Die Erfindung betrifft eine lenkbare Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug mit einem tordierbaren Querträger, der an seinen beiden Enden jeweils einen

Längslenker aufweist, wobei mit jedem Längslenker eine Radaufhängung verbunden ist, die jeweils um eine Lenkachse schwenkbar an dem jeweiligen Längslenker gelagert ist, wobei die Radaufhängung einen Radträger und einen sich in

Fahrzeuglängsrichtung an dem Radträger anschließenden Lenker aufweist.

An Klein- und Mittelklassefahrzeugen mit Vorderradantrieb werden als Hinterachse vorwiegend Verbundlenkerachsen verwendet. Es handelt sich dabei um eine kostengünstige und raumsparende Konstruktion, die einfach am Fahrzeug zu montieren ist.

Eine biegesteife, aber torsionsweiche Gestaltung des Querträgers sorgt dafür, dass eine gegenseitige Verschränkung der die Radträger aufnehmenden Längslenker definiert ermöglicht wird. Im Übrigen übernimmt der torsionsweiche Querträger die Funktion eines Wankstabilisators, mit dem eine hohe Wankstabilität, also eine gewünschte Neigung des Fahrzeugaufbaus bei Kurvenfahrt, erzielbar ist. Weitere Vorteile der Verbund lenkerachse sind ein guter Geradeauslauf und eine geringe Vorspuränderungen beim Ein- und Ausfedern der Achse. Bei nicht lenkbaren

Verbundlenkerachsen sind die Radträger mit den Längslenkern starr verbunden, beispielsweise verschweißt.

Unter dem Hauptaspekt, die Fahrstabilität zu verbessern, werden Kraftfahrzeuge mit aktiven Hinterradlenkungen versehen, mit welchen aber auch die Wendigkeit des Kraftfahrzeugs erhöht werden kann. Dabei kann die Hinterradlenkung, bezogen auf die Vorderradlenkung mit gleich- oder gegensinnigem Lenkeinschlag betätigt werden.

Aus der WO 2013/037652 A1 ist eine lenkbare Verbundlenkerachse für ein

Kraftfahrzeug bekannt. Die lenkbare Verbundlenkerachse weist zwei beabstandet zueinander angeordnete Längslenker auf, an denen jeweils ein mit einem Lenkhebel versehener Radträger um jeweils eine Lenkachse schwenkbar angeordnet ist. Ein Aktuator ist an einem der beiden Längslenker befestigt und greift über ein

Stellelement an ein mittig der Spurstange vorgesehenes Gelenk an. In diesem Bereich ist die Spurstange über eine als Pendelstütze ausgebildete

Koppelanordnung mit dem Querträger verbunden. Mit den Längslenkern sind gemeinsam flanschartige Lenker ausgebildet, mit denen wiederum obere und untere Lagerelemente zur Führung eines Achsschenkels verschraubt sind.

Aus der Veröffentlichung Bernd Heißing, Metin Ersoy, Stefan Gies,

„Fahrwerkhandbuch" 3., überarbeitete und erweiterte Auflage 2011 , Seiten 427 und 428 ist eine Verbundlenkerachse mit entkoppeltem Radträger bekannt. Bei dieser auf Seite 428 im Bild 4-27 als„Multi Compliance Twist Beam Achse" bezeichneten nicht lenkbaren Verbundlenkerachse soll mittels drei zwischen dem Radträger und dem Längslenker angeordneten Gelenkpunkten mit Gummilagern das Eigenlenkverhalten verbessert werden. Diese Anordnung bewirkt, dass der entsprechende Radträger sowohl bei Längs- als auch Querkräften, z.B. beim Bremsen, in Vorspur gehen kann.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine lenkbare Verbundlenkerachse derart weiterzubilden, dass der Fahrkomfort verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des

unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße lenkbare Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug mit einem tordierbaren Querträger weist an seinen beiden Enden vorgesehene

Längslenker auf, wobei mit jedem der Längslenker eine Radaufhängung verbunden ist, die jeweils um eine Längsachse schwenkbar an dem jeweiligen Längslenker gelagert ist. Die Radaufhängung weist einen Radträger sowie einen sich in

Fahrzeuglängsrichtung an diesen anschließenden Lenker auf. Die Radaufhängung aus Radträger und Lenker ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Vorzugsweise weist die lenkbare Verbundlenkerachse einen zumindest mittelbar mit dem

Querträger verbundenen Aktuator auf, der mittels Spurstangen zum Verschwenken der Radträger um die Lenkachsen dient. Der Aktuator wirkt mit anderen Worten über die Koppelglieder Spurstangen auf den Radträger.

Bei der lenkbaren Verbundlenkerachse ist jede Radaufhängung über zumindest zwei Lager, vorzugsweise Elastomerlager, an dem Längslenker angelenkt, so dass die Lenkachse, etwa in Fahrzeughochrichtung, durch die beiden Lager verläuft.

Zumindest ein Lager weist in Fahrzeuglängsrichtung eine zumindest im Vergleich zur Fahrzeughochrichtung unterschiedliche, vorzugsweise geringere, Steifigkeit auf. In Fahrzeuglängsrichtung kann das zumindest eine Lager vorzugsweise weicher als in Fahrzeughochrichtung ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine definierte Nachgiebigkeit in Fahrzeuglängsrichtung, wobei diese Anbindung des jeweiligen Lenkers an den Längslenker in vertikaler Richtung relativ steif sein soll.

In einer weiteren Ausgestaltung soll zumindest ein Lager als Hülsenlager ausgebildet sein. Dabei ist weiterhin vorgesehen, dass das Hülsenlager in zumindest einer, im Wesentlichen horizontal vom Längslenker ausgehenden, vorzugsweise in

Fahrzeughochrichtung abragenden, Aufnahmelasche aufgenommen ist und die Radaufhängung zumindest zwei jeweils die Lager, vorzugsweise eine Außenhülse des Hülsenlagers, aufnehmende Tragarme aufweist. Zwischen der Außenhülse und einer Innenhülse ist ein elastisches, vorzugsweise aus einem Gummi gefertigtes, Verbundelement mit gegenüber der Axialsteifigkeit höherer Radialsteifigkeit angeordnet. Dabei ist die Innenhülse mit den Aufnahmelaschen formschlüssig verbunden, vorzugsweise verschraubt, indem durch miteinander fluchtende

Bohrungen der Aufnahmelaschen jeweils eine die Innenhülse aufnehmende

Schraube verläuft. Die Außenhülse ist an ihren beiden Stirnseiten zu den

Aufnahmelaschen beabstandet, so dass sie gegenüber diesen Bewegungen in Längsrichtung ausführen kann. Dabei können die Außenhülsen einteilig mit den Tragarmen ausgebildet sein. Alternativ dazu können die Außenhülsen auch in hohlzylindrische Aufnahmen der Tragarme eingepresst sein, so dass die

Elastomerlager insgesamt einfach montierbar sowie austauschbar sind.

Außerdem kann der Aktuator bevorzugt mittig an dem Querprofil angeordnet sein. Der Aktuator ist dabei unmittelbar mit zwei Spurstangen verbunden, so dass diese etwa in Fahrzeugquerrichtung linear bewegt werden können. Der Aktuator kann als Elektromotor mit einem Getriebe ausgebildet sein, so dass eine Spindelmutter mit einem Motor eine linear verschiebbare Spindel bewegt. Es ergibt sich somit ein doppeltwirkendes Stellelement, welches unmittelbar an jeder der Spurstangen angelenkt ist. Dadurch können beide Radaufhängungen gleichzeitig und

gleichermaßen bewegt werden und es wird vermieden, dass zur Kraftübertragung von dem Aktuator auf die Spurstangen weitere beweglich angeordnete

Koppelelemente in Form von Hebeln, Lenkern oder dergleichen verwendet werden müssen. Damit wird eine möglichst direkte und hohe Stellgenauigkeit erreicht, die aufgrund der geringen Bauteilanzahl geringeren Toleranzeinflüssen unterworfen ist.

Der Aktuator kann im Falle einer hydraulischen Betätigung ein mit einem

Hydraulikzylinder versehenes Gehäuse aufweisen, wobei in dem Hydraulikzylinder ein doppeltwirkender mit zwei Kolbenstangen versehener Kolben angeordnet ist. Dabei sind die beiden Spurstangen jeweils an dem Ende von jeweils einer der Kolbenstangen angelenkt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Querträger durch ein entlang seiner Längserstreckung nach innen umgeformtes Rohr gebildet und zumindest teilweise im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist, wobei der Aktuator über wenigstens eine Befestigungseinheit an dem Querträger befestigt ist, die einen umgeformten Profilabschnitt des Querträgers umschließt und eine Formgebung aufweist, die an eine Formgebung des umgeformten Profilabschnitts angepasst ist. Durch diese Art der Befestigung des Aktuators an dem Querträger werden die Eigenschaften, insbesondere Torsionseigenschaften, des Querträgers weitestgehend nicht beeinträchtigt.

Durch die teilweise U-förmige Ausbildung des Querschnitts des Querträgers, die zu einer doppelten Wandung des Profils führt, werden die Torsionseigenschaften des Querträgers verbessert, ohne dessen erforderliche Biegesteifigkeit zu verringern. Insbesondere ist der Querträger durch die teilweise U-förmige Ausbildung des Querschnitts des Querprofils torsionsweicher als ein herkömmliches rohrförmiges Profil. Die Befestigungseinheit umschließt den Profilabschnitt des Querträgers außen. Dass die Formgebung der Befestigungseinheit an die Formgebung des umgeformten Profilabschnitts angepasst ist, kann bedeuten, dass ein Querschnitt der Befestigungseinheit eine im Wesentlichen maßstabsgetreue Vergrößerung des Querschnitts des umgeformten Profilabschnitts ist. Die Befestigungseinheit kann beispielsweise zwei form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbindbare Befestigungselemente aufweisen. Der Aktuator kann auch über zwei oder mehrere entsprechende Befestigungseinheiten an dem Querprofil befestigt sein, die

unmittelbar benachbart oder beabstandet zueinander angeordnet sein können. Um die Torsionssteifigkeit des Querprofils nur minimal zu beeinflussen wird der Abstand der Befestigungselemente möglichst gering gewählt.

In vorteilhafter Weise ist zwischen der Befestigungseinheit und dem umgeformten Profilabschnitt wenigstens ein, vorzugsweise elastomeres, Dämpfungselement angeordnet. Hierdurch werden mechanische Schwingungen des Querträgers optimal gedämpft auf den Aktuator übertragen - umgekehrt werden keine Laufgeräusche des Akuators in das Fahrzeug bzw. das Fahrwerk übertragen. Das Dämpfungselement kann im Querschnitt eine Formgebung aufweisen, die ebenfalls an die Formgebung des Querschnitts des Querträgers bzw. der Befestigungseinheit angepasst ist. Das Dämpfungselement kann den Profilabschnitt im Bereich der Befestigungseinheit formschlüssig, beispielsweise mittels Schellen umschließen. Durch die

Dämpfungselemente ergibt sich somit ein weiterer Vorteil einer Entkopplung vom Querträger, so dass der Aktuator keine Torsionskräfte des Querprofil aufnehmen muss. Damit muss der Aktuator, z.B. dessen Gehäuse, nicht an eine torsionale Beanspruchung angepasst werden bzw. beeinflusst nicht die Torsionssteifigkeit des Querträgers.

Gemäß einer alternativen und vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Querträger im Querschnitt zumindest teilweise V-förmig ausgebildet ist, in Richtung des Aktuators öffnend ausgebildet ist und zwei im Querschnitt winklig zueinander angeordnete und miteinander verbundene Schenkel aufweist, wobei der Aktuator über jeweils wenigstens ein Befestigungselement an den Schenkeln befestigt ist. Durch die zumindest teilweise V-förmige Ausbildung des Querprofils weist der Querträger gute Torsionseigenschaften und eine geeignete Biegesteifigkeit auf. Jedes Befestigungselement kann beispielsweise mit dem jeweiligen Schenkel verschraubt sein. Der Aktuator kann auch über zwei oder mehrere entsprechende Befestigungselemente an wenigstens einem der Schenkel befestigt sein.

In vorteilhafter Weise stützt sich wenigstens ein Befestigungselement zumindest teilweise über wenigstens ein elastisches, vorzugsweise elastomeres,

Dämpfungselement an dem jeweiligen Schenkel ab. Hierdurch werden mechanische Schwingungen des Querträgers optimal gedämpft auf den Aktuator übertragen. Eine Übertragung von Schwingungen oder Laufgeräuschen des Aktuators in das

Fahrwerk wird auf der anderen ebenso vermieden. Das Dämpfungselement kann eine Lagerstelle an dem jeweiligen Schenkel ausbilden, so dass das jeweilige Befestigungselement über das Dämpfungselement schwimmend an dem jeweiligen Schenkel gelagert ist.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs und der abhängigen Patentansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder aus den Figuren, miteinander zu kombinieren.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 als schematische Darstellung in perspektivischer Ansicht eine erste

Ausführungsform einer lenkbar ausgebildeten Verbundlenkerachse,

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten lenkbaren Verbundlenkerachse,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Hülsenlagers,

Fig. 4 als schematische Teilansicht in perspektivischer Ansicht eine zweite

Ausführungsform einer lenkbar ausgebildeten Verbundlenkerachse, Fig. 5 eine Teilansicht einer Verbundlenkerachse mit doppelwandigem Querträger,

und

Fig. 6 eine Teilansicht einer Verbundlenkerachse mit offenem Querträger.

In der Fig. 1 ist eine lenkbare Verbundlenkerachse 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug bezeichnet, die als lenkbare Hinterachse desselben verwendet werden kann. Die lenkbare Verbundlenkerachse 1 weist zwei beabstandet zueinander angeordnete Längslenker 2, 3 auf, die jeweils mit den Enden eines Querträgers 4 zu einem Verbundlenker verbunden sind. An dem jeweiligen Längslenker 2, 3 ist jeweils eine Radaufhängung 8a und 10a schwenkbeweglich angeordnet. Die

Radaufhängung 8a, 10a weist einen einstückig aus einem Radträger 8, 10 sowie einem sich in Fahrzeuglängsrichtung daran anschließenden Lenker 5, 6 auf. Eine Lenkachse 7, 9 ist zur schwenkbaren Anlenkung der Radaufhängung 8a, 10a bzw. letztlich des Radträgers 8, 10 mit dem Lenker 5, 6 an dem Längslenker 2, 3 vorgesehen.

Die beiden Lenkachsen 7, 9 weisen eine Spreizung unter einem Winkel zur

Hochachse auf. Die Radaufhängung 8a, 10a ist an den Längslenkern 2 bzw. 3 über jeweils zwei Elastomerlager gelenkig gelagert, von denen in der Figur 2, die ein, in Fahrtrichtung gesehen, rechtes Ende der Verbundlenkerachse 1 zeigt, ein oberes Elastomerlager 11 und ein unteres Elastomerlager 12 sichtbar sind. In der perspektivischen Darstellung der Figur 1 werden die Radträger 8 und 10 gezeigt, so dass die oberen Elastomerlager 11 und 13 erkennbar sind. Die Elastomerlager 11 , 12 und 13 sind zum einen über Befestigungsschrauben 14 in gabelförmig

verlaufenden Befestigungslaschen 15 bzw. 16 der Längslenker 2 und 3 befestigt. Andererseits ragt von jeder Radaufhängung 8a, 10a ein Tragarm 17 bzw. 18 ab, in den das jeweilige hülsenförmige Elastomerlager 11 , 12 und 13 zu dessen Fixierung eingepresst ist.

Wie bereits dargelegt, weist die lenkbare Verbundlenkerachse 1 gemäß der Figur 1 einen die beiden Längslenker 2, 3 miteinander verbindenden, tordierbaren

Querträger 4 auf, der auch die Funktion eines Wankstabilisators übernimmt. Außerdem ist Bestandteil der lenkbaren Verbund lenkerachse 1 ein mit den

Radaufhängungen 8a, 10a verbundener Aktuator 19 zum Verschwenken der

Radträger 8, 10 um die Lenkachsen 7, 9. Ein nicht näher dargestelltes Stellelement des Aktuators 19 greift über Spurstangengelenke an zwei Spurstangen 20, 21 an, deren andere Enden über Spurstangenköpfe 22 bzw. 23 jeweils gelenkig mit dem Lenker 5, 6 in Form von Lenkhebeln 24 bzw. 25 der beiden Radträger 8, 10 verbunden sind.

Der Aktuator 19 ist mittig an dem Querträger 4 befestigt. Dabei ist der Aktuator 19 über zwei Befestigungselemente 26, 27 an dem Querträger 4 befestigt, die einen umgeformten Profilabschnitt des Querträgers 4 umschließen. Außerdem geht aus der Figur 1 hervor, dass an jedem der Längslenker 2, 3 an deren in Fahrtrichtung gesehen vorderen Enden ein Schwenklager 28 bzw. 29 vorgesehen ist, über die die Verbundlenkerachse 1 an einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs angelenkt ist. An den hinteren Enden der Längslenker 2, 3 sind Federteller 30 bzw. 31 ausgebildet, mittels welcher die Verbundlenkerachse 1 über nicht dargestellte Schraubenfedern an Widerlagern des Fahrzeugaufbaus abgestützt ist.

Aus der Figur 2, die eine rechte Seitenansicht der Verbundlenkerachse 1 nach Figur 1 zeigt, geht die Radaufhängung 8a und somit die Anordnung des Lenkers 5 an dem Radträger 8 hervor, wobei der Lenker 5 einen Lenkhebel 24 bildet und über den Spurstangenkopf 22 mit der Spurstange 20 verbunden ist. Weiterhin sind die

Elastomerlager 11 , 12 dargestellt, die über die Befestigungslaschen 15, 16 sowie die Befestigungsschrauben 14 am Längslenker 2 fixiert sind. Der obere Tragarm 17 und ein unterer Tragarm 32 der Radaufhängung 8a, 10a greifen jeweils am Umfang der Elastomerlager 11 und 12 an. Die Lenkachse 7, 9 verläuft jeweils durch das obere und untere Hülsenlager 11 , 12, so dass mittels der Spurstangen 20, 21 sowie der Lenkhebel 24, 25 letztlich die Radträger 8, 10 verschwenkbar sind.

In der Figur 3 ist eines der Elastomerlager 11 , 12 oder 13 dargestellt, welches als ein Gummi-Metall-Verbundbauteil ausgebildetes Hülsenlager 33 ausgeführt ist. Eine Innenhülse 34 dieses Hülsenlagers 33 weist eine Längsbohrung 35 für eine der Befestigungsschrauben 14 auf und ist über ein Gummielement 36 mit einer Außenhülse 37 verbunden. Über dieses Gummielement 36 lässt sich eine genaue Abstimmung der Radial- und Axialsteifigkeiten zueinander vornehmen. Im

vorliegenden Fall soll das Hülsenlager 33 bei entsprechender Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2 eine im Vergleich zur Radialsteifigkeit niedrigere Axialsteifigkeit aufweisen.

Das Gummielement 36 kann auch axial über die Außenhülse 37 vorstehen und somit beidseitig einen axialen Anlagering bilden. Außerdem kann die Außenhülse 37 an ihrem Außenmantel konisch ausgebildet sein und dadurch in entsprechend ausgebildeten Aufnahmebohrungen der Tragarme 17 und 18 fixiert werden. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, auf die Außenhülsen 37 zu verzichten und das Gummielement in die Aufnahmebohrungen einzuvulkanisieren.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer lenkbaren

Verbundlenkerachse 1. Dabei ist ein Querträger 43 zumindest in diesem Abschnitt, im Querschnitt gesehen, als einseitig in Richtung der Radträger geöffnetes V- förmiges Profil mit einer Längsöffnung 38 ausgebildet.

Der Querträger 4 weist zwei, im Querschnitt gesehen, winklig zueinander

angeordnete und miteinander verbundene Schenkel 39 und 40 auf, wobei der Aktuator 19 über jeweils wenigstens ein Befestigungselement 41 bzw. 42 an den Schenkeln 39 bzw. 40 befestigt ist. Die als Schraubverbindungen und

Flanschabschnitte ausgeführten Befestigungselemente 41 und 42 sind mit den Schenkeln 39 und 40 verschraubt.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel mit einem mittleren Bereich eines Querträgers 4, wobei die Befestigung des Aktuators 19 dem

Ausführungsbeispiel nach Figur 1 entspricht. Der Querschnitt des Querträgers 4 ist U-förmig ausgebildet. Wie der Darstellung entnommen werden kann, wird zu diesem Zweck ein Rohr zumindest teilweise radial eingedrückt, so dass eine gedoppelte Wandung 48 an dem Querträger 4 entsteht. An diesem Profil ist der Aktuator 19 unter Verwendung von Dämpfungselementen 44 und 45 mittels Schellen 46 und 47 befestigt, die den Querträger 4 umschließen. Die Figur 6 zeigt als weiteres Ausgestaltungsbeispiel einen mittleren Bereich eines Querträgers 43. In Übereinstimmung mit der Figur 4 ist der Querträger 43 als einseitig offenes V-Profil ausgeführt. Der Aktuator 19 ist von der Längsöffnung 38 abgewandt angeordnet. An den Schenkeln 39 und 40 sind über Schrauben 49 und 50 Halteelemente 51 und 52 befestigt, an denen der Aktuator 19 über die

Befestigungselemente 41 und 42 fixiert ist.

Bezuaszeichen lenkbare Verbundlenkerachse

Längslenker

Längslenker

Querträger

Lenker

Lenker

Lenkachse

Radträger

a Radaufhängung

Lenkachse

0 Radträger

0a Radaufhängung

1 oberes Elastomerlager

2 unteres Elastomerlager

3 oberes Elastomerlager

4 Befestigungsschraube

5 Befestigungslasche

6 Befestigungslasche

7 Tragarm

8 Tragarm

9 Aktuator

0 Spurstange

1 Spurstange

2 Spurstangenkopf

3 Spurstangenkopf

4 Lenkhebel

5 Lenkhebel

6 Befestigungselement

7 Befestigungselement

8 Schwenklager

9 Schwenklager Federteller

Federteller unterer Tragarm Hülsenlager

Innenhülse

Längsbohrung Gummielement Außenhülse

Längsöffnung Schenkel

Schenkel

Befestigungselement Befestigungselement Querträger

Dämpfungselement Dämpfungselement Schelle

Schelle

Wandung

Schraube

Schraube

Halteelement Halteelement