DE102014225884A1 - Verbindungselement zwischen einer Querblattfeder und einem Radträger einerKraftfahrzeugradaufhängung - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verbindungselement (30) für eine Kraftfahrzeugradaufhängung (1) zum Verbinden einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querblattfeder (8) mit einem Radträger (2), welches einen querblattseitigen ersten Befestigungsbereich (32), in dem das Verbindungselement (30) starr an der Querblattfeder (8) befestigbar ist, einen radträgerseitigen zweiten Befestigungsbereich (33), der ein Lagerungselement (35) umfasst, mittels dem das Verbindungselement (30) in einem Radträgeranlenkpunkt (29) gelenkig mit dem Radträger (2) verbindbar ist, und einen zwischen diesen beiden Befestigungsbereichen (32, 33) ausgebildeten Zwischenbereich (34) umfasst. Erfindungsgemäß ist der Zwischenbereich (34) in Querrichtung der dafür vorgesehenen Querblattfeder (8) derart flexibel ausgebildet und/oder das Lagerungselement (35) in Querrichtung der dafür vorgesehenen Querblattfeder (8) derart axial verschiebbar und/oder derart elastisch nachgiebig ausgebildet, dass der dafür vorgesehene Radträgeranlenkpunkt (29) in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der dafür vorgesehenen Querblattfeder (8) innerhalb eines Verlagerungsbereiches (31) verlagerbar ist, so dass die Querblattfeder (8) in Bezug zum Fahrzeugkoordinatensystem vom Radträger (2) im Wesentlichen längskraftentkoppelt ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement für eine Kraftfahrzeugradaufhängung zum Verbinden einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querblattfeder mit einem Radträger gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Verbindungselement gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 13 näher definierten Art.
• Aus der DE 10 2011 081 693 A1 ist eine Halterung für eine Blattfeder einer Kraftfahrzeugradaufhängung bekannt. Die Halterung umfasst einen Federbefestigungsbereich zur Befestigung der Feder an der Halterung und einen Radträgerbefestigungsbereich zu Befestigung eines Radträgers an der Feder. Die Halterung weist einen Verformungsbereich zur Kraftübertragung von dem Federbefestigungsbereich auf den Radträgerbefestigungsbereich auf. Der Verformungsbereich ist so ausgestaltet, dass er sich plastisch verformt, wenn eine Kraft – welche eine gewisse Grenzkraft überschreitet und insbesondere zu einer Schädigung der Feder führen könnte – von dem Radträgerbefestigungsbereich auf den Federbefestigungsbereich übertragen wird. Die Halterung ist ferner derart ausgebildet, dass sie sich bei der Übertragung von Kräften, die im Normalbereich liegen, im Wesentlichen nicht elastisch verformt und so eine stabile und gleichbleibende Führung der Räder erlaubt.
• Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 13 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
• Es wird ein Verbindungselement für eine Kraftfahrzeugradaufhängung, insbesondere für eine Hinterradaufhängung, vorgeschlagen. Das Verbindungselement dient zum Verbinden einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querblattfeder mit einem Radträger. Das Verbindungselement umfasst einen querblattseitigen ersten Befestigungsbereich. In diesem ist das Verbindungselement starr – d. h. in Fahrzeuglängsrichtung, Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeughochrichtung unbeweglich – an der Querblattfeder befestigbar. Des Weiteren weist das Verbindungselement einen radträgerseitigen zweiten Befestigungsbereich auf. In diesem zweiten Befestigungsbereich ist ein Lagerungselement angeordnet. Mittels des Lagerungselements ist das Verbindungselement in einem Radträgeranlenkpunkt des Radträgers gelenkig mit diesem verbindbar. Als Radträgeranlenkpunkt ist derjenige Bereich des Radträgers zu verstehen, in dem das Verbindungselement gelenkig befestigt werden kann. Außerdem umfasst das Verbindungselement einen zwischen diesen beiden Befestigungsbereichen ausgebildeten Zwischenbereich. Der Zwischenbereich verbindet somit die beiden Befestigungsbereiche miteinander.
• Insbesondere bei einer als Faserverbundbauteil ausgebildeten Querblattfeder reduziert sich deren Lebensdauer, wenn die Querblattfeder in ihrer Querrichtung bzw. gemäß der vorgesehenen Einbaulage in Fahrzeuglängsrichtung gebogen wird. Derartige Fahrzeuglängskräfte bzw. Querblattquerkräfte, die eine Biegung der Querblattfeder in ihrer Querrichtung hervorrufen, treten verstärkt dann auf, wenn die Querblattfeder radführend, insbesondere als Spurlenker wirkend, ausgebildet ist. Insbesondere bei derartigen Anwendungsfällen treten nämlich verstärkt Verlagerungen zwischen der Querblattfeder und dem Radträgeranlenkpunkt des Radträgers in Fahrzeuglängsrichtung auf.
• Aufgrund dessen ist der Zwischenbereich bei dem vorgeschlagenen Verbindungselement in Querrichtung der dafür vorgesehenen Querblattfeder – d. h. in Querrichtung des Verbindungselementes und/oder gemäß der Einbaulage in Fahrzeuglängsrichtung – derart flexibel und/oder biegsam ausgebildet, dass der dafür vorgesehene Radträgeranlenkpunkt in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der dafür vorgesehenen Querblattfeder innerhalb eines Verlagerungsbereiches verlagerbar ist. Infolgedessen ist der Zwischenbereich derart ausgebildet, dass sich die beiden Befestigungsbereiche relativ zueinander in Fahrzeuglängsrichtung verlagern können. Hierdurch kann die Querblattfeder vom Radträger in Bezug auf das Fahrzeugkoordinatensystem, vorzugsweise in und/oder entgegen der Fahrtrichtung, im Wesentlichen längskraftentkoppelt werden. Infolgedessen ist der Zwischenbereich derart flexibel und/oder biegsam ausgebildet, dass der zweite Befestigungsbereich gegenüber dem ersten Befestigungsbereich in Fahrzeuglängsrichtung relativbeweglich ist. Vorzugsweise ist dieser Zwischenbereich, insbesondere aufgrund seiner Formgebung, in Fahrzeughochrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung steif, d. h. unnachgiebig, ausgebildet, so dass die elastische Verlagerungsbewegung der beiden Befestigungsbereiche zueinander in Fahrzeuglängsrichtung geführt ist.
• Zusätzlich oder alternativ ist das Lagerungselement bei dem vorgeschlagenen Verbindungselement in Querrichtung der dafür vorgesehenen Querblattfeder axial verschiebbar ausgebildet, d.h. insbesondere in sich axial verschiebbar, axial verschiebbar gelagert und/oder axial verschiebbar lagerbar, insbesondere auf einem im Radträgeranlenkpunkt befestigbaren Befestigungsbolzen. Das Lagerungselement ist somit derart axial verschiebbar ausgebildet, dass der dafür vorgesehene Radträgeranlenkpunkt, insbesondere beim passiven Lenken des Radträgers über den Radhub, in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der dafür vorgesehenen Querblattfeder innerhalb des Verlagerungsbereiches verlagerbar ist. Hierdurch ist die Querblattfeder vom Radträger im Wesentlichen längskraftentkoppelt. Der Begriff „längskraftentkoppelt“ bezieht sich auf Fahrzeuglängskräfte, die in Bezug auf das Fahrzeugkoordinatensystem in Längsrichtung des Fahrzeugs wirken. Fahrzeuglängskräfte rufen somit ohne einer entsprechend ausgebildeten Längskraftentkopplung hohe Querkräfte in der Querblattfeder (Querblattquerkräfte) hervor. Zur Reduktion und/oder Vermeidung derartiger Querblattquerkräfte ist das Lagerungselement somit derart axial verschiebbar ausgebildet (z.B. in sich selbst axial verschiebbar, axial verschiebbar lagerbar und/oder axial verschiebbar gelagert), dass der zweite Befestigungsbereich des Verbindungselementes gegenüber dem Radträgeranlenkpunkt des dafür vorgesehenen Radträgers in Fahrzeuglängsrichtung relativbeweglich ist. Hierdurch können die auf die Querblattfeder einwirkenden Fahrzeuglängskräfte reduziert werden, so dass die Lebensdauer der Querblattfeder erhöht werden kann.
• Alternativ oder zusätzlich ist das Lagerungselement des vorgeschlagenen Verbindungselementes in Querrichtung der dafür vorgesehenen Querblattfeder derart elastisch nachgiebig ausgebildet, dass der dafür vorgesehene Radträgeranlenkpunkt in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der dafür vorgesehenen Querblattfeder innerhalb des Verlagerungsbereiches verlagerbar ist. Hierfür weist das Lagerungselement vorzugsweise einen Gummikörper mit zumindest einer Aussparung auf, mittels der der entgegengebrachte Bewegungswiderstand des Gummikörpers in Querblattquerrichtung bzw. Fahrzeuglängsrichtung im Vergleich zu einem als Vollkörper ausgebildeten Gummikörper reduziert ist.
• Die elastische Nachgiebigkeit des Lagerungselementes ist demnach derart ausgebildet, dass die Querblattfeder vom Radträger im Wesentlichen längskraftentkoppelbar ist. Dies bedeutet, dass Fahrzeuglängskräfte zumindest reduziert und/oder im Wesentlichen vollständig kompensiert werden. Der zweite Befestigungsbereich des Verbindungselementes ist somit, insbesondere beim passiven Lenken des Radträgers über den Radhub, gegenüber dem Radträgeranlenkpunkt des dafür vorgesehenen Radträgers in Fahrzeuglängsrichtung relativbeweglich. Hierdurch kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass bei einer Verlagerung des Radträgers gegenüber der Querblattfeder in Fahrzeuglängsrichtung, insbesondere während des Ein- und Ausfederns des Rades, zu hohe Querkräfte – d. h. in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querblattquerrichtung wirkende Kräfte – auf die Querblattfeder übertragen werden, die eine Biegung der Querblattfeder in Fahrzeuglängsrichtung bzw. um die Fahrzeughochachse hervorrufen würden.
• Mittels des entsprechend ausgebildeten Zwischenbereiches und/oder Lagerungselementes des Verbindungselementes kann somit eine Längskraftentkopplung zwischen dem Radträger und der Querblattfeder bewirkt werden. Des Weiteren wird eine Rotation der Querblattfeder um ihre Längsachse durch den derart ausgebildeten Zwischenbereich und/oder das derart ausgebildete Lagerungselement vermieden. Somit kann vorteilhafterweise die Lebensdauer der Querblattfeder, insbesondere wenn diese als Faserverbundbauteil ausgebildet ist, deutlich erhöht werden, da eine Biegung der Querblattfeder in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Torsion um ihre Längsachse zumindest reduziert und/oder unterbunden wird.
• Vorteilhaft ist es, wenn das Verbindungselement in seinem Zwischenbereich zumindest ein Anbindungselement aufweist. Das Anbindungselement ist in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querblattquerrichtung flexibel ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist das Anbindungselement in Fahrzeughochrichtung bzw. in Querblatthochrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung steif und/oder starr ausgebildet. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine geführte Relativbewegung zwischen den beiden Befestigungsbereichen in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querblattquerrichtung bewirkt werden. Über die in Querblattquerrichtung flexible Ausbildung des Anbindungselementes können die vom Radträger in Richtung der Querblattfeder übertragenen Fahrzeuglängskräfte bzw. Querblattquerkräfte reduziert werden, insbesondere derart stark, dass die Querblattfeder in ihrer Querrichtung nicht gebogen wird. Des Weiteren können über die in Fahrzeughochrichtung bzw. Querblatthochrichtung steife und/oder starre Ausbildung des Anbindungselementes in Fahrzeughochrichtung wirkende Federkräfte vom Radträger auf die Querblattfeder übertragen werden. Hierdurch kann die Querblattfeder ihre Aufgabe als Federung und/oder Stabilisator vollständig erfüllen.
• Vorteilhaft ist es, wenn das Anbindungselement um die Längsachse des Verbindungselementes tordierbar ist. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Torsion der Querblattfeder vermieden werden. Auch dies kann zur Erhöhung der Lebensdauer der Querblattfeder beitragen, da sich Torsionsmomente schädigend auf die Faserstruktur der Querblattfeder auswirken können.
• Um zwischen dem Radträger und der Querblattfeder eine symmetrische Einleitung von in Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeughochrichtung wirkenden Kräften sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn sich das Anbindungselement in Fahrzeuglängsrichtung mittig und/oder koaxial zur dafür vorgesehenen Querblattfeder erstreckt.
• Zusätzlich oder alternativ ist es ferner vorteilhaft, wenn sich das Anbindungselement in Fahrzeugquerrichtung vom ersten Befestigungsbereich ausgehend bis zum zweiten Befestigungsbereich erstreckt. Hierdurch kann das Anbindungselement innerhalb des zur Verfügung stehenden Bauraums sehr lang ausgebildet werden, wodurch die Hebelwirkung erhöht und/oder die Flexibilität des Anbindungselementes vergrößert werden kann.
• Ein in Fahrzeuglängsrichtung flexibles und in Fahrzeughochrichtung starres Anbindungselement kann konstruktiv einfach und in der Herstellung günstig realisiert werden, wenn die Breite des Anbindungselementes in Fahrzeughochrichtung bzw. Querblatthochrichtung größer als in Fahrzeuglängsrichtung bzw. Querblattquerrichtung ausgebildet ist. Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn das Anbindungselement als, insbesondere gradliniger, Biegebalken ausgebildet ist, der in Querblattquerrichtung eine geringere Steifigkeit als in Querblattfederhochrichtung aufweist. Das dem ersten Befestigungsbereich zugewandte Ende des Biegebalkens stellt hierbei vorzugsweise den ortsfesten Lagerpunkt des Biegebalkens dar.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Anbindungselement zum Schutz der Querblattfeder als Überlastsicherung ausgebildet. Beim Überschreiten eines definierten Schwellwertes, insbesondere einer in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung wirkenden Schwellkraft und/oder eines Schwellverlagerungsweges des zweiten Befestigungsbereiches, ist das als Überlastsicherung ausgebildete Anbindungselement plastisch verformbar und/oder knickbar. Bei einer überhöhten Energieeinleitung, die eine Beschädigung der Querblattfeder verursachen würde, verformt sich somit das Anbindungselement, so dass zumindest ein Teil der eingeleiteten Energie abgebaut wird und somit nicht vollständig bis zur Querblattfeder weitergeleitet wird. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Querblattfeder beschädigt wird.
• Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Überlastsicherung derart ausgebildet ist, dass sich das Anbindungselement bei seiner Verformung nicht vom ersten und zweiten Befestigungsbereich löst. Das Verbindungselement verbindet somit auch noch im deformierten Zustand den Radträger mit der Querblattfeder, so dass das Rad weiterhin über die Querblattfeder geführt ist. Die Überlastsicherung ist jedoch derart ausgebildet, dass sich bei deformiertem Anbindungselement die Spur und/oder der Sturz des Rades verändert. Hierdurch erhält der Fahrer über das veränderte Fahrverhalten die Rückmeldung, dass die Radaufhängung beschädigt ist. Zugleich ist jedoch eine sichere Weiterfahrt, zumindest unmittelbar nach der Krafteinwirkung, aufgrund des weiterhin mit dem Radträger und der Querblattfeder verbundenen Verbindungselementes möglich. Vorteilhaft ist es, wenn die Überlastsicherung derart ausgebildet ist, dass sich das Anbindungselement bei einer den Schwellwert überschreitenden Krafteinleitung in Querrichtung der Querblattfeder plastisch verformbar und/oder knickbar ist.
• Auch ist es vorteilhaft, wenn das Anbindungselement zumindest einen Sollknickbereich aufweist, in dem dieses bei Überschreiten des Schwellwertes abknickt. Hierdurch kann ein definiertes Klickverhalten des Anbindungselementes bei Überlastung bestimmt werden.
• Vorteilhaft ist es, wenn das Lagerungselement ein Kugelhülsengelenk ist. Das Kugelhülsengelenk kann unbeweglich, d.h. ohne Spiel, im Radträgeranlenkpunkt befestigbar und/oder befestigt sein. Zur Ausbildung eines in Fahrzeuglängsrichtung relativ zum Radträgeranlenkpunkt axial verschiebbaren Lagerungselementes ist es vorteilhaft, wenn das Kugelhülsengelenk in sich selbst axial verschiebbar ausgebildet ist und/oder relativ zum Radträgeranlenkpunkt axial verschiebbar befestigbar und/oder befestigt ist. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Kugelhülsengelenk eine drehbeweglich gelagerte Kugelhülse mit einer sich in Fahrzeuglängsrichtung bzw. Querblattquerrichtung erstreckenden Durchgangsbohrung aufweist. Vorzugsweise ist die Kugelhülse in ihrem radial äußeren Bereich in einer Lagerschale des Kugelhülsengelenks kardanisch gelagert. Die Lagerschale kann in einem Gelenkgehäuse angeordnet sein. Das Gelenkgehäuse ist in dem Lagerauge vorzugsweise, insbesondere in Axialrichtung unbeweglich, befestigt. Alternativ kann das Gelenkgehäuse zur Ausbildung einer Axialverschiebbarkeit des Lagerungselementes aber auch axial beweglich in dem Lagerauge angeordnet sein. Des Weiteren erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung vorzugsweise ein Befestigungsbolzen, der im Radträgeranlenkpunkt des Radträgers lösbar und/oder mit diesem unbeweglich befestigbar ist.
• Damit das Kugelhülsengelenk zwischen dem radseitigen Ende des Verbindungselementes und dem Radträgeranlenkpunkt eine Relativverschiebung, insbesondere im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung, bewirken kann, ist das Kugelhülsengelenk, insbesondere die Kugelhülse, auf dem Befestigungsbolzen vorzugsweise derart beweglich gelagert, dass das Kugelhülsengelenk in Fahrzeuglängsrichtung innerhalb des Verlagerungsbereiches auf dem Befestigungsbolzen und von diesem axial geführt relativ zum Radträgeranlenkpunkt verschiebbar ist. Hierdurch kann eine axiale Relativverschiebbarkeit zwischen dem zweiten Befestigungsbereich und dem Radträgeranlenkpunkt sichergestellt werden. Des Weiteren ist diese Relativverschiebbarkeit mittels des Befestigungsbolzens axial geführt. Hierdurch kann eine Übertragung von Fahrzeuglängskräften auf die Querblattfeder vermieden werden.
• Zusätzlich oder alternativ kann dies auch dadurch bewirkt werden, wenn die Kugelhülse vorteilhafterweise mehrteilig ausgebildet ist, wobei diese vorzugsweise eine, insbesondere hohlzylindrische, Innenhülse und ein auf dem Außenumfang der Innenhülse angeordnetes Kugelelement umfasst. Das Kugelelement weist hierfür eine Durchgangsbohrung auf, durch die sich die Innenhülse erstreckt. Das Kugelelement ist gegenüber der Innenhülse vorzugsweise axialverschiebbar. Das Kugelelement ist somit auf der Innenhülse in deren Längsrichtung verschiebbar angeordnet.
• Zusätzlich oder alternativ kann diese relative Axialverschiebbarkeit auch dadurch bewirkt werden, dass die Lagerschale im Gelenkgehäuse axialverschieblich angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist es auch vorteilhaft, wenn das Gelenkgehäuse axialverschiebbar im Lagerauge aufgenommen ist.
• Vorteilhaft ist es, wenn die Lagerschale und/oder die Kugelhülse aus einem Kunststoff hergestellt ist. Hierdurch kann das Spiel des Kugelhülsengelenks reduziert werden.
• Zum Beschränken der Axialverschiebbarkeit des Kugelhülsengelenks ist es vorteilhaft, wenn dem Kugelhülsengelenk zwei voneinander in Längsrichtung des Befestigungsbolzens beabstandete Anschlagselemente zugeordnet sind. Die Anschlagselemente können hierbei vorzugsweise am Radträger ausgebildet und/oder einteilig mit diesem ausgebildet sein. Der Abstand zwischen den beiden Anschlagselementen entspricht vorzugsweise dem Verlagerungsbereich. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die beiden Anschlagselemente vom Radträger in Richtung der Querblattfeder vorstehen und/oder sich der Befestigungsbolzen durch zwei zueinander koaxial angeordnete Durchgangsbohrungen der beiden Anschlagselemente erstreckt.
• Zur Ausbildung eines in Fahrzeuglängsrichtung relativ zum Radträgeranlenkpunkt elastisch nachgiebigen Lagerungselementes, ist es vorteilhaft, wenn das Lagerungselement ein Gummilager ist. Vorzugsweise umfasst das Gummilager einen, insbesondere in Radialrichtung zwischen einer inneren und äußeren Lagerbuchse angeordneten, Gummikörper. Der Gummikörper weist vorzugsweise zumindest eine Aussparung auf. Die zumindest eine Aussparung ist vorzugweise derart ausgebildet, dass die elastische Axialverschiebbarkeit des Gummilagers im Vergleich zu einem Gummilager mit Vollgummikörper vergrößert ist. Hierdurch kann die Übertragung von in Querrichtung der Querblattfeder wirkenden Kräften reduziert werden.
• Die zumindest eine Aussparung erstreckt sich in Axialrichtung vorzugsweise über die gesamte Länge des Gummikörpers. Des Weiteren erstreckt sich die Aussparung in Umfangsrichtung über ein Winkelintervall von weniger als 180°, besonders bevorzugt von weniger als 120°. Die Aussparung ist ferner vorzugsweise in einem in Bezug zur Einbaulage oberen oder unteren Winkelintervall angeordnet. Vorzugsweise verändern sich die auf die Umfangsrichtung bezogene Breite und/oder die auf die Radialrichtung bezogene Höhe der Aussparung in Axialrichtung des Gummikörpers. Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn die Breite und/oder Höhe der Aussparung zur axialen Mitte des Gummilagers hin abnimmt.
• Vorteilhaft ist es somit, wenn der Gummikörper in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeughochrichtung einen geringeren Bewegungswiderstand aufweist als in Fahrzeugquerrichtung. Hierdurch können insbesondere zum Lenken des Rades Radquerkräfte auf die Querblattfeder übertragen werden. Zugleich werden jedoch eine Biegung der Querblattfeder um ihre Hochachse hervorrufende Kräfte – d. h. Fahrzeuglängskräfte – durch eine im Vergleich dazu vergrößerte elastische Relativbeweglichkeit des Gummikörpers zumindest teilweise kompensiert, so dass diese vom Radträger nicht oder nur teilweise auf die Querblattfeder übertragen werden.
• Vorteilhaft ist es somit ferner, wenn der Gummikörper, insbesondere mittels der zumindest einen Aussparung, derart ausgebildet ist, dass dieser um eine in Fahrzeugquerrichtung bzw. Querblattlängsrichtung ausgerichtete erste Torsionsachse einen geringeren Bewegungswiderstand aufweist, als um eine in Fahrzeughochrichtung bzw. Querblatthochrichtung ausgerichtete zweite Torsionsachse. Hierdurch können insbesondere zum Lenken des Rades Torsionskräfte um die zweite Torsionsachse auf die Querblattfeder übertragen werden. Zugleich werden jedoch diejenigen Kräfte, die eine Torsion der Querblattfeder um ihre Längsachse hervorrufen würden, durch eine im Vergleich dazu vergrößerte elastische Relativbeweglichkeit des Gummikörpers um seine erste Torsionsachse zumindest teilweise kompensiert. Diese Torsionskräfte werden somit vom Radträger nicht oder nur teilweise auf die Querblattfeder übertragen.
• Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Aussparung derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass der Gummikörper in Fahrzeuglängsrichtung und/oder um die erste Torsionsachse einen geringeren Bewegungswiderstand als in Fahrzeugquerrichtung und/oder die zweite Torsionsachse aufweist. Hierfür ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die zumindest eine Aussparung in Umfangsrichtung des Gummilagers in einem in Bezug zur Einbaulage unteren oder oberen Bereich, insbesondere Winkelbereich, ausgebildet ist.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Gummikörper zur Erhöhung der Beweglichkeit in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querblattquerrichtung und/oder um die erste Torsionsachse eine in Bezug zur Fahrzeughochrichtung untere und/oder obere Aussparung auf. Die beiden Aussparungen sind vorzugsweise in Umfangsrichtung des Gummikörpers voneinander getrennt. Des Weiteren sind diese vorzugsweise derart ausgebildet, dass im Längsschnitt und/oder im Querschnitt des Gummilagers ein der inneren Lagerbuchse zugeordneter erster Gummikörperteil und/oder ein der äußeren Lagerbuchse zugeordneter zweiter Gummikörperteil ausgebildet sind.
• Der erste und/oder zweite Gummikörperteil ist vorzugsweise konvex gekrümmt, insbesondere derart, dass sie sich bei einer Torsion um die erste Torsionsachse aufeinander abwälzen können. Hierdurch wird der Bewegungswiderstand um die erste Torsionsachse reduziert.
• Des Weiteren vereinigen sich die beiden Gummikörper der ersten und/oder zweiten Aussparung in Umfangsrichtung betrachtet wieder im in Bezug zur Fahrzeugquerrichtung äußeren und inneren Bereich des Gummikörpers zu einem Vollkörper. Hierdurch kann das Gummilager vorzugsweise derart ausgebildet werden, dass es in Fahrzeugquerrichtung und/oder um die zweite Torsionsachse eine höhere Steifigkeit aufweist als in Fahrzeughochrichtung, Fahrzeuglängsrichtung und/oder um die erste Torsionsachse. Infolgedessen kann insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung und/oder um die erste Torsionsachse der durch den Gummikörper definierte Bewegungswiderstand reduziert werden, so dass sich die innere Lagerbuchse gegenüber der äußeren Lagerbuchse weiter aus dieser in Axialrichtung hinausbewegen und/oder gegenüber dieser weiter um die erste Torsionsachse tordieren kann.
• Zum gleichen Zweck ist es vorteilhaft, wenn der innere erste Gummikörperteil im Wesentlichen als Teil eines sich mit der äußeren Lagerbuchse schneidenden Ellipsoids ausgebildet ist. Das Ellipsoid ist vorzugsweise mittig zur äußeren Lagerbuchse angeordnet.
• Auch ist es vorteilhaft, wenn die obere Aussparung derart ausgebildet ist, dass der innere und äußere Gummikörperteil im Längsschnitt und/oder im Querschnitt des Gummilagers einen mittigen Kontaktbereich aufweisen. Der Kontaktbereich kann hierbei als Schwenkpunkt dienen, um den die innere Lagerbuchse zusammen mit dem ihr zugeordneten ersten Gummikörperteil zu schwenken vermag. Vorzugsweise verläuft die erste Torsionsachse durch diesen Kontaktbereich.
• Zusätzlich oder alternativ ist es ferner vorteilhaft, wenn die untere Aussparung derart ausgebildet ist, dass der innere und äußere Gummikörperteil im Längsschnitt und/oder im Querschnitt des Gummilagers voneinander beabstandet sind. Zwischen dem inneren und äußeren Gummikörperteil ist somit im Bereich der unteren Aussparung ein sich in Quer- und/oder Längsrichtung erstreckender Spalt ausgebildet. Dieser Abstand bzw. Spalt begünstigt eine Schwenkbewegung der inneren Lagerbuchse um den Kontaktbereich bzw. die erste Torsionsachse.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Verbindungselement in seinem ersten Befestigungsbereich eine, insbesondere im Wesentlichen u-förmige und/oder zwei in Fahrzeughochrichtung gegenüberliegende Halteflächen umfassende, Querblattaufnahme auf. In dieser Querblattaufnahme ist die dafür vorgesehene Blattfeder starr befestigbar. Die Befestigung zwischen Querblattaufnahme und Querblattfeder ist vorzugsweise formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgebildet. Der Relativbewegungsausgleich zwischen Radträger und Querblattfeder erfolgt somit ausschließlich im zweiten Befestigungsbereich.
• Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verbindungselement in seinem zweiten Befestigungsbereich ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes Lagerauge aufweist, in dem das Lagerungselement angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Lagerungselement im Inneren des Lagerauges unbeweglich befestigt. Dies kann insbesondere über Kraftschluss erfolgen.
• Um eine ausreichende Festigkeit, Flexibilität und/oder Deformierbarkeit des Verbindungselementes bei zugleich geringem Gewicht gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Verbindungselement aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium, hergestellt ist.
• Vorgeschlagen wird ferner eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit zwei in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegend angeordneten und jeweils um eine Lenkachse schwenkbaren Radträgern zum lenkbaren Aufnehmen eines Rades. Die beiden Radträger sind jeweils mit zumindest einem Lenker, insbesondere mit einem in Bezug zur Fahrzeughochachse in einer unteren Lenkerebene angeordneten radführenden Lenker, vorzugsweise Trapezlenker, und mit einem in einer oberen Lenkerebene angeordneten radführenden Querlenker, gelenkig verbunden und über diesen mit einem dafür vorgesehenen Aufbau gelenkig verbindbar. Des Weiteren umfasst die Radaufhängung eine sich zwischen diesen beiden Radträgern erstreckende Querblattfeder. Die Querblattfeder weist aufbauseitig eine Zweipunktlagerung auf. Des Weiteren umfasst die Querblattfeder im Bereich ihrer beiden Enden jeweils ein Verbindungselement, mittels dem die Querblattfeder mit dem jeweils zugeordneten Radträger gelenkig verbunden ist. Das Verbindungselement ist gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
• Vorteilhaft ist es, wenn die Querblattfeder in Bezug zur Fahrtrichtung hinter der Radmitte angeordnet und/oder gelenkig mit dem jeweiligen Radträger verbunden ist. Hierdurch kann die Querblattfeder radführend ausgebildet sein.
• Vorzugsweise ist die Querblattfeder derart ausgebildet und derart am Radträger angeordnet und angelenkt, dass diese als Spurlenker wirkt. Mittels der Querblattfeder kann somit das Vorspur- und/oder Sturzverhalten über den Radhub gesteuert werden. Die Querblattfeder beeinflusst demnach das Eigenlenkverhaltens der Radaufhängung.
• Auch ist es vorteilhaft, wenn der Querlenker zur passiven Lenkung des Rades über den Radhub als Spurlenker ausgebildet ist, wobei dieser vorzugsweise in Fahrtrichtung vor der Querblattfeder angeordnet ist und/oder in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Querlenkers gelenkig mit dem Radträger verbunden ist.
• Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine perspektivische Ansicht einer Hinterradaufhängung im Bereich eines linken Hinterrades mit spurführender Querblattfeder, die mit den Radträgern jeweils über ein Verbindungselement gegenüber diesen in Fahrzeuglängsrichtung relativverschiebbar verbunden ist,
• 2 eine Draufsicht der Hinterradaufhängung aus 1,
• 3 eine Vorderansicht der Hinterradaufhängung aus 1,
• 4 eine zur Fahrzeugaußenseite gerichtete Seitenansicht der Hinterradaufhängung aus 1,
• 5 einen perspektivischen Detailausschnitt der Hinterradaufhängung aus 1 im Bereich der radträgerseitigen Querblattfederanbindung,
• 6 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselementes, das gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels ein als Kugelhülsengelenk ausgebildetes Lagerungselement aufweist,
• 7 eine Schnittansicht des Verbindungselements aus 6 im Bereich des Kugelhülsengelenks,
• 8 eine Seitenansicht eines Verbindungselementes, das gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels ein als Gummilager ausgebildetes Lagerungselement umfasst, und
• 9 und 10 das Gummilager des in 8 gezeigten Verbindungselementes in einem perspektivischen Längsschnitt und in einer Stirnansicht.
• In den 1 bis 5 ist in perspektivischen sowie unterschiedlichen seitlichen Ansichten ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Radaufhängung gezeigt. Die Radaufhängung ist vorliegend eine Hinterradaufhängung 1. Die Darstellungen sind auf die wesentlichen Bauteile reduziert, um insbesondere die Verbindungsbereiche der Bauteile besser einsehen zu können. Des Weiteren zeigen diese im Wesentlichen eine Halbdarstellung der Hinterradachse im Bereich des linken Hinterrades.
• Die in den 1 bis 5 dargestellte Hinterradaufhängung 1 weist zwei in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegend angeordnete Radträger 2 auf, von denen aufgrund der Halbdarstellung nur der linke dargestellt ist. Der Radträger 2 nimmt ein Rad 3 in der Radmitte 4 drehbar gelagert auf. Das Rad 3 umfasst eine Felge 5, die mit dem Radträger 2 drehbar gelagert verbunden ist. Das Rad 3 ist über eine in der Radmitte 4 angreifende Antriebswelle 6 angetrieben ausgebildet. Der Antriebsstrang umfasst ferner ein Getriebe 7, das an dem dem Radträger 2 abgewandten Ende der Antriebswelle 6 angeordnet ist. Alternativ kann das Rad 3 aber auch ebenso über einen elektrischen Radnabenmotor angetrieben sein.
• Das Rad 3 bzw. der Radträger 2 ist mit einem hier nicht dargestellten Aufbau des Fahrzeugs derart gelenkig verbunden, dass das Rad 3 gegenüber dem Aufbau ein- und ausfedern sowie um eine Lenkachse gedreht werden kann. Die Lenkung des Rades 3 ist bei der vorliegenden Hinterradaufhängung 1 passiv ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Lenkwinkel des Rades 3 ausschließlich über den Radhub steuerbar ist.
• Die Steuerung des Lenkwinkels bzw. das Lenken des Rades 3 wird vorliegend durch eine Querblattfeder 8 bewirkt. Hierfür ist die Querblattfeder 8 derart ausgebildet sowie relativ zu den radführenden Lenkern der Hinterradaufhängung 1 derart angeordnet, dass die Querblattfeder 8 zur passiven Lenkung des Rades 3 über den Radhub als Spurlenker wirkt bzw. als solcher ausgebildet ist. Demnach übernimmt die Querblattfeder 8 in der vorliegenden Hinterradaufhängung 1 nicht nur die im Folgenden noch detailliert erläuterte Federung sowie Stabilisierung der Radaufhängung, sondern überdies hinaus auch noch die passive Lenkung des Rades 3 über den Radhub. Sie vereint demnach drei Funktionen in einem einzigen Bauteil, so dass die Hinterradaufhängung 1 mit einer reduzierten Bauteilanzahl sowie sehr bauraumsparend und leicht ausgebildet werden kann.
• Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Hinterradaufhängung 1 einen radführenden Lenker 9. Dieser ist in Bezug zur Fahrzeughochachse in einer unteren Lenkerebene angeordnet. Der Lenker 9 ist vorliegend als Trapezlenker ausgebildet. Hierfür ist dieser sowohl aufbauseitig als auch radseitig jeweils an zwei Gelenkpunkten mit dem hier nicht dargestellten Aufbau und dem Radträger 2 angelenkt.
• Der Lenker 9 weist einen Quer- und einen Längslenkeranteil auf. Hierfür ist der Lenker 9 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen L-förmig ausgebildet. Der Lenker 9 weist demnach einen Längslenkerbereich 10 und einen Querlenkerbereich 11 auf. Der Längslenkerbereich 10 erstreckt sich von einem ersten aufbauseitigen Gelenk 13 ausgehend in Bezug zur Fahrtrichtung 12 nach hinten in Richtung der Querblattfeder 8. Der Querlenkerbereich 11 erstreckt sich im Gegensatz dazu im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Der Querlenkerbereich 11 ist in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Radmitte 4 angeordnet. Des Weiteren ist dieser an seinem dem Längslenkerbereich 10 abgewandten Ende mit einem zweiten aufbauseitigen Gelenk 14 des Lenkers 9 aufbauseitig angelenkt. Im Gegensatz zum ersten aufbauseitigen Gelenk 13 ist der Lenker 9 in seinem zweiten Gelenk 14 nicht unmittelbar am Aufbau angelenkt, sondern mittelbar an einem Montageträger 15 bzw. Hilfsrahmen. Der Montageträger 15 kann wiederum mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbunden werden.
• Der Lenker 9 kann gegenüber dem Aufbau um eine durch die beiden aufbauseitigen Gelenke 13, 14 verlaufende virtuelle Achse geschwenkt werden. Zum Dämpfen dieses Ein- und Ausfederns des Rades 3 umfasst die Hinterradaufhängung 1 einen Dämpfer 16. Der Dämpfer 16 ist in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Querblattfeder 8 angeordnet. An seinem dem Lenker 9 abgewandten Ende ist der Dämpfer 16 am hier nicht dargestellten Aufbau abgestützt. An seinem dem Lenker 9 zugewandten Ende ist der Dämpfer 16 gelenkig am Lenker 9 abgestützt. Wie insbesondere in 4 ersichtlich, ist der Dämpfer 16 mit dem Lenker 9 stirnseitig an dem dem ersten aufbauseitigen Gelenk 13 abgewandten Ende des Längslenkerbereiches 10 lösbar befestigt.
• Radseitig weist der, insbesondere als Trapezlenker ausgebildete, Lenker 9 einen ersten und zweiten Verbindungsbereich 17, 18 auf. In diesen ist der Lenker 9 derart gelenkig mit dem Radträger 2 verbunden, dass dieser beim Ein- und/oder Ausfedern um die Lenkachse geschwenkt werden kann. Die Steuerung dieses Eigenlenkverhaltens erfolgt über die als Spurlenker wirkende Querblattfeder 8. Die Querblattfeder 8 ist somit auch radführend ausgebildet.
• Der Radträger 2 ist im ersten Verbindungsbereich 17, insbesondere über ein Kugelgelenk, unmittelbar – d. h. ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Bauteils – gelenkig mit dem Lenker 9 verbunden. Im zweiten Verbindungsbereich 18 ist der Radträger 2 im Gegensatz dazu mittelbar über einen dazwischengeschalteten Integrallenker 19 mit dem Lenker 9 gelenkig verbunden. Die beiden Verbindungsbereiche 17, 18 sind zueinander in Fahrzeuglängsrichtung beabstandet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Verbindungsbereich 17 in Fahrzeuglängsrichtung im Bereich der Radmitte 4 angeordnet. Alternativ dazu kann der erste Verbindungsbereich 17 aber auch in Fahrtrichtung 12 betrachtet vor der Radmitte 4 ausgebildet sein. Der zweite Verbindungsbereich 18 ist in Fahrtrichtung 12 hinter der Radmitte 4 angeordnet.
• Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beide Verbindungsbereiche 17, 18 in Fahrzeugquerrichtung im Inneren der Felge 5 angeordnet. Hierfür weist der Lenker 9 Fortsätze 20 auf, an deren dem Radträger 2 zugewandten Ende das Gelenk des jeweiligen Verbindungsbereiches 17, 18 angeordnet ist. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit ist in den vorliegenden Figuren lediglich einer dieser Fortsätze 20 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Fortsätze 20 erstrecken sich vom Längslenkerbereich 10 des Lenkers 9 ausgehend in Fahrzeugquerrichtung in Richtung des Radträgers 2.
• Der Integrallenker 19 ist in Fahrtrichtung 12 hinter der Radmitte 4 angeordnet. Er ist mit dem Radträger 2 und dem Lenker 9 jeweils über ein Drehgelenk 21, 22 verbunden. Der Integrallenker 19 ist derart angelenkt, dass sich dieser im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung bewegen kann. Hierfür sind die Drehachsen der beiden Drehgelenke 21, 22 zueinander parallel und in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet. Im ungelenkten Zustand, d. h. bei Neutralstellung des Rades 3, ist der Integrallenker 19 im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung ausgerichtet. Die beiden Drehgelenke 21, 22 des Integrallenkers 19 sind folglich bei Neutralstellung des Rades 3 in einer Draufsicht übereinander liegend angeordnet. Des Weiteren ist der Integrallenker 19 vor äußeren Störeinflüssen geschützt vollständig im Inneren der Felge 5 positioniert.
• Durch die Positionierung des zweiten Verbindungsbereichs 18 bzw. des Integrallenkers 19 in Fahrtrichtung 12 hinter der Radmitte 4 steht vorzugsweise im Bereich vor der Radmitte genügend Bauraum für andere Komponenten zur Verfügung. So ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Fahrzeuglängsrichtung vor der Radmitte 4 eine Bremse 23 im Inneren der Felge 5 angeordnet.
• Zum Abstützen von Radquerkräften weist die Hinterradaufhängung 1 des Weiteren einen Querlenker 24 auf. Der Querlenker 24 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung.
• Radseitig ist dieser in einem Anlenkpunkt 25 gelenkig mit dem Radträger 2 verbunden. Aufbauseitig ist der Querlenker 24 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unmittelbar am Montageträger 15 angelenkt. Alternativ kann der Querlenker 24 aber auch unmittelbar am Aufbau angelenkt sein.
• Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Querlenker 24 zumindest eine Biegung auf. Diese ist vorliegend derart ausgebildet, dass der Querlenker 24 in einer in 3 dargestellten Fahrzeugvorderansicht eine konkave Biegung aufweist. Hierdurch kann oberhalb des Querlenkers 24 zusätzlicher Bauraum geschaffen werden, der zur Erhöhung des Kofferraumvolumens oder für weitere Komponenten genutzt werden kann. Des Weiteren ist die Biegung gemäß 2 in einer Fahrzeugdraufsicht derart ausgebildet, dass der Querlenker 24 in Fahrtrichtung 12 gebogen ist. Hierdurch könnte beispielsweise der Dämpfer 16 auch zwischen der Querblattfeder 8 und dem Querlenker 24 angeordnet werden. Alternativ könnte der Querlenker 24 aber auch in einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel geradlinig und/oder stabförmig ausgebildet sein. In beiden Ausführungsbeispielen befindet sich jedoch der radseitige sowie aufbauseitige Anlenkpunkt des Querlenkers 24 in Fahrzeughochrichtung vorzugsweise in der gleichen Höhe.
• Der Querlenker 24 ist in Fahrzeughochrichtung oberhalb der Radmitte 4 in einer oberen Lenkerebene angeordnet. Des Weiteren befindet sich dessen radseitiger Anlenkpunkt 25 oberhalb der Radmitte 4. In Fahrzeuglängsrichtung ist der Querlenker 24, insbesondere dessen radseitiger Anlenkpunkt 25, im Bereich der Radmitte 4 positioniert. Alternativ dazu ist es ebenso auch denkbar, dass dieser in Fahrtrichtung 12 vor der Radmitte 4 angeordnet ist.
• Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Anlenkpunkt 25 des Querlenkers 24 und der erste Verbindungsbereich 17 des Lenkers 9 in Fahrzeugquerrichtung im zueinander gleichen Bereich angeordnet. Sie liegen demnach übereinander.
• Die Querblattfeder 8 ist, wie insbesondere in den 3 und 4 ersichtlich ist, in Fahrzeughochrichtung zwischen der unteren und oberen Lenkerebene angeordnet, d. h. zwischen dem Lenker 9 und dem Querlenker 24. Des Weiteren befindet sich die Querblattfeder 8 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Fahrtrichtung 12 betrachtet hinter der Radmitte 4. Auch ist diese hinter der Radmitte 4 in einem Radträgeranlenkpunkt 29 des Radträgers 2 gelenkig mit diesem verbunden.
• Zum gelenkigen Verbinden der Querblattfeder 8 mit dem Radträger 2 weist die Querblattfeder 8 an ihren beiden Enden jeweils ein Verbindungselement 30 auf. Von diesen beiden Verbindungselementen 30 ist in den 1 bis 5 aufgrund der Halbdarstellung nur eines dargestellt. Die Verbindungselemente 30 sind derart ausgebildet und/oder derart mit dem jeweiligen Radträger 2 verbunden, dass sich der Radträger 2 gegenüber der Querblattfeder 8 in Fahrzeuglängsrichtung innerhalb eines Verlagerungsbereiches 31 verschieben kann. Hierdurch können die auf die Querblattfeder 8 einwirkenden Fahrzeug- bzw. Radlängskräfte – d. h. die in Bezug zur Querrichtung der Querblattfeder 8 bzw. in Fahrzeuglängsrichtung einwirkenden Kräfte – reduziert werden. Infolgedessen wird eine Biegung der Querblattfeder 8 in Fahrzeuglängsrichtung bzw. um die Querblatthochachse zumindest reduziert, vorzugsweise jedoch vollständig vermieden. Vorteilhafterweise kann somit die Lebensdauer der Querblattfeder 8 erhöht werden, insbesondere wenn die Querblattfeder 8 als Faserverbundbauteil ausgebildet ist.
• Des Weiteren sind die Verbindungselemente 30 derart ausgebildet und/oder derart mit dem jeweiligen Radträger 2 verbunden, dass sich der Radträger 2 gegenüber der Querblattfeder 8 verdrehen kann. Hierdurch können die auf die Querblattfeder 8 einwirkenden Torsionskräfte – d. h. die um die Querblattlängsachse bzw. um eine erste Torsionsachse wirkenden Torsionsmomente – reduziert werden. Infolgedessen wird eine Torsion der Querblattfeder 8 um ihre Längsachse zumindest reduziert, vorzugsweise jedoch vollständig vermieden. Vorteilhafterweise kann somit die Lebensdauer der Querblattfeder 8 erhöht werden, insbesondere wenn die Querblattfeder 8 als Faserverbundbauteil ausgebildet ist.
• Auf die genaue Ausgestaltung der Verbindungselemente 30 wird nachstehend detailliert eingegangen, wobei in den 6 und 7 ein erstes und in den 8 bis 10 ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
• Gemäß dem in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Querblattfeder 8 aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt, insbesondere aus Kohle-, Glas- und/oder Aramidfasern, die in einer duroplastischen und/oder thermoplastischen Matrix eingebettet sind. Hierdurch kann das Gewicht der Hinterradaufhängung 1 reduziert werden.
• Die Querblattfeder 8 ist vorzugsweise verwindungssteif ausgebildet. Auch ist diese in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in ihrer Querrichtung steif ausgebildet. In Fahrzeughochrichtung ist die Querblattfeder 8 im Gegensatz dazu zur Federung der Hinterradaufhängung 1 flexibel ausgebildet. Aufbauseitig ist die Querblattfeder hierfür über eine Zweipunktlagerung 26 mit dem Montageträger 15 verbunden (vgl. 2).
• Die Zweipunktlagerung 26 der Querblattfeder 8 umfasst ein erstes Lager 27 und ein zweites Lager 28, so dass die beiden Enden der Querblattfeder 8 zur Federung der Hinterradaufhängung 1 um die jeweiligen Lagerpunkte 27, 28 schwenken können. Bei gleichmäßiger Einfederung der beiden Radträger 2 – von denen in den vorliegenden Figuren jeweils nur derjenige des linken Hinterrades dargestellt ist – nimmt die Querblattfeder 8 somit annähernd eine U-Form ein. Die Querblattfeder 8 drückt hierbei den Aufbau des Fahrzeugs über beide Lager 27, 28 in die Ruhestellung zurück. Die Querblattfeder 8 übernimmt somit die Aufgabe einer Hubfederung.
• Im Falle einer Kurvenfahrt, bei der einer der beiden Radträger 2 bzw. Räder 3 stärker als das andere eingefedert wird, nimmt die Querblattfeder 8 annähernd eine S-Form an. Auch in diesem Fall drückt die Querblattfeder 8 den Aufbau des Fahrzeugs über die beiden Lager 27, 28 in die Ruhestellung zurück. Die Querblattfeder 8 wirkt somit als Wankfederung und übernimmt folglich die Aufgabe eines Stabilisators, so dass dieser bei der vorliegenden Hinterradaufhängung 1 entfallen kann. Hierdurch kann die Hinterradaufhängung 1 sehr leicht und kompakt ausgebildet werden.
• Radträgerseitig ist die Querblattfeder 8 in dem Radträgeranlenkpunkt 29 gelenkig mit dem Radträger 2 verbunden. Der Radträgeranlenkpunkt 29, in dem die Querblattfeder 8 mit dem Radträger 2 gelenkig verbunden ist, ist in Fahrtrichtung 12 hinter der Radmitte 4 angeordnet. Des Weiteren ist der Radträgeranlenkpunkt 29 in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Querlenkers 24, insbesondere unterhalb seines Anlenkpunktes 25, angeordnet. Vorzugsweise befindet sich der Radträgeranlenkpunkt 29 der Querblattfeder 8 in Fahrzeughochrichtung auf Höhe der Radmitte 4 oder zumindest in deren Bereich. Das zweite Drehgelenk 22 des Integrallenkers 19 ist in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Radträgeranlenkpunkts 29 der Querblattfeder 8 positioniert. Der Integrallenker 19 ist somit in Fahrzeughochrichtung zwischen dem in der unteren Lenkerebene angeordneten Lenker 9 und der darüber angeordneten Querblattfeder 8 positioniert. Des Weiteren sind die Querblattfeder 8 und der Querlenkerbereich 11 des als Trapezlenker ausgebildeten Lenkers 9 in Fahrzeuglängsrichtung im gleichen Bereich angeordnet. Der Querlenker 24 ist von diesen in Fahrtrichtung 12 beabstandet.
• Aufgrund der Zweipunktlagerung 26 sowie der Flexibilität der Querblattfeder 8 wirkt diese wie vorstehend beschrieben sowohl als Federung als auch als Stabilisator der Hinterradaufhängung 1. Weil der Querlenker 24 in Fahrtrichtung 12 des Weiteren vor der Querblattfeder 8 angeordnet ist und die Querblattfeder 8 in ihrem Radträgeranlenkpunkt 29 ferner in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Querlenkers 24 gelenkig mit dem Radträger 2 verbunden ist, wirkt die Querblattfeder 8 ferner als Spurlenker. Hierdurch kann das Rad 3 mittels der als Spurlenker wirkenden Querblattfeder 8 über den Radhub passiv gelenkt werden. Die Querblattfeder 8 ersetzt somit drei Bauteile einer gewöhnlichen Hinterradaufhängung, da sie als Federung, Stabilisator und Spurlenker ausgebildet ist. Hierdurch kann die Hinterradaufhängung 1 sehr kompakt und bauraumsparend ausgebildet werden. Des Weiteren kann die Querblattfeder 8 in Fahrzeughochrichtung näher in Richtung der unteren Lenkerebene positioniert werden, wodurch oberhalb der Querblattfeder 8 zusätzlicher Bauraum geschaffen wird.
• Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das im ersten Verbindungsbereich 17 angeordnete Gelenk vorzugsweise unnachgiebig ausgebildet. Im Gegensatz dazu ist das im zweiten Verbindungsbereich 18 angeordnete erste Drehgelenk 21 des Integrallenkers 19 nachgiebig, insbesondere als Gummilager, ausgebildet. Hierdurch kann zusätzlich durch die Ausnutzung der Elastokinematik die gewünschte Vorspur über den Radhub beeinflusst werden. Die Einstellung dieses Eigenlenkverhaltens wird jedoch, wie vorstehend ausgeführt, vorwiegend durch die als Spurlenker wirkende Querblattfeder 8 gesteuert.
• Insbesondere, wenn die Querblattfeder wie bei dem in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel als Spurlenker-Querblattfeder ausgebildet ist, erfolgt beim durch die Querblattfeder 8 gesteuerten Eigenlenkverhalten der Radaufhängung eine relativ starke Verlagerung des Radträgeranlenkpunkts 29 des Radträgers 2 gegenüber der Querblattfeder 8. Insbesondere wenn die Querblattfeder 8 aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist, reduziert sich ihre Lebensdauer, wenn sie häufig in Fahrzeuglängsrichtung gebogen und/oder um die Querblattfederlängsachse tordiert wird. Aufgrund dessen ist die Querblattfeder 8 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels der Verbindungselemente 30 derart mit dem jeweiligen Radträger 2 verbunden, dass sie von den vorstehenden Kräften und Momenten im Wesentlichen entkoppelt ist. Die Querblattfeder 8 wird somit beim Federn und Lenken des Radträgers 2 im Wesentlichen in Fahrzeughoch- und Fahrzeugquerrichtung belastet.
• Insbesondere in 5 ist die Ausgestaltung, Orientierung und Anordnung des Verbindungselementes 30 im Zusammenspiel mit den übrigen Komponenten der Radaufhängung ersichtlich. Des Weiteren sind in den 6–7 und 8–10 zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Verbindungselementes 30 gezeigt. Diese weisen zueinander einen identisch ausgebildeten Grundkörper auf. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht im Wesentlichen in dem Lagerungselement 35, das gemäß dem in 6 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel als Kugelhülsengelenk und in dem in 8 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel als Gummilager ausgebildet ist. Bevor auf die spezifischen Unterschiede zwischen den beiden nachfolgend detailliert beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen wird, wird zunächst der Grundkörper des Verbindungselementes 30 beschrieben, der bei beiden Ausführungsbeispielen identisch ausgebildet ist.
• Wie insbesondere bei einer Zusammenschau der 5, 6 und 8 hervorgeht, umfasst das Verbindungselement 30 einen ersten und zweiten Befestigungsbereich 32, 33. Der erste Befestigungsbereich 32 ist der Querblattfeder 8 zugeordnet. In diesem ersten Befestigungsbereich 32 ist die Querblattfeder 8 starr, d. h. unbeweglich, mit dem Verbindungselement 30 verbunden. Hierfür weist der erste Befestigungsbereich 32 eine Querblattaufnahme 59 auf. Wie insbesondere aus 8 hervorgeht, ist der erste Befestigungsbereich 32 im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Er umfasst somit zwei voneinander in Fahrzeughochrichtung beabstandete und gegenüberliegend angeordnete Halteflächen 36, 37. Die beiden Halteflächen 36, 37 sind über eine sich in Fahrzeughochrichtung zwischen diesen beiden erstreckende Verbindungsfläche 38 miteinander verbunden. Die beiden Halteflächen 36, 37 sind zueinander derart geneigt, dass die Querblattfeder 8 in Fahrzeugquerrichtung formschlüssig gehalten ist. Die Querblattfeder 8 weist hierfür an ihrem Ende eine Verdickung auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Querblattfeder 8 stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels eines Befestigungselementes, im ersten Befestigungsbereich 32 fixiert sein.
• Der zweite Befestigungsbereich 33 ist gemäß 5 radträgerseitig am Verbindungselement 30 angeordnet. Das Verbindungselement 30 ist in seinem zweiten Befestigungsbereich 33 gelenkig und relativbeweglich mit dem Radträger 2 im Radträgeranlenkpunkt 29 des Radträgers 2 verbunden. Für diese gelenkige Anbindung des Verbindungselementes 30 am Radträger 2 weist das Verbindungselement 30 in seinem zweiten Befestigungsbereich 33 das Lagerungselement 35 auf. Zur Aufnahme des Lagerungselementes 35 weist das Verbindungselement 30 in seinem zweiten Befestigungsbereich 33 ein Lagerauge 39 auf. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um ein rohrförmiges Aufnahmeelement. Das Lagerauge 39 ist in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querblattquerrichtung ausgerichtet. Im Inneren des Lagerauges 39 ist das Lagerungselement 35 angeordnet. Das Lagerungselement 35 ist hierbei vorzugsweise derart im Lagerauge 39 befestigt, dass sich dieses in Axialrichtung bzw. in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber dem Lagerauge 39 nicht verschieben kann.
• Insbesondere gemäß 5, 6 und 8 umfasst das Verbindungselement 30 des Weiteren einen Zwischenbereich 34. Der Zwischenbereich 34 ist in Fahrzeugquerrichtung bzw. in Querblattlängsrichtung zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsbereich 32, 33 angeordnet. Er ist derart ausgebildet, dass der zweite Befestigungsbereich 33 gegenüber dem ersten Befestigungsbereich 32 bzw. der Querblattfeder 8 in Querrichtung des Verbindungselementes 30 verlagerbar ist. Hierdurch kann die im ersten Befestigungsbereich 32 befestigte Querblattfeder 8 von Fahrzeuglängskräften entkoppelt werden, die bei der vorliegenden das Eigenlenkverhalten steuernden Querblattfeder 8 insbesondere während des Ein- und Ausfederns des Radträgers 2 auftreten.
• Das Verbindungselement 30 ist somit gemäß 5 derart ausgebildet, dass der erste Befestigungsbereich 32 zusammen mit der darin befestigten Querblattfeder 8 in Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen ortsfest ist. Im Gegensatz dazu kann sich der Radträgeranlenkpunkt 29 des Radträgers 2 in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber dem ersten Befestigungsbereich 32 sowie der Querblattfeder 8 axial bewegen. Insbesondere beim passiven Lenken des Radträgers 2 über den Radhub ist der Radträgeranlenkpunkt 29 somit in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der Querblattfeder 8 innerhalb eines Verlagerungsbereiches 31 verlagerbar. Hierdurch können die auf die Querblattfeder 8 einwirkenden Querblattquerkräfte derart stark reduziert werden, dass eine Biegung der Querblattfeder 8 um ihre Hochachse vermieden wird.
• Der Zwischenbereich 34 des Verbindungselementes 30 ist in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querrichtung des Verbindungselementes 30 flexibel ausgebildet. Hierdurch kann sich der Zwischenbereich 34 derart flexibel biegen, dass der erste Befestigungsbereich 32 in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber dem zweiten Befestigungsbereich 33 innerhalb des Verlagerungsbereiches 31 verlagerbar bzw. hin und her bewegbar ist (vgl. 5, 6 und 9). Hierbei kann der Zwischenbereich 34, insbesondere an einem seiner beiden Enden, derart biegsam ausgebildet sein, dass der zweite Befestigungsbereich 33 um eine insbesondere zwischen dem ersten Befestigungsbereich 32 und dem Zwischenbereich 34 ausgebildete Schwenkachse schwenkbar ist. Alternativ dazu kann der Zwischenbereich 34 aber auch derart biegsam ausgebildet sein, dass sich dieser bei Verlagerung des zweiten Befestigungsbereiches 33 im Wesentlichen S-förmig zu biegen vermag. Hierdurch kann eine im Wesentlichen parallele Relativverschiebung der beiden Befestigungsbereiche 32, 33 zueinander bewirkt werden.
• Das Anbindungselement 40 ist demnach entweder derart ausgebildet, dass sich der zweite Befestigungsbereich 33 gegenüber dem ersten Befestigungsbereich 32 entweder parallel in Fahrzeuglängsrichtung verschiebt oder aber gegenüber diesem im Wesentlichen schwenkt, wobei die Schwenkachse vorzugsweise im Bereich zwischen dem ersten Befestigungsbereich 32 und dem Anbindungselement 40 angeordnet ist.
• Zur Ausbildung dieser vorstehend beschriebenen Relativbeweglichkeit zwischen dem ersten Befestigungsbereich 32 bzw. der Querblattfeder 8 und dem zweiten Befestigungsbereich 33 und/oder dem Radträgeranlenkpunkt 29 ist in dem Zwischenbereich 34 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Anbindungselement 40 angeordnet. Das Anbindungselement 40 ist in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querrichtung des Verbindungselementes 30 flexibel ausgebildet. Hierdurch kann sich das Anbindungselement 40 aus einer in den Figuren dargestellten mittigen Grundposition derart hin und her verbiegen, dass das Lagerauge 39 innerhalb des Verlagerungsbereiches 31 verschiebbar ist (vgl. 5, 6 u. 9).
• Um eine Verlagerung des ersten Befestigungsbereiches 32 gegenüber dem zweiten Befestigungsbereich 33 in Fahrzeughochrichtung bzw. Querblatthochrichtung vermeiden zu können, ist das Anbindungselement 40 in Fahrzeughochrichtung starr ausgebildet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dies dadurch sichergestellt, dass die Breite des Anbindungselementes 40 in Fahrzeughochrichtung bzw. Querblatthochrichtung größer als in Fahrzeuglängsrichtung bzw. Querblattquerrichtung ist.
• Wie insbesondere in 5 ersichtlich ist, erstreckt sich das Anbindungselement 40 in Fahrzeugquerrichtung vom ersten Befestigungsbereich 32 ausgehend bis zum zweiten Befestigungsbereich 33, nämlich bis zum Lagerauge 39. Des Weiteren ist das Anbindungselement 40 in Querrichtung des Verbindungselementes 30 bzw. in Fahrzeuglängsrichtung mittig angeordnet. Auch ist das Anbindungselement 40 mittig bzw. koaxial zur Querblattfeder 8 angeordnet.
• Gemäß 5, 6 und 8 umfasst das Verbindungselement 30 des Weiteren eine Überlastsicherung 41. Mittels dieser Überlastsicherung 41 kann die Querblattfeder 8 bei einer überhöhten Energieeinleitung vor Beschädigung geschützt werden, indem sich das Verbindungselement 30 im Bereich der Überlastsicherung 41 dauerhaft verformt und hierbei Energie abbaut. Infolgedessen wird nur ein Teil der eingeleiteten Energie auf die Querblattfeder 8 übertragen. Hierdurch wird verhindert, dass die Querblattfeder 8 beschädigt wird.
• Die Überlastsicherung 41 ist des Weiteren derart ausgebildet, dass sie selbst nach einer entsprechenden Energie abbauenden Verformung weiterhin den Radträger 2 mit der Querblattfeder 8 verbindet. Infolgedessen ist der Radträger 2 bzw. das Rad 3 trotz deformierter Überlastsicherung 41 über die Querblattfeder 8 geführt, so dass eine Weiterfahrt möglich ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Überlastsicherung 41 durch das Anbindungselement 40 ausgebildet. Das Anbindungselement 40 ist somit beim Überschreiten eines definierten Schwellwertes plastisch verformbar und/oder knickbar.
• Zusätzlich oder alternativ zum vorstehend beschriebenen in Fahrzeuglängsrichtung flexibel biegsamen Zwischenbereich 34 bzw. Anbindungselement 40 kann das Verbindungselement 30 gemäß 5 auch derart ausgebildet sein, dass der zweite Befestigungsbereich 33, insbesondere das Lagerauge 39, gegenüber dem Radträgeranlenkpunkt 29 des Radträgers 2 in Fahrzeuglängsrichtung derart relativbeweglich ausgebildet ist, dass der Radträgeranlenkpunkt 29 beim passiven Lenken des Radträgers 2 über den Radhub in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der Querblattfeder 8 innerhalb des Verlagerungsbereiches 31 verlagerbar ist. Auch hierdurch kann die Querblattfeder 8 von in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Querblattquerkräften bzw. Fahrzeuglängskräften entkoppelt werden.
• Eine derartige Relativverschiebbarkeit des zweiten Befestigungsbereiches 33 gegenüber dem Radträgeranlenkpunkt 29 kann mit einem entsprechend ausgebildeten und/oder gelagerten Lagerungselement 35 bewirkt werden (vgl. 6 u. 8). Hierbei kann das Lagerungselement 35 selbst, gemäß dem in 6 und 7 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, in Fahrzeuglängsrichtung im Radträgeranlenkpunkt 29 des Radträgers 2 axial verschiebbar gelagert sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Lagerungselement 35 zur Bewerkstelligung dieser Relativverschiebbarkeit gemäß dem in den 8 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel elastisch nachgiebig ausgebildet sein.
• Gemäß dem in 6 und 7 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Lagerungselementes 35, ist dieses als Kugelhülsengelenk 42 ausgebildet. Das Kugelhülsengelenk 42 ist hierbei in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querrichtung des Verbindungselementes 30 fest mit dem Lagerauge 39 verbunden. Infolgedessen bildet der zweite Befestigungsbereich 33, insbesondere das Lagerauge 39, zusammen mit dem Kugelhülsengelenk 42 eine Einheit. Diese kann gemeinsam gegenüber dem Radträgeranlenkpunkt 29 des Radträgers 2 in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar gelagert sein.
• Gemäß der in 7 dargestellten Querschnittsansicht des Kugelhülsengelenks 42 umfasst dieses eine Kugelhülse 43 mit einer sich in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Querrichtung des Verbindungselementes 30 erstreckenden Durchgangsbohrung 44. Die Kugelhülse 43 ist kardanisch bzw. drehbeweglich in einer radial äußeren Lagerschale 45 aufgenommen. Die Kugelhülse 43 kann sich somit gegenüber der Lagerschale 45 um einen festen Drehpunkt drehen. Hierdurch kann eine Torsion der Querblattfeder 8 um ihre Längsachse vermieden werden. Die radial äußere Lagerschale 45 des Kugelhülsengelenks 42 ist in Axial- und Umfangsrichtung fest im Inneren des Lagerauges 39 befestigt.
• Gemäß 5 in Verbindung mit 6 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung 44 des Kugelhülsengelenks 42 ein Befestigungsbolzen 46. Der Befestigungsbolzen 46 ist am Radträger 2 unbeweglich festgelegt und erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung. Zwischen der Kugelhülse 43, insbesondere zwischen ihren beiden Stirnseiten, und dem Radträger 2, insbesondere einer jeweils einem der beiden Stirnseiten zugeordneten Bolzenaufnahme des Radträgers 2, ist ein Spiel ausgebildet. Hierdurch kann der Radträger 2 relativ zum Kugelhülsengelenk 42 sowie zum Lagerauge 39 in Fahrzeuglängsrichtung verlagert bzw. verschoben werden. Während dieser Verlagerung ist die Kugelhülse 43 in Fahrzeuglängsrichtung auf dem Befestigungsbolzen 46 axial geführt.
• Der maximale Verlagerungsbereich 31 ist gemäß 5 mittels zweier voneinander in Längsrichtung des Befestigungsbolzens 46 beabstandeter Anschlagselemente 47, 48 bestimmt. Demnach schlägt die Kugelhülse 43 stirnseitig an dem entsprechenden Anschlagselement 47, 48 an, wenn sie ihren maximal zulässigen Verlagerungsweg zurückgelegt hat.
• In einem hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel kann die Axialverschiebbarkeit des Kugelhülsengelenks 42 auch dadurch realisiert werden, indem die Kugelhülse 43 mehrteilig ausgebildet ist, wobei diese vorzugsweise eine, insbesondere hohlzylindrische, Innenhülse und ein auf dem Außenumfang der Innenhülse angeordnetes Kugelelement umfasst. Das Kugelelement weist hierfür eine Durchgangsbohrung auf, durch die sich die Innenhülse erstreckt. Das Kugelelement ist gegenüber der Innenhülse vorzugsweise axialverschiebbar. Das Kugelelement ist somit auf der Innenhülse in deren Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann diese relative Axialverschiebbarkeit auch bewirkt werden, wenn die Lagerschale 45 in einem Gelenkgehäuse und/oder unmittelbar im Lagerauge 39 axialverschiebblich angeordnet ist.
• 8 zeigt das Verbindungselement 30 mit einem alternativ ausgebildeten Lagerungselement 35. Demnach ist das Lagerungselement 35 in diesem Ausführungsbeispiel als Gummilager 49 ausgebildet. Ein perspektivischer Längsschnitt durch das Gummilager 49 ist in 9 dargestellt. Des Weiteren ist in 10 eine stirnseitige Ansicht des Gummilagers 49 visualisiert.
• Das Gummilager 49 ist in dem Lagerauge 39 befestigt. Es umfasst eine radial innere Lagerbuchse 50, die von einer radial äußeren Lagerbuchse 51 umgeben ist. Zwischen den beiden Lagerbuchsen 50, 51 ist ein Gummikörper 52 angeordnet. Die radial äußere Lagerbuchse 51 ist axial unverschiebbar mit dem Lagerauge 39, insbesondere kraftschlüssig, verbunden. Die äußere Lagerbuchse 51 kann somit gegenüber dem Lagerauge 39 in Axialrichtung nicht verschoben werden. Aufgrund des elastischen Gummikörpers 52 kann jedoch die innere Lagerbuchse 50 gegenüber der äußeren Lagerbuchse 51, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, Fahrzeughochrichtung und/oder Fahrzeuglängsrichtung, verlagert werden.
• Die innere Lagerbuchse 50 weist ebenfalls eine Durchgangsbohrung 44 auf, durch die sich zum Befestigen am Radträger 2 der Befestigungsbolzen 46 erstreckt (vgl. 5). Im Gegensatz zu dem in 6 und 7 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem in 8 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Lagerungselementes 35 die radial innere Lagerbuchse 50 gegenüber dem Befestigungsbolzen 46 jedoch nicht axialverschiebbar. Hierfür kann die innere Lagerbuchse 50 beispielsweise kraftschlüssig auf dem Befestigungsbolzen 46 fixiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die innere Lagerbuchse 50 zu den beiden Anschlagselementen 47, 48 in Axialrichtung spielfrei anliegen.
• Wie in 9 ersichtlich, ist die äußere Lagerbuchse 51 im Vergleich zur inneren Lagerbuchse 50 kürzer ausgebildet. Vorzugsweise definiert der Längenunterschied zwischen diesen beiden Lagerbuchsen 50, 51 den maximal möglichen Verlagerungsbereich 31.
• Um zwischen der inneren und äußeren Lagerbuchse 50, 51 eine ausreichend große axiale Beweglichkeit und/oder Tordierbarkeit um die Querblattlängsachse sicherstellen zu können, weist der Gummikörper 52 gemäß 8 bis 10 zumindest eine Aussparung 53, 54 auf. Diese ist derart ausgebildet, dass der Bewegungswiderstand des Gummikörpers 52 in Axialrichtung reduziert ist, so dass die innere Lagerbuchse 50 relativ zur äußeren Lagerbuchse 51 innerhalb des Verlagerungsbereiches 31 verlagerbar ist.
• Gemäß dem in 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiel des Gummilagers 49 weist der Gummikörper 52 eine erste und zweite Aussparung 53, 54 auf. Wie in 10 ersichtlich ist, sind die beiden Aussparungen 53, 54 voneinander in Umfangsrichtung getrennt. In Fahrzeugquerrichtung ist der Gummikörper 52 somit als Vollkörper ausgebildet, so dass das Gummilager 49 in Fahrzeugquerrichtung einen erhöhten Bewegungswiderstand aufweist. Infolgedessen ist die innere und äußere Lagerbuchse 50, 51 in Fahrzeugquerrichtung weniger weit verlagerbar als in Fahrzeughochrichtung.
• Aus der in 9 dargestellten Längsschnittansicht ist ersichtlich, dass die untere erste Aussparung 53 und die obere zweite Aussparung 54 jeweils derart ausgebildet sind, dass der Gummikörper 52 in einen der inneren Lagerbuchse 50 zugeordneten ersten Gummikörperteil 55 und in einen der äußeren Lagerbuchse 51 zugeordneten zweiten Gummikörperteil 56 geteilt ist. Die Gummikörperteile 55, 56 sind konvex in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung gekrümmt. Des Weiteren ist der innere erste Gummikörperteil 55 im Wesentlichen als Teil eines sich mit der äußeren Lagerbuchse 51 schneidenden Ellipsoids ausgebildet. Auch ist der zweite Gummikörperteil 56 der oberen Aussparung 54 im mittleren Bereich des Gummilagers 49 dicker ausgebildet als der zweite Gummikörperteil 56 der unteren ersten Aussparung 53. Infolgedessen ist die obere Aussparung 54 derart ausgebildet, dass ihr innerer und äußerer Gummikörperteil 55, 56 gemäß dem in 9 dargestellten Längsschnitt einen Kontaktbereich 57 aufweisen. Der Kontaktbereich 57 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel punktförmig ausgebildet.
• Des Weiteren ist die untere Aussparung 53 derart ausgebildet, dass ihr innerer und äußerer Gummikörperteil 55, 56 voneinander in Radialrichtung beabstandet sind. Infolgedessen ist zwischen diesen ein Abstand bzw. Spalt 58 ausgebildet. Der Kontaktbereich 57 bildet somit einen Drehpunkt, um den die innere Lagerbuchse 50 gegenüber der äußeren Lagerbuchse 51 schwenken kann. Hierdurch kann eine Torsion der Querblattfeder 8 um Ihre Längsachse vermieden werden.
• Um eine Torsion der Querblattfeder 8 um ihre Längsachse vermeiden zu können, ist das Lagerungselement 35 gemäß den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen somit derart ausgebildet, dass sich das Lagerauge 39 gegenüber dem Befestigungsbolzen 46 verdrehen kann. Dies wird gemäß dem in 6 und 7 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel über die entsprechend gelagerte Kugelhülse 43 und gemäß dem in 8 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel über die beiden Aussparungen 53, 54, insbesondere den Kontaktbereich 57 und den Spalt 58, sichergestellt.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
• Bezugszeichenliste

1

Hinterradaufhängung

2

Radträger

3

Rad

4

Radmitte

5

Felge

6

Antriebswelle

7

Getriebe

8

Querblattfeder

9

Lenker

10

Längslenkerbereich

11

Querlenkerbereich

12

Fahrtrichtung

13

erstes aufbauseitiges Gelenk

14

zweites aufbauseitiges Gelenk

15

Montageträger

16

Dämpfer

17

erster Verbindungsbereich

18

zweiter Verbindungsbereich

19

Integrallenker

20

Fortsatz

21

erstes Drehgelenk

22

zweites Drehgelenk

23

Bremse

24

Querlenker

25

Anlenkpunkt des Querlenkers

26

Zweipunktlagerung

27

erstes Lager

28

zweites Lager

29

Radträgeranlenkpunkt

30

Verbindungselement

31

Verlagerungsbereich

32

erster Befestigungsbereich

33

zweiter Befestigungsbereich

34

Zwischenbereich

35

Lagerungselement

36

erste Haltefläche

37

zweite Haltefläche

38

Verbindungsfläche

39

Lagerauge

40

Anbindungselement

41

Überlastsicherung

42

Kugelhülsengelenk

43

Kugelhülse

44

Durchgangsbohrung

45

Lagerschale

46

Befestigungsbolzen

47

erstes Anschlagselement

48

zweites Anschlagselement

49

Gummilager

50

innere erste Lagerbuchse

51

äußere zweite Lagerbuchse

52

Gummikörper

53

erste Aussparung

54

zweite Aussparung

55

erster Gummikörperteil

56

zweiter Gummikörperteil

57

Kontaktbereich

58

Spalt

59

Querblattaufnahme

• 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 102011081693 A1 [0002]

Claims (16)

1. Verbindungselement (30) für eine Kraftfahrzeugradaufhängung (1) zum Verbinden einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querblattfeder (8) mit einem Radträger (2), welches einen querblattseitigen ersten Befestigungsbereich (32), in dem das Verbindungselement (30) starr an der Querblattfeder (8) befestigbar ist, einen radträgerseitigen zweiten Befestigungsbereich (33), der ein Lagerungselement (35) umfasst, mittels dem das Verbindungselement (30) in einem Radträgeranlenkpunkt (29) gelenkig mit dem Radträger (2) verbindbar ist, und einen zwischen diesen beiden Befestigungsbereichen (32, 33) ausgebildeten Zwischenbereich (34) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbereich (34) in Querrichtung der dafür vorgesehenen Querblattfeder (8) derart flexibel ausgebildet ist und/oder dass das Lagerungselement (35) in Querrichtung der dafür vorgesehenen Querblattfeder (8) derart axial verschiebbar und/oder derart elastisch nachgiebig ausgebildet ist, dass der dafür vorgesehene Radträgeranlenkpunkt (29) in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der dafür vorgesehenen Querblattfeder (8) innerhalb eines Verlagerungsbereiches (31) verlagerbar ist, so dass die Querblattfeder (8) vom Radträger (2) in Bezug zum Fahrzeugkoordinatensystem im Wesentlichen längskraftentkoppelt ist.
2. Verbindungselement nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenbereich (34) zumindest ein Anbindungselement (40) angeordnet ist, das in Fahrzeuglängsrichtung flexibel und/oder in Fahrzeughochrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung steif ausgebildet ist.
3. Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Anbindungselement (40) in Fahrzeugquerrichtung vom ersten Befestigungsbereich (32) ausgehend bis zum zweiten Befestigungsbereich (33) erstreckt und/oder in Fahrzeuglängsrichtung mittig und/oder koaxial zur dafür vorgesehenen Querblattfeder (8) angeordnet ist.
4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbindungselement (40) als Biegebalken ausgebildet ist und/oder die Breite des Anbindungselementes (40) in Fahrzeughochrichtung größer als in Fahrzeuglängsrichtung ist.
5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbindungselement (40) zum Schutz der Querblattfeder (8) als Überlastsicherung (41) ausgebildet ist und/oder beim Überschreiten eines definierten Schwellwertes plastisch verformbar und/oder knickbar ist.
6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerungselement (35) ein, insbesondere in sich selbst axial verschiebbares und/oder auf einem Befestigungsbolzen (46) axial beweglich lagerbares und/oder gelagertes, Kugelhülsengelenk (42) ist.
7. Verbindungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelhülsengelenk (42) eine, insbesondere in einer Lagerschale, drehbeweglich gelagerte Kugelhülse (43) mit einer sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Durchgangsbohrung (44) aufweist, durch die sich der Befestigungsbolzen (46) erstreckt, der im Radträgeranlenkpunkt (29) lösbar befestigbar ist, wobei die Kugelhülse (43) vorzugsweise eine Innenhülse und ein auf dem Außenumfang der Innenhülse angeordnetes Kugelelement umfasst.
8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des axialverschiebbaren Lagerungselementes (35) die Kugelhülse (43), insbesondere die Innenhülse, auf dem Befestigungsbolzen (46) axial verschiebbar gelagert ist, so dass die Kugelhülse (43) in Fahrzeuglängsrichtung innerhalb des Verlagerungsbereiches (31) auf dem Befestigungsbolzen (46) und/oder von diesem axial geführt relativ zum Radträgeranlenkpunkt (29) verschiebbar ist, dass das Kugelelement auf der Innenhülse, dass die Lagerschale im Gelenkgehäuse und/oder dass ein Gelenkgehäuse des Kugelhülsengelenks (42) im Lagerauge axial verschiebbar ist.
9. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelhülsengelenk (42) zwei voneinander, insbesondere in Längsrichtung des Befestigungsbolzens (46), beabstandete Anschlagselemente (47, 48) aufweist, mittels denen die Axialverschiebbarkeit des Kugelhülsengelenks (42) beschränkt ist.
10. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerungselement (35) ein, insbesondere auf dem Befestigungsbozen (46) in Axialrichtung unbeweglich festgelegtes, Gummilager (49) ist und/oder dass das Gummilager (49) einen, insbesondere in Radialrichtung zwischen einer inneren und äußeren Lagerbuchse (50, 51) angeordneten, Gummikörper (52) umfasst, der zumindest eine derart ausgebildete und angeordnete Aussparung (53, 54) aufweist, dass der Gummikörper (52) in Fahrzeuglängsrichtung einen geringeren Bewegungswiderstand als in Fahrzeugquerrichtung aufweist.
11. Verbindungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummikörper (52) zur Erhöhung der Beweglichkeit in Fahrzeuglängsrichtung eine in Bezug zur Fahrzeughochrichtung untere und obere Aussparung (53, 54) aufweist, die in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind und/oder jeweils derart ausgebildet sind, dass im Längsschnitt und/oder im Querschnitt des Gummilagers (49) ein der inneren Lagerbuchse (50) zugeordneter erster Gummikörperteil (55) und/oder ein der äußeren Lagerbuchse (51) zugeordneter zweiter Gummikörperteil (56) konvex gekrümmt sind.
12. Verbindungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der innere erste Gummikörperteil (55) im Wesentlichen als Teil eines sich mit der äußeren Lagerbuchse (51) schneidenden Ellipsoids ausgebildet ist.
13. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Aussparung (54) derart ausgebildet ist, dass der innere und äußere Gummikörperteil (55, 56) im Längsschnitt und/oder im Querschnitt des Gummilagers (49) einen mittigen Kontaktbereich (57) aufweisen, und/oder dass die untere Aussparung (53) derart ausgebildet ist, dass der innere und äußere Gummikörperteil (55, 56) im Längsschnitt und/oder im Querschnitt des Gummilagers (49) voneinander beabstandet sind, so dass zwischen diesen ein sich in Quer- und/oder Längsrichtung erstreckender Spalt (58) ausgebildet ist.
14. Radaufhängung (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwei in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegend angeordneten und jeweils um eine Lenkachse schwenkbaren Radträgern (2) zum lenkbaren Aufnehmen eines Rades (3), die jeweils mit zumindest einem Lenker (9, 24) gelenkig verbunden und über diese mit einem dafür vorgesehenen Aufbau gelenkig verbindbar sind, und einer sich zwischen diesen beiden Radträgern (2) erstreckenden Querblattfeder (8) mit aufbauseitiger Zweipunktlagerung (26), die im Bereich ihrer beiden Enden jeweils ein Verbindungselement (30) aufweist, mittels denen die Querblattfeder (8) mit dem jeweils zugeordneten Radträger (2) gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (30) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.
15. Radaufhängung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Querblattfeder (8) in Bezug zur Fahrtrichtung (12) hinter der Radmitte (4) angeordnet und/oder hinter der Radmitte (4) gelenkig mit dem jeweiligen Radträger (2) in einem Radträgeranlenkpunkt (29) verbunden ist.
16. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 14 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Querblattfeder (8) zur passiven Lenkung des Rades über den Radhub als Spurlenker ausgebildet ist, wobei vorzugsweise ein Querlenker (24) in Fahrtrichtung vor der Querblattfeder (8) angeordnet ist und die Querblattfeder (8) in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Querlenkers (24) gelenkig mit dem Radträger (2) verbunden ist.

Images