BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Drehfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie eine Radaufhängung für ein Rad einer Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 9 angege- benen Art.

Eine gattungsgemäße Drehfederanordnung mit zwei koaxial ineinander an- geordneten Torsionsstäben sowie einem parallel zu den beiden Torsionssta- ben angeordnetes, d.h. in axialer Richtung (a) der Torsionsstäbe ausgerichtetes, Federelement, welches mit den Torsionsstäben in Wirkver- bindung steht und damit in Bezug auf die Federwirkung in Reihe zu den Torsionsstäben wirkt, ist in der nachveröffentlichten DE 10 2016 217 698 offenbart. Die offenbarte Drehfederanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass dem Federelement eine erste Stelleinheit zur Verlagerung eines Feder- fußpunktes und/oder eine zweite Stelleinheit zur Einstellung einer Tragfeder- konstante zugeordnet ist. Gemäß der Offenbarung der DE 10 2016 217 698 wird das Federelement im Wesentlichen mit einer rotatorischen Bewegung beaufschlagt, d.h. das Federelement wird im Wesentlichen auf Torsion belas- tet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Drehfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Pa- tentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine kosten- und komplexitätsreduzierte Konstruktion ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan- Spruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 8 bilden vorteilhafte Weiterbildungen der erfin- dungsgemäßen Drehfederanordnung. In bekannter Art und Weise umfasst die Drehfederanordnung für eine Rad- aufhängung eines Kraftfahrzeugs zwei koaxial ineinander angeordnete Tor- sionsstäbe sowie ein zusätzliches Federelement, das in axialer Richtung a der Torsionsstäbe ausgerichtet und achsparallel mit Radialabstand zu den beiden koaxialen Torsionsstäben angeordnet ist, und das über eine Lager- stelle am Kraftfahrzeugaufbau lagerbar ist. Dabei ist der radial äußere, hohl- zylindrische Torsionsstab, welcher über ein Lager fest am Kraftfahrzeug- aufbau lagerbar ist, mit einem an einem Radführungselement befestigbaren Abtriebshebel drehfest verbunden, und der radial innere Torsionsstab ist bereichsweise drehfest mit dem äußeren Torsionsstab und über eine Koppel drehfest mit dem Federelement verbunden, so dass das Federelement in Bezug auf die Federwirkung in Reihe zu den Torsionsstäben wirkt.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Federelement über ein Federelementlager an der Koppel gelagert ist, welches derart ausgebildet ist, dass das Federelement ausschließlich mit einer in tangentialer Richtung, d.h. senkrecht zur radialen Richtung r und senkrecht zur axialen Richtung a, gerichteten translatorischen Auslenkung beaufschlagt wird und dass die das Federelement kraftfahrzeugaufbauseitig lagernde Lagerstelle als ein Festla- ger ausgebildet ist. Das zwischen Federelement und Koppel angeordnete Federelementlager, welches aufgrund seiner Ausbildung eine aus einer Verdrehung des inneren Torsionsstabs resultierende rotatorische Bewegung der Koppel in eine am Federelement angreifende, tangential gerichtete, translatorische Bewegung überführt, hat den Effekt, dass das Federelement ausschließlich auf Biegung und nicht - wie im Stand der Technik gemäß der DE 10 2016 217 698 - im Wesentlichen auf Torsion beansprucht wird.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, dass aufgrund der ausschließlichen translatorischen Auslenkung des Federelements, nunmehr das Federelement als eine reine Biegefeder ausgeführt werden kann, mit dem Vorteil, dass ein einfacherer und damit komplexitätsreduzierter Aufbau der Drehfederanordnung und damit auch eine kostengünstigere Konstruktion der Drehfederanordnung ermöglicht ist.

Vorzugsweise ist das Federelement in Form einer Blattfeder ausgebildet. Neben geringen Kosten hat die Ausbildung des Federelements als Blattfeder noch den weiteren Vorteil, dass das die Blattfeder kraftfahrzeugaufbauseitig lagernde Festlager konstruktiv besonders einfach und kostengünstig, bei spielsweise in Form einer Einspannung, zu realisieren ist.

Die Blattfeder kann aus einem metallischen Werkstoff oder einem Faserver- bundwerkstoff ausgebildet sein.

In einer bevorzugten technischen Umsetzung umfasst das Federelementla- ger ein auslenkbares, d.h. verschiebbares Lagerelement, welches über eine kraftfahrzeugseitig fest gelagerte Führung in tangentialer Richtung translato- risch geführt ist, ein mit der Koppel und mit dem Lagerelement verbundenes erstes Lagerteil, ein mit dem Federelement und dem Lagerelement verbun- denes zweites Lagerteil sowie Mittel, die die rotatorische Koppelbewegung, d.h. eine aus einer Verdrehung des zweiten Torsionsstabs resultierende rotatorische Bewegung der Koppel, in eine translatorische Bewegung des Lagerelements und damit des zweiten Lagerteils, überführt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform des Federelementlagers sind dabei die Mittel zur Überführung der rotatorischen Koppelbewegung in eine transla- torische Bewegung in Form einer schwenkbeweglichen Lagerung der Koppel an dem Lagerelement ausgebildet. Vorzugsweise ist hierzu die Koppel um eine parallel zu den Torsionsstäben ausgerichteten ersten Schwenkachse Si, welche in Bezug zur Führung und damit zur translatorischen Verschiebe- richtung betrachtet senkrecht ausgerichtet ist, schwenkbar am ersten Lager- teil gelagert und das erste Lagerteil ist um eine parallel zur ersten Schwenkachse Si liegenden zweiten Schwenkachse S ₂ schwenkbar am Lagerelement gelagert.

Eine alternative zweite Ausführungsform des koppelseitigen Lagers sieht vor, dass die Mittel zur Überführung der rotatorischen Koppel beweg ung in eine translatorische Bewegung in Form eines zwischen der Führung und dem ersten und/oder dem zweiten Lagerteil angeordneten Gummi-Metall-Lagers ausgebildet sind. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass aufgrund der Verwendung von Gummi-Metall-Lagern eine kostengünstige Konstruktion gewährleistet ist und dass zudem aufgrund des bzw. der Gummi-Metall- Lagers) zusätzlich eine akustische Entkopplung sichergestellt ist.

Vorzugsweise ist dabei das Federelement um eine senkrecht zu den Torsi- onsstäben und senkrecht zur Führung ausgerichteten dritten Schwenkachse S ₃ schwenkbar am zweiten Lagerteil gelagert. Dies hat den Vorteil, dass eine verspannungsfreie Verstellung gewährleistet ist.

Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass die bereichs- weise drehfeste Verbindung des inneren Torsionsstabs mit dem äußeren Torsionsstab vorzugsweise an dem der Koppel gegenüberliegenden Endbe- reich des inneren Torsionsstabs ausgebildet ist und z.B. in Form einer form- schlüssigen Verbindung, insbesondere in Form einer Verzahnung, oder in Form einer stoffschlüssigen Verbindung ausgebildet sind. Zudem wird noch darauf hingewiesen, dass die kraftfahrzeugseitige feste Lagerung des äuße- ren Torsionsstabs sowie das das Federelement kraftfahrzeugaufbauseitig lagernde Festlager sowohl unmittelbar, d.h. Torsionsstab bzw. Federelement sind über ein Lager direkt an einem Karosseriebauteil gelagert, als auch mittelbar erfolgen, d.h. das den Torsionsstab bzw. das Federelement lagern- de Lager ist an einem weiteren Bauteil, welches seinerseits karosseriefest gelagert ist, befestigt.

Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zu Grunde eine Radaufhän- gung für ein Rad einer Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 9 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine kosten- und bauraumsparende Konstruktion ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan- spruches 9 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche 10 und 11 bilden vorteilhafte Weiterbildungen der erfin- dungsgemäßen Drehfederanordnung.

Die erfindungsgemäße Radaufhängung für ein Rad einer Achse eines Kraft- fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass eine zwischen dem Kraftfahr- zeugaufbau und einem Radführungselement wirkende Tragfeder in Form einer Drehfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. Aufgrund der Ausbildung der Tragfeder in Form der erfindungsgemäßen Drehfederanordnung ist in vorteilhafter Weise eine in Fahrzeughochrichtung betrachtet kompakte und damit wenig Bauraum benötigende Konstruktion ermöglicht, die zudem aufgrund der nunmehr ermöglichten Ausbildung des Federelements als eine Biegefeder im Vergleich zum Stand der Technik gemäß der DE 10 2016 217 698 weniger komplex und damit kostengünstiger ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Radaufhängung umfasst diese ferner einen in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten, in Form eines hohlzylindrischen Drehfederstabs ausgebilde- ten Stabilisator, wobei die Drehfederanordnung bereichsweise koaxial im Innern des hohlzylindrischen Drehfederstabs angeordnet ist. D.h., der Dreh- federstab des Stablisators und die beiden Torsionsstäbe der Drehfederan- ordnung sind in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet und weisen eine gemein- same Drehachse R auf. Aufgrund der koaxial verschachtelten Anordnung ist in vorteilhafter Weise eine besonders bauraumsparende Anordnung der Tragfeder ermöglicht.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radauf- hängung sieht vor, dass im Bereich der koaxialen Verschachtelung von Sta- bilisator und Tragfeder, d.h. im Bereich der koaxialen verschachtelten Anordnung der Bauteile Drehfederstab und Drehfederanordnung, ein kraft- fahrzeugaufbauseitig fest gelagertes Gehäuse vorgesehen ist, von welchem die Bauteile in diesem Bereich umschlossen sind. Am kraftfahrzeugaufbau- seitig fest gelagerten Gehäuse sind sowohl das den Drehfederstab des Sta- bilisators lagernde Stabilisatorlager, das den äußeren Torsionsstab der Dreh- federanordnung lagernde Lager als auch das das Federelement lagernde Festlager gelagert. D.h. über das kraftfahrzeugaufbauseitig fest gelagerte Gehäuse sind der Drehfederstab, der äußerer Torsionsstab und das Festla- ger des Federelements ihrerseits mittelbar karosserieaufbauseitig fest gela- gert.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drehfe- deranordnung;

Fig. 2 einen Teilausschnitt einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einer als Drehfederstabanordnung gemäß Fig. 1 ausgebildeten Trag- feder;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Radaufhängung nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht schräg von oben auf die Radaufhängung nach Fig. 2, und

Fig. 5 eine Seitenansicht auf die Radaufhängung nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Drehfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs.

Die Drehfederanordnung 10 umfasst einen in radialer Richtung r betrachtet äußeren Torsionsstab 12, einen koaxial im Innern des äußeren Torsions- stabs 12 angeordneten inneren Torsionsstab 14 sowie ein in Form einer Blattfeder ausgebildetes, achsparallel mit Radialabstand zu den beiden Tor- sionsstäben 12, 14 angeordnetes Federelement 16. Dabei ist, wie Fig. 1 zeigt, der äußere Torsionsstab 12 über ein Lager 18 fest am Kraftfahrzeug- aufbau 20 gelagert und mit einem an einem Radführungselement befestigba- ren Abtriebshebel 22 drehfest verbunden.

Die in axialer Richtung a ausgerichtete, gemeinsame Achse der beiden Tor- sionsstäbe 12, 14 ist nachfolgend mit R bezeichnet. Das Federelement 16 ist über eine Koppel 24 mit dem inneren Torsionsstab 14 verbunden und an seinem der Koppel 24 abgewandten Ende über ein Festlager 26 fest am Kraftfahrzeugaufbau 20 und ein Federelementlager 28 an der Koppel 24 gelagert. Der innere Torsionsstab 14 ist an seinem der Koppel 24 abgewandten Endbereich fest mit dem äußeren Torsionsstab 12 verbunden, so dass die Torsionsstäbe 12, 14 und das Federelement 16 in Bezug auf die Federwirkung eine Reihenschaltung bilden, d.h., dass das Federelement 16 in Bezug auf die Federwirkung in Reihe zu den beiden Torsionsstäben 12, 14 wirkt.

Das Federelementlager 28 ist dabei derart ausgebildet, dass eine aus einer Verdrehung des inneren Torsionsstabs 14 um die Achse R resultierenden rotatorischen Bewegung der Koppel 24 in eine am Federelement 16 angrei- fende, in tangentialer Richtung gerichtete translatorische Bewegung über- führt wird. Die in Fig. 1 senkrecht zum Figurenblatt verlaufende translatorische Auslenkung des Federstabs 16 ist mit dem Bezugszeichen t gekennzeichnet. Aufgrund der reinen translatorischen Auslenkung des Fe- derstabs 16 ist somit gewährleistet, dass das in Form einer Blattfeder ausge- bildete Federelement 16 ausschließlich auf Biegung beansprucht wird.

Fig. 2 zeigt einen Teilausschnitt einer insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichneten Radaufhängung, bei der die Tragfeder durch eine Drehfeder- anordnung 10 gebildet ist.

Die Radaufhängung 100 umfasst einen in Fahrzeugquerrichtung FQ ausge- richteten, in Form eines hohlzylindrischen Drehstabes 110 ausgebildeten Stabilisator, der - wie auch der äußere Torsionsstab 12 der Drehfederanord- nung 10 - mit dem Abtriebshebel 22 drehfest verbunden ist. Der Abtriebshe- bel 22 ist in bekannter Art und Weise mit einem Radführungselement, z.B. einem Lenker, befestigbar. Wie Fig. 2 bis 4 weiter zeigen, ist dabei der Drehstab 110 des Stabilisators bereichsweise von einem Gehäuse 120 umhüllt. Das Gehäuse 120 ist über eine Lagerstelle 130 am Kraftfahrzeugaufbau fest lagerbar. Über ein im Ge- häuse 120 angeordnetes Stabilisatorlager ist der Drehstab 110 karosserie- seitig gelagert.

Von der Drehstabfederanordnung 10 sind vorliegend lediglich die Koppel 24, das Federelementlager 28, das in Form einer Blattfeder ausgebildete Fe- derelement 16 sowie das Festlager 26 sichtbar; die beiden Torsionsstäbe 12, 14 der Drehstabfederanordnung 10, die koaxial im Innern des Drehstabs 110 des Stabilisators angeordnet sind, sind vorliegend durch das Gehäuse 120 verdeckt.

Wie Fig. 2 bis 4 zeigen, ist dabei das Festlager 26 in Form einer Einspan- nung realisiert, und am Gehäuse 120 und damit fest am Kraftfahrzeugaufbau gelagert. Zudem ist über das Gehäuse 120 das den äußeren Torsionsstab 12 lagernde - hier nicht sichtbare - Lager 18 am Kraftfahrzeugaufbau gelagert.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und Fig. 5 ersichtlich, umfasst das Federele- mentlager 28 drei Lagerbauteile, nämlich ein Lagerelement 30, ein mit der Koppel 24 und dem Lagerelement 30 verbundenes erstes Lagerteil 32 sowie ein mit dem Federelement 16 und dem Lagerelement 30 verbundenes zwei- tes Lagerteil 34, wobei das Lagerelement 30 über eine kraftfahrzeugauf- bauseitig fest gelagerte, in Kraftfahrzeughochrichtung FH ausgerichtete Führung 36 in Kraftfahrzeughochrichtung FH translatorisch geführt ist.

Zur Überführung der um die Achse R gerichtete Rotationsbewegung der Koppel 24 in eine in tangentialer Richtung t, d.h. vorliegend in eine in Fahr- zeughochrichtung FH ausgerichtete, translatorische Bewegung des zweiten Lagerteils 34 und damit des im Lager 28 gelagerten Ende des Federele- ments 16, ist die Koppel 24 über eine schwenkbewegliche Lagerung am Lagerelement 30 gelagert. Hierzu ist die Koppel 24 um eine parallel zu den beiden Torsionsstäben 12, 14 und damit parallel zur Achse R angeordneten ersten Schwenkachse Si schwenkbar am ersten Lagerteil 32 gelagert und das erste Lagerelement 32 ist um eine parallel zur ersten Lagerachse Si ausgerichteten zweiten Lagerachse S2 schwenkbar am Lagerelement 30 angeordnet.

Zur Vermeidung von Verspannungen ist zudem das Federelement 16 um eine senkrecht zu den beiden Torsionsstäben 12, 14 und senkrecht zur tan- gentialen Richtung t, d.h. senkrecht zur Fahrzeughochrichtung FQ, ausge- richtete dritte Schwenkachse S3 am zweiten Lagerelement 34 gelagert.