DE102011078851B4

DE102011078851B4 - Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit Querkraftkompensation

Info

Publication number: DE102011078851B4
Application number: DE102011078851.4A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wolf-Monheim
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2031-07-09
Also published as: DE102011078851A1; CN102862454B; CN102862454A

Abstract

Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem das Rad (2) tragenden Radträger (6), einem Stoßdämpfer (11), dessen unteres Ende fest mit dem Radträger (6) verbunden ist und dessen oberes Ende gelenkig mit einem Fahrzeugaufbau (8) verbunden ist, einem Tragarm (7), der gelenkig mit dem Radträger (6) und dem Fahrzeugaufbau (8) verbunden ist, und einer Feder (15), deren oberes Ende gelenkig mit dem Stoßdämpfer (11) verbunden ist und deren unteres Ende gelenkig mit dem Tragarm (7) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit Querkraftkompensation.
Die Radaufhängung vom MacPherson-Typ ist eine weit verbreitete Radaufhängung. Ein Hauptnachteil der MacPherson Radaufhängung ist das auf den Stoßdämpfer wirkende Biegemoment, das durch die vertikale Radlast hervorgerufen wird. Typischerweise werden auf den Stoßdämpfer wirkende Querkräfte durch eine Feder kompensiert, die um den Stoßdämpfer herum angeordnet ist. Dabei ist die Mittelachse der Feder üblicherweise relativ zu der Mittellinie des Stoßdämpfers geneigt. Dieser Aufbau verursacht oftmals Abstimmungsprobleme.
Die nächstkommende Druckschrift DE 102 49 119 A1 offenbart eine Dämpferbein-Radaufhängung für Fahrzeuge und insbesondere eine Dämpferbein-Aufhängung eines nicht lenkbaren Kraftfahrzeug-Rades, mit einem hydraulischen Stoßdämpfer, dessen unteres Dämpferrohr-Ende mit einem Radträger des ihm zugeordneten Fahrzeug-Rades verbunden ist und dessen Kolbenstange mit ihrem freien Ende letztlich am Fahrzeug-Aufbau abgestützt ist, mit einem Tragarm, der gelenkig mit dem Radträger und dem Fahrzeugaufbau verbunden ist und mit einer Feder. Weitere Druckschriften, die sich auf das Gebiet der Befestigungen von Stoßdämpfern und Radaufhängungen beziehen, sind JP 03-104718 A , DE 38 36 561 A1 , DE 85 17 445 U1 , DE 35 14 823 A1 und US 2 660 449 .
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Radaufhängung für Kraftfahrzeuge zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung umfaßt eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge einen Radträger, einen Stoßdämpfer, dessen unteres Ende fest mit dem Radträger verbunden ist und dessen oberes Ende gelenkig mit einem Fahrzeugaufbau verbunden ist, einen Tragarm, der gelenkig mit dem Radträger und dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, und eine Feder, deren oberes Ende gelenkig mit dem Stoßdämpfer verbunden ist und deren unteres Ende gelenkig mit dem Tragarm verbunden ist. Gemäß der Erfindung wird eine neue Radaufhängung vorgeschlagen, bei der die Feder von dem Stoßdämpfer getrennt ist. Trotz der baulichen Trennung von Feder und Dämpfer bleibt die Querkraftkompensation erhalten. Die erfindungsgemäße Radaufhängung erlaubt eine vereinfachte und verbesserte Anordnung. Es wird eine vereinfachte Entwicklung und Gestaltung der Federn sowie ein vereinfachter Ein- und Ausbau ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist die vereinfachte Anbindung der Radaufhängung an den Fahrzeugaufbau.
Die Feder kann eine Schraubenfeder sein. Die Radaufhängung erlaubt die Verwendung einer einfachen Schraubenfeder, die kostengünstig und stabil ist. Durch die Trennung von Feder und Dämpfer kann die Feder einfacher und mit größeren Freiheitsgraden entworfen und eingebaut werden.
Die Feder kann über einen Federteller mit dem Tragarm und/oder dem Stoßdämpfer verbunden sein. Ein oder mehrere Federteller erleichtern die Fixierung der Feder und erlauben zum Beispiel über die Position(en) des (der) Federtellers (Federteller) bzw. seiner (ihrer) Befestigung(en) eine einfache Anpassung an unterschiedliche Federn.
Die Feder kann in der Mitte des Tragarms befestigt sein. Dies kann eine vom Schwingungsverhalten vorteilhafte Ausbildung sein.
Der Stoßdämpfer kann ein Teleskopstoßdämpfer sein, dessen Kolbenstange mit dem Radträger verbunden ist, und wobei die Feder mit einem Zylinder des Teleskopstoßdämpfers verbunden sein kann. Ein Teleskopstoßdämpfer ist ein weit verbreitetes und zuverlässiges Bauteil, welches gut zum Konzept der Erfindung paßt.
Die Gelenke des Tragarms und ein unteres Gelenk der Feder können auf einer Geraden liegen. Mittels dieser Gelenke sind Tragarm und Feder gelenkig verbunden bzw. gelagert oder abgestützt. Diese einfache Geometrie ist übersichtlich und erlaubt einfache Montage und Wartung.
Der Stoßdämpfer und die Feder können gegeneinander geneigt sein, wobei der Stoßdämpfer und die Feder mit etwa dem gleichen Winkelbetrag bezüglich der Vertikalen geneigt sein können. Anders ausgedrückt können Dämpfer und Feder einen jeweils positiven und negativen Winkel zur Lotrechten aufweisen, wobei die Winkel ähnlich oder identisch sein können. Die Winkel können in einem Bereich von etwa 5 bis 20° liegen.
Das Rad kann ein lenkbares Rad sein. Diese Radaufhängung ist besonders vorteilhaft für ein gelenktes oder lenkbares Rad, meist ein Vorderrad eines Kraftfahrzeugs.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 näher beschrieben:

1 zeigt eine schematische Darstellung der Radaufhängung gemäß der Erfindung.

Die Figur dient lediglich der Erläuterung der Erfindung. Die Figur und die einzelnen Teile sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile.
1 zeigt eine Radaufhängung 1 für ein Kraftfahrzeug wie einen PKW, LKW oder ähnliches. Die ungefederte Masse besteht aus dem Rad 2, umfassend einen Reifen 3 und eine Felge 4, einer Bremsscheibe 5 sowie dem Radträger 6. An dem Radträger 6 ist das Rad 2 gelagert.
Der Radträger 6 ist über einen Tragarm oder Querlenker 7 mit einem Fahrzeugaufbau 8 des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Tragarm ist mittels eines ersten Gelenks 9 gelenkig mit dem Radträger 6 in einem unteren Bereich verbunden. Mit einem zweiten Gelenk 10 ist der Tragarm 7 gelenkig mit dem Fahrzeugaufbau 8 verbunden. Der Tragarm 7 hat hier eine ebene Form beispielsweise in Form eines Dreiecks; andere Formen sind ebenfalls möglich, zum Beispiel zur Anpassung bestimmter Fahrzeuggeometrien oder zur Erzielung eines gewissen Fahrverhaltens.
In einem oberen Bereich des Radträgers 6 ist ein Stoßdämpfer 11 befestigt. Der Teleskopstoßdämpfer hat eine Kolbenstange 12, die fest, das heißt nicht gelenkig, mit dem Radträger 6 verbunden ist. Ein Zylinder 13 des Stoßdämpfers 11, in dem der Kolben oder die Kolbenstange 12 gelagert ist, ist mit einem oberen Gelenk 14 an dem Fahrzeugaufbau 8 gelenkig befestigt oder abgestützt. Der Stoßdämpfer 11 hat eine Mittelachse 11 A, entlang der sich der Stoßdämpfer 11 bewegt, das heißt der Kolben 12 in den Zylinder 13 ein- und ausfährt.
Der Stoßdämpfer 11 und der Tragarm 7 sind mit einer Feder 15 zum Beispiel in Form einer Schrauben- bzw. Tragfeder miteinander verbunden. Die Feder 15 hat eine Mittelachse 15A, entlang der die Feder 15 ein- und ausfedert.
Die Feder 15 ist mittels eines unteren Federtellers 16 über ein unteres Federgelenk 17 mit dem Tragarm 7 gelenkig verbunden. Das untere Federgelenk 17 kann in der Mitte des Tragarms 7, das heißt mit gleichem Abstand zu dem ersten und zweiten Gelenk 9 und 10, angeordnet sein. Die drei Gelenke 9, 10 und 17 können auf einer Geraden liegen, insbesondere können die drei Gelenkachsen, die normal zu der Zeichnungsebene orientiert sein können, parallel zueinander ausgerichtet sein.
Mittels eines oberen Federtellers 18 ist die Feder 15 mit dem Stoßdämpfer 11 über ein oberes Federgelenk 19 gelenkig verbunden. Bei dem hier gezeigten Teleskopstoßdämpfer ist das obere Federgelenk 19 an dem Zylinder 13 angeordnet. Das obere Federgelenk 19 kann sich in Längsrichtung (das heißt entlang der Mittelachse 11A) an jeder beliebigen Stelle des Zylinders 13 befinden. Das obere Federgelenk 19 kann in radialer Richtung (das heißt senkrecht zu der Mittelachse 11A) mit beliebigem Abstand beabstandet zur Mittelachse 11A angeordnet sein.
Die Federteller 16 und 18 können als Bestandteil der Feder 15 angesehen werden oder als einzelne Teile. Über die Länge und/oder Geometrie der Federteller 16 und 18 kann die Federgeometrie angepaßt werden.
Der Stoßdämpfer 11 und die Feder 15 sind bezüglich der Vertikalen oder Lotrechten geneigt. Die Darstellung von 1 entspricht einem Ruhe- oder Normalzustand bzw. einer Nullage der Radaufhängung 1. Diese Position wird bei einer definierten Belastung der Radaufhängung 1 erreicht.
Der Stoßdämpfer 11 oder die Mittelachse 11A ist mit einem Winkel α gegen die Lotrechte in Richtung des Rades 2 geneigt. Die Feder 15 oder die Mittelachse 15A ist mit einem Winkel β gegen die Lotrechte in Richtung des Rades 2 geneigt. Die beiden Winkel α, β bzw. deren Beträge können identisch sein, von ähnlicher Größe sein oder voneinander abweichen. Die Winkel liegen in einer Größenordnung von etwa 5 bis 20°.
Bei dem Einbau oder Ausbau der Radaufhängung 1 bzw. von Einzelteilen wie dem Stoßdämpfer 11 und/oder der Feder 15 sind lediglich zwei Kontaktpunkte zum Fahrzeugaufbau 8 zu berücksichtigen, dies sind die Gelenke 10 und 14, was die Montage und Justierung der Radaufhängung 1 erleichtert. Der Austausch der Feder 15 oder des Stoßdämpfers 11 ist einfach vorzunehmen, da beide Bauteile einzeln vorgesehen sind und jeweils eine einzelne Einheit bilden.

Claims

Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem das Rad (2) tragenden Radträger (6), einem Stoßdämpfer (11), dessen unteres Ende fest mit dem Radträger (6) verbunden ist und dessen oberes Ende gelenkig mit einem Fahrzeugaufbau (8) verbunden ist, einem Tragarm (7), der gelenkig mit dem Radträger (6) und dem Fahrzeugaufbau (8) verbunden ist, und einer Feder (15), deren oberes Ende gelenkig mit dem Stoßdämpfer (11) verbunden ist und deren unteres Ende gelenkig mit dem Tragarm (7) verbunden ist.
Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei die Feder (15) eine Schraubenfeder ist.
Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Feder (15) über Federteller (16, 18) mit dem Tragarm (7) und/oder dem Stoßdämpfer (11) verbunden ist.
Radaufhängung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Feder (15) in der Mitte des Tragarms (7) befestigt ist.
Radaufhängung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Stoßdämpfer (11) ein Teleskopstoßdämpfer ist, dessen Kolbenstange (12) mit dem Radträger (6) verbunden ist, und wobei die Feder (15) mit einem Zylinder (13) des Teleskopstoßdämpfers verbunden ist.
Radaufhängung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Gelenke (9, 10) des Tragarms (7) und ein unteres Gelenk (17) der Feder (15) auf einer Geraden liegen.
Radaufhängung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stoßdämpfer (11) und die Feder (15) gegeneinander geneigt sind, wobei der Stoßdämpfer (11) und die Feder (15) mit etwa dem gleichen Winkelbetrag (a, β) bezüglich der Vertikalen geneigt sind.
Radaufhängung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Rad (2) ein lenkbares Rad ist.