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Die Erfindung betrifft eine unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge,
insbesondere Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Bei einer bekannten derartigen Radaufhängung (
JP 58 – 139807 A (Patents
Abstracts of Japan, M – 255,
Nov. 16, 1983, Vol. 7, No. 257)) sind die Räder über Schräglenker geführt, wobei die karosserieseitige
Anlenkung der bezüglich
ihrer Schwenkachse zur Radachse in Längsrichtuntg versetzten Schräglenker über elastische
Laget erfolgt. diese elastische Anlenkung hat zur Folge, daß bei auf
die Räder
bei Kurvenfahrt wirkenden Seitenkräften das kurvenäußere Rad
tendenziell aufgrund der gegebenen Elastizitäten in Richtung Nachspur verschwenkt
wird, was unerwünscht
ist. Dem wird bei dar bekannten Lösung dadurch begegnet, daß der Schräglerker
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 karasserieseitige 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.
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Aus der
DE 94 13 531 U1 ist eine
unabhängige
Radaufhängung
in der Ausgestaltung als Kurbelachse, also als Längslenkerachse, bekannt. Die Drehachsen
der Kurbeln erstrecken sich in Fahrzeugquerrichtung und die Kurbelarme
als Längslenker
verlaufen in Fahrzeuglängsrichtung
und sind über ihre
in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Lenkerdrehachsen jeweils tordierbar
federnd abgestützt, wobei
sich bei waagerechter Erstreckung der Drehachsen beim Durchfedern
keine Vorspuränderungen ergeben.
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Jedem der Kurbelarme ist eine Zusatzfeder zugeordnet,
die einen zum Kurbelarm starren, aufrechten, und sich gegen die
Aufstandsebene des Fahrzeuges nach unten erstreckenden Momentenhebel
beaufschlagt, der Teil eines parallelogrammartigen Übertragungsgestänges ist,
das einen zum Momentenhebel korrespondierenden, von der Feder beaufschlagten
und mit dem Momentenhebel über
ein sich in der Konstruktionslage in Fahrzeuglängsrichtung etwa parallel zum
Kurbelarm erstreckendes Koppelglied als Brücke gelenkig verbundenen Hebelarm
aufweist. Infolge der für
die rechte und linke Fahrzeugseite separat vorgesehenen Anordnung
ist eine gezielt auf das wechselseitige Federn gerichtete Beeinflussung
nicht möglich.
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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.
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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.
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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.
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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
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1 eine
Schräglenker-Radaufhängung eines
Personenkraftwagens in Draufsicht zeigt, und in
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2 eine
vereinfachte Schnittdarstellung gemäß Linie II-II in 1.
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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 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.
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Wie die Schnittdarstellung gemäß 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.
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Entsprechend der symmetrischen Ausbildung
ist der Wankstabilisator 12, wie 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.
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Federt das Rad 1 ein, so
wird, wie schematisch (Pfeil 17) in 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.
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Die Übertragung einer Druck- bzw.
Zugkraft von dem mit dem Schräglenker 2 starr
verbundenen Momentenhebel 9 auf das Brückenglied 10 hat zur Folge,
daß sich
im entsprechenden Lenkerlager, bezogen auf 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 8 resultierenden Stellkraft
bildet.
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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.
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Um solche Effekte beim einseitigen
Federn gänzlich
auszuschließen
ist es möglich,
der Drehstab in bekannter Weise schaltbar auszuführen, so daß der erfindungsgemäße Effekt
nur bei Kurvenfahrt auftritt, bei einseitigem Hindernisfedern dagegen
nicht zum Tragen kommt.
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Um den erfindungsgemäßen Effekt
möglichst
groß zu
machen, erweist es sich als zweckmäßig, das jeweils mit dem Momentenhebel 9 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.
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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.
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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 2, beide nach unten ragend und an ihrem unteren
freien Ende über
das Brückenglied
verbunden angeordnet werden müßten.
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Bezogen auf das in den 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.
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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.
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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.