DE102012209570A1

DE102012209570A1 - Radaufhängung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102012209570A1
Application number: DE201210209570
Authority: DE
Inventors: Lutz Roemer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2013-12-12

Abstract

Nach der Erfindung ist eine Radaufhängung für ein über eine Feder und einen Schwingungsdämpfer abgestütztes, lenkbares Kraftfahrzeugrad, das über einen Achsschenkelträger und wenigstens über einen Querlenker mit einem Fahrzeugchassis oder einem Fahrzeugrahmen und über einen Lenkhebel mit einer Spurstange in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker und die Spurstange durch ein Koppelelement so verbunden sind, dass dieses, wenigstens bei einer Auslenkung der Spurstange aus ihrer Stellung für Geradeausfahrt, die Spurstange mit einer Rückstellkraft zur Lenkungsrückstellung beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für gefederte, lenkbare Vorderräder eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Einzelradaufhängungen mit Querlenkern werden häufig wegen der günstigen kinematischen Eigenschaften bei Vorderachsen eingesetzt. Als Lenkung wird häufig eine Lenkvorrichtung mit einer Zahnstange verwendet, welche auf eine Spurstange und einen Lenkhebel wirkt.
Die DE 10 2004 020 073 A1 offenbart eine Einzelradaufhängung für ein lenkbares Vorderrad eines Personenkraftwagens, bei welchem ein Radträger über einen oberen Querlenker, einen unteren Querlenker und eine Zugstrebe mit einem vorderen Fahrschemel verbunden ist, wobei diese Radaufhängung über ein Federbein an der Karosserie abgestützt wird. Eine Spurstange, welche mit einem Lenkhebel verbunden ist, wird zur Erzeugung einer Lenkbewegung der Räder von einem Zahnstangenlenkgetriebe beaufschlagt.
Des Weiteren sind Vorderradaufhängungen, zum Beispiel der Mac-Pherson-Art bekannt, bei denen ein Mac-Pherson-Federbein zusammen mit einem Querlenker, einer Schubstrebe bzw. einem Stabilisator und einer Spurstange ein komplettes Radaufhängungssystem bilden. Das Federbein besteht im Wesentlichen aus Feder, Stoßdämpfer und Achsschenkel. Bei einfachen Ausführungen ist nicht nur der untere Federteller, sondern auch der Achsschenkel mit dem Zylinder des hydraulischen Stoßdämpfers verbunden. Der obere Federteller ist im sogenannten Federbeindom in der Karosserie gelagert, oft über ein Wälzlager, denn bei Lenkbewegungen dreht sich das gesamte Federbein. Der Achsschenkel ist über ein Kugelgelenk im Querlenker gelagert.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Radaufhängung für ein Vorderrad eines Kraftfahrzeugs mit einem Querlenker eine einfach aufgebaute und bei Serienfertigung verschiedener Varianten zusätzlich bzw. alternativ oder nachträglich anzubringende Einrichtung bereitzustellen, mit der eine Lenkungsrückstellung unterstützt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nach der Erfindung ist eine Radaufhängung für ein über eine Feder und einen Schwingungsdämpfer abgestütztes, lenkbares Kraftfahrzeugrad, das über einen Achsschenkelträger und wenigstens über einen Querlenker mit einem Fahrzeugchassis oder einem Fahrzeugrahmen und über einen Lenkhebel mit einer Spurstange in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker und die Spurstange durch ein Koppelelement so verbunden sind, dass dieses, wenigstens bei einer Auslenkung der Spurstange aus ihrer Stellung für Geradeausfahrt, die Spurstange mit einer Rückstellkraft zur Lenkungsrückstellung beaufschlagt.
Eine solches Koppelelement, mit dem Querlenker und die Spurstange verbunden werden, hat den Vorteil, dass es einfach, auch als Zulieferteil, hergestellt werden kann und je nach Bedarf in verschiedenen Abstimmungen zum Einbau in das jeweilig zu produzierende Fahrzeug bei der Montage bereitgehalten werden kann. Es kann auch sehr einfach, mit wenigen Handgriffen am Fahrzeug verbaut werden.
Eine vorteilhafte Ausführung der Radaufhängung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker auf Höhe der Spurstange angeordnet ist. Hier sind die geometrischen Verhältnisse am Fahrwerk sehr gut auf die Verbindung durch das Koppelelement abgestimmt. Beim Einfedern bewegen sich Querlenker und Spurstange im Wesentlichen auf gleicher Höhe, mit wenig Relativbewegung zueinander. So wird die Auslenkung des Koppelelements im Wesentlichen nur durch den Lenkeinschlag bewirkt, was die Lenkungsrückstellkräfte unabhängiger von den sonstigen Fahrverhältnissen macht. Wenn dann das Koppelement wenigstens aus einer Zugfeder besteht, deren Federwirklinie, in der Stellung der Spurstange für Geradeausfahrt, parallel zu einer von Längs- und Hochachse des Kraftfahrzeugs aufgespannten Ebene liegt, hat das den Vorteil, dass gerade bei der Verwendung von nur einem Koppelelement je Vorderachse die Lenkrückstellkräfte bei Geradeausfahrt ausgeglichen sind, entsprechend der Verwendung je eines Koppelelements pro Radseite bei nicht gerichtetem Einbau parallel zu oben genannter Ebene.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Radaufhängung dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement eine Schwingungsdämpfeinrichtung besitzt. Diese kann vorteilhafterweise aus wenigstens einem Schwingungsdämpfer bestehen, der mit der Zugfeder parallel oder hintereinander geschaltet ist. Besonders einfach ausgebildet und in das Koppelelement einfach integrierbar ist eine Schwingungsdämpfeinrichtung aus einer elastisch nachgiebigen Befestigung wenigstens eines Endes der Zugfeder am Querlenker und/oder an der Spurstange. Zum Beispiel können die Zugfederenden mittels Schellen an der Spurstange und/oder dem Querlenker angebracht sein, die an ihrem Innenumfang mit elastomerem Material versehen sind. Dabei ist es weiter vorteilhaft, wenn die Anbindung der Zugfederenden an die Schellen so ausgeführt ist, dass eine Kraftaufbringung nur in Richtung der Federwirklinie möglich ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorderradaufhängung in Geradeausfahrt als Draufsicht auf eine nur schematisch und teilweise gezeichnete Kraftfahrzeugvorderachse. Die 2 und 3 zeigen jeweils eine vergrößert gezeichnete räumliche Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Koppelelements mit Querlenker und Spurstange.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Radaufhängung für ein über eine nicht gezeichnete Feder und einen nicht gezeichneten Schwingungsdämpfer, zum Beispiel ausgebildet als Mac-Pherson Federbein, abgestütztes, lenkbares Kraftfahrzeugrad 2, das über einen hier nicht sichtbaren Achsschenkelträger und über einen Querlenker 1 mit einem nicht gezeichneten Vorderachsträger und über einen Lenkhebel 3 mit einer Spurstange 4 in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker 1 und die Spurstange 4 durch ein Koppelelement 5 so verbunden sind, dass dieses, wenigstens bei einer Auslenkung der Spurstange 4 aus ihrer Stellung für Geradeausfahrt, die Spurstange 4 mit einer Rückstellkraft zur Lenkungsrückstellung beaufschlagt. Die Auslenkung der Spurstangen 4 und damit ein Einschlagen der Räder 2 bewirkt ein durch ein nicht gezeichnetes Lenkrad beaufschlagtes Zahnstangenlenkgetriebe, dessen Zahnstange 10 die Spurstangen 4 verbindet.
In 1 sind zwei Koppelelemente 5 eingebaut, für jedes Vorderrad 2 eines. Dies ist durchaus möglich, dann können die Koppelelemente 5 aber auch, wie nicht dargestellt, in der Zeichenebene symmetrisch zur Kraftfahrzeuglängsachse 6 verschwenkt eingebaut werden, weil sich dann die daraus resultierenden, in Stellung für Geradeausfahrt verbleibenden Zugkräfte ausgleichen und so nicht als Lenkungsrückstellungskräfte auftreten.
Werden die Koppelelemente 5 so eingebaut wie in 1 dargestellt, nämlich als Zugfeder 7, deren Federwirklinie, in der Stellung der Spurstange 4 für Geradeausfahrt, parallel zu einer von Längs- 6 und Hochachse (Blickrichtung bei Draufsicht) des Kraftfahrzeugs aufgespannten Ebene liegt, genügt es auch zur Ausführung der Erfindung, nur ein Koppelelement 5 an einem der Vorderräder 2 zu verbauen, da in dieser Einbaulage bei Geradeausfahrt keine Lenkungsrückstellkräfte aufgebaut werden, die vom zweiten Koppelelement 5 ausgeglichen werden müssten. Jedes Koppelelement 5 bewirkt zudem neben den Lenkungsrückstellkräften auch eine Verspannung von Fahrwerkslenkern mit Lenkungslenkern, hier des Querlenkers 1 mit der Spurstange 4, was Schwingungen unterbinden kann, insbesondere dann, wenn das Koppelelement 5 eine Schwingungsdämpfeinrichtung besitzt. Diese besteht, wie in den 2 und 3 dargestellt, aus einer elastisch nachgiebigen Befestigung beider Enden der Zugfeder 7 am Querlenker 1 und an der Spurstange 4. Hierzu sind die Zugfederenden mittels Schellen 8 an der Spurstange 4 und am Querlenker 1 angebracht, die an ihrem Innenumfang mit elastomerem Material 9 versehen sind. Besonders wirksam, hat sich bei Versuchen herausgestellt, ist hier ein schwingungsdämpfendes Material mit dem Markennamen Cellasto, das in dieser Anordnung als Schwingungsdämpfer mit der Zugfeder 7 in Reihe geschaltet ist.
Weitere vorteilhafte Faktoren bei Schwingungsdämpfung und Lenkungsrückstellung sind außerdem die Anordnung des Querlenkers 1 auf Höhe der Spurstange 4 in Fahrzeughochachsenrichtung, wodurch Einfederbewegungen keine wesentlichen Relativbewegungen zwischen Querlenker 1 und Spurstange 4 verursachen, das Koppelelement 5 sich dabei also neutral verhält und nicht wesentlich ausgelenkt wird. Vorteilhafterweise ist die Anbindung der Zugfederenden an die Schellen 8 so ausgeführt, dass eine Kraftaufbringung nur in Richtung der Federwirklinie möglich ist. Außerdem ist es günstig, wenn sich die Federwirkline mit der Kraftwirkungslinie von Spurstange 4 und/oder Querlenker 1 schneidet, weil so kein Drehmoment um die jeweilige Kraftwirkungslinie der/des Lenkers erzeugt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004020073 A1 [0003]

Claims

Radaufhängung für ein über eine Feder und einen Schwingungsdämpfer abgestütztes, lenkbares Kraftfahrzeugrad (2), das über einen Achsschenkelträger und wenigstens über einen Querlenker (1) mit einem Fahrzeugchassis oder einem Fahrzeugrahmen und über einen Lenkhebel (3) mit einer Spurstange (4) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker (1) und die Spurstange (4) durch ein Koppelelement (5) so verbunden sind, dass dieses, wenigstens bei einer Auslenkung der Spurstange (4) aus ihrer Stellung für Geradeausfahrt, die Spurstange (4) mit einer Rückstellkraft zur Lenkungsrückstellung beaufschlagt.
Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker (1) auf Höhe der Spurstange (4) angeordnet ist.
Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelement (5) wenigstens aus einer Zugfeder (7) besteht, deren Federwirklinie, in der Stellung der Spurstange (4) für Geradeausfahrt, parallel zu einer von Längs- (6) und Hochachse des Kraftfahrzeugs aufgespannten Ebene liegt.
Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (5) eine Schwingungsdämpfeinrichtung besitzt.
Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfeinrichtung aus wenigstens einem Schwingungsdämpfer besteht, der mit der Zugfeder (7) parallel oder hintereinander geschaltet ist.
Radaufhängung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfeinrichtung aus einer elastisch nachgiebigen Befestigung wenigstens eines Endes der Zugfeder (7) am Querlenker (1) und/oder an der Spurstange (4) besteht.
Radaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfederenden mittels Schellen (8) an der Spurstange (4) und/oder dem Querlenker (1) angebracht sind, die an ihrem Innenumfang mit elastomerem Material (9) versehen sind.
Radaufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung der Zugfederenden an die Schellen (8) so ausgeführt ist, dass eine Kraftaufbringung nur in Richtung der Federwirklinie möglich ist.