobei je nach Ausgestaltung eine Verdrehung des Spurstangenträgers 140 um die vertikale oder horizontale Achse möglich ist) zwei unterschiedliche Höhenlagen H1 und H2 realisiert werden. Die erste Befestigungslage ist mit Volllinien dargstellt und die zweite um 180° gedrehte Befestigungslage ist mit Punktlinien dargstellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102021100455 A1 [0003]
- DE 102021115640 B3 [0003]
