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Die
Erfindung betrifft eine Radaufhängung an
einem Kraftfahrzeug, die einen Querstabilisator und einen Radträger aufweist,
und der eine Koppelstrebe zugeordnet ist.
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Eine
derartige Radaufhängung
ist im Stand der Technik bekannt, wobei in den 1 und 2 beispielhaft
eine bekannte Radaufhängung
eines Hinterrades des Kraftfahrzeugs dargestellt ist.
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In 1 ist
eine Seitenansicht der Radaufhängung 1 dargestellt,
die einen Querstabilisator 2 und einen Radträger 3 aufweist.
Der Radaufhängung 1 ist
eine Koppelstrebe 4 zugeordnet. Die Radaufhängung 1 weist
in üblicher
Weise einen Stoßdämpfer 6 sowie
Längs-
und Querlenker 7 auf, wobei einer der Lenker 7 als
Schwertlenker 8 ausgeführt
ist.
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In
dem aus dem Stand der Technik dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Koppelstrebe 4 zum
Einen mit dem Querstabilisator 2 und zum Anderen mit einem
der Lenker 7 verbunden, wodurch das Kraftfahrzeug insbesondere
in Kurvenfahrten stabilisiert wird, so daß insbesondere ein Wanken,
das ist eine Drehung des Kraftfahrzeugs um seine Fahrzeuglängsachse,
verhindert wird.
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Mittels
geeigneter Konstruktionselemente wird ein Eigenlenkverhalten des
Kraftfahrzeuges eingestellt. Als Eigenlenkverhalten werden Kursänderungen
ohne Lenkbefehl bezeichnet. In Kurven werden dazu Lenkwinkeländerungen
bei zunehmender Querbeschleunigung betrachtet. Dies wird in
| Untersteuern | Das
Lenkrad muß für einen
gleich bleibenden Kurvenradius stärker eingeschlagen werden.
Das Kraftfahrzeug schiebt über
die Vorderräder, |
| Neutral | |
| Übersteuern | Der
Lenkwinkel muß zurückgenommen
werden, oder im Extremfall muß gegengelenkt
werden. Das Kraftfahrzeug bricht hinten aus, |
| eingeteilt. | |
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Mittels
unterschiedlicher Achskonstruktionen wird das Eigenlenkverhalten
beeinflußt,
d. h. es wird das Eigenlenkverhalten bereits während der Konstruktion (in
einem bestimmten Rahmen in der Planungsphase) festgelegt. Klassische
Radaufhängungen
bieten dem Konstrukteur alle Freiheiten im Hinblick auf die so genannte
Raderhebungskurve. Sie zeigt, wie sich Spur und Sturz eines Rades
beim Einfedern verändert.
Gehen die Hinterräder
beim Einfedern leicht (wenige Winkelminuten) beispielsweise auf
Vorspur, kann das Kraftfahrzeug stabiler im Geradeauslauf sein,
wodurch sich auch die maximalen Kurvengeschwindigkeiten erhöhen lassen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung der
Eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern,
daß eine
Vorspurkurve insbesondere bei einem Hinterrad des Kraftfahrzeugs
mit einfachen Mitteln beeinflußbar
ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
daß die
Koppelstrebe mit ihrem Stabilisatorende mit dem Querstabilisator
und mit ihrem zum Stabilisatorende gegenüberliegenden Radträgerende
mit dem Radträger
verbunden ist, wobei die Koppelstrebe bezogen auf eine Hochrichtung
des Kraftfahrzeugs, in Seitenansicht gesehen, winklig angeordnet
ist.
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Eine
Vorspur im Sinne der Erfindung bedeutet, daß die Räder auf der Vorderseite der
Räder näher aneinander
stehen als an ihrer Hinterseite, wobei sich diese Angaben jeweils
auf das Rad selbst und die Fahrtrichtung beziehen. Wird nun der
absolute Radwinkel zur Fahrzeuglängsachse,
in Aufsicht gesehen, über
den vertikalen Radweg aufgetragen, ergibt sich die Vorspurkurve
bzw. die Raderhebungskurve (Winkeländerungen über den vertikalen Radweg).
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Dadurch,
daß die
Koppelstrebe zum Einen mit dem Querstabilisator und zum Anderen
mit dem Radträger
verbunden ist, und daß die
Koppelstrebe bezogen auf eine Hochrichtung des Kraftfahrzeuges winklig
angeordnet ist, ergibt sich der Effekt, daß die Vorspurkurve mit dieser
vorteilhaften Anordnung der Koppelstrebe beeinflußbar ist.
Durch diese vorteilhafte Beeinflussung der Vorspurkurve wird ein Übersteuern
des Kraftfahrzeuges verhindert. Bei einem Übersteuern des Kraftfahrzeuges
muß dessen
Führer
einen Lenkwinkel zurücknehmen
oder im Extremfall gegenlenken. Anderenfalls bricht das Fahrzeug hinten
bzw. über
seine Hinterachse aus. Mittels der Erfindung wird, bezogen auf den
Stand der Technik, eine Vergrößerung des
Radwinkels beim Einfedern des betreffenden Rades erreicht.
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Günstig im
Sinne der Erfindung ist, wenn die Koppelstrebe mit ihrem Stabilisatorende
in einer Ruheposition des Kraftfahrzeuges in Fahrzeuglängsrichtung
gesehen in Richtung zu einer Fahrzeugfront geneigt ist. Zweckmäßig ist
dabei auch, wenn die Koppelstrebe in einem zweiten Winkel in der
Raumebene mit ihrem Stabilisatorende in einer Ruheposition des Kraftfahrzeuges
in Richtung zu einer Fahrzeugmittelachse geneigt ist.
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Als
Ruheposition wird im Sinne der Erfindung ein Zustand des Kraftfahrzeuges
betrachtet, der in der Auslegungsphase des Kraftfahrzeuges in unterschiedlichen
Testparametern festgelegt ist. Beispielsweise kann dies ein Kraftfahrzeug
sein, welches mit vier Durchschnittspersonen bzw. deren Gewichtskraft
belastet ist.
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Um
die Koppelstrebe mit dem Querstabilisator zu verbinden ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, daß die
Koppelstrebe an ihrem Stabilisatorende ein Lagerelement aufweist.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Koppelstrebe an ihrem Stabilisatorende ein
Widerlager zugeordnet, das vorzugsweise als Sechskant ausgeführt ist,
der mit dem Stabilisatorende verschraubbar oder einstückig mit
diesem hergestellt ist. Auf dem Widerlager ist ein erstes Gummielement
angeordnet, an dem sich spiegelbildlich dazu angeordnet ein zweites
Gummielement anschließt, so
daß zwischen
beiden Gummielementen eine Aufnahme für den Querstabilisator gebildet
ist. Das Lagerelement, welches in Hochrichtung gesehen nacheinander
folgend beispielhaft aus dem Widerlager, dem ersten, unteren Gummielement
und dem zweiten, oberen Gummielement gebildet ist, ist dann kraftformschlüssig mittels einer
Schraubverbindung (Befestigungsmutter) an dem Stabilisatorende festgelegt,
so daß sich
insgesamt ein hinreichend stabiles Lagerelement ergibt. Bei dem
Zusammenbau des Lagerelementes wird zunächst das in Hochrichtung gesehene
erste Gummielement auf das Stabilisatorende bzw. auf das Widerlager
aufgeschoben um anschließend
den Querstabilisator mit seinem freien Ende auf das Stabilisatorende
zu führen,
wobei hier bevorzugt eine Bohrung an dem freien Ende des Querstabilisators
angeordnet ist. Anschließend
wird das in Hochrichtung gesehene zweite Gummielement auf das Stabilisatorende
geschoben und das Lagerelement mit dem zwischen beiden Gummielementen
angeordneten Querstabilisator mittels der Befestigungsmutter hinreichend
sicher festgelegt.
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Zur
Verbindung der Koppelstrebe mit dem Radträger ist es zweckmäßig im Sinne
der Erfindung, wenn die Koppelstrebe an ihrem Radträgerende
ein Gelenkelement aufweist. In bevorzugter Ausgestaltung ist das
Gelenkelement als Kugelpfannengelenk ausgeführt, der mit einem Bolzen durch
eine entsprechende Aufnahme an dem Radträger geführt ist. Bevorzugterweise ist
der Bolzen hierbei als Gewindebolzen ausgeführt, so daß zur kraftformschlüssigen Festlegung
des Gelenkelementes an dem Radträger eine
Schraubverbindung möglich
ist.
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Günstigerweise
weist der Radträger
zur Verbindung mit dem Radträgerende
einen Fortsatz auf, der in bevorzugter Ausgestaltung einstückig mit
dem Radträger
hergestellt ist, wobei aber auch denkbar ist, daß der Fortsatz als separates
Bauteil stoffschlüssig
oder in einer anderen geeigneten Verbindungsart mit dem Radträger verbunden
ist.
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Möglich ist,
daß der
Radträger
als Gußteil hergestellt
ist, an dem der Fortsatz einstückig
angeformt ist, wobei natürlich
aber auch denkbar ist, daß der
Radträger
als ausgeformtes Blechteil ausgeführt ist. Natürlich kann
der Fortsatz bei dieser Ausgestaltung gleichzeitig mit ausgeformt
werden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung weist der Fortsatz einen trapezförmigen Abschnitt
auf, der in einen kreisabschnittsartig ausgeführten Bereich übergeht, in
dem eine Bohrung zur Aufnahme der Koppelstrebe bzw. des Gewindebolzens
des Gelenkelementes angeordnet ist. Der Fortsatz kann aber auch
einfach als Plattenabschnitt ausgeführt sein, indem die Bohrung zur
Aufnahme der Koppelstrebe bzw. des Gewindebolzens des Gelenkelementes
angeordnet ist.
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Dadurch,
daß die
Koppelstrebe mit dem Radträger
verbunden ist, ist es zweckmäßig im Sinne der
Erfindung, wenn ein Querstabilisator verwendet wird, der mit seinem
freien Ende in etwa in der Nähe des
Radträgers
angeordnet ist. Somit ist der erfindungsgemäße Querstabilisator im Vergleich
zum Stand der Technik mit seinem freien Ende in Fahrzeugquerrichtung
gesehen weiter außen
und in Hochrichtung gesehen weiter oben angeordnet. Hierzu weist
der Querstabilisator einen quer zur Längsachse des Kraftfahrzeugs
verlaufenden Mittelabschnitt auf, der jeweils in einen mehrfach
gebogenen Endabschnitt übergeht,
an dessen freiem Ende die Bohrung angeordnet ist. Die Bohrung ist
natürlich
an die Dimensionen der Koppelstrebe bzw. dessen Stabilisatorende
angepaßt.
Die Biegungen des Querstabilisators an dessen Endabschnitten sind
bevorzugt derart ausgeführt,
daß sich
die Endabschnitte bzw. seine freien Enden im eingebauten Zustand
des Querstabilisators von seinem Mittelabschnitt in Hochrichtung
gesehen nach oben und in Fahrzeuglängsrichtung gesehen von dem
Mittelabschnitt seitlich weg erstrecken.
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Der
bevorzugte Querstabilisator ist somit bezogen auf aus dem Stand
der Technik bekannten Querstabilisatoren mit seinem freien Ende
bzw. seinen Endabschnitten über
ein freies Ende des zugeordneten Lenkers hinaus nach oben gezogen.
Dadurch kann der Querstabilisator im Ganzen leichter hergestellt
werden, da der Querstabilisator in seinem Durchmesser dünner ausgeführt werden
kann als bekannte Querstabilisatoren.
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Insgesamt
wird durch die erfindungsgemäße Anordnung
und Ausgestaltung der Koppelstrebe eine Radaufhängung zur Verfügung gestellt,
bei dem nicht nur ein Wanken des Kraftfahrzeuges verhindert werden
kann, sondern bei der die Koppelstrebe überraschenderweise zusätzlich noch
die Funktion der Beeinflussung der Vorspurkurve übernehmen kann. Weiter wird
eine verbesserte Radaufhängung
zur Verfügung
gestellt, die insgesamt leichter ausführbar ist als im Stand der
Technik, wobei zusätzlich
noch das Ansprechverhalten der Radaufhängung verbessert ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und
der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
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3 eine
Radaufhängung
in Seitenansicht mit erfindungsgemäß angeordneter Koppelstrebe,
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4 die
Radaufhängung
aus 3 in einer Unteransicht gesehen,
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5 eine
Koppelstrebe als Einzelheit,
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6 eine
Verbindung des Radträgerendes mit
dem Radträger
in einer vergrößerten Ausgestaltung
in einer ersten Ausführung,
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7 eine
Verbindung des Radträgerendes mit
dem Radträger
als vergrößerte Darstellung
in einer zweiten Ausgestaltung,
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8 einen
Querstabilisator in einer ersten Ausgestaltung als Einzelheit,
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9 einen
Querstabilisator in einer zweiten Ausgestaltung als Einzelheit,
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10 einen
Radträger,
einen Querstabilisator und eine Koppelstrebe in perspektivischer
Ansicht, und
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11 einen
Radträger
in einer zweiten Ausführung
mit Querstabilisator und zugeordneter Koppelstrebe in perspektivischer
Ansicht.
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In
den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben
Bezugszeichen versehen, so daß diese
in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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Die 3 und 4 zeigen
eine Radaufhängung 1 an
einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug, die einen Querstabilisator 2 und
einen Radträger 3 aufweist.
Der Radaufhängung 1 ist
eine Koppelstrebe 4 zugeordnet. In den 3 und 4 ist
beispielhaft eine Radaufhängung 1 für ein Hinterrad
dargestellt. Die Koppelstrebe 4 ist mit ihrem Stabilisatorende 9 mit
dem Querstabilisator 2 und mit ihrem zum Stabilisatorende 9 gegenüberliegenden
Radträgerende 11 mit
dem Radträger 3 verbunden.
Die Koppelstrebe 4 ist bezogen auf eine Hochrichtung X
des Kraftfahrzeugs in Seitenansicht gesehen (3) winklig
angeordnet.
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Die
winklige Anordnung ist am deutlichsten der 3 zu entnehmen,
wobei die Koppelstrebe 4 mit ihrem Stabilisatorende 9 in
einer Fahrzeuglängsrichtung
gesehen in Richtung zu einer Fahrzeugfront geneigt ist. Durch die
Neigung α ist
das Stabilisatorende 9 in Fahrzeuglängsrichtung gesehen näher an einer
Fahrzeugfront angeordnet als das Radträgerende 11 der Koppelstrebe 4.
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Zusätzlich zu
der in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden
Neigung α der
Koppelstrebe 4 kann das Stabilisatorende 9 in
Richtung zu einer Fahrzeugmittelachse geneigt sein, so daß die Koppelstrebe 4 in Hochrichtung
gesehen von unten nach oben (vom Radträgerende 11 zum Stabilisatorende 9)
in zwei Raumwinkeln verlaufend angeordnet ist.
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Bei
dem in den 3 und 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist das Stabilisatorende 9 in Hochrichtung X gesehen oberhalb
des Radträgerendes 11 angeordnet.
Weiter ist der Querstabilisator 2 mit seinem freien Ende 12 in
Fahrzeugquerrichtung gesehen in Richtung zum Radträger 3 gezogen
und in etwa in der Nähe
eines freien Endes 13 eines Lenkers 7 (hinterer
Querlenker) angeordnet.
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Durch
die Verbindung der Koppelstrebe 4 mit dem Querstabilisator 2 und
der Verbindung mit dem Radträger 3,
sowie durch die geneigte Anordnung der Koppelstrebe 4 zumindest
in ihrer einen Raumachse in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, wird eine Vorspurkurve
bzw. eine Raderhebungskurve der Radaufhängung günstig beeinflußt.
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In 5 ist
die Koppelstrebe 4 als Einzelheit dargestellt.
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Die
Koppelstrebe 4 weist ein Stabelement 15 mit dem
Stabilisatorende 9 und dem Radträgerende 11 auf. Der
Koppelstrebe 4 ist an ihrem Stabilisatorende 9 ein
Lagerelement 14 zur Verbindung der Koppelstrebe 4 mit
dem Querstabilisator 2 zugeordnet, wobei an dem zum Stabilisatorende 9 gegenüberliegenden
Radträgerende 11 ein
Gelenkelement 16 angeordnet ist.
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Das
Lagerelement 14 ist aus zwei identisch zu einander ausgeführten Gummielementen 17 gebildet,
die dem Stabilisatorende 9 spiegelbildlich zugeordnet sind.
Das in Hochrichtung X gesehen erste, untere Gummielement 17 ist
auf einem Widerlager 18 gelagert, welches in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
als Sechskant ausgeführt
ist, wobei das Widerlager 18 einstückig mit dem Stabilisatorende 9 hergestellt
ist. Denkbar ist natürlich,
daß die
Koppelstrebe 4 an ihrem Stabilisatorende 9 einen
Gewindeabschnitt aufweist, so daß das Widerlager 18 in
der Ausgestaltung als Sechskant auf dieses aufschraubbar ist und
in der geeigneten Höhe
festlegbar ist.
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Das
Gummielement 17 weist jeweils einen Fußbereich 19 und einen
Kopfbereich 21 auf, wobei der Fußbereich 19 einen
größeren Außendurchmesser
aufweist, als der Kopfbereich 21. Durch die spiegelbildliche
Anordnung der beiden Gummielemente 17 ergibt sich so durch
die direkt aneinander gegenüberliegenden
Kopfbereiche 21 eine Art Aufnahmeschlitz 22 zwischen
den beiden Gummielementen 17 in dem der Querstabilisator 2 mit
seinen freien Enden 12, in denen bevorzugt eine Bohrung 23 (8 und 9)
eingebracht ist, angeordnet ist. Zur hinreichenden Festlegung bzw.
zum hinreichenden Verspannen der Gummielemente 17 ist eine
Befestigungsmutter 24 vorgesehen, welche auf das Stabilisatorende 9 aufschraubbar
ist. Hierzu weist das Stabelement 15 ein entsprechendes
Gewinde auf.
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Zum
Zusammenbau bzw. zur Verbindung des Stabilisatorendes 9 mit
dem Querstabilisator 2 wird nun derart vorgegangen, daß das in
Hochrichtung gesehen erste Gummielement 17 auf das Stabilisatorende 9 aufgeschoben
wird, so daß dessen Fußbereich 19 in
Richtung zum Radträgerende 11 orientiert
ist. Mit dem Fußbereich 19 liegt
das Gummielement 17 auf dem Widerlager 18 auf.
Anschließend
wird der Querstabilisator 2 mit seiner an dem freien Ende 12 angeordneten
Bohrung 23 über
das Stabilisatorende 9 geschoben, wobei dann das zweite
Gummielement 17 auf das Stabilisatorende 12 geschoben
wird. Das zweite Gummielement 17 ist mit seinem Kopfbereich 21 in
Richtung zum Radträgerende 11 orientiert.
Anschließend wird
die Befestigungsmutter 24 zur hinreichenden Festlegung
des Lagerelementes 14 auf das Stabilisatorende 9 aufgeschraubt.
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Das
Gelenkelement 16 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als Kugelpfannengelenk ausgeführt,
wobei das Kugelpfannengelenk einen Schraubenbolzen 26 aufweist,
der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
senkrecht zu dem Stabelement 15 der Koppelstrebe 4 angeordnet
ist. Der Schraubenbolzen 26 trägt ein Außengewinde.
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In
den 6 und 7 ist eine Verbindung des Radträgerendes 11 der
Koppelstrebe 4 bzw. dessen Gelenkelementes 16 mit
dem Radträger 3 als Einzelheit
dargestellt.
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Bei
dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Radträger 3 einen
Fortsatz 28 auf, der einen trapezförmigen Abschnitt 29 aufweist,
der in einen kreisabschnittsartig ausführten Bereich 31 übergeht.
In den kreisabschnittartigen Bereich 31 ist eine Bohrung
zur Aufnahme des Schraubenbolzens 26 angeordnet, so dass
das Gelenkelement 16 mit seinem Schraubenbolzen 26 durch
die Bohrung gesteckt wird und anschließend hinreichend fest mit einer
Kontermutter 32 bzw. Festlegmutter mit dem Radträger 3 verbunden
wird.
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Bei
dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel durchgreift
den Radträger 3 ein
Anbindungsbolzen 33 zur Verbindung mit dem Lenker 7 (hinterer Querlenker).
In diesem Bereich ist der Radträger 3 gabelartig
ausgeführt,
so daß der
Anbindungsbolzen 33 jeweils eine Durchgangsbohrung der
beiden Gabelschenkel 34 durchgreift und mit seinem zur
Koppelstrebe 4 orientierten Ende den zugeordneten Gabelschenkel 34 etwas überragt.
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Im
Unterschied zu 6 zeigt 7, daß der Fortsatz
28 im Wesentlichen plattenförmig
ausgeführt
ist, wobei die Bohrung zur Aufnahme bzw. zum Durchstecken des Schraubenbolzens 26 in
dem Plattenabschnitt 36 angeordnet ist. Deutlich erkennbar
in 7 ist, daß der
Anbindungsbolzen 33 zur Verbindung des Radträgers 3 mit
einem Lenker 7 bzw. mit dem hinteren Querlenker mit einem
freien Ende nicht in Richtung zur Koppelstrebe 4 übersteht, sondern
in einer Sacklochbohrung aufgenommen ist.
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In
den 8 und 9 sind unterschiedlich ausgeführt Querstabilisatoren 2 dargestellt.
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In 8 ist
ein Querstabilisator 2 dargestellt, der einen Mittelabschnitt 37 aufweist,
an dem sich jeweils endseitig Endabschnitte 38 anschließen. Bei dem
in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Endabschnitte 38 dreifach
gebogen, so daß das freie
Ende 12 des Querstabilisators 2 in Hochrichtung X
gesehen, jeweils oberhalb des Mittelabschnitts 37 angeordnet
sind.
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Im
Unterschied dazu ist der Querstabilisator 2 in der Ausgestaltung
nach 9 in seinen Endabschnitten 38 lediglich
zweimal gebogen, wobei aber auch hier der Effekt erreicht wird,
daß das
freie Ende 12 des Querstabilisators 2 in Hochrichtung
X gesehen, jeweils oberhalb des Mittelabschnitts 37 angeordnet
ist, wenn der Querstabilisator 2 an dem Kraftfahrzeug montiert
ist.
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Bei
dem in 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist lediglich der Radträger 3,
der Querstabilisator 2 sowie die Koppelstrebe 4 dargestellt.
Bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Radträger 3 als
Gussteil hergestellt, wobei der Fortsatz 28 einstückig mit
dem Radträger 3 hergestellt
ist. Der in 10 dargestellte Querstabilisator 2 entspricht
der Ausgestaltung nach 9.
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Bei
dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Radträger 3 aus
einem Blech geformt, wobei der Fortsatz 28 ebenfalls einstückig mit
dem Radträger 3 hergestellt
ist. Der in 11 dargestellte Querstabilisator 2 entspricht
der Ausgestaltung gemäß 8.
Weiter ist der 11 eine Schelle 39 zu
entnehmen, mit welcher der Mittelabschnitt 37 des Querstabilisators 2 mit
einem Lenker 7 oder einem Hilfsrahmen verbindbar ist.