DE10221993A1 - Radaufhängung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ungelenkte Räder von Kraftfahrzeugen, mit einem am Aufbau oder an einem Hilfsrahmen angelenkten unteren Querlenker verwindungssteifer Konstruktion, an dem ein Radträger über zwei Lagerstellen angelenkt ist, sowie mit zwei weiteren Einzellenkern, die mehr oder weniger darüber liegend ebenfalls am Aufbau und am Radträger angelenkt sind, wobei die eine Lagerstelle zwischen dem unteren Querlenker und dem Radträger in Querrichtung nachgiebig ausgebildet ist. Eine baulich günstige und robuste Radaufhängung mit definierter Elastokinematik ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle durch zwei in sich verschachtelte Lager gebildet ist, von denen das mit dem Querlenker zusammenwirkende Lager ein Torsionslager und das mit dem Radträger zusammenwirkende Lager ein Schub-Drucklager ist, wobei letzteres in Querrichtung auf Schub und in Hochrichtung auf Druck belastet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für die ungelenkten Räder von Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Eine Radaufhängung der gattungsgemäßen Art zeigt beispielsweise die EP 0 288 654 A1, bei der die gezielte Nachgiebigkeit (Elastokinematik) in Querrichtung durch eine Koppel gebildet ist, die vertikal ausgerichtet den unteren verwindungssteifen Querlenker bzw. dessen eine radträgerseitige Lagerstelle mit dem Radträger verbindet. Jedoch kann die Anordnung einer derartigen Koppel Freigangprobleme mit anderen Radaufhängungskomponenten ergeben.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung der eingangs genannten Bauart vorzuschlagen, die ohne die Verwendung einer Koppel eine gezielte Elastokinematik mit einem günstigen Vorspurverhalten und eine robuste, baulich vorteilhafte Konstruktion aufweist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind mit den weiteren Patentansprüchen gekennzeichnet.
• Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die besagte Lagerstelle durch zwei in sich verschachtelte Lager gebildet ist, von denen das mit dem Querlenker zusammenwirkende Lager ein Torsionslager und das mit dem Radträger zusammenwirkende Lager vorzugsweise ein Schub- Drucklager ist, wobei letzteres in Querrichtung auf Schub und in Hochrichtung auf Druck belastet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein Schub-Drucklager begrenzt.
• Durch die vorgeschlagene Separierung der durch das Lager auszufüllenden Funktionen wird eine exakte Radführung erzielt, bei der die Lagerkennungen entsprechend optimal abstimmbar sind. Die bei den regulären Durchfederbewegungen auftretenden Belastungen werden über das Torsionslager aufgenommen, welches in herkömmlicher Weise abgestimmt sein kann. Beim Durchfahren beispielsweise von Kurven übernimmt das Druck-Schublager die auftretenden Belastungen, wobei durch die "weiche" Kennung in Fahrzeug-Querrichtung (Schubbelastung) das elastokinematische Verhalten aufgeprägt wird. In Hochrichtung wiederum liegt eine "harte" Kennung unter Druckbelastung vor, die zuverlässig auftretende Brems- und Beschleunigungsmomente abstützt.
• Hinzu kommt durch die Verschachtelung des besagten Lagers eine räumlich günstige, gedrängte Konstruktion, insbesondere wenn das Lager als separates Bauteil am Radträger befestigbar ausgeführt ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit dieses Lagergehäuse direkt am Radträger anzuformen.
• Dazu ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Lagerkern und dem Lagerrahmen in Querrichtung liegende gezielte Leerwege vorgesehen sind, die in Grenzbelastungsbereichen Anschläge bilden. Damit wird die Elastokinematik der Radaufhängung eingegrenzt und es werden insbesondere unzulässige Belastungen der Lager ausgeschlossen. Durch gezielte Ausführungen der Endanschläge kann die Elastokinematik beeinflusst werden.
• In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann an den Lagerrahmen ein Auge zum gelenkigen Anschließen des einen Einzellenkers angeformt sein. Neben der baulichen Vereinfachung des Radträgers ergibt dies eine günstige Abstützung der Radführungskräfte und -momente über den besagten Einzellenker, insbesondere wenn das besagte Lager und das Auge zum Anschließen des Einzellenkers in einer im wesentlichen einheitlichen horizontalen Ebene ausgerichtet sind.
• Zur Einstellung unterschiedlicher Vorspurkurven der Räder bei Seitenbelastung kann das Schub-Drucklager unterschiedlich zu einer Horizontalen geneigt ausgeführt sein, so dass beispielsweise für unterschiedlich sportlich ausgelegte Fahrzeugtypen unterschiedliche Fahrverhalten (unter- oder übersteuernd) bei geringem Mehraufwand verwirklichbar sind. Die Querführung kann auch einer gekrümmten Kontur folgen.
• In einer baulich vorteilhaften Konstruktion der Radaufhängung kann der Lagerrahmen nach oben ragend an einem unteren, nach innen der senkrechten Fahrzeuglängsmitte zu gerichteten Fortsatz des Radträgers befestigt sein, wobei an dem Fortsatz ferner eine Tragfeder der Federung des Kraftfahrzeuges abgestützt ist. Insbesondere wenn dabei der Fortsatz zur Abstützung der Tragfeder in einen Freiraum zwischen einer in dem unteren Querlenker vorgesehenen Einbuchtung und den an dem Lagerrahmen angelenkten Einzellenker einragt, ist neben der direkten Krafteinleitung der Tragfederkräfte und -momente in den Radträger eine baulich und räumlich günstige Federanordnung geschaffen, die den nötigen Freiraum für weitere Radaufhängungskomponenten wie Stabilisator, Stoßdämpfer, etc. ermöglicht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben.
• Die anliegende schematische Zeichnung zeigt in
• Fig. 1 eine linke hintere Radaufhängung für Kraftfahrzeuge in einer raumbildlichen Ansicht von seitlich vorne;
• Fig. 2 eine Ansicht der Radaufhängung gemäß Fig. 1 von unten;
• Fig. 3 die gleiche Radaufhängung in einer Ansicht auf die Drehachse des nicht dargestellten Hinterrades des Kraftfahrzeuges; und
• Fig. 4 in vergrößerter Darstellung eine Seitenansicht X der kombinierten Lagerstelle am Radträger gemäß Fig. 2 mit einem Torsionslager und einem Schub-Drucklager.
• In den Fig. 1 bis 3 ist eine linksseitige, unabhängige Radaufhängung 10 für die ungelenkten Räder (nicht dargestellt) einer angetriebenen Hinterachse für Kraftfahrzeuge dargestellt, die sich im wesentlichen aus einem unteren, verwindungssteifen Querlenker 12, zwei weiteren Einzellenkern 14, 16 und einem Radträger 18 zusammensetzt. Im Radträger 18 ist das nicht gezeigte linke Hinterrad drehbar gelagert, das ferner mittels einer nur teilweise dargestellten Antriebswelle 17 antreibbar ist. Die Vorwärts-Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ist mit dem Pfeil F angegeben.
• Die angeführten Lenker 12, 14, 16 sind über erste Lagerstellen 20, 22, 24, 26 am Aufbau bzw. an einem nicht dargestellten Hilfsrahmen des Kraftfahrzeuges schwenkbar über übliche Gummi-Metall-Hülsengelenke angelenkt. Die Schwenkachsen der Lagerstellen 20, 22 des unteren Querlenkers 12 bilden dabei eine einheitliche Schwenkachse 12a. Der Querlenker 12 ist wie in Fig. 2 ersichtlich aus zwei rohrförmigen Lenkerteilen 12c, 12d und einem eingeschweißtem Verbindungsblech 12e hergestellt.
• Des weiteren sind die besagten Lenker 12, 14, 16 über Lagerstellen 28, 30, 32, 33 mit dem Radträger 18 verbunden, wobei wiederum die Schwenkachsen der Lagerstellen 28, 30 des unteren Querlenkers 12 eine gemeinsame Schwenkachse 12b bilden. Die beiden Schwenkachsen 12a, 12b verlaufen - wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist - konvergierend zur Fahrtrichtung F.
• Während die Lagerstellen 30, 32, 33 wiederum herkömmliche Gummi- Metall-Hülsenlager sind, die in entsprechend angeordneten Augen des Radträgers 18 bzw. der Einzellenker 14, 16 eingesetzt sind, ist die Lagerstelle 28 mit Bezug zur Fig. 4 wie folgt ausgeführt:
  Die Lagerstelle 28 ist durch zwei in sich verschachtelte Lager 28a, 28b gebildet, von denen das mit dem Querlenker 12 zusammenwirkende Lager ein Torsionslager 28a und das mit dem Radträger 18 zusammenwirkende Lager ein Schub-Drucklager 28b ist, wobei letzteres in Querrichtung auf Schub und in Hochrichtung auf Druck belastet ist.
• Das Schub-Drucklager 28b ist in einem metallischen Lagerrahmen 34 mit zwei innenliegenden, im wesentlichen horizontal ausgerichteten gummielastischen Kissen 36 rechteckförmiger (oder kreisförmiger) Gestaltung ausgebildet, während das hülsenförmige Torsionslager 28a innerhalb eines mit den Kissen 36 fest verbundenen, metallischem Lagerkerns 38 angeordnet ist. Das gummielastische Kissen kann jedoch auch eine andere geometrische Gestalt annehmen, die bestimmt wird von Funktion und Bauraum des Lagergehäuses. Zwischen dem Lagerkern 38 und einer Innenhülse 40 ist in an sich bei Gummi-Metall-Hülsenlagern üblicher Bauart ein ringförmiger, gummielastischer Lagerring 42 vorgesehen.
• In horizontaler Richtung gesehen sind zwischen dem Lagerrahmen 34 und den gummielastischen Kissen 36 bzw. dem Lagerkern 38 Leerwege s angeordnet, die die Nachgiebigkeit des Schub-Drucklagers 28b in Schubrichtung sicherstellen und die ggf. als Federwegbegrenzer für das Schub-Drucklager 28b dienen. Dabei können in nicht dargestellter Weise gummielastische Anschläge dazwischen geschaltet sein.
• An den Lagerrahmen 34 ist zu dessen Befestigung am Radträger 18 (vgl. auch Fig. 3) ein Flansch 44 mit einer Langlochbohrung 46 angeformt, durch die hindurch mittels einer Schraube 48 der Lagerrahmen 34 fest mit dem Radträger 18 verschraubbar ist. Es können auch mehrere Befestigungsstellen vorgesehen sein.
• Der Lagerrahmen 34 ist nach oben ragend an einem unteren Fortsatz 56 des Radträgers 18 befestigt, wobei an dem Fortsatz 56 ferner eine zeichnerisch nur angedeutete Tragfeder 58 (z. B. eine Schraubendruckfeder) der Federung des Kraftfahrzeuges über einen Federteller 60 abgestützt ist.
• Der Fortsatz 56 (kann auch biegeweich ausgebildet sein) zur Abstützung der Tragfeder 58 (Stahl oder Luft) ragt wie insbesondere aus der Fig. 2 (Ansicht der Radaufhängung von unten) ersichtlich nach innen und schräg vorne in einen Freiraum zwischen einer in dem unteren Querlenker 12 bzw. dem einen rohrförmigen Lenkerteil 12c vorgesehenen Einbuchtung und den zwischen den Lagerstellen 24, 32verlaufendem Einzellenker 14. Der Federteller 60 kann höhenverstellbar ausgeführt sein (mechanisch/elektrisch).
• Ferner erstreckt sich ein üblicher Teleskop-Stoßdämpfer 62 von einer nicht dargestellten aufbauseitigen Gelenkstelle zwischen die Lagerstellen 28, 30 des unteren Querlenkers 12 zum Radträger 18, wobei die entsprechende Anlenkstelle ebenfalls nicht dargestellt ist.
• Ferner ist in üblicher Weise ein mit der linken und rechten Radaufhängung 10 (die rechtsseitige Radaufhängung ist spiegelbildlich gleich aufgebaut) verbundener Stabilisator 64 über zwei Lagerstellen 66, 68 und eine etwa vertikal verlaufende Koppel 70 an dem Radträger 18 angelenkt.
• An den Lagerrahmen 34 ist ein Befestigungsauge 50 mit einer zentrischen Gewindebohrung 52 etwa in der gleichen Höhe wie das Torsionslager 28a angeformt, an dem mittels einer weiteren Schraube 54 der Einzellenker 14 angelenkt ist.
• Zur Verbindung des unteren Querlenkers 12 bzw. dessen Lagerstellen 28, 32 mit dem Radträger 18 ist ein durchgehender Lagerbolzen 72 verwendet, der sich durch das Torsionslager 28a und durch die Lagerstelle 30 im Radträger 18 erstreckt, wobei die entsprechenden Lagerinnenhülsen 40 (die Lagerinnenhülse der Lagerstelle 30 ist nicht dargestellt) mittels Schraubenmuttern 74, 76 (vgl. Fig. 2) mit dem Lagerbolzen 72 und den mit entsprechenden Bohrungen versehenen Enden des Querlenkers 12 fest verbunden sind.
• Zur Einstellung unterschiedlicher Vorspurkurven der Räder bei Seitenbelastung können bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen unterschiedlich zur Horizontalen geneigte Schub-Drucklager 28b eingesetzt sein, bei denen die Ausrichtung der Kissen 36 nicht wie in der Fig. 4 gezeigt etwa horizontal, sondern beispielsweise 15 Grad dazu geneigt ist. Damit können bei geringem Mehraufwand die Kennwerte des Schub- Drucklagers 28b bei Schub- und Druckbelastung in gewünschtem Maße verändert werden.
• Die dargestellte Radaufhängung 10 kann selbstverständlich auch als nicht angetriebene Achse bei einem frontangetriebenen Kraftfahrzeug konstruiert sein.

Claims (11)

1. Radaufhängung für ungelenkte Räder von Kraftfahrzeugen, mit einem am Aufbau oder an einem Hilfsrahmen angelenkten unteren Querlenker verwindungssteifer Konstruktion, an dem ein Radträger über zwei Lagerstellen angelenkt ist, sowie mit zwei weiteren Einzellenkern, die mehr oder weniger darüber liegend ebenfalls am Aufbau und am Radträger angelenkt sind, wobei die eine Lagerstelle zwischen dem unteren Querlenker und dem Radträger in Querrichtung nachgiebig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (28) durch zwei in sich verschachtelte Lager (28a, 28b) gebildet ist, von denen das mit dem Querlenker (12) zusammenwirkende Lager ein Torsionslager (28a) und das mit dem Radträger (18) zusammenwirkende Lager ein Schub- Drucklager (28b) ist, wobei letzteres in Querrichtung auf Schub und in Hochrichtung auf Druck belastet ist.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub-Drucklager (28b) in einem Lagerrahmen (34) mit zwei innenliegenden, im wesentlichen horizontal ausgerichteten gummielastischen Kissen (36) ausgebildet ist und dass das Torsionslager (28a) innerhalb eines die Kissen (36) tragenden Lagerkerns (38) angeordnet ist.

3. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerkern (38) und dem Lagerrahmen (34) in Querrichtung liegende gezielte Leerwege (s) vorgesehen sind.

4. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerrahmen (34) über eine oder mehrere Befestigungsstellen (Flansch 44) mit dem Radträger (18) verschraubbar ist.

5. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Lagerrahmen (34) ein Auge (50) zum gelenkigen Anschließen des einen Einzellenkers (14) angeformt ist.

6. Radaufhängung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung unterschiedlicher Vorspurkurven der Räder bei Seitenbelastung unterschiedlich zu einer Horizontalen geneigte Schub-Drucklager (28b) einsetzbar sind.

7. Radaufhängung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionslager (28a) und das Auge (50) zum Anschließen des einen Einzellenkers (14) im wesentlichen in einer einheitlichen horizontalen Ebene liegen.

8. Radaufhängung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerrahmen (34) nach oben ragend an einem unteren Fortsatz (56) des Radträgers (18) befestigt ist, wobei an dem Fortsatz (56) ferner eine Tragfeder (58) der Federung des Kraftfahrzeuges abgestützt ist.

9. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (56) zur Abstützung der Tragfeder (58) in einen Freiraum zwischen einer in dem unteren Querlenker (12) vorgesehenen Einbuchtung und dem Einzellenker (14) einragt.

10. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (18) mittels eines durchgehenden Lagerbolzens (72) mit den beiden Lagerstellen (28, 30) des unteren Querlenkers (12) verbunden ist.

11. Radaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der am Fortsatz (56) befestigte Federteller (60) höhenverstellbar ist.