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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger mit einer Radachse und mit einem Schräglenker, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Einzelradaufhängung.
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Aus der
DE 23 11 480 A ist eine Radaufhängung für nicht gelenkte Hinterräder von Kraftfahrzeugen mit am Aufbau oder am Rahmen gehaltenen Radführungsgliedern und einem daran über elastische Elemente angelenkten Radträger bekannt, wobei das geführte Rad unter der Einwirkung von darauf einwirkenden Kräften um einen im Grundriss hinter der senkrechten Radmittenquerebene vorgesehenen Radlenkpol in Richtung Vorspur bzw. Nachspur verstellbar ist.
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Aus der
FR 2 621 277 A1 ist eine gattungsgemäße Radaufhängung mit vier Lagerstellen bekannt.
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Aus der
EP 0 974 475 A1 ist eine Einzelradaufhängung in Schräglenker- oder Verbundlenkerbauweise mit einem radführenden und an mindestens zwei Stellen am Fahrzeugaufbau gelagerten Schräg- oder Verbundlenker bekannt, der einen annähernd um eine vertikale Achse schwenkbaren Radträger aufweist, wobei die Schwenkachse des Radträgers in Bezug auf die Fahrtrichtung hinter der Radachse liegt, während der Radträger vor der Radachse in Fahrzeugquerrichtung elastisch am Schräg- oder Verbundlenker abgestützt ist.
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Aus der
DE 103 21 879 A1 ist eine Einzelradaufhängung mit einem an einem um eine zumindest annähernd horizontale Schwenkachse verschwenkbaren Achsbauteil gelagerten Hinterradradträger bekannt, der über mindestens einen überwiegend in horizontaler Richtung ausgerichteten radführenden Lenker verfügt, über den er sich gelenkig am verschwenkbaren Achsbauteil abstützt.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Einzelradaufhängungen ist, dass die eingesetzten Einzelradaufhängungen ein verbesserungsfähiges Fahrverhalten aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt ein mit dem Problem, für eine Einzelradaufhängung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere ein verbessertes Fahrverhalten zeigt.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Einzelradaufhängung für ein Kraftfahrzeug erstmals mit einem von einem Schräglenker getrennten Radträger auszubilden und diesen Radträger über vier speziell ausgebildete und angeordnete Gummi-Metall-Lager am Schräglenker zu lagern, wodurch ein deutlich erhöhter Fahrkomfort und eine deutlich verbesserte Fahrdynamik erreicht werden können. Die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung für ein Kraftfahrzeug besitzt dabei den zuvor genannten Radträger mit einer Radachse sowie einem Schräglenker, wobei der Radträger erfindungsgemäß ein erstes Gummi-Metall-Lager, ein zweites Gummi-Metall-Lager, ein drittes Gummi-Metall-Lager und ein viertes Gummi- Metall-Lager aufweist, über welche der Radträger an dem Schräglenker angebunden ist. Das erste Gummi-Metall-Lager ist dabei in Fahrtrichtung vor der Radachse des Radträgers angeordnet, während das zweite Gummi-Metall-Lager in Fahrtrichtung hinter und unterhalb der Radachse des Radträgers angeordnet ist. Das dritte Gummi-Metall-Lager wiederum ist in Fahrtrichtung hinter und oberhalb der Radachse des Radträgers angeordnet, während das vierte Gummi-Metall-Lager in Fahrtrichtung hinter der Radachse des Radträgers angeordnet ist. Das erste Gummi-Metall-Lager und das vierte Gummi-Metall-Lager sind dabei in radialer Richtung weicher ausgebildet als das zweite Gummi-Metall-Lager in radialer Richtung und das dritte Gummi-Metall-Lager in radialer Richtung „Weicher“ soll in diesem Fall bedeuten, dass das erste und vierte Gummi-Metall-Lager einen geringeren Elastizitätsmodul aufweisen als das dritte Gummi-Metall-Lager und das zweite Gummi-Metall-Lager. Das zweite und das dritte Lager sind im Vergleich zum ersten und vierten Gummi-Metall-Lager radial sehr steif ausgebildet, wodurch eine gute Sturzsteifigkeit gewährleistet werden kann. Bislang waren der Radträger mit der Radachse und dem Schräglenker einstückig ausgebildet, sodass keinerlei Relativbewegung des Radträgers zum Schräglenker möglich war, was jedoch das Fahrverhalten und auch die Fahrdynamik negativ beeinflusste. Durch die Entkopplung des Radträgers vom Schräglenker mittels der vier genannten Gummi-Metall-Lager und durch die gewählten Positionen der einzelnen Gummi-Metall-Lager sowie der reduzierten Steifigkeit des ersten und vierten Gummi-Metall-Lagers im Vergleich zum zweiten und dritten Gummi-Metall-Lager kann eine verbesserte Fahrdynamik erreicht werden, insbesondere ein untersteuerndes Verhalten bei einer Kurvenfahrt und beim Bremsen. Durch die vorgesehene positive Vorspuränderung ist das Kraftfahrzeug auch bei einem Ausbrechen durch eine Gaswegnahme und Lenkkorrektur leichter wieder unter Kontrolle zu bringen. Durch die gesteigerte Vorspur an der Hinterachse des Kraftfahrzeugs aufgrund der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung kann ein insgesamt ruhigeres Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs erreicht werden, wobei ein Fahrzeugheck bei einem Beschleunigen und bei schnellen Lastwechseln mehr Bodenhaftung aufweist
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsmäßen Einzelradaufhängung ist das erste Gummi-Metall-Lager in einem geschlossenen Lagerauge des Schräglenkers angeordnet. Durch eine derartige Anordnung des ersten Gummi-Metall-Lagers in einem zugehörigen Lagerauge kann eine besonders exakte Halterung des ersten Gummi-Metall-Lagers erreicht werden, wobei eine Achse des ersten Gummi-Metall-Lagers bzw. des Lagerauges auch abweichend von einer Horizontalen ausgerichtet sein kann und dadurch eine Z-Anstellung aufweist. Dadurch ist eine leicht schräge Anstellung um eine Hoch- und Querachse denkbar, welche die Möglichkeit bietet, eine optimale Position des Lages in Hinsicht auf Montage und Funktionalität zu wählen. Zudem kann das erste Gummi-Metall-Lager in dem Lagerauge verpresst und dadurch fixiert sein.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung weist der Schräglenker einen oberen Arm auf, an dem das dritte Gummi-Metall-Lager angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, das dritte Gummi-Metall-Lager erfindungsgemäß hinter und oberhalb der Radachse des Radträgers anzuordnen, wodurch mit dem weicheren ersten und vierten Gummi-Metall-Lager in Bezug auf das zweite und dritte Gummi-Metall-Lager - jeweils in radialer Richtung, das heißt quer zur Achse des jeweiligen Gummi-Metall-Lagers - sich die Fahrdynamik und generell das Fahrverhalten eines mit einer solchen Einzelradaufhängung ausgestatteten Kraftfahrzeugs verbessern lassen. Der obere Arm ist dabei einstückig mit dem Schräglenker ausgebildet, beispielsweise gegossen.
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Zweckmäßig ist an einem unteren Abschnitt des Schräglenkers das zweite Gummi-Metall-Lager angeordnet. Eine Verbindung des ersten, des zweiten und des vierten Gummi-Metall-Lagers des Radträgers mit dem Schräglenker erfolgt dabei in Fahrtrichtung nach vorne, wodurch eine vergleichsweise einfache Montage ermöglicht wird. Das dritte Gummi-Metall-Lager ist von vorne auf den oberen Arm aufgesetzt bzw. in einem Lagerauge desselben angeordnet. Das zweite Gummi-Metall-Lager ist somit von hinten auf den unteren Abschnitt des Schräglenkers aufgesetzt, während das dritte Gummi-Metall-Lager von vorne auf den Bereich aufgesetzt ist, an welchem sich das freie Ende des oberen Arms befindet. Das geschlossene Lagerauge, in welchem das vierte Gummi-Metall-Lager angeordnet ist, ist dabei an einem Abzweig aus dem oberen Arm angeordnet. Das geschlossene Lagerauge, d. h. dessen Umrandung, ist dabei ebenfalls einstückig mit dem Schräglenker ausgebildet. Alternativ kann das geschlossene Lagerauge auch im oberen Arm angeordnet sein, das heißt in Fahrzeugquerrichtung verschoben.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung sind die Gummi-Metall-Lager mit ihrer jeweiligen Achse im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet. Die axialen Steifigkeiten aller vier Gummi-Metall-Lager sind so gewählt, dass sich hierdurch eine Längsnachgiebigkeit des Radträgers in Bezug auf den Schräglenker ergibt, die bei einem bisher einstückig ausgebildeten Schräglenker und Radträger so nicht möglich war. Diese zusätzliche, weiche Entkopplung bringt große Vorteile im Fahrkomfort, insbesondere bei Überfahrten von Hindernissen und unebenen Straßen. Durch die einzelnen Gummi-Metall-Lager kann darüber hinaus zusätzlich eine von der jeweiligen Lagerachse abweichende Relativbewegung zwischen dem Radträger und dem Schräglenker ermöglicht werden, wodurch das Fahrverhalten zusätzlich verbessert werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind an dem Schräglenker in Fahrtrichtung vor der Radachse zwei weitere Gummi-Metall-Lager angeordnet, die mit einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs verbindbar sind, wobei in Fahrtrichtung hinter der Radachse zudem eine Lagerstelle zur Abstützung einer Schraubenfeder angeordnet ist. Die zwei in Fahrtrichtung vor der Radachse gelegenen weiteren Gummi-Metall-Lager ermöglichen dabei ebenfalls eine zumindest geringe Relativbewegung des Schräglenkers zur Fahrzeugkarosserie, während über die Schraubenfeder eine Federung der Fahrzeugkarosserie in Hochrichtung zum Schräglenker ermöglicht wird.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einer in den vorherigen Absätzen beschriebenen Einzelradaufhängung anzugeben, wodurch sich die bezüglich der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung beschriebenen Vorteile auf das Kraftfahrzeug übertragen lassen. Konkret liegen diese Vorteile in einer deutlich verbesserten Fahrdynamik und einem deutlich verbesserten Fahrkomfort, da die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung eine mehrfache Längsnachgiebigkeit im Vergleich zum herkömmlichen Schräglenkern bei in Fahrtrichtung auftretenden Längskräften aufweist. Die sechsfache Längsnachgiebigkeit resultiert aus der Längsnachgiebigkeit der vier Gummi-Metall-Lager zwischen Radträger und Schräglenker und den beiden weiteren Gummi-Metall-Lagern zwischen dem Schräglenker und der Fahrzeugkarosserie.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsmäßen Kraftfahrzeugs ist ein Stoßdämpfer vorgesehen, der einerseits mit dem Schräglenker und andererseits mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist und in eine Ausnehmung am Schräglenker eingreift. Hierdurch ist eine bauraumoptimierte und zugleich geschützte Anordnung des Stoßdämpfers möglich.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Einzelradaufhängung,
- 2 eine Rückansicht auf die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung,
- 3 eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung.
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Entsprechend den 1 - 3 weist eine erfindungsgemäße Einzelradaufhängung 1 für ein Kraftfahrzeug 2 einen Radträger 3 mit einer Radachse 4 sowie einen Schräglenker 5 auf. Bei bislang aus dem Stand der Technik bekannten Einzelradaufhängungen waren der Radträger 3 und der Schräglenker 5 einstückig miteinander ausgeführt. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung 1 abweichend gelöst, wobei der Radträger 3 ein erstes Gummi-Metall-Lager 6, ein zweites Gummi-Metall-Lager 7 sowie ein drittes Gummi-Metall-Lager 8 und ein viertes Gummi-Metall-Lager 12 aufweist, über welche der Radträger 3 an dem Schräglenker 5 angebunden ist.
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Das erste Gummi-Metall-Lager 6 ist dabei in Fahrtrichtung 9 hinter der Radachse 4 des Radträgers 3 angeordnet, während das zweite Gummi-Metall-Lager 7 in Fahrtrichtung 9 hinter und unterhalb der Radachse 4 des Radträgers 3 angeordnet ist. Das dritte Gummi-Metall-Lager 8 wiederum ist in Fahrtrichtung 9 hinter und zugleich oberhalb der Radachse 4 des Radträgers 3 angeordnet. Das vierte Gummi-Metall-Lager 12 ist ebenfalls in Fahrtrichtung 9 gesehen hinter der Radachse 4 angeordnet. Dabei dann das vierte Gummi-Metall-Lager 12 in etwa auf der Höhe des ersten Gummi-Metall-Lagers 6 angeordnet sein, insbesondere auf einer Linie mit dem ersten Gummi-Metall-Lager 6 und der Radachse 4. Das erste Gummi-Metall-Lager 6 und das vierte Gummi-Metall-Lager 12 sind zugleich weicher in radialer Richtung, d. h. mit geringerer Federsteifigkeit, ausgebildet, als das dritte Gummi-Metall-Lager 8 und das zweite Gummi-Metall-Lager 7.
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An den in den 1 bis 3 gezeigten Einzelradaufhängungen 1 kann noch eine nicht dargestellte Bremse, insbesondere eine Trommelbremse oder eine Scheibenbremse, angeordnet werden.
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Die elastischen Gummi-Metall-Lager 6, 7, 8, 12 können zwei konzentrische Hülsen oder eine Hülse und einen Bolzen aufweisen, in denen wenigstens bereichsweise ein Elastomerkörper unlösbar integriert ist.
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Hierdurch lässt sich eine erheblich verbesserte Fahrdynamik sowie eine positive Vorspuränderung erreichen, die zu einem untersteuernden Verhalten bei Kurvenfahrten und beim Bremsen führt. Durch die vergrößerte Vorspur kann insgesamt ein ruhigeres Fahrverhalten erreicht werden, wobei bei einem Beschleunigen und auch bei schnellen Lastwechseln ein Heck des Kraftfahrzeugs 2 mehr Bodenhaftung aufweist. Die Einzelradaufhängung 1 ist dabei an den hinteren Rädern des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet.
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Das erste Gummi-Metall-Lager 6 ist, wie dies gemäß den 1 und 3 zu entnehmen ist, in einem geschlossenen Lagerauge 10 des Schräglenkers 5 angeordnet, insbesondere verpresst. Hierdurch ist eine radiale Fixierung des ersten Lagers 6 in dem Lagerauge 10 möglich. Wie insbesondere der 2 deutlich zu entnehmen ist, ist dabei auch das vierte Gummi-Metall-Lager 12 in einem Lagerauge 10' angeordnet, wobei das Lagerauge 10' an einem Abzweig 13 eines oberen Arms 11 des Schräglenkers 5 angeordnet ist und wobei an einem unteren Abschnitt 14 zugleich das zweite Gummi-Metall-Lager 7 angebunden ist. Der gesamte Schräglenker 5 ist dabei vorzugsweise einstückig ausgebildet.
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Der Schräglenker 5 besitzt darüber hinaus den erwähnten oberen Arm 11, an dem das dritte Gummi-Metall-Lager 8 angeordnet ist.
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Die Gummi-Metall-Lager 6, 7, 8 und 12 sind hinsichtlich ihrer Achsen vorzugsweise parallel ausgerichtet, wobei auch vorstellbar ist, dass das erste Gummi-Metall-Lager 6 eine Anstellung in Z-Richtung aufweist. Zudem sind die einzelnen Gummi-Metall-Lager 6, 7, 8 und 12 mit ihrer jeweiligen Achse im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet.
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Betrachtet man den Schräglenker 5 weiter, so kann man erkennen, dass in Fahrtrichtung 9 vor der Radachse 4 und auch vor dem ersten Gummi-Metall-Lager 6 zwei weitere Gummi-Metall-Lager 15, 16 angeordnet sind, über die der Schräglenker 5 an einer nicht näher gezeichneten Fahrzeugkarosserie anbindbar ist. Die Achsen der weiteren Gummi-Metall-Lager 15, 16 sind dabei schräg zu den Achsen der Gummi-Metall-Lager 6, 7, 8 und 12 ausgerichtet.
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In Fahrtrichtung 9 hinter der Radachse 4 ist eine Lagerstelle 17 zur Abstützung einer Schraubenfeder 18 angeordnet, wobei die Lagerstelle 17 ebenfalls einstückig mit dem Schräglenker 5 ausgebildet ist. Zudem vorgesehen ist ein Stoßdämpfer 19, der einerseits mit dem Schräglenker 5 und andererseits mit einer nicht näher bezeichneten Karosserie des Kraftfahrzeugs 2 verbunden ist. Der Stoßdämpfer 19 greift dabei in eine Ausnehmung 23 am Schräglenker 5 ein, wodurch eine bauraumoptimierte und zugleich geschützte Anordnung des Stoßdämpfers 19 ermöglicht wird.
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Weiter ist an dem Schräglenker 5 eine Anbindungsstelle 20 zur Anbindung eines Stabilisators 21 angeordnet, wobei der Stabilisator 21 über eine Pendelstütze 22 an der Anbindungsstelle 20 des Schräglenkers 5 angebunden ist und dadurch keine Momente auf den Schräglenker 5 übertragen kann.
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Alles in allem kann mit der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung 1 ein deutlich verbessertes Fahrverhalten erreicht werden, wobei die Anbindungspunkte zur Anbindung der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung 1 an das Kraftfahrzeug 2 bzw. dessen Fahrzeugkarosserie unverändert zu bisherigen Einzelradaufhängungen aus dem Stand der Technik sind, bei welchen der Radträger 3 und der Schräglenker 5 einstückig ausgebildet waren. Besonders durch die bei der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung 1 vorhandene mehrfache Längsnachgiebigkeit bei in Fahrtrichtung 9 auftretenden Längskräften kann das Fahrverhalten wesentlich verbessert werden. Die mehrfache Längsnachgiebigkeit resultiert aus der Längsnachgiebigkeit der vier Gummi-Metall-Lager 6, 7, 8, 12 zwischen Radträger 3 und Schräglenker 5 und den beiden weiteren Gummi-Metall-Lagern 15, 16 zwischen dem Schräglenker 5 und der Fahrzeugkarosserie.