eines zweispurigen Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein ungelenktes oder gelenktes Hinterrad eines zweispurigen Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 10 2010 030 292 A1 ist eine gattungsgemäße Radaufhängung für ein Hinterrad eines zweispurigen Kraftfahrzeuges bekannt. Die Radaufhän- gung weist einen Fünflenkerverband auf, der aus fünf Einzellenkern besteht. Die Einzellenker sind über aufbauseitige Lager am Fahrzeugaufbau und über radträgerseitige Lager am Radträger des Hinterrads angelenkt. In der Fahrtrichtung betrachtet weist der Fünflenkerverband ein vorderes Lenkerpaar und ein hinteres Lenkerpaar auf. Das vordere Lenkerpaar weist einen mit Bezug auf die Hinterrad-Drehachse unteren vorderen Lenker und einen oberen vorderen Lenker auf. - Das hintere Lenkerpaar weist einen unteren hinteren Lenker und einen oberen hinteren Lenker auf. In der Fahrzeuglängsrichtung ist zwischen den beiden Lenkerpaaren ein in einer unteren Lenkerebene befindlicher Sturzlenker angeordnet. Zudem ist ein Federbein unmittelbar am Radträger des Hinterrades angelenkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Radaufhängung für ein Hinterrad eines zweispurigen Kraftfahrzeuges bereitzustellen, bei der sich insbesondere unter dem Einfluss von auf die Hinterräder wirkenden Seitenkräften oder Längskräften ein vorteilhaftes Spur- oder Sturzverhalten einstellt.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist zwischen dem vorderen Lenkerpaar und dem hinteren Lenkerpaar in der Fahrzeuglängs- richtung betrachtet ein unterer Federlenker angeordnet, auf dem eine, einen Schwingungsdämpfer und eine Tragfeder aufweisende Federanordnung abgestützt ist. Das mit Bezug auf den Federlenker vordere Lenkerpaar ist in der Fahrzeugquerrichtung weicher als das hintere Lenkerpaar ausgebildet. Durch das im Vergleich zum hinteren Lenkerpaar querweichere vordere Lenkerpaar kann unter Ausübung einer Seitenkraft eine elastokinematisch vorteilhafte Vorspuränderung am Hinterrad erfolgen.

Zur weiteren Verbesserung des Spur- und Sturzverhaltens des Fahrzeugs unter dem Einfluss von auf die Hinterräder wirkenden Längs- und Seitenkräften kann der obere vordere Lenker des vorderen Lenkerpaars und der obere hintere Lenker des hinteren Lenkerpaars in der Draufsicht betrachtet in der Fahrzeugquerrichtung nach außen unter Bildung eines Öffnungswinkels zueinander keilförmig angeordnet sein. Gleiches trifft auch auf den unteren vorderen Lenker sowie den unteren hinteren Lenker (d.h. die Spurstange) zu, die in der Draufsicht betrachtet in der Fahrzeugquerrichtung nach außen unter Bildung eines weiteren Öffnungswinkels zueinander keilförmig angeordnet werden können.

Aufgrund der oben dargelegten Lenker-Pfeilung spannen die beiden oberen Lenker ein oberes Dreieck und die beiden unteren Lenker ein unteres Dreieck auf. Das obere Dreieck und das untere Dreieck können in der Draufsicht betrachtet unter Bildung eines gemeinsamen Schnittbereiches überlagert sein. Im Hinblick auf ein vorteilhaftes Spur- und Sturzverhalten hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dass der Federlenker zumindest teilweise, insbesondere im Wesentlichen vollständig im gemeinsamen Schnittbereich der beiden Dreiecke angeordnet ist.

Um bei Ausübung einer Seitenkraft oder einer Längskraft auf das Hinterrad eine vorteilhafte Vorspuränderung zu erreichen, ist es zudem von Vorteil, wenn in der Fahrzeuglängsrichtung betrachtet die Hinterrad-Drehachse zwischen dem vorderen Lenkerpaar und dem hinteren Lenkerpaar angeordnet sind.

In einer Ausführungsform können die Tragfeder und der Schwingungsdämpfer gemeinsam in einem Federbein integriert sein, das wiederum zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem unteren Federlenker abgestützt ist. Demgegenüber können die Tragfeder und der Schwingungsdämpfer auch voneinander separat auf dem unteren Federlenker abgestützt werden. Die Anbindungsstelle des Federbeins beziehungsweise der voneinander separat angeordneten Tragfeder und des Schwingungsdämpfers ist daher mit Bezug auf die Raddrehachse unterhalb derselbigen angeordnet.

Durch die Abstützung auf dem unteren Federlenker sind die Tragfeder und der Schwingungsdämpfer in einer tiefen Einbaulage angeordnet. Dadurch ergeben sich Bauraumvorteile im Fahrzeugheckbereich.

Der untere Federlenker und der vordere untere Lenker können in gedachter Verlängerung in einem unteren Schnittpunkt zusammenlaufen. Der vordere obere Lenker und der hintere obere Lenker können ebenfalls in gedachter Verlängerung in einem oberen Schnittpunkt zusammenlaufen. Die beiden Schnittpunkte definieren eine Lenkachse, um die sich das Hinterrad bei einer Vorspuränderung dreht. Die Lenkachse kann mit Bezug auf einen Radauf- standspunkt (das heißt zwischen dem Fahrzeugrad und einer Fahrbahn) in der Fahrzeugquerrichtung um einen Querversatz nach außen angeordnet sein. Dadurch geht das Hinterrad bei Ausübung einer Längskraft (das heißt beim Bremsen oder im Rekuperierbetrieb) in Vorspur.

Allgemein gilt, dass beim Fahrzeugantrieb die Antriebskraft über die Gelenkwelle an der Radmitte des Hinterrads angreift. Beim Bremsvorgang greift dagegen die Bremskraft nicht an der Radmitte an, sondern am Radaufstandspunkt des Hinterrads. Dadurch ergeben sich beim Bremsen und beim Antrieb unterschiedliche Hebelwirkungen an der Hinterachse. Diese führen bei herkömmlichen Hinterachslenker-Geometrien zu jeweils umgekehrten kinematischen Verhalten. Demgegenüber wird durch die spezielle erfindungsgemäße Lenkergeometrie der Hinterachse ein im Wesentlichen gleiches kinematisches Verhalten sowohl beim Bremsen als auch beim Antrieb erzeugt.

Die Radaufhängung kann zudem einen in etwa U-förmigen Querstabilisator aufweisen. Der Stabilisator kann ein, in der Fahrzeugquerrichtung ausge- richtetes, drehbar gelagertes Mittelteil und vom Mittelteil in der Fahrzeuglängsrichtung abragende Abtriebsschenkel aufweisen. Die Abtriebsschenkel können direkt oder alternativ indirekt über eine in etwa vertikal verlaufende Stange mit einem der Lenker der Radaufhängung gelenkig verbunden sein. Bevorzugt kann der Abtriebsschenkel des Querstabilisators über die vertikal verlaufende Koppelstange mit dem oberen vorderen Lenker verbunden sein.

Beim vorderen Lenkerpaar kann der obere vordere Lenker gegenüber dem unteren vorderen Lenker um einen Längsversatz in der Fahrzeuglängsrichtung zurückgesetzt sein. Demgegenüber können beim hinteren Lenkerpaar der hintere obere Lenker und der hintere untere Lenker, das heißt die Spurstange-, nicht hintereinander angeordnet sein, sondern sich in der Draufsicht betrachtet einander überkreuzen.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer Teilansicht von unten den Fünflenkerverband der Radaufhängung;

Fig. 2 in einer Teilansicht von oben den Fünflenkerverband der Radaufhängung;

Fig. 3 in einer Teilansicht von vorne den Fünflenkerverband der Radaufhängung;

Fig. 4 in einer weiteren Teilansicht von vorne den unteren Federlenker mit darauf abgestützter Tragfeder sowie darauf abgestützten Schwingungsdämpfer; und

Fig. 5 die Einzellenker des Fünflenkerverbandes in einem grob schematischen Ersatzmodell. In der Fig. 1 ist in einer Teilansicht von unten eine Hinterachse 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, die nur in soweit beschrieben ist, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Die Hinterachse 1 ist mit Bezug auf eine Fahrzeugmittellängsebene 3 spiegelsymmetrisch ausgeführt. Die Hinterachse 1 weist einen Hilfsrahmen 5 auf, der aus Längsträgern 7 sowie aus vorderen und hinteren Querträgern 9 aufgebaut ist. Der Hilfsrahmen 5 ist in an sich bekannter. Weise an einem Fahrzeugrohbau angebunden. Am Längsträger 7 des Hilfsrahmens 5 sind untere Lenker 14, 16, 18 sowie obere Lenker 20, 22 in räumlich versetzter Anordnung über nicht näher gezeigte Lenkerlager angelenkt. Die Lenker 14 bis 22 erstrecken sich in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen bis zum Radträger 23, der ein, nur in der Fig. 5 angedeutetes Hinterrad 19 des Kraftfahrzeuges trägt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Hinterrad 19 durch eine Gelenkwelle 25 angetrieben, das in ein nicht dargestelltes, am Hilfsrahmen 5 aufgehängtes Hinterachs-Differenzial geführt ist.

Der Fünflenkerverband 21 der Hinterachse 1 ist gemäß der Fig. 5 in der Fahrtrichtung FR betrachtet in ein vorderes Lenkerpaar I und in ein hinteres Lenkerpaar II unterteilt. Das vordere Lenkerpaar I weist einen, mit Bezug auf die Raddrehachse R unteren vorderen Lenker 14 sowie einen oberen vorderen Lenker 20 auf. Das hintere Lenkerpaar II weist einen unteren hinteren Lenker 18, das heißt die Spurstange, und einen oberen hinteren Lenker 22 auf. Zwischen den beiden Lenkerpaaren I, II ist in der Fahrtrichtung FR betrachtet ein unterer Federlenker 16 angeordnet. Gemäß der Fig. 4 ist am unteren Federlenker 16 ein Schwingungsdämpfer 43 und eine Tragfeder 41 abgestützt, die eine zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Radaufhängung vorgesehene Federanordnung bilden. Die Anbindungspunkte des Schwingungsdämpfers 43 und der Tragfeder 41 am Federlenker 16 sind gemäß der, Fig. 4 um einen Höhenversatz Ah von der Hinterrad-Drehachse R vertikal nach unten versetzt. Durch den Höhenversatz Ah der Tragfeder 41 und des Schwingungsdämpfers 43 nach unten wird zusätzlicher Bauraum im Heckbereich des Fahrzeugs gewonnen.

Wie aus den Figuren weiter hervorgeht, sind der obere vordere Lenker 20 und der obere hintere Lenker 22 in der Draufsicht betrachtet in Fahrzeugquerrichtung y nach außen unter Bildung eines Öffnungswinkels a _oben (Fig. 5) zueinander keilförmig angeordnet. Gleiches gilt auch für den unteren vorderen Lenker 14 und den Federlenker ,16, die in Draufsicht betrachtet in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen unter Bildung eines weiteren Öffnungswinkels a _unten (Fig. 5) zueinander keilförmig angeordnet sind. Zudem ist in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet die Rad-Drehachse R zwischen dem vorderen Lenkerpaar I und dem hinteren Lenkerpaar II angeordnet.

Die beiden keilförmig zueinander angeordneten oberen Lenker 20, 22 ergeben gemäß der Fig. 5 ein oberes Dreieck, während die beiden unteren Lenker 14, 16 ein unteres Dreieck aufspannen. Das obere Dreieck und das untere Dreieck sind in der Draufsicht betrachtet unter Bildung eines Schnittbereiches überlagert. Dabei ist der Federlenker 16 im Wesentlichen vollständig im gemeinsamen Schnittbereich angeordnet.

Der untere Federlenker 16 und der vordere untere Lenker 14 laufen gemäß der Fig. 5 in gedachter Verlängerung nach außen in einen unteren Schnittpunkt S _unt en zusammen, während der obere vordere Lenker 20 und der obere hintere Lenker 22 ebenfalls in gedachter Verlängerung in einem oberen Schnittpunkt Soben zusammenlaufen und den Öffnungswinkel a _obe n aufspannen. Die beiden Schnittpunkte S _oben und S _unien definieren eine Lenkachse, um die das Hinterrad 19 bei Beaufschlagung von Längs- oder Seitenkräften im Wesentlichen schwenkt. Die Lenkachse ist mit Bezug auf einen nicht dargestellten Radaufstandspunkt (zwischen Hinterrad und der Fahrbahn) in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen um einen Querversatz versetzt. Dadurch ergibt sich bei Ausübung einer Längskraft F _L (Fig. 5) auf das Hinterrad 19 (das heißt beim Bremsvorgang oder im Rekuperationsbetrieb) eine in der Fig. 5 mit Pfeil angedeutete vorteilhafte Vorspuränderung V des Hinterrads 19.

Das mit Bezug auf den Federlenker 6 vordere Lenkerpaar I ist dabei in der Fahrzeugquerrichtung y weicher als das hintere Lenkerpaar II ausgebildet. Das im Vergleich zum hinteren Lenkerpaar II querweichere vordere Lenkerpaar I begünstigt bei Ausübung einer Seitenkraft F _s eine Vorspuränderung V am Hinterrad 19, wie es in der Fig. 5 angedeutet ist.

Zudem ist im vorderen Lenkerpaar I der obere vordere Lenker 20 gegenüber dem unteren vorderen Lenker 14 um einen Längsversatz Δχ (Fig. 5) in der Fahrzeuglängsrichtung x zurückgesetzt. Im hinteren Lenkerpaar II sind dagegen der hintere obere Lenker 22 und der hintere untere Lenker 18 in der Draufsicht betrachtet einander überkreuzt angeordnet.

Wie aus der Fig. 5 weiter hervorgeht, ist in der Fahrtrichtung FR vor der Raddrehachse R sowie in etwa auf Höhe des unteren Lenkers 14 ein U- förmiger Querstabilisator 36 angeordnet, dessen in der Fahrzeugquerrichtung y verlaufendes Mittelteil 36a über Stabilisatorlager am Hilfsrahmen 5 verdrehbar gelagert ist. Die entgegen der Fahrtrichtung FR nach hinten und schräg nach außen abragenden Schenkel 36b des Stabilisators 36 sind an ihren freien Enden über jeweils eine nach oben abragende Stange 40 (Fig. 3 und 5) gelenkig mit dem oberen, vorderen Lenker 20 der Radaufhängung verbunden. Die Gelenkverbindung 40a, 40b (Fig. 3) der Stange 40 mit den Schenkeln 36b des Stabilisators 36 und mit dem Lenker 20 sind durch Gummi-Metall-Hülsenlager hergestellt.

In der Fig. 3 ist die Radaufhängung in einem eingefederten Zustand des Kraftfahrzeuges gezeigt. Demzufolge ist die Gelenkverbindung 40b zwischen der Stange 40 und dem vorderen oberen Lenker 20 in der Fahrzeugquerrichtung y um einen Quer-Freigang Äy außerhalb des Fahrzeug- Längsträgers 45 angeordnet. Der sich unterhalb des Fahrzeug-Längsträgers 45 erstreckende Lenker 20 ist zudem in etwa V-förmig nach unten gekrümmt und um einen Vertikal-Freigang Δζ vom Fahrzeug-Längsträger 45 beabstandet.