DE10151578A1

DE10151578A1 - Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10151578A1
Application number: DE2001151578
Authority: DE
Inventors: Armin Mueller; Andreas Hartmann
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-04-30

Abstract

Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit einen zwischen einem Fahrzeugrad (4) und dem Fahrzeugaufbau (8) angeordneten Lenker (1), der mit seinem einen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugrad (4) und mit seinem anderen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau (8) gekoppelt ist, wobei der Lenker (1) über einen Schwenkmotor (9) mit dem Fahrzeugaufbau (8) verbunden und um die Schwenkachse des Schwenkmotors (9) schwenkbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, mit einem zwischen einem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau angeordneten Lenker, der mit seinem einen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugrad und mit seinem anderen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.
Eine derartige Radaufhängung ist aus dem Stand der Technik bekannt, wobei der Lenker zum Beispiel über ein Kugelgelenk an einem das Fahrzeugrad aufnehmenden Radträger und überein Gummilager an dem Fahrzeugaufbau befestigt ist. Zwischen dem Lenker und dem Fahrzeugaufbau sind ferner ein Stoßdämpfer und eine Fahrzeugfeder angeordnet, von welcher der Fahrzeugaufbau im Abstand zu dem Fahrzeugrad gehalten wird. Der Fahrkomfort ist dabei in erheblicher Weise von der Federkennlinie der Fahrzeugfeder und von dem Dämpfungsverhalten des Stoßdämpfers abhängig.
Zum Verbessern der Wankeigenschaften bei Kurvenfahrten kann zusätzlich ein Stabilisator zwischen den beiden Fahrzeugrädern einer Achse des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Häufig wird als Stabilisator ein Torsionsfederstab verwendet, der mit seinem einen Ende über eine erste Pendelstütze mit einem ersten der beiden Fahrzeugräder und mit seinem anderen Ende über eine zweite Pendelstütze mit dem zweiten Fahrzeugrad verbunden ist, wobei der zwischen den beiden Enden liegende Mittelteil des Stabilisators am Fahrzeugaufbau gelagert ist. Die Pendelstützen können dabei mit ihren dem Stabilisator abgewandten Enden an den die Räder aufnehmenden Radträgern oder an den die Radträger mit dem Fahrzeugaufbau verbindenden Lenkern befestigt sein.
Eine derartige Radaufhängung hat aber den Nachteil, dass die Federkennlinie der Fahneugfeder, das Dämpfungsverhalten des Stoßdämpfers und die Federkennlinie des Stabilisators regelmäßig nicht verändert werden können, ohne eines dieser Bauteile durch ein anderes mit anderen Eigenschaften zu ersetzen.
Aus der DE-AS 11 75 563 ist demgegenüber bekannt, den Stabilisator in zwei separate Stabilisatorstangen zu teilen, wobei die eine Stabilisatorstange fest mit dem Gehäuse und die andere Stabilisatorstange fest mit der Welle eines hydraulisch betriebenen Schwenkmotors verbunden ist. Damit wird es möglich, über eine Verdrehung der Motorwelle gegenüber dem Motorgehäuse den Stabilisator vorzuspannen, um in bestimmten Fahrsituationen die Eigenschaften des Fahrwerks aktiv beeinflussen zu können. Insbesondere kann somit das Wankverhalten des Kraftfahrzeugs in Kurvenfahrten in positiver Hinsicht verändert werden.
Eine derartige Vorrichtung zur Kurvenstabilisierung eines Kraftfahrzeugs weist allerdings den Nachteil auf, dass beide Räder einer Achse über den Stabilisator miteinander verbunden sind, was der Idee einer Einzelradaufhängung zuwiderläuft das Fahrzeugrad separat an den Fahrzeugaufbau anzubinden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei der die Eigenschaften der Anbindung des Fahrzeugrades an den Fahrzeugaufbau separat und aktiv beeinflusst werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Radaufhängung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß weist die Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug einen zwischen einem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau angeordneten Lenker mit der mit seinem einen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugrad und mit seinem anderen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau gekoppelt ist. Der Lenker ist dabei über einen Schwenkmotor mit dem Fahrzeugaufbau verbunden und um die Schwenkachse des Schwenkmotors schwenkbar.
Da der Lenker mit seinem dem Schwenkmotor abgewandten Ende an dem Fahrzeugrad befestigt ist kann über das Betätigen des Schwenkmotors der Abstand zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau eingestellt werden. Ferner sind über den Schwenkmotor sowohl das Federungsverhalten als auch das Dämpfungsverhalten des Fahrzeugrades gegenüber dem Fahrzeugaufbau steuerbar, so dass die Eigenschaften der Anbindung des Fahrzeugrads an den Fahrzeugaufbau separat und aktiv beeinflusst werden können. Darüber hinaus kann der regelmäßig in Kraftfahrzeugen verwendete Stoßdämpfer entfallen, dessen Aufgabe nun von dem Schwenkmotor der erfindungsgemäßen Radaufhängung wahrnehmbar ist.
Der Schwenkmotor kann unmittelbar mit dem Lenker und/oder dem Fahrzeugaufbau verbunden sein. Bevorzugt ist zwischen dem Schwenkmotor und dem Lenker und/oder zwischen dem Schwenkmotor und dem Fahrzeugaufbau aber ein mechanisches Dämpfungselement angeordnet, welches vom Schwenkmotor ausgehende ruckartige Bewegungen gedämpft an den Lenker und/oder den Fahrzeugaufbau weitergibt, wodurch der Fahrkomfort erhöht wird.
Mit der erfindungsgemäßen Radaufhängung kann auf eine Fahrzeugfeder verzichtet werden, wenn der Schwenkmotor während des Einsatzes des Kraftfahrzeugs einen ausreichenden Abstand zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau aufrechterhält. Ein derartiger Betrieb des Schwenkmotors bringt aber einen hohen Energieverbrauch mit sich, so dass bevorzugt zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau eine Fahrzeugfeder angeordnet ist, die mittelbar oder unmittelbar mit ihrem einen Ende mit dem Fahrzeugrad und mit ihrem anderen Ende mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.
Unter einer unmittelbaren Verbindung der Fahrzeugfeder mit dem Fahrzeugrad ist dabei zum Beispiel die Anbindung des einen Endes der Fahrzeugfeder an einen das Fahrzeugrad aufnehmenden Radträger zu verstehen. Bei einer mittelbaren Verbindung der Fahrzeugfeder mit dem Fahrzeugrad kann das eine Ende der Fahrzeugfeder auch an einem das Fahrzeugrad mit dem Fahrzeugaufbau verbindenden Fahrwerkbauteil befestigt sein, wobei die Fahrzeugfeder bevorzugt mit ihrem einen Ende im Abstand zum Schwenkmotor bzw. zum Fahrzeugaufbau an dem Lenker befestigt ist.
Falls die Fahrzeugfeder mit ihrem einen Ende an dem Lenker befestigt ist, kann sie weit in den Raumbereich zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau hineinreichen.
Dieser Raumbereich ist aber häufig für andere Bauteile im Kraftfahrzeug vorgesehen, so dass der Lenker bevorzugt eine über seinen Anbindungepunkt an dem Schwenkmotor bzw. dem Fahrzeugaufbau hinausreichende Verlängerung aufweist, an welcher die Fahrzeugfeder mit ihrem einen Ende befestigt ist. Somit ist es möglich, die Fahrzeugfeder in nur einem kleinen Bereich innerhalb oder sogar vollständig außerhalb dieses Raumbereiches anzuordnen.
Die Fahrzeugfeder kann eine Elastomerfeder oder eine Stahlfeder zum Beispiel in Form einer Schraubenfeder sein, die hinsichtlich ihrer Federkennlinie ein nahezu identisches Verhalten bei statischer und dynamischer Belastung aufweist. Bevorzugt ist die Fahrzeugfeder aber eine Luftfeder, die eine über den Luftdruck variierbare Federkennlinie und Unterschiede in ihrem dynamischen und in ihrem statischen Verhalten aufweist, so dass das Federverhalten der Radaufhängung in gewünschter Weise an unterschiedliche Fahrsituationen angepasst werden kann, ohne die Fahrzeugfeder selbst austauschen zu müssen.
Der Schwenkmotor kann elektrisch oder pneumatisch betrieben werden. Bevorzugt wird der Schwenkmotor jedoch hydraulisch betrieben und ist über Hydraulikleitungen mit einer geregelten Hydraulikpumpe verbunden, da ein hydraulisch betriebener Schwenkmotor regelmäßig schneller gesteuert werden kann als ein rein pneumatisch betriebener Schwenkmotor, bei dem die große Kompressibilität der Luft einer schnellen Steuerbarkeit entgegenwirkt. Bei dem an sich ausreichend schnellen elektrischen Schwenkmotor stellt sich im Kraftfahrzeug das Problem der elektrischen Energieversorgung. Eine plötzlich auftretende Lasterhöhung kann mit einem großen elektrischen Leistungsbedarf verbunden sein, der aufgrund der verwendeten Kraftfahrzeugbatterie mit einer Spannung von 12 V oder 24 V häufig nicht gedeckt werden kann.
Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine skizzenhafte Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaufhängung und
Fig. 2 eine skizzenhafte Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaufhängung.
Aus Fig. 1 ist eine skizzenhafte Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaufhängung ersichtlich. Ein unterer Querlenker 1 ist mit seinem einen Ende über ein Kugelgelenk 2 schwenkbar an einem Radträger 3 befestigt, an welchem das Fahrzeugrad 4 angeordnet ist. Ferner ist ein oberer Querlenker 5 mit seinem einen Ende über ein Kugelgelenk 6 an dem Radträger 3 und mit seinem anderen Ende über ein Gummigelenk 7 an dem Fahrzeugaufbau 8 schwenkbar gelagert. Das andere Ende des unteren Querlenkers 1 ist mit der Motorwelle 9a eines Schwenkmotors 9 verbunden, dessen Gehäuse 9b an dem Fahrzeugaufbau 8 befestigt ist.
Der Schwenkmotor 9 ist über eine erste Hydraulikleitung 10 und über eine zweite Hydraulikleitung 11 mit einer Hydraulikpumpe 12 verbunden, von welcher dem hydraulischen Schwenkmotor 9 Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden kann. Je nachdem, ob die Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikleitung 10 oder durch die Hydraulikleitung 11 in den Schwenkmotor 9 strömt, kann der untere Querlenker 1 zusammen mit dem Fahrzeugrad 4 zu dem Fahrzeugaufbau 8 hingeschwenkt bzw. von diesem weggeschwenkt werden.
Zur Aufnahe von zumindest einem Teil der von dem Fahrzeugaufbau 8 auf das Fahrzeugrad 4 ausgeübten Last ist zwischen dem unteren Querlenker 1 und dem Fahrzeugaufbau 8 eine als Luftfeder ausgebildete Fahrzeugfeder 13 angeordnet, die mit ihrem einen Ende im Abstand zu der Motorwelle 9a an dem unteren Querlenker 1 und mit ihrem anderen Ende an dem Fahrzeugaufbau 8 befestigt ist und somit den Schwenkmotor 9 beim Aufrechterhalten des Abstands zwischen dem Fahrzeugrad 4 und dem Fahrzeugaufbau 8 entlastet. Zwar ist die Fahrzeugfeder 13 nach dieser Ausführungsform mit ihrem einen Ende an dem unteren Querlenker 1 befestigt, allerdings ist es nach einer anderen AusflYhrungsform auch möglich, die Fahrzeugfeder 13 mit ihrem einen Ende an dem oberen Querlenker 5 zu befestigen.
Aus Fig. 2 ist eine skizzenhafte Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaufhängung ersichtlich, wobei f identische oder funktionsidentische Merkmale dieselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform verwendet werden. Der untere Querlenker 1 weist eine über seinen Anlenkungspunkt an den Fahrzeugaufbau 8 hinausreichende Verlängerung 13a auf, an welcher die Fahrzeugfeder 13 im Abstand zu der Motorwelle 9a mit ihrem einen Ende befestigt ist. Bis auf die Verlängerung 13a des Lenkers 1 und die Befestigung der Fahrzeugfeder 13 an dieser Verlängerung 13a stimmt die zweite Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform überein.
Durch das Ausbilden der Verlängerung 13a an dem unteren Querlenker 1 ist es möglich geworden, die Fahrzeugfeder 13 außerhalb des Raumes zwischen dem Fahrzeugaufbau 8 und dem Fahrzeugrad 4 anzuordnen, so dass dieser Raum für das Anordnen von anderen Kraftfahrzeugbauteilen verwendet werden kann. Bezugszeichenliste 1 unterer Querlenker
2 Kugelgelenk für unteren Querlenker
3 Radträger
4 Fahrzeugrad
5 oberer Querlenker
6 Kugelgelenk für oberen Querlenker
7 Gummilager für oberen Querlenker
8 Fahrzeugaufbau
9 hydraulischer Schwenkmotor
9a Welle des hydraulischen Schwenkmotors
9b Gehäuse des hydraulischen Schwenkmotors
10 erste Hydraulikleitung
11 zweite Hydraulikleitung
12 Hydraulikpumpe
13 Fahrzeugfeder
13a Verlängerung des unteren Querlenkers zur Aufnahme der Fahrzeugfeder

Claims

1. Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, mit einem zwischen einem Fahrzeugrad (4) und dem Fahrzeugaufbau (8) angeordneten Lenker (1), der mit seinem einen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugrad (4) und mit seinem anderen Ende schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenker (1) über einen Schwenkmotor (9) mit dem Fahrzeugaufbau (8) verbunden und um die Schwenkachse des Schwenkmotors (9) schwenkbar ist.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schwenkmotor (9) und dem Lenker (1) und/oder zwischen dem Schwenkmotor (9) und dem Fahrzeugaufbau (8) ein mechanisches Dämpfungselement angeordnet ist.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeugrad (4) und dem Fahrzeugaufbau (8) eine Fahrzeugfeder (13) angeordnet ist, die mittelbar oder unmittelbar mit ihrem einen Ende mit dem Fahrzeugrad (4) und mit ihrem anderen Ende mit dem Fahrzeugaufbau (8) verbunden ist.

4. Radaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugfeder (13) mit ihrem einen Ende im Abstand zum Schwenkmotor (9) an dem Lenker (1) befestigt ist.

5. Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenker (1) eine über seine Anbindung an den Schwenkmotor (9) hinausreichende Verlängerung (13a) aufweist, an welcher die Fahrzeugfeder (13) mit ihrem einen Ende befestigt ist.

6. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugfeder (13) eine Luftfeder ist.

7. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmotor (9) hydraulisch betrieben und über Hydraulikleitungen (10, 11) mit einer geregelten Hydraulikpumpe (12) verbunden ist.