DE102006026821B4

DE102006026821B4 - Radaufhängung für ein Fahrzeugrad

Info

Publication number: DE102006026821B4
Application number: DE200610026821
Authority: DE
Inventors: Achim Glas
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-06-10
Also published as: DE102006026821A1

Abstract

Radaufhängung für ein Fahrzeugrad (1), insbesondere für ein lenkbares Vorderrad eines Kraftfahrzeugs, mit einem Radträger (3), der über einen vorderen Stablenker (7) und einen hinteren Stablenker (9), die einen aufgelösten unteren Lenkerverband ausbilden, an einem Zwischenträger (17) gelagert ist, der über Elastomerlager (21, 23) mit einem Achsträger (19) verbunden ist, der an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerlager (21, 23) dem Zwischenträger (17) zumindest einen Verlagerungsweg (y) in der Fahrzeuglängsrichtung (L) bereitstellen, dass bei einer entsprechend großen Bremskraft (F_B) auf das Fahrzeugrad (1) der hintere Stablenker (9) den Zwischenträger (17) über den Verlagerungsweg (y) nach hinten drückt, und dass mit seiner Verlagerung (y) nach hinten der Zwischenträger (17) den vorderen Stablenker (7) in Fahrzeugquerrichtung (x) nach innen zur Fahrzeugmitte zieht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Fahrzeugrad, insbesondere für ein lenkbares Vorderrad eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Üblicherweise ist das elastokinematische Verhalten von Vorderachsen so ausgelegt, dass beim Bremsen die Vorderräder in Nachspur lenken, um ein neutrales Fahrverhalten zu erreichen.
Aus der EP 1 277 603 A2 ist eine gattungsgemäße Radaufhängung für ein lenkbares Vorderrad eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der ein Radträger über einen aufgelösten unteren Lenkerverband (d. h. vorderen und hinteren Stablenker) an einem Zwischenträger gelagert ist, der über ein starres Kugelgelenklager und über ein in Fahrzeugquerrichtung wirkendes, komfortorientiertes Lager mit einem Achsträger verbunden ist. Bei kleineren Bremskräften arbeitet das hintere komfortorientierte Lager im weichen Kennlinienbereich, wodurch das Vorderrad durch eine Bewegung nach hinten mittels des Zwischenträgers in Nachspur gelenkt wird.
Beim Bremsen in einer Kurve lenkt jedoch bei größeren Bremskräften das kurvenäußere Rad in Richtung Vorspur. Das komfortorientierte hintere Lager des Zwischenträgers arbeitet dann im progressiven, harten Kennlinienbereich. In diesem Fall nimmt die Radbewegung nach hinten trotz steigender Bremskraft nicht weiter zu. Der Lenkwinkel des kurvenäußeren Rads vergrößert sich daher trotz der steigenden Bremskraft nicht weiter.
Vielmehr wird nun durch die in den beiden Lenkern ansteigenden Kräfte entgegen der Lenkbewegung in Richtung Nachspur eine Eigenlenkbewegung des Radträgers in Richtung Vorspur erzeugt, wodurch das Fahrverhalten beeinträchtigt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Radaufhängung für ein Fahrzeugrad bereitzustellen, bei der unabhängig von der Höhe der am Fahrzeugrad angreifenden Bremskraft ein neutrales Fahrverhalten gewährleistet ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 stellen die Gummilager dem Zwischenträger zumindest einen Verlagerungsweg in der Fahrzeuglängsrichtung bereit und bei einer entsprechend großen Bremskraft auf das Fahrzeugrad drückt der hintere Stablenker den Zwischenträger über den Verlagerungsweg nach hinten und mit seiner Verlagerung nach hinten zieht der Zwischenträger den vorderen Stablenker in Fahrzeugquerrichtung nach innen zur Fahrzeugmitte.
Durch geeignete Ausrichtung dieses Verlagerungswegs nach hinten und in Querrichtung kann ein vordefiniertes Eigenlenkverhalten der Radaufhängung erhalten werden, das das Fahrzeugrad unabhängig von der Höhe der Bremskraft in Richtung Nachspur lenkt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können die Gummilager (nachfolgend auch als Gummi-Metalllager oder Elastomerlager bezeichnet) des Zwischenträgers nach Art einer Führungskulisse ausgelegt sein, die einerseits den oben genannten Verlagerungsweg in der Fahrzeuglängsrichtung bereitstellt und darüber hinaus dem Zwischenträger einen zusätzlichen Verlagerungsweg in der Fahrzeugquerrichtung bereitstellt. Bei einer größeren Bremskraft wird dem sich nach hinten verlagernden Zwischenträger somit gleichzeitig eine Bewe gung in der Fahrzeugquerrichtung aufgezwungen. Die am Zwischenträger angebundenen Lenker können dabei gezielt so verlagert werden, dass das Fahrzeugrad in Nachspur lenkt.
Bevorzugt ist es, wenn der hintere Stablenker des aufgelösten Lenkerverbandes ein Führungslenker ist, der in der Fahrzeuglängsrichtung in etwa diagonal nach vorne außen ausgerichtet ist und beim Bremsen als Druckstab wirkt. Gleichzeitig kann ein vorderer Stablenker ein im wesentlichen in der Fahrzeugquerrichtung ausgerichteter Querlenker sein, der beim Bremsen als Zugstab wirkt. Der Querlenker dient dabei zur Aufnahme von auf das Fahrzeugrad angreifenden Seitenkräften, während der Führungslenker die auf das Fahrzeugrad angreifenden Längskräfte aufnimmt.
Beim Bremsen des Fahrzeugs kann der hintere Stablenker des unteren Lenkerverbands den Zwischenträger in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten drücken. Bei entsprechend ausgelegten Gummilagern des Zwischenträgers wird dieser gleichzeitig in Richtung der Fahrzeugmitte oder davon weg verlagert. Durch diese Querverlagerung des Zwischenträgers mitsamt der angebundenen Stablenker kann das Eigenlenkverhaltens des Fahrzeugrads eingestellt werden. So kann beispielhaft bei einer vor der Radmitte angeordneten Spurstange bei hoher Bremskraft der sich nach hinten verlagernde Zwischenträger den vorderen Stablenker zur Fahrzeugmitte ziehen, wodurch das Rad auf Nachspur gelenkt wird.
Die eine Führungskulisse bildenden Gummilager des Zwischenträgers können richtungsabhängig mit unterschiedlichen Härtegraden ausgelegt sein. So kann ein hinteres Gummilager des Zwischenträgers in der Fahrzeuglängsrichtung eine weiche Kennung und senkrecht dazu eine harte Kennung aufweisen. Ein vorderes Gummilager des Zwischenträgers kann in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne außen eine weiche Kennung und senkrecht dazu eine harte Kennung aufweisen. Bei ausreichend hoher Bremskraft ist daher der Zwischenträger mittels der Gummilager wie in einer Führungskulisse geführt, die die Zwischenträger-Bewegung bei Krafteinleitung in diesen vorgibt. Bevorzugt können die richtungsabhängig unterschiedlichen Härtegrade der Gummilager des Zwischenträgers so ausgelegt sein, dass bei ausreichend großer Bremskraft das hintere Ende des Zwischenträgers nach hinten gedrückt und gleichzeitig das vordere Ende des Zwischenträgers zur Fahrzeugmitte gezogen wird.
Bevorzugt ist es, wenn der hintere Stablenker des unteren Lenkerverbands über ein zusätzliches komfortorientiertes Gummilager am Zwischenträger abgestützt ist. Die Zwischenträgerlager können somit alleine auf die Fahrdynamik ohne Rücksicht auf den Fahrkomfort ausgelegt werden.
Gleichzeitig kann der vordere Lenkerstab des unteren Lenkerverbands über ein hartes Gummilager am Zwischenträger abgestützt sein.
Aus Komfortgründen ist es bevorzugt, wenn der Zwischenträger nicht unmittelbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, sondern über einen weiteren Achsträger mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Der Achsträger kann starr an der Fahrzeugkarosserie angebunden sein.
Die bei großer Bremskraft erfolgende kulissenartige Verlagerung des Zwischenträgers kann durch die Gummilager in fertigungstechnisch einfacher Weise gesteuert werden. Idealerweise sind die Gummilager richtungsabhängig so ausgelegt, dass sich ein Lenkwinkel des Fahrzeugrads in Richtung Nachspur weitgehend proportional zu der am Fahrzeugrad angreifenden Bremskraft erhöht.
Das erfindungsgemäß gestaltete Eigenlenkverhalten wird entscheidend durch den in der unteren Ebene angeordneten Lenkerverband der Radaufhängung beeinflusst. Die obere Ebene der Radaufhängung kann z. B. durch einen Dreieckslenker oder durch zwei Lenker realisiert werden, die jedoch bei der Erfindung außer Betrachten bleiben können.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figur beschrieben.
In der Figur ist in einer Ansicht von oben eine Radaufhängung eines linken vorderen Fahrzeugrads 1 gezeigt, das im nicht eingeschlagenen Zustand dargestellt ist. Am zugehörigen, in der Figur nur gestrichelt angedeuteten Radträger 3 ist in der Fahrtrichtung FR betrachtet vorne liegend eine Spurstange 5 und hinter dieser ein Querlenker 7 als Zugstrebe angelenkt. Sowohl die Spurstange 5 als auch der Querlenker 7 sind in der Fig. vor der Radmitte M mit dem Radträger 3 verbunden. Hinter der Radmitte M ist am Radträger 3 ein Führungslenker 9 als eine Druckstrebe angelenkt, die sich von dort gegen die Fahrtrichtung FR nach hinten innen diagonal erstreckt und bei einer am Fahrzeugrad 1 angreifenden Bremskraft F_B druckbeansprucht ist.
Die Spurstange 5 ist mit ihrem vom Radträger 3 abgewandten Ende starr mit einem Lenkgetriebe 11 verbunden. Demgegenüber sind sowohl der Querlenker 7 als auch der Führungslenker 9 mit ihren dem Radträger 3 abgewandten Enden über ein Querlenkerlager 13 und ein Führungslenkerlager 15 an einem Zwischenträger 17 angebunden. Das hintere Führungslenkerlager 15 ist dabei als ein komfortorientiertes, weiches Gummilager ausgelegt, das auf das Fahrzeugrad 1 entgegen der Fahrtrichtung FR wirkende Längskräfte, etwa beim Überfahren von Hindernissen, dämpfen kann. Das vordere Querlenkerlager 13 ist dagegen als ein hartes Gummilager ausgelegt.
Der Zwischenträger 17 erstreckt sich in der Fahrtrichtung FR im wesentlichen parallel zu einem Achslängsträger 19, der starr an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist. Gemäß der Fig. ist der Zwischenträger 17 über ein vorderes Gummilager 21 und ein hinteres Gummilager 23 mit dem Achslängsträger 19 verbunden.
Die Gummilager 21 und 23 des Zwischenträgers 17 sind richtungsabhängig mit jeweils unterschiedlichen Härtegraden ausgelegt, um bei ausreichend großer Bremskraft F_B eine kulissenartig geführte Verlagerung des Zwischenträgers 17 zu ermöglichen. So weisen die Gummilager 21, 23 in den gemäß der Fig. angegebenen Pfeilrichtungen jeweils eine weiche Kennung und senkrecht dazu eine harte Kennung auf. Dementsprechend ist das vordere Gummi-Metalllager 21 so ausgelegt, dass die Richtung der weichen Kennung vorne nach außen bzw. hinten nach innen zeigt. Das hintere Gummi-Metalllager 23 ist so ausgelegt, dass die Richtung der weichen Kennung vorne nach innen bzw. hinten nach außen zeigt. Auf diese Weise bilden die beiden Gummi-Metalllager 21, 23 des Zwischenträgers 17 eine Führungskulisse, die dem Zwischenträger 17 eine vorgegebene Verlagerungsbewegung aufzwingt, sobald eine ausreichend große Bremskraft F_B am Vorderrad 1 angreift.
Gemäß der Figur sind die Elastomerlager 13, 15 in Fahrzeugquerrichtung nur geringfügig von den Elastomerlagern 21, 23 beabstandet. Eine sich durch die Mittelpunkte der Elastomerlager 13, 15 erstreckende Verbindungslinie liegt somit möglichst nahe an der sich durch die Mittelpunkte der Elastomerlager 21, 23 erstreckende Verbindungslinie, um ein Kippen des Zwischenträgers 17 zu vermeiden.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Eigenlenkverhalten der Radaufhängung für den Fall beschrieben, dass am Vorderrad 1 des Fahrzeugs als kurvenäußeres Rad beim Bremsen in der Kurve eine besonders große Bremskraft F_B angreift. Aufgrund der Pfeilung zwischen dem Querlenker 7 und der Spurstange 5 lenkt das Rad bei Bewegung nach hinten in Richtung Nachspur solange das Führungslenkerlager 23 Weg zulässt, d. h. solange es in der weichen Kennung arbeitet. Bei Erreichen der Progression in diesem Lager drückt der Führungslenker 9 den Zwischenträger 17 über einen Verlagerungsweg y in der Fahrzeuglängsrichtung L entgegen der Fahrtrichtung FR nach hinten.
Mit dieser Verlagerung entgegen der Fahrtrichtung FR wird der Zwischenträger 17 an seinem vorderen Gummi-Metalllager 21 in der gezeigten Pfeilrichtung entgegen der Fahrtrichtung FR schräg nach innen gezogen, wodurch der Zwischenträger 17 gemäß der Fig. eine geringfügige Drehbewegung im Uhrzeigersinn ausführt. Das vordere Ende des Zwischenträgers 17 wird dadurch um einen weiteren Verlagerungsweg x in der Fahrzeugquerrichtung nach innen verlagert. Entsprechend zieht der Zwischenträger 17 auch das Querlenkerlager 13 zusammen mit dem Querlenker 7 nach innen, der den Radträger 3 zuverlässig in Richtung Nachspur lenkt.
Die Bremskraft F_B verhält sich dabei proportional zu der von dem Zwischenträger 17 vorgegebenen Stellbewegung. D. h., dass bei großer Bremskraft F_B der Verlagerungsweg x des vorderen Endes des Zwischenträgers nach innen und somit der Lenkwinkel des Rads 1 in Richtung Nachspur entsprechend groß ist.

Claims

Radaufhängung für ein Fahrzeugrad (1), insbesondere für ein lenkbares Vorderrad eines Kraftfahrzeugs, mit einem Radträger (3), der über einen vorderen Stablenker (7) und einen hinteren Stablenker (9), die einen aufgelösten unteren Lenkerverband ausbilden, an einem Zwischenträger (17) gelagert ist, der über Elastomerlager (21, 23) mit einem Achsträger (19) verbunden ist, der an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerlager (21, 23) dem Zwischenträger (17) zumindest einen Verlagerungsweg (y) in der Fahrzeuglängsrichtung (L) bereitstellen, dass bei einer entsprechend großen Bremskraft (F_B) auf das Fahrzeugrad (1) der hintere Stablenker (9) den Zwischenträger (17) über den Verlagerungsweg (y) nach hinten drückt, und dass mit seiner Verlagerung (y) nach hinten der Zwischenträger (17) den vorderen Stablenker (7) in Fahrzeugquerrichtung (x) nach innen zur Fahrzeugmitte zieht.
Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Stablenker (9) des Lenkerverbands ein Führungslenker ist, der in der Fahrzeuglängsrichtung (L) in etwa nach hinten zur Fahrzeugmitte ausgerichtet ist.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Stablenker (7) des Lenkerverbands ein im wesentlichen in der Fahrzeugquerrichtung ausgerichteter Querlenker ist.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den Elastomerlagern (21, 23) des Zwischenträgers (17) ein hinteres Elastomerlager (23) im wesentlichen in der Fahrzeuglängsrichtung (L) eine weiche Kennung und senkrecht dazu eine harte Kennung aufweist.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorderen Elastomerlager (21) des Zwischenträgers (17) die Richtung der weichen Kennung nach vorne außen zeigt und senkrecht dazu eine harte Kennung vorgesehen ist.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (3) über eine Spurstange (5) mit einem Lenkgetriebe (11) verbunden ist.
Radaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurstange (5) vor der Radmitte (M) angeordnet ist.
Radaufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurstange (5) zusammen mit dem vorderen Stablenker (7) die Lage des Momentanpols des Radträgers (3) bei Längsbewegung festlegt.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Stablenker (9) des Lenkerverbands über ein komfortorientiertes Elastomerlager (15) am Zwischenträger (17) abgestützt ist.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Stablenker (7) des Lenkerverbands über ein hartes Elastomerlager (13) am Zwischenträger (17) abgestützt ist.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerlager (21, 23) des Zwischenträgers (17) so ausgelegt sind, dass das Fahrzeugrad (1) unabhängig von der Höhe einer auf das Fahrzeugrad (1) wirkenden Bremskraft (F_B) auf Nachspur lenkt.
Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger (17) mit einem Achsträger (19) verbunden ist, der an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist.