DE2263356C2 - Unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine unabhängige Radaufhängung, insbesondere für ungelenkte Räder von Kraftfahrzeugen, die jeweils mittels eines schräg nach vorn verlaufenden, mit dem Radträger fest verbundenen Querlenkers und eines oberen und eines unteren rad- und karosserieseitig gelenkig angelenkten und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Lenkers geführt sind, von denen der untere Lenker nach vorne verläuft und der karosserieseitige Anlenkpunkt des Querlenkers höher als der radseitige Anlenkpunkt des unteren Lenkers liegt.

Eine Radaufhängung der vorstehenden Art ist aus der DE-AS 10 66 438 bekannt.

Bei dieser Konstruktion erstrecken sich oberer und unserer Lenker in der Konstruktionslage im wesentlichen in horizontaler Ebene in einander entgegengesetzten Richtungen und bilden ein den Radträger in Längsrichtung führendes Wattgestänge, Der karosseriesejiige Anlenkpunkt des Querlenkers befindet sich hierbei oberhalb des karosserieseitigen Anlenkpunktes des unteren Lenkers.

Die erläuterte Anordnung der einzelnen Lenker dieser bekannten Radaufhängung bietet den Vorteil, daß Vorspurkurven mit zumindest nahezu symmetrischem Verlauf erzielbar sind; jedoch bleibt die Lenkeranordnung des Wattgestänges hinsichtlich einer wirksamen Brems-Nickabstützung der Fahrzeugkarosserie ohne Einfluß.

Zwar läßt sich eine solche Anfahr- und Bremsabstützung durch entsprechendes Schrägstellen bzw. Höherlegen des karosserieseitigen Anlenkpunktes des unteren Lenkers herbeiführen, doch würde eine solche Maßnahme eine Veränderung des gewünschten Vorspurverlaufs zur Folge haben.

Der Erfindung Hegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß sie sich bei nur geringfügigen Vorspuränderungen und einem etwa symmetrischen Verlauf der Vorspurkurve durch eine gute Abstützung der Brems- und Anfahrmomente auszeichnet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der karosserieseitige Anlenkpunkt des Querlenkers M tiefer als der karosserieseitige Anlenkpunkt des schräg nach oben verlaufenden unteren Lenkers liegt und daß die Längsachse des oberen Lenkers, dessen radseitiger Anlenkpunkt im Bereich vor der die Radachse enthaltenden vertikalen Fahrzeugquerebene liegt die von den Anlenkpunkten des unteren Lenkers und den karosserieseitigen Anlenkpunkt des Querlenkers aufgespannte Ebene unterhalb der durch die karosserieseitigen Anlenkpunkte des unteren Lenkers und des Querlenkers bestimmten Schwenkachse durchstößt
Die erfindungsgemäße Anordnung von Anlenkpunkten des Querlenkers und des unteren Lenkers sowie die Anbindung und räumliche Zuordnung des oberen Lenkers zu den beiden vorerwähnten Lenkern hat zur Folge, daß der Radträger beim Ein- und Ausfedern einander überlagerte Bewegungen, nämlich eine Schwenk- und eine Drehbewegung, um verschiedene, zur Fahrzeuglängsrichtung querverlaufende Achsen ausführt. Hierbei wird eine erste Achse durch die karosserieseitigen Anlenkpunkte von Querlenker und unterem Lenker und eine zweite Achse durch den karosserieseitigen Anlenkpunkt von Querlenker und radseitigem Anlenkpunkt des unteren Lenkers definiert. Während durch die karosserieseitige Anlenkung des Querlenkers und durch den unteren, in schräger Anstellung nach vorne verlaufenden Lenker einerseits eine große Pendellänge, geringe Sturzänderungen und eine wirksame Abstützung von Abfahr- und Bremsmomenten erzielt werden, hat die Lage der durch die karosserieseitigen Anlenkpunkte von Querlenker und unterem Lenker definierte erste Achse zur Folge, daß beim Ein- und Ausfedern eine Bewegung von Querlenker samt Radträger um diese Achse an sich große Änderungen der Vorspur bedingen.

Solche negativen Einflüsse auf die Vorspur werden jedoch durch die erfindungsgemäße Anordnung des oberen Lenkers wieder weitgehend kompensiert, indem dem Radträger samt Querlenker während der Bewegung entlang einer Kreisbahn um die erste Achse eine

entsprechende Drehbewegung um die zweite Achse aufgezwungen bzw. überlagert wird.

Per gestellseitige Anlenkpunkt des oberen Lenkers kann dabei, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, vor oder hinter dem radseitigen Anlenkpunkt liegen.

Dem radseitigen Anlenkpunkt des oberen Lenkers wird man bevorzugt im mittleren Bereich zwischen der die Radachse enthaltenden Fahrzeugquerebene und der durch die gestellseitigen Anlenkpunkte des unteren Lenkers und des Querlenkers gebildeten Schwenkachse ι u anordnen.

Schließlich können die karosserieseitigen Anlenkpunkte der in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Lenker und des Querlenkers an einem Hilfsträger (Fahrschemel) vorgesehen sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Radaufhängungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 in Draufsicht eine unabhängige, als Hinterradaufhängung für Kraftfahrzeuge ausgebildete Radaufhängung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Radaufhängung gemäß Fig.i,

F i g. 3 eine Rückansicht der Radaufhängung gemäß Fig. 1.

Fig.4 in Draufsicht eine abgewandelte Ausführungsform einer unabhängigen Radaufhängung gemäß der Erfindung, wobei bei dieser Ausführungsform der obere Lenker von seinem radseitigen Anlenkpunkt nach hinten verläuft und der Querlenker als Drehstablenker ausgebildet ist, und jo

Fig.5 eine weitere Abwandlung einer unabhängigen Radaufhängung gemäß der Erfindung, bei der ebenfalls der obere Lenker von seinem radseitigen Anlenkpunkt nach hinten verläuft.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fi g. I bis 3 sind mit 1 v, die über eine unabhängige Radaufhängung geführten, ungelenkten Räder eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, von dem neben der Radaufhängung und dem Achsantrieb hier nur der im Bereich der Radaufhängung liegende Teil der Karosserie 2 dargestellt ist. Mit der Karosserie 'L ist die Radaufhängung im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Fahrschemel 3 verbunden, welcher einen mittleren Teil 4 aufweist, mit dem im Bereich seines vorderen Endes nach gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeuges verlaufende Arme 5 verbunden sind. Im Bereich der Enden der Arme 5 liegen die vorderen, gummielastischen Befestigungen 6 des Fahrschemels 3 gegenüber der Karosserie 2. Im Bereich seines mittleren, rückwärtigen Teiles 4 im der Fahrschemel 3 mit dem Ausgleichgetriebe 7 verbunden und zusammen mit diesem im Bereich der Fahrzeuglängsmitte wiederum an der Karosserie 2 befestigt. Der rückwärtige Befestigungspunkt ist mit 8 bezeichnet und wiederum gummielastisch ausgebildet.

Die Räder I sind jeweils über unabhängige Radaufhängungen geführt, die jeweils einen mit dem Radträger 9 fest verbundenen Querlenker 10 sowie obere und untere Lenker 11 und 12 umfassen. Die Lenker 11 und 12 verlaufen in dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beide von ihren radseitigen Anlenkpunkten, welche mit 13 und 14 bezeichnet sind, nagh vorne und sind in ihren karosserieseitigen Anlenkpunkten. welche mit 15 und 16 bezeichnet sind, an den Armen 5 des Fahrschemels 3 angelenkt. Neben diesen Anlenkpunkien 13-16 ist im längsmittleren Bereich des Fahrzeuges am Fahrschemel 3 der karosserieseitige Anlenkpunkt des Querlenkers 10 vorgesehen, welcher mit 17 bezeichnet ist.

Durch die Anlenkpunkte der Lenker 10 bis 12 sind die Achsen festgelegt, um die bei Federbewegungen des jeweiligen Rades 1 Schwenkbewegungen erfolgen. Für die Erläuterung der Funktion der erfindungsgemSßen Radaufhängung sind von diesen insbesondere die durch die Anlenkpunkte 16 und 17 festgelegte Schwenkachse 18 und die durch die Anlenkpunkte 14 und 17 festgelegte Schwenkachse 19 von Bedeutung.

In Erläuterung der Funktion ist zweckmäßigerweise vorslellungsmäßig zunächst davon auszugehen, daß der Radträger 9, den tatsächlichen Gegebenheiten widersprechend, starr mit dem unteren Lenker 12 verbunden ist und so zusammen mit dem Querlenker 10 einen Dreieckslenker bildet, der um die Achse 18 schwenkbar ist. Da die Achse 18 zur Radachse nicht parallel ist und im Ausführungsbeispiel mit leichter Neigung nach unten schräg nach innen und hinten verläuft, ergeben sich bei der Federung Vorspuränderungen, die um so größer sind, je weiter die Lage der Achse 18 in Rückansicht gegenüber einer vertikalen Fahrzeugquerebene geneigt ist Solche Vorspuränderungen be'. Federbewegungen des Rades sind weitgehend unerwünscht und sie werden bei der erfindungsgemäßen Lösung zumindest teilweise dadurch kompensiert, daß in der tatsächlichen Ausführung, entgegen der vorhergehenden Unterstellung, der untere Lenker 12 im Anlenkpunkt 14 nicht fest, sondern schwenkbar mit dem Radträger 9 verbunden ist und daß der Radträger 9 ferner in dem Anlenkpunkt 13 über den oberen Lenker 11 geführt ist

Geht man davon aus, daß, wiederum feste Verbindung zwischen dem unteren Lenker 12 und dem Radträger 9 unterstellt, der Punkt 13 bei vom Radträger 9 gelöstem oberen Lenker 11 bei Federbewegungen einen Kreisbogen um die Achse 18 beschreibt, so wird nun, bei gelenkiger Verbindung im Punkt 14, gelenkiger Verbindung des oberen Lenkers 11 im Punkt 13 und bei karosserieseitiger Anlenkung des oberen Lenkers 11 in dem mit 15 bezeichneten, mit Abstand zur Drehachse 18 und/oder außerhalb der zur Drehachse (8 lotrechten, den Anlenkpunkt 13 enthaltenden Ebene liegendem Anlenkpunkt bei Federbewegungen durch Jen Lenker 11 iine zusätzliche Verdrehbewegung um die Achse 19 erzwungen. Diese bewirkt eine Spuränderung, und zwar dadurch, daß der Punkt 13 nun nicht mehr um die Achse 18 auf einer Kreisbahn 15a umläuft, sondern sich vielmehr nahezu auf einer Kreisbahn um den Punkt 15 — exakt auf der Oberfläche einer Kugel mit dem Mittelpunkt 15 — bewegt, die, bezogen auf eine Seitenansicht, durch Anstellung der Achse des oberen Lenkers U gegenüber der Tangente 156 an die Bewegungsbahn des Punktes 13, bei unterstellter fester Verbindung im Punkt 14 gegenüber der Bewegungsbahn, die bei auf der Tangente liegendem Punkt 15 beschrieben würde, gedreht ist und dadurch eine Drehung der Vorspurkurve bewirkt. Ungünstige Verläufe der VorspurWurve können hierdurch korrigiert werden.

Bezogen auf eine Konstruktion gemäß Fig. 1 bis 3, bei der der knrosserieseitige Anlenkpunkt 17 des Querlenkers 10 höiier als der radseitigc Anlenkpunkt 14 des unteren Lenkers 12 und tiefer als dessen karosserieseitiger Anlenkpunkt 16 liegt, folgt hieraus zur Erzielung einer Vorspurkurve, die einen zumindest nahezu symmetrischen Verlauf aufweist, bei der also bezüglich Ein-und Ausfedern die Vorspur zumindest ähnlich verläuft, dali der obere Lenker 11 derart gegenüber der Tangente Ι5/> zu neigen ist, daß seine Längsachse die von den Anlenkpunkten 14 und 16 des

unteren Lenkers 12 und dem karosserieseitigen Anlenkpunkt 17 des Querlenkers 10 aufgespannte Ebene unterhalb der durch die karosseriescitigeri Anlcnkpunkte 16 und 17 des unteren Lenkers 12 und des Querlenker! 10 bestimmten Schwenkachse 18 durchstöDt. Andere Lagen der genannten Anlenkpunkte zueinander bedingen eine andere Anstellung der Längsachse des oberen Lenkers zu der Tangente als Bezugsfjeraden in der Seitenansicht.

Während durch die geschilderte Anordnung des oberen Lenkers 11 die Vorspur beeinflußt wird, ist die Anordnung für die übrigen Anlenkpunkle so getroffen, daß eine möglichst gute Anfahr- und Bremsabstüt/iing erzielt wird.

Dadurch, daß der gestellseitige Anlenkpunkt 17 des Querlenker 10 mit Abstand vor der die Radmitten enthaltenden vertikalen Fahrzeugquerebene liegt, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Konstruktion eine verhä'.!!»!srr>ättig große Pendellänge, so daß die Sturzänderungen beim Federn gering bleiben.

Wie sich aus dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 bis 3 weiter ergibt, sind bei dieser Konstruktion die durch Schraubenfedern gebildeten Tragfedern 20. bezogen auf eine Seitenansicht, nahe der Radachse auf den Radträgern 9 abgestützt und es sind innerhalb dieser Federn 20 die Stoßdämpfer 21 angeordnet. Diese Anordnung der Federn 20 und Stoßdämpfer 21 hat ein sehr gutes Übersetzungsverhältnis für die Federkräfte zur Folge. Ferner führt diese Anordnung in Verbindung mit der gezeigten Anordnung der Lenker zu einer sehr klein bauenden Radaufhängung, zumal im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. I bis 3 der obere Lenker 11 sich von seinem radseitigen Anlenkpunkt 13 aus nach vorne erstreckt. Der radseitige Anlenkpunkt 13 liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel im mittleren Bereich zwischen der die Radachsen enthaltenden Vertikalebene und der durch die gestellseitigen Anlenkpunkte 16 und 17 des unteren Lenkers 12 und des Querlenkers 10 gcbildelen Schwenkachse 18.

Oberhalb der Radaufhängung ist in der Seitenansicht gemäß Fig.2 der mit 22 bezeichnete Fahrzeugtank angedeutet. Ferner sind in dieser Figur auch die rückwärtigen Sitze des Fahrzeuges, die mit 23 bezeichnet sind, in ihren Umrissen angedeutet.

In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, und zwar in einer schematisierten Draufsicht. Da die Konstruktionsprinzipien bei der hier gezeigten Radaufhängung die gleichen sind, finden entsprechende Bezugszeichen Verwendung, und es sind in der Darstellung gemäß F i g. 4. die nur eine Achsseite zeigt, mit 101 das Rad, mit 109 der Radträger, mit 110 der Querlenker, mit 111 der obere Lenker und mit 112 der untere Lenker bezeichnet. Der obere Lenker Ul erstreckt sich im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 3 von seinem radträgerseiiigen Anlenkpunkt 113 nach hinten. Der radträgerseitige Anlenkpunkt des unteren Querträgers ist mit 114 bezeichnet Von den karosserieseitigen Anlenkpunkten trägt jener des oberen Lenkers 111 das Bezugszeichen 115, der des unteren Lenkers 112 das Bezugszeichen 116 und der des Querlenkers 110 das Bezugszeichen 117. Während nun die rad- bzw. karosserieseitigen Anlenkpunkte 113 bis 116 des oberen Lenkers 111 und des unteren Lenkers 112 wie in F i g. 1 bis 3 ausgebildet sein können, und teils als Kugelgelenke (113,114) ausgebildet sind und ieüs durch gurr,mreisstische Lagerbüchsen (115, 116) gebildet sind, ist die Verbindung in dem karosserieseitigen Anlenkpunkt 117 des Querlenkers

110 durch ein Kardangelenk geschaffen, das um die Längsachse des Querlenkers 110 keine Verdrehbarkeil zuläßt. Der Querlenker HO umfaßt im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 als elastisch tordierbares Führungselement eine Drehstabfeder 124. die mit dem Radlräger 109 außerhalb der Radachse, im Ausfuhrungsbeispiel an einem am Radträger 109 vorgesehenen und nach vorne ragenden Arm 125 angebracht ist. Über den Arm 125 ist die Drehstabfeder 124 mit dem Radträger 109 drehfest verbunden. Ferner ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Drehstabfeder 124 von einem Mantelrohr 126 umgeben, das eine bicgesieife Verbindung zwischen dem Radträger 109 bzw. dessen Arm 125 und dem im Anlenkpunkt 117 vorgesehenen Kardangelenk herstellt. Das Mantelrohr 126 ist hierzu im dargestellten Ausführungsbeispiel am Arm 125 fest angebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Drehstabfeder 124 drehfest in einer Buchse 127 des Kardangelenkes gehalten, deren Außenseite die Abstützfläche für das Mantelrohr 126 bilden kann, das gegenüber dem Kardangelenk, bzw. der Buchse 127 verdrehbar ist. Das Kardangelenk weist eine Drehachse auf, die sich mit der Verbindungsgeraden zwischen dem Anlenkpunkt 117 und dem karosserieseitigen Anlenkpunkt des oberen Lenkers 115 deckt. Diese Drehachse ist mit 128 bezeichnet. Die zweite und hierzu senkrecht stehende Drehachse steht zumindest annähernd senkrecht zu jener FSene, die durch die Drehachse 128 und die Drehachse der Drehstabfeder 124 aufgespannt ist. Diese zweite Drehachse ist mit 129 bezeichnet. Die Drehachse 128 und die Drehachse des Drehstabes 124 schließen einen sich gegen das jeweils zugehörige Rad öffnenden Winkel miteinander ein.

Bei einer Ausführungsform wie der anhand der F i g. 4 geschilderten wird ein besonders einfacher Aufbau erzielt, bei dem es sich als zweckmäßig erweist wenn, was hier nicht weiter dargestellt ist, der der entsprechenden Achsseite zugehörige Stoßdämpfer so angeordnet wird, daß er sich etwa tangential zu der beim Federn ergebenden Bewegungskurve seines radträgerseiiigen Anlenkpunktes erstreckt

Die Verwendung eines Drehstabes in Verbindung mit einem biegesteifen Mantelrohr erweist sich als zweckmäßig, um eine gute Abstimmung der Federung ohne Rücksicht auf die erforderliche Biegesteifigkeit des Querträgers vornehmen zu können. Selbstverständlich ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung aber auch möglich, als Querlenker lediglich eine Drehstabfeder vorzusehen oder auch einen Aufbau zu wählen, bei dem als Querlenker ein entsprechend mit Längsschlitzen versehenes Rohr vorgesehen wird.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist em der F i g. 4 ähnlicher Aufbau gezeigt bei dem die karosserieseitigen Anlenkpunkte der jeweiligen Lenker 210 bis 212 an einem Hilfsträger vorgesehen sind, der hier mit 230 bezeichnet ist Der Hilfsträger 230 weist in Draufsicht eine U-förmige Grundform auf und ist in Anlenkpunkten 231 mit der Karosserie des nicht gezeigten Fahrzeuges verbanden. Bei bezüglich der Fahrzeuglängsachse symmetrischem Aufbau der hier nur für eine Fahrzeugseite gezeigten Radaufhängung ist der einer Achsseite zugehörige U-förmige Hilfsträger 230 über das Ausgleichgetriebe 207 mit dem der gegenüberliegenden Achsseite zugehörigen, entsprechenden Hilfsträger verbunden. Für die weiteren Teile, die in der Ausfühningsform gemäß F i g. 5 gezeigt sind, finden in den F i g. 1 bis 4 entsprechende Bezugszeichen Verwendung, und es sind das Rad mit 201, der

Querlenker mit 210, der obere Lenker mit 211 und der untere Lenker mit 212 bezeichnet. Die Anlenkpunkte der Lenker, von Jenen der Querlenker wiederum fest mit dem Radträger 209 verbunden ist, sind mit 213 bis 217 bezeichnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   'j. Unabhängige Radaufhängung, insbesondere für ungelenkte Räder von Kraftfahrzeugen, die jeweils mittels eines schräg nach vorn verlaufenden, mit dem Radträger fest verbundenen Querlenkers und eines oberen und eines unteren rad- und karosserieseitig gelenkig angelenkten und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Lenkers geführt sind, von denen der untere Lenker nach vorne verläuft und der karosserieseitige Anlenkpunkt des Querlenkers höher als der radseitige Anlenkpunkt des unteren Lenkers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der karosseriseitige Anlenkpunkt (17; 117; 217) des Querlenkers (10; 110; 210) tiefer als der karosserieseitige Anlenkpunkt (16; 116; 216) des schräg nach oben verlaufenden unteren Lenkers (12; 112; 212) liegt und daß die Längsachse des oberen Lenkers (1<; 111; 211), dessen radseitiger Anlenkpunkt (13; 2 $3; 213) im Bereich vor der die Radachse enthaltenden vertikalen Fahrzeugquerebene liegt, die von den Anlenkpunkten (14; 16; 114; 116; 214; 216) des unteren Lenkers (12; 112; 212) und dem karosserieseitigen Anlenkpunkt (17; 117; 217) des Querlenkers (10; UO; 210) aufgespannte Ebene unterhalb der durch die karotserieseitigen Anlenkpunkte (16; 17; 116; 117; 216; 217) des unteren Lenkers (12; 112; 212) und des Querlenkers (10; 110; 210) bestimmte Schwenkachse (18) durchstößt
2. 2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gestellseitige Anlenkpunkt (215) des oberen LerJcers (~M), bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, hinter dem radseitigen Anlenkpunkt (213) liegt
3. 3. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radseitige Anlenkpunkt (13) des oberen Lenkers (11) im mittleren Bereich zwischen der die Radachse enthaltenden Fahrzeugquerebene und der durch die gestellseitigen Anlenkpunkte (16; 17) des unteren Lenkers (12) und des Querlenkers (10) gebildeten Schwenkachse (18) liegt
4. 4. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die karosserieseitigen Anlenkpunkte (15; 16; 215; 216) der in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Lenker (11; 12; 211; 212) und des Querlenkers (10; 210) an einem Hilfsträger (Fahrschemel 3; 230) vorgesehen sind.