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Die
Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung mit einem an einem um
eine zumindest annähernd
horizontale Schwenkachse verschwenkbaren Achsbauteil gelagerten
Hinterradradträger,
der über mindestens
einen überwiegend
in horizontaler Richtung ausgerichteten radführenden Lenker verfügt über den
er sich gelenkig am verschwenkbaren Achsbauteil abstützt.
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Aus
der
DE 35 07 141 C2 ist
eine derartige Einzelradaufhängung,
insbesondere für
lenkbare Räder
von Kraftfahrzeugen, bekannt. Es handelt sich hierbei um eine Achsausführung nach
dem Doppelquerlenkerprinzip. Bei dieser Radaufhängung ist der untere Querlenker
als verwindungssteifer Dreieckslenker ausgebildet, während der
obere Querlenker eine einfache Schub-Zugstrebe ist. Eine in der Draufsicht
schräg
zur Fahrzeugmitte verlaufende Strebe ist mit ihrem in Fahrtrichtung
vom Rad abgewandten Ende elastisch mit der Karosserie verbunden.
Diese schräg
orientierte Strebe ist nahe der Radmitte über eine vertikale Verbindungsstrebe
mit dem oberen Querlenker verbunden. Über diese Gelenkverbindung
und über
die Verbindungsstrebe hinaus ist diese Strebe soweit verlängert, dass
ihr radseitiges Ende nahe einem der Raddrehachse liegenden radträgerseitigen
Gelenk sowie über
eine weitere Verbindungsstrebe mit einem radträgerseitigen Gelenk des oberen
Querlenkers gelenkig verbunden ist. Hierbei dient die schrägorientierte
Strebe zur Aufnahme von längsgerichteten
Zug- und Druckkräften.
Darüber
hinaus werden durch Längskräfte verursachte Verschiebungen
der Strebe über
die nahe der Raddrehachse gelegenen Verbindungs streben zur Beeinflussung
der eigentlichen Achskinematik verwendet.
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Eine
weitere derartige Achsaufhängung
ist aus der
DE 41 29
643 C2 bekannt. Diese Patentschrift beschreibt eine Einzelradaufhängung für nicht gelenkte
Räder von
Kraftfahrzeugen. Von einem Radträger
ausgehend verlaufen zwei übereinander angeordnete
Querlenker zur Aufnahme von Zug- und Druckkräften in Fahrtrichtung nach
vorne und zur Fahrzeugmitte hin. Die Querlenker sind zur Fahrzeugmitte
hin am Fahrzeugaufbau oder an einem verbindenden Bauteil in Form
einer Brücke
elastisch gelagert. Beide Querlenker sind am Radträger ebenfalls
elastisch gelagert. Ausgehend von der Radmittenebene ist der Radträger in Fahrtrichtung
als ein biege- und verbindungssteifes sichelförmiges Bauteil bis nahezu vor
die Radmitte geführt.
An diesem Ende ist der Radträger,
der in dieser Ausführung
der Funktion eines Quasi-Längslenkers
entspricht, gummielastisch am Fahrzeugaufbau angebunden. Dieser Quasi-Längslenker
bildet zusammen mit den zur Fahrzeugmitte hin zusammenlaufenden
in Fahrtrichtung orientierten Querlenkern und dem Schnittpunkt der
Mittellinien in Verbindung dieses Schnittpunktes mit dem Mittelpunkt
des Quasi-Längslenkers
einen ersatzweise gedachten Schräglenker.
Das aufbauseitige Lager des Längslenkers übernimmt
entsprechend der vektoriellen Verteilung der gedachten Schräglenkerschwenkachse
den größten Längsfederanteil.
Dieses Lager ist, seiner Funktion entsprechend, großvolumig
und aufwendig aufgebaut und in Bezug auf seine Hauptachse mit niedriger
Federrate zur radialen Lagerachse mit einer hohen Federrate aufgebaut.
Außer
den Längsbelastungen
muss dieses Lager beim Ein- und Ausfedern des Rades eine Längenkompensation
bewerkstelligen.
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Aus
der
DE 100 45 956
A1 ist eine Lenkeranordnung für eine Radaufhängung eines
Kraftfahrzeuges mit längenveränderbaren
und eine Dämpfungsfunktion
aufweisenden Lenkern bekannt. Die Lenker sind zwischen einem Radträger und
einem Fahrzeugaufbau oder einem mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen
Hilfsrahmen angeordnet. Die Lenker sind zur Aufnahme von vertikalen
und horizontalen Kräften
vorgesehen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde
eine Einzelradaufhängung
für die
Hinterräder
von Kraftfahrzeugen zu entwickeln, bei der zur Verbesserung des
Fahrkomforts die vertikalen Elastizitäten von den horizontalen Elastizitäten so getrennt
sind, dass die Präzision
sowie die Kinematik aller radführenden
Bauteile über den
gesamten Ein- und
Ausfederweg unverändert
erhalten bleiben.
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Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dabei
ist mindestens ein zwischen dem verschwenkbaren Achsbauteil und
dem Radträger
gelenkig gelagerter Lenker angeordnet, der in seiner Länge variabel
ist und ein Feder-Dämpferelement
umfasst. Der Lenker stützt entweder – zumindest
annähernd
parallel zur Fahrtrichtung orientiert – über zusätzliche Querlenker den Radträger am Achsbauteil
ab oder er stützt – zumindest
annähernd
horizontal und quer oder schräg
zur Fahrtrichtung orientiert – einen
Radträger
ab, dessen hinteres Gelenk einen kleineren Abstand zur vertikalen
Fahrzeugmittenlängsebene
hat als dessen vorderes Gelenk.
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Der
entsprechende zumindest annähernd
in oder quer zur Fahrtrichtung orientierte Lenker dient in erster
Linie zur Aufnahme und Abstützung
von längsgerichteten
Kräften,
die über
das Rad auf den Radträger
wirken. Durch die Aufteilung der Lenker in ihre wesentlichen Wirkrichtungen,
werden die Kräfte
in den Richtungen aufgenommen, in denen sie bei der Einleitung über das
Rad auch entstehen. Das im Lenker integrierte Feder-Dämpferelement
reagiert auf eine Belastung in Längsrichtung
mit einer Längenänderung,
also einer Verlängerung
oder Verkürzung.
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Dadurch
wird verhindert, dass Längsbelastungen
auf andere im Wesentlichen quer orientierte Lenker übertragen
werden. In dieser vorliegenden Ausführung können die Lagerungen der Lenker
in Querrichtung einfacher aufgebaut und präziser ausgelegt werden. Diese
Lagerungen sind dann beispielsweise als gummielastische Lagerbüchsen mit einer
zentrischen Hülse,
einer äußeren Hülse und
einem zwischen beiden Hülsen
angeordnetes Elastomer aufgebaut. Entgegen herkömmlichen Lagerungen sind hier
genau abstimmbare Dämpfungen
in nur zwei Belastungsrichtungen – Zug-/Druck und Torsion erreichbar.
Ein axialer Freiheitsgrad besteht im Prinzip nicht und wird durch
geeignete Anschläge
oder Führungen
auf ein für
die Montage notwendiges Spiel begrenzt.
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Die
Feder-Dämpferelemente
können
beispielsweise im Prinzip in Form eines herkömmlichen Stoßdämpfers ausgeführt sein.
Hierbei ist ein Kolben verschiebbar in einem beispielsweise ölgefüllten Zylinder
aufgenommen und teilt diesen somit in zwei Kammern. Wird der Kolben
verschoben, kann Öl
von einer Seite des Zylinders in die andere Seite des Zylinders
strömen.
Hierbei wird das strömende Öl durch im
Kolben oder in den Zylindern integrierte Ventile gedrosselt bzw.
gedämpft.
Die Feder-Dämpferelemente
haben als Ruhelage eine mittlere Kolbenstellung.
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Als
weitere Variante ist denkbar, dass diese Ventile regelbare Ventile
sind. Entsprechend dem Beladungszustand, einer gewünschten
vorher eingestellten Funktion oder auch aktiv dem momentanen Fahrzustand
angepasst, kann somit eine Steuerung oder Regelung dieses Feder-Dämpferelementes
erfolgen. Es ist auch denkbar, in extremen Fahrzuständen das
Feder-Dämpferelement
hydraulisch zu verspannen und somit keine Längselastizität zuzulassen.
Auch können
zur Beeinflussung des gesamten Eigenverhaltens der Kinematik des
Fahrwerks beide Kammern dieses Zylinders des Feder-Dämpferelements
mit Druck beaufschlagt werden. Es ist somit durch ein Verschieben
des Radträgers
und der Querlenker in oder entgegen der Fahrtrichtung eine zusätzliche
Beeinflussung des Fahrverhaltens denkbar.
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Der
Radträger
ist mit dem verschwenkbaren Achsbauteil teilweise über ein
System aus mehreren, großteils
querorientierten Lenkern verbunden. Dies hat den Vorteil, dass das
Achsbauteil und diese Lenker unabhängig voneinander in verschiedenen Schwingungsbereichen
und auf unterschiedliche Bewegungsfreiheiten ausgelegt werden können. Hier
ist somit eine Variationsmöglichkeit
des Komfortabgleichs geschaffen. Um eine weitere Verfeinerung dieser
Abstimmungskomponenten zu erreichen, ist die Verwendung von elastisch
aufgehängten
Fahrschemeln oder Achsbrücken
möglich.
Letztere ermöglichen
es, das Abstimmungsspektrum noch weiter zu strecken und entsprechend
aufzuteilen. Es sind somit komfortable Fahrwerksaufhängungen
zu erzielen, die nicht nur in Personenkraftwagen, sondern auch in
Nutzfahrzeugen oder anderen Fahrzeugen der Personenbeförderung
vorteilhaft eingesetzt werden können.
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Das
quer oder schräg
zur Fahrtrichtung verschwenkbare Achsbauteil kann in seiner Ausgestaltung
jedem bekanntem Achsprinzip folgen. Es sind außer Schräglenkern unter anderem Längslenker, Verbundlenker,
Koppellenker usw. möglich.
Da sich die Fahrzeugfederung und Fahrzeugdämpfung sowohl auf diesem verschwenkbaren
Achsbauteil und/oder auf einem radführenden Querlenker befinden
kann, besteht hierbei die weitere aktive Verstellmöglichkeit.
Unter Verwendung einer aktiven Fahrzeugfeder-Dämpfereinheit zwischen dem verschwenkbaren
Achsbauteil und dem Aufbau, kann diese Einheit nach Belieben zugeschaltet
oder abgeschaltet werden. Somit kann zwischen einer sportlich harten
und in seinen Federwegen begrenzten Fahrwerksabstimmung und einer
komfortablen, für
lange Reisen geeignete, Fahrwerksabstimmung gewählt werden. Durch eine Kombination
aktiver Fe der-Dämpfereinheiten
zwischen dem verschwenkbaren Achsbauteil und den radführenden
Lenkern wird eine Wagenheberfunktion zur kompletten Entlastung eines
Rades möglich.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten
Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung mehrerer schematisch dargestellter
Ausführungsbeispiele.
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1:
Dimetrische Draufsicht auf eine Hinterachse mit Mehrlenkerausführung;
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2:
Dimetrische Draufsicht auf eine Hinterachse mit Doppelquerlenkerausführung;
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3:
Dimetrische Draufsicht auf eine Hinterachse mit McPherson-Ausführung;
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4:
Dimetrische Draufsicht auf eine Hinterachse mit Schräglenkerausführung.
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1 zeigt
eine dimetrische Draufsicht auf eine Hinterachse mit Mehrlenkerausführung. Hierbei wird
ein das Rad (10) tragender Radträger (12) von mehreren
räumlich
angeordneten Lenkern (20, 21, 22, 26, 27, 32)
geführt.
Diese Lenker sind ihrerseits über
die Gelenke (60, 61, 62, 63, 64, 65)
und über
zugehörige
z.B. symbolische Kragarme (70, 71, 72, 73, 74, 75)
auf einem, in diesem Beispiel dargestellten Schräglenker (50) angebunden.
Zur Radseite hin sind diese Lenker (20, 21, 22, 26, 27, 32) über die Gelenke
(35, 36, 37, 39, 40, 43)
mit dem Radträger (12)
verbunden.
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Der
Schräglenker
(50) ist über
ein der Fahrzeugmittellinie (6) zugewandtes inneres Schwenklager
(51) und über
ein dem Rad (10) zugewandtes, äußeres Schwenklager (52)
um eine z.B. quer zur Fahrtrichtung (5) angeordnete Schwenkachse
(53) schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse (53)
ist in Fahrtrichtung (5) vor der Raddrehachse (11)
positioniert, wobei der Abstand der Schwenkachse (53) zur Raddrehachse
(11) mindestens der maximalen Länge des längsten Querlenkers entspricht.
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Der – in Fahrtrichtung
(5) gesehen – hinten liegende
obere Querlenker (21) ist radseitig über das Lenkerlager (36)
und zur Fahrzeugmittellinie (6) hin über das Lenkerlager (61)
schwenkbar gelagert. Der vordere obere Querlenker (26)
ist radseitig über
das Gelenk (39) mit dem Radträger (12) verbunden.
Das vom Radträger
(12) entfernt liegende Ende des Querlenkers (26)
ist über
das Gelenk (63) und einem Kragarm (73) an dem
Schräglenker
(50) schwenkbar angebracht. Durch den Querlenker (26)
und den Querlenker (21) wird eine obere Querlenkerebene
in Form eines aufgelösten
Dreieckslenkers durch die Verwendung der radträgerseitigen Gelenke (36, 39) erzeugt.
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Eine
untere Querlenkerebene wird durch den hinteren unteren Querlenker
(22) und den vorderen unteren Querlenker (27)
gebildet. Auch hier wird ein aufgelöster Dreieckslenker durch die
Anordnung der radseitigen Lager (37, 40) und der
aufbauseitigen Lager (62) und (64) gebildet. Beide
Lager (62, 64) sind jeweils über Kragarme (72, 74)
auf dem Schräglenker (50)
angeordnet.
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In
Fahrtrichtung (5) hinter der vertikalen Radmittenebene
(8) ist ein hinterer Querlenker (20) über das
radträgerseitige
Gelenk (35) und an seinem zur Fahrzeugmittellinie (6)
weisenden Ende über
ein Gelenk (60) und einen Kragarm (70) auf dem
Schräglenker
(50) befestigt.
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Ausgehend
von der Radrehachse (11) ist in Fahrtrichtung (5)
liegend ein weiteres Gelenk (43) angeordnet. Vor diesem
radträgerseitigen
Gelenk (43) ist ein im Wesentlichen in Fahrtrichtung (5)
weisender Längslenker
(32) positioniert. An seinem am Radträger (12) liegenden
Ende ist dieser Längslenker (32) über das
Gelenk (43) befestigt. Sein anderes Ende ist am Schräglenker
(50) in dem Gelenk (65) – mit dem zugehörigen Kragarm
(75) – nahe
dem äußeren Schwenklager
(52) des Schräglenkers
(50) gelagert.
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Der
Längslenker
(32) besteht aus zwei Teilen, wobei zwischen beiden Teilen
ein Feder-Dämpferelement
(55) eingebaut ist. Letzteres ermöglicht dem Längslenker
(32) eine in Längslenkerrichtung orientierte
Längenänderung.
Das eine Teil stützt
sich gegen das andere über
eine in dem Feder-Dämpferelement
(55) eingebaute Feder ab. Parallel oder in Reihe zu dieser
Feder kann ein Dämpfungsglied
angeordnet sein.
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Die
für die
vertikale Abstützung
des Rades (10) vorgesehenen Federn und Dämpfer sind
im Ausführungsbeispiel
nach 1 nicht dargestellt. Diese Federn und Dämpfer können zwischen
den Querlenkern (20, 21, 22, 26, 27)
und dem Fahrzeugaufbau angeordnet sein. Ferner sind Feder- oder
Dämpferelemente
auch zwischen dem Schräglenker
(50) und dem Fahrzeugaufbau denkbar. Beispielsweise können die
Feder-Dämpferelemente
zwischen den Querlenkern (20, 21, 22, 26, 27)
und dem Fahrzeugaufbau für
Schwingungen im hochfrequenten Bereich und für kleine Schwingungsamplituden
ausgelegt sein, während
die Feder-Dämpferelemente
zwischen dem Schräglenker
(50) und dem Fahrzeugaufbau für tieferfrequente Schwingungen
und Schwenkbewegungen des Schräglenkers
(50) mit großen
Amplituden abgstimmt sind.
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In
einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform
besteht die Möglichkeit,
dass sich auch Feder-Dämpferelemente
zwischen den Querlenkern (20, 21, 22, 26, 27)
und dem Schräglenker
(50) befinden.
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Durch
die aufgelösten
oberen und unteren Querlenkerebenen kann das Rad (10) beim
Ein- und Ausfedern entsprechend der Anordnung der Lenker und vorbestimmter
Elastizitäten
der Gelenke sowohl radträgerseitig
wie auch aufbauseitig vorbestimmte Stellungen bezüglich Spur
und Sturz einnehmen. Ein entgegengesetzt zur Fahrtrichtung (5)
auf das Rad (10) wirkender Stoss, beispielsweise hervorgerufen durch
Bremsen oder Überfahren
eines Hindernisses, wird hier direkt von dem Feder-Dämpferelement
(55) des Längslenkers
(32) aufgenommen. Alle rad- (35, 36, 37, 39, 40)
und aufbauseitigen Lagerungen (60; 61, 62, 63, 64)
der Querlenker (20, 21, 22, 26, 27) bleiben
von dieser Längsbelastung
im Wesentlichen unbeeinflusst und dienen somit nur der elastokinematischen
Bewegung des Rades beim Ein- und Ausfedern. Ferner wird durch die
Verwendung des Schräglenkers
(50) mit seinen Schwenklagern (51) und (52)
eine zusätzliche
Abkopplung erreicht. Diese Abkopplung vermindert eine Geräuschübertragung des
Fahrwerks auf den Fahrzeugaufbau. Kurze Stöße und hochfrequente Schwingungen
des Rades werden sowohl bei vertikaler wie auch bei horizontaler
Erregung über
die Schwenklager (51, 52) bedämpft, soweit dies nicht bereits
durch die rad- und schräglenkerseitigen
Gelenke (35, 36, 37, 39, 40 und 60, 61, 62, 63, 64)
der Querlenker (20, 21, 22, 26, 27) geschehen
ist.
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Die
bisher gebräuchlichen
Radaufhängungen
stellen einen Kompromiss in der Aufnahme und Abstützung von
vertikalen und ho rizontalen Kräften in
jedem einzelnen rad- oder aufbauseitigen Lenkerlager dar. Wie in
dem Ausführungsbeispiel
dargestellt, ist es möglich,
alle Querlenker (20, 21, 22, 26, 27)
nur zur Abstützung
von Querkräften
zu verwenden. Die horizontal orientierten Längskräfte werden zuerst über den
Längslenker
(32) mit seinem Federelement (55) und dann über die
Lager (51, 52) des Schräglenkers (50) aufgenommen.
Durch eine geeignete Abstimmung und Auslegung der Schwenklager (51, 52)
des Schräglenkers
(50) kann zusätzlich
eine gezielte Einflussnahme der Eigenlenkbewegung des Rades (10)
und somit der gesamten Lenkeranordnung erzielt werden. Daher ist
es denkbar, dass bei einem Längsstoß die im
Feder-Dämpferelement
(55) aufgenommenen Kräfte
bei zum Beispiel gleichzeitiger Einfederung des Rades (10)
eine kompensierende Wirkung der Schwenkbewegung des Schräglenkers
(50) bewirken.
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Der
Schräglenker
(50) mit seinen Schwenklagern (51, 52)
kann ggf. an einem Fahrschemel oder einer elastisch gelagerten Brücke am Fahrzeugaufbau
angebracht sein.
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In 2 ist
eine Variante der 1 in Doppelquerlenkerausführung dargestellt.
Hierbei ist ein oberer Querlenker (30) zwischen dem Radträger (12) und
dem Schräglenker
(50) angeordnet. Der Querlenker ist am Radträger (12) über ein
Gelenk (41) und am Schräglenker
(50) über
ein am Ende eines Kragarms (77) angeordnetes Gelenk (67)
angelenkt. Eine hierzu tieferliegende Querlenkerebene wird durch den
hinteren Querlenker (20) und den vorderen Querlenker (25)
gebildet. Beide Querlenker (20, 25) weisen in
etwa mittiger Lage je ein vertikal ausgerichtetes Schwenklager (80, 81)
auf, wobei das vordere Schwenklager (81) des vorderen Querlenkers
(25) über
den Kragarm (86) mit dem Schräglenker (50) verbunden
ist und das hintere Schwenklager (80) des hinteren Querlenkers
(20) über
den Krag arm (85) auf dem Schräglenker (50) befestigt
ist. Radseitig ist der hintere Querlenker (20) über das
Gelenk (35) und der vordere Querlenker (25) über das
Gelenk (38) mit dem Radträger (12) verbunden.
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Wie
in 1 bereits beschrieben, ist zwischen dem Radträger (12)
und dem Schräglenker (50)
ein Längslenker
(32) eingebaut. Auch hier ist im Längslenker (32) ein
Feder-Dämpferelement
(55) vorgesehen. Der Längslenker
(32) ist zwischen einem radträgerseitigen Gelenk (43)
und einem schräglenkerseitigen
Gelenk (65) angeordnet. Das Gelenk (65) sitzt
an Ende eines abgewinkelten Kragarms (75).
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Die
in der Regel mit nur einem Schwenkfreiheitsgrad ausgestatteten Schwenklager
(80, 81) ermöglichen
entsprechend der Elastizität
des Feder-Dämpferelements
(55) eine kinematische Verlagerung des Radträgers (12).
Hierbei schwenkt der Radträger
(12) bzw. das Rad (10) entsprechend der in Längslenkerrichtung
vorgesehenen Längsnachgiebigkeit über die
Schwenklager (80, 81). So wie in 1,
ist auch in diesem Fall eine Verbesserung der Genauigkeit der Lenkerkinematik
und der Gelenke (32, 35, 41, 43, 67, 80, 81)
erreichbar. Da die Lenkerlager im Wesentlichen nicht zur Federung
und Bedämpfung
der Längselastizität herangezogen
werden, ist eine Beeinflussung des kinematischen Eigenlenkverhaltens
dahingehend zu erzielen, dass beispielsweise beim Bremsen eine Stabilisierung
des Spurverhaltens durch Verschwenken des Rades (10) in
Richtung Vorspur entsteht. In beiden 1 und 2 tritt
dieser kinematische Vorspureffekt auch beim Ein- und Ausfedern des
Rades (10) auf. Durch die sphärische Bahn des Gelenkes (43)
wird bei einer Ein- oder Ausfederung der Längslenker (32) mit
dem Feder-Dämpferelement
(55) auf Zug oder Druck beansprucht. Diese Zugbeanspruchung
führt zur
einer Längenveränderung
des Längslenkers
(32), bewerkstelligt durch das Feder-Dämpferele ment (55).
Diese Längenänderung
des Längslenkers
(32) erzeugt beim Ein- und Ausfedern ebenfalls eine Veränderung der
Lenkerkinematik durch ein Verschwenken des Rades (10) in
Vorspur. In beiden Fällen – Bremsvorgang
sowie Ein- und Ausfedern – wird
somit eine Erhöhung
der passiven Fahrsicherheit erreicht.
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Entgegen 1,
bei der alle Querlenker (20, 21, 22, 26, 27)
eine Vertikalbewegung durchführen können, ist
in 2 die Vertikalbewegung, die dem Ein- und Ausfedern
entspricht, nur über
den Schräglenker
(50) möglich.
Bei einem Ein- oder Ausfedern wird die Federbewegung des Rades (10) über die
Abstützbasis
der Schwenklager (80, 81) auf den Schräglenker
(50) übertragen
und somit eine Ein- oder Ausfederbewegung der gesamten Achsaufhängung ermöglicht.
Beim Ein- und Ausfedern in 1 bewirkt
der Längslenker
(32) mit dem Feder-Dämpferelement
(55) bei stillstehendem Schräglenker (50) eine
in vertikaler Radmittenebene (8) bogenförmige Ein- und Ausfederbahn
des Gelenkes (43). Da der Schräglenker (50) in der
Ruheposition verbleibt, verbleibt auch der schräglenkerseitige Anlenkpunkt
(65) des Längslenkers
(32) in seiner Position unverändert. Der Längslenker
(32) erfährt
hierbei eine Längenänderung,
die in bereits beschriebener Weise zu einer Vorspuränderung
des Rades (10) führt.
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Die
in 2 dargestellte Ausführungsvariante ermöglicht eine
Aufteilung der fahrwerksspezifischen Anforderungen von Längselastizität und Fahrkomfort.
Diese werden über
den Längslenker
(32) mit seinem Feder-Dämpferelement
(55) aufgenommen. Das radkinematische Eigenlenkverhalten
bleibt im Wesentlichen auf die Querlenker (30, 20, 25)
und den lenkerzugehörigen
Gelenken (32, 35, 41, 43, 67, 80, 81)
beschränkt.
Die Ein- und Ausfederung bleibt somit primär dem Schräglenker (50) überlassen,
der somit bevorzugt auch zur Aufnahme eines ein- und ausfedernden
Feder-Dämpferelementes
geeignet ist.
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Als
eine Variante zu 2 zeigt 3 eine dimetrische
Draufsicht auf eine Hinterachse mit McPherson-Prinzip. Wie im vorhergegangenen
Beispiel von 2 übernimmt auch hier der Schräglenker (50)
hauptsächlich
die Funktion des Ein- und Ausfedern. Entsprechend der 2 ist
ein oberer Querlenker (30) radträgerseitig am Gelenk (41)
und schräglenkerseitig
am Gelenk (67) über
den Kragarm (77) mit dem Schräglenker (50) verbunden.
Ein unterer Querlenker (31) weist in Querlenkerrichtung
ein Schwenklager (82) mit einer – in Konstruktionslage – im Wesentlichen
vertikalen Schwenkachse auf. Das Schwenklager (82) ist über den
Kragarm (87) fest mit dem Schräglenker (50) verbunden.
Von diesem Schwenklager (82) ausgehend endet der untere Querlenker
(31) im radträgerseitigen
Gelenk (42).
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Zur
Aufnahme der Längselastizität ist, wie
in den vorhergegangenen Beispielen, ein in Längsrichtung orientiertes Feder-Dämpferelement (55)
vorgesehen. Dieses Feder-Dämpferelement
(55) ist zur Radseite hin fest mit dem Radträger (12)
verbunden und zur radabgewandten Seite über den Längslenker (32) mit
dem Gelenk (66) und dem Kragarm (76) auf dem Schräglenker
(50) befestigt. In allen vorangegangenen Figuren ist es
dem Rad (10) möglich,
entsprechend den Elastizitäten
der Lenker so zu verschwenken, dass Sturzänderungen und gleichzeitig Vorspuränderungen
möglich
sind. Dies wird in 3 durch die radträgerseitige
feste Anbindung des Feder-Dämpferelementes
(55) reduziert. Die lange Abstützbasis der aus den radträgerseitigen
Lagern (41, 42) gebildeten Schwenkachse vermindert
im Zusammenhang mit dem in Fahrtrichtung (5) vorne liegenden
Gelenk (66) des Längslenkers
(32) die Verdrehfähigkeit
des gesamten Radträgers
(12).
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Die
in 3 dargestellte Ausführung ist in ihrer Reduktion
der verwendeten Lenker und Lager eine kostengünstige Ausführung und daher eher für den Einsatz
in Klein- und Mittelklassefahrzeugen geeignet.
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Eine
weitere Vereinfachung ist in 4 als dimetrische
Draufsicht auf eine Hinterachse mit Schräglenkerausführung abgebildet. Hierbei ist
ein kniehebelförmiger
Radträger
(15) nur über
einen vorderen Querlenker (25) und einem hinteren Schwenklager
(83) mit dem Schräglenker
(50) verbunden.
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Der
vorne liegende Querlenker (25) ist am Radträger (15) über das
Gelenk (38) angebunden. Am Schräglenker (50) ist er über das
Gelenk (68) und den Kragarm (78) befestigt. Das
hinten liegende Schwenklager (83) ist einerseits direkt
an dem Radträger
(12) angeordnet und andererseits über den Kragarm (88)
unmittelbar auf dem Schräglenker
(50) angebracht. Dieses Schwenklager (83) hat
zumindest in der Konstruktionslage eine zumindest annähernd vertikale
Schwenkachse. Es ermöglicht
so dem Rad (10) eine Verstellung der Vorspur.
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Das
hintere Schwenkgelenk (83) des Radträgers (15) hat einen
kleineren Abstand zur vertikalen Fahrzeugmittenlängsebene als dessen vorderes
Kugelgelenk (38). Folglich liegt die kürzeste Verbindung zwischen
den Gelenken (83, 38) auf einer Geraden, die mit
der vertikalen Fahrzeugmittenlängsebene
einen spitzen Winkel einschließt.
Der gedachte Schnittpunkt dieser Geraden mit der Fahrzeugmittenlängsebene
liegt räumlich
hinter der Raddrehachse, ggf. sogar hinter dem Fahrzeug. Der Radträger (15) ist
im Ausführungsbeispiel
als Kniehebel ausgebildet. Er setzt sich aus einem Querhebel (16)
und einem Längshebel
(17) zusammen, wobei hier beide Hebel (16, 17)
einen rechten Winkel einschließen
und der Längshebel
mindestens doppelt so lang wie der Querhebel ist. Am Längshebel
ist der das Rad (10) lagernde Achszapfen (18)
befestigt.
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Entsprechend
der räumlichen
Anstellung der Schwenkachse des Schwenklagers (83) kann
auch hier eine in geringem Rahmen kombinierte Ausrichtung der Vorspuränderung
und der Sturzänderung
erreicht werden. Die Ein- und Ausfederfunktion dieser Achsausführung wird
wie in den 2 und 3 ausschließlich vom
Schräglenker
(50) übernommen, wobei
der Schräglenker
(50) auch hier zur Aufnahme des zentralen ein- und ausfedernden
Feder-Dämpferelements
dient.
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Das
schräglenkerseitige
Lager (68) des vorderen Querlenkers (25) liegt – in Fahrtrichtung
(5) gesehen – weiter
vorne als das radträgerseitige
Gelenk (38) des Querlenkers (25). Durch diese
von den bisher beschriebenen Figuren abweichende Ausrichtung des
Feder-Dämpferelements
(55) aus der längsorientierten
Richtung in eine vorwiegend querorientierte Richtung wird hier über den
Kniehebel (16, 17) des Radträgers (15) eine Längselastizität über das Feder-Dämpferelement
(55) ermöglicht.
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Eine
geeignete Verwendung dieser in 4 gezeigten
Ausführungsvariante
ist entsprechend der Auslegung und Kombination des Feder-Dämpferelementes
(55) zur akustischen Abkopplung und dem Einsatz in kleineren
Fahrzeugen mit einer kostengünstigen
Hinterachsausführung
geeignet. Diese Einzelradaufhängung
hat wenige Gelenke, eine geringe Masse und eine günstige Massenverteilung.
-
- 5
- Fahrtrichtung
- 6
- Fahrzeuglängsachse,
Fahrzeugmittellinie
- 7
- Fahrbahn,
Radaufstandsebene
- 8
- vertikale
Radmittenebene
- 10
- Rad
- 11
- Raddrehachse
- 12
- Radträger
- 13
- Radlagerzapfen
- 15
- Radträger, kniehebelförmig
- 16
- Querhebel
- 17
- Längshebel
- 18
- Achszapfen
- 20
- hinten
liegender Querlenker
- 21
- hinten
liegender oberer Querlenker
- 22
- hinten
liegender unterer Querlenker
- 25
- vorne
liegender Querlenker
- 26
- vorne
liegender oberer Querlenker
- 27
- vorne
liegender unterer Querlenker
- 30
- oberer
Querlenker
- 31
- unterer
Querlenker
- 32
- Längslenker
- 35
- Lenkerlager
radseitig zu (20), Gelenk zu (20)
- 36
- Lenkerlager
radseitig zu (21), Gelenk zu (21)
- 37
- Lenkerlager
radseitig zu (22), Gelenk zu (22)
- 38
- Lenkerlager
radseitig zu (25), Gelenk zu (25)
- 39
- Lenkerlager
radseitig zu (26), Gelenk zu (26)
- 40
- Lenkerlager
radseitig zu (27), Gelenk zu (27)
- 41
- Lenkerlager
radseitig zu (30), Gelenk zu (30)
- 42
- Lenkerlager
radseitig zu (31), Gelenk zu (31)
- 43
- Lenkerlager
radseitig zu (32), Gelenk zu (32)
- 50
- Schräglenker,
Längslenker,
Achsbauteil
- 51
- inneres
Schwenklager zu (50)
- 52
- äußeres Schwenklager
zu (50)
- 53
- Schwenkachse
zu (51, 52)
- 55
- Feder-Dämpferelement
- 60
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (20), Gelenk zu (20)
- 61
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (21), Gelenk zu (21)
- 62
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (22), Gelenk zu (22)
- 63
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (26), Gelenk zu (26)
- 64
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (27), Gelenk zu (27)
- 65
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (32), Gelenk zu (32)
- 66
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (12), Gelenk zu (12)
- 67
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (30), Gelenk zu (30)
- 68
- Lenkerlager
fahrzeugmittig zu (25), Gelenk zu (25)
- 70
- Kragarm
zu (60)
- 71
- Kragarm
zu (61)
- 72
- Kragarm
zu (62)
- 73
- Kragarm
zu (63)
- 74
- Kragarm
zu (64)
- 75
- Kragarm
zu (65)
- 76
- Kragarm
zu (66)
- 77
- Kragarm
zu (67)
- 78
- Kragarm
zu (68)
- 80
- Schwenklager
zu (20)
- 81
- Schwenklager
zu (25)
- 82
- Schwenklager
zu (31)
- 83
- Schwenklager
zu (12)
- 85
- Kragarm
zu (80)
- 86
- Kragarm
zu (81)
- 87
- Kragarm
zu (82)
- 88
- Kragarm
zu (88)