-
Die
Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ungelenkte
Räder von
Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
-
Eine
derartige Radaufhängung
zeigt beispielsweise die
EP
0 288 654 A1 , bei der die gezielte Nachgiebigkeit (Elastokinematik)
in Querrichtung durch eine Koppel gebildet ist, die vertikal ausgerichtet
den unteren verwindungssteifen Querlenker bzw. dessen eine radträgerseitige
Lagerstelle mit dem Radträger
verbindet. Jedoch kann die Anordnung einer derartigen Koppel Freigangprobleme
mit anderen Radaufhängungskomponenten
ergeben.
-
Weiter
ist aus der
DE 39 12
399 C1 ein elastisch nachgiebiges Schwenklager für Radführungsglieder
einzeln aufgehängter
Fahrzeugräder
mit zwei mit radialem Abstand ineinander angeordneten, jeweils an
verschiedenen Fahrzeugteilen gehaltenen, hülsenförmigen Lagerkörper bekannt,
das einen zwischen beiden Lagerkörpern
festhaftend eingebrachten, elastomeren Federungskörper aufweist,
in den einander diametral gegenüberliegend
und den Raum zwischen den Lagerkörpern
axial durchsetzend, zwischen sich Radialstege belassende, längliche
Ausnehmungen eingeformt sind. Der äußere Lagerkörper ist an einem am betreffenden
Fahrzeugteil befestigbaren Tragkörper
jeweils benachbart zu einer der Ausnehmungen des Federungskörpers gehalten, wobei
der äußere Lagerkörper zudem
am Tragkörper elas tisch
nachgiebig angebunden ist. Ein derartiges Schwenklager soll in der
Richtung, in welcher seine innere Lagerhülse ihre größte Radialverstellbarkeit aufweist,
eine Radialelastizität
aufweisen, die größer ist
als die größtmögliche Radialauslenkung
der Lagerhülse
im äußeren Lagerkörper.
-
Aus
der gattungsbildenden
DE
100 43 935 A1 ist weiter bereits eine Radaufhängung für ungelenkte
Räder von
Kraftfahrzeugen mit einem am Aufbau oder an einem Hilfsrahmen angelenkten
unteren Querlenker verwindungssteifer Konstruktion bekannt, an dem
ein Radträger über zwei
Lagerstellen angelenkt ist. Ferner umfasst diese Radaufhängung zwei
weitere Einzellenker, die mehr oder weniger darüberliegend ebenfalls am Aufbau
und am Radträger angelenkt
sind, wobei die eine Lagerstelle zwischen dem unteren Querlenker
und dem Radträger
in Querrichtung und in Hochrichtung nachgiebig sowie durch zwei
in sich verschachtelte Lager gebildet ist, von denen das mit dem
Querlenker zusammenwirkende Lager ein Torsionslager ist.
-
Konkret
ist die Lagerstelle zwischen dem unteren Querlenker und dem Radträger hier
durch ein sog. Verbindungsteil gebildet, das ein inneres Rohr und
ein äußeres Rohr
sowie eine Gummimanschette aufweist. Das innere und das äußere Rohr
sind als starre Teile ausgebildet, wobei das äußere Rohr mit einem Fortsatzteil
eines Radträgers
verbunden ist. Die Gummimanschette ist zwischen dem inneren Rohr
und dem äußeren Rohr
angeordnet und kann sich elastisch verformen. In Querrichtung des
Fahrzeugs sind Schlitze in der Gummimanschette ausgebildet, so dass
Federkonstanten der Gummimanschetten in der Quer- und Längsrichtung
der Gummimanschette niedriger einstellbar sind als eine Federkonstante
in der vertikalen Richtung der Gummimanschette.
-
Demgegenüber ist
es eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Radaufhängung für ungelenkte Räder von
Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei der eine Lagerstelle zwischen einem
unteren Querlenker und einem Radträger so ausgebildet ist, dass
eine gezielte Elastokinematik mit einem günstigen Vorspurverhalten bei
gleichzeitig robuster und baulich vorteilhaft einfacher Konstruktion
gegeben ist.
-
Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Gemäß Anspruch
1 ist das mit dem Radträger
zusammenwirkende Lager ein Schub-Drucklager, das in Querrichtung
auf Schub und in Hochrichtung auf Druck belastbar ist, wobei das
Schub-Drucklager in einem Lagerrahmen mittels zweier innenliegender,
gummielastischer Kissen ausgebildet ist und wobei das Torsionslager
innerhalb eines mit dem Kissen festverbundenen Lagerkerns angeordnet
ist. Zwischen dem Lagerkern und dem Lagerrahmen sind in Querrichtung
liegende gezielte Leerwege vorgesehen. Durch die Verschachtelung
des Lagers wird eine räumlich
günstige,
kompakte Konstruktion erreicht, insbesondere wenn das Lager als
separates Bauteil am Radträger
befestigt wird. Grundsätzlich besteht
aber auch die Möglichkeit
diese Lagergehäuse
direkt am Radträger
anzuformen. Durch die zwischen dem Lagerkern und dem Lagerrahmen
in Querrichtung liegenden gezielten Leerwege werden in Grenzbelastungsbereichen
Anschläge
gebildet. Damit wird die Elastokinematik der Radaufhängung eingegrenzt
und es werden insbesondere unzulässige
Belastungen der Lager ausgeschlossen. Durch gezielte Belastungen
der Endanschläge
kann zudem die Elastokinematik in der gewünschten Weise beeinflusst werden.
Insgesamt wird mit einem derartig aufgebauten Lager eine exakte
Radführung
möglich,
bei der die Lagerkennungen entsprechend optimal abgestimmt werden
können.
Die bei den regulären
Durchfederbewegungen auftretenden Belastungen, z. B. des Querlenkers,
werden durch dessen Anbindung an das Torsionslager im wesentlichen über dieses aufgenommen,
welches wiederum in herkömmlicher Weise
abgestimmt sein kann. Beim Durchfahren beispielsweise von Kurven übernimmt
dagegen das Druck-Schublager die auftretenden Belastungen, wobei
z. B. durch eine „weiche" Kennung in Fahrzeug-Qerrichtung
(Schubbelastung) das elastokinematische Verhalten aufgeprägt wird.
In Hochrichtung kann wiederum eine „harte" Kennung unter Druckbelastung vorliegen,
die zuverlässig
auftretende Brems- und Beschleunigungsmomente abstützt.
-
In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann an den Lagerrahmen
ein Auge zum gelenkigen Anschließen des einen Einzellenkers
angeformt sein. Neben der baulichen Vereinfachung des Radträgers ergibt
dies eine günstige
Abstützung
der Radführungskräfte und
-momente über
den besagten Einzellenker, insbesondere wenn das besagte Lager und
das Auge zum Anschließen
des Einzellenkers in einer im wesentlichen einheitlichen horizontalen
Ebene ausgerichtet sind.
-
Zur
Einstellung unterschiedlicher Vorspurkurven der Räder bei
Seitenbelastung kann das Schub-Drucklager unterschiedlich zu einer
Horizontalen geneigt ausgeführt
sein, so dass beispielsweise für
unterschiedlich sportlich ausgelegte Fahrzeugtypen unterschiedliche
Fahrverhalten (unter- oder übersteuernd)
bei geringem Mehraufwand verwirklichbar sind. Die Querführung kann
auch einer gekrümmten
Kontur folgen.
-
In
einer baulich vorteilhaften Konstruktion der Radaufhängung kann
der Lagerrahmen nach oben ragend an einem unteren, nach innen der
senkrechten Fahrzeuglängsmitte
zu gerichteten Fortsatz des Radträgers befestigt sein, wobei
an dem Fortsatz ferner eine Tragfeder der Federung des Kraftfahrzeuges
abgestützt
ist. Insbesondere wenn dabei der Fortsatz zur Abstützung der
Tragfeder in einen Freiraum zwischen einer in dem unteren Querlenker
vorgesehenen Einbuchtung und den an dem Lagerrahmen angelenkten
Einzellenker einragt, ist neben der direkten Krafteinleitung der
Tragfederkräfte
und -momente in den Radträger
eine baulich und räumlich günstige Federanordnung
geschaffen, die den nötigen
Freiraum für
weitere Radaufhängungskomponenten
wie Stabilisator, Stoßdämpfer, etc.
ermöglicht.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben.
-
Die
anliegende schematische Zeichnung zeigt in
-
1 eine
linke hintere Radaufhängung
für Kraftfahrzeuge
in einer raumbildlichen Ansicht von seitlich vorne;
-
2 eine
Ansicht der Radaufhängung
gemäß 1 von
unten;
-
3 die
gleiche Radaufhängung
in einer Ansicht auf die Drehachse des nicht dargestellten Hinterrades
des Kraftfahrzeuges; und
-
4 in
vergrößerter Darstellung
eine Seitenansicht X der kombinierten Lagerstelle am Radträger gemäß 2 mit
einem Torsionslager und einem Schub-Drucklager.
-
In
den 1 bis 3 ist eine linksseitige, unabhängige Radaufhängung 10 für die ungelenkten Räder (nicht
dargestellt) einer angetriebenen Hinterachse für Kraftfahrzeuge dargestellt,
die sich im wesentlichen aus einem unteren, verwindungssteifen Querlenker 12,
zwei weiteren Einzellenkern 14, 16 und einem Radträger 18 zusammensetzt.
Im Radträger 18 ist
das nicht gezeigte linke Hinterrad drehbar gelagert, das ferner
mittels einer nur teilweise dargestellten Antriebswelle 17 antreibbar
ist. Die Vorwärts-Fahrtrichtung
des Kraftfahrzeuges ist mit dem Pfeil F angegeben.
-
Die
angeführten
Lenker 12, 14, 16 sind über erste
Lagerstellen 20, 22, 24, 26 am
Aufbau bzw. an einem nicht dargestellten Hilfsrahmen des Kraftfahrzeuges
schwenkbar über übliche Gummi-Metall-Hülsenge lenke
angelenkt. Die Schwenkachsen der Lagerstellen 20, 22 des
unteren Querlenkers 12 bilden dabei eine einheitliche Schwenkachse 12a.
Der Querlenker 12 ist wie in 2 ersichtlich
aus zwei rohrförmigen
Lenkerteilen 12c, 12d und einem eingeschweißtem Verbindungsblech 12e hergestellt.
-
Des
weiteren sind die besagten Lenker 12, 14, 16 über Lagerstellen 28, 30, 32, 33 mit
dem Radträger 18 verbunden,
wobei wiederum die Schwenkachsen der Lagerstellen 28, 30 des
unteren Querlenkers 12 eine gemeinsame Schwenkachse 12b bilden.
Die beiden Schwenkachsen 12a, 12b verlaufen – wie insbesondere
aus der 2 ersichtlich ist – konvergierend
zur Fahrtrichtung F.
-
Während die
Lagerstellen 30, 32, 33 wiederum herkömmliche
Gummi-Metall-Hülsenlager
sind, die in entsprechend angeordneten Augen des Radträgers 18 bzw.
der Einzellenker 14, 16 eingesetzt sind, ist die
Lagerstelle 28 mit Bezug zur 4 wie folgt
ausgeführt:
Die
Lagerstelle 28 ist durch zwei in sich verschachtelte Lager 28a, 28b gebildet,
von denen das mit dem Querlenker 12 zusammenwirkende Lager
ein Torsionslager 28a und das mit dem Radträger 18 zusammenwirkende
Lager ein Schub-Drucklager 28b ist, wobei letzteres in
Querrichtung auf Schub und in Hochrichtung auf Druck belastet ist.
-
Das
Schub-Drucklager 28b ist in einem metallischen Lagerrahmen 34 mit
zwei innenliegenden, im wesentlichen horizontal ausgerichteten gummielastischen
Kissen 36 rechteckförmiger
(oder kreisförmiger)
Gestaltung ausgebildet, während
das hülsenförmige Torsionslager 28a innerhalb
eines mit den Kissen 36 fest verbundenen, metallischem
Lagerkerns 38 angeordnet ist. Das gummielastische Kissen
kann jedoch auch eine andere geometrische Gestalt annehmen, die
bestimmt wird von Funktion und Bauraum des Lagergehäuses. Zwischen
dem Lagerkern 38 und einer Innenhülse 40 ist in an sich
bei Gummi-Metall-Hülsenlagern üblicher
Bauart ein ringförmiger,
gummielastischer Lagerring 42 vorgesehen.
-
In
horizontaler Richtung gesehen sind zwischen dem Lagerrahmen 34 und
den gummielastischen Kissen 36 bzw. dem Lagerkern 38 Leerwege
s angeordnet, die die Nachgiebigkeit des Schub-Drucklagers 28b in
Schubrichtung sicherstellen und die ggf. als Federwegbegrenzer für das Schub-Drucklager 28b dienen.
Dabei können
in nicht dargestellter Weise gummielastische Anschläge dazwischen
geschaltet sein.
-
An
den Lagerrahmen 34 ist zu dessen Befestigung am Radträger 18 (vgl.
auch 3) ein Flansch 44 mit einer Langlochbohrung 46 angeformt,
durch die hindurch mittels einer Schraube 48 der Lagerrahmen 34 fest
mit dem Radträger 18 verschraubbar
ist. Es können
auch mehrere Befestigungsstellen vorgesehen sein.
-
Der
Lagerrahmen 34 ist nach oben ragend an einem unteren Fortsatz 56 des
Radträgers 18 befestigt,
wobei an dem Fortsatz 56 ferner eine zeichnerisch nur angedeutete
Tragfeder 58 (z. B. eine Schraubendruckfeder) der Federung
des Kraftfahrzeuges über
einen Federteller 60 abgestützt ist.
-
Der
Fortsatz 56 (kann auch biegeweich ausgebildet sein) zur
Abstützung
der Tragfeder 58 (Stahl oder Luft) ragt wie insbesondere
aus der 2 (Ansicht der Radaufhängung von
unten) ersichtlich nach innen und schräg vorne in einen Freiraum zwischen einer
in dem unteren Querlenker 12 bzw. dem einen rohrförmigen Lenkerteil 12c vorgesehenen
Einbuchtung und den zwischen den Lagerstellen 24, 32 verlaufen dem
Einzellenker 14. Der Federteller 60 kann höhenverstellbar
ausgeführt
sein (mechanisch/elektrisch).
-
Ferner
erstreckt sich ein üblicher
Teleskop-Stoßdämpfer 62 von
einer nicht dargestellten aufbauseitigen Gelenkstelle zwischen die
Lagerstellen 28, 30 des unteren Querlenkers 12 zum
Radträger 18,
wobei die entsprechende Anlenkstelle ebenfalls nicht dargestellt
ist.
-
Ferner
ist in üblicher
Weise ein mit der linken und rechten Radaufhängung 10 (die rechtsseitige Radaufhängung ist
spiegelbildlich gleich aufgebaut) verbundener Stabilisator 64 über zwei
Lagerstellen 66, 68 und eine etwa vertikal verlaufende
Koppel 70 an dem Radträger 18 angelenkt.
-
An
den Lagerrahmen 34 ist ein Befestigungsauge 50 mit
einer zentrischen Gewindebohrung 52 etwa in der gleichen
Höhe wie
das Torsionslager 28a angeformt, an dem mittels einer weiteren
Schraube 54 der Einzellenker 14 angelenkt ist.
-
Zur
Verbindung des unteren Querlenkers 12 bzw. dessen Lagerstellen 28, 32 mit
dem Radträger 18 ist
ein durchgehender Lagerbolzen 72 verwendet, der sich durch
das Torsionslager 28a und durch die Lagerstelle 30 im
Radträger 18 erstreckt,
wobei die entsprechenden Lagerinnenhülsen 40 (die Lagerinnenhülse der
Lagerstelle 30 ist nicht dargestellt) mittels Schraubenmuttern 74, 76 (vgl. 2)
mit dem Lagerbolzen 72 und den mit entsprechenden Bohrungen
versehenen Enden des Querlenkers 12 fest verbunden sind.
-
Zur
Einstellung unterschiedlicher Vorspurkurven der Räder bei
Seitenbelastung können
bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen unterschiedlich zur Horizontalen
geneigte Schub-Drucklager 28b eingesetzt sein, bei denen
die Ausrichtung der Kissen 36 nicht wie in der 4 gezeigt
etwa horizontal, sondern beispielsweise 15 Grad dazu geneigt ist.
Damit können
bei geringem Mehraufwand die Kennwerte des Schub-Drucklagers 28b bei Schub-
und Druckbelastung in gewünschtem
Maße verändert werden.
-
Die
dargestellte Radaufhängung 10 kann selbstverständlich auch
als nicht angetriebene Achse bei einem frontangetriebenen Kraftfahrzeug
konstruiert sein.