DE2121262C3 - Unabhängige Aufhängung der gelenkten Räder von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen - Google Patents

Description

auferlegt ist Durch die Verschwenkung mindestens eines der rahmenseitigen Anlenkpunkte des Radführungsgliedes zusätzlich zum inneren Gelenk der Spurstange entsteht in Abhängigkeit von der Lenkbewegung ein ideelles »Führungsgeienk«. Die Lage dieses Führungsgelenkes ist nahezu frei wählbar.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Radaufhängung besteht darin, daß auch für größere Radeinschläge keine Schwierigkeiten bei der Auslegung der Lenkkinematik etwa durch Annäherung der Spurstangen an die Strecklage entstehen, weil die Anlenkpunkte des Radführungsglieds und der Spurstange weitgehend frei gewählt werden können.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Radaufhängung in schematischer Darstellung, mit einem im oberen Bereich des Radträgers angreifenden Dreiecksienker und einem im unteren Bereich des Radträgers angreifenden Querlenker mit einer Zug- und/oder Druckstrebe,

Fig.2—4 jeweils die Draufsicht der Radaufhängung gemäß F i g. 1 mit unterschiedlichen Lenkungsanordnungen,

F i g. 5 eine Radaufhängung in schematischer Darstellung mit im oberen und unteren Bereich des Radträgers angreifenden Dreieckslenkern,

Fig.6—9 jeweils die Draufsicht der Radaufhängung nach F i g. 5 mit verschiedenen Lenkungsanordnungen,

Fig. 10 eine Radaufhängung mit unterem Dreieckslenker und einem zur Geradführung dienenden Feder- jo bein,

F i g. 11 eine Radaufhängung mit Doppelquerlenker,

Fig. 12 eine Längsansicht einer Radaufhängung mit im oberen Bereich und unteren Bereich des Radträgers angreifenden Radführungsgliedern, J5

Fig. 13 eine Längsansicht einer Federbeinachse,

Fig. 14 die Draufsicht auf die Radaufhängungen gemäß Fig. 12 und 13 unter Fortlassung der oberen Radführungsglieder bzw. des Federbeines und

Fig. 15 u. 16 jeweils eine Schema-Anordnung der Radaufhängungskinematik gemäß den Fig. 12 bis 14 bei Geradeausstellung(Fig. 15)bzw. eingeschlagenem Rad (Fig. 16)

In Fig. I ist der Radträger 1 in seinem oberen Bereich über ein als Dreieckslenker 2 ausgebildetes « Radführungsglied und in seinem unteren Bereich über ein als Querlenker 3 ausgebildetes Radführungsglied sowie eine Zugstrebe 4 am Fahrzeugaufbau 5 aufgehängt. Ferner ist am Radträger 1 in seinem unteren Bereich eine Spurstange 6 angelenkt. Die Spurstange 6 und der Querlenker 3, die in diesem Ausführuiigsbeispiel etwa parallel zueinander verlaufen, sind an ihren fahrzeugaufbauseitigen Enden an einem Verbindungshebel 7 angelenkt, der seinerseits am Fahrzeugaufbau 5 um eine im wesentlichen lotrechte Achse 8 schwenkbar gelagert ist. Die Verbindungshebel 7 der linken und der rechten Radaufhängung sind an ihren freien Enden 9 durch eine mittlere Spurstange 10 verbunden. Ferner greift an dem freien Ende 9 eines der beiden Verbindungshebel 7 das Übertragungsgestänge II, das mit dem Lenkgetriebe 12 in Verbindung steht, an. Somit werden also die fahrzeugaufbauseitigen Lagerpunkte der Spurstange 6 und des Querlenkers 3 lenkungsabhängig verstellt.

F i g. 2 zeigt eine im wesentlichen gleiche Radaufhän- b"> gung wie F i g. 1.1 'nterschiedlich hierbei ist lediglich die Ausbildung des Verbindungshebels 7' und die Ausbildung der Lenkungsteile, wobei in diesem Ausführungsbeispiel als Lagerachse für den Verbindungshebel T die Lenkstockhebelwelle 13 des Lenkgetriebes 12' dient und somit der Verbindungshebel T gleichzeitig als LenkstockhebeJ dient

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Radaufhängung gemäß F i g. 1, bei dem die beiden Verbindungshebel 7" über zwei mittlere Spurstangenteile 10' und 10", die jeweils am Lenkstockhebel 14 des Lenkgetnebes 12" angreifen, miteinander verbunden sind.

In F i g. 4 ist eine weitere Möglichkeit der Lenkungsauslegung bei einer Radaufhängung gemäß F i g. 1 dargestellt, wobei die Lenkbewegung vom Lenkstockhebel 14 des Lenkgetriebes 12'" und einer Lenkstange

15 auf den Verbindungshebel T" übertragen wird.

F i g. 5 zeigt eine Radaufhängung mit im oberen und unteren Bereich des Radträgers 1 angreifenden, als Dreieckslenker 16 ausgebildeten Radführungsgliedern sowie einer im unteren Bereich des Radtragers 1 angelenkten Spurstange 17. An dem aufbauseitigen Ende der Spurstange 17 sowie dem aufbauseitigen Ende 18 des Dreieckslenkers 16 ist ein Verbindungshebel 19, der um eine etwa lotrechte Achse 20 am Fahrzeugaufbau 5 schwenkbar gelagert ist, angelenkt Dabei verläuft die Spurstange 17 etwa parallel zur Verbindungsgeraden durch den aufbauseitigen Anlenkpunkt des Lenkers

16 am Radträger 1. Der weitere aufbauseitige Anlenkpunkt 21 des Lenkers 16 ist über einen Zwischenhebel 22 um eine im wesentlichen lotrecht verlaufende Achse 23 am Fahrzeugaufbau 5 gelagert. Bei Betätigung der Lenkung werden über das Lenkgetriebe 24, dem Lenkstockhebel 14, und die Lenkstange 25, die am freien Ende des Verbindungshebels 19 angreift, die aufbauseitigen Anlenkpunkte 18 und 21 zwangsläufig verschwenkt. Die Verbindungshebel 19 der linken und rechten Radaufhängung sind über eine mittlere Spurstange 26 verbunden.

F i g. 6 zeigt eine Radaufhängung ähnlich F i g. 5, lediglich mit geänderter Lenkungsanordnung.

In Fig. 7 dient — ähnlich wie in Fig. 2 — die Lenkstockhebelwelle 13 als Lagerung für den Verbindungshebel 19', womit dieser gleichzeitig als Lenkstockhebel fungiert.

In Fig.8 ist wiederum eine Radaufhängung gemäß F i g. 5 dargestellt, bei der eine Zahnstangenlenkung 27 gezeigt wird.

In F i g. 9 sind bei einer Radaufhängung nach F i g. 5 die Verbindungshebel 19'" durch geteilte mittlere Spurstangen 28, die an ihren inneren Enden am Lenkstockhebei 29 angelenkt sind, verbunden.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g 5 entspricht, wobei jedoch anstelle des oberen Radführungsgliedes 16 der F i g. 5 ein Federbein 30 zur Geradführung dient.

In F i g. 11 ist eine Radaufhängung dargestellt, bei der am Radträger Γ in seinem oberen und unteren Bereich jeweils ein als Radführungsglied dienender Dreieckslenker 34 angelenkt ist. Die Anlenkung des unteren Dreieckslenkers entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5. Unterschiedlich hierzu ist lediglich, daß auch der obere Lenker in Abhängigkeit vom Lenkungseinschlag verstellbar angelenkt ist Hierzu ist der Verbindungshebe! 31 über eine lotrechte Achse 32 am Fahrzeugaufbau 5 drehbar gelagert, die an ihrem oberen freien Ende über einen Zwischenhebel 33 mit einem aufbauseitigen Anlenkpunkt des oberen Radführungsgliedes 34 in Verbindung steht. Der zweite aufbauseitige Anlenkpunkt des oberen Radführungs-

güedes ist über einen Zwischenhebel 35 um eine lotrechte Achse 36 am Fahrzeugaufbau 5 schwenkbar angelenkt.

In sämtlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Anlenk-, Dreh- oder Schwenkpunkte der Radführungsglieder und Lenkungsteile als Kugelgelenke oder kardanische Bewegungen aufnehmende Lager ausgeführt.

Die Fig. 12 und 13 zeigen jeweils eine Radaufhängung in Längsansicht in schematischer Darstellung, wobei Fig. 12 ähnlich den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 bis 9 eine Radaufhängung mit oberen und unteren Lenkern zeigt, während F i g. 13 ähnlich F i g. 10 eine Radaufhängung mit unterem Lenker und Federbein zeigt. Die in den Fig. 12 und 13 jeweils gestrichelt eingezeichneten Lenkachsen 37 und 37' würden sich bei den bisher bekannten — eingangs erwähnten — Radaufhängungen mit den dort vorhandenen Nachteilen eines großen Lenkrollradius ergeben.

Durch die erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Maßnahmen zur Erzielung eines kleinen oder negativen Lenkrollradius ergibt sich jedoch ein ideelles »Führungsgelenk« 38 bzw. 38', wodurch sich ebenfalls eine ideelle Lenkachse 39 und 39' ergibt. In den F i g. 12 und 13 ist damit der Lenkrollradius praktisch Null geworden.

Fig. 14 zeigt einen Grundriß zu den Fig. 12 und 13 unter Fortlassung des jeweiligen oberen Radführungsgliedes bzw. des Federbeines.

Die Fig. 15 und 16 zeigen hierzu maßstäblich die Kinematik des Ausführungsbeispieles der F i g. 14. Beim Schwenken des Verbindungshebels 40 — der erfindungsgemäß derart ausgebildet ist, daß der Anlenkpunkt 44 des Verbindungshebels 40 am Dreieckslenker 45 und der Anlenkpunkt 46 der Spurstange am Verbindungshebel 40 näher zur Fahrzeugmitte hin angeordnet sind als der Drehpunkt 41 des Verbindungshebels 40 am Fahrzeugaufbau 5 — bewegt sich der Zwischenhebel 42 bzw. dessen Anlenkpunkt 43 am Dreieckslenker 45 im gleichen Sinn wie der Anlenkpunkt 44. Die Verbindungslinie 58 derAnlenkpunkte 41 und 44 verläuft parallel an der Verbindungslinie 60 des Hebels 42 und ist gleich lang wie dieser. Somit führt der Aelenkpunkt 43 den gleichen Kreisbogen aus wie der Aelenkpunkt 44. Damit bewegt sich der Anlenkpunkt 47 des Dreieckslenkers 45 am Radträger zwangsläufig auf dem gleichen Kreisbogen wie die Anlenkpunkte 44 und 43. Durch die parallele Anordnung der Spurstange zu der Verbindungslinie 59 durch die Anlenkpunkte 44 und 47 und deren gleiche Länge wird erreicht, daß der Radträger und damit das Rad um den gleichen Winkel geschwenkt wird wie der Verbindungshebel 40. Nachdem der Zwischenhebel 40 um den Punkt 41 schwenkt und der Anlenkpunkt 47 den gleichen Kreisbogen ausführt wie der Punkt 44, muß der Mittelpunkt des Kreisbogens des Anlenkpunktes 47 zugleich der Drehpunkt des Radträgers, also das ideelle Führungsgelenk 38,38' sein. Dieses ideelle Führungsgelenk 38, 38' stellt somit die Spitze eines mit dem Anlenkpunkt 47 und dem Anlenkpunkt 48 der Spurstange am Radträger gebildeten Dreiecks dar, das dem durch die Punkte 41, 44 und 46 gebildeten Dreieck entspricht.

Das ideelle Führungsgelenk 38, 38' auf der Radseite der Radaufhängung entsteht somit aufgrund von konstruktiven Maßnahmen auf der Aufbauseite der Radaufhängung durch Abbildung des aus den Punkten 46, 44 und 41 gebildeten Dreiecks auf der Radseite, wobei das durch die Punkte 48,47,38 bzw. 38' gebildete Dreieck dem vorher angeführten Dreieck entspricht.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 7 bis 11 entspricht die Kinematik der in den Fig. 14 bis !6 beschriebenen Kinematik. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.6 ist eine exakte Abbildung des ideellen Führungsgelenkes 49 aus der Geometrie des Verbindungshebels nicht mehr gegeben, da keine Parallelogrammanordnung der verschiedenen Anlenkpunkte mehr besieht. Das ideelle Führungsgelenk 49 ergibt sich als Momentanpol des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau. Die Ermittlung dieses Momentanpoles ist aus den gestrichelt eingezeichneten Linienzügen zu ersehen, wobei die Verbindungsgerade des Relativpoles 50 zwischen Radträger und Verbindungshebel und dem Drehpunkt 51 des Verbindungshebels sowie die Verbindungsgerade des Relativpoles 52 des Dreieckslenkers gegenüber dem Fahrzeugaufbau mit dem Anlenkpunkt 53 sich im ideellen Führungsgelenk 49 schneiden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 4 wird das ideelle Führungsgelenk 54 ebenfalls als Momentanpol ermittelt. Auch hier ergibt sich das ideelle Führungsgelenk 54 als Schnittpunkt der Verbindungsgeraden des Relativpoles 50 mit dem Drehpunkt 55 des Verbindungshebels T bzw. 7" und der Verbindungsgeraden des Relativpoles 56 zwischen Querlenker 3 und dem Fahrzeugaufbau 5 mit dem Gelenk57.

In den Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 5,7 bis 11 und 14 bis 16 ist eine exakte Parallelogrammanordnung der verschiedenen Anlenkpunkte gegeben. Damit hält beim Lenkeinschlag das ideelle Führungsgelenk 38, 38' stets seine genau festgelegte Lage bei.

In den übrigen Ausführungsbeispielen, in denen das ideelle Führungsgelenk 49 bzw. 54 als Momentanpol ermittelt wird, ist dieser Punkt nicht konstant, sondern führt beim Lenkeinschlag relativ zum Rad eine gewisse Bewegung aus. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß sich beim Lenkeinschlag der Lenkrollradius am kurveninneren Rad zu kleineren oder gar negativen Werten hin verändert, während am kurvenäußeren Rad der Lenkrollradius sich in umgekehrtem Sinne verändert. Dadurch wird beim Bremsen ein stabilisierender Effekt auf die Lenkung ausgeübt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Unabhängige Aufhängung der gelenkten Räder von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, die über Radführungsglieder und Spurstangen mit dem Fahrzeugaufbau od. dgl. verbunden sind, wobei ein fahrzeugaufbauseitiger Anlenkpunkt eines Radführungsgliedes sowie das fahrzeugbauseitige Ende der Spurstange an einem am Fahrzeugaufbau od. dgL um eine im wesentlichen lotrechte Achse drehbar angelenkten Verbindungshebel gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß — in Draufsicht gesehen — die Anlenkpunkte (44 u. 46) eines der jeweils direkt am Radträger (I) angreifenden Radführungsglieder (3; 16; 16'; 16"; 34; 45) und der Spurstange (6; 17) am Verbindungshebel (7; 7'; 7"; 7'"; 19; 19'; Ig"; 19'"; 3t; 40) näher zur Fahrzeugmitte hin angeordnet sind als der Drehpunkt (41) des Verbindungshebels am Fahrzeugaufbau (5) od. dgl

2. Radaufhängung nach Anspruch 1 mit einem als Dreieckslenker ausgebildeten, im unteren Bereich des Radträgers angreifenden Radführungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreieckslenker (16; 16'; 16"; 16'"; 45) an seinem — neben dem Anlenkpunkt am Verbindungshebel — zweiten aufbauseitigen Anlenkpunkt (21; 2Γ; 21"; 2Γ"; 43) über einen Zwischenhebel (22; 22'; 22"; 22'"; 42) am Fahrzeugaufbau (5) schwenkbar gelagert ist, wobei dieser zweite Anlenkpunkt des Dreieckslenkers jo näher zur Fahrzeugmitte hin angeordnet ist als die im wesentlichen lotrechte Drehachse (23) des Zwischenhebels am Fahrzeugaufbau.

3. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungshebel (7; 7'; 7"'; 16) über eine mittlere Spurstange (10; 26) miteinander gekoppelt sind.

4. Radaufhängung nach den Ansprüchen t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungshebel (7') auf der Lenkstockhebelwelle (13) des Lenkgetriebes (12') gelagert ist.

5. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie (58) durch den Drehpunkt (41) des Verbindungshebels (40) und den Anlenkpunkt (44) des jeweiligen \5 Radführungsgliedes (45) am Verbindungshebel und die Verbindungslinie (60) durch den Drehpunkt des Zwischenhebels (42) und den weiteren Anlenkpunkt (43) des Radführungsgliedes an diesem Zwischenhebel parallel zueinander verlaufen und gleichlang sind, und daß ferner die Spurstange parallel zu der Verbindungslinie durch den Anlenkpunkt (47) des Radführungsgliedes am Radträger und den Anlenkpunkt (44) des Verbindungshebels (40) am Radführungsglied verläuft und gleichlang ist.

6. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit im oberen und unteren Bereich des Radträgers angreifenden Radführungsgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß dc;" Verbindungshebel (31) über eine etwa lotrechte Achse (32) am Fahrzeugaufbau (5) od. dgl. gelagert ist, die an ihrem oberen freien Ende über einen Zwischenhebel (33) mit dem oberen Radführungsglied (34) in Verbindung steht, das wiederum über einen weiteren Zwischenhebel (35) am Fahrzeugaufbau (5) schwenkbar angelenkt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine unabhängige Aufhängung der gelenkten Räder von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, die über Radführungsglieder und Spurstangen mit dem Fahrzeugaufbau od. dgL verbunden sind, wobei ein fahrzeugaufbauseitiger Anlenkpunkt eines Radführungsgliedes sowie das fahrzeugaufbauseitige Ende der Spurstange an einem Fahrzeugaufbau od. dg!, um eine im wesentlichen lotrechte Achse drehbar angelenkten Verbindungshebel gelagert sind.

Eine bekannte derartige Radaufhängung (vgl. beispielsweise DE-PS 8 68 117) weist zwei parallele obere Spurstangen auf, die auch Radiührungsfunktionen übernehmen. Die beiden Spurstangen sind an ihren inneren Enden gelenkig mit einem doppelarmigen Verbindungshebel verbunden, über den die Lenkkräfte auf die Spurstangen übertragen werden. An einem unteren Querlenker ist um eine Längsachse schwenkbar der Achsschenkelbolzen gelagert

Radaufhängungen dieser Bauart haben den Nachteil, daß kleine oder gar negative Lenkrollradien wegen des" in der Radschüssel sehr begrenzten Einbauraumes konstruktiv nur sehr schwer verwirklichbar sind. Hierzu muß entweder eine sehr starke Spreizung in Kauf genommen werden, die wiederum unerwünschte Nebeneffekte mit sich bringt, oder es können sich bei zu sehr beengtem Raum in der Radschüssel die Bremsen in unerwünschter Weise aufheizen und sodann durch Wärmeabgabe die am Radträger angreifenden Gelenke nachteilig beeinflussen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, kleine oder gar negative Lenkrollradien mit den bekannten Vorteilen ohne die vorbeschriebenen Nachteile zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Radaufhängung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß — in Draufsicht gesehen — die Anlenkpunkte eines der jeweils direkt am Radträger angreifenden Radführungsglieder und der Spurstange am Verbindungshebel näher zur Fahrzeugmitlc hin angeordnet sind als der Drehpunkt des Verbindungshebels am Fahrzeugaufbau od. dgl. Infolge dieser Maßnahmen dreht das Rad beim Lenken um eine ideelle Lenkachse, die weiter außen liegen kann, als etwa der Angriffspunkt des Radführungsgliedes der Spurstange. Die Lenkachse kann ohne weiteres beispielsweise auch in den Bereich der Radschüssel verlegt werden, ohne daß dort der beim Stand der Technik erforderliche körperliche Lenkzapfen untergebracht zu werden braucht.

Radaufhängungen, mit denen ideelle Lenkachsen mit ähnlichen Vorteilen erreichbar sind, sind zwar bereits bekannt (DE-OS 19 38 350), doch ändert sich bei diesen Radaufhängungen die Lage der ideellen Drehachse relativ zum Rad im Verlauf der Lenkbewegung. Eine derartige Verlagerung der ideellen Lenkachse kann für bestimmte Zwecke durchaus erstrebenswert sein. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ermöglicht dagegen die Verwirklichung einer ideellen Lenkachse, deren Lage sich beim Lenken des Rades nicht verändert. Auch dies kann bei bestimmten Forderungen hinsichtlich des Fahrverhaltens vorrangig erstrebenswert sein, wobei dieses Ziel bei der erfindungsgemäßen Lösung durch kinematische Maßnahmen auf der Fahrzeugbauseile der Radaufhängung gelöst wird.

Weitere Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Mit sämtlichen Ausführungsformen lassen sich kleine oder gar negative Lenkrollradien verwirklichen, wobei kein Zwang zu einer räumlich beengten Konstruktion