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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vierlenker-Radaufhängung für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeugs. Bei einer Vierlenker-Radaufhängung greifen vier Lenker an einem Radträger an. Vorliegend umfasst die Vierlenker-Radaufhängung für eine Hinterachse einen Radträger, einen zur Horizontalen geneigten Längslenker sowie zwei untenliegende Querlenker und einen obenliegenden Querlenker, die jeweils an dem Radträger angreifen.
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Eine gattungsgemäße Vierlenker-Radaufhängung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist aus
US 5,851,016 A bekannt. Hierbei greift der Längslenker vor der Radmitte am Radträger an. Ferner ist der obere Querlenker als Dreieckslenker asymmetrisch ausgeführt, so dass dieser vor einem in Radmitte angreifenden Schwingungsdämpfer vorbeigeführt werden kann.
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Eine weitere Vierlenker-Radaufhängung ist aus der nachveröffentlichten
DE 103 11 953 A1 bekannt. Bei dieser greift der weich am Fahrzeug angebundene Längslenker vor der Radmitte am Radträger an. Weiterhin sind alle Querlenker stabförmig mit einem aufbauseitigen Anlenkpunkt und einem radseitigen Anlenkpunkt ausgeführt.
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Weitere Vierlenker-Hinterachsradaufhängungen sind aus
GB 2 182 001 A1 ,
DE 36 33 789 C2 und
EP 0 136 568 A2 bekannt. Hierbei greift der Längslenker vor der Radmitte am Radträger an. Zudem ist der obere Querlenker als stabförmiger Lenker ausgeführt.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vierlenker-Radaufhängung für eine Hinterachse mit verbessertem Komfort und guten dynamischen Eigenschaften zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vierlenker-Radaufhängung für eine Hinterachse gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Konfiguration ermöglicht ein fahrzeugstabilisierendes Seiten- und Bremskraftlenken sowie Sturz- und Vorspurverhalten. Der größte Anteil der Längskräfte wird über den Längslenker sowie über den oberen Querlenker abgestützt. Dabei wird an dem oberen Querlenker das in Fahrtrichtung vornliegende Lager maßgeblich belastet. Durch den asymmetrischen Aufbau dieses Lenkers wird eine stabile Abstützung gewährleistet.
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Die verhältnismäßig weit nach hinten verlegte Anbindung des Längslenkers am Radträger ermöglicht zudem eine komfortfördernde Schrägfederung bei gleichzeitig guter Bremsabstützung.
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Je nach Anordnung der Lenkachse ist ein Seitenkraft- und Bremskraftuntersteuern möglich, jedoch auch ein neutrales oder leicht übersteuerndes Verhalten einstellbar.
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Durch eine verhältnismäßig steile Anstellung hinter der Radmitte lässt sich eine vorteilhafte Trennung von Sturz und Spureinflüssen realisieren.
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Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.
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Vorzugsweise beträgt an dem oberen Querlenker der in die Horizontalebene projizierte Abstand zwischen den aufbauseitigen Anlenkpunkten in Fahrzeuglängsrichtung mindestens ein Drittel der in die Horizontalebene projizierten Lenkerlänge in Fahrzeugquerrichtung.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist zudem der in die Horizontalebene projizierte Abstand zwischen den aufbauseitigen Anlenkpunkten des oberen Querlenkers in Fahrzeuglängsrichtung kleiner, als die in die Horizontalebene projizierte Länge des Längslenkers in Fahrzeuglängsrichtung.
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Im Hinblick auf eine steile Längsachse liegt der radseitige Anlenkpunkt des oberen Querlenkers am Radträger vorzugsweise oberhalb und hinter der Radmitte. Durch Anordnung des radseitigen Anlenkpunkts des unteren hinteren Querlenkers geringfügig hinter dem betreffenden Anlenkpunkt des oberen Querlenkers lässt sich eine geringe Beeinflussung zwischen Spur und Sturz realisieren. Der vordere, untere Querlenker fungiert hierbei als Spurstange.
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Weiterhin können die unteren Querlenker eine gemeinsame Ebene aufspannen, die zur Horizontalebene geneigt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der obere Querlenker seitlich um eine Feder bzw. eine Feder-Dämpfer-Anordnung herumgeführt. Dabei kann die Feder-Dämpfer-Anordnung unmittelbar am Radträger angreifen. Es ist jedoch auch möglich, in die Feder und/oder den Dämpfer an einem Lenker abzustützen.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung greift der in Vorwärtsfahrtrichtung hinterliegende, untere Querlenker hinter und unterhalb der Radmitte am Radträger an. Vorzugsweise liegt hierbei der radseitige Anlenkpunkt des hinteren unteren Querlenkers hinter und oberhalb des radseitigen Anlenkpunkts des Längslenkers.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine Ansicht von hinten auf eine Vierlenker-Radaufhängung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine Ansicht von oben auf die Vierlenker-Radaufhängung nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine Seitenansicht der Vierlenker-Radaufhängung nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
- 4 eine räumliche Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für eine Vierlenker-Radaufhängung nach der Erfindung, und in
- 5 eine räumliche Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels für eine Vierlenker-Radaufhängung nach der Erfindung.
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Das erste Ausführungsbeispiel in den 1 bis 3 zeigt eine Vierlenker-Radaufhängung für eine Hinterachse eines frontgetriebenen Personenkraftfahrzeugs, die sich jedoch auch bei einem Fahrzeug mit angetriebenen Hinterrädern einsetzen lässt.
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Die Radaufhängung umfasst einen Radträger 1, an dem ein Fahrzeugrad 2 gelagert ist. Der Radträger 1 ist über einen Längslenker 3 sowie zwei untenliegende Querlenker 4 und 5 und einen obenliegenden Querlenker 6 am Fahrzeugaufbau angelenkt. Einzelne, aufbauseitige Anlenkpunkte können auch an einem Hilfsrahmen vorgesehen sein, der seinerseits am Fahrzeugaufbau befestigt ist.
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Weiterhin umfasst die Radaufhängung eine Feder-Dämpfer-Anordnung 7, die zwischen dem Radträger 1 und dem Fahrzeugaufbau eingegliedert ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel greift die Feder-Dämpfer-Anordnung 7 unmittelbar am Radträger 1 an. Es ist jedoch möglich, diese auch an einem der Lenker abzustützen. Zudem können die Feder und der Dämpfer separat voneinander angeordnet werden.
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Wie insbesondere 3 zeigt, kommt bei der erfindungsgemäßen Vierlenker-Radaufhängung ein zur Horizontalen geneigter Längslenker 3 zum Einsatz, der über ein elastokinematisches Lager im Punkt U1 am Fahrzeugaufbau angelenkt ist. Dieses Lager U1 , das vorzugsweise unterhalb der Radmitte M liegt, jedoch auch auf Höhe der Radmitte M oder knapp darüber liegen kann, ist im Hinblick auf den Fahrkomfort in Fahrzeuglängsrichtung weich ausgebildet, um die Übertragung von Schwingungen gering zu halten. Der zugehörige radseitige Anlenkpunkt U2 greift hinter und unterhalb der Radmitte M am Radträger 1 an. Er stellt gleichzeitig den am weitesten unten liegenden Anlenkpunkt am Radträger 1 dar.
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Der Längslenker 3 schließt mit der Aufstandebene E des Fahrzeugrads 2 einen Winkel α1 im Bereich von 5 Grad bis 25 Grad ein. Zur Fahrzeuglängsrichtung beträgt der Anstellwinkel α2 -5 Grad bis 15 Grad.
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Oberhalb des Längslenkers 3 spannen die beiden unteren Querlenker 4 und 5 eine gemeinsame Ebene auf, die zur horizontalen xy-Ebene geneigt ist. Beide unteren Querlenker 4 und 5 verlaufen im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung und schließen mit der Fahrzeuglängsrichtung einen Winkel von etwa 85 Grad bis 95 Grad ein. Der vorliegende, untere Querlenker 4 fungiert dabei als im Wesentlichen horizontal verlaufende Spurstange. Sein aufbauseitiger Anlenkpunkt S1 und sein radseitiger Anlenkpunkt S2 liegen in etwa auf Höhe der Radmitte M in Fahrzeuglängsrichtung vor derselben. Es ist jedoch auch möglich, die Spurstange oberhalb oder unterhalb der Radmitte M zu positionieren.
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Der hintenliegende, untere Querlenker 5 ist hingegen insgesamt hinter und unterhalb der Radmitte M angeordnet, wie dies 3 anhand des aufbauseitigen Anlenkpunkts U3 und des radseitigen Anlenkpunkts U4 zu entnehmen ist. Dabei befindet sich der radseitige Anlenkpunkt U4 hinter und oberhalb des radseitigen Anlenkpunkts U2 des Längslenkers 3.
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Während die unteren Querlenker 4 und 5 als stabförmige Lenker ausgebildet sind, kommt als obenliegender Querlenkers 6 ein asymmetrischer Dreiecksquerlenker mit zwei aufbauseitigen Anlenkpunkten O1 und O3 und einem radseitigen Anlenkpunkt O2 zum Einsatz. Die Achsen der zugehörigen Lager verlaufen im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (max. Abweichung +/- 15 Grad). Das in Fahrtrichtung vornliegendes Lager O1 , das sich im Gegensatz zu den beiden anderen Lagern O2 und O3 vor der Radmitte M befindet, nimmt dabei einen maßgeblichen Teil der auf die Radaufhängung einwirkenden Längskräfte auf. Der Lenker 6 lässt sich als Guß-, Schmiede- oder Blechformteil herstellen und besitzt in der Ansicht von oben eine geschlossene Form. Zwischen den aufbauseitigen Anlenkpunkten O1 und O3 und dem radseitigen Anlenkpunkt O2 kann der obenliegende Querlenker 6 zudem mit einer nach unten gerichteten Kröpfung versehen sein.
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Die Verbindungslinie zwischen den Anlenkpunkten O2 und O3 schließt mit der Fahrzeuglängsrichtung einen Winkel β2 von 85 Grad bis 95 Grad und mit der Verbindungslinie zwischen den Anlenkpunkten O1 und O3 einen Winkel β3 von 80 Grad bis 100 Grad ein. Der Anstellwinkel der Verbindungslinie O1O3 zur Radaufstandsebene E liegt in der xz-Ebene im Bereich von -10 Grad bis + 10 Grad.
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Vorzugsweise besitzt der obere Querlenker 6 eine deutlich größere Länge in Fahrzeugquerrichtung als in Fahrzeuglängsrichtung. In jedem Fall sollte diese jedoch der in die Horizontalebene projizierte Abstand I1 zwischen den aufbauseitigen Anlenkpunkten O1 und O3 in Fahrzeuglängsrichtung mindestens ein Drittel der in die Horizontalebene projizierten Lenkerlänge I2 in Fahrzeugquerrichtung betragen. Gleichzeitig ist der im wesentlichen horizontal angeordnete obere Querlenker 6 in Fahrzeuglängsrichtung erheblich kürzer, als die in die Horizontalebene projizierte Länge I3 des Längslenkers 3 in Fahrzeuglängsrichtung.
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Wie insbesondere 2 zeigt, befindet sich der radseitige Anlenkpunkt O2 des oberen Querlenkers 6, der am Radträger 1 hinter und oberhalb der Radmitte M liegt, räumlich hinter dem Anlenkpunkt D1 der Feder-Dämpfer-Anordnung 7. Dabei ist der obere Querlenker 6 seitlich um diese herumgeführt. Die Achse A der Feder-Dämpfer-Anordnung 7 verläuft im Wesentlichen senkrecht durch die Radmitte M.
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Die vorstehend erläuterte Konfiguration ermöglicht durch die schräge Anstellung der Lenker in einer unteren und oberen Ebene einen guten Bremsnickausgleich bei gleichzeitiger Schrägfederung des Fahrzeugrads 2 nach hinten.
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Durch eine relativ steile Ausrichtung der Lenkachse, welche durch den oberen Querlenker 6, den hinteren unteren Querlenker 5 und den Längslenker 3 definiert wird, ergibt sich eine vorteilhafte Trennung von Sturz- und Spureinflüssen. Entsprechend liegt der radseitige Anlenkpunkt U4 des hinteren, unteren Querlenkers 5 weiter hinter der Radmitte M, als der radseitige Anlenkpunkt O2 des oberen Querlenkers 6. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist Lenkachse so ausgebildet, dass ein Seitenkraft- und Bremskraftuntersteuern realisiert wird. Durch eine geringfügige Modifikation lässt sich jedoch auch ein neutrales oder leicht übersteuerndes Verhalten einstellen.
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In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann das Lager O1 des oberen Querlenkers 6 in Bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung F auch hinter dem Lager O3 angeordnet werden.
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Wie die 4 und 5 zeigen, können Feder und Dämpfer der Feder-Dämpfer-Anordnung 7 auch separat voneinander angeordnet werden.
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Bei dem in 4 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel stützt sich eine Feder 8' auf dem hinteren, unteren Querlenker 5' ab, während ein Dämpfer 9' etwa auf Höhe der Radmitte M unmittelbar am Radträger 1' angreift. Dessen radseitiger Anlenkpunkt D1' befindet sich vor der Radmitte M zwischen den Anlenkpunkten O2 des oberen Querlenkers 6 und S2 des vorderen, unteren Querlenkers 4. Die Übersetzung beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 0,7.
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Bei dem in 5 dargestellten, dritten Ausführungsbeispiel ist der Dämpfer 9'' weiter oben an den Radträger 1'' angekoppelt und steiler angeordnet. In diesem Fall beträgt die Dämpferübersetzung 1, während die Federübersetzung wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel bei etwa 0,7 liegt.
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In sämtlichen Fällen ergibt sich durch eine gezielte, elastokinematische Radführung ein fahrzeugstabilisierendes Seiten- und Bremskraftlenken sowie Sturz- und Vorspurverhalten. Zudem wird eine große Schrägfederung bei gleichzeitig großem Bremsabstützwinkel erzielt. Dies wirkt sich auf den Fahrkomfort vorteilhaft aus.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele und Abwandlungen beschränkt, sondern umfasst alle in den Patentansprüchen angegeben Ausgestaltungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1', 1''
- Radträger
- 2
- Fahrzeugrad
- 3
- Längslenker
- 4
- vorderer, unterer Querlenker (Spurstange)
- 5, 5', 5''
- hinterer, unterer Querlenker
- 6
- oberer Querlenker
- 7
- Feder-Dämpfer-Anordnung
- 8', 8''
- Feder
- 9', 9''
- Dämpfer
- A
- Achse der Feder-Dämpfer-Anordnung 7
- D1
- radseitiger Anlenkpunkt der Feder-Dämpfer-Anordnung 7
- E
- Radaufstandsebene
- M
- Radmitte
- O1
- vorderer, aufbauseitiger Anlenkpunkt des oberen Querlenkers 6
- O2
- radseitiger Anlenkpunkt des oberen Querlenkers 6
- O3
- hinterer, aufbauseitiger Anlenkpunkt des oberen Querlenkers 6
- S1
- aufbauseitiger Anlenkpunkt des vorderen, unteren Querlenkers 4
- S2
- radseitiger Anlenkpunkt des vorderen, unteren Querlenkers 4
- U1
- aufbauseitiger Anlenkpunkt des Längslenkers 3
- U2
- radseitiger Anlenkpunkt des Längslenker 3
- U3
- aufbauseitiger Anlenkpunkt des hinteren, unteren Querlenkers 5
- U4
- radseitiger Anlenkpunkt des hinteren, unteren Querlenkers 5
- I1,
- Abstand O1O3 in Fahrzeuglängsrichtung
- I2
- Abstand O2O3 in Fahrzeugquerrichtung
- I3
- Abstand U1U2 in Fahrzeuglängsrichtung
- X1
- Abstand MU2 in Fahrzeuglängsrichtung
- X2
- Abstand MO2 in Fahrzeuglängsrichtung
- X3
- Abstand MU4 in Fahrzeuglängsrichtung
- Z1
- Abstand MU4 in Fahrzeughochrichtung
- Z2
- Abstand in Fahrzeughochrichtung
- Z3
- Abstand MU2 in Fahrzeughochrichtung
- α1
- Anstellwinkel des Längslenkers zur Radaufstandsebene in der xz-Ebene
- α2
- Anstellwinkel des Längslenkers zur Fahrzeuglängsrichtung in der xy-Ebene
- β1
- Anstellwinkel des oberen Querlenkers zur Radaufstandsebene in der xz-Ebene
- β2
- Anstellwinkel des oberen Querlenkers zur Fahrzeuglängsrichtung in der xy-Ebene
- β3
- Winkel zwischen den Verbindungslinien O1O3 und O2O3
