DE19721754A1 - Unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten derartigen Radaufhängung (JP 58-139807 A (Patents Abstracts of Japan, M-256, Nov. 16,1983, Vol. 7, No. 257)) sind die Räder über Schräglenker geführt, wobei die karosserieseitige Anlenkung der bezüglich ihrer Schwenkachse zur Radachse in Längsrichtung versetzten Schräglenker über elastische Lager erfolgt. Diese elastische Anlenkung hat zur Folge, daß bei auf die Räder bei zum Beispiel bei Kurvenfahrt wirkenden Seitenkräften das kurvenäußere Rad tendenziell aufgrund der gegebenen Elastizitäten in Richtung Nachspur verschwenkt wird, was unerwünscht ist. Dem wird bei der bekannten Lösung dadurch begegnet, daß der Schräglenker im Bereich des radnahen, also der Fahrzeugaußenseite benachbarten Lenkerlagers über einen zusätzlichen Führungsarm mit der Karosserie verbunden wird, der in einer zur Schwenkachse des Schräglenkers senkrechten Schwenkebene liegt und achsparallel zur Schwenkachse des Schräglenkers sowohl am Schräglenker wie auch karosserieseitig angelenkt ist. Die Anlenkungen des Führungsarmes am Schräglenker bzw. an der Karosserie liegen dabei, bezogen auf die Fahrtrichtung, zu beiden Seiten der Schwenkachse des Schräglenkers, und damit auch versetzt zu dieser Schwenkachse, so daß der Anlenkpunkt des Führungsarmes am Schräglenker bezogen auf die Schwenkachse des Schräglenkers einen kleineren Krümmungsradius aufweist als bezogen auf die durch die karosserieseitige Anlenkung des Führungsarmes bestimmte Schwenkachse. In Verbindung mit einem Höhenversatz der karosserieseitigen Anlenkung des Führungsarmes gegenüber der entsprechenden Anlenkung des Schräglenkers lassen sich die Schwenkkurven des Führungsarmes und des Schräglenkers soweit gegeneinander verschieben, daß die durch die Elastizitäten in den Lenkerlagern des Schräglenkers gegebene Tendenz, daß das Rad unter Seitenkrafteinfluß in Richtung Nachspur verschwenkt, über die durch den Führungsarm erreichte Zwangsführung kompensiert bzw. überkompensiert werden kann. Systembedingt hat eine derartige Zwangsführung aber zur Folge, daß die über den Führungsarm bewirkte zwangsweise Vorspuränderung nicht nur bei Kurvenfahrt eintritt, sondern bei allen Federvorgängen, d. h. auch bei einseitiger oder zweiseitiger Hindernisfederung. Abgesehen davon, daß eine derartige Zwangsführung mit der dadurch bedingten Verspannung der Elastizitäten dem Komfort des Fahrzeuges abträglich ist, ist die erreichte Vorspuränderung beim Hindernisfedern unerwünscht und führt auch zu erhöhtem Reifenverschleiß.

Durch die Erfindung sollen die genannten Nachteile vermieden werden, und es soll bei einer einfachen konstruktiven Gestaltung eine Möglichkeit geschaffen werden, unter Seitenkrafteinfluß bei Kurvenfahrt eintretende unerwünschte Spuränderungen zumindest teilweise zu kompensieren oder auch zu überkompensieren.

Erreicht wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1. Diese haben zur Folge, daß auf den Lenker beim einseitigen Kurvenfedern eine der seitenkraftabhängigen Stellkraft entgegenwirkende Gegenkraft ausgeübt wird, so daß das konstruktiv vorgegebene Spurverhalten, ungeachtet einer Kurvenfahrt bedingten Seitenkraft, zumindest im Wesentlichen beibehalten werden kann oder trotz Seitenkrafteinfluß bei Kurvenfahrt sogar eine Änderung in Richtung Vorspur erreicht werden kann, ohne das Federungsverhalten bei gleichseitiger Hindernisfederung zu beeinträchtigen. Auch sind bei einseitiger Hindernisfederung die durch die Erfindung erreichten Effekte der Änderung in Richtung Vorspur nur halb so groß wie bei wechselseitiger Kurvenfederung, so daß mögliche negative Einflüsse bei einseitiger Hindernisfederung gering sind.

Die erfindungsgemäße Lösung ist sowohl in Verbindung mit Längs- wie auch mit Schräglenkern, und in Abhängigkeit von den Elastizitäten der Lenkerlager sowohl in Bezug auf die radnahen wie auch in Bezug auf die radfernen Lenkerlager einsetzbar, wobei der Einsatz bevorzugt in Bezug auf jenes Lenkerlager erfolgt, in dem sich unter Seitenkrafteinfluß bei Kurvenfahrt die größeren Lenkeffekte im Hinblick auf Änderungen der Vorspur ergeben. Darüber hinaus sind bei der erfindungsgemäßen Lösung auch unterschiedliche Lagen des Stabilisators zum Schräglenker möglich und es ist ferner zusätzlicher Gestaltungsspielraum dadurch gegeben, das der mit dem Lenker verbundene Momentenhebel über ein Brückenglied mit dem Hebelarm des Wankstabilisators verbunden wird.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner ist die Erfindung nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, das in stark schematisierter Darstellung in

Fig. 1 eine Schräglenker-Radaufhängung eines Personenkraftwagens in Drauf­ sicht zeigt, und in

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung gemäß Linie II-II in Fig. 1.

In den Zeichnungen ist von einer unabhängigen Radaufhängung für Personenkraftwagen lediglich die eine Seite einer Achse dargestellt, wobei mit 1 das Rad bezeichnet ist, das über einen Schräglenker 2 geführt ist, der über eine bei 3 angedeutete Feder- und/oder Dämpferanordnung gegenüber der Karosserie abgestützt ist. Der Schräglenker 2 weist Lenkerlager 4 und 5 auf, über die in nicht näher dargestellter Weise die Anbindung an die Karosserie erfolgt, wobei die Lenkerlager 4 und 5 die Schwenkachse 6 des Schräglenkers 2 bestimmen, die quer zur Fahrtrichtung F schräg nach vorne außen verläuft. Von den Lenkerlagern 4 und 5 ist das Lenkerlager 5, also hier das radfernere, fahrzeuginnere Lenkerlager 5 elastisch ausgebildet, derart, daß der Schräglenker 2 bei Kurvenfahrt, bezogen auf die Darstellung in Fig. 1 bei Fahrt einer Rechtskurve (Pfeil 7), über die mit 8 bezeichnete und im Bereich des Aufstandspunktes des Rades 1 angreifende Seitenkraft tendenziell in Richtung Nachspur verstellt wird. Bezogen auf die in den Lenkerlagern 4 und 5 dabei auftretenden Kräfte bedeutet dies für das Lager 4, daß dies bezogen auf die dort angreifenden Kräfte relativ härter ausgebildet sein muß als das Lager 5, aber ebenfalls eine elastische Ausbildung aufweisen kann.

Wie die Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 zeigt, ist der Schräglenker 2 im Bereich des Lagers 5, bevorzugt über das dem Schräglenker 2 zugehörige Gehäuse des Lagers 5 mit einem Momentenhebel 9 starr verbunden, der im Ausführungsbeispiel, das die Konstruktionslage zeigt, senkrecht nach oben ragt und an seinem oberen Ende mit einer Stange 10 als Brückenglied gelenkig verbunden ist, die über ein weiteres Gelenk am Hebelarm 11 eines insgesamt mit 12 bezeichneten Wankstabilisators angelenkt ist, der einen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden und gegenüber dem Fahrzeugaufbau gelagerten Drehstab 13 umfaßt.

Entsprechend der symmetrischen Ausbildung ist der Wankstabilisator 12, wie Fig. 1 zeigt, im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei die Hebelarme 11 vom Drehstab 13 aufragen und in der Konstruktionslage im wesentlichen parallel zum jeweiligen Momentenhebel 9 stehen, mit dem das stangenförmige Brückenglied 10 über die Gelenke 14 und 15 verbunden ist.

Federt das Rad 1 ein, so wird, wie schematisch (Pfeil 17) in Fig. 2 dargestellt, der Schräglenker 2 nach oben verschwenkt, und in entsprechender Weise der Momentenhebel 9 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dies gilt bezogen auf die hier dargestellte linke Fahrzeugseite und hat zur Folge, daß das Brückenglied 10 als Druckstange den Hebelarm 11 des Stabilisators 12 in gleicher Richtung verschwenkt. Für die hier nicht gezeigte zweite Fahrzeugseite, also die rechte Fahrzeugseite gilt unter quasi umgekehrtem Vorzeichen entsprechendes. Denn das rechte, bezogen auf eine Rechtskurve (Pfeil 7) innere Rad federt gegenüber der Karosserie aus, so daß der Momentenhebel im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, und damit auch der Hebelarm des Stabilisators 12.

Die Übertragung einer Druck- bzw. Zugkraft von dem mit dem Schräglenker 2 starr verbundenen Momentenhebel auf das Brückenglied 10 hat zur Folge, daß sich im entsprechenden Lenkerlager, bezogen auf Fig. 1 also dem Lenkerlager 5 eine der auf das Brückenglied 10 ausgeübten Kraft entsprechende Gegenkraft ergibt, die im Ausführungsbeispiel durch den Pfeil 16 symbolisiert ist und die bezogen auf die über den Momentenhebel 9 in das Brückenglied 10 eingeleitete Stellkraft im Lager 5 eine Gegenkraft zu der aus der Seitenkraft resultierenden Stellkraft bildet.

Die vorgeschilderten Effekte treten beim gleichseitigen Federn nicht auf, da der Drehstab 13 des Stabilisators 12 dann frei mitschwenkt. Beim einseitigen Hindernisfedern ergeben sich zwar im Prinzip gleiche Verhältnisse wie bei durch Kurvenfahrt bedingtem Federn, aber deutlich geringere Effekte, da bei Kurvenfahrt durch die gegenläufige Federbewegung an kurveninnerem und kurvenäußerem Rad über den Stabilisator wesentlich größere Gegenkräfte aufgebaut werden als bei einseitigem Hindernisfedern.

Um solche Effekte beim einseitigen Federn gänzlich auszuschließen ist es möglich, den Drehstab in bekannter Weise schaltbar auszuführen, so daß der erfindungsgemäße Effekt nur bei Kurvenfahrt auftritt, bei einseitigem Hindernisfedern dagegen nicht zum Tragen kommt.

Um den erfindungsgemäßen Effekt möglichst groß zu machen, erweist es sich als zweckmäßig, das jeweils mit dem Momentenhebel verbundene Lager radial unsymmetrisch so auszulegen, daß, bezogen auf das jeweils kurvenäußere Rad, das einer weit höheren Seitenkraft unterliegt als das kurveninnere, eine große Wegänderung in Richtung Vorspur erreicht werden kann. Über Anfahr- und Bremskräfte, die ebenfalls über die Lagerstellen des Schräglenkers abgefangen werden und ebenfalls Spuränderungen hervorrufen können, ergeben sich keine entsprechenden Wirkungen, da die hier auftretenden Kräfte im Vergleich zu den über den Wankstabilisator bei der erfindungsgemäßen Lösung eingeleiteten Gegenkraft sehr viel geringer sind. Dies ergibt sich daraus, daß die Abstützbasis zwischen den Lagern 4 und 5 des Schräglenkers sehr viel größer ist als die Länge des Momentenhebels und die Länge des Hebelarmes des Stabilisators.

Durch geeignet gewählte Längen für den Momentenhebelarm und den Hebelarm des Stabilisators sowie die Federkennung des Federstabes läßt sich im übrigen die Größe der der seitenkraftabhängigen Stellkraft zu überlagernden Gegenkraft soweit beeinflussen, daß bei entsprechender Abstimmung auf die gewählten Elastizitäten der Lenkerlager der angestrebte Lenkeffekt entsprechend beeinflußt werden kann.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, das jeweils radnähere, also fahrzeugäußere Lenkerlager über den Momentenhebelarm mit dem Wankstabilisator zu verbinden, wobei dann allerdings im Hinblick auf die dort entgegengesetzten Belastungsverhältnisse Momentenhebelarm und Stabilisator in ihrer Lage angepaßt werden müßten, also beispielsweise bezogen auf die Darstellung gemäß Fig. 2, beide nach unten ragend und an ihrem unteren freien Ende über das Brückenglied verbunden angeordnet werden müßten.

Bezogen auf das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist es, was hier nicht dargestellt ist, möglich, unter Beibehalt der Lage des Momentenhebels den Stabilisator um 180° bezüglich des Gelenkes 14 gedreht anzuordnen, so daß der Hebelarm vom Drehstab nach unten ragt. Weiter kann das Brückenglied sich vom Momentenhebel in der zur gezeigten Erstreckung entgegengesetzten Richtung erstrecken, und zwar bei ausgehend vom Brückenglied nach oben oder unten sich erstreckendem Hebelarm.

Entsprechende Möglichkeiten der Abwandlung sind auch bezogen auf die Anordnung gegeben, die vorstehend für den nicht dargestellten Fall der Aufbringung der Gegenkraft am radnäheren Lenkerlager beschrieben wurde.

Die Erfindung ist auch in Verbindung mit Verbundlenkerachsen einzusetzen, also Achsen, bei denen die Räder jeweils über einen Längs- oder Schräglenker geführt sind und diese Lenker über ein biegesteifes, aber torsionsweiches Querglied verbunden sind, das seinerseits im Bereich der Längsseiten des Fahrzeuges elastisch gegenüber dem Fahrzeugaufbau abgestützt ist. Hierdurch ergibt sich zwar eine sehr viel breitere Abstützbasis als bei Radaufhängungen mit unabhängig voneinander gegenüber dem Fahrzeugaufbau gelagerten Schräg- oder Längslenkern. Dennoch können auch bei solchen Verbundlenkerachsen die erfindungsgemäß angestrebten Effekte, wenn auch in verringertem Umfang, erreicht werden, wobei dann allerdings, analog zu Längs- oder Schräglenkern mit Anbringung des Momentenhebels am radnäheren Lenkerlager, der Momentenhebel nach unten ragend anzuordnen ist, und in entsprechender Weise auch der mit diesem über das Brückenglied verbundene Hebelarm des Drehstabstabilisators.

Claims (16)

1. Unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen mit beiderseits einer Fahrzeugachse über mindestens einen Lenker geführtem Rad, Anlenkung des jeweiligen Lenkers über mindestens ein elastisches Lenkerlager, Vorspuränderung des Rades durch elastische Verformung des Lenkerlagers unter Einwirkung von Seitenkräften auf das jeweilige Rad bei Kurvenfahrt sowie Stabilisierung des Fahrzeuges über einen die beiden Räder einer Achse verbindenden Wankstabilisator mit über einen Drehstab verbundenen Hebelarmen, dadurch gekennzeichnet, daß beim wechselseitigen Federn in entsprechenden Lenkerlagern (5) der Lenker (2) einer Achse eine der seitenkraftabhängigen Stellkraft (8) entgegengerichtete, in ihrer Größe mit der Auslenkung der Lenker (2) aus ihrer Konstruktionslage zunehmende, auf das jeweilige Lenkerlager (5) wirkende Gegenkraft als Stützkraft eines starr mit dem jeweiligen Lenkerlager (5) verbundenen Momentenhebels (9) gegeben ist, der seinerseits gegen den zugehörigen, in der Konstruktionslage etwa parallel liegenden Hebelarm (11) des Wankstabilisators (12) über eine Gelenkverbindung (10, 14, 15) abgestützt ist.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker als Längslenker ausgebildet ist.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker als Schräglenker (2) ausgebildet ist.

4. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils radferne, bezogen auf die Fahrtrichtung vor der Radachse liegende Lenkerlager (5) elastisch ausgebildet ist und daß der Momentenhebel (9) diesem Lenkerlager (2) zugeordnet ist.

5. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils radnahe, bezogen auf die Fahrtrichtung vor der Radachse liegende Lenkerlager elastisch ausgebildet ist und daß der Momentenhebel diesem Lager zugeordnet ist.

6. Radaufhängung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentenhebel (9) in der Konstruktionslage aufrechte, insbesondere senkrechte Erstreckung aufweist.

7. Radaufhängung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentenhebel (9) sich nach oben erstreckt.

8. Radaufhängung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentenhebel nach unten ragt.

9. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentenhebel (9) und der mit diesem verbundene Hebelarm (11) des Wankstabilisators (12) gleiche Erstreckungsrichtung aufweisen.

10. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentenhebel und der mit diesem verbundene Hebelarm des Wankstabilisators entgegengesetzte Erstreckungsrichtung aufweisen.

11. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentenhebel (9) und der mit diesem verbundene Hebelarm (11) des Wankstabilisators (12) in Fahrzeuglängsrichtung versetzt zueinander liegen.

12. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Momentenhebel (9) verbundene Lenkerlager (5) und der Drehstab (13) des Wankstabilisators (12) im Wesentlichen auf gleicher Höhe liegen.

13. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentenhebel (9) und der mit diesem verbundene Hebelarm (11) des Wankstabilisators (12) über ein Brückenglied (10) gekoppelt sind.

14. Radaufhängung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenglied (10) in der Konstruktionslage in Annäherung senkrecht zum Momentenhebel (9) und/oder Hebelarm (11) des Wankstabilisators (12) liegt.

15. Radaufhängung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenglied (10) etwa horizontale Erstreckung aufweist.

16. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenglied (10) in Draufsicht parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft.