DE2137757C3

DE2137757C3 - Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Sportwagen

Info

Publication number: DE2137757C3
Application number: DE19712137757
Authority: DE
Inventors: Charles F. Deerfield Ill. Parsons Jun.
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-28
Filing date: 1971-07-28
Publication date: 1981-05-07
Also published as: DE2137757A1; DE2137757B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Sportwagen, bestehend aus am Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagerten Querlenkern, die um eine gemeinsame, mittig angeordnete Längsachse schwenkbar am Aufbau etc. gelagert und mit ihrem einen Schenkel an einem Achsschenkel des Rades gelenkig verbunden sind und die sich jeweils über die gemeinsame Schwenkachse hinausgehend erstrekken und dabei mit ihrem anderen Schenkel etwa L-förmig abgebogen sind.

Durch die US-PS 8 62 556 ist eine Radaufhängung der genannten Art bekannt, bei der ein Räderpaar durch eine starre Achse verbunden ist. Die einerseits schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau und andererseits schwenkbar mit Achsschenkeln der Räder verbundener Querlenker sind dabei so angeordnet, daß ihre L-förmig abgebogenen Schenkel durch eine Zugfeder verbunden sein müssen, damit der Fahrzeugaufbau auf den Querlenkern nicht nach unten durchsackt und die von der Fahrbahnbeschaffenheit abhängigen Radbewegungen abgefangen werden können. Eine solche Radaufhängung ist den Belastungen, wie sie bei den heutigen Fahrgeschwindigkeiten auftreten, nicht gewachsen. Vielmehr muß aufgrund der vorgesehenen Federbelastung mit häufigen Federbrüchen gerechnet werden, durch die ein mk einer solchen Radaufhängung versehenes Fahrzeug sofort fahruntüchtig wird. Außerdem reicht eine solche Radaufhängung aber auch nicht aus, um bei höheren Geschwindigkeiten eine gute Straßenlage mit guter Bodenhaftung der Räder sicherzustellen.

Durch die US-PS 26 43 897 ist ferner eine Radaufhängung bekannt, bei der sich kreuzende Querlenker vorgesehen sind, die einerends jeweils mit einem Achsschenkel eines Fahrzeugrades gelenkig verbunden sind, während sie andernends an Holmen des Fahrzeugaufbaus sitzen, welche ihrerseits wiederum durch kurze Gestängeabschnitte mit einem benachbarten Achsschenkel verbunden sind. Zwischen den Holmen des Fahrzeugaufbaus und den Querlenkern ist dabei jeweils eine Feder angeordnet. Auch eine solche Radaufhängung kann die Anforderungen, die bei den heutigen Fahrbedingungen an die Straßenlage gestellt werden, nicht erfüllen, da ein optimaler Fahrbahnkontakt der Räder zumindest bei höheren Geschwindigkeiten auch hierbei nicht sichergestellt ist. Es ist auch hier eine Abstützung des Fahrzeugaufbaus an den die Fahrzeugräder verbindenden Querlenkern erforderlich, damit er nicht durchsackt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Radaufhängung der eingangs beschriebenen Art, die auch bei sehr schnellen Kraftfahrzeugen wie Sportwagen stets eine hervorragende Straßenlage mit optimaler Bodenhaftung ermöglicht und belastungsbedingte Störungen sowie Verschleißerscheinungen weitestgehend vermeidet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querlenker an deren L-förmig abgebogenen Enden jeweils ein in vertikaler Richtung gegenüber der gemeinsamen Schwenkachse versetztes Schwenklager aufweisen, an denen ein weiterer Querlenker angelenkt ist, welcher mit seinem anderen Ende mit dem Achsschenkel des dem zugeordneten ersten Querlenker entgegengesetzt gegenüberliegenden Rades gelenkig verbunden ist.

Die so ausgebildete Radaufhängung ermöglicht stets eine Radstellung, bei der ein maximaler Fahrbahnkontakt der Reifen erreicht wird, auch wenn es sich dabei um Reifen mit sehr breiten Laufflächen handelt, wie sie für Sportwagen üblich sind. Der gute Bodenkontakt wird auch bei extremen Fahrbedingungen wie Kurvenfahrten mit hoher Geschwindigkeit aufrechterhalten, obwohl hierbei das Fahrzeug erfahrungsgemäß Rollenbcwegungen ausführt, durch die sich sehr starke Kippkräfte an den Rädern einstellen. Die Schwenkachse, mit der die Querlenker verbunden sind, bildet dabei eine vordere und hintere Neigungsachse, um die sich der Fahrzeugaufbau neigen kann, ohne daß dadurch eine Veränderung der Relativlagen der Querlenker oder eine Veränderung der Radneigung herbeigeführt wird. Auch sind bei diesem Aufbau keine ausgesprochenen Verschleißteile vorhanden, die den ständigen Wechselbeanspruchungen nur begrenzt gewachsen wären, so daß diese Radaufhängung auch bei hohen Dauerbeanspruchungen lange Zeit störungsfrei funktionsfähig bleibt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn zwischen den mit den zusätzlichen Querlenkern verbundenen Enden der Hauptquerlenker eine Federung angeordnet ist, die die mit den Achsschenkeln verbundenen Enden der Hauptquerlenker um die gemeinsame Schwenkachse nach unten drückt. Diese Feder fängt zusätzlich die Bewegung des Fahrzeugauf-

baus elastisch auf, ohne daß dadurch Hubkräfte übertragen werden, wenn die Räder von Fahrbahnunebenheiten nach oben gedrückt werden.

Fallweise ist es außerdem vorteilhaft, die Hauptquerlenker unterhalb der zusätzlichen Querlenker anzuordnen und die Schwenklager für die zusätzlichen Querlenker oberhalb der gemeinsamen Schwenkachse der Hauptquerlenker anzuordnen. Eine solche Radaufhängung ist vor allem für die Antriebsräder geeignet, die in triebschlüssiger Verbindung mit einem Differenzial oder einem anderen geeigneten Antriebsaggregat stehen.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorderradaufhängung,

F i g. 2 die Rückansicht einer erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung,

F i g. 3 die schematische Ansicht einer Radaufhängung mit einer anderen Federung und

Fig.4 die Ansicht entsprechend Fig.2, wobei ein anderes Federungssystem gezeigt ist.

In Fig. 1 ist mit 2 ein Fahrzeug mit einem verhältnismäßig starren Aufbau dargestellt, der sowohl einen Chassisrahmen als auch die Fahrzeugzelle umfaßt. Unter dem Begriff »Rahmen« ist auch das übliche Chassis eines Kraftfahrzeugs zu verstehen.

Das in F i g. 1 dargestellte Fahrzeug weist Räder 4 auf, die an steuerbaren Achsstummeln 6 drehbar gelagert sind. Die Achsstummeln 6 werden von einem Achsschenkelbolzen 8 getragen. Das obere Ende eines jeden Achsschenkelbolzens 8 weist ein Kugelgelenk 10 auf, mit dem ein Hauptquerlenker 12 nach Art einer Universalgelenkverbindung verbunden ist. Jeder Hauptquerlenker 12 weist einen ersten Abschnitt 14 auf, der starr mit einem L-förmigen starren Bauteil 16 verbunden ist. Dieser starre Bauteil 16 erstreckt sich über die Fahrzeugmitte hinaus und ist dann, wie dargestellt, nach unten abgebogen. Jeder starre Bauteil 16 ist in der Fahrzeugmitte schwenkbar an einer gemeinsamen Achse bei 18 am Rahmen 2 gelagert.

Die unteren Enden der Achsschenkelbolzen 8 weisen ebenfalls Kugelgelenke 10 auf, an denen untere Querlenker 20 schwenkbar gelagert sind. Mit dem inneren Ende ist jeder Querlenker 20 schwenkbar bei 22 an dem nach unten sich erstreckenden Schenkel des Teils 16 des Hauptquerlenkers 12 des anderen Rades 4 verbunden. Die Schwenkpunkte 22 liegen beim dargestellten Ausführungsbeispiel in einem beträchtlichen Abstand unterhalb der mittleren Schwenkachse 18.

Beim Einfedern eines Rades 4 wird dessen Hauptquerlenker 12 nach oben um die Achse 18 verschwenkt. Dadurch wird aber auch der Schwenkpunkt 22 nach unten und nach innen verschwenkt, ohne daß das Fahrzeug angehoben oder gekippt wird. Bei einem solchen Einfedern des Rades 4 wird diese Bewegung durch die Übertragung über das Bauteil 16 auf den unteren Querlenker 20 des gegenüberliegenden Rades 4 übertragen, so daß dieses Rad 4 in der gleichen Richtung und in der gleichen Größenordnung verschwenkt wird, wobei die beiden Räder 4 kr axial zueinander verbleiben. Das an der Schwenkachse 18 sich abstützende Gewicht des Fahrzeuges bewirkt, daß das angehobene Rad 4 sich nach unten auf die Straßenoberfläche zurückbewegt, so daß beide Räder 4 mit der Straßenoberfläche über die volle Breite ihrer Laufflächen in Kontakt verbleiben. Durch das Einfedern eines Rades wird ein größerer Anteil des Gewichtes des Fahrzeuges auf das andere Rad übertragen und dadurch wird dessen Reibungseinwirkung auf die Straße vergrößert

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ist es erforderlich, Mittel vorzusehen, mit denen die Rollbewegung des Fahrzeuges 2 beim Kurvenfahren beherrscht wird, obwohl das Gewicht des Fahrzeuges unterhalb der Achse 18 aufgehängt ist und als Pendel wirksam ist.

ίο Die nach unten abgewinkelten Bauteile 16 der Hauptquerlenker 12 sind an ihren unteren Enden über Schwenklager 25 mittels einer Federeinrichtung miteinander verbunden, die eine Kompressionsfeder 24 und einen Stoßdämpfer 23 aufweist. Die Feder 24 stellt das übliche Federaufhängungssystem für das Fahrzeug dar.

Ir F i g. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei die gleiche Grundkonzeption verwendet wird, wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Bei der Darstellung in F i g. 2 sind die Räder 26 an Achsstummeln 28 montiert, die in einem Radträger 30 drehbar gelagert sind. Mit 32 sind schematisch Antriebswellen dargestellt, die in Antriebsverbindung mit einem Differential oder einem anderen nicht dargestellten Antrieb stehen. Die Antriebswellen 32 weisen die üblichen Universalgelenke 34 auf, damit die Räder 26 unabhängig geführt werden können. Bei dieser Ausführungsform stellen die unteren Querlenker 36 die Hauptquerlenker dar. Jeder Hauptquerlenker weist einen Lenkerabschnitt 38 auf, der an dem unteren Teil des Radträgers 30 bei 40 drehbar gelagert ist. An jedem Lenkerabschnitt 38 schließt sich ein starrer Abschnitt 42 an, welcher die in Fig.2 dargestellte L-förmig abgebogene Form aufweist. Die beiden Abschnitte 42 sind um eine mittlere Längsachse bei 44 am Fahrzeugrahmen 46 drehbar gelagert. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, erstreckt sich jeder Hauptquerlenkerabschnitt 42 von dem Lager 44 nach oben und dann nach außen und dann wiederum nach oben und läuft in einem oberen Endabschnitt 48 aus. Zwischen dem Lager 44 und den oberen Enden 48 weist jeder Querlenkerabschnitt 42 ein Schwenklager 50 auf, in welchem das innere Ende eines oberen Querlenker 52 drehbar gelagert ist. Jeder obere Querlenker 52 ist mit seinem äußeren Ende um eine Längsachse 54 schwenkbar am oberen Ende des benachbarten Radträgers 30 gelagert. Wie dargestellt, sind die oberen Querlenker 52 mit den Hauptquerlenkern 36 oberhalb der Schwenkachse 44 drehbar verbunden.

Die oberen Endabschnitte 48 der Hauptquerlenker 36 sind schwenkbar bei 56 mit beiden Enden einer Stoßdämpferfederbaugruppe 58 verbunden, wobei diese Baugruppe 58 die gleiche sein kann wie die in Fig. 1 dargestellte mit der Ausnahme, daß in diesem Fall die Feder 59 eine Zugfeder ist.

Das in Fig. 2 dargestellte Aufhängungssystem arbeitet ähnlich wie das in F i g. 1 dargestellte und sorgt dafür, daß beide Räder 26 zu allen Zeiten parallel zueinander und koaxial zueinander verbleiben, wodurch erhebliche Vorteile erzielt werden. Da der Fahrzeugrahmen 46 mit seinem Schwerpunkt oberhalb der Schwenkachse 44 angeordnet ist, bildet das Fahrzeug kein Pendel und es müssen nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen sein, um die Rollbewegung des Rahmens, die durch seitliche Kräfte hervorgerufen werden kann, zu beherrschen.

Bei beiden Ausführungsbeispielen können entweder die oberen oder die unteren oder beide Querlenker eines jeden Paares mit Nachstelleinrichtungen 60

versehen sein, mit denen die Längen der entsprechenden Querlenker eingestellt werden können, um den gewünschten Sturz der Räder einzustellen.

In Fig.3 ist schematisch eine weitere Ausführungsform dargestellt, die im wesentlichen der in F i g. 2 gezeigten entspricht. In dieser Figur sind zahlreiche Bauteile zur klareren Darstellung fortgelassen. Hierbei ist an jedem Radträger 62 der Hauptquerlenker 64 unten drehbar gelagert. Die Hauptquerlenker 64 sind in einem zentralen Schwenklager 68 schwenkbar gelagert. Die oberen Querlenker 70 eines jeden Paares sind bei 71 an den nach oben abgewinkelten Enden 72 der Querlenker 64 drehbar gelagert und zwar ähnlich wie bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform. Die äußeren Enden eines jeden Querlenkers 70 sind schwenkbar mit dem Radträger 62 verbunden und zwar ebenso wie in F i g. 2. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch die Stoßdämpfer-Federbaugruppen 74 derart montiert, daß sie sich von dem unteren Abschnitt der Radträger 62 nach oben und innen zu Konsolen 76 erstrecken, die starr am Fahrzeugrahmen 46 montiert sind. Die Federbaugruppen 74 dienen nicht nur dazu, in elastischer Weise das Gewicht des Fahrzeuges aufzunehmen, sondern dienen auch zur Beherrschung der Rollbewegung des Rahmens, um die Achse 68. Es sei bemerkt, daß irgend eine Rollbewegung des Rahmens 46 um die Achse 68 lediglich einen Abwärtsdruck auf die äußere Radbaugruppe ausübt, ohne daß irgend eine relative Bewegung zwischen den Aufhängungsgestängen erzeugt wird und diese Rollbewegung beeinflußt nicht die vertikale oder senkrechte Beziehung der Räder 26 zueinander. Eine Rollbewegung des Rahmens 46 erfolgt lediglich um die Schwenkachse 68 und erzeugt keinen Querschub auf die oberen Querlenker 70. Es ist klar, daß eine ähnliche Federaufhängung auch bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform verwendet werden kann, bei der die Hauptgestänge die oberen Gestänge eines jeden Paares sind.

Das in Fig.4 dargestellte Aufhängesystem ist wiederum ähnlich aufgebaut wie das in Fig.2 dargestellte, jedoch in gewissen Einzelheiten abgeändert. Hierbei werden die Räder 26 von Radträger 78 getragen. Am unteren Ende dieser Radträger sind Hauptquerlenker 80 um eine Längsachse 82 schwenkbar gelagert. Die inneren Enden dieser Querlenker 80 sind unabhängig voneinander in einem Schwenklager 84 drehbar gelagert, welche sich am Fahrzeugrahmen 86 befindet. Jeder Hauptquerlenker 80 weist eine Baugruppe von Stäben 88, 90, 92 und 94 auf, die alle fest miteinander verbunden sind und so ein starres Gestänge bilden. Eine Konsole 96 ist an jedem Stab 90 befestigt und jede Konsole 96 trägt ein Schwenklager 98, an dem der obere Querlenker 100 des gegenüberliegenden Paares befestigt ist. Jeder Querlenker 100 ist L-förmig abgebogen und ist mit seinem äußeren Ende am oberen Teil des Radträgers 78 bei 102 schwenkbar gelagert. Die in Fig.4 dargestellte Querlenkeranordnung arbeitet in der gleichen Weise wie die in F i g. 2 dargestellte. Bei dieser Ausführungsform laufen jedoch die Stangen 92 in oberen Enden 104 aus, zwischen denen eine Stoßdämpfer-Federbaugruppe 106 angeordnet ist. Die Baugruppe 106 ist schwenkbar mit jedem der oberen Enden 104, wie bei 108 gezeigt, verbunden. Die in Fig. 2 dargestellte Federbaugruppe 58 weist eine Zugfeder 60 auf, während die Federbaugruppe 106, die in Fig.4 gezeigt ist, eine Druckfeder UO hat. Es sei bemerkt, daß die Schwenklager 108, die in F i g. 4 gezeigt sind, auf der gleichen Seite der Achse 84 wie das Rad liegen, an dem J° die Hauptquerlenker befestigt sind, wohingegen bei der Darstellung in F i g. 2 die Schwenklager 56 entgegengesetzt liegen. Durch diese Abänderung ergibt sich eine Umkehr der Federwirkung.

Es müssen Einrichtungen vorgesehen sein, um Längsbewegungen oder Ausschläge der beschriebenen Radaufhängungsgestänge zu verhindern, die unter dem Einfluß von Längskräften auftreten können. Diese Einrichtungen sind nicht dargestellt, da derartige Einrichtungen dem Fachmann bekannt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Sportwagen, bestehend aus am Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagerten Querlenkern, die um eine gemeinsame, mittig angeordnete Längsachse schwenkbar am Aufbau etc. gelagert und mit ihrem einen Schenkel an einem Achsschenkel des Rades gelenkig verbunden sind und die sich jeweils über die gemeinsame Schwenkachse hinausgehend erstrek- ι ο ken und dabei mit ihrem anderen Schenkel etwa L-förmig abgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querlenker (12; 36; 64; 80) an ihren L-förmig abgebogenen Enden (16; 42; 72; 90) jeweils ein in vertikaler Richtung gegenüber der gemeinsamen Schwenkachse (18; 44; 68; 84) versetztes Schwenklager (22; 50; 71; 98) aufweisen, an denen ein weiterer Querlenker (20; 52; 70; 100) angelenkt ist, welcher mit seinem anderen Ende mit dem Achsschenkel (8; 30; 62; 78) des dem zugeordneten ersten Querlenker entgegengesetzt gegenüberliegenden Rades (4; 26) gelenkig verbunden ist.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mit den zusätzli· τ> chen Querlenkern (20; 52; 70; 100) verbundenen Enden (16; 42; 72; 90) der Haupt-Querlenker (12; 36; 64; 80) eine Federung (24; 59; UO) angeordnet ist, die die mit den Achsschenkeln (8; 28; 78) verbundenen Enden der Haupt-Querlenker um die jo gemeinsame Schwenkachse (18; 44; 84) nach unten drückt.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da3 die Haupt-Querlenker (36; 64; 80) unterhalb der zusätzlichen Querlenker (52; 70; 100) angeordnet sind und die Schwenklager (50; 71; 98) für die zusätzlichen Querlenker (52; 70; 100) oberhalb der gemeinsamen Schwenkachse (44; 68; 84) der Hauptquerlenker angeordnet sind.

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