WO2010069702A1 - Querlenker für eine radaufhängung - Google Patents

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WO2010069702A1
WO2010069702A1 PCT/EP2009/065493 EP2009065493W WO2010069702A1 WO 2010069702 A1 WO2010069702 A1 WO 2010069702A1 EP 2009065493 W EP2009065493 W EP 2009065493W WO 2010069702 A1 WO2010069702 A1 WO 2010069702A1
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WO
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suspension
vehicle
wishbone
wheel
arm
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/065493
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English (en)
French (fr)
Inventor
Raphael Fischer
Vincent Cardinet
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to US13/121,831 priority patent/US8448965B2/en
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G3/00—Resilient suspensions for a single wheel
    • B60G3/18—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram
    • B60G3/20—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram all arms being rigid
    • B60G3/26—Means for maintaining substantially-constant wheel camber during suspension movement ; Means for controlling the variation of the wheel position during suspension movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/001—Suspension arms, e.g. constructional features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2200/00—Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/40—Indexing codes relating to the wheels in the suspensions
    • B60G2200/46—Indexing codes relating to the wheels in the suspensions camber angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2204/143—Mounting of suspension arms on the vehicle body or chassis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2204/421—Pivoted lever mechanisms for mounting suspension elements, e.g. Watt linkage
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/423—Rails, tubes, or the like, for guiding the movement of suspension elements
    • B60G2204/4232—Sliding mounts

Definitions

  • the invention relates to a control arm for a suspension, wherein the wishbone is connectable to a suspension point of a body or a chassis and a breakpoint of a wheel carrier.
  • Such a wheel carrier is used in almost all motor vehicles, such as e.g. Car or truck, is used and is intended to intercept vertical movements of a wheel and to allow at any time a steering of the same.
  • wishbone wheel carrier rotatably connected to the wheel and the vehicle side, they often have two rotatable connections to the body or the chassis. This means that wishbones usually form an L-shape or Y-shape, allowing them to sustainably stabilize the wheel under load in or against the direction of travel.
  • axle assemblies are used based on double wishbones or multi-link axles. These systems offer good possibilities of suspension tuning, especially with regard to the camber and toe behavior when the bike bounces.
  • a disadvantage of these types of space is the upper handlebar level. At this point between the wheel and body, the interior of the vehicle is significantly limited. This applies both to the front axle (engine compartment) and to the rear axle (trunk). A side reduction is in favor of a better ride, however, to accept.
  • a wheel suspension which includes a vehicle wheel bearing, two-piece designed wheel carrier, wherein the one part of the wheel carrier is connected to a stabilizer with a compensating means.
  • the invention has for its object to provide a wishbone, which provides more space on the vehicle side, but also allows good driving dynamics.
  • a wishbone of the type mentioned above in that the wishbone at least one vehicle-side arm, which can be fastened to the suspension point, and a wheel carrier side link, which is attachable to a breakpoint of the wheel carrier, wherein the vehicle-side arm and the wheel carrier-side arm are rotationally connected to each other. Furthermore, the object is achieved by a suspension that has such a control arm.
  • the wishbone on a vehicle-side arm and a wheel carrier-side arm which are rotatably connected to each other.
  • the wishbone is no longer to be regarded as a rigid wishbone, but can shorten or extend the distance of its breakpoint on the wheel to the suspension point on the body or the chassis in a Einfe- tion if necessary.
  • the camber angle can be positively influenced depending on the deflection depth in the sense of stabilization.
  • the vehicle-side link on a coupling element which is provided for connection to at least one other part of the suspension, in particular with another wishbone, with the radffy wornpoint or with the wheel carrier.
  • a passive control mechanism is produced, which binds the wishbone on its vehicle-side arm so on a part of the suspension, that from this part a corrective force on the vehicle-side arm can be derived.
  • the suspension acts in terms of their fall behavior or track change self-correcting. If a jounce action now occurs, then first the part of the suspension, such as another wishbone, the wheel-carrier-side stop or the wheel itself moves. This movement causes a force flow via the coupling element, which in turn acts on the vehicle-side link and the rotational radius of the Querlenk- kers adapted so that the camber angle remains as low as possible or the driving behavior is positively influenced in a different way.
  • the coupling element is rotationally or slidably connected to the vehicle-side arm.
  • the vehicle-side handlebars may be oriented differently within the wheel suspension, thus giving a further option of room layout, which may be advantageous for the individual case.
  • a sliding connection is more space-saving than a rotating connection, but the rotating connection may be less susceptible to penetrating dirt particles.
  • the sliding connection of the coupling element is arranged on the vehicle-side link between the suspension point thereof and the rotating connection with the wheel carrier-side link.
  • the coupling element may be attached to the wheel carrier to form a small angle with the vehicle-side link, whereby a low-friction, sliding connection is made possible.
  • the amount of correction can be determined by the length of the sliding joint's sliding surface.
  • the sliding connection allows buckling of the control arm, but also limits the angle of the vehicle-side arm and the wheel carrier side link with each other.
  • the limitation of the angle on the strut or rubber stops the handlebar or the wheel carrier to the body.
  • the suspension point in the force transmission chain between the rotating connection of the coupling element with the vehicle-side link and a rotating connection Mentes arranged with the vehicle-side link and a rotating connection of the vehicle-side link with the wheel bearing side link.
  • the power transmission chain is the path of a force that uses the suspension to correct the wheel position. First, this force is transmitted from a part of the suspension to the coupling element, which further directs the force on the vehicle-side link.
  • the vehicle-side handlebar ensures by its own movement for a change in the radius of rotation of the control arm by using the force to act on the wheel carrier side handlebar on the breakpoint or the wheel carrier corrective.
  • the vehicle-side arm is provided for rotational connection to two suspension points of the body or the chassis. This measure stabilizes the suspension against forces acting on the vehicle in the direction of travel or against the direction of travel. It is not contrary to the use of the control arm according to the invention, if two suspension points are provided, because the axis of rotation of these suspension points lies substantially in the direction of travel, whereby the compression process is optimally supported.
  • the same has at least one first wishbone according to the invention.
  • the coupling element of the first transverse link has a rotating connection in the vicinity of the breakpoint of a second control arm or the rotating connection of the coupling element of the first control arm is arranged on an axis with the breakpoint of the second control arm.
  • multi-link assemblies are the order of the day, so where more than two wishbones are to be used for the suspension of a wheel. Therefore, it is conceivable that, for example, wishbone pairs are formed, wherein a wishbone of such a pair is carried out in the manner according to the invention and the associated conventional wishbone or its breakpoint on the wheel for the purpose of transmitting power to the coupling element get connected.
  • all or almost all wishbones can also be designed according to the invention, these influencing each other via the respective coupling element. It is also conceivable that for one or the other wishbone of the wheel carrier is used as a source of corrective force and a mutual coupling of the wishbone is not necessary.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a suspension with an upper and a lower control arm according to the prior art
  • Fig. 2 is an illustration of a suspension according to the prior
  • 3 is a schematic representation of a first embodiment of a suspension with a multi-part lower arm
  • FIG. 4 is a schematic representation of a second embodiment of a suspension with a multi-part upper arm
  • FIG. 5 is a schematic representation of a third embodiment of a wheel suspension with a multi-part, lower
  • FIG. 6 is a schematic representation of a fourth embodiment of a suspension with a multi-part, upper control arm
  • Fig. 7 is a representation of the third embodiment of FIG. 5 from the perspective of the chassis to the wheel.
  • Fig. 8 is an illustration of the third embodiment of Fig. 5 with a view along the direction of travel.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a suspension with an upper 5 and a lower arm 6 according to the prior art.
  • the chassis 3 has an upper suspension point 1 and a lower suspension point 2, which are respectively provided for the upper arm 5 and the lower arm 6.
  • the distance between the two suspension points 1, 2 is smaller than the distance between the breakpoints 8.9 of the wheel carrier 4.
  • the transverse link 5,6 shown are made equal length. It can, however also be that in particular the upper wishbone is made shorter than the lower. Especially in this case, camber angle and gauge change can be matched to the wheel survey. This is because the breakpoint 9 is movable to a smaller circle around the suspension point 1 than the breakpoint 8 around the suspension point 2.
  • Fig. 2 shows a representation of a suspension according to the prior art from the perspective of the vehicle on the wheel.
  • the wishbones 5, 6 are shown in a realistic manner.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a first embodiment of a suspension with a multi-part, lower wishbone.
  • the multi-part lower control arm consists of a wheel carrier arm 13, a vehicle-side arm 15, a sliding piece 12 and a coupling element eleventh
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a second embodiment of a suspension with a multi-part, upper control arm.
  • the upper wishbone consists of a coupling element 21 which is attached by means of the rigid connection 24 on the wheel carrier 4, at the same time attached to a sliding piece 22 is rotating and acts in a corresponding manner, as the coupling element 11 of FIG. 3.
  • the vehicle side handlebar 25 attached to the upper breakpoint 1 and connected via a rotating connection 26 with the wheel carrier-side arm 23, which in turn is rotationally fixed at the breakpoint 9 of the wheel carrier 4.
  • the effective length of the upper arm is kept variable by its multi-part depending on Ratiposition so that a shortening of the upper arm is possible during compression.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a third embodiment of a wheel suspension with a multi-part, lower transverse link.
  • the lower arm of the third embodiment consists of a coupling element 31, a wheel carrier side arm 36 and a rocker designed as a vehicle-side arm 33, said parts of the lower arm via the rotating connections 35 and 34 are kinematically connected to each other.
  • the rocker character of the vehicle-side arm 33 stems from the fact that this is arranged in a schematic view between the two rotating connections 34,35. It is noteworthy here that on the mechanical embodiment of the vehicle-side link 33, the rotating connections 34 and 35 can be quite closer than they are away from the breakpoint 2. This is because the vehicle-side link 33 can extend along or against the direction of travel.
  • the kinematic force transmission chain begins at a deflection of the wheel at the rotating connection 32 of the coupling element 31 at the breakpoint 9 of the wheel carrier 4.
  • the force is transmitted from the coupling element 31 on the rocker 33, which then the wheel carrier side handlebar 36 so shifts (in Fig. 5) right), that the breakpoint 8 is horizontal at the desired location.
  • the camber and the track change is also controlled in a similar manner, as in the previous embodiments.
  • the suspension can be fine-tuned if, among other things, the following parameters are defined:
  • the kinematic behavior of the suspension of the third embodiment is comparable to that of a double wishbone suspension, but allows more space, in this embodiment, in the vicinity of the suspension point 1, i. For example, in the engine compartment or trunk of the motor vehicle.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of a wheel suspension with a multipart upper transverse link
  • the upper transverse link consists of a coupling element 41, a vehicle-side link 43 and a wheel carrier-side link 46, which are connected to each other via the rotating connections 45 and 44.
  • the vehicle-side arm 43 is rotatably mounted on the suspension point 1 and also has a rocker function, as already the vehicle-side arm 33 of the third embodiment.
  • this multi-part control arm which is designed as an upper wishbone corresponds kinematically to the wishbone of the third embodiment.
  • the explanations to the third embodiment apply accordingly.
  • additional space in the vicinity of the suspension point 2 is provided.
  • Fig. 7 shows a representation of the third embodiment of Fig. 5 from the perspective of the chassis to the wheel.
  • the lower arm is, as in the third embodiment, executed in several parts, wherein the corresponding parts are also designated as in Fig. 5.
  • the comments on Fig. 5 apply accordingly.
  • the lower arm 6 has a Y-shape, that is connected via two connecting pieces 36 a and 36 b with the wheel carrier-side arm (rocker), that is, formed further than the wheel carrier-side arm 36 of Fig. 5 can assume.
  • the upper control arm 5 is effectively shortened despite its standard design.
  • FIG. 8 shows an illustration of the third exemplary embodiment from FIG. 5 with a view along the direction of travel.
  • the arrows contribute to the kinematic situation as indicated in FIG. 7.
  • a movement of the imaged wheel downwards in FIG. 8 leads to a horizontal left movement of the lower tire part.
  • the invention relates to a wishbone for a suspension, wherein the wishbone with a suspension point of a body or a chassis and a breakpoint of a wheel carrier is connectable bar.
  • the goal is to provide more space on the vehicle without sacrificing the positive kinematic properties of a double wishbone.
  • a wishbone is presented, which has a wheel carrier-side link and a vehicle-side link, the dre- are connected with each other.
  • the vehicle-side arm can be attached to the suspension point of the body or the chassis and the wheel carrier side handlebar at the breakpoint of the wheel carrier.
  • the plurality of variable parameters allows a fine vote in terms of kinematic performance.
  • Another advantage is the small number of additional components.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Querlenker für eine Radaufhängung, wobei der Querlenker mit einem Aufhängungspunkt (1, 2) einer Karosserie oder eines Fahrgestells (3) und einem Haltepunkt (8, 9) eines Radträgers (4) verbindbar ist. Ziel soll es sein fahrzeugseitig mehr Bauraum zur Verfügung zu stellen ohne auf die positiven kinematischen Eigenschaften eines Doppelquerlenkers zu verzichten. Hierfür wird ein Querlenker vorgestellt, der einen radträgerseitigen Lenker (13, 23, 36, 46) und einen fahrzeugseitigen Lenker (15, 25, 33,43) aufweist, die drehend miteinander verbunden sind. Der fahrzeugseitige Lenker ist an dem Aufhängungspunkt der Karosserie oder des Fahrgestells befestigbar und der radträgerseitiger Lenker am Haltepunkt des Radträgers. Vorteilhafterweise kann ein derartiger Querlenker sowohl an Vorder- als auch an Hinterachsen zum Tragen kommen, wobei die Vielzahl der variierbaren Parameter eine feine Abstimmung hinsichtlich der kinematischen Fahreigenschaften zulässt. Vorteilhaft ist auch die geringe Anzahl an zusätzlichen Bauteilen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Querlenker für eine Radaufhängung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Querlenker für eine Radaufhängung, wobei der Querlenker mit einem Aufhängungspunkt einer Karosserie oder eines Fahrgestells und einem Haltepunkt eines Radträgers verbindbar ist.
Ein derartiger Radträger kommt bei nahezu allen Kraftfahrzeugen, wie z.B. PKW oder LKW, zum Einsatz und ist dafür vorgesehen vertikale Bewegun- gen eines Rades abzufangen und zu jedem Zeitpunkt eine Lenkung des selben zuzulassen. Dazu sind Querlenker radträgerseitig drehbar mit dem Radträger verbunden und fahrzeugseitig weisen sie häufig zwei drehbare Verbindungen mit der Karosserie oder dem Fahrgestell auf. Damit bilden Querlenker meist eine L-Form oder Y-Form, womit sie das Rad bei Belas- tungen in oder gegen die Fahrtrichtung nachhaltig stabilisieren können.
Typischerweise werden bei modernen Fahrzeugen Achsanordnungen eingesetzt, die auf Doppelquerlenker oder Mehrlenkerachsen basieren. Diese Systeme bieten gute Möglichkeiten der Fahrwerkabstimmung, insbesondere was das Sturz- und Spurverhalten beim Einfedern des Rades betrifft.
Nachteilig an diesen Bauarten ist der Platzbedarf der oberen Lenkerebene. An dieser Stelle zwischen Rad und Karosserie wird der Innenraum des Fahrzeuges deutlich beschränkt. Dies gilt sowohl für die Vorderachse (Motor- räum), als auch für die Hinterachse (Kofferraum). Eine seitliche Verkleinerung ist zu Gunsten eines besseren Fahrverhaltens indes hinzunehmen.
Denkbar ist auch eine starre Achse oder eine Verbundlenkerachse einzuset- zen, die wirtschaftlich günstig sind, jedoch nur wenig Möglichkeiten zur fahr- dynamischen Abstimmung bieten. Aufgrund der geringen Flexibilität sieht man für höherwertige Fahrzeuge vom Einsatz dieser Alternativen ab.
Problematisch ist nun, dass bei einem Querlenkeransatz der obere Querlenker in seiner Länge reduziert werden müsste, um mehr Raum zur Verfügung zu stellen. Dies wirkt sich nachteilig auf das Fahrverhalten aus. Grundsätzlich verhält es sich so, dass für ein optimales Fahrverhalten möglichst lange Querlenker vorteilhaft sind, da die Rotationsachse beim Einfedern sehr weit in das Fahrzeug hinein gelegt wird. Damit entsteht beispielsweise nur eine geringe Änderung des Sturzwinkels beim Ein- und Ausfedern. Bei kürzeren Querlenkern wirkt es sich äußerst schädlich auf das Sturzverhalten aus.
In der Vergangenheit hat man sich bemüht für möglichst kurze Querlenker eine vorteilhafte Fahrdynamik mit stabilisierenden Vorrichtungen zu erzielen, wobei der erwähnte Raumverlust in Kauf genommen wurde.
Aus DE 10 2006 061 975 A1 ist eine Radaufhängung bekannt, die einen ein Fahrzeugrad tragenden, zweiteilig ausgeführten Radträger beinhaltet, wobei der eine Teil des Radträgers an einen Stabilisator mit einem Ausgleichmittel angeschlossen ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Querlenker anzugeben, der fahrzeugseitig mehr Raum zur Verfügung stellt, aber auch eine gute Fahrdynamik ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Querlenker der eingangsgenannten Art dadurch gelöst, dass der Querlenker zumindest einen fahrzeugseitigen Lenker, der an dem Aufhängungspunkt befestigbar ist, und einen radträgerseitigen Lenker, der an einem Haltepunkt des Radträgers befestigbar ist, aufweist, wobei der fahrzeugseitige Lenker und der radträgerseitige Lenker drehend miteinander verbunden sind. Ferner wird die Aufgabe durch eine Radaufhängung gelöst, die einen derartigen Querlenker aufweist.
Erfindungsgemäß weist der Querlenker einen fahrzeugseitigen Lenker und einen radträgerseitigen Lenker auf, die drehend miteinander verbunden sind. Damit ist der Querlenker nicht mehr als ein starrer Querlenker anzusehen, sondern kann den Abstand seines Haltepunktes am Radträger zum Aufhängungspunkt an der Karosserie oder des Fahrgestells bei einer Einfe- derung bei Bedarf verkürzen oder verlängern. Damit kann der Sturzwinkel je nach Einfederungstiefe positiv im Sinne einer Stabilisierung beeinflusst werden.
Mit anderen Worten, es wird möglich mit einem relativ kurzen Querlenker, der der Größe des nutzbaren Volumens im Fahrzeug sehr einträglich ist, einen langen Querlenker zu simulieren, der wiederum sehr gute fahrdynamische Qualitäten aufweist. Mit dieser Technik ist es möglich vorzugsweise einen oberen, aber auch einen unteren Querlenker zu verkürzen ohne fahrdynamische Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Bisher hat sich haupt- sächlich die Länge des oberen Querlenkers als störend erwiesen, es kann jedoch nunmehr auch in der Umgebung des unteren Querlenkers mehr Platz zur Verfügung gestellt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der fahrzeugseitige Lenker ein Koppelelement auf, das zur Verbindung mit mindestens einem anderen Teil der Radaufhängung, insbesondere mit einem anderen Querlenker, mit dessen radträgerseitigem Haltepunkt oder mit dem Radträger, vorgesehen ist. Auf diese Weise wird ein passiver Regelmechanismus hergestellt, der den Querlenker über seinen fahrzeugseitigen Lenker derart an einem Teil der Radaufhängung anbindet, dass von diesem Teil eine korrigierende Krafteinwirkung auf den fahrzeugseitigen Lenker ausleitbar ist. Damit wirkt die Radaufhängung in Bezug auf ihr Sturzverhalten oder die Spurweitenänderung selbstkorrigierend. Tritt nun ein Einfederungsvorgang ein, so wird zunächst das Teil der Radaufhängung, wie z.B. ein anderer Querlenker, dessen rad- trägerseitiger Haltepunkt oder der Radträger selbst bewegt. Diese Bewegung verursacht einen Kraftfluss über das Koppelelement, welches wiederum auf den fahrzeugseitigen Lenker wirkt und den Drehradius des Querlen- kers derart anpasst, dass der Sturzwinkel so gering wie möglich bleibt oder das Fahrverhalten in einer anderen Art und Weise positiv beeinflusst wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Koppelelement drehend oder gleitend mit dem fahrzeugseitigen Lenker verbunden. Auf diese Weise ist es möglich den fahrzeugseitigen Lenker innerhalb der Radaufhängung unterschiedlich zu orientieren, womit eine weitere Option der Raumaufteilung gegeben wird, die sich für den Einzelfall vorteilhaft auswirken kann. So ist beispielsweise in diesem Zusammenhang eine gleitende Verbindung platzsparender als eine drehende Verbindung, allerdings ist die drehende Ver- bindung möglicherweise weniger anfällig gegen eindringende Schmutzpartikel.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die gleitende Verbindung des Koppelelementes auf dem fahrzeugseitigen Lenker zwischen dem Aufhän- gungspunkt desselben und der drehenden Verbindung mit dem radträgersei- tigen Lenker angeordnet. Bei dieser Ausführungsform kann das Koppelelement am Radträger befestigt sein, um einen kleinen Winkel mit dem fahrzeugseitigen Lenker zu bilden, womit eine reibungsarme, gleitende Verbindung ermöglicht wird. Die Stärke der Korrektur kann mit der Länge der Gleit- fläche der gleitenden Verbindung festgelegt werden. Die gleitende Verbindung ermöglicht ein Einknicken des Querlenkers, begrenzt aber auch den Winkel den der fahrzeugseitige Lenker und der radträgerseitige Lenker miteinander einschließen. Vorteilhafterweise erfolgt die Begrenzung des Winkels über das Federbein oder Gummianschläge der Lenker oder des Rad- trägers zur Karosserie.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Aufhängungspunkt in der Kraftübertragungskette zwischen der drehenden Verbindung des Koppelelementes mit dem fahrzeugseitigen Lenker und einer drehenden Verbin- mentes mit dem fahrzeugseitigen Lenker und einer drehenden Verbindung des fahrzeugseitigen Lenkers mit dem radlagerseitigen Lenker angeordnet. Die Kraftübertragungskette ist der Weg einer Kraft, die die Radaufhängung verwendet, um eine Korrektur der Radposition vorzunehmen. Zunächst wird diese Kraft von einem Teil der Radaufhängung auf das Koppelelement übertragen, welches die Kraft weiter auf den fahrzeugseitigen Lenker leitet. Der fahrzeugseitige Lenker sorgt durch seine eigene Bewegung für eine Änderung des Drehradius des Querlenkers indem er die Kraft nutzt, um über den radträgerseitigen Lenker auf dessen Haltepunkt beziehungsweise den Rad- träger korrigierend einzuwirken.
Vorteilhafterweise ist der fahrzeugseitige Lenker zur drehenden Verbindung an zwei Aufhängungspunkten der Karosserie oder des Fahrgestells vorgesehen. Diese Maßnahme stabilisiert die Radaufhängung gegenüber Kräften, die in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung auf das Fahrzeug wirken. Dem Einsatz des erfindungsgemäßen Querlenkers steht es nicht entgegen, wenn zwei Aufhängungspunkte vorgesehen sind, denn die Rotationsachse dieser Aufhängungspunkte liegt im wesentlichen in Fahrtrichtung, womit der Einfederungsvorgang optimal unterstützt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer Radaufhängung weist dieselbe mindestens einen ersten erfindungsgemäßen Querlenker auf. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Koppelelement des ersten Querlenkers eine drehende Verbindung in der Nähe des Haltepunktes eines zweiten Querlenkers auf oder die drehende Verbindung des Koppelelementes des ersten Querlenkers ist auf einer Achse mit dem Haltepunkt des zweiten Querlenkers angeordnet. Bei heutigen Radaufhängungen sind Mehrlenkeranordnungen an der Tagesordnung, bei denen also für die Aufhängung eines Rades mehr als zwei Querlenker zu verwenden sind. Deshalb ist es denkbar, dass beispielsweise Querlenkerpaare gebildet werden, wobei ein Querlenker eines solchen Paares in der erfindungsgemäßen Art und Weise ausgeführt ist und der zugeordnete herkömmliche Querlenker oder dessen Haltepunkt am Radträger zwecks Kraftübertragung mit dem Koppelelement verbunden werden.
Ferner können auch alle oder nahezu alle Querlenker gemäß der Erfindung ausgeführt sein, wobei diese sich gegenseitig über das jeweilige Koppelele- ment beeinflussen. Denkbar ist auch, dass für den einen oder anderen Querlenker der Radträger als Quelle der korrigierenden Kraft verwendet wird und eine gegenseitige Koppelung der Querlenker nicht notwendig ist.
Deshalb ist es vorteilhaft beispielsweise das Koppelelement des ersten Querlenkers an einem zweiten Querlenker drehbar zu befestigen, genauso wie es vorteilhaft ist das Koppelelement des ersten Querlenkers am Radträger drehbar zu befestigen. Hierbei macht es keinen Unterschied, ob es sich in Bezug auf die Fahrbahn bei dem ersten Querlenker um einen oberen Querlenker oder um einen unteren Querlenker handelt. Der Einsatz des er- findungsgemäßen Querlenkers als oberer oder unterer Querlenker hängt davon ab, an welcher Stelle am Fahrwerk Platz eingespart werden soll.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibungen und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Radaufhängung mit einem oberen und einem unteren Querlenker gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine Darstellung einer Radaufhängung gemäß dem Stand der
Technik aus der Sicht des Fahrzeugs auf das Rad, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, unteren Querlenker,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, oberen Querlenker,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbei- spiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, unteren
Querlenker,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, oberen Querlenker,
Fig. 7 eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispieles aus Fig. 5 aus der Sicht des Fahrgestells auf das Rad, und
Fig. 8 eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels aus Fig. 5 mit Blick entlang der Fahrtrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Radaufhängung mit einem oberen 5 und einem unteren Querlenker 6 gemäß dem Stand der Technik.
Das Fahrgestell 3 weist einen oberen Aufhängungspunkt 1 und einem unteren Aufhängungspunkt 2 auf, die jeweils für den oberen Querlenker 5 und den unteren Querlenker 6 vorgesehen sind. Hierbei ist die Strecke zwischen den beiden Aufhängungspunkten1 ,2 kleiner als die Strecke zwischen den Haltepunkten 8,9 des Radträgers 4. Damit ist es möglich einen Drehpol für den Radträger 4 zu generieren.
Die gezeigten Querlenker 5,6 sind gleichlang ausgeführt. Es kann jedoch auch sein, dass insbesondere der obere Querlenker kürzer ausgeführt ist als der untere. Gerade in diesem Fall können Sturzwinkel und Spurweitenänderung auf die Raderhebung abgestimmt werden. Dies liegt daran, dass der Haltepunkt 9 auf einen kleineren Kreis um den Aufhängungspunkt 1 beweg- bar ist, als der Haltepunkt 8 um den Aufhängungspunkt 2.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Radaufhängung gemäß dem Stand der Technik aus der Sicht des Fahrzeugs auf das Rad. Neben der Felge 7 und dem Radträger 4 sind auch die Querlenker 5, 6 in einer realistischen Art und Weise abgebildet.
Am oberen Haltepunkt 9, als auch am unteren Haltepunkt 8 des Radträgers 4 sind jeweils der obere Querlenker 5 und der untere Querlenker 6 drehend verbunden. Des weiteren haben beide Querlenker 5,6 eine Y-Form, womit fahrzeugseitig insgesamt vier Aufhängungspunkte (pro Querlenker 2 Stück) anfallen. Jeweils zwei dieser (nicht abgebildeten) Aufhängungspunkte sind mit den Verbindungsstücken 5a, 5b des oberen Querlenkers 5 bzw. mit dem Verbindungsstücken 6a, 6d des unteren Querlenkers 6 verbindbar, da die jeweils 2 Aufhängungspunkte auf einer Drehachse liegen. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, unteren Querlenker. Der mehrteilige untere Querlenker besteht aus einem radträgerseitigen Lenker 13, einem fahrzeugseitigen Lenker 15, einem Schiebestück 12 und einem Koppelelement 11.
Die Verkürzung des oberen Querlenkers wird nun dadurch herbeigeführt, dass zwischen dem fahrzeugseitigen Lenker 15 und dem radseitigen Lenker 13 eine drehende Verbindung 16 angeordnet ist. Damit ist es möglich den Abstand des Aufhängungspunktes 1 zum Haltepunkt 9 vorteilhafterweise zu verkürzen, wenn dies während des Einfedervorgangs notwendig ist.
Durch das Koppelelement 11 , welches mittels einer steifen Verbindung 14 am Radträger 4 und am Schiebestück 12 drehend befestigt ist, wird dann auf das Schiebestück 12 beziehungsweise den fahrzeugseitigen Lenker 15 eine Kraft ausgeübt, wenn der Radträger 4 beim Ein- und Ausfedern ausgelenkt wird.
Als Folge der Einfederung stellen sich der Sturz und die Spurweite ein. Bei einer Vertikal beweg ung des Radträgers 4 werden die Lenker 13, 15 geknickt, wobei der Querlenker in seiner Länge geändert wird. Damit wandert der Haltepunkt 8 horizontal aus und stellt in Verbindung mit der Position des Haltepunktes 9 den Sturz und die Spurweite ein.
Es sind zur Referenz und auch stellvertretend für die folgenden Figuren mit schematischer Darstellung die Vertikale als z-Richtung und die Horizontale als y-Richtung dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, oberen Querlenker.
Der obere Querlenker besteht aus einem Koppelelement 21 welches mittels der steifen Verbindung 24 am Radträger 4 angebracht ist, gleichzeitig an einem Schiebestück 22 drehend angebracht ist und in entsprechender Weise agiert, wie das Kupplungselement 11 der Fig. 3. Allerdings ist der fahr- zeugseitige Lenker 25 am oberen Haltepunkt 1 angebracht und über eine drehende Verbindung 26 mit dem radträgerseitigen Lenker 23 verbunden, der wiederum am Haltepunkt 9 des Radträgers 4 drehend befestigt ist.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird die effektive Länge des oberen Querlenkers durch seine Mehrteiligkeit in Abhängigkeit der Ratträgerposition variabel gehalten, damit eine Verkürzung des oberen Querlenkers beim Einfedern möglich ist.
Vorteilhafterweise kann bei der Realisierung des mehrteiligen Querlenkers auf konventionelle Bauteile zurückgegriffen werden. Ein komplizierter Aufbau wie beispielsweise bei Linearführungen ist nicht notwendig. Ferner wird die Flexibilität der Radlageranordnung gesteigert, da eine Vielzahl von Parametern variierbarer ist und eine feine Abstimmung ermöglicht.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbei- spiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, unteren Querlenker.
Der untere Querlenker des dritten Ausführungsbeispieles besteht aus einem Koppelelement 31 , einem radträgerseitigen Lenker 36 und einem als Wippe ausgeführten fahrzeugseitigen Lenker 33, wobei diese Teile des unteren Querlenkers über die drehenden Verbindungen 35 und 34 kinematisch miteinander verbunden sind. Der Wippen-Charakter des fahrzeugseitigen Lenkers 33 rührt daher, dass dieser in schematischer Betrachtungsweise zwischen den beiden drehenden Verbindungen 34,35 angeordnet ist. Beachtlich ist hier, dass an der mechanischen Ausführungsform des fahrzeugseiti- gen Lenkers 33 die drehenden Verbindungen 34 und 35 sich durchaus näher liegen können, als diese vom Haltepunkt 2 entfernt sind. Dies liegt daran, dass der fahrzeugseitige Lenker 33 entlang oder entgegen der Fahrtrichtung extendieren kann.
Die kinematische Kraftübertragungskette beginnt bei einer Einfederung des Rades bei der drehenden Verbindung 32 des Koppelelement 31 am Haltepunkt 9 des Radträgers 4. Die Kraft wird vom Koppelelement 31 auf die Wippe 33 übertragen, die dann den radträgerseitigen Lenker 36 derartig verschiebt (in Fig. 5 nach rechts), dass sich der Haltepunkt 8 horizontal an der gewünschten Stelle befindet. Damit ist ebenfalls der Radsturz und die Spurweitenänderung in ähnlicher Weise kontrollierbar, wie bei den vorangegangen Ausführungsbeispielen.
Es wird Bauraum in der Nähe des Aufhängungspunkts 1 geschaffen. Außer- dem lässt sich eine Feinabstimmung der Radaufhängung bewerkstelligen, wenn unter anderem folgende Parameter festgelegt werden:
A) Abstände der Aufhängungspunkte 1 und 2 in horizontaler (y) und vertika- ler (z) Richtung.
B) Abstand der drehenden Verbindungen 34 und 35.
C) Winkel der Wippe 33 zur Vertikalen (z-Richtung).
D) Länge des oberen Querlenkers 5. E) Winkel zwischen der Horizontalen (y-Richtung) und dem oberen Querlenker 5.
F) Abstand der Haltepunkte 8,9 des Radträgers 4.
G) Abstand des Aufhängungspunkts 2 zur drehenden Verbindung 34.
Bei der Festlegung der genannten Parameter ist es sinnvoll sich an dem kinematischen Verhalten eines Doppelquerlenkers zu orientieren und die Parameter dementsprechend festzulegen. Damit wird das kinematische Verhalten der Radaufhängung des dritten Ausführungsbeispieles mit dem einer Doppelquerlenkeraufhängung vergleichbar, ermöglicht aber mehr Bauraum, in diesem Ausführungsbeispiel, in der Nähe des Aufhängungspunkts 1 , d.h. beispielsweise im Motorraum oder Kofferraum des Kraftfahrzeuges.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Radaufhängung mit einem mehrteiligen, oberen Querlenker,
Der obere Querlenker besteht aus einem Koppelelement 41 , einem fahr- zeugseitigen Lenker 43 und einem radträgerseitigen Lenker 46, die über die drehenden Verbindungen 45 und 44 miteinander verbunden sind. Der fahr- zeugseitige Lenker 43 ist drehend am Aufhängungspunkt 1 gelagert und hat ebenso eine Wippen-Funktion, wie bereits der fahrzeugseitige Lenker 33 aus dem dritten Ausführungsbeispiel.
Die Funktionsweise dieses mehrteiligen Querlenkers, der als oberer Querlenker ausgeführt ist entspricht kinematisch der des Querlenkers aus dem dritten Ausführungsbeispiel. Die Erläuterungen zum dritten Ausführungsbeispiel gelten entsprechend. Jedoch wird im vierten Ausführungsbeispiel zusätzlicher Bauraum in der Nähe des Aufhängungspunkts 2 geschaffen. Fig. 7 zeigt eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispieles aus Fig. 5 aus der Sicht des Fahrgestells auf das Rad.
Der untere Querlenker ist, wie im dritten Ausführungsbeispiel, mehrteilig ausgeführt, wobei die entsprechenden Teile auch wie in Fig. 5 bezeichnet sind. Die Ausführungen zu Fig. 5 gelten entsprechend.
Es ist mittels der Pfeile gezeigt, wie eine Auslenkung des oberen Haltepunktes 9 nach unten auf die Radaufhängung wirkt. Hierbei wird auf die kinema- tischen Beschreibungen aus Fig. 5 verwiesen.
Der untere Querlenker 6 weist eine Y-Form auf, ist also über zwei Verbindungsstücke 36a und 36b mit dem radträgerseitigen Lenker (Wippe) verbunden, d.h., weiter ausgebildet als es der radträgerseitige Lenker 36 der Fig. 5 vermuten lässt.
Der obere Querlenker 5 ist trotz seiner standardmäßigen Gestaltung effektiv verkürzt.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels aus Fig. 5 mit Blick entlang der Fahrtrichtung. Die Pfeile tragen der kinematischen Situation, wie sie in Figur 7 angedeutet wird, Rechnung.
Eine Bewegung des abgebildeten Rades nach unten führt in Fig. 8 zu einer horizontalen Linksbewegung des unteren Reifenteiles.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Querlenker für eine Radaufhängung, wobei der Querlenker mit einem Aufhängungspunkt einer Karosserie oder eines Fahrgestells und einem Haltepunkt eines Radträgers verbind- bar ist. Ziel soll es sein fahrzeugseitig mehr Bauraum zur Verfügung zu stellen ohne auf die positiven kinematischen Eigenschaften eines Doppelquerlenkers zu verzichten. Hierfür wird ein Querlenker vorgestellt, der einen radträgerseitigen Lenker und einen fahrzeugseitigen Lenker aufweist, die dre- hend miteinander verbunden sind. Der fahrzeugseitige Lenker ist an dem Aufhängungspunkt der Karosserie oder des Fahrgestells befestigbar und der radträgerseitiger Lenker am Haltepunkt des Radträgers. Vorteilhafterweise kann ein derartiger Querlenker sowohl an Vorder- als auch an Hinterachsen zum Tragen kommen, wobei die Vielzahl der variierbaren Parameter eine feine Abstimmung hinsichtlich der kinematischen Fahreigenschaften zulässt. Vorteilhaft ist auch die geringe Anzahl an zusätzlichen Bauteilen.
Bezugszeichenliste
1 oberer Aufhängungspunkt
2 unterer Aufhängungspunkt
3 Fahrgestell
4 Radträger
5 oberer Querlenker
5a Verbindungsstück
5b Verbindungsstück
6 unterer Querlenker
6a Verbindungsstück
6b Verbindungsstück
7 Felge
8 unterer Haltepunkt
9 oberer Haltepunkt
11 Koppelelement
12 Schiebestück
13 radträgerseitiger Lenker
14 steife Verbindung
15 fahrzeugseitiger Lenker
16 drehende Verbindung
21 Koppelelement
22 Schiebestück
23 radträgerseitiger Lenker
24 steife Verbindung
25 fahrzeugseitiger Lenker
26 drehende Verbindung
31 Koppelelement
32 drehende Verbindung
33 fahrzeugseitiger Lenker
34 drehende Verbindung
35 drehende Verbindung
36 radträgerseitiger Lenker a Verbindungsstückb Verbindungsstück
Koppelelement drehende Verbindung fahrzeugseitiger Lenker drehende Verbindung drehende Verbindung radträgerseitiger Lenker

Claims

Patentansprüche
1. Querlenker für eine Radaufhängung, wobei der Querlenker mit einem Aufhängungspunkt (1 , 2) einer Karosserie oder eines Fahrgestells (3) und einem Haltepunkt (8, 9) eines Radträgers (4) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker zumindest einen fahr- zeugseitigen Lenker (15, 25, 33, 43), der an dem Aufhängepunkt (1 ,2) befestigbar ist, und einen radträgerseitigen Lenker (13, 23, 36, 46), der an einem Haltepunkt (8,9) des Radträgers (4) befestigbar ist, auf- weist, wobei der fahrzeugseitige Lenker (15, 25, 33, 43) und der rad- trägerseitige Lenker (13, 23, 36, 46) drehend miteinander verbunden sind.
2. Querlenker nach Anspruch 1 , wobei der fahrzeugseitige Lenker (15, 25, 33, 43) ein Koppelelement (11 , 21 , 31 , 41 ) aufweist, das zur Verbindung mit mindestens einem anderen Teil der Radaufhängung, insbesondere mit einem anderen Querlenker (5, 6), mit dessen radträgerseitigen Haltepunkt (8, 9) oder mit dem Radträger (4), vorgesehen ist.
3. Querlenker nach Anspruch 2, wobei das Koppelelement (11 , 21 , 31 , 41 ) drehend oder gleitend mit dem fahrzeugseitigen Lenker (15, 25, 33, 43) verbunden ist.
4. Querlenker nach Anspruch 3, wobei die gleitende Verbindung (12, 22) des Koppelelementes (11 , 21 ) auf den fahrzeugseitigen Lenker (15, 25) zwischen dem Aufhängungspunkt (1 , 2) desselben und der drehenden Verbindung (16, 26) mit dem radträgerseitigen Lenker (13, 23) angeordnet ist.
5. Querlenker nach Anspruch 3, wobei der Aufhängungspunkt (1 , 2) in einer Kraftü bertrag ungs kette zwischen der drehenden Verbindung (35, 45) des Koppelelementes (31 , 41 ) mit dem fahrzeugseitigen Len- ker (33, 43) und einer drehenden Verbindung (34, 44) des fahrzeug- seitigen Lenkers (33, 43) mit dem radlagerseitigen Lenker (36, 46) angeordnet ist.
6. Querlenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der fahrzeugseitige Lenker (15, 25, 33, 43) zur drehenden Verbindung an zwei Aufhängepunkten (1 , 2) der Karosserie oder des Fahrgestells (3) vorgesehen ist.
7. Radaufhängung mit mindestens einem ersten Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Radaufhängung nach Anspruch 7, wobei das Koppelelement (11 , 21 , 31 , 41 ) des ersten Querlenkers eine drehende Verbindung (32, 42) in der Nähe des Haltepunktes (8, 9) eines zweiten Querlenkers (5, 6) der Radaufhängung aufweist.
9. Radaufhängung nach Anspruch 7, wobei das Koppelelement (11 , 21 , 31 , 41 ) des ersten Querlenkers eine drehende Verbindung (32, 42) auf einer Achse mit dem Haltepunkt (8, 9) eines zweiten Querlenkers
(5, 6) der Radaufhängung angeordnet ist.
10. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Koppelelement (11 , 21 , 31 , 41 ) des ersten Querlenkers am zweiten Quer- lenker drehbar befestigt ist.
11. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Koppelelement (11 , 21 , 31 , 41 ) des ersten Querlenkers am Radträger (4) drehbar befestigt ist.
12. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , wobei der erste Querlenker ein oberer oder ein unterer Querlenker ist.
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