DE10311953A1

DE10311953A1 - Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10311953A1
Application number: DE2003111953
Authority: DE
Inventors: Thilo Dr. Hinze; Karsten Schebsdat; Klaus Schramm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: CN1532079A; FR2852557A1; FR2852557B1; DE10311953B4; CN100475575C

Abstract

Eine Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug umfaßt einen Radträger (3), einen Längslenker (4), über den der Radträger (3) in Fahrzeuglängsrichtung weich am Fahrzeugaufbau angebunden ist, und zwei Querlenker (5, 6), die bei Betrachtung in der Horizontalebene trapezförmig an dem Radträger (3) angelenkt sind. Der aufbauseitige Anlenkpunkt (8) des Längslenkers (4) liegt höher als die radseitigen Anlenkpunkte (12, 13) der trapezförmig angeordneten Querlenker (5, 6). Die Trapezanordnung der Querlenker (5, 6) und die Längsnachgiebigkeit der Anbindung über den Längslenker (8) sind derart aufeinander abgestimmt, daß sich in Abhängigkeit des Beladungszustands des Kraftfahrzeugs ein gegensätzliches Seitenkraftlenken einstellt, dahingehend, daß in einem Leerzustand des Fahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur auftritt, in einem voll beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß hingegen eine Radstellungsänderung in Richtung Vorspur auftritt. Die Hinterradaufhängung paßt sich selbsttätig an unterschiedliche Beladungszustände des Kraftfahrzeugs an und weist ein für die jeweilige Beladungssituation optimiertes Fahrverhalten auf. Mit zunehmender Beladung wird die Fahrstabilität erhöht, während bei geringerer Beladung das Kriterium Agilität stärker gewichtet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Radträger, einen Längslenker, über den der Radträger in Fahrzeuglängsrichtung weich am Fahrzeugaufbau angebunden ist, und zwei Querlenker, die bei Betrachtung in der Horizontalebene trapezförmig an dem Radträger angelenkt sind, wobei der aufbauseitige Anlenkpunkt des Längslenkers höher liegt, als die radseitigen Anlenkpunkte der trapezförmig angeordneten Querlenker.

Eine derartige Hinterradaufhängung ist aus der EP 0 655 355 B1 bekannt. Insbesondere offenbart diese eine Hinterradaufhängung aus zwei unteren Querlenkern und einem Längslenker im Verbund mit einem McPherson-Federbein. Anstelle des Federbeins können auch zwei aufgelöste obere Lenkerarme vorgesehen sein. Bei etwa gleich harter Kennung der Lager des hinteren und vorderen unteren Querlenkers sowie einer in Fahrzeuglängsrichtung nachgebenden Lagerung des Längslenkers wird unter Seitenkrafteinfluß am kurvenäußeren Rad ein Vorspureffekt erzielt, wodurch etwaigen Übersteuerungstendenzen entgegengewirkt wird.

Dieser für ein stabiles Fahrverhalten in der Kurve vorteilhafte Vorspureffekt am kurvenäußeren Rad der Hinterachse ist weiterhin aus der DE 195 17 074 A1 oder der EP 0 575 354 B1 bekannt. Das kurveninnere Rad geht hierbei in Nachspur. Praktisch bedeutet dies an einer seitenkraftuntersteuernden Hinterachse ein "Gleichlenken" der Hinterräder mit den Vorderrädern.

Ein untersteuerndes Verhalten läßt ein Fahrzeug unhandlicher erscheinen, da in der Kurve ein verstärkter Lenkeinschlag erforderlich ist. Übersteuernde Fahrzeuge, bei denen unter Seitenkrafteinfluß an der Hinterachse ein "Gegenlenken" der Hinterräder auftritt, d. h. bei denen das kurvenäußere Rad in Richtung Nachspur und das kurveninnere Rad in Richtung Vorspur geht, benötigen einen geringeren Lenkeinschlag, geraten jedoch ohne Gegenmaßnahmen leichter in stabilitätskritische Zustände.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, eine Hinterradaufhängung zu schaffen, die für unterschiedliche Beladungszustände eines Kraftfahrzeugs ein der jeweiligen Situation angepaßtes elastokinematisches Verhalten aufweist.

Dazu wird eine Hinterachse gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Trapezanordnung der Querlenker und die Längsnachgiebigkeit der Anbindung über den Längslenker derart konfiguriert ist, daß sich in Abhängigkeit des Beladungszustands des Kraftfahrzeugs ein gegensätzliches Seitenkraftlenken einstellt, dahingehend, daß in einem Leerzustand des Fahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur auftritt, in einem voll beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß hingegen eine Radstellungsänderung in Richtung Vorspur auftritt.

Vorteil dieser Konfiguration ist eine im Leerzustand oder bei geringer Beladung tendenziell erhöhte Agilität des Fahrzeugs verbunden mit einem präzisen Lenkerverhalten, wohingegen im beladenen Zustand dem Gesichtspunkt einer hohen Stabilität Vorrang eingeräumt wird. Die im Leerzustand gegenlenkende Wirkung der Hinterachse wandelt sich bei Beladung zu einer gleichlenkenden Wirkung. Damit läßt sich eine maximale Spreizung des Seitenkraftlenkens zwischen den Beladungszuständen "leer" und "voll" realisieren.

Aufgrund der weichen Anbindung über den Längslenker bewegt sich im Leerzustand des Fahrzeugs das kurvenäußere Rad unter Seitenkrafteinfluß in Fahrtrichtung nach vorn und geht rein kinematisch betrachtet in Richtung Nachspur. Unter Beladung kehrt sich die Radstellungsänderung um. Das kurvenäußere Rad bewegt sich infolge der Seitenkraft unter Beladung nach hinten. Bei Seitenkrafteinfluß geht dieses also für die Fahrstabilität vorteilhaft in Vorspur. Diese Bewegungsumkehr ermöglicht eine automatische beladungsabhängige Fahrwerksanpassung zwischen den Extremen einer hohen Lenkwilligkeit und einer hohen Fahrstabilität.

Selbstverständlich können diesen Radstellungsänderungen weitere spurkorrigierende Effekte überlagert werden, so zum Beispiel in den zugehörigen Lagern der Lenker, so daß bei einer Radstellungsänderung in Richtung Nachspur ein insgesamt neutrales oder untersteuerndes Verhalten realisierbar ist.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

So kann zur Vermeidung stabilitätskritischer Zustände der kinematisch bedingten Übersteuerungstendenz der Hinterachse ein entgegengerichteter Effekt überlagert werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfährt hierzu von den trapezförmig angeordneten Querlenkern der in Fahrtrichtung vordere Querlenker eine in Fahrzeugquerrichtung weichere Abstützung als der andere, hintere Querlenker.

Vorzugsweise wird durch die Überlagerung der beiden Effekte ein insgesamt leicht untersteuerndes Vorspurlenken eingestellt. Dies läßt sich beispielsweise über die Auslegung der Elastizitäten der Lenker-Lager-Anordnungen realisieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung liegen die Gesamtsteifigkeit am vorderen Querlenker einschließlich der zugehörigen Lagerelastizitäten im Bereich von 65 bis 75 Prozent der entsprechenden Gesamtsteifigkeit am hinteren Querlenker. Vorzugsweise erfolgte die Differenzierung der Steifigkeit an den einzelnen Querlenkern durch die Ausgestaltung des jeweiligen aufbauseitigen Lenkerlagers. Bei Verwendung von Gummi-Metall-Lagern ist hierbei die Gummisteifigkeit das wesentliche Abstimmungsmittel.

Die Anordnung der trapezförmigen Querlenker erfolgt vorzugsweise so, daß bei Betrachtung in der Horizontalebene der vordere Querlenker in Richtung der Fahrzeugmitte in Vorwärtsfahrtrichtung und der hintere Querlenker in Richtung der Fahrzeugmitte gegen die Vorwärtsfahrtrichtung angestellt ist. Dabei kann in einem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs der vordere Querlenker einen dem Betrag nach größeren Anstellwinkel zur Fahrzeugquerrichtung aufweisen als der hintere Querlenker.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Querlenker und der Längslenker getrennt voneinander am Radträger angekoppelt. Dies gewährleistet in besonders wirkungsvoller Art und Weise die gezielte Kopplung der Längsbewegung des Fahrzeugrades infolge des Beladungszustandes mit der im Radaufstandspunkt angreifenden Seitenkraft.

Um für die beladungsabhängige "Bewegungsumkehr" an dem radträgerseitigen Ende der Trapezanordnung einen ausreichend großen Verschiebeweg in Fahrzeuglängsrichtung zu schaffen, weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das aufbauseitige Längslenkerlager eine Federrate von weniger als 400 N/mm auf. Diese Federrate kann allein vom Längslenkerlager oder aber auch durch die gesamte Längslenker-Lager-Anordnung bereitgestellt werden.

Vorzugsweise besitzt das aufbauseitige Längslenkerlager einen linearen Federweg von mindestens +/- 3,5 mm. Der maximale Federweg des aufbauseitigen Längslenkerlagers beträgt in vorteilhafter Ausgestaltung mehr als +/- 7 mm.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer, obere Querlenker vorgesehen, der in Höhe über der Radmitte an dem Radträger angreift. Dieser obere Querlenker kann bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung zwischen den unteren, trapezförmig angeordneten Querlenkern an dem Radträger angreifen.

Bevorzugt schließt der obere Querlenker mit der Fahrzeugquerrichtung einen Winkel in Vorwärtsfahrtrichtung von 0 bis 60 Grad, vorzugsweise 10 bis 30 Grad ein. Im Falle einer Anwinkelung verläuft der obere Querlenker zur Fahrzeugmitte hin schräg nach vorn.

Weiterhin kann ein Schwingungsdämpfer vorgesehen sein, der mit einem Ende hinter und unterhalb der Radmitte auf den Radträger einwirkt und mit seinem oberen, am Fahrzeugaufbau angekoppelten Ende in Fahrtrichtung nach vorn geneigt ist. Bei einer starken Einfederung bewirkt der in Fahrzeuglängsrichtung geneigte Schwingungsdämpfer im Verbund mit der oben erläuterten Lenkerkonfiguration einen zusätzlichen, spur- und sturzkorrigierenden Effekt, mit dem unter extremen Fahrbedingungen das Fahrzeug stabilisiert wird. Zudem bleibt die Einzelradaufhängung in ihren Abmessungen kompakt und ermöglicht eine hohe Durchladebreite und niedrige Ladekante.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Draufsicht einer Kraftfahrzeug-Hinterradaufhängung nach der Erfindung in einem leeren Beladungszustand des Kraftfahrzeugs, wobei die Reaktion unter Seitenkrafteinfluß auf ein kurvenäußeres Rad in unterbrochenen Linien angedeutet ist,
2 eine schematische Draufsicht einer Kraftfahrzeug-Hinterradaufhängung nach der Erfindung in einem vollen Beladungszustand des Kraftfahrzeugs, wobei die Reaktion unter Seitenkrafteinfluß auf ein kurvenäußeres Rad in unterbrochenen Linien angedeutet ist, und in
3 eine schematische Seitenansicht der Hinterradaufhängung in einem leeren Beladungszustand entsprechend 1.
Das in den 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Vierlenker-Einzelradaufhängung 1 für eine Kraftfahrzeug-Hinterradachse zusammen mit einem Fahrzeugrad 2. Das Fahrzeugrad 2 ist hier nicht angetrieben. Jedoch ist die nachfolgend erläuterte Vierlenker-Einzelradaufhängung auch an angetriebenen Hinterrädern einsetzbar.
Wie 1 zeigt, ist das Fahrzeugrad 2 an einem Radträger 3 gelagert. Der Radträger 3 ist über vier Radführungsglieder gegen einen nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau abgestützt. Je Fahrzeugseite sind dabei ein Längslenker 4 und drei Querlenker 5, 6 und 7 vorgesehen.
Der Längslenker 4 koppelt den Radträger 3 in Fahrzeuglängsrichtung weich an den Fahrzeugaufbau an. Dazu ist aufbauseitig ein elastokinematisches Längslenkerlager 8 in Form eines Gummi-Metall-Lagers vorgesehen, das zum einen eine Schwenkbewegung um eine im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufende und in etwa horizontale Achse ermöglicht, und das in Fahrzeuglängsrichtung eine geringe Steifigkeit besitzt.
Das aufbauseitige Längslenkerlager 8 weist eine Federrate von weniger als 400 N/mm auf. Bei einer Verwirklichung der dargestellten Einzelradaufhängung an einem Personenkraftfahrzeug der unteren Mittelklasse wurde eine Federrate von 170 N/mm verwendet. Dabei erscheint für die weiter unten noch näher erläuterte, vom Beladungszustand des Fahrzeugs abhängige "Bewegungsumkehr" des Seitenkraftlenkverhaltens ein linearer Federweg von mindestens +/- 3,5 mm bei einem maximalen Federweg von mehr als +/- 7 mm zweckmäßig. Bei der bereits erwähnten Verwirklichung der dargestellten Einzelradaufhängung betrug der lineare Längsfederweg +/- 4 mm bei einem maximalen Federweg von +/- 9 mm.
Durch das in Fahrzeuglängsrichtung weiche Lager 8 wird die Übertragung von Stößen und Schwingungen vom Fahrzeugrad 2 an den Fahrzeugaufbau gedämpft bzw. unterbunden.
Die drei Querlenker 5, 6 und 7 stützen sich jeweils mit einem Ende über ein elastokinematisches Lager 9, 10 bzw. 11 gegen den Fahrzeugaufbau ab und sind mit ihrem anderen Ende jeweils über ein Gelenk 12, 13 bzw. 14 an dem Radträger 3 angekoppelt.
Zwei der Querlenker 5 und 6 sind in einer unteren Kraftebene unterhalb der Radmitte M angeordnet, wohingegen der dritte Querlenker 8 in einer zweiten Kraftebene oberhalb der Radmitte M liegt. Dabei greift der vordere, untere Querlenker 5, der hier als Spurstange ausgebildet ist, vor der Radmitte M an dem Radträger 3 an. Der hintere, untere Querlenker 6 ist als Federlenker ausgebildet und greift hinter der Radmitte M an dem Radträger 3 an. Wie insbesondere den 1 und 2 entnommen werden kann, verlaufen die beiden unteren Querlenker 5 und 6 im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Insbesondere sind diese bei Betrachtung in der Horizontalebene trapezförmig angeordnet, wobei der gedachte Schnittpunkt der Lenker 5 und 6 jenseits der Außenseite des zugehörigen Rades 2 liegt. In Abhängigkeit des Beladungszustandes des Fahrzeugs liegt dieser Schnittpunkt in Fahrzeuglängsrichtung entweder vor der Radmitte M, nämlich im Beladungszustand "leer" (vgl. 1), oder hinter der Radmitte M, nämlich im Beladungszustand "voll" (vgl. 2). Weiterhin liegen die radseitigen Anlenkpunkte bzw. Lager 12 und 13 der trapezförmig angeordneten Querlenker 5 und 6 in ihrer Höhe unter dem aufbauseitigen Anlenkpunkt bzw. Lager 8 des Längslenkers 4.
Dabei existiert in Geradeausfahrt mindestens eine Stellung, in der bei Betrachtung in der Horizontalebene der vordere Querlenker 5 in Vorwärtsfahrtrichtung und der hintere Querlenker 6 gegen die Vorwärtsfahrtrichtung angewinkelt sind.
Der obere Querlenker 7 ist, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, zwischen den unteren Querlenkern 5 und 6 an dem Radträger 3 angekoppelt. Er verläuft unter einem Winkel im Bereich von 0 bis 60 Grad zur Fahrzeugquerrichtung vom Radträger 3 zur Fahrzeugmitte hin schräg nach vorn. Bevorzugt liegt dieser Winkel in einem Bereich von 10 bis 30 Grad.
Die vorstehend erläuterte Lenkeranordnung ist in bezug auf die Trapezanordnung der Querlenker 5 und 6 und die Längsnachgiebigkeit der Anbindung über den Längslenker 4 derart abgestimmt, daß sich in Abhängigkeit des Beladungszustands des Kraftfahrzeugs ein gegensätzliches Seitenkraftlenken einstellt. Dies soll nachfolgend anhand der 1 und 2 näher erläutert werden, die jeweils das kurvenäußere Rad 2 zeigen. Die Vorwärtsfahrtrichtung ist dabei durch den Pfeil F gekennzeichnet.
Wie bereits erwähnt, zeigt 1 den Beladungszustand "leer", in dem das Fahrzeug lediglich mit dem Fahrer besetzt ist. In diesem Fall stellt sich unter Seitenkrafteinfluß Fs eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur ein, der in 1 durch die in unterbrochenen Linien gezeigte Stellung und den Winkel δ_hn dargestellt ist. An dem hier nicht dargestellten, kurveninnenseitigen Rad kommt es zu einer korrespondierenden Radstellungsänderung in Richtung Vorspur, womit an der Hinterachse gewissermaßen ein gegenlenkender Effekt mit Übersteuerungstendenz auftritt. Dies begünstigt die Lenkwilligkeit bzw. Agilität des Fahrzeugs.
Der Radträger 3 und die Trapezanordnung der unteren Querlenker 5 und 6 befinden sich aufgrund des Leerzustandes in einer vorderen Stellung. Unter Seitenkrafteinfluß Fs wird der Längsträger 4 des kurvenäußeren Rades 2 sowie das zugehörige Längslenkerlager 8 auf Druck belastet.
Durch die gezielte Beeinflussung der Steifigkeitsverhältnisse läßt sich das Fahrverhalten der Radaufhängung abstimmen. Dies erfolgt bevorzugt über die Lagersteifigkeiten der aufbauseitigen Lenkerlager 9, 10 und 11. Eine überkompensierende Wirkung und somit ein leichtes untersteuerndes Vorspurlenken wird durch eine gezielte weichere Auslegung der Steifigkeit des vorderen unteren Querlenkers 5 (Spurstange) im Vergleich zu dem hinteren unteren Querlenker 6 (Federlenker) erzielt.
Die Gesamtsteifigkeit der Querlenker-Lager-Anordnung des vorderen, unteren Querlenkers 5 beträgt dabei auf jeden Fall jeweils weniger als 80 Prozent der Gesamtsteifigkeit der hinteren Querlenker-Lager-Anordnung, um die vorstehend erläuterte Kompensation zu gewährleisten. Bei der verwirklichten Ausführungsform lag die Gesamtsteifigkeit am vorderen Querlenker 5 einschließlich der zugehörigen Lagerelastizitäten im Bereich von 65 bis 75 Prozent der entsprechenden Gesamtsteifigkeit am hinteren Querlenker 6.
In einem voll beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs ist am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß Fs hingegen stets ein Vorspureffekt vorgesehen, da hierbei der Fahrstabilität eine höhere Priorität eingeräumt wird, als der Lenkwilligkeit. Gegenüber dem Leerzustand sind die Anlenkpunkte der unteren Querlenker 5 und 6 am Radträger 3 nach hinten versetzt. Das trapezförmige Viergelenk aus dem vorderen, unteren Querlenker 5 und dem hinteren unteren Querlenker 6 ist gegenüber dem Fahrzeugaufbau nach oben und schräg hinten verschwenkt. Bei dieser Ausgangslage bewirkt eine Seitenkraft Fs am kurvenäußeren Rad 2 eine Radstellungsänderung um den Winkel δ_hv in die in unterbrochenen Linien dargestellte Position. Der Längslenker 4 und das zugehörige Längslenkerlager 8 werden dabei auf Zug belastet. Im Beladungszustand "voll" weist der vordere Querlenker 5 einen dem Betrag nach größeren Anstellwinkel zur Fahrzeugquerrichtung auf, als in Leerlage, der hintere Querlenker 6 hingegen einen kleineren Winkel als in Leerlage. Am kurveninnenseitigen Rad ergibt sich eine korrespondierende Radstellungsänderung in Richtung Nachspur und damit an der Hinterachse ein gleichlenkender Effekt mit Untersteuerungstendenz.
Die vorstehend erläuterte Verlagerung der Anlenkpunkte der unteren Querlenker 5 und 6 am Radträger 3 nach vorne bzw. nach hinten infolge des Beladungszustandes – wie in 3 durch die Pfeile B für zunehmende Einfederung dargestellt – ermöglicht eine Bewegungsumkehr der Radbewegungstendenz unter Seitenkrafteinfluß und damit eine automatische beladungsabhängige Fahrwerkabstimmung, die für die jeweilige Situation unter den Gesichtspunkten Agilität und Fahrstabilität optimiert ist.
Als elastokinematische Lenkerlager 9, 10 und 11 werden vorzugsweise Gummi-Metall-Lager verwendet, die es ermöglichen, bei gegebener Lenkergeometrie die Fahrwerkabstimmung ohne großen Aufwand an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. Aufgrund der weitgehenden Entkopplung zwischen der Längsabstützung und der Querabstützung bleibt der Fahrkomfort im wesentlichen unberührt von einem etwas stärkeren oder etwas schwächeren Untersteuerungsverhalten.
Wie insbesondere 3 entnommen werden kann, weist die Vierlenker-Einzelradaufhängung je Fahrzeugseite weiterhin einen Schwingungsdämpfer 15 auf, der an seinem oberen Ende eine Zusatzfeder 16 trägt. Der Schwingungsdämpfer 15 stützt sich mit seinem unteren Ende an dem hinteren, unteren Querlenker 5, alternativ auch an dem Radträger 3 ab. Die Ankopplung ist dabei stets so gewählt, daß die Kräfte des Schwingungsdämpfers 15 hinter und unterhalb der Radmitte M auf den Radträger 3 einwirken. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der radseitige Anlenkpunkt 17 des Schwingungsdämpfers 15 hinter dem radseitigen Anlenkpunkt 12 des vorderen unteren Querlenkers 5, so daß der Schwingungsdämpfer 15 über den Querlenkern 5 und 6 verläuft.
Unter nach hinten wirkenden Bremskräften stellt sich ein gezieltes Vorspurlenken ein. Die sich maximal einstellende Vorspuränderung ist dabei jedoch begrenzt, so daß beim Lösen der Bremsen kein deutliches Lenken in Richtung Nachspur erfolgt, das insbesondere bei Kurvenfahrt zu unerwünschten Lastwechselreaktionen führen würde. Bei der hier vorgestellten Vierlenker-Einzelradaufhängung 1 ist daher das Bremskraftlenken auf eine maximale Änderung von weniger als 10 min. beschränkt. Bei nach vorn wirkenden Radkräften, d. h. bei einer Fahrzeugbeschleunigung, stellt sich hingegen ein Lenken in Richtung Nachspur ein.
Die vorstehend beispielhaft erläuterte Erfindung ermöglicht die selbsttätige Anpassung einer Hinterradaufhängung an unterschiedliche Beladungszustände eines Kraftfahrzeugs, die ein für die jeweilige Beladung optimiertes Fahrverhalten aufweist. Mit zunehmender Beladung wird die Fahrstabilität erhöht, während bei geringerer Beladung das Kriterium Agilität stärker gewichtet ist.
Jedoch ist die Erfindung nicht allein auf das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise der Längslenker von einer strengen Längsausrichtung in Fahrzeuglängsrichtung abweichen. Die Erfindung umfaßt vielmehr alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungsformen.

1: Vierlenker-Einzelradaufhängung
2: Fahrzeugrad
3: Radträger
4: Längslenker
5: vorderer, unterer Querlenker (Spurstange)
6: hinterer, unterer Querlenker (Federlenker)
7: oberer Querlenker
8: elastokinematisches Längslenkerlager des Längslenkers 4
9: elastokinematisches Lenkerlager des Querlenkers 5
10: elastokinematisches Lenkerlager des Querlenkers 6
11: elastokinematisches Lenkerlager des Querlenkers 7
12: radseitiges Gelenk des Querlenkers 5
13: radseitiges Gelenk des Querlenkers 6
14: radseitiges Gelenk des Querlenkers 7
15: Schwingungsdämpfer
16: Zusatzfeder
17: radseitiger Anlenkpunkt des Schwingungsdämpfers 15
18: aufbauseitiger Anlenkpunkt des Schwingungsdämpfers 15
B: Bewegungsrichtung der Radträgeranlenkpunkte der unteren Querlenker beim
: Einfedern
F: Vorwärtsfahrtrichtung
Fs: Seitenkraft
M: Radmitte
R: Radaufstandspunkt
δ_hn: Änderung in Richtung Nachspur
δ_hv: Änderung in Richtung Vorspur
β: Neigungswinkel des Schwingungsdämpfers 15 in Vorwärtsfahrtrichtung

Claims

Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: – einen Radträger (3), – einen Längslenker (4), über den der Radträger (3) in Fahrzeuglängsrichtung weich am Fahrzeugaufbau angebunden ist, und – zwei Querlenker (5, 6), die bei Betrachtung in der Horizontalebene trapezförmig an dem Radträger (3) angelenkt sind, – wobei der aufbauseitige Anlenkpunkt (8) des Längslenkers (4) höher liegt, als die radseitigen Anlenkpunkte (12, 13) der trapezförmig angeordneten Querlenker (5, 6), dadurch gekennzeichnet, daß die Trapezanordnung der Querlenker (5, 6) und die Längsnachgiebigkeit der Anbindung über den Längslenker (8) derart zueinander konfiguriert sind, daß sich in Abhängigkeit des Beladungszustands des Kraftfahrzeugs ein gegensätzliches Seitenkraftlenken einstellt, dahingehend, daß in einem Leerzustand des Fahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur auftritt, in einem voll beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß hingegen eine Radstellungsänderung in Richtung Vorspur auftritt.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den trapezförmig angeordneten Querlenkern der in Vorwärtsfahrtrichtung vordere Querlenker (5) eine in Fahrzeugquerrichtung weichere Abstützung erfährt, als der andere, hintere Querlenker (6).
Hinterradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtsteifigkeit am vorderen Querlenker (5) einschließlich der zugehörigen Lagerelastizitäten im Bereich von 65 bis 75 Prozent der entsprechenden Gesamtsteifigkeit am hinteren Querlenker (6) liegt.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrachtung in der Horizontalebene der vordere Querlenker (5) in Richtung der Fahrzeugmitte in Vorwärtsfahrtrichtung und der hintere Querlenker (6) in Richtung der Fahrzeugmitte gegen die Vorwärtsfahrtrichtung angestellt ist.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Beladungzustand des Kraftfahrzeugs der vordere Querlenker (5) einen dem Betrag nach größeren Anstellwinkel zur Fahrzeugquerrichtung aufweist, als im Leerzustand und der hintere Querlenker (6) einen kleineren Winkel aufweist, als im Leerzustand.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querlenker (5, 6, 7) und der Längslenker (4) getrennt voneinander am Radträger (3) angekoppelt sind.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbauseitige Längslenkerlager (8) eine Federrate von weniger als 400 N/mm aufweist.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbauseitige Längslenkerlager (8) einen linearen Federweg von mindestens +/- 3,5 mm aufweist.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbauseitige Längslenkerlager (8) einen maximalen Federweg von mehr als +/- 7 mm aufweist.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, oberer Querlenker (7) vorgesehen ist, der in Höhe über der Radmitte (M) an dem Radträger (3) angreift.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querlenker (7) bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung zwischen den unteren, trapezförmig angeordneten Querlenkern (5, 6) an dem Radträger (3) angreift.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querlenker (7) mit der Fahrzeugquerrichtung einen Winkel in Vorwärtsfahrtrichtung von 0 bis 60 Grad, vorzugsweise 10 bis 30 Grad einschließt.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungsdämpfer (15) vorgesehen ist, der mit einem Ende hinter und unterhalb der Radmitte (M) auf den Radträger (3) einwirkt und mit seinem oberen, am Fahrzeugaufbau angekoppelten Ende in Fahrtrichtung nach vorn geneigt ist.