WO2007045308A1 - Radaufhängung für die angetriebenen hinterräder eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Christof Lischka
Dieter Burkart
Thomas Graf
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Definitions

  • the invention relates to a suspension for the driven via a drive shaft rear wheels of a motor vehicle with a wheel bearing wheel carrier on the vertically spaced above a torsionally stiff wishbone, directly via a first bearing and a second bearing with the interposition of a substantially perpendicular to Level of this wishbone arranged so-called.
  • Integral link is indirectly connected to the wheel, two more wishbones are hinged, all wishbones with their end facing away from the wheel directly or indirectly ultimately supported on the vehicle body and wherein the body-side axis of rotation of the torsionally stiff control arm with the Connecting line of the wheel-side bearing this wishbone at least approximately and in plan view before the wheel cut.
  • a suspension is known from EP-O 288 654 B1.
  • Warp resistant wishbone which also referred to as trapezoidal link are provided, provides virtually free space available, which can now be used for other elements of the suspension or already for components of Fzg. structure.
  • a body side member which must be adjusted in terms of its course or its design essentially only to a wishbone, namely at the substantially directly above the output shaft extending wishbone, be made cheaper and thus allows a more favorable flow of forces.
  • a suspension spring for the construction can be accommodated to save space, even if it is supported directly on the wheel.
  • this suspension spring is not supported above or behind the drive shaft above this on the wheel, wherein - also in view of a minimized space requirement - an air spring as a suspension spring is particularly advantageous.
  • an air spring-steel spring combination it can also be provided an air spring-steel spring combination.
  • the so-called. Trace link is significantly longer than the substantially directly above the output shaft lying wishbone, so that there is a relatively high insensitivity to tolerances.
  • an arrangement of this track link behind the output shaft allows at least slight steerability of the respective rear wheel due to a then favorable arrangement possibility for an associated, the steering handlebar actuated steering actuator.
  • torsion-resistant wishbone or trapezoidal link
  • its two body-side bearings may preferably be designed such that this wishbone undergoes a displacement in the direction of the connecting line of this body-side bearing by longitudinal forces introduced on the wheel side.
  • Such a longitudinal displacement is more advantageous under elastokinematic aspects than any rotational movements, in particular in cooperation with the so-called.
  • the necessary longitudinal stops for limiting the axial paths of the body-side rubber bearings at high forces are preferably designed such that they do not change the elastokinematic behavior of the axle in the driving dynamics relevant driving conditions appreciably.
  • Figure 1 is a perspective view of a suspension according to the invention without suspension spring and Figure 2 is a comparable view with a (possible) suspension spring-damper assembly shows.
  • Figure 3 the radnahe area according to Figure 2 in plan view from above and in Figure 4 in rear view (ie the vehicle. -Fahrraum runs in the direction perpendicular to the plane) is shown only for the left half.
  • Essential to the invention may be all features described in more detail.
  • the reference numeral 1 is a so-called.
  • Subframe referred to which is formed as usual frame-like and is attached via four bearings 2 on the underside of the Fzg. Construction, not shown.
  • a wheel carrier 3 is articulated on the right side and on the left side in each case via a plurality of links, to which a vehicle rear wheel 30 shown in FIGS. 1, 2 only for the left side and only in the form of a circle is fastened.
  • Each rear wheel 30 is driven by an output shaft 4, which is connected to a provided in the center of the subframe 1 rear axle 31 (with differential).
  • the bearings 6a-6d of this essentially torsionally rigid trapezoidal link 5 are arranged in such a way that the assembly-side axis of rotation 8a, which is determined by the bearings 6c, 6d and shown in FIGS. 2, 3, is connected to the connecting line 8b (also FIG 2, 3 indicated) of the wheel-side bearing 6a, 6b of this wishbone 5 at least approximately and in plan view before (ie in the vehicle direction of travel 9 considered before) the wheel 30 cut.
  • the said axis of rotation 8a and the connecting line 8b are slightly skewed to each other in space, ie they do not have to lie exactly in a common plane, but this can certainly do.
  • the rotational axis 8a and the connecting line 8b should not be widely spaced in plan view in their "virtual" intersection in the vertical direction.
  • each wheel carrier 3 is guided by two other links, namely by an upper wishbone
  • the upper wishbone 10 extends with the exception of a bulge for the clearance of the suspension spring 12 in plan view ( Figure 3) substantially in Fzg.- transverse direction, i. Coming back to the rocker 5, this is not integrally formed on the wheel side, but it is the second bearing 6b of this rocker 5 as shown by a so-called. Connecting arm 5a between the bearing 6a and the bearing 6b, on which the said integral link 7 is arranged, but this and a large number of further details, in particular of a constructive nature, may well be deviating from the above explanations, without departing from the content of the patent claims.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für die über eine Antriebswelle angetriebenen Hinterräder (30) eines Kraftfahrzeugs mit einem das Rad (30) lagernden Radträger (3), an dem in vertikalem Abstand oberhalb eines verwindungssteif ausgebildeten Querlenkers (5), der über ein erstes Lager (6a) direkt und über ein zweites Lager (6b) unter Zwischenschaltung eines im wesentlichen senkrecht zur Ebene dieses Querlenkers angeordneten sog. Integrallenkers (7) indirekt mit dem Radträger verbunden ist, zwei weitere Querlenker (10, 11) angelenkt sind, wobei alle Querlenker mit ihrem dem Radträger abgewandten Ende direkt oder indirekt letztlich am Fahrzeug-Aufbau abgestützt sind und wobei sich die aufbauseitige Drehachse (8a) des verwindungssteif en Querlenkers mit der Verbindungslinie (8b) der radseitigen Lager dieses Querlenkers zumindest annähernd und in Draufsicht vor dem Rad schneiden. Einer der weiteren Querlenker (10) liegt zumindest annähernd in der Vertikalebene der Abtriebswelle (4) oberhalb dieser, während der andere weitere Querlenker (11) hinter der Abtriebswelle liegend als Spurlenker fungiert und nennenswert länger als der im wesentlichen direkt oberhalb der Abtriebswelle liegende Querlenker ist. Vorzugsweise ist auch die Tragfeder (12) für den Fahr zeug -Auf bau vor oder hinter der Antriebswelle nicht oberhalb dieser am Radträger abgestützt.

Description

Radaufhängung für die angetriebenen Hinterräder eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für die über eine Antriebswelle angetriebenen Hinterräder eines Kraftfahrzeugs mit einem das Rad lagernden Radträger, an dem in vertikalem Abstand oberhalb eines verwindungssteif ausgebildeten Querlenkers, der über ein erstes Lager direkt und über ein zweites Lager unter Zwischenschaltung eines im wesentlichen senkrecht zur Ebene dieses Querlenkers angeordneten sog. Integrallenkers indirekt mit dem Radträger verbunden ist, zwei weitere Querlenker angelenkt sind, wobei alle Querlenker mit ihrem dem Radträger abgewandten Ende direkt oder indirekt letztlich am Fahrzeug-Aufbau abgestützt sind und wobei sich die aufbauseitige Drehachse des verwindungssteifen Querlenkers mit der Verbindungslinie der radseitigen Lager dieses Querlenkers zumindest annähernd und in Draufsicht vor dem Rad schneiden. Eine derartige Radaufhängung ist aus EP-O 288 654 B1 bekannt.
Kinematisch hat sich diese bekannte Radaufhängung bestens bewährt, jedoch sind hinsichtlich des Bauraum-Bedarfs Verbesserungen möglich, die aufzuzeigen sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat. Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass einer der weiteren Querlenker zumindest annähernd in der Vertikalebene der Abtriebswelle oberhalb dieser liegt, während der andere weitere Querlenker vor oder hinter der Abtriebswelle liegend als Spurlenker fungiert.
Die vorgeschlagene Anordnung der sog. weiteren Querlenker, die neben dem bzw. räumlich oberhalb des funktional äußerst vorteilhaften sog. verwindungssteifen Querlenker(s), der auch als Trapezlenker bezeichnet werden kann, vorgesehen sind, stellt quasi Freiraum zur Verfügung, der nunmehr für andere Elemente der Radaufhängung oder bereits für Bestandteile des Fzg.-Aufbaus genutzt werden kann. So kann ein Karosserie- Längsträger, der hinsichtlich seines Verlaufs oder seiner Gestaltung im wesentlich nur an einen Querlenker, nämlich an den im wesentlichen direkt oberhalb der Abtriebswelle verlaufenden Querlenker angepasst sein muss, günstiger gestaltet werden und ermöglicht somit einen günstigeren Kräfteverlauf. Insbesondere jedoch kann hiermit eine Tragfeder für den Aufbau platzsparend untergebracht werden, und zwar auch dann, wenn sich diese direkt am Radträger abstützt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn diese Tragfeder vor oder hinter der Antriebswelle nicht oberhalb dieser am Radträger abgestützt ist, wobei - ebenfalls im Hinblick auf einen minimierten Bauraumbedarf - eine Luftfeder als Tragfeder besonders vorteilhaft ist. Es kann jedoch auch eine Luftfeder-Stahlfeder-Kombination vorgesehen sein.
Mit diesen Maßnahmen ist zum einen im Fzg. -Aufbau ein besonders breiter, flächiger Kofferraumboden erzielbar. Weiterhin können hierdurch die bei anderen Achskonzepten vorhandenen Nachteile, die hinsichtlich einer erforderlichen akustischer Isolierung aufgrund einer Vertikalbelastung der Lager des Hinterachsträgers durch eine ungünstige Übersetzung der Tragfeder auf einem der unteren Lenker bestehen, vermieden werden. Somit wird ein Zielkonflikt zwischen akustisch optimal isolierender und bauraum- günstiger Feder-Dämpfer-Anordnung bzw. Federbein-Anordnung aufgelöst. Sollte dabei ein der Tragfeder parallel geschalteter Dämpfer ein Hindernis insbesondere in Vertikalrichtung betrachtet darstellen, so ist es auch möglich, den Dämpfer von der Tragfeder getrennt auf der der Tragfeder gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle am Radträger oder am verwindungssteifen Querlenker abzustützen. Die Möglichkeit, ein Federbein bei identischer Kinematik wahlweise auf dem Radträger oder auf dem oberen Querlenker abzustützen, ermöglicht weiterhin eine Stahlfeder- oder Luftfeder-spezifische Übersetzung, die damit auf die jeweiligen Bedürfnisse optimal abgestimmt werden kann. Zusammenfassend bietet sich damit die Möglichkeit, die unterschiedlichen Anforderungen bezüglich Fahrdynamik, akustischer Isolierung, Package, Ansprechverhalten einer Luftfeder und einer Stahlfeder mit einem einzigen Achskonzept zu erfüllen.
Vorzugsweise ist der sog. Spurlenker nennenswert länger als der im wesentlichen direkt oberhalb der Abtriebswelle liegende Querlenker, so dass eine relativ hohe Unempfindlichkeit gegenüber Toleranzen vorliegt. Insbesondere eine Anordnung dieses Spurlenkers hinter der Abtriebswelle (bei Betrachtung in Fahrzeug-Fahrtrichtung) erlaubt eine zumindest geringfügige Lenkbarkeit des jeweiligen Hinterrads aufgrund einer dann günstigen Anordnungsmöglichkeit für einen zugehörigen, den Spurlenker betätigenden Lenkaktuator.
Was den sog. verwindungssteifen Querlenker (bzw. Trapezlenker) betrifft, so können dessen beide aufbauseitigen Lager vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass dieser Querlenker durch radseitig eingeleitete Längskräfte eine Verlagerung in Richtung der Verbindungslinie dieser aufbauseitigen Lager erfährt. Eine solche Längsverschiebung ist unter elastokinematischen Gesichtspunkten günstiger als irgendwelche Drehbewegungen, insbesondere in Zusammenwirken mit dem sog. Spurlenker, über den die Spureinstellung am Hinterrad erfolgt. Die notwendigen Längsanschläge zur Begrenzung der Axialwege der aufbauseitigen Gummi-Lager bei hohen Kräften sind dabei vorzugsweise derart ausgeführt, dass sie das elastokinematische Verhalten der Achse bei den fahrdynamisch relevanten Fahrzuständen nicht nennenswert verändern.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter erläutert, wobei die beigefügte Figur 1 eine räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Radaufhängung ohne Tragfeder und Figur 2 eine vergleichbare Ansicht mit einer (möglichen) Tragfeder-Dämpfer-Anordnung zeigt. In Fig.3 ist der radnahe Bereich gemäß Figur 2 in Aufsicht von oben und in Fig.4 in Ansicht von hinten (d.h. die Fzg. -Fahrrichtung verläuft in Blickrichtung senkrecht zur Zeichenebene) jeweils nur für die linke Hälfte dargestellt. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
Mit der Bezugsziffer 1 ist ein sog. Fahrschemel bezeichnet, der wie üblich rahmenartig ausgebildet ist und über vier Lagerstellen 2 am Unterboden des nicht dargestellten Fzg.-Aufbaus befestigt ist. An diesem Fahrschemel 1 ist rechtsseitig sowie linksseitig jeweils über mehrere Lenker ein Radträger 3 angelenkt, an dem ein in den Figuren 1 , 2 nur für die linke Seite und nur Form eines Kreises dargestelltes Fahrzeug-Hinterrad 30 befestigt ist. Jedes Hinterrad 30 wird von einer Abtriebswelle 4 angetrieben, die mit einem im Zentrum des Fahrschemels 1 vorgesehenen Hinterachsgetriebe 31 (mit Differential) verbunden ist.
Bei den den Radträger 3 führenden Lenkern handelt es sich erstens um einen im wesentlichen verwindungssteifen und flächigen unteren Querlenker 5, der seiner Form wegen auch als Trapezlenker 5 oder seiner Funktion wegen auch als Schwinge 5 bezeichnet werden kann, denn dieser Querlenker 5 bzw. diese Schwinge 5 ist über ein erstes am besten in Fig.4 sichtbares Lager 6a direkt und über ein zweites Lager 6b unter Zwischenschaltung eines im wesentlichen senkrecht zur Ebene dieses Querlenkers 5 angeordneten sog. Integrallenkers 7 indirekt mit dem Radträger 3 verbunden und ebenso an ihrem anderen Ende über zwei Lager 6c, 6d am Fahrschemel 1 angelenkt. Dabei sind die Lager 6a - 6d dieses im wesentlichen verwindungssteifen Trapezlenkers 5 derart angeordnet, dass sich dessen aufbau- seitige Drehachse 8a, die durch die Lager 6c, 6d bestimmt und in den Figuren 2, 3 angedeutet dargestellt ist, mit der Verbindungslinie 8b (ebenfalls in den Fig.2, 3 angedeutet) der radseitigen Lager 6a, 6b dieses Querlenkers 5 zumindest annähernd und in Draufsicht vor (d.h. in Fahrzeug-Fahrtrichtung 9 betrachtet vor) dem Rad 30 schneiden. Dabei können - wie hier realisiert - die genannte Drehachse 8a und die Verbindungslinie 8b geringfügig windschief zueinander im Räume liegen, d.h. sie müssen nicht exakt in einer gemeinsamen Ebene liegen, können dies jedoch durchaus tun. Im Hinblick auf eine günstige Radführungskinematik sollten die Drehachse 8a und die Verbindungslinie 8b in Draufsicht in ihrem „virtuellen" Schnittpunkt in Vertikalrichtung jedoch nicht weit voneinander beabstandet sein.
Neben dieser Schwinge 5 oder diesem Trapezlenker 5 wird jeder Radträger 3 durch zwei weitere Lenker geführt, nämlich durch einen oberen Querlenker
10 und durch einen sog. Spurlenker 11. Während letztgenannter hier relativ zur Fahrtrichtung 9 hinter der jeweiligen Abtriebswelle 4 liegt, ist der obere Querlenker 10 zumindest annähernd in der Vertikalebene oberhalb der Abtriebswelle 4 liegend angeordnet, wie insbesondere aus Fig.3 hervorgeht. Hierdurch wird, wie vor Figuren-Beschreibung erläutert ist, u.a. vorteilhafterweise Bauraum für den Fzg.-Aufbau gewonnen. Aus den gleichen Gründen ist eine hier als Feder-Dämpferbein ausgebildete Tragfeder 12 (mit integriertem Dämpfer) zwischen dem Radträger 3 und dem (nicht dargestellten Fzg.- Aufbau) knapp hinter der Abtriebswelle 4 stehend angeordnet, vgl. Fig. 2,3.
Der obere Querlenker 10 verläuft mit Ausnahme einer Ausbuchtung für den Freigang der Tragfeder 12 in Draufsicht (Fig.3) im wesentlichen in Fzg.- Querrichtung, d.h. im wesentlichen orthogonal zur Fahrzeug-Fahrtrichtung 9 sowie im wesentlichen parallel zur Abtriebswelle 4. Zurückkommend auf die Schwinge 5 ist diese radseitig nicht einstückig ausgebildet, sondern es wird das zweite Lager 6b dieser Schwinge 5 wie ersichtlich durch einen sog. Verbindungsarm 5a zwischen dem Lager 6a und dem Lager 6b gebildet, auf dem der genannte Integrallenker 7 angeordnet ist, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Radaufhängung für die über eine Abtriebswelle (4) angetriebenen Hinterräder (30) eines Kraftfahrzeugs mit einem das Rad (30) lagernden Radträger (3), an dem in vertikalem Abstand oberhalb eines ver- windungssteif ausgebildeten Querlenkers (5), der über ein erstes Lager (6a) direkt und über ein zweites Lager (6b) unter Zwischenschaltung eines im wesentlichen senkrecht zur Ebene dieses Querlenkers (5) angeordneten sog. Integrallenkers (7) indirekt mit dem Radträger (3) verbunden ist, zwei weitere Querlenker angelenkt (10, 11 ) sind, wobei alle Querlenker (5, 10, 11 ) mit ihrem dem Radträger (3) abgewandten Ende direkt oder indirekt letztlich am Fahrzeug-Aufbau abgestützt sind und wobei sich die aufbauseitige Drehachse (8a) des ver- windungssteifen Querlenkers (5) mit der Verbindungslinie (8b) der radseitigen Lager (6a, 6b) dieses Querlenkers (5) zumindest annähernd und in Draufsicht vor dem Rad (30) schneiden, dadurch gekennzeichnet, dass einer der weiteren Querlenker (10) zumindest annähernd in der Vertikalebene der Abtriebswelle (4) oberhalb dieser liegt, während der andere weitere Querlenker (11 ) vor o- der hinter der Abtriebswelle (4) liegend als Spurlenker (11 ) fungiert.
2. Radaufhängung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der hinter der Abtriebswelle (4) verlaufende Spurlenker (11 ) nennenswert länger als der im wesentlichen direkt oberhalb der Abtriebswelle (4) liegende Querlenker (10) ist.
3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tragfeder (12) für den Fahrzeug- Aufbau vor oder hinter der Antriebswelle (4) nicht oberhalb dieser am Radträger (3) abgestützt ist.
4. Radaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfeder (12) als Luftfeder oder als Stahlfeder als eine Stahlfeder-Luftfeder-Kombination ausgebildet ist.
5. Radaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Tragfeder parallel geschalteter Dämpfer von dieser getrennt auf der der Tragfeder gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle entweder am Radträger (3) oder am ver- windungssteifen Querlenker (5) oder am sog. Integrallenker (7) abgestützt ist.
6. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftfederbein oder Stahlfederbein als Tragfeder (12) am Radträger (3) oder am oberen Querlenker (10) angebunden ist.
7. Radaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aufbauseitigen Lager (6a, 6b) des verwindungssteif ausgebildeten Querlenkers (5) derart ausgebildet sind, dass dieser Querlenker (5) durch radseitig eingeleitete Längskräfte eine translatorische Verlagerung im wesentlichen in Richtung der Verbindungslinie (8a) dieser aufbauseitigen Lager (6a, 6b) erfährt.
8. Radaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oberhalb der Abtriebswelle (4) liegende Querlenker (10) in Draufsicht im wesentlichen in Fahrzeug- Querrichtung verläuft.
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