DE102007063544B4 - Radaufhängung für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Radaufhängung für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, mit einem Radträger (10), einem oberen Querlenker (2), welcher am oberen freien Ende des Radträgers (10) gelagert ist und mit seinen beiden quer wegragenden Armen (2a, 2b) aufbauseitig in Lagern (11, 12) angelenkt ist, und einem unteren Querlenker (3), welcher unterhalb einer horizontalen Radmittenebene angeordnet ist, wobei der untere Querlenker (3) einerseits mit dem Radträger (10) in einem Lager (9) und andererseits aufbauseitig in zwei Lagern (13, 14) angelenkt ist und ein unteres Ende eines Dämpferbeines (4) abstützend aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Querlenker (2, 3) jeweils eine durch aufbauseitige Lager (11, 12 und 13, 14) gebildete zueinander höhenversetzte Drehachse (15, 16) aufweisen, wobei die Drehachse (15) des oberen Querlenkers (2) näher zum Rad (17) hin angeordnet ist, als die Drehachse (16) des unteren Querlenkers (3) und dass jeweils ein aufbauseitiges Lager (11 und 12) des oberen Querlenkers (2) zu jeder Seite einer senkrechten Radmittenquerebene (x-x) angeordnet ist und dass die beiden aufbauseitigen Lager (13, 14) des unteren Querlenkers (3) - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - vor der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) angeordnet sind und dass durch radträgerseitige Lager (8, 9) der Querlenker (2, 3) eine Radschwenkachse (19) gebildet wird, wobei das radträgerseitige Lager (9) des unteren Querlenkers (3) auf einer gleichen senkrechten, schräg verlaufenden Ebene (E) mit dem aufbauseitigen Lager (12) und einem radträgerseitigen Lager (8) des oberen Querlenkers (2) liegt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 90 07 780 U1 ist eine Doppelquerlenkerachse mit einem Feder/Dämpferbein bekannt, die am oberen freien Ende eines Radträgers in einem Lager einen Querlenker mit zwei quer wegragenden Armen lagernd aufnimmt, welche aufbauseitig angelenkt sind. Ein unterer Querlenker ist in einem Lager am Radträger gehalten und in zwei Lagern aufbauseitig angelenkt.
  • Weiterhin offenbart die gattungsbildende Schrift US 6 874 816 B2 eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Radaufhängung einen Radträger, einen oberen Querlenker und einen unteren Querlenker aufweist. Der obere Querlenker ist über ein radseitiges Lager an dem Radträger und über zwei aufbauseitige Lager an einem Rohbau gelagert. Der untere Querlenker ist ebenfalls über ein radseitiges Lager an dem Radträger und über zwei aufbauseitige Lager an einem Rohbau gelagert, wobei jeweils die aufbauseitigen Lager jeweils eine Drehachse bilden. Die Drehachse der aufbauseitigen Lager des oberen Querlenkers und die Drehachse der aufbauseitigen Lager des unteren Querlenkers sind höhenversetzt zueinander angeordnet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Radaufhängung für die Vorderräder eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, durch welche eine abgestimmte Lenkgeometrie- und Anordnung der Vorderradaufhängung und hieraus resultierenden Drehachsen, Schwenkachsen und Drehpole gebildet werden, um bei auf das Rad einwirkenden Kräften, ein optimales Fahrverhalten in allen möglichen Fahrzuständen zu erzielen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass durch die Anordnung der beiden Querlenker zueinander sowie über die Lenkungs-Spurstange und über das Dämpferbein und den entsprechenden Lagerkennungen eine perfektionierte Radaufhängung zur Verbesserung von Verhalten und Komfort erzielt wird. Dies wird insbesondere erreicht, indem die beiden Querlenker jeweils eine durch aufbauseitige Lager gebildete zueinander höhenversetzte Drehachse aufweisen, wobei die Drehachse des oberen Querlenkers näher zum Rad hin angeordnet ist, als die Drehachse des unteren Querlenkers und dass jeweils ein aufbauseitiges Lager des oberen Querlenkers zu jeder Seite einer senkrechten Radmittenquerebene angeordnet ist und dass die beiden aufbauseitigen Lager des unteren Querlenkers - in Bezug auf die Fahrtrichtung - vor der senkrechten Radmittenquerebene angeordnet sind und dass durch radträgerseitige Lager der Querlenker eine Radschwenkachse gebildet wird. Insbesondere ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Drehachse des oberen Querlenkers parallel zur senkrechten Radmittenlängsebene verläuft und dass die Drehachse des unteren Querlenkers unter einem spitzen Winkel zur Drehachse des oberen Querlenkers angeordnet ist und wobei das hintere aufbauseitige Lager des unteren Querlenkers vor der senkrechten Radmittenquerebene und näher zu dieser angeordnet ist als das vordere aufbauseitige Lager des oberen Querlenkers.
  • Damit eine optimale das Fahrverhalten günstig beeinflussende Radschwenkachse erzielt werden kann, ist unter anderem das radträgerseitige Lager des oberen Querlenkers - in Bezug auf die Fahrtrichtung - hinter der senkrechten Radmittenquerebene angeordnet und wobei das radträgerseitige Lager des unteren Querlenkers - in Bezug auf die Fahrtrichtung - vor der senkrechten Radmittenquerebene liegt. Insbesondere ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das radträgerseitige Lager des unteren Querlenkers auf einer gleichen senkrechten schräg verlaufenden Ebene mit den Lagern des oberen Querlenkers liegt. Durch die Lage bzw. Anordnung der Querlenker zueinander und der Lagerungen aufbau- sowie radträgerseitig wird eine Radschwenkachse für die Vorderräder festgelegt, die durch die radträgerseitigen Lager der beiden Querlenker gebildet wird und durch eine Radachse schräg nach außen zum Rad hin und - in Bezug auf die Fahrtrichtung - nach vorn verläuft und einen Durchstoßpunkt in der Radaufstandsebene in einen Flächenbereich der Radmittenlängsebene und - in Bezug auf die Fahrtrichtung - vor der senkrechten Radmittenquerebene aufweist.
  • Damit bei Kurvenfahrt und auftretenden Seitenkräften das äußere Rad unter Einwirkung von Lasten auf das Rad in Richtung Nachspur verstellbar ist, ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das hintere Lager des unteren Querlenkers eine härtere Lagerkennung aufweist als die Lagerung einer Lenkungs- Spurstange der Lenkzylindereinrichtung mit der weicheren Lagerkennung. Die Lenkungs-Spurstange ist - in Bezug auf die Fahrtrichtung - hinter der senkrechten Radmittenquerebene angeordnet und beabstandet hierzu ist ein Stabilisator vorgesehen, der über ein Gehänge am Dämpferbein gelagert ist.
  • Die Beeinflussung der Radstellung bei Bremskräften, Seitenkräften und bei Antriebskräften kann durch die Anordnung der Radaufhängung bzw. der Anordnung der Lagerungen gesteuert werden, indem das eine freie Ende der Lenkungs-Spurstange am Radträger in einem Lager gehalten ist und durch dieses Lager und durch die Verbindung mit der Lenkeinrichtung ein erster gedachter Strahl verläuft, der mit einem zweiten gedachten Strahl durch das radträgerseitige Lager und durch das hintere aufbauseitige Lager des unteren Querlenkers in der Draufsicht einen momentanen Drehpol innerhalb der senkrechten Radmittenlängsebene ergibt und das Rad somit unter Einfluss von Bremskräften in Nachspur und unter Einfluss von Antriebskräften in Richtung Vorspur verstellbar ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • 1 eine Draufsicht auf eine Radaufhängung mit zwei übereinander angeordneten Querlenkern, einer Lenkeinrichtung mit Lenkungs-Spurstange und einem Dämpferbein.
    • 1a einen schaubildlich dargestellten unteren Querlenker der Radaufhängung,
    • 2 eine Seitenansicht der Radaufhängung nach 1,
    • 3 eine Rückansicht der Radaufhängung nach 1,
    • 4 die Radaufhängung gemäß 1 in schematischer Darstellung,
    • 5 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung der Radaufhängung nach 1 mit gebildetem Drehpol zwischen Lenkungs-Spurstange und unterem Querlenker mit Wirkung auf das Rad bei Bremskräften und Antriebskräften,
    • 6 eine Draufsicht auf eine schematisierte Darstellung der Radaufhängung nach 1 mit gebildetem Drehpol zwischen Lenkungs-Spurstange und Querlenker und Darstellung von unterschiedlichen Lagerkennungen und der Wirkung auf das Rad bei Seitenkraft auf ein kurvenäußeres Rad und
    • 7 eine schaubildliche Darstellung des Radträgers mit oberen und unteren Querlenker sowie angelenkter Lenkungs-Spurstange der Lenkeinrichtung und dem abgestützten Dämpferbein.
  • Die Vorderradaufhängung 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst im Wesentlichen einen oberen Querlenker 2, einen unteren Querlenker 3, ein Dämpferbein 4, eine Spurstange 5 einer Lenkeinrichtung 6 sowie einen Stabilisator 7. Die Querlenker 2 und 3 sind jeweils über ein Lager 8, 9 an einem Radträger 10 und über jeweils zwei Lager 11, 12 und 13, 14 am Fahrzeugaufbau bzw. hilfsweise an einem Hilfsrahmen des Fahrzeugaufbaus angelenkt gehalten.
  • Der obere Querlenker weist eine Lage oberhalb einer horizontalen Radmittenquerebene y-y auf und bildet mit seinen aufbauseitigen Lagern 11, 12 an zwei quer wegragenden Lenkerarmen 2a und 2b eine Drehachse 15, welche parallel liegend zur senkrechten Radmittenlängsebene z-z angeordnet ist. Ein aufbauseitiges Lager 11 des oberen Querlenkers 2 liegt - in Bezug auf die Fahrtrichtung F - vor der senkrechten Radmittenquerebene x-x und das weitere Lager 12 liegt - in Bezug auf die Fahrtrichtung F - hinter der senkrechten Radmittenquerebene x-x.
  • Der untere Querlenker 3 ist unterhalb einer horizontalen Radmittenquerebene y-y angeordnet und weist eine durch die aufbauseitigen Lager 13, 14 verlaufende Drehachse 16 auf. Die beiden Lager 13, 14 sind - in Bezug auf die Fahrtrichtung F - vor der senkrechten Radmittenquerebene x-x angeordnet. Die Drehachse 16 ist unter einem spitzen Winkel α zur Drehachse 15 des oberen Querlenkers 2 angeordnet.
  • Der untere Querlenker 3 umfasst einen Querlenkerarm 3a an dem sich ein Längslenkerarm 3b anschließt, der das vordere aufbauseitige Lager 13 aufweist, welches vor der äußeren Radflächenkontur 18 (1) des Vorderrades 17 angeordnet ist. Das hintere Lager 14 sowie das radträgerseitige Lager 9 sind - in Bezug auf die Fahrtrichtung F - vor der senkrechten Radmittenquerebene x-x angeordnet, wobei die Lager 14 und 9 einen gleichen seitlichen Abstand zur senkrechten Radmittenquerebene x-x aufweisen. Dieser Abstand der Lager 14 und 9 ist kleiner als der seitliche Abstand des aufbauseitigen Lagers 11 des oberen Querlenkers zur senkrechten Radmittenquerebene x-x.
  • Das radträgerseitige Lager 8 des oberen Querlenkers 2 ist zu dem radträgerseitigen Lager 9 des unteren Querlenkers derart ausgerichtet, dass sich eine vorbestimmte Lage einer Radschwenkachse 19 ergibt, die durch die Radachse 20 verläuft und einen Durchstoßpunkt Pd in der Radaufstandsebene 21 in einem Flächenbereich 32 - in Seitenansicht gesehen - vor der senkrechten Radmittenquerebene x-x und - in Rückansicht gesehen - in einem Flächenbereich zu beiden Seiten der senkrechten Radmittenlängsebene z-z aufweisen kann.
  • Wie in 5 näher dargestellt, bildet sich innerhalb der senkrechten Radmittenlängsebene z-z der Räder ein Drehpol P um den sich das Rad 17 unter Einfluss von Bremskräften B in Richtung Nachspur und unter Einfluss von Antriebskräften A in Richtung Vorspur verstellbar ist. Der Drehpol P wird durch einen ersten durch die Lager 9 und 14 des unteren Querlenkers 3 verlaufenden Strahl S gebildet, der sich mit einem zweiten Strahl S1 kreuzt, welcher durch das radträgerseitige Lager 25 der Lenkungs-Spurstange 22 und durch den Lagerpunkt 26 an der Lenkeinrichtung 6 verläuft. Im Kreuzungspunkt der beiden Strahlen S und S1 bildet sich der Drehpol P für das Rad. In 5 ist der Ausgangszustand des Rades mit Z gekennzeichnet und mit der Linie BN die Nachspurverstellung des Rades bei Bremskräften B und mit der Linie AV ist die Vorspurverstellung bei Antriebskräften A dargestellt.
  • Wie in 6 näher gezeigt, weist das hintere Lager 14 des unteren Querlenkers 3 eine härtere Lagerkennung L1 auf als die Lagerkennung der Lagerung der Lenkungs-Spurstange 22 bzw. der Lenkeinrichtung 6 mit der Lagerkennung L2. Hierdurch ist eine Verstellung des kurvenäußeren Rades bei Seitenkräften S in Richtung Nachspur möglich. In 6 ist der Ausgangszustand des Rades mit Z gekennzeichnet. Die Verstellung des Rades ist mit Vs gekennzeichnet.
  • Am unteren Querlenker 3 ist im Querlenkerarm 3a das Dämpferbein 4 über eine Gabel 27 abgestützt. An der Gabel 27 ist ein Gehänge 28 gelagert, welches den Stabilisator 7 aufnimmt. Das freie Ende 23 der Lenkungs-Spurstange 22 ist an einem Armteil 29 des Radträgers 10 gehalten.

Claims (10)

  1. Radaufhängung für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, mit einem Radträger (10), einem oberen Querlenker (2), welcher am oberen freien Ende des Radträgers (10) gelagert ist und mit seinen beiden quer wegragenden Armen (2a, 2b) aufbauseitig in Lagern (11, 12) angelenkt ist, und einem unteren Querlenker (3), welcher unterhalb einer horizontalen Radmittenebene angeordnet ist, wobei der untere Querlenker (3) einerseits mit dem Radträger (10) in einem Lager (9) und andererseits aufbauseitig in zwei Lagern (13, 14) angelenkt ist und ein unteres Ende eines Dämpferbeines (4) abstützend aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Querlenker (2, 3) jeweils eine durch aufbauseitige Lager (11, 12 und 13, 14) gebildete zueinander höhenversetzte Drehachse (15, 16) aufweisen, wobei die Drehachse (15) des oberen Querlenkers (2) näher zum Rad (17) hin angeordnet ist, als die Drehachse (16) des unteren Querlenkers (3) und dass jeweils ein aufbauseitiges Lager (11 und 12) des oberen Querlenkers (2) zu jeder Seite einer senkrechten Radmittenquerebene (x-x) angeordnet ist und dass die beiden aufbauseitigen Lager (13, 14) des unteren Querlenkers (3) - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - vor der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) angeordnet sind und dass durch radträgerseitige Lager (8, 9) der Querlenker (2, 3) eine Radschwenkachse (19) gebildet wird, wobei das radträgerseitige Lager (9) des unteren Querlenkers (3) auf einer gleichen senkrechten, schräg verlaufenden Ebene (E) mit dem aufbauseitigen Lager (12) und einem radträgerseitigen Lager (8) des oberen Querlenkers (2) liegt.
  2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (15) des oberen Querlenkers (2) parallel zur senkrechten Radmittenlängsebene (z-z) verläuft und dass die Drehachse (16) des unteren Querlenkers (3) unter einem spitzen Winkel (α) zur Drehachse (15) des oberen Querlenkers (2) angeordnet ist.
  3. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere aufbauseitige Lager (14) des unteren Querlenkers (3) - in Bezug auf die Fahrtrichtung - vor der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) und näher zu dieser angeordnet ist, als das vordere aufbauseitige Lager (11) des oberen Querlenkers (2).
  4. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das radträgerseitige Lager (8) des oberen Querlenkers (2) - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - hinter der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) und dass das radträgerseitige Lager (9) des unteren Querlenkers (3) - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - vor der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) angeordnet ist.
  5. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radträgerseitige Lager (8) des oberen Querlenkers (2) - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - hinter der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) einen größeren Abstand zu dieser Ebene (x-x) aufweist als das - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - vor der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) angeordnete radträgerseitige Lager (9) des unteren Querlenkers (3).
  6. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radschwenkachse (19) des Vorderrades (17) durch die radträgerseitigen Lager (8, 9) der beiden Querlenker (2, 3) gebildet wird und durch eine Radachse (20) schräg nach außen zum Rad (17) hin und - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - nach vorn verläuft und einen Durchstoßpunkt (Pd) in der Radaufstandsebene (21) in einem Flächenbereich (32) der Radmittenlängsebene (z-z) und - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - vor der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) aufweist.
  7. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Lager (14) des unteren Querlenkers (3) eine härtere Lagerkennung (L1) aufweist als die weichere Lagerung einer Lenkungs-Spurstange (22) einer Lenkeinrichtung (6) mit der Lagerkennung (L2).
  8. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Kurvenfahrt unter Einwirkung von Seitenkräften (S) bzw. Lasten auf das kurvenäußere Rad (17) die Lagerungen mit den unterschiedlichen Kennungen (L und L1) derart elastokinematisch steuerbar sind, dass das Rad (17) in Richtung Nachspur verstellbar ist.
  9. Radaufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkungs-Spurstange (22) - in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) - hinter der senkrechten Radmittenquerebene (x-x) angeordnet ist und beabstandet hierzu ein Stabilisator (7) liegt, der über ein Gehänge (28) am Dämpferbein (4) gelagert ist.
  10. Radaufhängung nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (23) der Lenkungs-Spurstange (22) am Radträger (10) in einem Lager (25) gehalten ist und durch dieses Lager und durch die Verbindung mit der Lenkeinrichtung (6) ein Strahl (S1) verläuft, der mit einem Strahl (S) durch das radträgerseitige Lager (9) und durch das hintere aufbauseitige Lager (14) des unteren Querlenkers (3) in der Draufsicht einen momentanen Drehpol (P) innerhalb der senkrechten Radmittenlängsebene (z-z) ergibt und das Rad (17) unter Einfluss von Bremskräften (B) elastokinematisch in Nachspur und unter Einfluss von Antriebskräften (A) elastokinematisch in Richtung Vorspur verstellbar ist.
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