DE102004020073A1

DE102004020073A1 - Fahrzeug-Vorderachse mit aufgelöster unterer Lenkerebene

Info

Publication number: DE102004020073A1
Application number: DE200410020073
Authority: DE
Inventors: Kai-Uwe Stoerk; Andreas Egger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-04-24
Filing date: 2004-04-24
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2024-04-25
Also published as: DE102004020073B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zweigelenk-Federbeinachse oder Doppelquerlenkerachse für die lenkbaren Räder eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, mit den Radträger führender, aufgelöster unterer Lenkerebene, die durch einen Querlenker, eine Spurstange sowie einen im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker gebildet ist, sowie mit einem jeweils an einem der unteren Lenker der beiden Räder abgestützten Drehstab-Stabilisator, der mit seinem Querrohr letztlich indirekt oder direkt am Fahrzeugaufbau um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse verdrehbar abgestützt ist. Dabei ist das dem Radträger abgewandte Ende des im wesentlichen Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenkers über ein Drehgelenk, dessen Drehachse winkelig zur Drehachse des Stabilisators verläuft, mit dem zugewandten freien Ende des Stabilisators verbunden. Bevorzugt beschreibt die Drehachse des Drehgelenks zwischen Zugstrebe und Stabilisator mit der Spreizachse des zugehörigen Vorderrads in Konstruktionslage im wesentlichen eine gemeinsame Ebene und es ist der Stabilisator im wesentlichen nur durch sein gerades Querrohr gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweigelenk-Federbeinachse oder Doppelquerlenkerachse für lenkbare Räder, insbesondere Vorderräder, eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, mit den Radträger führender, aufgelöster unterer Lenkerebene, die durch einen Querlenker, eine Spurstange sowie einen im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker gebildet ist, sowie mit einem jeweils an einem der unteren Lenker der beiden lenkbaren Räder abgestützten Drehstab-Stabilisator, der mit seinem Querrohr letztlich indirekt oder direkt am Fahrzeugaufbau um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse verdrehbar abgestützt ist. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 43 13 978 C2 verwiesen.

Die am weitesten verbreitete Bauart von gelenkten und gegebenenfalls auch angetriebenen Fzg.-Achsen mit lenkbaren Rädern, insbesondere Vorderachsen, in Doppelquerlenkerausführung insbesondere mit einer sog. aufgelösten unteren Lenkerebene mit einem im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker in Form einer sog. Zugstrebe oder Druckstrebe besitzt einen Drehstab-Stabilisator, der zumeist am unteren Querlenker, alternativ auch an einem oberen Querlenker abgestützt ist. Bei den grundsätzlich bekannten Zweigelenk-Federbeinachsen kann der Stabilisator aber auch am Federbein abgestützt bzw. angebunden sein. Die Anbindung bzw. Abstützung erfolgt dabei üblicherweise über eine Pendelstütze, welche mit zwei Kugelgelenken, Gummigelenken oder einer Kombination aus beidem an einem Ende am bekanntermaßen in seinen Endabschnitten abgebogene Schenkel aufweisenden Stabilisator und am anderen Ende an einem der genannten Fahrwerksteile bzw. Lenker befestigt ist. Die mit dieser bekannten, üblichen Anordnung realisierbare Stabilisatorübersetzung liegt dabei maximal in der Größenordnung von „0,7".

Je geringer die realisierte Stabilisator-Übersetzung ist, desto steifer muss der Stabilisator ausgebildet werden, d.h. desto größer werden der Durchmesser und somit das Gewicht des Stabilisators bei gegebenem Fahrzeug mit gegebener Stabilisierung. Gleichzeitig muss dann die Steifigkeit der Stabilisatorlager deutlich größer gewählt werden, was nicht nur zu einer schlechteren akustischen Entkopplung, sondern auch zu einer größeren Krafteinleitung in den Fahrzeugaufbau, d.h. in die Karosserie führt. Verschärft macht sich diese Problematik bemerkbar, wenn eine sog. Wankstabilisierung über einen geteilten Stabilisator, dessen Hälften bspw. mittels eines Schwenkmotors gegeneinander verdreht werden, verbaut werden soll.

Zwar ist bei Federbein-Achsen und Doppelquerlenker-Achsen grundsätzlich auch die Realisierung einer Stabilisatorübersetzung in der Größenordnung von nahezu „1" möglich, jedoch stellen sich mit den dafür erforderlichen Anordnungen oftmals praktisch unlösbare Bauraumprobleme ein.

Üblicherweise weisen die bekannten Achsen bauraumbedingt sehr kurze Pendelstützen auf, was zur Folge hat, dass diese während Lenkvorgängen und Einfederungsvorgängen verschwenken, so dass die Wirkungslinie der Pendelstützenkraft einen beim Lenken und Federn zunehmenden Hebelarm um die Spreizachse (= Lenkachse) des lenkbaren Rades erhält. Nachteiligerweise wird die Lenkung somit durch die Stabilisatorkräfte beeinflusst, was sich auf die Lenkungsrückstellung negativ auswirken und auch bei Geradeausfahrt bei einseitigem Einfedern zu Komforteinbußen führen kann.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Fahrzeug-Achse mit lenkbaren Rädern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das dem Radträger abgewandte Ende des im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenkers über ein Drehgelenk, dessen Drehachse winkelig zur Drehachse des Stabilisators verläuft, mit dem zugewandten freien Ende des Stabilisators verbunden ist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Vorgeschlagen wird somit, den im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker des unteren aufgelösten Lenkerverbunds nicht wie bislang üblich über ein Gummilager, welches üblicherweise drei Drehfreiheitsgrade aufweist, am Fzg.-Aufbau zu lagern, sondern direkt am Drehstab-Stabilisator mit nur einem einzigen Dreh-Freiheitsgrad, wobei die Drehachse dieses Dreh-Freiheitsgrades nicht mit derjenigen des Stabilisators zusammenfällt. Dieser „eine" Dreh-Freiheitsgrad wird (selbstverständlich) für die gewünschte Freigängigkeit des Rades benötigt. Mit dieser direkten Anbindung des Stabilisators am im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker, der mit seinem dem Radträger zugewandten Abschnitt im wesentlichen in Fzg.-Längsrichtung verläuft, sind nun Stabilisator-Übersetzungen in der Größenordnung von nahezu „1" erzielbar, so dass bei ansonsten unveränderten Randbedingungen ein kleinerer bzw. dünnerer und somit vorteilhafterweise leichterer Stabilisator zum Einsatz kommen kann als im bekannten Stand der Technik.

Wenn dabei der Stabilisator im wesentlichen nur durch sein gerades Querrohr gebildet ist, werden quasi die bislang üblichen Schenkel des bislang üblicherweise in seinen Endbereichen abgewinkelt ausgebildeten Stabilisators in den jeweiligen, im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker integriert, d.h. dieser übernimmt im Sinne einer vorteilhaften Funktionsvereinigung eine Teilfunktion des Drehstab-Stabilisators, nämlich die Übertragung des Torsions- oder Stabilisierungs momentes vom Radträger zum die eigentliche Stabilisierungsfunktion ausführenden Stabilisator-Querrohr. Ferner resultiert hieraus – ebenso wie durch den Entfall der Pendelstütze – ein geringerer Bauraumbedarf.

Bevorzugt kann die Drehachse des genannten Drehgelenks zwischen dem im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker und dem Drehstab-Stabilisator mit der Spreizachse (oder Lenkachse) des zugehörigen lenkbaren Rades in Konstruktionslage des Fahrzeugs im wesentlichen eine gemeinsame Ebene beschreiben. Damit ist zumindest in Konstruktionslage des Fahrzeugs (d.h. mit einer bestimmten Nennbeladung und somit einer gewissen Einfederung) das Moment aus den Stabilisatorkräften um die Spreizachse des lenkbaren Rades gleich „Null", d.h. dass hiermit eine unerwünschte Beeinflussung der Lenkung durch den Stabilisator praktisch ausgeschlossen ist. Es kann jedoch bewusst auch eine andere Anordnung getroffen werden, falls man sich Störkräfte aus dem Stabilisator zur bewussten Beeinflussung der Lenkung zu Hilfe nehmen möchte.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter erläutert, von dem die beigefügte einzige Figur eine räumliche Darstellung nur eines der beiden lenkbaren Räder eines zweispurigen Kraftfahrzeugs zeigt.
Mit der Bezugsziffer 1 ist das rechte Vorderrad als lenkbares Rad eines Personenkraftwagens gekennzeichnet, der mit einer erfindungsgemäßen Vorderachse ausgerüstet ist. Der Radträger 2 dieses Rads 2 wird durch einen oberen Lenkerverbund 3 sowie durch eine untere Lenkerebene geführt, die durch einen Querlenker 4, eine Spurstange 5 sowie eine sog. Zugstrebe 6 gebildet wird, wobei diese sog. Zugstrebe 6 ein Lenker ist, der im wesentlichen zur Aufnahme der Rad-Längskräfte dient. Daher verläuft dieser im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmende Lenker 6 mit seinem radträgerseitigen Abschnitt im wesentlichen in Fahrzeug- Längsrichtung. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei diesem Lenker 6 anstelle einer Zugstrebe (wie dargestellt) auch um eine Druckstrebe handeln kann. Am anderen, im wesentlichen in Fzg.-Querrichtung verlaufenden sog. Querlenker 4 ist ein Federbein 7 abgestützt, dessen Federbeinachse mit der Bezugsziffer 7a gekennzeichnet ist.
Die Zugstrebe 6 bzw. der im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmende Lenker 6 verläuft – funktionsbedingt und wie üblich – im Gegensatz bspw. zum Querlenker 4 zumindest abschnittsweise zumindest teilweise in Fahrzeug-Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach hinten und ist anschließend hieran im wesentlichen in Querrichtung des Fahrzeugs nach innen zur Fahrzeug-Mitte hin gekrümmt. An diesem entsprechend ausgerichteten, dem Radträger 2 abgewandten Ende dieses Lenkers 6 bzw. der Zugstrebe 6 ist ein Drehgelenk 8 vorgesehen bzw. ausgebildet, über das ein im wesentlichen nur durch ein Querrohr, d.h. ein in Fzg.-Querrichtung verlaufendes Rohr gebildeter Stabilisator 9 mit dem im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker 6 schwenkbar verbunden ist. Diese Schwenkachse oder Drehachse des genannten Drehgelenks 8 trägt die Bezugsziffer 8a und verläuft winkelig zur Drehachse 9a des Drehstab-Stabilisators 9. Bevorzugt beschreibt diese Drehachse 8a in Konstruktionslage des Fahrwerks zusammen mit der Spreizachse 10 (= Lenkachse) des lenkbaren Vorderrads 1 eine gemeinsame Ebene, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Zweigelenk-Federbeinachse oder Doppelquerlenkerachse für lenkbare Räder (1), insbesondere Vorderräder, eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, mit den Radträger (2) führender, aufgelöster unterer Lenkerebene, die durch einen Querlenker (4), eine Spurstange (5) sowie einen im wesentlichen die Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenker (6) gebildet ist, sowie mit einem jeweils an einem der unteren Lenker (4, 5, 6) der beiden lenkbaren Räder (1) abgestützten Drehstab-Stabilisator (9), der mit seinem Querrohr letztlich indirekt oder direkt am Fahrzeugaufbau um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse (9a) verdrehbar abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Radträger (2) abgewandte Ende des im wesentlichen Rad-Längskräfte aufnehmenden Lenkers (6) über ein Drehgelenk (8), dessen Drehachse (8a) winkelig zur Drehachse (9a) des Stabilisators (9) verläuft, mit dem zugewandten freien Ende des Stabilisators (9) verbunden ist.
Fahrzeug-Vorderachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (9a) des Drehgelenks (8) zwischen Zugstrebe (6) und Stabilisator (9) mit der Spreizachse (10) des zugehörigen Vorderrads (1) in Konstruktionslage im wesentlichen eine gemeinsame Ebene beschreibt.
Fahrzeug-Vorderachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator (9) im wesentlichen nur durch sein gerades Querrohr gebildet ist.