DE10014878A1

DE10014878A1 - Mehrlenker-Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10014878A1
Application number: DE2000114878
Authority: DE
Inventors: Soeren Torner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrlenker-Radaufhängung (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Achse (2) aufweisenden Radträger (3) zur drehbaren Lagerung eines Rades (4) in einer Radebene (A) und am Radträger (3) mittels vorzugsweise elastischen Verbindungsgelenken (10) verbundenen Querlenkern (5, 6, 7), wenigstens einem vorderen und einem hinteren Längslenker (8, 9) zur Befestigung des Radträgers (3) an der Fahrzeugkarosserie sowie einem Federelement (12) mit Schwingungsdämpfer (13). Die Befestigungsschenkel (14, 15) sind zur Aufnahme der Verbindungsgelenke (10) der Längslenker (8, 9) mit dem Radträger (3) verbunden und die Längslenker (8, 9) im wesentlichen parallel zur Radebene (A) zwischen der Karosserie und den Befestigungsschenkeln (14, 15) ausgerichtet sowie eine Ausgleichsbewegung des Radträgers (3) um die Achse (2) gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrlenker-Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Achse aufweisenden Radträger zur drehbaren Lagerung eines Rades in einer Radebene A und am Radträger mittels vorzugsweise elastischen Verbindungsgelenken verbundenen Querlenkern, wenigstens einem vorderen und einen hinterem Längslenker zur Befestigung des Radträgers an der Fahrzeugkarosserie sowie einem Federelement und einem Schwingungsdämpfer.

Mehrlenker-Radaufhängungen sind im Stand der Technik bekannt. Die DE 44 08 571 A1 beschreibt eine Mehrlenker-Radaufhängung, bei welcher der Radträger mit fünf Lenkern an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Die Lenker gewährleisten vertikale Bewegungen des Radträgers. Desweiteren ist ein Dämpfer zum Abpuffern der vertikalen Bewegung des Radträgers vorgesehen. Die fünf Lenker umfassen einen oberen Querlenker, der sich quer zum Fahrzeugkörper erstreckt und oberhalb der Achse den Radträger mit der Fahrzeugkarosserie verbindet, einen vorderen Längslenker, der sich von einer hinteren Innenseite der Fahrzeugkarosserie nach außen und nach vorne von der Fahrzeugkarosserie erstreckt. Der vordere Längslenker ist zur Verbindung des Radträgers mit der Fahrzeugkarosserie auch oberhalb der Achse angeordnet. Desweiteren ist ein unteren Querlenker umfaßt, der sich quer zum Fahrzeugkörper erstreckt und der Verbindung des Radträgers mit dem Fahrzeugkörper unterhalb der Achse dient sowie ein hinterer Längslenker, der sich von einer vorderen Innenseite der Fahrzeugkarosserie nach außen und nach hinten von der Fahrzeugkarosserie erstreckt und der Verbindung des Radträgers mit dem Fahrzeugkörper unterhalb der Achse dient. Ein Steuerlenker erstreckt sich quer zur Fahrzeugkarosserie und dient der Verbindung des Radträger mit dem Fahrzeugkörper hinter der Achse.

Nachteil dieser Anordnung ist, daß beim Bremsen beziehungsweise Kurverfahren sowohl der Abschnitt des Radträgers oberhalb der Achse, mit dem die äußeren Enden des oberen Querlenkers und des vorderen Längslenkers verbunden sind, als auch der Abschnitt des Radträgers unterhalb der Achse, mit dem die äußeren Enden des unteren Querlenkers und des hinteren Längslenkers verbunden sind, zusammen nach innen von dem Fahrzeugkörper versetzt werden, wodurch eine Vorspur (Verkantung nach Innen) um das äußere Ende des Steuerlenkers erzeugt wird, das mit dem Abschnitt des Rad trägers hinter der Achse verbunden ist.

Generell ist bei Radaufhängungen zur Erhöhung der Lenkstabilität eine Tendenz zur Vorspur wünschenswert, d. h. eine Tendenz derart, daß das vordere Endes des Rades während des Bremsens von dem Fahrzeugkörper nach innen versetzt wird. Indessen leidet die Mehrlenker-Radaufhängung nach dem Stand der Technik unter dem Problem, daß die Vorspur beim Bremsen beziehungsweise beim Kurvenfahren überbetont wird, da die Schwenksteifigkeit gering ist. Darüber hinaus wird ein Schrägfedern unterdrückt. Hierdurch leidet die Fahrstabilität in diesen Fahrsituationen. Desweiteren wird der Rad träger und damit das Rad in Fahrtrichtungen derart ausgelenkt, daß die dadurch erforderliche Größe des Radkastens in erheblichem Maße den Fahrgastraum einschränkt. Damit ist bei derart ausgestatteten Personenkraftfahrzeugen das Komfortmaß entsprechend gering, da die Rückbank in einem entsprechend großen Abstand vor der Hinterachse angeordnet werden muss.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mehrlenker-Radaufhängung zur Verfügung zu stellen, mit welcher die vorgenannten Nachteile überwunden und verbesserte dynamische Eigenschaften des Fahrzeugs erreicht werden. Insbesondere ist Aufgabe, eine gezielte elastokinematische Radführung zu ermöglichen und den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit zu erhöhen.

Eine Lösung wird erfindungsgemäß dadurch vorgeschlagen, daß Befestigungsschenkel zur Aufnahme der Verbindungsgelenke der Längslenker mit dem Radträger verbunden sind, daß die Längslenker im wesentlichen parallel zur Radebene A zwischen der Karosserie und den Befestigungsschenkeln ausgerichtet sind und eine Ausgleichsbewegung des Radträgers um die Achse gewährleisten. Die Ausgestaltung des Radträgers mit Befestigungsschenkeln, an denen Verbindungsgelenke angeordnet sind, welche die Längslenker mit dem Radträger verbinden, ermöglicht es, die Längslenker im Wesentlichen parallel zu Radebene auszurichten, da die Befestigungsstellen außerhalb der Radfelge liegen. Die Radebene ist dabei eine Ebene, deren Normale die Achse bei normaler Belastung des Hinterrades bildet. Mit dieser Ausrichtung parallel zur Radebene wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die an dem Radträger auftretenden Kräfte insbesondere beim Bremsen und Kurvenfahren in Längs- und Querkräfte aufgeteilt und über die Lenker an das Fahrwerk geleitet werden. Der Radträger kann somit in vorteilhafter Weise beim Auftreten von Seiten- oder Bremskräften eine definierter Vorspur einstellen. Es wird desweiteren die Schwenksteifigkeit verstärkt. Damit können die dynamischen Fahreigenschaften, insbesondere die Lenkeigenschaften des Fahrzeugs beim Bremsen und beim Kurvenfahren verbessert werden.

Durch die erfindungsgemäße Radaufhängung werden Krafteinwirkungen auf den Rad träger durch die elastischen Verbindungsgelenke aufgenommen, wobei der Radträger definierte Schwingungs- oder Ausgleichsbewegungen um die Achse ausführen kann. Dabei wird der Radträger von den Längslenkern vorzugsweise nach unten und hinten gedrückt, wodurch der Platzbedarf durch die Auslenkung im Radkasten vermindert wird. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine günstigere Bauform des Radkastens und damit eine Verbesserung des Komfortmaßes in Personenkraftwagen, da der Fahrgastraum zur Achse hin besser nutzbar ist.

Darüber hinaus wird mit der erfindungsgemäße Radaufhängung eine günstige Vorspureinstellung gewährleistet. Ein Pitch kann durch ein gezieltes Aufstellmoment verhindert werden, indem ein sanftes Auslenken des Dämpfers eingestellt werden.

Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Radaufhängung wird dadurch erreicht, daß die Befestigungsschenkel einstückig am Radträger ausgebildet sind. Damit ist es möglich, die Anlenkpunkte, an welchen die Verbindungsgelenke zwischen Radträger und Längslenker angeordnet sind, außerhalb des Felgenbereichs des Rades zu legen. Die Längslenker können daher sowohl nach vorne als auch nach hinten im Wesentlichen parallel zur Radebene ausgerichtet werden. Die am Rad wirkenden Kräfte werden über den Radträger und die Befestigungsschenkel auf die Längs- beziehungsweise Querlenker übertragen. Dabei sind durch die Aufspaltung der Kräfte in Längs- und Querkräfte Einstellungen der Vorspur in einem vorbestimmten Bereich möglich. Es kann so verhindert werden, daß die Vorspureinstellung des Rades in einem unerwünschten Ausmaß erfolgt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der vordere Längslenker in Fahrtrichtung vor und unterhalb der Achse am Radträger angelenkt ist beziehungsweise, daß der hintere Längslenker in Fahrtrichtung hinter und oberhalb der Achse am Radträger angelenkt ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Ausgleichsbewegung des Radträgers um die Achse ermöglicht. Bei Vorwärtsfahrt wird daher der Radträger im Falle eines Bremsvorganges stets nach hinten und unten versetzt. Dieser Effekt tritt auch bei der Schrägfederung auf, wodurch die dynamischen Fahreigenschaften erheblich verbessert werden. Bei den üblicherweise langsameren Rückwärtsfahren tritt keine wesentliche Auslenkung statt. Es ist außerdem vorgesehen, daß der Radträger mit dem vorderer Querlenker und dem vorderen Längslenkers mittels Verbindungsgelenk kardanisch verbunden ist. Damit kann die Radaufhängung raumsparend ausgeführt werden, wodurch das Komfortmaß, das heißt die Innenmaße der Fahrgastzelle, weiter verbessert werden kann.

Eine besonderen Ausführung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß das Federelement und der Schwingungsdämpfer mit dem Radträger und/oder mit einem Quer- oder Längslenker unterhalb der Achse verbunden sind. Diese Anordnung unterstützt die Versetzungsbewegung des Radträgers sowie der Schrägfederung und trägt zu einer weiteren Stabilisierung des Rades beim Kurvenfahren bei.

Um eine optimale Beweglichkeit des Radträgers an den Lenkern zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Verbindungsgelenke zur Befestigung der Quer- und/oder Längslenker als Kugelgelenke und/oder Gummigelenke ausgebildet sind. Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, daß die Lenker mittels Koppelstangen verbunden sind. Hierdurch werden bestimmte Kraftwege miteinander gekoppelt, indem weitgehend starre Verbindungen geschaffen werden. In vorteilhafter Weise wird damit die Stabilität der Radaufhängung gewährleistet.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Mehrlenker-Radaufhängung mit auf der Achse angeordneter Radfelge;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Mehrlenker-Radaufhängung ohne Radfelge;

Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht auf eine Mehrlenker-Radaufhängung von oben;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Mehrlenker-Radaufhängung mit einem am Querlenker befestigten Federelement und am Radträger befestigten gesonderten Schwingungsdämpfer;

Fig. 5 eine perspektivische Draufsicht auf eine Mehrlenker-Radaufhängung gemäß Fig. 4 von oben.

In Fig. 1 ist eine Mehrlenker Radaufhängung 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Mehrlenker-Radaufhängung 1 weist einen Radträger 3 mit einer Achse 2 zur drehbaren Lagerung eines Rades in einer Radebene A auf. Das Rad ist in der Zeichnung durch die Radfelge 4 angedeutet. Am Radträger 3 sind drei Querlenker 5, 6, 7 und zwei Längslenker 8, 9 mittels Verbindungsgelenken 10 verbunden. Die Längslenker 8, 9 umfassen einen vorderen Längslenker 8 und ein hinteren Längslenker 9, welche der Befestigung und zur Stabilisierung des Radträgers 3 in Fahrtrichtung dienen. Desweiteren sind ein vorderer unterer Querlenker 5, ein hinterer unterer Querlenker 6 und ein oberer Querlenker 7 zur Stabilisierung des Radträgers 3 senkrecht zur Fahrtrichtung vorgesehen.

Die Verbindungsgelenke 10 sind vorzugsweise mit elastischen Mitteln 11 ausgestattet um eine Ausgleichsbeweglichkeit des Radträgers 3 sicherzustellen. Die Verbindungsgelenke 10 der vorderen Quer- und Längslenker 5, 8 sind an dem Befestigungsschenkel 14 des Radträgers 3 befestigt. In gleicher Weise sind die hinteren Quer- und Längslenker 6, 9 am Radträger 3 befestigt, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Der hintere Längslenker 9 ist hinter und über der Achse 2 am Radträger 3 befestigt, welcher hierfür einen weiteren Befestigungsschenkel 15 aufweist. Mit dem hinteren unteren Querlenker 6 und dem oberen Querlenker 7 ist der Radträger 3 an vier voneinander beabstandeten Punkten mit der Fahrzeugkarosserie befestigt. Die Verbindungsgelenke 10 bilden eine kardanische Halterung des Radträgers 3 und umfassen hierzu Kugel- und Gummigelenke. Die so erreichte Kardanik erlaubt im Wesentlichen ein vertikales Schwingen des Radträgers 3. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Längslenker 8, 9, welche im Wesentlichen parallel zur Radebene A ausgerichtet sind, wird darüber hinaus eine Ausgleichsbewegung des Radträgers 3 um die Achse 2 herum möglich. Dabei wird der Radträger 3 nach unten und hinten geführt. Die elastischen Mitteln 11 bestimmten die Beweglichkeit zwischen dem Radträger 3 und den Quer- und Längslenker 5, 8. Die vertikalen Bewegungen des Radträgers 3 werden durch ein Federelement 12 und einen Schwingungsdämpfer 13 gedämpft, welche am Radträger 3 unterhalb der Achse 2 befestigt sind. Federelement 12 und Schwingungsdämpfer 13 sorgen dabei für eine schwingungsfähige Halterung des Radträgers 3 in vertikaler Richtung.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Mehrlenker-Radaufhängung 1 gemäß Fig. 1 ohne Radfelge. Der hintere Längslenker 9 ist hinter und über der Achse 2 am Radträger 3 befestigt. Der Befestigungsschenkel 15 ist derart ausgestaltet, daß das Verbindungsgelenk 10.2 des hinteren Längslenkers 9 außerhalb des Felgenbereichs liegt. Die Verbindungsgelenke 10.1, 10.2, 10.3 des vorderen und hinteren Längslenkers 8, 9 und des hinteren unteren Querlenkers 6 sind als Kugelgelenke ausgeführt und an den übrigen Lenkern 5, 7 sind die Verbindungsgelenke 10.4 und 10.5 als Gummigelenken ausgestaltet. Karosserieseitig sind die Lenker 5, 6, 7, 8, 9 durch Gummigelenke am Fahrzeug befestigt.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht auf eine Mehrlenker-Radaufhängung 1 von oben. In der Darstellung wird die Radebene A senkrecht von der Bildebene geschnitten und ist als in Fahrtrichtung ausgerichtete Gerade dargestellt. Der vordere Längslenker 8 ist parallel zur Radebene A ausgerichtet. Der hintere Längslenker 9 weist einen geringen Neigungswinkel zur Radebene A auf. Dieser wird erfindungsgemäß möglichst klein gehalten, um im Wesentlichen eine Aufspaltung der am Rad wirkenden Kräfte in Längs- und Querkräfte zu erreichen. Die Radebene A liegt senkrecht zur Achse 2, auf der das Rad befestigt wird. Die Querlenker 5, 7 sind an den Verbindungsgelenken 10.4 und 10.5 mit dem Radträger 3 verbunden.

In Fig. 4 ist eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrlenker- Radaufhängung 1 als Seitenansicht dargestellt. Dabei ist der hintere untere Querlenker 6 so ausgestaltet, daß das Federelement 12 daran befestigt werden kann. Der Schwingungsdämpfer 13 ist am Radträger 3 unterhalb der Achse 2 befestigt. Damit ist es möglich die erfindungsgemäße Radaufhängung 1 auch an Fahrzeugen zu realisieren, welche gesonderte Befestigungsstellen für Federelement 12 und Schwingungsdämpfer 13 vorsehen.

Fig. 5 stellt die Mehrlenker-Radaufhängung 1 gemäß Fig. 4 in einer Draufsicht von oben dar. Federelement 12 und Schwingungsdämpfer 13 sind an getrennten Befestigungsstellen mit der Mehrlenker-Radaufhängung 1 verbunden. Das Federelement 12 ist mit dem unteren hinteren Querlenker 6, der Schwingungsdämpfer 13 ist mit dem Radträger 3 verbunden.

Wird nun auf den Radträger 3 über das Rad eine Kraft ausgeübt, werden die Kraftkomponenten in Querrichtung von den Querlenkern 5, 6, 7 aufgenommen und an die Fahrzeugkarosserie, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, weitergeleitet. Die Kraftkomponenten in vertikaler Richtung werden im Wesentlichen vom Federelement 12 und dem Schwingungsdämpfer 13 aufgenommen und dementsprechend an die Fahrzeugkarosserie weitergeleitet. Die in Längsrichtung wirkenden Kraftkomponenten werden von den Längsträgern 8, 9 aufgenommen. Beim Bremsen aus der Vorwärtsfahrt wirkt eine Zugkraft entgegen der Fahrtrichtung auf das Verbindungsgelenk 10.1 des vorderen Längslenkers 8 und eine Druckkraft in Fahrtrichtung auf das Verbindungsgelenk 10.2 des hinteren Längslenkers 9. Der Radträger 3 kann dementsprechend wegen der erfindungsgemäßen Anordnung der Befestigungsstellen eine Ausgleichsbewegung um die Achse 2 nach hinten und unten machen. Desweiteren ist es durch die kardanische Aufhängung mittels der Verbindungsgelenke der Lenker gewährleistet, daß das Rad beziehungsweise der Radträger 3 eine Vorspur einstellen. Diese Vorspur wird dabei im Wesentlichen durch die parallel zur Radebene A ausgerichteten Längslenkern 8, 9 unterstützt und durch die Verbindungsgelenke 10 konstruktiv vorbestimmt. Darüber hinaus wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Schrägfedern des Rades beziehungsweise des Radträgers 3 unterstützt.

Bei der erfindungsgemäßen Mehrlenker-Radaufhängung 1 ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß einzelne oder mehrere Quer- und/oder Längslenker 5, 6, 7, 8, 9 mittels Koppelstangen verbunden sind, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, womit die Stabilität der Anordnung und damit die Fahreigenschaften beim Kurvenfahren oder Bremsen weiter verbessert werden können.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Mehrlenker-Radaufhängung

2

Achse

3

Radträger

4

Radfelge

5

vorderer unterer Querlenker

6

hinterer unterer Querlenker

7

oberer Querlenker

8

vorderer Längslenker

9

hinterer Längslenker

10

Verbindungsgelenke

11

elastischen Mittel

12

Federelement

13

Schwingungsdämpfer

14

Befestigungsschenkel

15

Befestigungsschenkel
A Radebene

Claims

1. Mehrlenker-Radaufhängung (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Achse (2) aufweisenden Radträger (3) zur drehbaren Lagerung eines Rades (4) in einer Radebene (A) und am Radträger (3) mittels vorzugsweise elastischen Verbindungsgelenken (10) verbundene Querlenker (5, 6, 7), wenigstens einen vorderen und einen hinteren Längslenker (8, 9) zur Befestigung des Radträgers (3) an der Fahrzeugkarosserie sowie einem Federelement (12) und einem Schwingungsdämpfer (13), dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsschenkel (14, 15) zur Aufnahme der Verbindungsgelenke (10) der Längslenker (8, 9) mit dem Radträger (3) verbunden sind, daß die Längslenker (8, 9) im wesentlichen parallel zur Radebene (A) zwischen der Karosserie und den Befestigungsschenkeln (14, 15) ausgerichtet sind und eine Ausgleichsbewegung des Radträgers (3) um die Achse (2) gewährleisten.

2. Mehrlenker-Radaufhängung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschenkel (14, 15) einstückig am Radträger (3) ausgebildet sind.

3. Mehrlenker-Radaufhängung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Längslenker (8) in Fahrtrichtung vor und unterhalb der Achse (2) am Radträger (3) angelenkt ist.

4. Mehrlenker-Radaufhängung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radträger (3) mit dem vorderer Querlenker (5) und dem vorderen Längslenkers (8) mittels Verbindungsgelenk (10.1) kardanisch verbunden ist.

5. Mehrlenker-Radaufhängung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Längslenker (9) in Fahrtrichtung hinter und oberhalb der Achse (2) am Radträger (3) angelenkt ist.

6. Mehrlenker-Radaufhängung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (12) und der Schwingungsdämpfer (13) mit dem Radträger (3) und/oder mit einem Quer- oder Längslenker (5, 6, 8) unterhalb der Achse (2) verbunden sind.

7. Mehrlenker-Radaufhängung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsgelenke (10) zur Befestigung der Quer- und/oder Längslenker (5, 6, 7, 8, 9) als Kugelgelenke und/oder Gummigelenke ausgebildet sind.

8. Mehrlenker-Radaufhängung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer- und/oder Längslenker (5, 6, 7, 8, 9) mittels Koppelstangen verbunden sind.