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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Einzelradaufhängung
für ein
Kraftfahrzeugrad mit einem Achsschenkel, mit einem Achsschenkelträger, mit
einem oberen Lenker und mit einem unteren Lenker, der einerseits über ein
Drehlager mit dem Achsschenkelträger
und andererseits über
ein Drehlager mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
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Einzelradaufhängungen für Kraftfahrzeuge sind weitgehend
bekannt. So beschreibt die
DE
A 33 45 952 eine Einzelradaufhängung mit Radnabe, Achsschenkelträger und
Doppelquerlenkern. Dabei sind die Querlenker am Achsschenkelträger mittels eines
Drehlagergelenkes befestigt. Die Drehlagerwelle ragt dabei auf beiden
Seiten aus dem Achsschenkelträger
heraus und verbreitert ihn damit erheblich. Diese seitliche Anbringung
der Querlenker am Achsschenkelträger
begrenzt den Radeinschlag beim Einlenken.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden,
wurde bereits in der
DE 196
46 081 eine Einzelradaufhängung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen,
die einen Achsschenkel mit Radnabe, einen Achsschenkelträger, einen
oberen Querlenker und einen unteren Querlenker aufweist. Der untere
Querlenker ist dabei dergestalt mit dem Achsschenkelträger über ein
Kugelgelenk verbunden, das die Anbringung des Querlenkers die Ausdehnung
des Achsschenkelträgers
entlang einer näherungsweise
in Fahrtrichtung verlaufenden Achse nicht vergrößert.
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Die
DE
196 19 189 beschreibt eine Einzelradaufhängung für ein luftgefedertes
lenkbares Rad eines Omnibusses oder Lastkraftwagens, bei welchem
ein Achsschenkelträger
mit einem oberen Querlenker und einem unteren Querlenker verbunden
ist, wobei am oberen Ende des Achsschenkelträgers eine Luftfeder angeordnet
ist und im unteren Bereich des Achsschenkelträgers ein Stoßdämpfer mit dem
Achsschenkelträger
verbunden ist. Der untere Querlenker ist über ein Kugelgelenk mit dem
Achsschenkelträger
und der obere Querlenker über
ein Drehgelenk mit dem Achsschenkelträger verbunden. Die Spurstange,
welche mit einem Lenkhebel verbunden ist, kreuzt den unteren Querlenker.
Da der obere Querlenker über
ein Drehgelenk mit dem Achsschenkelträger verbunden ist, erstrecken
sich die Arme des oberen Querlenkers erheblich in Richtung Fahrzeugmitte,
wodurch der Mittelgang eingeschränkt
wird. Dies liegt im Raumbedarf des Drehgelenkes begründet. Eine
Bauraumvergrößerung durch Verkürzen des
oberen Querlenkers würde
zu kinematischen Nachteilen bei größeren Federwegen führen. Dadurch,
dass die Spurstange der Lenkungsanordnung den unteren Querlenker
kreuzt, ragt die Lenkungsanordnung weit in den Motortunnel oder
einen Mittelgang hinein, wodurch der Motortunnel oder der Mittelgang
unzulässig
verkleinert wird.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden,
wurde in der
DE 100 61 407 eine
Einzelradaufhängung
für ein gefedertes
lenkbares Rad vorgeschlagen, die einen Achsschenkel aufweist, welcher über einen
Lenkhebel mit einer Spurstange in Verbindung steht und an einem
Achsschenkelträger
befestigt ist, mit welchem der obere Querlenker über ein Kugelgelenk verbunden
ist und mit welchem der untere Querlenker über ein Drehgelenk, z.B. mittels
Wälzlager
oder Gummibuchsen verbunden ist. Durch das kompakte kugelförmige Gelenk
am oberen Querlenker kann dieser weit in Richtung Fahrzeugaußenseite
geschoben werden, wodurch zwischen den oberen Querlenkern -ausreichender
Freiraum für
Motor oder Mittel gang geschaffen wird und der obere Querlenker ausreichend
Länge aufweist
und somit der Federweg nicht verringert wird. Der Lenkhebel und
die Spurstange sind vor dem unteren Querlenker angeordnet, sodass
sich die Spurstange und der untere Querlenker nicht kreuzen und
somit ausreichend Bauhöhe
für den
Motortunnel vorhanden ist. Die Verbindung des unteren Querlenkers
mit dem Fahrzeugchassis oder einem Fahrzeugrahmen ist überwiegend
in Fahrzeugrichtung gesehen, hinter der Radachse angeordnet, wodurch
auch ausreichend Bauraum für
die Lenkungsanordnung geschaffen wird. Zwischen den Armen des oberen
Querlenkers ist ein Stoßdämpfer und
eine Feder angeordnet, welche zu einem einzigen Bauteil vereinigt
sind, wobei das Stoßdämpferfederbauteil
im unteren Bereich direkt mit dem Achsschenkelträger verbunden ist und im oberen
Bereich mit dem Fahrzeugchassis oder einem Fahrzeugrahmen verbunden
ist.
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Schließlich beschreibt auch die
DE 100 30 028 eine Radaufhängung für ein gelenktes
Rad eines Kraftfahrzeuges, bei welcher die Radkräfte ohne zusätzliche Übersetzungen
in einen Federträger
eingeleitet werden, bei der ein großer Lenkwinkel realisierbar
ist und nur ein geringer Raumbedarf erforderlich ist. Zu diesem
Zweck weist die Radaufhängung
einen Radträger
auf, welcher über
obere Lenker und untere Lenker mit dem Chassis des Kraftfahrzeuges
verbunden ist. Der Radträger
ist direkt mit einem Federträger
verbunden. Der Federträger
ist drehbar im Radträger
gelagert, wobei durch die Verwendung eines Bolzens, welcher einerseits
mit dem Federträger
und anderseits mit dem Radträger
verbunden ist, eine sehr kompakte Radaufhängung entsteht. Die Drehachse
des Federträgers
ist im Abstand von der Drehachse des Fahrzeugrades angeordnet, sodass
ein größerer Lenkwinkel
erreichbar ist.
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Eine Vielzahl der konventionellen
Einzelradaufhängungen
für ein
Kraftfahrzeugrad sehen zusätzlich
einen Stabilisator vor, der zwischen den beiden sich gegenüberliegenden,
auf der selben Achse angeordneten abgefederten Räder angeordnet ist zur Verbesserung
der Kurvenfestigkeit und zur Verringerung der Seitenneigung des
Kraftfahrzeuges bei Kurvenfahrt oder sonstigen, schlagartigen, einseitigen
federns.
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Dieser Stabilisator weist einen gewissen Raumbedarf
auf, wobei seine Herstellung und sein Einbau mit Kosten verbunden
sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Einzelradaufhängung
für ein
Kraftfahrzeugrad zu schaffen, die keinen Stabilisator benötigt und
die einfach im Aufbau ist und welche dennoch eine hohe Wanksteifigkeit
aufweist.
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Ausgehend von einer Einzelradaufhängung der
eingangs näher
genannten Art erfolgt die Lösung dieser
Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung sieht also vor, dass
das mit dem Fahrzeugrahmen verbundene Ende des unteren Lenkers mit
einer Verdrehmitnahme für
den unteren Lenker des gegenüberliegenden
Rades der gleichen Achse versehen ist.
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In vorteilhafter Weise ist die Verdrehmitnahme
als Verzahnung ausgebildet, die mit der Verzahnung des gegenü berliegenden
unteren Querlenkers für
das gegenüberliegende
Rad des Kraftfahrzeuges kämmt.
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In besonders vorteilhafter Weise
ist der in Richtung der Fahrzeuglängsachse liegende Querschnitt
des unteren Lenkers über
den größten Teil seiner
Länge derart
ausgestaltet, dass er im Wesentlichen die Form eines liegenden T
aufweist. Es besteht auch die Möglichkeit,
das Bauteil im wesentlichen in Form einer Ellipse auszubilden.
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Durch diese Ausgestaltung des Querschnitts des
unteren Lenkers wird ein großer
Widerstand gegen eine Übertragung
von Kräften
in Fahrzeuglängsrichtung
bewirkt, jedoch ein geringer Widerstand gegen Übertragung von Kräften in
Richtung Federbewegung.
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Durch die Verwendung von unteren
Querlenkern, die einerseits eine Verdrehmitnahme für den gegenüberliegenden
unteren Querlenker aufweisen, kann eine erhebliche Verbesserung
der Wanksteifigkeit des Fahrzeugs erzielt werden, ohne dass ein Stabilisator
in seiner herkömmlichen
Form erforderlich ist. Dazu gehört
auch eine gezielte Wahl der Steifigkeit der Querlenker, die über einen
entsprechenden Querschnitt des Querlenkers eingestellt wird. So kann
z.B. der Querschnitt des unteren Lenkers in Richtung Federbewegung
gezielt biegeweich bzw. biegesteif eingestellt werden zur Aufnahme
einer Verformung des unteren Querlenkers durch Biegung beim einseitigen
Federn.
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Auch durch gezielte Abstimmung der
Steifigkeit der Drehlager für
die unteren Querlenker in Verbindung mit einer entsprechend ausgestalteten
Mitnahmeverzahnung kann eine flexible günstige kinematische Auslegung
eingestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung führt durch
eine Verringerung der erforderlichen Bauteile, d.h. durch den Wegfall
des Stabilisators samt seiner Lagerungen und der nicht mehr erforderlichen
Bearbeitung von Lagerstellen für
den Stabilisator an Achse und Rahmen zu einer nicht unerheblichen
Kosteneinsparung. Ferner wird Bauraum eingespart, da günstigere
Einbaubedingungen für
die der Radaufhängung
benachbarten Bauteile geschaffen werden.
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Eine verbesserte Kinematik bzw. Fahrdynamik
wird durch eine höhere
Wanksteifigkeit und durch flexiblere kinematische Auslegungen erreicht.
Ferner sei angemerkt, dass die Bauteilreduzierung auch zu einem
verbesserten Umweltschutz beiträgt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand
der Zeichnung näher
erläutert,
in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
dargestellt ist.
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Es zeigen:
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1 schematisch
eine Rückansicht
einer erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung;
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1a eine
vergrößerte Darstellung
durch die Anlenkung der unteren Querlenker am Fahrzeugrahmen;
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2 die
erfindungsgemäße Radaufhängung während des
beidseitigen Federns;
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2a eine
vergrößerte Darstellung
durch die Anlenkung der unteren Querlenker am Fahrzeugrahmen;
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3 eine
Darstellung der erfindungsgemäßen Radaufhängung während des
einseitigen Federns;
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3a eine
vergrößerte Darstellung
der Anlenkung der unteren Querlenker am Fahrzeugrahmen;
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4 eine
perspektivische Ansicht der beiden unteren Querlenker eines Kraftfahrzeuges;
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5 eine
Einzeldarstellung der Anlenkung der unteren Querlenker am Fahrzeugrahmen
samt ihrer Verdrehmitnahme; und
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6 eine
teilweise Darstellung der unteren Querlenker.
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Einzelradaufhängungen für Kraftfahrzeuge sind dem Fachmann
gut bekannt, sodass in der nachfolgenden Beschreibung nur die für das Verständnis der
Erfindung notwendigen Bauteile bezeichnet und erklärt werden.
In herkömmlicher
Weise weist die Einzelradaufhängung
einen Achsschenkel mit einer Radnabe 1 auf, einen Achsschenkelträger 2,
einen oberen Querlenker 3 und einen unteren Querlenker 4,
der einerseits über
ein Drehlager 5 mit dem Achsschenkelträger 2 und anderseits über ein Drehlager 6 mit
dem Fahrzeugrahmen 7 verbunden ist. Das mit dem Fahrzeugrahmen 7 verbundene Ende
des unteren Querlenkers 4 ist erfindungsgemäß mit einer
Verdrehmitnahme 8 versehen, die die Form einer Verzahnung
aufweist, für
den unteren Lenker 4' des
gegenüberliegenden
Rades auf der gleichen Achse. Dieser untere Querlenker 4' ist ebenfalls
mit einer Verdrehmitnahme 8' in
Form einer Verzahnung versehen, wobei diese beiden Verzahnungen 8, 8' miteinander
kämmen.
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1a zeigt
in vergrößerter Darstellung
die beiden Enden der unteren Querlenker 4, 4' mit ihren Verdrehmitnahmen
in Form der beiden Verzahnungen 8, 8'. 2 zeigt die Stellung der
beiden unteren Querlenker 4, 4' beim beidseitigen Durchfedern
der beiden Räder.
Da beim beidseitigen Federn beide Lenker 4, 4' zugleich verschwenkt
werden, bleibt die Federwirkung unbeeinflusst.
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2a zeigt
wieder eine vergrößerte Ansicht der
beiden Enden der unteren Querlenker 4, 4' mit ihren Verzahnungen 8, 8' während des
beidseitigen Durchfederns.
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3 zeigt
die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung beim
einseitigen Durchfedern; hierbei überträgt die Verzahnung die Drehbewegung
des einen Querlenkers zum anderen und führt somit auch zum Ausfedern
des anderen Rades. Ein einseitiges Federn ist somit nur im Bereich
der zulässigen
vordefinierten Verformung der unteren Querlenker 4, 4' möglich.
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3a zeigt
die beim einseitigen Durchfedern eingenommenen Stellungen der beiden
Verzahnungen 8, 8' der
unteren Querlenker 4, 4'.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht der beiden unteren Querlenker 4, 4' eines Kraftfahrzeuges,
wobei der Querschnitt T in Fahrtrichtung, d.h. in Fahrzeuglängsachse
F des unteren Querlenkers 4, 4' derart gewählt ist, dass ein möglichst
großer
Widerstand gegen eine Übertragung
von Kräften
in Fahrzeuglängsrichtung
F entsteht. Dieser Querschnitt weist die Form eines T auf, wobei
diese Form des unteren Querlenkers 4, 4' über den
größten Teil
seiner Länge
eingenommen wird.
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5 zeigt
wieder die beiden Enden der unteren Querlenker 4, 4' mit ihren Verdrehmitnahmen.
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6 zeigt
eine Einzelansicht der beiden unteren Querlenker, wobei in Richtung
der Federbewegung B der Querschnitt Q in Richtung der Federbewegung
derart ausgestaltet ist, dass ein geringer Widerstand gegen Übertragung
von Kräften
in Richtung Federbewegung entsteht. Durch eine entsprechende Wahl
des Querschnittes des unteren Querlenkers 4, 4' kann also der
Widerstand gegen Übertragung
von Kräften
sowohl in Fahrzeuglängsrichtung
F als auch in Richtung Federbewegung B gezielt eingestellt werden,
z.B. biegeweich oder auch biegesteif, zur Aufnahme der Verformung
des unteren Querlenkers durch Biegung, z.B. beim einseitigen Federn,
wie es in 3 schematisch
dargestellt ist.
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Eine weitere gezielte Abstimmung
der Steifigkeit der Gummilager bei der Anlenkung am Fahrzeugrahmen
und am Achsschenkelträger
in Verbindung mit einer entsprechend ausgestalteten Verzahnungsabdrängung erlaubt
eine flexible kinematische vorgegebene Auslegung.
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- 1
- Radnabe
- 2
- Achsschenkelträger
- 3
- oberer
Querlenker
- 4
- unterer
Querlenker
- 5
- Drehlager
- 6
- Drehlager
- 7
- Rahmen
- 8
- Verdrehmitnahme