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Vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein zweispuriges Straßenfahrzeug.
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Der Stand der Technik kennt unterschiedliche Einzelradaufhängungen für Fahrzeuge. Im vorliegenden Fall wird ein Dreieckslenker der Radaufhängung betrachtet. Der Dreieckslenker dient, in Verbindung mit anderen radführenden Elementen, zur Verbindung eines Radträgers mit der Karosserie. Der Begriff Karosserie ist hier breit zu verstehen und umfasst auch etwaige Hilfsrahmen, Achsträger oder Fahrschemel. 4 zeigt schematisch vereinfacht eine Radaufhängung 100 nach dem Stand der Technik. Die Radaufhängung 100 umfasst einen Dreieckslenker 102 nach dem Stand der Technik. Der Dreieckslenker 102 ist an einem Punkt mit dem Radträger verbunden. Über ein vorderes Gummilager 108 und ein hinteres Gummilager 110 ist der Dreieckslenker 102 mit der Karosserie verbunden. Im gezeigten Beispiel weist das vordere Gummilager 108 einen linearen Steifigkeitsverlauf auf. Das hintere Gummilager 110 weist eine Steifigkeitsprogression auf. Darüber hinaus zeigt 4 eine Spurstange 14 der Radaufhängung 100. Die in 4 eingezeichnete Kraft F auf den Radträger ist parallel zu einer Fahrzeuglängsachse 11 ausgerichtet.
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4 zeigt einen Lenkermomentanpol 15. Aufgrund der Elastizität der beiden Gummilager 108 und 110 dreht der Dreieckslenker 102 aufgrund der Kraft F um den Lenkermomentanpol 15. In Verbindung mit der Spurstange 14 ergibt sich ein Radaufhängungsmomentanpol 16. Bei moderater Kraft F liegt der Radaufhängungsmomentanpol 16 auf der fahrzeugzugewandten Seite der Radaufhängung. Bei entsprechend großer Kraft F verschiebt sich der Lenkermomentanpol 15 in Richtung des hinteren Gummilagers 110. Der Lenkermomentanpol 15 verschiebt sich dabei aufgrund ungleichmäßiger Änderungen der Lagersteifigkeiten der beiden Gummilager 108 und 110. Das hintere Gummilager 110 weist einen progressiveren Steifigkeitsverlauf auf als das vordere Gummilager 108. Dadurch kommt es zu einer ungewollten Spurverstellung des Rades. Im Extremfall, wie dies die schematische untere Darstellung in 4 zeigt, wandert der Radaufhängungsmomentanpol 16 auf die fahrzeugäußere Seite des Rades, wodurch sich ein sehr progressiver Verlauf der Vorspur ergibt. Um eine Verschiebung des Lenkermomentanpols weitestgehend zu unterdrücken, müssten relativ steife Gummilager 108, 110 verwendet werden. Dies ist jedoch aus Sicht der Akustik nicht erstrebenswert.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Radaufhängung anzugeben, die einen wartungsarmen und sicheren Betrieb eines Fahrzeuges ermöglicht. Insbesondere soll die Radaufhängung möglichst viel gestalterischen Freiraum zur Auslegung der Fahrdynamik ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Radaufhängung für ein Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein zweispuriges Straßenfahrzeug. Die Radaufhängung umfasst eine Dreieckslenkeranordnung. Diese Dreieckslenkeranordnung wird verwendet zur Verbindung eines Radträgers mit der Karosserie. Der Begriff Karosserie ist hier breit zu verstehen und umfasst auch etwaige Hilfsrahmen, Fahrschemel oder Achsträger. Die Dreieckslenkeranordnung ist mit dem Radträger verbunden. Der Radträger wiederum trägt das Rad. An der Dreieckslenkeranordnung sind ein Querlenkerbereich und ein Zug-/Druckstrebenbereich definiert. Der Querlenkerbereich erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Der Zug-/Druckstrebenbereich erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung. Je nach Einbaulage handelt sich um einen Zugstrebenbereich oder einen Druckstrebenbereich.
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Gemäß einer ersten Alternative ist die Dreieckslenkeranordnung als steifer Dreieckslenker ausgebildet. Im Dreieckslenker sind der Querlenkerbereich und der Zug-/Druckstrebenbereich ausgebildet.
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In einer zweiten Alternative ist die Dreieckslenkeranordnung durch zwei Bauteile gebildet: ein Querlenker bildet den Querlenkerbereich und eine Zug- oder Druckstrebe bildet den Zug-/Druckstrebenbereich. Für die radseitige Anbindung gibt es unterschiedliche vorteilhafte Varianten, jeweils mit Gummilager oder Kugellager: (i) Der Querlenkerbereich und der Zug-/Druckstrebenbereich sind jeweils separat mit dem Radträger verbunden. (ii) Der Querlenkerbereich und der Zug-/Druckstrebenbereich sind radseitig miteinander verbunden, wobei der Querlenkerbereich oder der Zug-/Druckstrebenbereich mit dem Radträger verbunden ist. (iii) Einer der beiden Bereiche ist mit dem Dämpfer verbuden und der andere Bereich ist mit dem Radträger verbunden ist.
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Erfindungsgemäß sind zwischen der Dreieckslenkeranordnung und der Karosserie drei Lager vorgesehen: der Querlenkerbereich ist über ein erstes Lager und ein zweites Lager mit der Karosserie verbunden. Der Zug-/Druckstrebenbereich ist über ein drittes Lager mit der Karosserie verbunden. Im Vergleich zum Stand der Technik wird also erfindungsgemäß das zusätzliche zweite Lager verwendet, um die Dreieckslenkeranordnung mit der Karosserie zu verbinden.
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Die Verwendung der drei Lager zwischen der Dreieckslenkeranordnung und der Karosserie hat den entscheidenden Vorteil, dass einerseits relativ elastische Lager verwendet werden können und somit Akustikanforderungen erfüllt werden und andererseits aufgrund der drei Lager eine elastodynamische Verschiebung des Lenkermomentanpols weitestgehend unterdrückt werden kann. Die erfindungsgemäße Radaufhängung mit den drei Lagerstellen der Dreieckslenkeranordnung kann für unterschiedlichste Achskonzepte verwendet werden. Dabei ermöglicht stets die Verwendung dreier relativ elastischer Lager eine bewusste Beeinflussung der Fahrdynamik. Insbesondere lässt sich so eine progressive Vorspuränderung weitestgehend vermeiden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das zweite Lager zwischen dem ersten Lager und dem dritten Lager liegt.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, wenn die Dreieckslenkeranordnung als steifer Dreieckslenker ausgebildet ist, dass das zweite Lager auf einer Lenkerdrehachse des Dreieckslenkers liegt. Die Lenkerdrehachse ist definiert als Gerade durch die Position des ersten Lagers und des dritten Lagers.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Lager näher am ersten Lager liegt als am dritten Lager. Der Lenkermomentanpol liegt in Konstruktionslage des Fahrzeuges relativ nahe am ersten Lager. Deshalb wird das zusätzliche zweite Lager relativ nahe am ersten Lager positioniert, um in diesem Bereich den Momentanpol zu stabilisieren.
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Bei der Dreieckslenkeranordnung handelt es sich insbesondere um einen unteren Lenker. Dementsprechend wird die Dreieckslenkeranordnung vorteilhafterweise unterhalb der Raddrehachse angeordnet.
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Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die drei Lager elastische Lager sind. Die elastischen Lager sind vorzugsweise entweder Gummilager oder Hydrolager.
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Vorteilhafterweise weisen das erste Lager und das zweite Lager jeweils eine Steifigkeit von 1000 bis 10000 N/mm auf.
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Die Steifigkeit des dritten Lagers liegt vorteilhafterweise zwischen 100 und 250 N/mm, insbesondere zwischen 100 und 200 N/mm.
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Erfindungsgemäß können für alle drei Lager relativ geringe Steifigkeiten verwendet werden. Dies wirkt sich positiv auf die Akustik aus.
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Für alle drei Lager können entweder Gummilager oder Hydrolager verwendet werden. Des Weiteren kann an allen drei Lagern eine Steifigkeitsprogression oder ein linearer Steifigkeitsverlauf vorgesehen sein. Als besonders bevorzugt haben sich folgende Alternativen erwiesen:
Vorteilhafterweise weist das erste Lager eine Steifigkeitsprogression auf, das zweite Lager weist einen linearen Steifigkeitsverlauf auf und das dritte Lager weist eine Steifigkeitsprogression auf. Alternativ dazu ist vorgesehen, dass das zweite und das dritte Lager eine Steifigkeitsprogression aufweisen, wobei das erste Lager einen linearen Steifigkeitsverlauf aufweist. In einer dritten Alternative weisen alle drei Lager eine Steifigkeitsprogression auf. Bevorzugt ist dabei in allen drei Alternativen vorgesehen, dass zumindest zwei Lager im Wesentlichen gleichzeitig in die Progression gehen.
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In einer vierten Alternative ist vorgesehen, dass das dritte Lager eine Steifigkeitsprogression aufweist, wobei das erste und zweite Lager einen linearen Steifigkeitsverlauf aufweisen. Diese Alternative ist insbesondere von Vorteil, wenn der Zug-/Druckstrebenbereich als Zugstrebe ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Steuerung der Bewegung des Lenkermomentanpols nicht nötig, aber diese Ausführung ermöglicht eine Anhebung des Querlenkers ohne dass der Querlenker in Kollision mit der Abtriebswelle kommt, da die Abtriebswelle normalerweise direkt über dem Querlenkerlager liegt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 und 2 eine Dreieckslenkeranordnung der erfindungsgemäßen Radaufhängung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Radaufhängung gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
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4 eine schematische Darstellung einer Radaufhängung nach dem Stand der Technik.
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Im Folgenden wird anhand der 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radaufhängung 1 im Detail beschrieben. Wesentlicher Bestandteil der Radaufhängung 1 ist ein Dreieckslenker ausgebildete Dreieckslenkeranordnung 2. Dieser ist in zwei verschiedenen Ansichten in den 1 und 2 dargestellt. Die Dreieckslenkeranordnung 2 wird über eine Anbindung 7 mit einem rein schematisch dargestellten Radträger 5 verbunden. Am Radträger 5 wiederum ist ein Rad 12 (siehe 3) befestigt. Die Dreieckslenkeranordnng 2 verbindet den Radträger 5 mit einer rein schematisch dargestellten Karosserie 6.
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Die Dreieckslenkeranordnung 2 weist einen Querlenkerbereich 3 und einen Zug-/Druckstrebenbereich 4 auf. Der Querlenkerbereich 3 ist über ein erstes Lager 8 und ein zweites Lager 9 mit der Karosserie 6 verbunden. Der Zug-/Druckstrebenbereich 4 ist über ein drittes Lager 10 mit der Karosserie 6 verbunden. Der Übersichtlichkeit halber sind in 1 und 2 lediglich die Aufnahmen für die entsprechenden Lager gezeigt. An diesen Aufnahmen werden übliche elastische Lager, beispielsweise Gummilager oder Hydrolager eingesetzt.
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2 zeigt zur Orientierung die Fahrzeuglängsachse 11. Des Weiteren ist in 2 eine Lenkerdrehachse 13 eingezeichnet. Alle drei Lager 8, 9, 10 liegen auf dieser geraden Lenkerdrehachse 13. Vorzugsweise verläuft die Lenkerdrehachse, mit einer maximalen Abweichung von 15°, parallel zur Fahrzeuglängsachse 11.
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Die in 1 und 2 dargestellte Dreieckslenkeranordnung 2 weist unterschiedliche Streben auf, die zu den Lagern 8, 9 und 10 führen. Alternativ kann die Dreieckslenkeranorndung 2 auch als ein flächiges, nicht verzweigtes Bauteil ausgebildet werden. Der Querlenkerbereich 3 und der Zug-/Druckstrebenbereich 4 können auch separate, zueinander bewegliche Bauteile sein.
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3 zeigt schematisch vereinfacht die Radaufhängung 1. Ergänzend zur Dreieckslenkeranordnung 2 ist hier das Rad 12 gezeigt. Des Weiteren zeigt 3 als Bestandteil der Radaufhängung 1 eine Spurstange 14.
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In der oberen Darstellung nach 1 wirkt auf das Rad 12 eine relativ geringe Kraft F parallel zur Fahrzeuglängsrichtung 11. In der unteren Darstellung wirkt eine relativ große Kraft F. Im gezeigten Beispiel handelt es sich um die linke Vorderachse eines Fahrzeuges. Dementsprechend befindet sich die Spurstange 14 in Fahrtrichtung vor der Dreieckslenkeranordnung 2 und der Zug-/Druckstrebenbereich 4 erstreckt sich nach hinten.
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Bei einer Belastung mit Kraft F dreht die Dreieckslenkeranordnung 2 um eine Normale auf die Lenkerebene. Dabei ergibt sich der Lenkermomentanpol 15. In Zusammenhang mit der Positionierung der Spurstange 14 ergibt sich der Radaufhängungsmomentanpol 16, um den sich die Radaufhängung 1 bei der Kraft F dreht.
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3 zeigt nur eine von vielen Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Radaufhängung 1. Insbesondere kann die Dreieckslenkeranordnung 2 auch so verbaut werden, dass sich der Zug-/Druckstrebenbereich 4 nach vorne erstreckt. Der Radaufhängungmomentanpol 16 muss sich nicht in Verbindung mit einer Spurstange 14 ergeben, sondern kann sich auch in Verbindung mit einem anderen radführenden Element ergeben. Entscheidend ist, dass sich der Lenkermomentanpol 15 aufgrund der Verwendung der drei Lager 8, 9, 10 nicht oder nur geringfügig bei einer Belastung mit Kraft F verschiebt. Je nach Ausgestaltung des Achskonzeptes werden die Steifigkeiten der einzelnen Lager so gewählt, dass sich das gewünschte Verhalten des Lenkermomentanpols 15 ergibt. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das erste Lager 8 und das zweite Lager 9 beidseitig des Lenkermomentanpols 15 angeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radaufhängung
- 2
- Dreieckslenkeranordnung
- 3
- Querlenkerbereich
- 4
- Zug-/Druckstrebenbereich
- 5
- Radträger
- 6
- Karosserie
- 7
- Anbindung
- 8, 9, 10
- Lager
- 11
- Fahrzeuglängsachse
- 12
- Rad
- 13
- Lenkerdrehachse
- 14
- Spurstange
- 15
- Lenkermomentanpol
- 16
- Radaufhängungsmomentanpol
- F
- Kraft
- 100
- Radaufhängung nach dem Stand der Technik
- 102
- Dreieckslenker nach dem Stand der Technik
- 108
- vorderes Gummilager nach dem Stand der Technik
- 110
- hinteres Gummilager nach dem Stand der Technik
