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Title:
AXLE FOR A TWO-TRACK VEHICLE, COMPRISING A LONGITUDINAL CONTROL ARM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/083440
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a wheel axle for a two-track motor vehicle, comprising a theoretical lower control arm plane which is formed by a transverse control arm and a longitudinal control arm and guides a wheel carrier, and a torsion bar stabilizer that can be twisted about an axis of rotation extending substantially transversely to the direction of travel of the vehicle. The final section of the torsion bar stabilizer is connected to the final section of the longitudinal control arm facing away from the wheel carrier by means of a torque transmitting connection. According to the invention, the connection is established by having the torsion bar stabilizer supported in a lever-type manner on the longitudinal control arm.

Inventors:
DURKOVIC MARTIN (SK)
Application Number:
PCT/EP2012/073753
Publication Date:
June 13, 2013
Filing Date:
November 27, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
DURKOVIC MARTIN (SK)
International Classes:
B60G7/00; B60G21/055
Foreign References:
DE4411285A11995-04-20
FR2645800A11990-10-19
DE102004005811A12005-09-01
DE102004020073A12005-11-17
US5549320A1996-08-27
US4632422A1986-12-30
DE102004020073A12005-11-17
Attorney, Agent or Firm:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Achse (46) für Räder (12) eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, mit einer einen Radträger (14) führenden, aufgelösten unteren Lenkerebene, die durch einen Querlenker (20) und einen Längslenker (48) gebildet ist, sowie mit einem Drehstabstabilisator (50), der um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse verdrehbar und mit seinem Endbereich über eine drehmomentenübertragende Verbindung mit dem vom Radträger (14) abgewandten Endbereich des Längslenkers (48) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mit einer Hebelabstützung (52) des Drehstabstabilisators (50) an dem Längslenker (48) hergestellt ist.

2. Achse nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelabstützung (52) an dem Längslenker (48) mit mindestens einem Kugelgelenk (54, 56) mit einer Kugelbuchse (58) gestaltet ist.

3. Achse nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelabstützung (52) an dem Längslenker (48) mit zwei Kugelgelenken (54, 56) mit je einer Kugelbuchse (58) gestaltet ist, von denen eine am Längslenker (48) relativ zu diesem ortsfest angeordnet ist.

4. Achse nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Kugelbuchse (58) eine Kugel (60) gelagert ist, die am Drehstabstabilisator (50) relativ zu diesem verschiebbar angeordnet ist.

5. Achse nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass in der Kugelbuchse (58) eine schlitzförmige Öffnung (62) ausgebildet ist, in der die Kugel (60) eingeschoben und nachfolgend gedreht gehalten ist.

6. Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (48) mit einem Schwenkgelenk (40) zum schwenkbaren Haltern an einer zugehörigen Fahrzeugkarosserie gestaltet ist.

7. Achse nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkgelenk (40) mit einem dessen Schwenkachse (42) umgebenden Dämpfungskörper (44) gestaltet ist. 8. Achse nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelabstützung (52) mit einem den Dämpfungskörper (44) zumindest abschnittsweise umgreifenden Hebelabschnitt (66) gestaltet ist. 9. Achse nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelabschnitt (66) im Wesentlichen halbkreisförmig als Abschnitt des Drehstabstabilisators (50) gestaltet ist.

10. Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstabstabilisator (50) im Wesentlichen mittig mit einer Abstützung (68) an einer zugehörigen Fahrzeugkarosserie gelagert ist.

Description:
Achse eines zweispurigen Fahrzeugs mit einem Längslenker

Die Erfindung betrifft eine Achse für Räder eines zweispurigen Fahrzeugs, insbesondere eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, mit einer einen Radträger führenden, aufgelösten unteren Lenkerebene, die durch einen Querlenker sowie einen Längslenker gebildet ist, sowie mit einem Drehstabstabilisator, der um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse verdrehbar und mit seinem Endbereich über eine drehmomentenübertragende Verbindung mit dem vom Radträger abgewandten Endbereich des Längslenkers verbunden ist.

Derartige Achsen werden als so genannte Zweigelenk-Federbeinachse oder Doppelquerlenkerachse ausgeführt und insbesondere bei Kraftfahrzeugen in Gestalt von Personenkraftwagen verbaut. Die Achse bildet in der Regel die Vorderachse bzw. Lenkachse mit lenkbaren Rädern des jeweiligen Fahrzeugs. Die Achse ist an ihrer unteren Lenkerebene mit einem sich im Wesentlichen quer zur Hauptfahrtrichtung erstreckenden Querlenker zum Aufnehmen und Überleiten hauptsächlich der Querkräfte der Räder an die Karosserie des Fahrzeugs gestartet. Ferner ist an der unteren Lenkerebene ein Längslenker, auch als Zugstrebe bezeichnet, vorgesehen, der sich in der Regel schräg zur Hauptfahrtrichtung erstreckt und dazu dient im Wesentlichen die Radlängskräfte aufzunehmen. An solchen Achsen ist ferner ein Drehstabstabilisator vorgesehen, der die beiden Spurseiten der Achse miteinander verbindet und zum Reduzieren der Wankneigung des Fahrzeugs dient. Der Drehstabstabilisator ist dazu in der Regel zumeist am Radträger abgestützt. Bei bekannten Zweigelenk-Federbeinachsen kann der Drehstabstabilisator auch an dessen Federbein abgestützt sein. Das Abstützen erfolgt dabei üblicherweise über eine am Radträger angelenkte Pendelstütze, die ferner an einem Ende eines abgebogenen Endabschnitts des Drehstabstabilisators befestigt ist. Der Drehstabstabilisator ist ferner in der Regel mit seinem Querstab selbst an zwei Halterungen bzw. Abstützungen direkt oder indirekt am Fahrzeugaufbau abgestützt. Aus DE 102004020073 A1 ist eine Zweigelenk-Federbeinachse oder Doppelquerlenkerachse bekannt, bei der das dem Radträger abgewandte Ende des im wesentlichen Rad-Längskräfte aufnehmenden Längslenkers über ein Drehgelenk, dessen Drehachse winkelig zur Drehachse des Drehstabstabilisators verläuft, mit dem zugewandten freien Ende des Drehstabstabilisators verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine bauraumsparende Achse für Räder eines zweispurigen Fahrzeugs zu schaffen, die zugleich ein gutes Einfederungsverhalten zeigt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Achse für Räder eines zweispurigen Fahrzeugs gelöst, insbesondere eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, mit einer einen Radträger führenden, aufgelösten unteren Lenkerebene, die durch einen Querlenker sowie einen Längslenker gebildet ist, sowie mit einem Drehstabstabilisator, der um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse verdrehbar und mit seinem Endbereich über eine drehmomentenübertragende Verbindung mit dem vom Radträger abgewandten Endbereich des Längslenkers verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist ferner diese drehmomentübertragende Verbindung mit einer Hebelabstützung des Drehstabstabilisators an dem Längslenker hergestellt.

Mit der derartigen erfindungsgemäßen Hebelabstützung ist auf besonders einfach herzustellende und zugleich sehr betriebssichere Weise eine drehmomentenübertragende Kopplung zwischen dem Drehstabstabilisator und dem Längslenker hergestellt, womit die im Stand der Technik erforderliche Pendelstütze und somit deren Bauraumbedarf entfallen kann. Der Längslenker kann, sofern dies gewünscht ist, hinsichtlich seiner konstruktiven Gestaltung, Auslegung und Ankopplung zur Fahrzeugkarosserie in weitgehend herkömmlicher Art und Weise ausgeführt sein. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die restliche Gestaltung der erfindungsgemäßen Achse insbesondere im Bereich des Radträgers interessant. Es ist somit nämlich möglich, die erfindungsgemäße Verbindung auch ohne größere sonstige Änderungen an der zugehörigen Achse bereitzustellen. Die Hebelabstützung ist vorzugsweise an dem Längslenker mit mindestens einem Kugelgelenk mit einer Kugelbuchse gestaltet. Mit dem Kugelgelenk ist eine gewisse Relativbewegung des Drehstabstabilisators zum Längslenker möglich, und zwar insbesondere in Form einer Torsionsbewegung des Drehstabilisators, welcher dieser zur Erfüllung seiner Funktion ausführt. Diese Relativbewegung erlaubt es ansonsten zwischen den Bauteilen auftretende Zug- oder Druckspannungen abzubauen und eine ansonsten weitgehend freie und nur durch die gewünschten kinematischen Zwänge geführte Bewegung der beteiligten Bauteile zu erreichen. Die Hebelabstützung ist femer bevorzugt an dem Längslenker mit zwei Kugelgelenken mit je einer Kugelbuchse gestaltet, von denen eine am Längslenker relativ zu diesem ortsfest angeordnet ist. Mit dem ortsfest am Längslenker angebrachten Kugelgelenk ist eine gewisse Positionierung des Drehstabstabilisators relativ zum Längslenker und damit relativ zum restlichen Fahrzeug gewährleistet. Diese Positionierung und räumliche Festlegung gestattet es, die Anzahl restlicher Abstützungen für den Drehstabstabilisator zu verringern. Das zweite Kugelgelenk an dem erfindungsgemäßen Längslenker ist vorzugsweise als ein Loslager mit einer am Längslenker verschiebbar angeordneten Kugelbuchse gestaltet. Mit dem derartigen Festlager und Loslager der Hebelabstützung am Längslenker ist der zugehörige Drehstabstabilisator statisch bestimmt gehaltert.

In der mindestens einen Kugelbuchse ist vorzugsweise eine Kugel gelagert, die am Drehstabstabilisator relativ zu diesem verschiebbar angeordnet ist bzw. durch die der Drehstabilisator zumindest geringfügig verschiebbar hindurch geführt ist. An der Kugel im Kugelgelenk ist also eine gewisse Verschiebung des Drehstabstabilisators möglich. Diese begrenzte Verschiebbarkeit führt zu einer definierten Bewegungsfreiheit einerseits und zu der statisch und dynamisch erforderlichen Führung des Drehstabstabilisators andererseits. In der Kugelbuchse ist vorzugsweise eine schlitzförmige Öffnung ausgebildet, in der die Kugel eingeschoben und nachfolgend gedreht gehalten ist. Die Kugel ist bei dieser Ausgestaltung aufgrund des durch sie im verbauten Zustand hindurch geführten Drehstabstabilisators mit einer zentralen Durchgangsbohrung versehen. Diese Bohrung führt dazu, dass die Kugel an zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflacht ist. Die derartigen Abflachungen ermöglichen es, die Kugel in eine schlitzförmige Kugelbuchse derart einzuschieben, dass sie danach in der Kugelbuchse gedreht werden kann. Die gedrehte Kugel ist dann mit ihren ansonsten im Durchmesser größeren Abschnitten in der Kugelbuchse sicher zurückgehalten. Durch die derart gelagerte Kugel wird durch deren Durchgangsbohrung der Drehstabstabilisator hindurchgeführt und auf diese Weise in der Kugel in zwei Freiheitsgraden schwenkbar gelagert.

Der Längslenker ist ferner bevorzugt mit einem Schwenkgelenk zum schwenkbaren Haltern an einer zugehörigen Fahrzeugkarosserie gestaltet. Das Schwenkgelenk kann dabei im Wesentlichen in herkömmlicher Weise ausgestaltet sein. Somit können bekannte Stützstrukturen mit ihrer erprobten Kinematik auch bei der erfindungsgemäßen Achse zur Anwendung kommen. Das Schwenkgelenk ist dabei besonders bevorzugt mit einem dessen Schwenkachse umgebenden Dämpfungskörper gestaltet. Derartige Dämpfungskörper sind bei bekannten Achsen in Form einer Elastomerhülse bekannt. Die Elastomerhülse kann vorteilhaft an ihrem Umfang einen oder mehrere Bereiche erhöhter Festigkeit aufweisen, so dass mit diesen versteiften Bereichen eine Art Schwenkachse definiert wird.

Die Hebelabstützung ist vorzugsweise mit einem den Dämpfungskörper zumindest abschnittsweise umgreifenden Hebelabschnitt gestaltet. Der Hebelabschnitt greift damit unmittelbar im Anlenkbereich des Längslenkers an diesem an, . was im Hinblick auf die bei der Übertragung der Drehmomente zwischen dem Drehstabstabilisator und dem Längslenker entstehenden Ausgleichsbewegungen besonders von Vorteil ist. Ferner kann mit dieser Gestaltung insgesamt eine sehr kleine und damit bauraumsparende Anordnung erzielt werden. Der Hebelabschnitt ist ferner vorteilhaft im Wesentlichen halbkreisförmig als Abschnitt des Drehstabstabilisators gestaltet. Eine solche Halbkreisform kann an dem in der Regel insgesamt stabförmigen und aus einem Vollmaterial hergestellten Drehstabstabilisator vorteilhaft mit ausgebildet werden. Der Drehstabstabilisator kann zusammen mit seinem Hebelabschnitt also einteilig ausgebildet sein. Im Übrigen ist der Drehstabstabilisator vorzugsweise im Wesentlichen nur noch mittig mit einer Abstützung zum Begrenzen einer Bewegung in Fahrzeugquerrichtung an einer zugehörigen Fahrzeugkarosserie gelagert. Es kann damit auf zwei ansonsten übliche und nur eine Torsion des Drehstabilisators erlaubende AbStützungen verzichtet werden. Die eine Abstützung kann direkt an der Fahrzeugkarosserie erfolgen oder indirekt z.B. über einen Achsträger.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Achse gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 die Ansicht II gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 die Ansicht III gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Längslenkers und des

Drehstabstabilisators der Achse gemäß Fig. 1 ,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Achse,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Längslenkers und des

Drehstabstabilisators der Achse gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine Detailansicht der Verbindung von Längslenker und

Drehstabstabilisator gemäß Fig. 6,

Fig. 8 die Ansicht VIII gemäß Fig. 7,

Fig. 9 die Ansicht IX gemäß Fig. 7,

Fig. 10 die Ansicht X gemäß Fig. 7,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von Schritten der Montage eines

Kugelgelenks der Verbindung gemäß Fig. 7 und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer Abstützung des Drehstabstabilisators gemäß Fig. 7.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine als antreibbare Vorderachse bzw. Lenkachse eines Kraftfahrzeugs gestaltete Achse 10 gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht, bei der ein Rad 12 an einem Radträger 14 drehbar gelagert ist. Der Radträger 14 ist mit einem doppelarmigen oberen Querlenker 16 sowie mit einem Federbein 18 und mit einem unteren Querlenker 20 an einer weiter nicht veranschaulichten Fahrzeugkarosserie eines zugehörigen Fahrzeugs angelenkt. Eine Spurstange 24 bestimmt den Spurwinkel des Radträgers 14 bzw. Rades 12 und es führt eine Antriebswelle 22 zu dem am Radträger 14 drehbaren Rad 12.

Im unteren Bereich des Radträgers 14, der so genannten unteren Lenkerebene ist neben dem unteren Querlenker 20 und der Spurstange 24 an der Achse 10 noch ein schräg zur Hauptfahrtrichtung ausgerichteter Längslenker 26 angeordnet. Der Längslenker 26 bildet insbesondere eine Zugstrebe zum Aufnehmen der während der Fahrt am Rad wirkenden Zugkräfte.

Ferner ist an der Achse 10 ein stabförmiger, aus Federstahl hergestellter Drehstabstabilisator 28 vorgesehen, der an seinen beiden Seiten je einen abgebogenen Endabschnitt 30 aufweist. Diese Endabschnitte 30 sind jeweils mittels einer Pendelstütze 32 am Radträger 14 angelenkt. Ein als Querstab 34 ausgebildeter Mittelbereich des Drehstabstabilisators 28 ist mittels einer ersten Abstützung 36 und einer zweiten Abstützung 38, welche die Position des Drehstabilisators in Fahrzeug-Längsrichtung und Fahrzeug-Hochrichtung festlegen, an der Fahrzeugkarosserie schwenkbar bzw. tordierbar abgestützt. Dies ist insbesondere in Fig. 4 dargestellt. Der Drehstabstabilisator 28 verbindet auf diese Weise die beiden Spurseiten der Achse 10 miteinander und reduziert damit die Wankneigung des zugehörigen Fahrzeugs insbesondere bei Kurvenfahrt.

Der Längslenker 26 ist bei dieser Achse 10 gemäß dem Stand der Technik in klassischer Weise an der Fahrzeugkarosserie mittels eines Schwenkgelenks 40 angelenkt und um eine im Wesentlichen sich horizontal und schräg zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Schwenkachse 42 schwenkbar. Die Schwenkachse 42 ist dabei von einem Dämpfungskörper 44 in Gestalt einer Elastomerhülse umgeben.

In den Fig. 5 bis 12 ist eine Achse 46 für lenkbare Räder 12 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Achse 46 entspricht hinsichtlich der Komponenten 12, 14, 16, 18, 20, 22 und 24 im Wesentlichen der Achse 10 gemäß dem Stand der Technik. Im Gegensatz zu der bekannten Achse 10 ist bei der Achse 46 hingegen eine Verbindung zwischen einem dortigen Längslenker 48 und einem dortigen Drehstabstabilisator 50 vorgesehen. Die Verbindung ist mittels einer Hebelabstützung 52 des Drehstabstabilisators 50 an dem Längsienker 48 gestaltet und es ist auf diese Weise eine drehmomentübertragende Kopplung zwischen dem Drehstabstabilisator 50 und dem Längslenker 48 hergestellt.

Die Hebelabstützung 52 ist mit zwei Kugelgelenken 54 und 56 gestaltet, mit denen der Drehstabstabilisator 50 sich am Längslenker 48 abgestützt. Jedes Kugelgelenk 54 bzw. 56 weist eine Kugelbuchse 58 auf, in der eine Kugel 60 an einer schlitzförmigen Öffnung 62 eingeführt wird, die nachfolgend geeignet gedreht gehalten ist (siehe Fig. 11), derart, dass in die Kugeln 60 an je einer dortigen Durchgangsbohrung 64 ein das Schwenkgelenk 40 halbkreisförmig umgreifender Hebelabschnitt 66 des Drehstabstabilisators 50 eingeschoben werden kann bzw. eingeschoben ist. Das Kugelgelenk 54 bildet dabei ein vormontiertes Festlager, dessen Kugelbuchse 58 an dem Längslenker 48 nicht zur Radialrichtung der Durchgangsbohrung 64 verschiebbar ist. Im Gegensatz dazu bildet das Kugelgelenk 56 mit einer gegenüber dem Längslenker 48 in im Einbauzustand im wesentlichen horizontaler Radialrichtung der Kugel 60 verschiebbaren Kugelbuchse 58 ein Loslager. Im Rahmen der Vormontage des linksseitigen und rechtsseitigen Längslenkers 48 am Drehstabilisator 50 wird somit zunächst eine Verbindung im Festlager (Kugelgelenk 54) hergestellt, wonach das Loslager in Form des Kugelgelenks 56 mit dem Längslenker verbunden wird. Der in Fig. 9 im Kugelgelenk 56 dargestellte Pfeil sowie der in Figur 8 im Kugelgelenk 56 dargestellte und senkrecht zur Schwenkachse 42 orientierte Pfeil verdeutlichen diesen Freiheitsgrad des Loslagers.

Mit den derartigen Kugelgelenken 54 und 56 ist eine gewisse Relativbewegung des Hebelabschnitts 66 des Drehstabstabilisators 50 zum Längslenker 48 möglich. Zugleich überträgt der Hebelabschnitt 66 ein aus der Funktion des Drehstabilisators resultierendes Drehmoment vom Drehstabstabilisator 50 zum Längslenker 48 und umgekehrt. Die Relativbewegung ergibt sich beim Übertragen dieser Drehmomente, einem damit verbundenen Schwenken des Längslenkers 48 an der Schwenkachse 42 sowie ferner durch eine Dämpfungsbewegung am Dämpfungskörper 44 der Achse 46 (siehe Fig. 8, 9 und 10). Die Relativbewegung ermöglicht, dass ansonsten zwischen den Bauteilen auftretende Zug- oder Druckspannungen abgebaut werden.

Im Übrigen kann der Drehstabstabilisator 50 bezogen auf die Fahrzeug- Querrichtung lediglich mittig mit einer Abstützung 68 an einer zugehörigen Fahrzeugkarosserie um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse schwenkbar gelagert sein, wobei diese Abstützung wie in Fig.12 dargestellt einen Freiheitsgrad in Fahrzeug-Längsrichtung aufweisen kann.