DE102011117453A1

DE102011117453A1 - Verbundlenkerachse und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011117453A1
Application number: DE102011117453A
Authority: DE
Inventors: Werner Brinker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-05-02

Abstract

Eine Ausführungsform der Erfindung stellt eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bereit mit zwei Längslenkern, welche über eine Anbindung zu einer Fahrzeugkarosserie und über eine Anbindung zu einer Wattgestängeeinrichtung verfügen; mit einem torsionsweichen Querprofil, welches die zwei Längslenker miteinander verbindet, wobei jeweils ein Abschnitt des jeweiligen Längslenkers zwischen dem Querprofil und der Anbindung an die Fahrzeugkarosserie biegeweich ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, insbesondere ein Verbundlenker eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug.
Die in der DE 38 28 828 A1 beschriebene Kraftfahrzeug-Hinterachse weist Längslenker auf, deren Querschnittsprofil derart gewählt ist, dass diese torsionssteif und um ihre Hochachse biegeweich sind. Des Weiteren sind dort Stützlenker vorgesehen, die jeweils mit ihrem einen Ende in einem Abstand zu den Längslenkern über eine Gelenkverbindung an einer Querstrebe und mit ihrem anderen Ende ebenfalls über eine Gelenkverbindung an sich zur Fahrzeugmitte hin erstreckenden starren Tragzapfen der Längslenker angelenkt sind. Mit der in der DE 38 28 8282 A1 beschriebenen Kraftfahrzeug-Hinterachsen werden zusätzliche Stützlenker vorgesehen, um bei einer schnellen Kurvenfahrt ein zu starkes Übersteuern der Hinterachse zu verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugverbundlenkerachse bereitzustellen, welche das Fahrverhalten eines Fahrzeugs bei schnellen Kurvenfahrten verbessert.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbundlenkerachse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen oder aus technisch sinnvollen Kombinationen derselben.
Eine erste Ausführungsform betrifft eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Längslenkern, welche über eine Anbindung zu einer Fahrzeugkarosserie und über eine Anbindung zu einer Wattgestängeeinrichtung verfügen; mit einem torsionsweichen Querprofil, welches die zwei Längslenker miteinander verbindet, wobei jeweils ein Abschnitt des jeweiligen Längslenkers zwischen dem Querprofil und der Anbindung an die Fahrzeugkarosserie biegeweich ausgebildet ist.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches eine Verbundlenkerachse mit Wattgestänge für wenigstens eine erfindungsgemäße Fahrzeugachse, insbesondere eine Hinterachse, aufweist.
Bei der ersten Ausführungsform des vorletzten Absatzes ist nicht notwendigerweise der gesamte Längslenker entweder biegeweich oder biegefest ausgebildet. Vielmehr reicht es aus, nur einen bestimmten Teil oder nur einen bestimmten Abschnitt des Längslenkers zwischen dem Querprofil und der Anbindung an die Fahrzeugkarosserie biegeweich auszubilden. Damit kann ein Untersteuern des Fahrzeugs, z. B. bei einer schnellen Kurvenfahrt, erreicht werden und können sich sich Seitenkräfte auf ein Rad, die bei einer schnellen Kurvenfahrt auftreten, über die hinteren Längslenker und das Querprofil abstützen.
In einer Ausführungsform ist der jeweilige Längslenker mit einer Aufbaubuchse gekoppelt zum schwenkbeweglichen Anbinden der Verbundlenkerachse an die Fahrzeugkarosserie, wobei die Aufbaubuchse eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich zwischen 450 N/mm und 550 N/mm aufweist und eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung in einem Bereich zwischen 400 N/mm und 2000 N/mm aufweist. Die Aufbaubuchsen können so in Fahrzeugquerrichtung einerseits ausreichend weich gestaltet werden, andererseits aber auch eine ausreichende Dauerhaltbarkeit der Buchsen sichergestellt werden und somit Kosten für die Buchsen reduziert werden.
In einer Ausführungsform ist der jeweilige Längslenker mit einer Aufbaubuchse gekoppelt zum schwenkbeweglichen Anbinden der Verbundlenkerachse an die Fahrzeugkarosserie, wobei die Aufbaubuchse eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich zwischen 550 N/mm und 700 N/mm aufweist. In diesem Fall kann aufgrund der zusätzlichen Querelastizität, der sich aus dem biegeweichen Anteil des Längslenkers ergibt, ein Tuningrange zum gezielten Einstellen eines Über- oder Untersteuerverhaltens des Fahrzeuges unverändert bleiben.
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Abschnitt zwischen dem Querprofil und einem Radträger des Längslenkers biegefest ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist der biegeweiche Abschnitt als integrales Teil oder aber als ein separates Teil des Längslenkers ausgebildet. Im letztgenannten Fall kann der biegeweiche Abschnitt als separates Teil an dem Längslenker befestigt sein, beispielsweise durch Verschrauben, Schweißen und/oder Löten.
In einer Ausführungsform sind der biegeweiche Abschnitt und der übrige Längslenker aus einem unterschiedlichen Material oder einer unterschiedlichen Materialkombination hergestellt.
In einer Ausführungsform ist der biegeweiche Abschnitt aus einem Metallblech, insbesondere Stahlblech, aus einem Metallrohr und/oder aus wenigstens einem Faserverbundwerkstoff (wie etwa CFK oder GFK) hergestellt. Zusätzlich oder alternativ kann der biegeweiche Abschnitt auch als Gussteil hergestellt sein.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 eine Perspektivansicht einer bekannten Verbundlenkerachse mit zwei Längslenkern und einem Querprofil, wobei die Verbundlenkerachse mit einem Wattgestänge verbunden ist;
2 eine weitere Perspektivansicht der bekannten Verbundlenkerachse und ihrer Längslenker gemäß 1;
3 eine Draufsicht auf eine Verbundlenkerachse mit biegeweichen Längslenkern gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
4 eine Draufsicht auf die Verbundlenkerachse gemäß 3, wobei eine Seitenkraft auf mit der Verbundlenkerachse verbundene Räder wirkt.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts Anderes ausführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In den 1 und 2 ist eine Perspektivansicht einer bekannten Verbundlenkerachse 1 gezeigt. Die Verbundlenkerachse 1 weist zwei Längslenker 2 auf, die über ein torsionsweiches Querprofil 3 miteinander verbunden sind. Ein Radträger 4 ist jeweils ein integraler Bestandteil des zugeordneten Längslenkers 2.
Des Weiteren ist die Verbundlenkerachse 1 mit einer Wattgestängeeinrichtung 5 verbunden. Die Wattgestängeeinrichtung 5 weist zwei Wattlenker 6 auf, die über jeweils ein Gelenk 7 an dem zugeordneten Längslenker 2 angelenkt sind. Des Weiteren sind die Wattlenker 6 mit einem Zentrallenker 8 über Gelenke gelenkig verbunden. Der Zentrallenker 8 ist wiederum drehbar an einem Querträger 9 gelagert, welcher an eine Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) anbindbar ist. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Querträger 9 beispielsweise zwei Befestigungspunkte 10 auf, zur Befestigung an der Fahrzeugkarosserie. In 2 ist der Querträger dagegen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Wie in dem Ausführungsbeispiel in 1 und 2 gezeigt ist, sind die Gelenke 7, der Wattlenker 6 und der Zentrallenker 8 der Wattgestängeeinrichtung 5 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene des Fahrzeugs angeordnet. Diese Anordnung bezeichnet man als netzparallel.
Zur schwenkbaren Befestigung an der Fahrzeugkarosserie weist der jeweilige Längslenker 2 der Verbundlenkerachse 1 eine Lagereinrichtung 11 auf, insbesondere eine gummielastische Lagereinrichtung 11. Die Lagereinrichtung 11 weist in dem Ausführungsbeispiel in 1 und 2 eine Aufnahme 14 für die Aufbaubuchse oder sog. A-Buchse 12 auf, mit welcher die Verbundlenkerachse 1 an der Fahrzeugkarosserie befestigbar, insbesondere schwenkbeweglich befestigbar ist.
Im Ausgangspunkt reagiert eine Verbundlenkerachse auf eine Seitenkraft, wie sie zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt auftritt, normalerweise übersteuernd. Dieses Verhalten ist nicht erwünscht, da dieses den normalen Fahrer überfordern kann und das Fahrzeug zur Instabilität neigt.
Die Wattgestängeeinrichtung führt nun dazu, dass der größte Teil der Seitenkraft über die Wattlenker und den Zentrallenker in den Querträger und damit in die Fahrzeugstruktur geleitet wird. Je nach Fallgestaltung wird die Übersteuerneigung verringert oder die Verbundlenkerachse wirkt sogar untersteuernd.
Eine Verringerung der Übersteuerneigung ergibt sich auch durch die Verwendung von in Fahrzeuglängsrichtung harten A- oder Aufbaubuchsen mit einer Buchsensteifigkeit z. B. zwischen 1250 N/mm und 2500 N/mm in Fahrzeuglängsrichtung. Dadurch wird die Verbundlenkerachse jedoch eher unkomfortabel, da sie in Fahrzeuglängsrichtung beim Überfahren eines Hindernisses nicht mehr nach hinten ausweichen kann.
Da mit einer Wattgestängeeinrichtung das Übersteuerproblem auf andere Art gelöst wird, sind diese harten A- oder Aufbaubuchsen nicht unbedingt notwendig, so dass in Fahrzeuglängsrichtung weichere A- oder Aufbaubuchsen verbaut werden können, welche eine Buchsensteifigkeit z. B. zwischen 400 N/mm und 700 N/mm in Fahrzeuglängsrichtung aufweisen. Die Verbundlenkerachse wird dadurch komfortabler.
Wie zuvor beschrieben erzeugen Verbundlenkerachsen mit Wattgestängeeinrichtung bei Kurvenfahrt eine Untersteuertendenz für das Fahrzeug. Bei einer Beanspruchung der Achse mit Seitenkräften stützen sich diese Kräfte entsprechend der Hebelverhältnisse im Wattgestänge und an den A- oder Aufbaubuchsen ab. Entsprechend der Hebelverhältnisse und der auftretenden Abstützkräfte können die Elastizitäten der beiden Kraftpfade der Verbundlenkerachse so abgestimmt werden, dass die resultierende seitliche Verschiebung der vorderen A- oder Aufbaubuchsen größer ist, als die des Wattgestänges. In diesem Fall bewegen sich die Räder in eine Richtung, die eine stabilisierende Untersteuertendenz für das Fahrzeug bewirkt.
Diese Tendenz lässt sich bei konventionellen Wattgestängeachsen im Wesentlichen durch zwei Maßnahmen beeinflussen. Einerseits wird versucht, die Wattgestängeeinrichtung so weit entfernt wie möglich hinter der Radmitte zu positionieren, was aus Bauraumgründen oft schwierig ist. Andererseits wird versucht, die vordere A- oder Aufbaubuchse möglichst seitenweich zu gestalten, was wiederum die Dauerhaltbarkeit beeinträchtigt.
In den 3 und 4 ist nun eine Draufsicht auf eine Verbundlenkerachse 1 mit einem Querprofil 3 und partiell biegeweichen Längslenkern 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dabei wird eine Verbundlenkerachse 1 mit um eine Fahrzeughochachse biegeweich gestalteten Längslenkern 2 bereitgestellt. Die Längslenker 2 sind hierbei in einem Bereich 13 und nur in einem Bereich 13 zwischen der Anbindung der Verbundlenkerachse 1 an die Fahrzeugkarosserie und dem Querprofil 3 biegeweich ausgeführt. Die Anbindung der Verbundlenkerachse 1 an die Fahrzeugkarosserie erfolgt dabei, indem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, über sog. A- oder Aufbaubuchsen 12.
Des Weiteren ist die Verbundlenkerachse 1 mit einer Wattgestängeeinrichtung 5 verbunden.
In 3 ist die Verbundlenkerachse 1 in einer Position dargestellt, in welcher keine Seitenkräfte wirken und in 4 in einer Position, in welcher Seitenkräfte F_S an der Verbundlenkerachse 1 angreifen.
Die Verbundlenkerachse 1 weist, wie zuvor beschrieben, zwei Längslenker 2 auf, die jeweils einen Radträger 4 aufweisen. Die Längslenker 2 der Verbundlenkerachse 1 sind über ein torsionsweiches Querprofil 3 miteinander verbunden. Dabei weisen die Längslenker 2 der Verbundlenkerachse 1 jeweils eine Lagereinrichtung 11 auf, insbesondere eine gummielastische Lagereinrichtung 11, z. B. ein Gummi-Metall Lager, zur schwenkbeweglichen Lagerung der Verbundlenkerachse 1 an der Fahrzeugkarosserie. Die Lagereinrichtung 11 kann dabei eine Aufnahme 14 aufweisen, in welcher die A- oder Aufbaubuchse 12 aufnehmbar ist. Eine solche A- oder Aufbaubuchse ist beispielsweise als eine Gummi-Metall-Buchse ausgebildet. Eine solche Gummi-Metall-Buchse weist z. B. eine Außenhülse, beispielsweise aus Metall und/oder Kunststoff, sowie eine Innenhülse, welche z. B. ebenfalls aus Metall ist, auf. Zwischen der Außenhülse und der Innenhülse kann eine zusätzliche Zwischenschicht, z. B. eine Gummischicht, angeordnet sein. Die Erfindung ist auf diese spezielle A- oder Aufbaubuchse 12 jedoch nicht beschränkt, es kann auch jede andere A- oder Aufbaubuchse eingesetzt werden, z. B. eine Hydrobuchse usw., zur schwenkbeweglichen Anbindung der Verbundlenkerachse an die Karosserie.
Zur Erhöhung des Fahrkomforts in Fahrzeuglängsrichtung und zur Spurkorrektur in Fahrzeugquerrichtung können die A- oder Aufbaubuchse 12 derart gewählt werden, dass sie eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich zwischen 450 N/mm und 550 N/mm und eine Buchsesteifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung zwischen 400 N/mm bis 600 N/mm oder 400 N/mm und 2000 N/mm aufweisen. Die A- oder Aufbaubuchsen 12 können somit in Fahrzeugquerrichtung einerseits ausreichend weich gestaltet werden, andererseits aber auch eine ausreichende Dauerhaltbarkeit der Buchsen sichergestellt werden und somit Kosten für die Buchsen reduziert werden.
Die Verwendung solcher Aufbaubuchsen 12 ist möglich, da die Längslenker 2 der Verbundlenkerachse 1 in dem Bereich 13 und nur in dem Bereich 13 zwischen der Anbindung durch die A- oder Aufbaubuchsen 12 an die Fahrzeugkarosserie und dem Querprofil 3 biegeweich ausgeführt sind. Dadurch muss die Buchsenseifigkeit der Aufbaubuchsen 12 in Fahrzeugquerrichtung nicht bis an die Grenze des Machbaren weich gestaltet werden, was die Dauerhaltbarkeit reduzieren und die Kosten für die Aufbaubuchse erhöhen würde.
Mittels des partiell biegeweichen Längslenkers 2 kann ein Übersteuern reduziert werden, während auftretende Seitenkräfte, wie in 4 mit einem Pfeil angedeutet, ausreichend über die Aufbaubuchsen 12 und die Wattgestängeeinrichtung 5 aufgenommen werden können. Der sog. Tuningrange oder der Bereich, in welchem bei der Verbundlenkerachse 1 ein Übersteuern oder Untersteuern gezielt eingestellt werden kann, vergrößert sich bei der Verwendung dieser Aufbaubuchsen entsprechend der zusätzlich sich aus dem biegeweichen Anteil des Längslenkers 2 ergebenden Querelastizität.
Des Weiteren können auch A- oder Aufbaubuchse 12 eingesetzt werden, die eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich zwischen 550 N/mm und 700 N/mm oder 650 N/mm und 700 N/mm aufweisen. In diesem Fall kann aufgrund der zusätzlichen Querelastizität, der sich aus dem biegeweichen Anteil des Längslenkers 2 ergibt, der Tuningrange zum gezielten Einstellen eines Über- oder Untersteuerverhaltens des Fahrzeuges unverändert bleiben. Das bedeutet, dass die Verbundlenkerachse 1 zur Erzeugung eines Über- oder Untersteuerverhaltens des Fahrzeugs durch eine geeignete Auswahl der Quersteifigkeiten der A-Buchsen oder Aufbaubuchsen, sowie der Querelastizität der Längslenker so angepasst werden kann, dass beispielsweise eine Vorspurreaktion der Achse auf Querkräfte am Rad im Bereich zwischen ±0,1 Grad pro kN eingestellt werden kann.
Neben der beschriebenen Lagereinrichtung 11 kann auch jede andere geeignete Lagereinrichtung vorgesehen werden. Mittels der Buchsen 12, d. h. A- oder Aufbaubuchsen, werden die Längslenker 2 und damit die Verbundlenkerachse 1 an einer Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) befestigt, insbesondere schwenkbeweglich befestigt.
Wie in dem Ausführungsbeispiel in 3 und 4 gezeigt ist, ist an den Längslenkern 2 eine Wattgestängeeinrichtung 5 vorgesehen. Die Wattgestängeeinrichtung 5 weist zwei Wattlenker 6 auf, die über jeweils ein Gelenk 7 an dem zugeordneten Längslenker 2 angelenkt sind. Die Wattlenker 6 sind mit einem Zentrallenker 8 über Gelenke gelenkig verbunden. Der Zentrallenker 8 ist wiederum drehbar an einem Querträger (nicht dargestellt) gelagert, welcher an die Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) eines Fahrzeugs 16 anbindbar ist. Die Gelenke 7 der Wattlenker 6 und der Zentrallenker 8 der Wattgestängeeinrichtung 5 sind in dem Ausführungsbeispiel in 3 und 4, in einer gemeinsamen vertikalen Ebene des Fahrzeugs angeordnet. Diese Anordnung bezeichnet man als netzparallel.
Stattdessen kann der Zentrallenker 8 aber beispielsweise auch zu der vertikalen Ebene des Fahrzeugs, in welcher die Gelenke 7 der Wattlenker 6 angeordnet sind, in Längsrichtung des Fahrzeugs versetzt vorgesehen sein (nicht dargestellt). Diese Anordnung bezeichnet man als gepfeilt. Der Zentrallenker 8 kann dabei zu der vertikalen Fahrzeugebene, in welcher die Gelenke 7 der Wattlenker 6 angeordnet sind, in Längsrichtung in Richtung der Fahrzeugfront oder in Richtung des Fahrzeughecks versetzt angeordnet sein.
Die Längslenker 2 der Verbundlenkerachse 1 werden, wie zuvor beschrieben, in dem Bereich 13 und nur in dem Bereich 13 zwischen der Anbindung durch die A- oder Aufbaubuchsen 12 an die Fahrzeugkarosserie und dem Querprofil 3 biegeweich ausgeführt.
Die Längslenker 2 sind in dem Abschnitt 13, zwischen der Anbindung an die Fahrzeugkarosserie durch die A-Buchsen 12 mittels der Aufnahme 14 und dem Querprofil 3, wie in dem Ausführungsbeispiel in 4 angedeutet ist, in Querrichtung Q des Fahrzeugs 16 oder in Richtung der Seitenkraft F_S auf die Räder 15 biegeweich ausgeführt.
Der biegeweiche Abschnitt 13 kann z. B. integral mit der Lagereinrichtung 11 oder der Aufnahme 14 für die A- oder Aufbaubuchse 12 ausgebildet sein.
Bei einer Beanspruchung der Verbundlenkerachsachse 1 mit Seitenkräften F_S, wie in dem Ausführungsbeispiel in 4 gezeigt ist, werden in dem Bereich der Längslenker 2 zusätzliche Verformungen erzeugt, die für das Fahrzeug 16 eine vorteilhafte Untersteuertendenz ergeben.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird, wie zuvor beschrieben, nur jeweils der Teil oder Abschnitt 13 der Längslenker 2 biegeweich gestaltet, welcher sich zwischen dem Querprofil 3 und der Anbindung an das Fahrzeug, hier der Lagereinrichtung 11 und deren Aufnahme 14 am Aufbau, befindet. Wie in dem Ausführungsbeispiel in 3 und 4 angedeutet ist, ist der Abschnitt 13 des Längslenkers 2 zwischen dem Querprofil 3 und der Lagereinrichtung 11 und deren in der Aufnahme 14 aufgenommenen A-Buchse 12 biegeweich gestaltet.
Dagegen ist der übrige Teil des Längslenkers, beispielsweise der Bereich oder Abschnitt 17 zwischen dem Querprofil 3 und dem Radträger 4, biegefest ausgebildet.
Bei einer schnellen Kurvenfahrt wird das kurveninnere Rad 15 stark entlastet. Wären in dieser Situation die Längslenker 2 im Bereich zwischen dem Querprofil 2 und dem Radträger 4 biegeweich, so ergäbe sich eine sehr starke Übersteuerreaktion der Verbundlenkerachse 1. Wird aber nur der Teil oder Abschnitt 13 der Längslenker 2 zwischen Achslagerung und Querprofil 3 biegeweich gestaltet, so kann ein Untersteuern erreicht werden und sich die Seitenkräfte F_S über die hinteren Längslenker 2 und das Querprofil 3 abstützen, wie in 4 angedeutet ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Längslenker 2 als Gussteil, aus einem Stahlblech und/oder aus wenigstens einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet sein. Der biegeweiche Abschnitt 13 des jeweiligen Längslenkers 2 kann mit dem übrigen Längslenker 2 oder dem Teil des Längslenkers 2, der mit dem Querprofil 3 verbunden ist, integral ausgebildet sein, z. B. als Gussteil, Faserverbundwerkstoffteil, einem Stahlrohr oder Stahlblech. Die Lagereinrichtung 11 und deren Aufnahme 14 für die Aufnahme der A-Buchse kann mit dem biegeweichen Abschnitt 13 z. B. integral ausgebildet sein, insbesondere aus demselben Material oder Materialkombination.
Ebenso kann der biegeweiche Abschnitt 13 des Längslenkers 2 auch als separates Teil an dem Teil des Längslenkers 2 befestigt sein, der mit dem Querprofil 3 verbunden ist, beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen und/oder Löten usw., um nur einige Beispiele zu nennen zum Verbinden des biegeweichen Abschnitts 13 des Längslenkers 2 mit dem anderen Teil des Längslenkers 2. Die Erfindung ist aber auf die genannten Verfahren nicht beschränkt.
Der biegeweiche Abschnitt 13 des Längslenkers 2, die Lagereinrichtung 11 mit der Aufnahme 14 zum Aufnehmen der A-Buchse und/oder der Teil des Längslenkers 2, der mit dem Querprofil 3 verbunden ist, können beispielsweise als Gussteil, aus einem Stahlblech, aus einem Stahlrohr und/oder aus wenigstens einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet sein. Das Gussteil kann beispielsweise als ein Graugussteil oder aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, hergestellt sein.
Des Weiteren können der biegeweiche Abschnitt 13 des Längslenkers 2, die Lagereinrichtung 11 mit der Aufnahme 14 zum Aufnehmen der A-Buchse und/oder der Teil des Längslenkers 2, der mit dem Querprofil 3 verbunden ist, aus demselben Material oder Materialkombination hergestellt sein oder aus einem unterschiedlichen Material oder einer unterschiedlichen Materialkombination.
Das Ausbilden der Längslenker der Verbundlenkerachse mit einem biegeweichen Bereich zwischen der Anbindung an die Fahrzeugkarosserie und dem Querprofil führt zu mehr Seitenkraft-Untersteuern. Daraus ergibt sich ein stabileres Fahrverhalten und durch die Gestaltung der Biegeeigenschaften der Längslenker 2 ein größeres Tuningpotential für die Fahrdynamik des Fahrzeugs.
Andererseits ergibt sich die Möglichkeit, die fahrdynamischen Anforderungen an die Lagerung durch die A- oder Aufbaubuchsen 12 (englisch: A-Bushing) zu reduzieren, indem auch A- oder Aufbaubuchsen 12 eingesetzt werden können, die zwar weich aber nicht so weich sind, dass ihre Dauerhaltbarkeit dadurch beeinträchtigt und die Kosten für die Buchsen erhöht werden. So können A- oder Aufbaubuchsen eingesetzt werden, welche eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich zwischen beispielsweise 450 N/mm und 550 N/mm aufweisen und eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung in einem Bereich zwischen beispielsweise 400 N/mm und 2000 N/mm oder 400 N/mm und 600 N/mm.
Ebenso können auch A- oder Aufbaubuchsen mit einer Buchsensteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich zwischen beispielsweise 550 N/mm und 700 N/mm eingesetzt werden.
Dadurch eröffnet sich einerseits ein Potential für eine bessere Geräuschisolierung und einen besseren Abrollkomfort durch in Fahrzeugquerrichtung weich gestaltete Aufbaubuchsen und andererseits ein Potential für einfacher aufgebaute A- oder Aufbaubuchsen 12 und damit für eine Kostenersparnis, da die Aufbaubuchse zwar weich aber nicht bis an die Machbarkeit weich gestaltete Aufbaubuchsen sind und somit noch eine ausreichende Dauerhaltbarkeit aufweisen.
Indem die Längslenker 2 in nur einem Abschnitt 13 jeweils biegeweich ausgeführt werden, verringern sich somit die Steifigkeitsanforderungen an die A- oder Aufbaubuchse. Des Weiteren kann das Gewicht der Verbundlenkerachse 1 durch die partiell biegeweich gestalteten Längslenker reduziert werden und dadurch Kosten eingespart werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Verbundlenkerachse
2: Längslenker
3: Querprofil
4: Radträger
5: Wattgestängeeinrichtung
6: Wattlenker
7: Gelenk
8: Zentrallenker
9: Querträger
10: Befestigungspunkt
11: Lagereinrichtung
12: A-Buchse, Aufbaubuchse
13: biegeweicher Abschnitt
14: Aufnahme für A- oder Aufbaubuchse
15: Rad
16: Fahrzeug
17: biegefester Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3828828 A1 [0002]
DE 38288282 A1 [0002]

Claims

Verbundlenkerachse (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Längslenkern (2), welche über eine Anbindung zu einer Fahrzeugkarosserie und über eine Anbindung zu einer Wattgestängeeinrichtung (5) verfügen; mit einem torsionsweichen Querprofil (3), welches die zwei Längslenker (2) miteinander verbindet, wobei jeweils ein Abschnitt (13) des jeweiligen Längslenkers (2) zwischen dem Querprofil (3) und der Anbindung an die Fahrzeugkarosserie biegeweich ausgebildet ist.
Verbundlenkerachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Längslenker (2) mit einer Aufbaubuchse (12) zum schwenkbeweglichen Anbinden der Verbundlenkerachse (1) an die Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, wobei die Aufbaubuchse in Fahrzeugquerrichtung eine Buchsensteifigkeit in einem Bereich zwischen 450 N/mm und 550 N/mm aufweist und in Fahrzeuglängsrichtung eine Buchsensteifigkeit in einem Bereich zwischen 400 N/mm und 2000 N/mm aufweist.
Verbundlenkerachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Längslenker (2) mit einer Aufbaubuchse (12) zum schwenkbeweglichen Anbinden der Verbundlenkerachse (1) an die Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, wobei die Aufbaubuchse eine Buchsensteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich zwischen 550 N/mm und 700 N/mm aufweist.
Verbundlenkerachse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt (17) zwischen dem Querprofil (3) und einem Radträger (4) des Längslenkers (2) biegefest ausgebildet ist.
Verbundlenkerachse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der biegeweiche Abschnitt (13) als integrales Teil oder als ein separates Teil des Längslenkers (2) ausgebildet ist, wobei der biegeweiche Abschnitt (13) als separates Teil an dem Längslenker (2) befestigt ist.
Verbundlenkerachse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der biegeweiche Abschnitt (13) und der übrige Längslenker (2) aus dem gleichen Material oder einer gleichen Materialkombination hergestellt sind.
Verbundlenkerachse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der biegeweiche Abschnitt (13) aus einem Metallblech, aus einem Metallrohr, aus wenigstens einem Faserverbundwerkstoff und/oder als Gussteil hergestellt ist.
Kraftfahrzeug (16), welches eine Verbundlenkerachse (1) für wenigstens eine Fahrzeugachse, insbesondere eine Hinterachse, nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
Kraftfahrzeug (16) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (16) eine Wattgestängeeinrichtung (5) aufweist.
Kraftfahrzeug (16) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wattgestängeeinrichtung (5) zwei Wattlenker (6) aufweist, die mit einem Zentrallenker (8) verbunden sind, wobei der jeweilige Wattlenker (6) mit einem Gelenk (7) an der Verbundlenkerachse (1) angelenkt ist, wobei die Gelenke (7) der Wattlenker (6) und der Zentrallenker (8) in einer gemeinsamen vertikalen Ebene des Fahrzeugs angeordnet sind oder die Gelenke (7) der Wattlenker (6) in einer gemeinsamen vertikalen Ebene des Fahrzeugs angeordnet sind und der Zentrallenker (8) zu dieser Ebene in Fahrzeuglängsrichtung versetzt angeordnet ist.