DE10325056A1

DE10325056A1 - Anordnung einer schwenkbaren Radlagereinheit

Info

Publication number: DE10325056A1
Application number: DE10325056A
Authority: DE
Inventors: Peter Niebling; Jens Heim; Heinrich Hofmann; Darius Dlugai
Original assignee: FAG Kugelfischer AG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-23
Also published as: US20050104313A9; US20040256826A1

Abstract

Eine hilfskraftbetätigte schwenkbare Radlagereinheit 1 ist um eine Schwenkachse 8 schwenkbar an einem Radträger 2 aufgenommen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer schwenkbaren Radlagereinheit, wobei die Radlagereinheit fahrzeugbezogen um eine Schwenkachse in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen schwenkbar angelenkt ist.
Hintergrund der Erfindung
Die üblicherweise mit einer Radlagerung an einer Radaufhängung gelagerten Fahrzeugräder sind, wie in DE 35 09 440 C2 beschrieben, mittels einer Vorrichtung im Sturz und/oder in der Spur verstellbar. Dazu wird am Fahrzeug auch vom Rad mindestens ein den aktuellen Fahrzustand des Fahrzeuges beschreibender Messwert ermittelt, einer Steuerschaltung zugeführt, in Stellsignale umgewandelt und an einen Stellantrieb weitergeleitet. Der Stellantrieb betätigt ein Stellglied, das wiederum das Rad zu einer auf der Fahrbahn senkrecht stehenden und in Fahrtrichtung ausgerichteten Vertikalebene schwenkt. Dabei ist das Rad zum Beispiel mit negativem Sturz oder positivem Sturz einstellbar.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Radlagereinheit zu schaffen, die mittels einer derartigen Vorrichtung verstellbar ist, wobei insbesondere eine geeignete Anlenkung der zum Fahrzeug schwenkbaren Radlagereinheit zu schaffen ist. Ziel ist es, die Anlenkung der Radlagereinheit so zu gestalten, dass diese in bestehenden Achskonzepten der Fahrzeughersteller ohne nennenswerte Änderungen der Achskonstruktion eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe ist mit den Merkmalen des Gegenstandes des Anspruches 1 gelöst. Die Radlagereinheit ist fahrzeugbezogen schwenkbar und dabei an einem fahrzeugfesten Radträger um eine Schwenkachse in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen, zum Beispiel zur Änderung des Sturzes im Stillstand oder Fahrbetrieb des Fahrzeuges, schwenkbar angelenkt. Die Schwenkachse verläuft von der der Rotationsachse des Fahrzeugrades entsprechenden Mittelachse der Radlagereinheit entfernt sowie quer zur Mittelachse. Die Radlagereinheit ist mittels eines hilfskraftbetätigten Stellgliedes um die Schwenkachse schwenkbar. Das Stellglied ist beispielsweise mittels eines linearen oder rotativ wirkenden Antriebes betätigt. Derartige Antriebe sind zum Beispiel elektromotorisch betriebene Kugel(umlauf)spindeln, elektromotorisch angetriebenen Zahnstangen oder hydraulische Antriebe, die entweder direkt oder durch Getriebe z.B. kraft-/leistungsübersetzt auf das Stellglied wirken. Das Stellglied ist beispielsweise eine Druck-Schubstange, die gelenkig an der Radlagerung und ggf. auch gelenkig an dem Stellantrieb bzw. an dem Getriebe befestigt ist. Dabei greift das Stellglied an einer gedachten und zur Schwenkachse parallelen Gelenkachse gelenkig an. Die Gelenkachse sowie die Schwenkachse liegen in einer gemeinsamen gedachten sowie mit der Radlagerung um die Schwenkachse schwenkbaren Schwenkebene. Die Mittelachse durchstößt die Schwenkebene zwischen der Schwenkachse und dem Schwenkpunkt.
Die Radlagerung ist mit dem Fahrzeugrad relativ zu dem am Fahrzeug festen Radträger schwenkbar. Die Radlagerung ist somit gelenkig um die Schwenkachse schwenkbar über einen oder mehrere von der Schwenkachse durch drungene(n) Anlenkpunkt(e) am Radträger abgestützt und befestigt. Kräfte am Rad werden durch diese(n) Anlenkpunkt(e) an den Radträger weiter geleitet. Eine weitere Abstützung des Rades ist u.U. auf Höhe der Gelenkachse vorgesehen, wo das Stellglied quer zur Aufstandsebene des Rades geführt ist.
Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die 1 und 2 zeigen eine Radlagereinheit 1 an einem Radträger 2. Die Radlagereinheit 1 ist aus einer Nabe 3 und aus einem Außenkörper 4 sowie zwei Reihen käfiggeführter Wälzkörper 5 gebildet. Die Nabe 3 ist konzentrisch zu dem Außenkörper 4 in dem zum Fahrzeug rotationsfesten Außenkörper 4 drehbar gelagert. Dabei stützen sich die Nabe 3 und der Außenkörper 4 über die Wälzkörper aneinander ab.
Der Außenkörper 4 ist mit wenigstens einem Hebel 6 versehen, der von der Mittelachse 1a der Radlagereinheit 1 radial abgeht und an dem ein Schwenkauge 6a ausgebildet ist. Der in 1 sichtbare Hebel 6 steht von dem Außenkörper 4 in Richtung des Bodens oder der Fahrbahn ab, auf dem das nicht dargestellte Fahrzeug bewegbar ist. An der von dem Schwenkauge 6a entgegengesetzten Seite der Mittelachse 1a ist an dem Außenkörper 4 ein Gelenk 7 ausgebildet.
Der Radträger 2 ist um eine Achse L, schwenkbar am nicht dargestellten Fahrzeug befestigt und weist einen Zapfen 2a sowie eine Führung 2b auf. Die Mittelachse des Zapfens 2a ist die Schwenkachse 8. Auf dem Zapfen 2a sitzt der Hebel 6 mit dem Auge 6a um den Zapfen 2a schwenkbar. Alternativ dazu ist es auch vorgesehen, dass der Hebel 6 einen entsprechenden Zapfen aufweist. der schwenkbar in einem Auge des Trägers aufgenommen ist. In der Führung 2b ist ein Stellglied 9 längsbeweglich geführt. Das Stellglied 9 weist in diesem Falle ein Gelenkauge 9a auf, mit dem es um die Gelenkachse 7a schwenkbar ist.
Die Radlagereinheit 1 ist an dem Radträger 2 um die Schwenkachse 8 in zwei mit dem Doppelpfeil markierte zueinander entgegengesetzte Richtungen schwenkbar angelenkt. Wenn die Radlagereinheit 1 um den Winkel α+ geneigt ist, ist das Rad mit positiven Sturz und wenn die Radlagereinheit 1 um den Winkel α- ist das Rad mit negativen Sturz geneigt. In 1 ist steht die Hochachse X senkrecht zur Fahrbahn. In 2 ist die Radlagereinheit 1 so geneigt, dass ein negativer Sturz am nicht dargestellten Rad eingestellt ist.
Die Schwenkachse 8 ist von der Mittelachse 1a der Radlagereinheit 1 entfernt und verläuft quer zur Mittelachse 1a. Die Gelenkachse 7a und die Schwenkachse 8 verlaufen parallel zueinander in einer gemeinsamen gedachten sowie mit der Radlagereinheit 1 um die Schwenkachse 8 schwenkbaren Schwenkebene E₁. Die Mittelachse 1a durchstößt die Schwenkebene E₁ zwischen der Schwenkachse 8 und der Gelenkachse 7a. Dabei liegt die Schwenkachse 8 in den Darstellungen nach 1 und 2 fahrzeugbezogen vertikal unterhalb und die Gelenkachse 7a fahrzeugbezogen vertikal oberhalb der Mittelachse 1a, das heißt die Schwenkachse 8 liegt in diesem Falle zwischen der Mittelachse 1a und der Fahrbahn und die Gelenkachse 7a verläuft oberhalb der Mittelachse 1a zwischen dem nicht dargestellten Fahrzeug und der Radlagereinheit 1.
Die Schwenkachse 8 durchstößt senkrecht eine mit der Mittelachse 1a gleichgerichtete Projektionsebene P (in diesem Fall die Bildebene). Der kürzeste Abstand H₁ von dem Durchstoßpunkt P₁ zur Mittelachse 1a, steht zu einem weiteren kürzesten Abstand H₂ zwischen einem Punkt P₂ und der Mittelachse 1a, in einem Längenverhältnis von mindestens 2,5 : 1. An dem Punkt P₁ durchstößt die Schwenkachse 8 die Projektionseben P senkrecht. An dem Punkt P₂ durchstößt die Gelenkachse 7a senkrecht die Projektionsebene P.
Die Erfindung ist sowohl auf Anordnungen mit Radlagereinheiten 1 an gelenkten als auch ungelenkten, angetriebenen als auch nicht angetriebenen Rädern vorgesehen.
An der in 1 und 2 beschriebenen Ausführung der Radlagereinheit 1 sind in den Außenkörper 4 und in der Nabe 3 die Laufbahnen 10 und 11 direkt ausgebildet. Es sind auch Radlagereinheiten mit wenigstens einem Innenring und/oder wenigstens einem Außenring vorgesehen. Der/die Innen- bzw. Außenring(e) weist/weisen in diesem Falle die Laufbahnen für Kugeln oder Kegelrollen auf und sitzt/sitzen in dem Außenkörper bzw. auf der Nabe.
Es ist auch denkbar, dass die Nabe einen radialen Flansch o.ä. aufweist, mit dem die Radlagereinheit an dem Radträger schwenkbar aufgenommen ist. In diesem Fall ist die Nabe rotationsfest zu dem Fahrzeug und der Außenkörper mit dem Rad drehbar auf dieser gelagert.
Die Nabe 3 der Radlagereinheit 1 weist einen Flansch 12 auf, der für die Befestigung eines Bremsscheibentopfes 13 mit Bremsscheibe 14 vorgesehen ist. Alternativ sind an der Radlagereinheit Rad und Bremsscheibe getrennt voneinander entweder beide an der Nabe oder an der Nabe sowie an dem Außenkörper bzw. beide an dem Außenkörper und voneinander getrennt angeordnet. Da die Bremsscheibe 14 mit dem Außenkörper 4 verschwenkt wird, sind auch die weiteren unmittelbar an der Bremsscheibe angeordneten Elemente der Scheibenbremse mit dem Außenkörper 4 schwenkbeweglich.

1: Radlagereinheit
1a: Mittelachse
2: Radträger
2a: Zapfen
2b: Führung
3: Nabe
4: Außenkörper
5: Wälzkörper
6: Hebel
6a: Schwenkauge
7: Gelenk
7a: Gelenkachse
8: Schwenkachse
9: Stellglied
9a: Gelenkauge
10: Laufbahn
11: Laufbahn
12: Flansch
13: Bremsscheibentopf
14: Bremsscheibe

Claims

Anordnung einer schwenkbaren Radlagereinheit (1), die an einem Radträger (2) um eine Schwenkachse (8) in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen schwenkbar angelenkt ist, wobei die Schwenkachse (8) von der Mittelachse (1a) der Radlagereinheit (1) entfernt sowie quer zur Mittelachse (1a) verläuft und wobei die Radlagereinheit (1) mittels eines hilfskraftbetätigten Stellgliedes (9) um die Schwenkachse (8) schwenkbar ist und dabei das Stellglied (9) an einer zur Schwenkachse (8) parallelen Gelenkachse (7a) zur Radlagereinheit (1) gelenkig angreift, wobei die Gelenkachse (7a) sowie die Schwenkachse (8) in einer gemeinsamen gedachten sowie mit der Radlagereinheit (1) um die Schwenkachse (8) schwenkbaren Schwenkebene liegen und dabei die Mittelachse (1a) die Schwenkebene zwischen der Schwenkachse (8) und der Gelenkachse (7a) durchstößt.
Radlagereinheit nach Anspruch 1, an der die Schwenkachse (8) fahrzeugbezogen unterhalb und die Gelenkachse (7a) fahrzeugbezogen oberhalb der Mittelachse (1a) verlaufen.
Radlagereinheit nach Anspruch 2, mit einem Verhältnis eines kürzesten Abstandes der Mittelachse (1a) von einem Durchstoßpunkt zu einem weiteren kürzesten Abstand zwischen der Mittelachse und einem Punkt von mindestens 2,5 : 1, wobei die Schwenkachse (8) an dem Durchstoßpunkt eine gedachte mit der Mittelachse (1a) gleichgerichtete Projektionsebene durchstößt und wobei an dem Punkt die Gelenkachse (7a) die Projektionsebene durchstößt.