DE19744732B4

DE19744732B4 - Vorrichtung zum Anlenken eines Stabilisatorarmes

Info

Publication number: DE19744732B4
Application number: DE1997144732
Authority: DE
Inventors: Achim Dipl.-Ing. Glas; Manfred Schneeweiss
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1997-10-10
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2017-10-11
Also published as: DE19744732A1

Abstract

Vorrichtung zum Anlenken eines Stabilisatorarmes (44, 46) eines Stabilisators (36) an einem Lenker (16, 18) einer Radaufhängung (10) seines Kraftfahrzeuges, wobei an dem Lenker (16, 18) eine Tragfeder (52, 54) abgestützt ist und wobei der Stabilisatorarm (44, 46) jeweils innerhalb der von der Tragfeder gebildeten Auflagefläche am Lenker (16, 18) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisatorarm (44, 46) unmittelbar oder mittelbar in den von der als Schraubendruckfeder ausgebildeten Tragfeder (52, 54) umgrenzten Raum einragt und dort angelenkt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anlenken eines Stabilisatorarmes eines Stabilisators an einem Lenker einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Anlenkung eines derartigen Stabilisatorarmes erfolgt in der Regel mittels eines Gestänges an einer frei zugänglichen Stelle des Lenkers, zum Beispiel eines Querlenkers, wobei aufgrund der zumeist beengten Bauräume und des erforderlichen Freiganges der Radaufhängungsteile häufig Kompromisse zu schließen sind, die auch die Einleitung unerwünschter Biegemomente und komplizierte Gestängeausbildungen beinhalten.
Aus der DE 1 286 413 A ist bereits eine Radaufhängung für die lenkbaren Vorderräder von Kraftfahrzeugen mittels zweier übereinander angeordneter Führungslenker bekannt, von denen der untere Lenker im Wesentlichen ein Querlenker mit etwa horizontaler Lagerachse und der obere Lenker im Wesentlichen ein Längslenker ist, der hinter einer durch den Radmittelpunkt gehenden lotrechten Fahrzeugquerebene gelagert und derart schräg ausgerichtet ist, dass das Momentanzentrum für die Bewegung des Radträgers etwa in Höhe der Radmitte, vorzugsweise jedoch etwas tiefer als die Radmitte, liegt. Innerhalb eines Raumes zwischen dem Rad und der Seitenwand des Kofferraums oder eines für andere Zwecke verwendeten Nutzraums ist eine Radfederung untergebracht, die hier aus einem Teleskopzylinder besteht, der unter Zwischenschaltung von Gummi an dem unteren Führungslenker gelenkig abgestützt ist und an seinem oberen Ende ebenfalls unter Zwischenschaltung von Gummi an einem an der Seitenwand befestigten Auflager abgestützt ist. Der Teleskopzylinder schließt einen Zylinderraum ein, dessen Luftinhalt beim Durchfedern des Rades als pneumatische Feder wirkt und am oberen Ende des Gestänges über eine Leitung mit einem Luftvorratsbehälter bzw. mit einem Kompressor in Verbindung stehen kann. Als zusätzliche Federung ist ein Stabilisator in Form eines Drehstabes vorgesehen, der in Lagern unterhalb des Karosseriebodens an diesem gelagert ist und dessen abgebogene Enden jeweils an den unteren Führungslenkern der beiden einander gegenüberliegenden Räder angeschlossen ist.
Die EP 0 519 825 A1 zeigt eine herkömmliche Radfederung für ein Kraftfahrzeug mit einer Schraubendruckfeder als Tragfeder, einem pneumatischen Dämpfer und einem Stabilisatorstab.
Weiter ist in der DE 195 38 104 A1 ein Gummi-Metall-Lager einer Pendelstütze für einen Stabilisator eines Kraftfahrzeuges gezeigt.
Die DE 42 01 837 C2 zeigt eine herkömmliche Federbeinanordnung mit koaxial zum Schwingungsdämpfer angeordneter Spiralfeder.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die eine einfache, baulich günstige und weitgehendst störmomentenfreie Anlenkung eines Stabilisatorarmes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Stabilisatorarm (bzw. Stabilisatorarme) zu beiden Seiten der Radaufhängung unmittelbar oder mittelbar in den von der als Schraubendruckfeder ausgebildeten Tragfeder umgrenzten Raum einragt und dort angelenkt ist. Dadurch werden über den Stabilisatorarm sich auswirkende Störmomente unmittelbar, bevorzugt zentrisch, in die Auflagefläche der Tragfeder eingeleitet, so dass sich die Störmomente zum Teil als innere Kräfte bzw. Momente mit der Tragfeder aufheben. Der Lenker ist von Biegemomenten oder anderen Störmomenten freigehalten.
Bevorzugt kann am Lenker eine Konsole befestigt sein, an die der Stabilisatorarm mittel- oder unmittelbar angelenkt ist. Der Stabilisatorarm bzw. eine damit gelenkig verbundene Stange kann entweder durch einen an der als Schraubendruckfeder ausgebildeten Tragfeder durch einen entsprechenden Windungsverlauf geschaffenen Freigang in den von der Tragfeder umgrenzten Raum einragen. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, die Anlenkung durch eine im Lenker vorgesehene Ausnehmung von der der Tragfeder abgewandten Seite aus vorzunehmen. Durch das teilweise oder nahezu vollständige Einragen der Stange in den von der Tragfeder umgrenzten Raum wird eine baulich günstige Anordnung geschaffen, die zudem einen kinematisch günstigen Ausgleich der Relativbewegungen zwischen Lenker und dem einen Kreisbogen beschreibenden Stabilisatorarm zulässt.
Ferner können die Tragfeder und der Stabilisator derart an dem Lenker angeordnet sein, dass die Auflagefläche der Tragfeder unterhalb und der Gelenkpunkt der Stabilisatoranlenkung im Wesentlichen in einer Ebene bzw. Verbindungslinie liegen, die durch die aufbauseitigen und radträgerseitigen Lenkerlager verlaufen. Dadurch wird der Lenker durch die Federkräfte stabilisiert und zugleich von Stabilisator-Störkräften freigehalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
1 eine skizzenhafte Draufsicht auf eine vordere Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges mit unteren Querlenkern und einem Drehstab-Stabilisator;
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der 1 durch den linken unteren Lenker und die Anlenkung des korrespondierenden Stabilisatorarmes; und
3 einen weiteren Schnitt entlang der Linie III-III der 2 durch die Stabilisatoranlenkung.
Die 1 zeigt teilweise die untere Ebene einer Radaufhängung 10 für die gelenkten Räder 12, 14 eines Kraftfahrzeuges, mit jeweils einem unteren Lenker 16, 18 (der zudem jeweils vorhandene Schräglenker ist nicht dargestellt) die über Schwenklager 20, 24 mit einem nicht dargestellten Aufbau des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Die über Kugelgelenke 28, 30 mit den Querlenkern 16, 18 verbundenen Radträger 32,34 tragen über nicht dargestellte Lagerungen die Räder 12, 14 und sind über weitere Radaufhängungsteile, die hier nicht dargestellt sind, mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges zur Bildung entsprechender Radführungen verbunden.
Zur Vermeidung von extremer Rollneigung des Kraftfahrzeuges ist ein Drehstab-Stabilisator 36 vorgesehen, der einen mittleren, geradlinigen Abschnitt 38 aufweist, der mittels mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges verbundenen Lagerstellen 40, 42 um seine Längsachse verdrehbar, jedoch axial unverschiebbar gehalten ist. An den Stabilisator 36 sind um etwa 90° abgebogene Stabilisatorarme 44, 46 angeformt, die über Gummi-Metall-Lagerbüchsen 48, 50 (vgl. auch 2 und 3) gelenkig mit Stangen 56, 58 verbunden sind. Die Stangen 56, 58 wiederum sind über weitere Gummi-Metall-Lagerbüchsen 60, 62 im Bereich der durch die Endwindungen der Tragfedern 52, 54 umgrenzten Auflageflächen mit den Lenkern 16, 18 verbunden.
Wie die 2 und 3 mehr detailiert zeigen, ragt die Stange 58 der linksseitig gezeichneten Radaufhängung 10 mit etwa der Hälfte der Längenausdehnung der Stange 58 in den von der Tragfeder 52 umgrenzten Raum ein und ist an einer Konsole 64 über die Lagerbüchse 60 angelenkt. Die Konsole weist dabei einen Ringflansch 66 auf, der in eine Ausnehmung 68 des Lenkers 16 eingesetzt und mittels nicht dargestellter Schrauben gehalten ist. Von dem Ringflansch 66 ragen zwei Schenkel 70, 72 konzentrisch zur Mittelachse 74 in die Tragfeder 52 ein. Mittels einer die beiden Schenkel 70, 72 und die Lagerbüchse 60 durchdringenden Schraube 76 ist die Stange 58 mit der Konsole 64 verbunden. Über eine weitere Schraube 78 ist das freie Ende 44a des Stabilisatorarmes 44 mit der Lagerbüchse 48 in der Stange 58 verbunden. Es versteht sich jedoch, daß z. B. bei einem Lenker 16 aus Leichtmetall die Konsole 64 auch unmittelbar angeformt sein kann.
Die den Ringflansch 66 der Konsole 64 begrenzende Ausnehmung 68 des Lenkers 16 liegt zentrisch innerhalb der Endwindung 52a der Tragfeder 52 bzw. dem zwischengeschalteten gummielatischen Abstützring 80.
Wie die 2 zeigt, ist der Lenker 16 in seinem mittleren Bereich derart vertieft, daß die Auflagefläche (Endwindung 52a) der Tragfeder 52 unterhalb einer durch die Gelenkachsen bzw. Gelenkmitten der Lenkerlager 24, 28 verlaufenden Ebene bzw. Verbindungsgeraden 82 liegt. Dadurch ist der Lenker 16 in seiner Lage stabilisiert und nicht im Fahrbetrieb auftretenden wechselseitigen Kippmomenten um diese Verbindungsgerade 82 ausgesetzt. Durch die Lage des Gelenkpunktes der Lagerbuchse 60 der Stabilisatoranlenkung in der Ebene bzw. Verbindungsgeraden 82 sind vom Stabilisator 36 ausgeübte, teils der Tragfeder 52 entgegengerichtete Störmomente auf den Lenker 16 vermieden.
Im Fahrbetrieb werden bei entsprechenden Federungsbewegungen bzw. Wankbewegungen der Karosserie die über den Stabilisator 36 ausgeübten Rückstellmomente im Bereich der durch die Endwindung 52a der Tragfeder 52 gebildeten Auflagefläche in den Lenker 16 eingeleitet, in welchem Bereich auch die Tragkräfte der Tragfeder 52 wirken. Dadurch bilden zumindest teilweise Federkräfte und Federmomente des Stabilisators 36 innere Kräfte, die sich nicht als Störmomente bzw. ggf. Biegemomente auf den Lenker 16 auswirken können.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle eines Querlenkers könnte auch ein Längslenker als radführender Lenker vorgesehen sein. Der Stabilisatorarm 44 könnte beispielsweise durch einen entsprechenden Freigang in den Federwindungen der Tragfeder 52 unmittelbar an der Konsole 64 z. B. über ein Kugelgelenk oder eine Gummi-Metall-Lagerbüchse angelenkt sein. Die dargestellte Stange 58 in den 2 und 3 könnte anstelle von unterhalb des Lenkers 16 auch von oben in die Tragfeder 52 einragen und mit dem Lenker 16 unmittelbar oder mit der Konsole 64 mittelbar verbunden sein. In diesem Fall wäre eine entsprechende Ausnehmung auch an der oberen Abstützfläche der Tragfeder 52 vorzusehen.
Die Gelenkachse der Lagerbuchse 60 in der Konsole 64 ist so räumlich anzuordnen, daß diese abhängig von der Kinematik des Lenkers 16 und des Stabilisatorarmes 44 hauptsächlich um die Gelenkachse und möglichst wenig quer dazu (kardanisch) beaufschlagt wird.

Claims

Vorrichtung zum Anlenken eines Stabilisatorarmes (44, 46) eines Stabilisators (36) an einem Lenker (16, 18) einer Radaufhängung (10) seines Kraftfahrzeuges, wobei an dem Lenker (16, 18) eine Tragfeder (52, 54) abgestützt ist und wobei der Stabilisatorarm (44, 46) jeweils innerhalb der von der Tragfeder gebildeten Auflagefläche am Lenker (16, 18) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisatorarm (44, 46) unmittelbar oder mittelbar in den von der als Schraubendruckfeder ausgebildeten Tragfeder (52, 54) umgrenzten Raum einragt und dort angelenkt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisatorarm (44, 46) zentrisch zur Auflagefläche der Tragfeder (52, 54) angelenkt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Lenker (16, 18) eine Konsole (64) angeordnet ist, an der der Stabilisatorarm (44, 46) mittel- oder unmittelbar angelenkt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Stabilisatorarm (44, 46) angelenkte Stange (56, 58) durch eine Ausnehmung (68) hindurch in den von der Tragfeder (52, 54) umgrenzten Raum einragt.
Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (64) in den von der Tragfeder (52, 54) umgrenzten Raum einragt und dort mit der Stange (56, 58) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche der Tragfeder (52, 54) unterhalb einer durch die Lenkerlager (20, 30, 24, 28) verlaufenden Ebene (82) liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkpunkt der Stabilisator-Anlenkung (60) am Lenker (16, 18) im Wesentlichen in der durch die Lenkerlager (20, 30, 24, 28) verlaufenden Ebene (82) liegt.