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Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung eines lenkbaren Rades eines zweispurigen Fahrzeugs, mit einem Radträger, welcher gegenüber dem Fahrzeug-Aufbau mittels radführender Lenker um eine Lenkdrehachse verschwenkbar geführt und durch Verlagerung einer über einen Spurhebel des Radträgers mit diesem wirkverbundenen und zumindest annähernd in Fahrzeug-Querrichtung ausgerichteten und in dieser Richtung verlagerbaren Spurstange um die Lenkdrehachse verschwenkbar ist. Zum Stand der Technik wird lediglich beispielshalber auf die
DE 197 17 069 A1 verwiesen.
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Was die Achsschenkellenkung an der Vorderachse zweispuriger Fahrzeuge betrifft, so ist die Ackermannbedingung dem Fachmann allgemein bekannt. Bekannt ist auch, dass die Ackermannbedingung mit Hilfe eines geeignet ausgelegten Lenktrapezes, gebildet aus der Achse der lenkbaren Räder und der Spurstange und den radträgerseitigen Spurhebeln, dann besser eingehalten werden kann bzw. die tatsächliche Lenkkinematik besser an die theoretisch erforderliche Ackermannbedingung angepasst werden kann, wenn sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet die Spurstange hinter Radmitte befindet. Dies kann jedoch wegen beengter Einbauverhältnisse im Fahrzeug-Vorderbau oftmals nicht dargestellt werden. Ist das Rad weiterhin durch einen nicht aufgelösten unteren Lenkerverbund (bspw. bzw. insbesondere einen sog. Dreieckslenker) geführt, so dass auch signifikante Einschränkungen hinsichtlich der konstruktiv möglichen Positionierung der Spreizachse, d. h. der Lenkdrehachse bestehen, so ist es besonders schwierig bis unmöglich, ein der Ackermannbedingung gewünscht nahe kommendes Lenktrapez darzustellen.
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Hiermit soll nun aufgezeigt werden, wie insbesondere auch mit einer in Fzg.-Fahrtrichtung betrachtet vor Radmitte liegenden Spurstange die Ackermannbedingung verbessert eingehalten werden kann, d. h. wie das Lenktrapez so ausgelegt oder gestaltet werden kann, dass die Ackermannbedingung besser als im derzeitigen Stand der Technik erfüllt wird (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
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Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der dem Radträger zugewandte Endabschnitt der Spurstange über ein eine vertikale Ein- und Ausfederbewegung des Radträgers gegenüber dem Fahrzeug-Aufbau erlaubendes Gelenk mit einem eine Drehachse aufweisenden Zwischenglied verbunden ist, welche Drehachse mit dem fahrzeugaufbauseitigen Anlenkpunkt der Spurstange eine Ebene aufspannt, die gegenüber der Fahrzeug-Hochachse um einen Winkel in der Größenordnung von +/–45° geneigt ist, wobei der Spurhebel vom genannten Gelenk beabstandet um die genannte Drehachse verdrehbar am Zwischenglied befestigt ist und die Drehachse des Zwischenglieds derart gegenüber der Fahrzeug-Hochachse geneigt ist, dass der Anlenkpunkt des Spurhebels am Zwischenglied in Fahrzeug-Querrichtung betrachtet näher bei der Fahrzeug-Mittenebene liegt als der Schnittpunkt der Drehachse des Zwischenglieds mit einer Geraden, welche den fahrzeugaufbauseitigen Anlenkpunkt der Spurstange sowie das Zentrum des Gelenks zwischen der Spurstange und dem Zwischenglied durchläuft. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein hier sog. Zwischenglied zwischen der Spurstange und zumindest einem Spurhebel des Radträgers vorgesehen, mit Hilfe dessen ein Kinematikpunkt, welcher für die Lenkkinematik und somit für die bestmögliche Annäherung an die Ackermannbedingung eine große Rolle spielt, in Fahrzeug-Querrichtung betrachtet weiter nach außen gelegt werden kann, als dies bislang möglich war. Konkret ergibt sich dieser Kinematikpunkt aus dem erfindungsgemäß nur noch indirekten Zusammenwirken der Spurstange mit dem Spurhebel des Radträgers unter Zwischenschaltung des erfindungsgemäßen Zwischenglieds, welches Zusammenwirken mithilfe dieses erfindungsgemäßen Zwischenglieds durch einen virtuellen Kinematikpunkt definiert ist, der nahezu beliebig platziert und bspw. auch in eine Ebene einer am Radträger befestigten Bremsscheibe gelegt werden kann, was ohne ein solches Zwischenglied wegen Bauteil-Kollision selbstverständlich nicht möglich ist. Besser verständlich wird dies anhand der weiteren Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, und zwar insbesondere anhand von 3 desselben (im Vergleich mit 5 als Stand der Technik).
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Daher wird im Weiteren bereits ein Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei die weiteren beschriebenen Merkmale und Vorteile selbstverständlich von allgemeiner Gültigkeit und Relevanz sind, auch wenn die entsprechenden Merkmale und Vorteile nicht (wie üblich) vor der der nun folgenden Figurenbeschreibung erläutert werden.
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Es zeigt 1 in räumlicher Darstellung eine erfindungsgemäße Radaufhängung eines linken lenkbaren Vorderrads eines Personenkraftwagens in einer ersten Ansicht im Wesentlichen von vorne betrachtet und 2 diese Radaufhängung im Wesentlichen von der Fahrzeug-Mittenebene aus betrachtet bei Blickrichtung nach außen (in Fzg.-Querrichtung) leicht schräg von hinten nach vorne mit geringer Neigung nach unten zur Fahrbahn hin. Dabei ist die Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch einen Pfeil F dargestellt.
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3 zeigt nur für deren Erläuterung wesentliche Elemente in einer Ansicht von vorne in Fzg.-Längsrichtung (nach hinten) betrachtet und 5 eine ähnliche Darstellung wie 3 für den Stand der Technik. In den 4a, 4b schließlich ist lediglich ein bzw. das Zwischenglied (aus 3) in 4a im Schnitt bei Blickrichtung in Fzg.-Längsrichtung von hinten und in 4b in Ansicht bei Blickrichtung in Fzg.-Querrichtung nach außen dargestellt.
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Zunächst auf die 1, 2 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 1 ein Radträger bzw. Schwenklager gekennzeichnet, an dem ein in 1 sichtbares Radlager 2 befestigt ist, an dem ein nicht dargestelltes Rad um seine Drehachse drehbar befestigt werden kann. An seinem oberen Ende ist ein Dreieckslenker 3 um die (nicht gezeigte) Spreizachse drehbar am Radträger 1 befestigt, welcher mit seinen anderen Enden wie üblich um die Fzg.-Längsachse schwenkbar – um Ein- und Ausfederbewegungen des Rades gegenüber dem (nicht gezeigten) Fahrzeug-Aufbau zu ermöglichen – am Fahrzeug-Aufbau befestigt ist. Ein weiterer Dreieckslenker 4 ist im unteren Endbereich des Radträgers 1 vorgesehen, wobei dessen detaillierte (verdrehbare) Anbindung an den Radträger 1 einerseits und an den Fahrzeug-Aufbau bzw. an einen Fahrschemel oder dgl. andererseits der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt ist, jedoch ist dies wie üblich gestaltet. Schließlich ist zur Bindung des nach der Führung durch die beiden Dreieckslenker 3, 4 verbleibenden Drehfreiheitsgrades des Radträgers 1 um die Spreizachse (= Lenkdrehachse) wie grundsätzlich eine Spurstange 5 vorgesehen. Diese erstreckt sich im Wesentlichen in Fzg.-Querrichtung und ist mittels eines Lenkgetriebes in dieser Richtung wie üblich verlagerbar, wobei das dem (jeweiligen) Radträger 1 abgewandte Ende der jeweiligen – nämlich im Fahrzeug linksseitigen und rechtsseitigen – Spurstange 5 mit dem Lenkgetriebe (bspw. einer Zahnstange derselben) verbunden ist. Mit diesem dem Radträger 1 abgewandte Ende ist die Spurstange 5 somit (wie üblich) in Richtung der Fahrzeug-Hochachse sowie in Richtung der Fahrzeug-Längsachse betrachtet praktisch fest mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, wenngleich selbstverständlich eine vom genannten Lenkgetriebe initiierte Verlagerung der Spurstange 5 in Fzg-Querrichtung möglich ist, um eine Lenkbewegung oder Verschwenkbewegung des jeweiligen Radträgers 1 um die Lenkdrehachse zu ermöglichen. Daher wird vorliegend dieses dem Radträger 1 abgewandte Ende der Spurstange 5 als fahrzeugaufbauseitiger Anlenkpunkt SP der Spurstange 5 bezeichnet.
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Anders als im üblichen Stand der Technik, bei welchem das dem Radträger 1 zugewandte Ende der Spurstange 5 an einem starr am Radträger 1 vorgesehenen und im Hinblick auf ein gewünschtes (und dem Fachmann bekanntes „Lenktrapez”) geeignet geformten Spurhebel 1a gelenkig befestigt ist, ist vorliegend in der Bewegungsübertragungskette zwischen der Spurstange 5 und dem Radträger 1 bzw. dessen Spurhebel, von welchem hier zwei, nämlich ein spurstangennaher Spurhebel 1b und ein spurstangenferner Spurhebel 1a vorgesehen sind, ein Zwischenglied 6 vorgesehen. Dieses hier ein zylindrisches Gehäuse 6a und einen daran befestigten Lagerbock 6b aufweisende Zwischenglied 6 ist über seinen Lagerbock 6b über ein Gelenk 7 mit dem radträgerseitigen Endabschnitt der Spurstange 5 verbunden. Dieses nach Art eines Gummilagers mit einer vorzugsweise parallel zur Fzg.-Längsachse verlaufenden Drehachse ausgebildete Gelenk 7 ermöglicht (vertikale) Ein- und Ausfederbewegungen des Radträgers 1 gegenüber dem Fahrzeug-Aufbau bzw. gegenüber dem fahrzeugaufbauseitigen Anlenkpunkt SP der der Spurstange 5, welcher ja – wie bereits ausgeführt wurde – in Vertikalrichtung betrachtet quasi fahrzeugaufbaufest ist.
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Das erfindungsgemäße Zwischenglied 6 ist vorliegend zwischen zwei Spurhebeln 1a, 1b angeordnet, welche jeweils starr mit dem Radträger 1 verbunden sind. Der dem Gelenk 7 zugewandte Endabschnitt des Zwischenglieds 6 ist am spurstangennahen Spurhebel 1b solchermaßen befestigt und der dem Gelenk 7 gegenüberliegende Endabschnitt des Zwischenglieds 6 ist am spurstangenfernen Spurhebel 1a des Radträgers 1 solchermaßen befestigt, dass das über das Gelenk 7 mit der Spurstange 5 verbundene Gehäuse 6a des Zwischenglieds 6 mit einer durch dieses gebildeten Drehachse 6c gegenüber den Spurhebeln 1a, 1b verdrehbar ist. Konkret ist hierfür – wie 4a zeigt – im hohlzylindrischen Gehäuse 6a ein im Wesentlichen kreiszylindrischer Übertragungsschaft 6d des Zwischenglieds 6 um die durch die jeweiligen Zylinderachsen gebildete Drehachse 6c verdrehbar gelagert, wobei dieser Übertragungsschaft 6d mit den Spurhebeln 1a, 1b fest verbunden ist. So ist der mit seinem in den Figuren oben liegende und aus dem Gehäuse 6a herausragende Übertragungsschaft 6d in einem Anlenkpunkt AP starr mit dem Spurhebel 1b des Radträgers 1 verbunden, und in analoger Weise ist das in den Figuren untere Ende des Übertragungsschaftes 6d mit dem Spurhebel 1b verbunden, wobei hierfür der Übersichtlichkeit halber kein eigenständiges Bezugszeichen verwendet wird. Im Übrigen ist es auch nicht zwangsweise erforderlich, zwei Spurhebel 1a, 1b vorzusehen; vielmehr erfolgte dies vorliegend nur aus Festigkeitsgründen. Bei geeigneter Dimensionierung beispielsweise der Verbindung des Übertragungsschaftes 6d mit dem spurstangenfernen Spurhebel 1a im Anlenkpunkt AP kann es auch ausreichend sein, nur diese einzige Verbindung zwischen dem dann einzigen Spurhebel 1a und dem Übertragungsschaft 6d (bzw. allgemein dem Zwischenglied 6) vorzusehen.
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Nun auf 3 Bezug nehmend ist hierin anstelle des Radträgers 1 und dessen Radlager 2 eine Bremsscheibe 8 gezeigt, die am Radlager 2 wie üblich befestigt ist und bei montiertem Rad innerhalb dessen sog. Radschüssel liegt. In dieser 3 dargestellt ist ferner die Spurstange 5 sowie das über das Gelenk 7, dessen Drehachse im Punkt KF senkrecht zur Zeichenebene verläuft, mit dieser gelenkig verbundene Zwischenglied 6. Die bereits erläuterte Drehachse 6c des Zwischenglieds 6 schneidet wie ersichtlich die Längsachse LS der vorliegend geradlinig exakt in Fug.-Querrichtung verlaufenden Spurstange 5 in einem Punkt KL, welcher hier annähernd in der Mitten-Ebene ME der Bremsscheibe 8 liegt. Bei diesem Punkt KL handelt es sich nun um den (vor der Figurenbeschreibung bereits genannten) virtuellen Kinematikpunkt KL für Lenkbewegungen bzw. Verschwenkbewegungen des Radträgers 1 um die bereits genannte Lenkdrehachse (Spreizachse) der Radaufhängung (in deren Konstruktionslage). Mit einer solchen wie figürlich gezeigten Position des (virtuellen) Kinematikpunktes KL kann insbesondere im Falle einer wie hier vor Radmitte liegenden Spurstange 5 ein Lenktrapez dargestellt werden, welches sich äußerst gut an die Ackermannbedingung annähert. Beim weiteren in dieser 3 gezeigten Kinematikpunkt KF handelt es sich im Übrigen um den für Ein- und Ausfederbewegungen des Radträgers 1 gegenüber dem Fzg.-Aufbau relevanten Kinematikpunkt (in Konstruktionslage der Radaufhängung). Ergänzend sie darauf hingewiesen, dass die Spurstange 5 abweichend von der Figurendarstellung bspw. auch gebogen verlaufen kann, so dass dann keine eigentliche Spurstangen-Längsachse existiert. Geometrisch exakt beschrieben ergibt sich daher der virtuelle Kinematikpunkt KL für Lenkbewegungen bzw. Verschwenkbewegungen des Radträgers 1 als Schnittpunkt der Drehachse 6c des Zwischenglieds 6 mit einer Geraden LS, welche den fahrzeugaufbauseitigen Anlenkpunkt SP der Spurstange 5 sowie das Zentrum des besagten Gelenks 7 zwischen der Spurstange 5 und dem Zwischenglied 6 durchläuft.
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5 zeigt in einer Darstellung analog 3 den herkömmlichen Stand der Technik. Im üblichen Stand der Technik ist das radträgerseitige Ende der Spurstange 5' – diese ist in 5 kürzer als diejenige von 3, weil in 5 wie ersichtlich noch ein Endabschnitt der in ihrem weiteren Verlauf innerhalb eines figürlich gezeigten Faltenbalgs 11 liegenden Zahnstange eines nahe der Fzg.-Mittenebene angeordneten Lenkgetriebes gezeigt ist – über einen Kugelgelenkzapfen 9 mit dem (in dieser 5 nicht gezeigten) einzigen Spurhebel des Radträgers verbunden. Beim Stand der Technik fallen somit die im Zusammenhang mit 3 erläuterten Kinematikpunkte KL und KF im Gelenkzentrum des Kugelgelenkzapfens 9 zusammen. Damit liegt wie ersichtlich der lenkungsrelevante Kinematikpunkt KL in Fahrzeug-Querrichtung betrachtet weiter innen, d. h. näher zur Fahrzeug-Mittenebene, als beim Ausführungsbeispiel gemäß 5, wo dieser dort virtuelle Kinematikpunkt KL in Fzg.-Querrichtung betrachtet weiter außen (d. h. rechts) liegt.
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Mit in Fzg.-Querrichtung weiter außen Hegendem lenkungsrelevanten Kinematikpunkt KL (gemäß 3 im Vergleich mit 5) ist offensichtlich ein in einer (nicht figürlich dargestellten) senkrechen Projektion auf die Fahrbahn von der Längsachse LS der Spurstange 5 bzw. allgemein der besagten Geraden LS (zwischen dem fahrzeugaufbauseitigen Anlenkpunkt SP der Spurstange 5) und dem Zentrum des Gelenks 7) und einer Verbindungslinie zwischen dem Kinematikpunkt KL und dem Durchstoßpunkt der Lenkdrehachse durch die Fahrbahn eingeschlossener Winkel kleiner als wenn der Kinematikpunkt KL näher bei der Fzg.-Mittenebene liegt. Je kleiner dieser vorstehend genannte Winkel ist, desto besser kann mit einem vernünftig ausgelegten Lenktrapez die Ackermannbedingung eingehalten werden. Um nun mithilfe des erfindungsgemäßen Zwischenglieds 6 einen weiter außen liegenden virtuellen lenkungsrelevanten Kinematikpunkt KL zu erhalten, ist die Drehachse 6c des Zwischengliedes gegenüber der Fahrzeug-Hochachse – diese verläuft bei 3 senkrecht zur Spurstangen-Längsachse LS bzw. zur besagten Geraden LS sowie parallel zur bereits genannten Mittenebene ME der Bremsscheibe 8 – geneigt, und zwar vorzugsweise um einen Winkel in der Größenordnung von 30° bis 80°, sowie in einer solchen Neigungsrichtung, dass der Anlenkpunkt AP des Spurhebels 1a am Zwischenglied 6 bzw. an dessen Übertragungsschaft 6d (und ebenso der Anlenkpunkt des zweiten Spurhebels 1b am Übertragungsschaft 6d) in Fahrzeug-Querrichtung betrachtet näher bei der Fahrzeug-Mittenebene (und somit in 3 weiter links) liegt als der Schnittpunkt KL der Drehachse 6c des Zwischenglieds 6 mit der besagten Geraden LS bzw. der Längsachse LS der Spurstange 5. Im Übrigen spannt die Drehachse 6c des Zwischenglieds 6 zusammen mit dem fahrzeugaufbauseitigen Anlenkpunkt SP der Spurstange 5 eine Ebene auf, welche vorliegend annähernd vertikal ausgerichtet ist. Letzteres ist aber kein obligatorisches Merkmal. Vielmehr ist der erfindungsgemäße Effekt auch erzielbar, wenn die vom fahrzeugaufbauseitigen Anlenkpunkt SP der Spurstange 5 und der Drehachse 6c des Zwischenglieds 6 definierte Ebene gegenüber der Vertikalen (bzw. der Fahrzeug-Hochachse) geneigt ist. Abhängig von den jeweiligen Bauraumverhältnissen können solche Neigungswinkel in der Größenordnung von plus/minus 45° gegenüber der Vertikalen (d. h. bei bspw. 3 nach vorne oder nach hinten geneigt) gut darstellbar sein.
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Im Übrigen ist der erfindungsgemäße Effekt auch dann erzielbar bzw. es gilt die vorstehende Erläuterung gleichermaßen dann, wenn die Spurstange (5) in Richtung der Fahrzeug-Hochachse betrachtet relativ weit oben liegend, bspw. geringfügig unterhalb des oberen Dreieckslenkers 3 angeordnet ist. Dann empfiehlt es sich jedoch die Anordnung des Zwischengliedes 6 quasi an der Fzg.-Querachse zu spiegeln, so dass dann der vorliegende spurstangennahe Spurhebel (1b) in Richtung der Fahrzeug-Hochachse betrachtet höher läge als der spurstangenferne Spurhebel (1a).
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Nunmehr auf die 4a, 4b Bezug nehmend ist hierin das Zwischenglied 6 als solches dargestellt. 4b zeigt die Ansicht Y aus 3 ohne Spurstange und lässt neben dem Gehäuse 6a insbesondere den Lagerbock 6b mit eingesetztem Gummilager, welches das (in Zusammenhang mit den 1, 2 genannte) Gelenk 7 bildet, und für welches ebenfalls die Bezugsziffer 7 verwendet wird, erkennen. Ein besonderer Vorteil eines solchen Gummilagers 7 liegt in der zusätzlichen akustischen Entkopplung zwischen der dem Radträger 1 und der Spurstange 5 und somit dem am Fzg.-Aufbau angeflanschten Lenkgetriebe.
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4a zeigt den Schnitt A-A aus 4b und lässt den detaillierten Aufbau dieses Zwischenglieds 6 erkennen. Demnach besteht dieses neben dem hohlzylindrischen Gehäuse 6a und dem dieses tragenden Lagerbock 6b aus einem bereits genannten im wesentlichen kreiszylindrischen Übertragungsschaft 6d, der im Innenraum des Gehäuses 6a um die gemeinsame Zylinderachse, welche die besagte Drehachse 6c des Zwischenglieds 6 ist, drehbar gelagert ist. Hierfür sind in den Endabschnitten des Gehäuses 6a geeignete Lager 9a, 9b vorgesehen, von dem das hier untere Lager 9a den in diesem Bereich ballig geformten Übertragungsschaft 6d in Richtung der Drehachse 6c betrachtet fixiert. Gegenüber Verschmutzung oder dgl. sind diese Lager 9a, 9b jeweils durch einen am Gehäuse 6a außenliegenden Gummibalg 10 geschützt. Nicht explizit dargestellt ist, wie die Spurhebel 1a, 1b des Radträgers 1 an den beiden aus dem Gehäuse 6a herausragenden Endabschnitten des Übertragungsschafts 6d befestigt sind, jedoch kann bspw. über eine Verschraubung oder stoffschlüssig ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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