DE1937320B - Einzelradaufhängung der über Antriebswellen angetriebenen Hinterräder von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung der über Antriebswellen angetriebenen Hinterräder von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, bei der die Hinterräder über Radfiihrimgsglieder am Fahrzeugaufbau od. dgl. gelagert sind, deren Lagerung am Fahrzeugaufbau mit einer — in Abhängigkeit von der Ein- und Ausfederbewegimg der Räder — zwangläufigen Verschiebemöglichkeit etwa in Fahrzeugquerriehtung versehen ist.

Bei der konstruktiven Ausgestaltung vorstehend angeführter Radaufhängungen sind zur Erzielung einer bezüglich Fahrkomfort und Fahrsicherheit optimalen Radaufhängung im wesentlichen fünf Kenndaten oder Eigenschaften zu berücksichtigen. Nämlich die Höhe des Rollzentrums, die kinematische Schrägfederung, die beim Einfeuern das Ausweichen des Rades schräg nach hinten ermöglicht, die Abstützung der Antriebs- und Bremskräfte, die Sturzänderung beim Einfeclcrn und die Vonpuränderung beim Einfedern bzw. das Eigenlenkverhalten bei Seitenneigung. Von diesen fünf Haupteigenschaften einer Radaufhängung können im allgemeinen nur vier nach Wunsch ausgelegt werden, während die verbleibende fünfte Haupteigenschaft so in Kauf genommen werden muß, wie sie sich auf Grund der Auslegung der alitieren vier Haupteigenschaften ergibt, oder es wird ein Kompromiß /.wischen den einzelnen Kenndaten geschlossen. In der Praxis wird meist auf die kinematische Schrägfederung und damit im allgemeinen auf die Verhinderung des Eintauchens des Fahrzeuges beim Beschleunigen verzichtet.

Durch die deutsche Aiislegeschrift 1151740 ist bereits eine Einzelradaufhängung bekannt, bei der die Antriebswelle ohne Längenausgleich ausgeführt ist und eine Verschiebung des Radführungsgliedes in Fahrzeugquerrichlung in Abhängigkeit von der Einuud Ausfederbewegung bewirkt. Das Radführimgsglied ist dabei als Dreiccksicnker ausgebildet, dessen einer, um Hochachsen biegt-i^sweich ausgebildeter Arm vom Radträger aus in Fahrzeuglängsrichtting, und dessen anderer Arm vom Radträger aus diagonal nach innen verläuft und mit einer Verschiebefreiheit in Fahrzeugquerriehtung am Fahrzeugaufbau gelagert ist.

Nachteilig an dieser bekannten Radaufhängung ist es, daß durch den großen Abstand der Antriebswelle von der Lenkerlagerung beim Ein- und Ausfedern große Reaktionskräfte an den Lagern des Radführungsgliedes entstehen, die erhöhte Reibung und damit stärkeren Verschleiß hervorrufen. Außerdem isl die Lage der Antriebswelle in bezug auf die I agerun^ des Radführungsgliedes praktisch nicht frei wählbar Dadurch sind in der Praxis auch bei dieser Radaufhängung die eingangs angeführten fünf Haupteigenschaften einer Radaufhängung nicht frei wählbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Einzelradaufhängung zu schalten, bei der samt liehe fünf Haiipteigenschaften einer Radaufhängung versvirkhdit werden können, um eine bezüglich Fahr korn fort und Fahrsicherheit optimale Radaufhängung zu erhalten. Insbesondere soll durch die Erfindung auch das Eintauchen beim Anfahren bzw. Beschleuni gen verhindert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Radaufhängung dei eingangs genannten Art gemäß der Erfindung daclurcl gelöst, daß bei einer Antriebswelle mit Längenausgleich ein zusätzlicher Lenker od. dgl. sowohl an kadführiingsglicd als auch am Fahrzeugaufbau außer halb der Drehachse des Radführungsgliedes gelenkij befestigt ist, wobei dessen durch die A'nlcnkpunkti am Fahrzeugaufbau und am Radführungsgliecl ver laufende Achse mit der Drehachse des Radfiihrungs gliedes einen Winkel bildet.

Die Vorteile der Erfindung sind hauptsächlich dar

in zu seilen, tlnß eine völlig freie Wahl der Luge des zusätzlichen Lenkers gegeben ist, so daß z. B. bei einer Radaufhängung mittels Längslenkern oder Schräglenkern das Rollzentrum beeinflußbar ist. Somit müssen bei der konstruktiven Ausgestaltung der jeweiligen Radaufhängung bezüglich der fünf Haupteigenschaften keine Kompromisse mehr geschlossen werden, sondern es können nunmehr unabhängig voneinander die fünf Haupteigenschaften der Radaufhängung den jeweiligen Erfordernissen entsprechend festgelegt werden.

Für die Unteransprüche 2 bis 6 wird nur im Rahmen des Hauptanspruches Schutz begehrt.

in der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Jrei Ausfülmingsbcispielen dargestellt·, und zwar /eigen

Fig. I bis 3 jeweils unterschiedliche Radaufhängungen in verschiedenen Aiisichteii in schematischer Darstellung,

F" i g. 4 bis 6 verschiedene Ausfiihnmgsbeispicle der verschiebbaren Lagerung des jeweiligen Radfiihrungsgliedes am Fahrzeugaufbau und

F i g. 7 eine Ausführungsform der Lagerung des zusätzlichen Lenkers.

Fig. I zeigt die unabhängige Aufhängung eines Rades I mittels eines als Schräglenker ausgebildeten Radführungsgliedes 2 am Fahrzeugaufbau 3. Die Lagerung des Radführungsgliedes 2 am Fahrzeugaufbau 3 ist dabei axial verschiebbar ausgebildet. Sowohl am Radführungsglied 2 als auch am Fahrzeugaufbau 3 greift ein außerhalb der Drehachse 4 des Radführungsgliedes 2 gelenkig gelagerter zusätzlicher LenkerS an, dessen durch die Anlenkpunktc 6 und 7 am Fahrzeugaufbau 3 bzw. am Radführungsglied 2 verlaufende Achse 8 mit der Drehachse 4 des Radführungsgliedes 2 einen Winkel bildet. Beim Einfedern des Rades 1 bewegt somit der Lenker 5 das Radführungsglied 2 entlang der Drehachse 4 zwangläuh'g zur Fahrzeuginnenseite hin und beim Ausfedern zur Fahrzcugaußenseite hin. Infolge der Pfeilung tier Drehachse 4, d. h. der schräg nach hinten verlaufenden Drehachse 4, weicht beim Einfedern das Rad 1 zugleich schräg nach hinten aus (kinematische Schräjfedening). Damit wird das Eintauchen ties Fahrzeugaufbaus 3 beim Beschleunigen verringert. Dagegi.ii hätte die in der Fig. 1 dargestellte Radaufhängung ohne Einbau des erfindungsgemäßen zusätzlichen Lenkers 5 dc\i Nachteil, ciaß das Roll/eulrum 9 sehr hoch läge. Will man dagegen bei den bisherigen Radaufhängungen das Rollzen-Iruiii niedriger legen, müßte man /.. IJ. tlie Neigung der Drehachse 4 im Ouerriß so legen, daß der Monicntanpol IO näher tier Fahrbahnebcnc zu liegen käme. Dies würde jetloch zu einer übersteuernden Radaufhängung führen. Eine andere Möglichkeit, das Rollzentrum 9 zu senken, besteht darin, die Pfeilung zu verringern und damit den Momentanpol 10 weiter vom Rad 1 weg zu verlegen, was den Nachteil einer zu geringen Sturzäntlerung beim Ein- und Ausfedern mit Ftch bringt.

Durch die erfiiidungsgemäß tier Drehbewegung des Radführungsgliedcs 2 jedoch überlagerte axiale Verschiebung des RrdfUhrungsglicdcs 2 entlang der Drehachse 4, kann der vorstehend angeführte Nachteil der bekannten Radaufhängungen vermieden werden. Insbesondere ist in dem in tier F i g. I dargestellten Ausführungsbeispiel das zu hoch liegende Rollzentrum 9 um den Betrag α gesenkt. Das Rollzentriim 9 ergibt sich durch den Schnittpunkt der Verbinclungsgcraden des Momentanpoles IO mit dem Radaufstandspunkt/I und der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebepe II. Bei einer reinen Drehung des Radführungsgliedes 2 um die Drehachse 4 ohne eine axiale Verschiebung, würde der Radaufstandspunkt A beim Einfedern des Rades I eine Bewegung in Richtung U_A, der Anlenkpunkt 7 des Lenkers 5 am Radführungsglied 2 eine Bewegung in Richtung U₁, der Mittelpunkt des

ίο Rades 1 eine Bewegung in Richtung U_M ausführen. Durch die exzentrische und zur Drehachse 4 nicht parallele Lage des Lenkers 5 zwingt dieser jedoch seinem Anlenkpunkt 7 am Radführungsglied 2 eine Bewegung in Richtung V_L auf, so daß sich eine axiale Verschiebung / ergibt. Diese Bewegung ; hat im Raum die Richtung der Tvehach.se 4, so daß auch der Radaufstandspunkt A um (!en gleichen Betrag t in Richtung der Drehachse 4 nach innen verschoben wird. Die tatsächliche räumliche Bewegung des Radaufstandspunktes A ist durch den Pfeil F₁ gegeben. Das tatsächliche Rollzentrum 90 der erfindungsgemäß ausgebildeten Radaufhängung, das sich als Schnitt des Lotes 12 auf die Bewegungsrichtung V_A mit der Fahrzeugmittellängsebene II ergibt, ist somit um

as den Betrag α abgesenkt worden. In der Seitenansicht gibt die Neigung der Bewegungsrichtung Κ_Λ! der Radmitte zur Senkrechten den Schrägfederungswinkel und die Neigung V_Λ zur Senkrechten, den sogenannten Abstützwinkel, für die Bremskräfte an.

In ähnlicher Weise ist es auch möglich, ein zu niedrig liegendes Rollzentrum anzuheben, indem die Anlenkung des zusätzlichen Lenkers so vorgenommen wird, daß das RadfUhrungsglieri beim Ausfedern zur Fahrzeugaußenseite hin verschoben wird.

In der Fig. 2 ist eine Radaufhängung dargestellt, bei der tlas Radführungsglied 20 als reiner Längslenker ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispie! wurde im Gegensatz zu dem Aü^cfülmmgsbeispiel gemäß Fig. I das Rollzentrum 90 angehoben, da der zusätzliche Lenker 50 beim Einfedern des Rades 1 das Radführungsglied 20 nach außen zur Fahrzeugaußenseitc hin verschiebt. Ohne zusätzlichen Lenker 50 würde das tatsächliche Rollzentrum 90 in der Fahrbahnebene liegen.

Die Fig. 3 zeigt eine Radaufhängung mit einem ebenfalls als Längslenker ausgebildeten Radführungsglied 200, bei dem der zusätzliche Lenker 500 eine Verschiebung des Radführungsgliedes 200 nach innen zur Fahr/.euginnenseite hin bewirkt. Das RoII-Zentrum 90 ist dabei wiederum gegenüber einer Rad aufhängung ohne l.angsvcrschicbiing abgesenkt wurden.

In dcii Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Aiisfiihlungsbeispiele der Lagerung des Kadführiingsglicdes 2, 20 bzw. 200, 2000 dargestellt, wobei die Lagerung als Kunststoff- oder Mstallgleitlager ausgebildet ist.

In der F i g. 4 ist zwischen einer feststehenden, über eine Schraube 13 sowie Lagerböcke 14 mit dem Fahrzcugaufbau 3 verbundenen Tragbüchse 15 und einer am Radführungsglied 2, 20, 200 angeordneten äußeren Tragbüchse 16 eine, mit einem Längsschlitz 17 versehene Kunsistofflagerbüehse 18 angeordnet. Zur Sicherung gegen axiales Verschieben ist- die Lager-

büchse 18 beiderseits mit einem Bund 19 versehen, der jeweils mit der Tragbiichse 16 in Verbindung .-ilclu. Zur Abdichtung der gesamten Lagerung dienen Faltenbalge 21, die mit der Tragbiichse 15 und/oder

der Tragbüchse 16 in gleitender Verbindung stehen. Die erfindungsgemäß ausgebildete Lagerung erlaubt eine axiale Verschiebung des Radführungsgliedes 2, 20, 200 um den Betrag 22.

Die F i g. 5 zeigt einen ähnlichen Aufbau der Lagerung des Radführungsgliedes 2,20,200, wie die Lagerung gemäß F1 g. 4. Lediglich die Abdichtung der Lagerung ist anders gestaltet. Hierbei dient ein einziger Faltenbalg 23 zur Abdichtung, der mit dem RadfUhrungsglied und den Lagerböcken 14 in fester Verbindung steht.

In der F i g. 6 ist als axial verschiebbare Lagerung des Radfühmngsgliedes 2000 ein radial hartes, axial jedoch weiches Lager aus elastischem Material dargestellt. Das Gummilager besteht aus mehreren konzentrisch einvulkanisierten Zwischenbiichsen 24, zwischen denen sich jeweils Lagen 25 des elastischen Materials befinden. Die Länge der einzelnen Zwischenbüchsen 24 nimmt, ausgehend von der inneren Tragbüchse ISO, nach außen hin stetig ab.

Der Anlenkpunkt des zusätzlichen Lenkers kann den jeweiligen Erfordernissen entsprechend beliebig gewählt werden und kann z. B. am äußeren oder inneren Arm des Radführungsgliedes vor, hinter, über oder unter der Drehachse des RadfUhrungsgliedes angeordnet sein.

Der zusätzliche Lenker kann entweder sowohl am Fahrzeugaufbau als auch am Radführungsglied in Kugelgelenken oder an beiden Anlenkpunktcn nur in Gummigelenkep (F i g. 1), die auch kardanisch beansprucht werden, angelenkt sein oder an einem Ende is mil einem Kugelgelenk und am anderen Ende mit einem Gummigelenk mit dem Fahrzeugaufbau oder dem Radführungsglied verbunden sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

I 937 PateiHiinsprüche:

1. Einzelradaufhängung der über Antriebswellen angetriebenen Hinterräder von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, bei der die Hinterräder über Radfiihrungsglieder am Fahrzeugaufbau od. dgl. gelagert sind, deren Lagerung am Fahrzeugaufbau mit einer — in Abhängigkeit von der Ein- und Ausfederbewegung iu der Räder — zwangläufigen Verschiebemöglichkcit etwa in Fahrzeugquerriehtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Antriebswelle mil Längenausgleich ein zusätzlicher LejiKcr (5, 50 oder 500) od. dgl. sowohl am Radführungsglied (2, 20, 200 oder 2000) als auch am Fahrzeugaufbau (3) außerhalb der Drehachse (4) des Radführungsgliedes gelenkig befestigt ist, wobei dessen durch die Anlenkpimkte (6 und 7) am Fahrzeugaufbau und am Radführungsglied verlaufende Acuse (8) mit der Drehachse (4) des Radführungsgliedes einen Winkel bildet.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch geke">Heichnet, daß zur Lagerung des Radführungsglied'-s (2, 20 oder 200) ein Kiinststofl- oder Metallgleitlagtr Ve. Wendung findet, das durch Faltenbälge (21 bzw. 23) abgedichtet ist.

3. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer feststehenden, mittels einer Schraube (13) über Lagerböckc (14) mit dem Fahrzeugaufbau (3) verbundenen inneren Tragbiichsc (15) und einer am Radführungsglicd (2, 20 oder 200) aiigeordnelen äußeren Tragbüchse (16) eine mit einem I .ängsschlit/ (17) versehene Lagerbuchse (18) angeordnet ist, die beiderseits mit einem, mit der äußeren Tragbiichse in Verbindung stehenden Bund (19) verschen ist.

4. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbälge (21) mit den Tragbüchsen (15 und 16) in gleitender Verbindung stehen.

5. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Ra(lfiihrungsgliedes(2, 20 oder 200) durch einen Faltenbalg (23) abgedichtet ist, der mit dem Kadführungsglicd und den Lagerböcken (14) in fester Verbindung steht.

Ct. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Radfiihrungsglii-d (2000) in radial harten und axial weichen Lagern aus elastischem Material (25) mit konzentrisch ein vulkanisierten Zwischcnbüchsen (24) gelagert ist, wobei die Länge der einzelnen Zwischeiibiichsen (24) von der inneren Traghiichsc (150) nach außen hin stetig abnimmt.