DE2200351B1 - ? Radaufhaengung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

? Radaufhaengung fuer Kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem am Aufbau oder am Rahmen gehaltenen Radführungsglied und einem daran unter Zwischenschaltung von bezogen auf ihre Lage unterschiedliche Härten aufweisende elastischen Elementen angelenkten Radträger.
Zur Verhinderung der Übertragung von Geräuschen und Vibrationen vom auf der Fahrbahn abrollenden Reifen auf die Karosserie bzw. den Innenraum werden bei einer derartigen Radaufhängung elastische Elemente, meist Gummielemente, verwendet. Dadurch entstehen allerdings schwingungsfähige Teilsysteme, die vornehmlich wenn sie eine große Masse besitzen, ihrerseits wiederum mit niedrig frequenten Schwingungen den Fahrkomfort erheblich verschlechtern können. Es ist also bei Einsatz von elastischen Elementen in der Radaufhängung ein Kompromiß zwischen Geräuschisolation und der Größe der auf die Aufhängung rückwirkenden Kraftschwingungen zu suchen.
Elastische Elemente, insbesondere Gummielemente können aber darüber hinaus noch dazu dienen, eine weitgehend freie Bewegung der Anlenkpunkte zuzulassen.
Die vorstehend genannten Forderungen sind mit der bei Radaufhängungen in Kraftfahrzeugen selbstverständlichen Forderung nach möglichst präziser und damit zwangläufig harter Führung der Radführungsglieder zur Verhinderung von Radstellungsänderungen nur schwer zu vereinbaren. Es muß also auch hier wieder nach einem Kompromiß gesucht werden.
In der deutschen Patentschrift I 226 432 wird deshalb die Lagerung des als Schräglenker ausgebildeten Radführungsgliedes am Rahmen bzw. Aufbau in den beiden dafür vorgesehenen Lagern von unterschiedlicher Nachgiebigkeit ausgeführt. Dabei soll das radnahe Lager hart und das radferne Lager wesentlich nachgiebiger ausgeführt werden. Das führt aber dazu, daß einerseits gerade über das harte, radnah liegende Lager Vibrationen und Schwingungen übertragbar sind, während andererseits bei in Kurven vom Rad aufzunehmenden Seitenführungskräften eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur (kurvenäußeres Rad) erfolgt. Das ist aber unerwünscht, da durch dieses Eigenlenkverhalten ein 'Übersteuereffekt« hervorgerufen wird.
Als Dämpfungsvorrichtung für Radaufhängungen zeigt die deutsche Offenlegungsschrift 1 455 650 einen zwischen Radführungsglied und Radträger ein-
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geschlagenen Dämpfungsblock aus elastischem Material. Bei weicher Auslegung eines solchen Blockes wirkt er sich nachteilig auf die Radführung aus, bei harter Auslegung kann er die ihm zugedachte Dämpfungswirkung nicht voll entfalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Anordnung und Ausbildung der elastischen Elemente das Eigenlenkverhalten eines Kraftfahrzeuges sowohl bei Kurvenfahrt als auch bei Lastwechsel zu verbessern und dabei aber gleichzeitig für gute Geräuschisolierung und Absorption von Vibration beim Abrollen der Räder auf der Fahrbahn zu sorgen. Zusätzlich sollten möglichst die eigentlichen Radführungsglieder keine Veränderung erfahren müssen, um einerseits die Erfindung grandsätzlich für jede Art von Radaufhängung verwendbar zu machen und andererseits hinsichtlich der Abstimmung der Radaufhängung auf andere geforderte Eigenschaften keine unerwünschte Einengung in Kauf nehmen zu müssen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Radaufhängung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die elastischen Elemente zwischen Radführungsglied und Radträger derart angeordnet und/ oder ausgebildet sind, daß der Radlenkpol der elastisehen Radbewegung im Grundriß eine Lage einnimmt, bei der das Rad unter der Wirkung von auf es einwirkenden Kräften nicht oder in Richtung Vorspur verstellbar ist.
Dabei ist der Radlenkpol der Momentanpol der elastischen Radbewegung, betrachtet im Grundriß und auf die Anlenkung eines Rades bezogen.
Die optimale Lösung ist dann gefunden, wenn der Radlenkpol hinter der senkrechten Radmittenquerebene und außerhalb der Spurweite liegt.
Vorteile bringt eine Lösung, bei der die den Radträger mit dem Radführungsglied verbindenden elastischen Elemente beiderseits der senkrechten Radmittenquerebene vorgesehen sind, wobei das Produkt, gebildet aus der zugeordneten Federhärte und aus dem zugeordneten wirksamen Abstand der elastischen Elemente zur senkrechten Radmittenquerebene, bei den in Fahrtrichtung hinter der senkrechten Radmittenquerebene liegenden Elementen größer ist als bei den davor liegenden Elementen. Dabei können drei elastische Elemente den Radträger mit dem Radführungsglied verbinden, von denen zwei seitlich der senkrechten Radmittenquerebene angeordnet sind. Diese beiden Elemente sollten in oder oberhalb bzw. unterhalb der waagerechten Radmittenquerebene liegen, während das dritte elastische Element unterhalb bzw. oberhalb davon angeordnet sein sollte.
Die elastischen Elemente können vorzugsweise als Gummilager ausgebildet werden, die auf am Radträger angeordneten Befestigungselementen gelagert sein können.
Zweckmäßig ist es dabei, als Befestigungselemente für die Gummilager Bolzen vorzusehen, wobei sich deren Achsen vorwiegend in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken können. Die elastischen Elemente sind vorzugsweise innerhalb eines von Radschüssel und Radfelge gebildeten Raumes vorzusehen.
Mit der Auslegung einer Radaufhängung nach der Erfindung kann das Eigenlenkverhalten eines Kraftfahrzeuges verbessert werden. Je nach Anordnung und Abstimmung kann das kurvenäußere Rad unter der Wirkung der von ihm aufzubringenden Seitenführungskräfte keine Radstellungsänderung oder eine mehr oder weniger große Radstellungsänderung in Richtung Vorspur durchführen. Damit kann ein fast immer erwünschter »Untersteuereffekt« erzielt werden und das bedeutet leichtere Beherrschbarkeit des Fahrzeuges. Ebenso können auf das Rad einwirkende Umfangskräfte, insbesondere beim Lastwechsel, bei entsprechender Auslegung der Radführung nach der Erfindung ein Einlenken des Rades bewirken und damit eine Stabilisierung des Geradeauslaufs. Die elastischen Glieder bzw. deren Befestigungselemente können so angeordnet bzw. ausgelegt werden, daß die vom Rad- und indirekt von der Fahrbahn — herrührenden Vibrationen und Geräusche zu absorbieren sind. Insbesondere beim Einsatz von sogenannten Gürtel- oder Radialreifen kann die Längsfederung zur Reduzierung der diesen Reifen eigenen Abrollhärte (diese äußert sich vornehmlich in Längsrichtungen) relativ weich, die Sturzwinkelfederung dagegen relativ hart ausgelegt werden. Aus diesem Grunde sollten die Gummilager axial etwa in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sein, da Gummi bei Schubbeanspruchung relativ weich, bei Druckbeanspruchung aber relativ hart ist. Da zudem die Federungscharakteristik eines Gummilagers stark progressiv verläuft, sind sowohl die translatorischen als auch die rotatorischen Bewegungen des Radträgers (z.B. infolge des Bremsmomentes) auf kleine Wege beschränkt, wobei aber durch die spezifischen Eigenschaften von Gummi für ausreichende Dämpfung gesorgt ist.
Zusätzlich zu den elastischen Elementen zwischen Radträger und Radführungsglied sollte selbstverständlich die sonst ohnehin übliche elastische Anlenkung des Radführungsgliedes am Aufbau bzw. Rahmen beibehalten werden. Dies entspricht hinsichtlich der Schwingungsisolation einer Hintereinanderschaltung von zwei Schwingungsfiltern, wodurch ein hoher Isolationsgrad erreichbar ist und die Möglichkeit der Abstimmung auf zwei Frequenzbereiche besteht.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung, die Prinzipskizzen und Ausführungsbeispiele zeigt, näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Radaufhängung im Grundriß,
Fig.2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, jedoch mit anderer Lage des Radlenkpols,
F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Radaufhängung im Grundriß,
F i g. 4 eine Ansicht des in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels und
F i g. 5 eine Seitenansicht der in den F i g. 3 und 4 gezeigten Radaufhängung.
In Fig. 1 ist mit Bezugszahl 1 ein Rad, z.B. das Hinterrad eines Kraftfahrzeuges, bezeichnet, aufgebaut aus einer Radschüssel 2, einer Radfelge 3 und einem Reifen4. Das Rad 1 ist über die Radschüssel! an einem Radträger 5 befestigt. Zwischen Radträger 5 und einem Radführungsglied 6, in diesem Fall einem Dreieckslenker, sind elastische Elemente 7 und 8 zwischengeschaltet. Das Radführungsglied 6 ist über weitere elastische Elemente 9 und 10 in am Aufbau oder Rahmen 11 gehaltenen Schwenklagern 12 und 13 angelenkt. Zur stabilen Anlenkung des Rades 1 können zwei elastische Elemente oberhalb und zwei unterhalb der waagerechten Radmittenquerebene vorgesehen sein. Mit der Linie X-X ist der Verlauf der senkrechten Radmittenquerebene bezeichnet. Mit der Linie Y-Y ist der Verlauf der Rad-
mittenlängsebene bezeichnet. Der Pfeil F zeigt die Fahrtrichtung an. O ist die Lage des Radlenkpoles der elastischen Radbewegung, im Grundriß gesehen.
Die elastischen Elemente 7 und 8 sind so angeordnet bzw. ausgebildet, daß das Produkt, gebildet aus der zugeordneten Federhärte (bei 7 : C1 und bei 8 : C2) und aus dem wirksamen Abstand L1 und L2 zwischen Element 7 bzw. 8 und der senkrechten RadmittenquerebeneX-X, bei dem Elemente größer ist als beim Element 7. Da die elastischen Elemente 7 und 8 durch entsprechende Konstruktion von Radfelge 3, Radschlüssel 2, Radträger 5 und Radführungsglied 6 außerhalb der Spurweite (bezeichnet mit s), in der F i g. 1 also links von der Radmittenlängsebene Y-Y angeordnet sind, stellt sich der Radlenkpol O der elastischen Radbewegung im Grundriß hinter der senkrechten Radmittenquerebene X-X und außerhalb der Spurweiten ein. Damit kann sich aber das Radi bei Krafteinwirlcungen (Kurve, Lastwechsel) in Richtung Vorspur verstellen.
In F i g. 2 ist in vereinfachter Darstellung eine mögliche konstruktive Lösung gezeigt. Das Rad 14 besteht aus einer Radschüssel 15, einer Radfelge 16 und einem Reifen 17 und ist über die Radschüssel 15 lösbar mit einer Nabe 18 verbunden, an der einstükkig eine Bremsscheibe 19 angeformt ist. Die Nabe 18 ist in einem Keilwellenprofil auf einer Radlagerachse 20 gelagert und dort über eine Mutter 21 verspannt und gesichert. Ebenfalls auf der Radlagerachse 20 sitzen Wälzlager 22 und 23. Diese sind mit ihren Außenringen in einem Lagergehäuse 24 festgelegt. Das Lagergehäuse 24 trägt an einem Flansch 25 Gummilager 26 und 27. Diese Gummilager 26 und 27 stellen die Verbindung zwischen dem Radträger (bestehend aus Lagergehäuse 24, Wälzlager 22 und 23, Radlagergehäuse 20 und Nabe 19) und einem Radführungsglied 28 dar.
Die Lagerung des Radführungsgliedes 28 am Aufbau bzw. Rahmen des Kraftfahrzeuges ist ähnlich wie in F i g. 1 gelöst.
Die Radlagerachse 20 ist über ein Gelenk 29 mit einer Radantriebsachse 30 verbunden (ungelenktes, angetriebenes Rad). Die Funktion ist entsprechend wie vorstehend an Hand F i g. 1 bereits beschrieben. Allerdings wird sich hier der Radlenkpol nicht außerhalb der Spurweite s einstellen. Trotzdem wird sich unter auf das Rad 14 einwirkenden Kräften bei entsprechender Auslegung der Gummilager 26 und 27 eine Radstellungsänderung in Richtung Vorspur ergeben, da der Radlenkpol hinter die senkrechte Radmittenquerebene X-X wandert.
Die F i g. 3, 4 und 5 zeigen einen praktischen Anwendungsfall für eine Radaufhängung nach der Erfindung. Es handelt sich dabei um eine Lösung für ein Heckmotorfahrzeug mit angetriebenen Hinterrädern und drei elastischen Gummilagern (31, 32 und 33) zwischen Radführungsglied 34 und Radträger 35. Die Gummilager 31, 32 und 33 sitzen einerseits auf am Radträger 35 angelenkten Bolzen, die sich vorwiegend in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und sind andererseits von mit dem Radführungsglied 34 verbundenen Lagern 38, 39 und 40 umfaßt. Während das Gummilager 33 vor und das Gummilager 32 hinter der senkrechten Radmittenquerebene X-X und oberhalb der waagerechten Radmittenquerebene Z-Z angeordnet sind, liegt das dritte Gummilager 31 unterhalb der waagerechten Radmittenquerebene Z-Z. Es übernimmt im wesentlichen Stabilisierungsaufgaben für die Lage des Rades, während die Eigenlenkbewegungen unter Kraftwirkung durch Ausbildung und Anordnung der Gummilager 32 und 33 bewirkt werden. Alle weiteren Elemente im Zusammenhang mit dieser Ausführung einer Radaufhängung sind in bekannter Weise angeordnet und ausgebildet.
Aufgaben und Funktionsweise sind auch hier entsprechend dem zu F i g. 1 bereits Beschriebenen.
Die nach der Erfindung notwendige Abstimmung der elastischen Elemente kann entweder durch Wahl des Materials, durch Stärke des Materials oder durch Veränderung der Abstände L1 bzw. L2 erfolgen. Durch Lageänderung (Schrägstellen) der Befestigungselemente (Bolzen 36 und 37) kann ebenfalls eine Veränderung der Eigenschaften der Radaufhängung erzielt werden. Wenn die Radbremse innenliegend anzuordnen ist (z.B. am Differential) oder wenn das Radführungsglied als Gelenkviereck mit entsprechend gewähltem Lenkpol ausgebildet wird, ist nach der Erfindung eine Radaufhängung zu schaffen, die alle geforderten Eigenschaften optimal erfüllen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem am Aufbau oder am Rahmen gehaltenen Radführungsglied und einem daran unter Zwischenschaltung von bezogen auf ihre Lage unterschiedliche Härten aufweisende elastischen Elementen angelenkten Radträger, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (7,8; 26, 27 bzw. 31, 32, 33) zwischen Radführungsglied (6; 28 bzw. 34) und Radträger (5 bzw. 35) derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, daß der Radlenkpol (O) der elastischen Radbewegung im Grundriß eine Lage einnimmt, bei der das Rad (1 bzw. 14) unter der Wirkung von auf es einwirkenden Kräften nicht oder in Richtung Vorspur verstellbar ist.
2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radlenkpol (O) hinter der senkrechten Radmittenquerebene (X-X) und außerhalb der Spurweite (s) liegt.
3. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Radträger (S bzw. 35) mit dem Radführungsglied (6; 28 bzw. 34) verbindenden elastischen Elemente (7, 8; 26, 27 bzw. 32, 33) beiderseits der senkrechten Radmittenquerebene (X-X) vorgesehen sind, wobei das Produkt, gebildet aus der zugeordneten Federhärte (C1 bzw. C1) und aus dem zugeordneten wirksamen Abstand (L1 bzw. L.,) der elastischen Elemente zur senkrechten Radmittenquerebene. bei den in Fahrtrichtung hinter der senkrechten Radmittenquerebene liegenden Elemente größer ist als bei den davor liegenden Elementen.
4. Radaufhängung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei elastische Elemente (31, 32 und 33) den Radträger (35) mit dem Radführungsglied (34) verbinden, von denen zwei seitlich der senkrechten Radmittenquerebene (X-X) angeordnet ist.
5. Radaufhängung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf jeder Seite der senkrechten Radmittenquerebene (X-X) vorgesehenen elastischen Elemente (32 und 33) in oder oberhalb der waagerechten Radmittenquerebene (Z-Z) angeordnet sind.
6. Radaufhängung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte elastische Element (31) unterhalb der waagerechten Radmittenquerebene (Z-Z) angeordnet ist.
7. Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf jeder Seite der senkrechten Radmittenquerebene (X-X) vorgesehenen elastischen Elemente (32 und 33) in oder unterhalb der waagerechten Radmittenquerebene [Z-Z) angeordnet sind.
8. Radaufhängung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß dritte elastische Elemente (31) oberhalb der waagerechten Radmittenquerebene (Z-Z) angeordnet sind.
9. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (31. 32 und 33) als Gummilager ausgebildet sind.
10. Radaufhängung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummilager auf am Radträger (35) angeordneten Befcstigungselementen (35 und 37) gelagert sind.
11. Radaufhängung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungselemente (36 und 37) für die Gummilager (31. 32 und 33) Bolzen vorgesehen sind.
12. Radaufhängung nach Ansprach 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Bolzen sich vorwiegend in Fahrzeugrangsrichtung erstrecken.
13. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (7, 8; 26, 27 bzw. 31, 32, 33) innerhalb eines von Radschüssel (2; 15) und Radfelge (3; 16) gebildeten Raumes angeordnet sind.
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