DE19949450A1 - Kurbelschleifenachse mit an Feder-Dämpferbeinen adaptierten Radträgerhaltearmen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelschleifenachse für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Feder-Dämpferbein pro lenkfähigem Rad, wobei das einzelne Feder-Dämpferbein am oberen Ende in einem Abstützgelenk und im Bereich des unteren Endes über mindestens einen radführenden Lenker am Fahrzeugaufbau gelagert ist, wobei das Feder-Dämpferbein im Bereich seines unteren Endes den Radträger des jeweiligen Rades einmal oberhalb und einmal unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene gelenkig lagert und wobei im Bereich der unteren Radträgerlagerung die gelenkige Anlenkung des radführenden Lenkers angeordnet ist. Die beiden den Radträger lagernden Gelenkteile sind Teile eines Radträgerhaltearmes. Dabei ist dieser Radträgerhaltearm im Bereich des unteren Endes des Feder-Dämpferbeines angeordnet. Das untere Ende des jeweiligen Feder-Dämpferbeines endet oberhalb der horizontalen Radmittenquerebene. DOLLAR A Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Kurbelschleifenachse mit lenk- und antreibbaren Rädern geschaffen, die aufgrund einer besonderen Gestaltung der Radträgerlagerung eine für den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit optimale Anordnung der radführenden Bauteile ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelschleifenachse für Kraftfahr­ zeuge mit mindestens einem Feder-Dämpferbein pro lenkfähigem Rad, wobei das einzelne Feder-Dämpferbein am oberen Ende in ei­ nem Abstützgelenk und im Bereich des unteren Endes über minde­ stens einen radführenden Lenker am Fahrzeugaufbau gelagert ist, wobei das Feder-Dämpferbein im Bereich seines unteren Endes den Radträger des jeweiligen Rades einmal oberhalb und einmal un­ terhalb der horizontalen Radmittenquerebene gelenkig lagert und wobei im Bereich der unteren Radträgerlagerung die gelenkige Anlenkung des radführenden Lenkers angeordnet ist.

Aus der DE-OS 29 45 802 ist eine Vorderradaufhängung in Form einer derartigen Kurbelschleifenachse bekannt. Bei den Einzel­ radaufhängungen dieser Achse sind am Außenrohr des jeweiligen Teleskop-Federbeins zwei separate Streben angeordnet, die zum gelenkigen Lagern des Radträgers in den entsprechenden Felgen­ raum hineinragen. Der Radträger ist nicht starr, sondern gelen­ kig am Teleskop-Federbein befestigt. Dadurch muß beim Lenken das Teleskop-Federbein nicht mehr mitgeschwenkt werden. Auch kann hier der Störkrafthebelarm erheblich kürzer ausgebildet sein als beispielsweise bei vergleichbaren McPherson-Federbei­ nen. Hierdurch verringern sich u. a. die Störeinflüsse auf die Lenkung beim positiven und negativen Beschleunigen des Fahr­ zeugs.

Durch die Befestigung der den Radträger lagernden Streben am Außenrohr, muß letzteres bis weit unterhalb unter die horizon­ tale Radmittenquerebene verlängert sein, wodurch bei angetrie­ benen Kurbelschleifenachsen das Teleskop-Federbein seitlich versetzt zur Raddrehachse positioniert werden muß. In der Folge erhöht sich beispielsweise die Reibung im Teleskopstoßdämpfer, was den Fahrkomfort verschlechtert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Kurbelschleifenachse mit lenk- und antreibbaren Rädern zu entwickeln, die aufgrund einer besonderen Gestaltung der Radträgerlagerung - bei einfachem Aufbau und geringem Mon­ tageaufwand - eine für den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit optimale Anordnung der radführenden Bauteile ermöglicht.

Das Problem wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Hierzu werden die beiden Gelenkteile, über die der Radträger am Feder-Dämpferbein gelenkig gelagert ist, am Feder-Dämpferbein als Teile eines Radträgerhaltearmes ausgebildet. Dabei ist die­ ser Radträgerhaltearm im Bereich des unteren Endes des Feder- Dämpferbeines angeordnet. Das untere Ende des jeweiligen Feder- Dämpferbeines endet oberhalb der horizontalen Radmitten­ querebene.

Ein Radträgerhaltearm, der die den Radträger gelenkig lagernden Gelenkteile mittels Streben bzw. Haltearmen aufnimmt, kann in­ nerhalb und außerhalb des entsprechenden Felgenraumes nahezu jede beliebige Gestalt annehmen, so daß der Konstrukteur die Anordnung des über der horizontalen Radmittenquerebene stehen­ den Feder-Dämpferbeines frei wählen kann.

Wird der Radträgerhaltearm zum Fixieren am unteren Ende des Fe­ der-Dämpferbeines beispielsweise mit einem Adapter ausgestat­ tet, der mittels einer einstellbaren zylindrischen Preßverbin­ dung kraftschlüssig am Außenrohr des Feder-Dämpferbeines be­ festigt werden kann, ergibt sich ein Radträgerhaltearm, der in­ nerhalb einer Modellreihe in Fahrzeuge mit unterschiedlich steifen Fahrwerken eingesetzt werden kann. Das jeweilige Feder- Dämpferbein kann ohne Änderungen am Fahrwerk ausgetauscht wer­ den. Dies gilt auch für die Wartung und Reparatur. Zum Aus­ wechseln eines Dämpferbeines muß hier der Radträger weder vom Querlenker noch vom Radträgerhaltearm gelöst werden. Folglich muß die Achse nach dem Auswechseln des Dämpferbeines nicht neu eingestellt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform:

Fig. 1 Radaufhängung in dimetrischer Darstellung;

Fig. 2 Vorderansicht mit Teilschnitten zu Fig. 1;

Fig. 3 Seitenansicht zu Fig. 1 von der Fahrzeugaußenseite her betrachtet;

Fig. 4 Radträgerhaltearm und Radträger mit Teilschnitten.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen die Radaufhängung des linken Ra­ des (1) einer gelenkten Vorderachse. Die Vorderachse ist als Kurbelschleifenachse ausgebildet. Die Radführung übernimmt im Ausführungsbeispiel ein Feder-Dämpferbein (30) in Kombination mit einem Querlenker (70).

Das Feder-Dämpferbein (30) besteht aus einem Teleskopstoßdämp­ fer (32) und einer Schraubenfeder (42). Der Teleskopstoßdämp­ fer (32) hat ein Dämpferaußenrohr (33) aus dessen oberem Ende die Kolbenstange (34) zur Befestigung am Fahrzeugaufbau heraus­ ragt. Die Kolbenstange (34) ist mittels eines elastischen Stützgelenklagers (41) am nicht dargestellten Fahrzeugaufbau befestigt. Unterhalb des Stützgelenklagers (41) ist ein Feder­ teller (43) angeordnet. Ein weiterer Federteller (44) ist im oberen Drittel des Dämpferaußenrohres (33) außermittig befe­ stigt. Zwischen beiden Federtellern (43) und (44) befindet sich beispielsweise die Schraubenfeder (42), deren Mittellinie den Latsch des Radreifens (2) schneidet. Der Schnittpunkt liegt in der Nähe des Schnittpunktes der Radschwenkachse (51) mit dem Latsch. Ggf. fallen beide in der Konstruktionslage zusammen.

Das Dämpferaußenrohr (33) liegt mit seiner Mittellinie bei­ spielsweise in einer Ebene, in der auch die Raddrehachse liegt. Die Mittellinie des Dämpferaußenrohres (33) ist zugleich um ei­ nige Winkelgrade gegenüber der vertikalen Fahrzeugquerebene entgegen der Fahrtrichtung geneigt, vgl. Fig. 3. Das untere Ende des Dämpferaußenrohres (33) endet einige Zentimeter ober­ halb der in der Radmittenquerebene (6) liegenden Raddrehachse. Dadurch kann bei einer angetriebenen Vorderachse die Antriebs­ halbwelle (29) unterhalb des Dämpferaußenrohres (33) das Rad­ zentrum direkt erreichen.

Am unteren Ende des Dämpferaußenrohres (33) ist ein Radträger­ haltearm (50) befestigt, der den Radträger (10) schwenkbar la­ gert und das Feder-Dämpferbein (30) über einen Querlenker (70) am Fahrzeugaufbau abstützt. Der Radträgerhaltearm (50) ist ein mehrfach abgewinkeltes Schmiede- oder Gußteil, das im oberen Bereich einen Klemmhülsenabschnitt (52) aufweist, über den er am Dämpferaußenrohr (33) form- und/oder kraftschlüssig be­ festigt ist. Der Radträgerhaltearm (50) hat über weite Bereiche jeweils einen kreisrunden oder elliptischen Querschnitt.

In der Fig. 1 ist der faustartige Klemmhülsenabschnitt (52) gut zu erkennen. Zur präzisen Positionierung des Radträger­ haltearms (50) am Dämpferaußenrohr (33), befindet sich an der zur Fahrzeuglängsachse gewandten Außenkontur des Dämpferaußen­ rohres (33) eine nasenartige, rechteckige Zentrierplatte (35). Sie verhindert wie eine Paßfeder bei der Montage ein Verdrehen des Radträgerhaltearms (50) auf dem Dämpferaußenrohr (33). Der Klemmhülsenabschnitt (52) ist der Länge nach geschlitzt ausge­ führt, wobei der Schlitz ungefähr auf der Winkelhalbierenden zwischen der Fahrtrichtung und der vertikalen Fahrzeugquerebene liegt. Quer zu diesem Schlitz sitzt mindestens eine Klemm­ schraube (53), die hier - nach dem Anziehen - den Radträger­ haltearm (50) mit dem Dämpferaußenrohr (33) kraftschlüssig ver­ bindet.

Vom Klemmhülsenabschnitt (52) aus erstreckt sich annähernd ho­ rizontal ein oberer Haltearm (56). Er führt auf einem kurzen Weg zum oberen Radträgergelenk (12, 58). Zur Lagerung des Ge­ lenkteils (58) ist er annähernd rechtwinklig nach oben abge­ winkelt, vgl. Fig. 4. Ein zweiter, unterer Haltearm (61) stellt die Verbindung zu einem unteren Radträgergelenk (14, 63) her. Dieser Haltearm (61) führt - ausgehend vom Klemmhülsen­ abschnitt (52) - zunächst annähernd vertikal nach unten. Die Mittellinie des unteren Haltearms (61) verläuft in diesem Be­ reich parallel - nach hinten versetzt - zur Mittellinie (31) des Dämpferaußenrohres (33). Der Versatz entspricht beispiels­ weise der Summe aus dem halben Dämpferaußenrohrdurchmesser und dem halben, mittleren Durchmesser des unteren Haltearms (61) in diesem Bereich. Unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene erstreckt sich der untere Haltearm (61) in einem j-förmigen Bogen. Der Bogen orientiert sich in die Felgenschüssel des Rades (1) hinein. Er ist um ca. 15° gegenüber der Fahr­ zeugquerrichtung nach vorn geschwenkt. Am freien Ende trägt er einen Teil (63) des unteren Radträgergelenks (14, 63) zur Lage­ rung des Radträgers (10).

Im Bereich des tiefsten Punktes des Bogens befindet sich ein Schwenkgelenk (65) zur gelenkigen Anbindung des Radträgerhalte­ arms (50) am Querlenker (70). Dazu ist im Bogen des unteren Haltearmes (61) eine Verbreiterung mit einer z. B. annähernd in Fahrtrichtung orientierten Bohrung angeordnet. In der Bohrung sitzt mindestens eine - hier nicht dargestellte - elastische Hülse. Der Querlenker (70) ist im Bereich des Gelenks (65) bei­ spielsweise gabelförmig ausgebildet. Die Gabelarme (71, 72) um­ greifen die Verbreiterung im Bereich der Hülse. Die Hülse und die Gabelarme (71, 72) sind über eine Durchgangsschraube (73) miteinander verbunden.

Der Querlenker (70) hat fahrzeugaufbauseitig zwei elastische Schwenklager (81) und (82), die großteils dem Längsfederkomfort der Kurbellenkerachse dienen. Die Schwenkachse (80) des Quer­ lenkers (70) fällt beispielsweise in Fahrtrichtung geringfügig um ca. 2,5 Winkelgrade ab, vgl. Fig. 3. Ferner ist das hintere Schwenklager (82) der vertikalen Fahrzeuglängsmittenebene näher als das vordere Schwenklager (81), vgl. u. a. Fig. 2.

Nach der Fig. 3 schließt in der Zeichnungsebene die Mittel­ linie (31) des Feder-Dämpferbeines (30) mit der Lenkerschwenk­ achse (80) einen stumpfen Winkel von beispielsweise 97 Winkel­ grade ein. Der Winkel entsteht, indem durch den Querlenker (70) eine Ebene aufgespannt wird, in der die Lenkerschwenkachse (80) und der Mittelpunkt des haltearmseitigen Schwenkgelenks (65) liegen. Diese Ebene wird mit einer durch den Mittelpunkt des haltearmseitigen Schwenkgelenks (65) gelegten Vertikalebene, die zur Fahrzeuglängsachse parallel ausgerichtet ist, zum Schnitt gebracht. Diese Schnittlinie schließt mit der horizon­ talen Projektion der Mittellinie (31) des Feder-Dämpfer­ beins (30) auf diese Vertikalebene den genannten Winkel ein.

Die Projektionen der Mittellinie (31) des Feder-Dämpfer­ beins (30) und der Radschwenkachse (51) auf diese Vertikalebene schließen einen Winkel von beispielsweise 2,5 Winkelgrade ein. Hierbei sind die Radschwenkachse (51) und die Mittellinie (31) beispielsweise gleichsinnig gegenüber einer vertikalen Radmit­ tenquerebene geneigt.

Der Radträger (10) hat drei Arme (11, 13, 15), von denen zwei annähernd vertikal angeordnete Arme (11, 13) zu den radträger­ lagernden Gelenken (12, 58) und (14, 63) führen, vgl. Fig. 3 und 4. Der obere Arm (11) ist an seinem freien Ende - z. B. ent­ sprechend der Darstellung aus Fig. 1 - annähernd rechtwinklig nach rechts hinten abgewinkelt. In einer Kegelbohrung lagert der Arm (11) einen Kugelkopf (12), der in der Kugelpfanne (58) des oberen Haltearmes (56) sitzt. Die Kugelpfanne (58) ist ebenfalls über einen Konusschaft kraftschlüssig in einer Kegel­ bohrung im Haltearm (56) fixiert. Um das Ausrichten der Kugel­ pfanne (58) bei der Montage am Haltearm (56) zu erleichtern, ist in der Außenkontur der Kugelpfanne (58) ein Paßstift (59) eingepreßt. Der Paßstift ist parallel zum Schaft der Kugel­ pfanne (58) ausgerichtet. Beim Montieren greift der Paß­ stift (59) in eine entsprechende Bohrung oder Ausnehmung im Haltearm (56). Diese Gelenkgestaltung ermöglicht u. a. ein schnelles und problemloses Montieren des Radträgers (10) am Radträgerhaltearm (50).

Um die Neigung der Radschwenkachse (51) verändern zu können, kann der Kugelkopf mit einem exzentrischen Schaft versehen wer­ den, so daß sich durch ein einstellendes Verdrehen des Schaftes der Nachlauf und die Spreizung ändern. Soll nur eine Änderung des Nachlaufs möglich sein, kann anstelle des Kugelkopfes (12) die Kugelpfanne (58) über einen exzentrisch zum Pfannenmittel­ punkt ausgerichteten Schaft am Haltearm (11) verstellbar gela­ gert werden. Auch eine Kombination beider Verstellmöglichkeiten kann vorgesehen sein.

Alternativ zur Verwendung der exzentrischen Schäfte können der Kugelkopf und die Kugelpfanne auch jeweils über eine Hirthver­ zahnung an den sie tragenden Bauteilen fixiert werden. In die­ sen Fällen ist der Paßstift (59) überflüssig.

Der untere, hier sehr kurze Arm (13) endet in einem Zap­ fen (14), der beispielsweise wälzgelagert in einer im unteren Haltearm (61) elastisch gelagerten Hülse (63) sitzt, vgl. Fig. 4. Die elastische Lagerung der Hülse (63) gleicht Winkel­ fehler aus, die sich bei der Fertigung des Radträgerhaltearmes und der Montage der entsprechenden Gelenkteile ergeben.

Der dritte Arm (15) ist ein Spurstangenhebel. Nach den Fig. 1 bis 3 stützt sich dieser Spurstangenhebel (15) an einem lin­ ken Spurstangenteil (27) ab. Im Zentrum des Radträgers (10) be­ findet sich eine wälzgelagerte Radnabe (20), die das Rad (1) trägt. In der zentralen Bohrung der Radnabe (20) ist das radseitige Gleichlaufgelenk (28) fixiert. Letzteres ist Be­ standteil der Antriebshalbwelle (29). Die Bremsanlage ist hier nicht dargestellt.

Bezugszeichenliste

1

Rad

2

Radreifen

6

Radmittenquerebene, horizontal

7

Fahrtrichtung

10

Radträger

11

Arm, oben

12

Kugelkopf, oberes Radträgergelenk

13

Arm, unten

14

Zapfen, unteres Radträgergelenk

15

Spurstangenhebel

20

Radnabe

27

Spurstangenteil

28

Gleichlaufgelenk

29

Antriebshalbwelle

30

Feder-Dämpferbein

31

Mittellinie

32

Teleskopstoßdämpfer

33

Dämpferaußenrohr

34

Kolbenstange

35

Zentrierplatte

41

Stützgelenklager, elastisches Lager

42

Schraubenfeder

43

Federteller, oben

44

Federteller, unten

50

Radträgerhaltearm

51

Radschwenkachse

52

Klemmhülsenabschnitt, Adapter

53

Klemmschraube

56

Haltearm, oben

58

Kugelpfanne, oberes Radträgergelenk

59

Paßstift

61

Haltearm, unten

63

Hülsenlager, unteres Radträgergelenk

65

Schwenkgelenk für Querlenker

70

Lenker, radführend; Querlenker

71

,

72

Gabelarme

73

Durchgangsschraube

80

Lenkerschwenkachse

81

Schwenklager, vorn; Komfortlager

82

Schwenklager, hinten; Komfortlager

Claims (5)

1. Kurbelschleifenachse für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Feder-Dämpferbein pro lenkfähigem Rad, wobei das einzelne Fe­ der-Dämpferbein am oberen Ende in einem Abstützgelenk und im Bereich des unteren Endes über mindestens einen radführenden Lenker am Fahrzeugaufbau gelagert ist, wobei das Feder-Dämpfer­ bein im Bereich seines unteren Endes den Radträger des jeweili­ gen Rades einmal oberhalb und einmal unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene gelenkig lagert und wobei im Bereich der un­ teren Radträgerlagerung die gelenkige Anlenkung des radführen­ den Lenkers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die beiden den Radträger (10) lagernden Gelenkteile (12, 14) Teile eines Radträgerhaltearmes (50) sind, wobei der Radträgerhaltearm (50) im Bereich des unteren Endes des Fe­ der-Dämpferbeines (30) angeordnet ist und
• - daß das untere Ende des jeweiligen Feder-Dämpferbeines (30) oberhalb der horizontalen Radmittenquerebene (6) endet.

2. Kurbelschleifenachse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittellinie (31) des Feder-Dämpferbeines (30) die Raddrehachse schneidet oder in kurzem Abstand windschief kreuzt.

3. Kurbelschleifenachse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Radträgerhaltearm (50) am unteren Ende des Feder- Dämpferbeines (30) kraftschlüssig befestigt ist.

4. Kurbelschleifenachse gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kraftschluß über eine einstellbare zylindrische Preßverbindung bewirkt wird.

5. Kurbelschleifenachse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Radträgerhaltearm (50), der Adapter (52) zur Be­ festigung am Feder-Dämpferbein (30), der obere (56) und der un­ tere Haltearm (61) zusammen ein einteiliges Bauteil darstellen.