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Unabhängige Radaufhängung für die lenkbaren Vorderräder eines Kräftfahrzeuges
Die Erfindung bezieht sich auf eine unabhängige Radaufhängung für die lenkbaren
Vorderräder eines Kraftfahrzeuges.
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Unabhängige Radaufhängungen für die lenkbaren Vorderräder eines Xraftfahrzeuges
sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Es gibt sie z. B. als ioppel-Querlenker-Achsen,
I)opel-Längslenker-Achsen, Längslenker-Achsen, Federbein-Querlenkeraohsen und verschiedene
mehr.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine unabhängige Radaufhängung für die
lenkbaren Vorderräder eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, welche besonders platzsparend,
leicht .und übersichtlich in ihrem Aufbau, unkompliziert und einfach bei der Montage
und bei der Wartung sowie robust und zuverlässig im Betrieb ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß a) die beiden
Vorderräder durch je ein radführendes Federbein und je einen starren Längslenker,
der insbesondere mit über ein Kugelgelenk/dem Radträger oder dem Federbein verbunden
ist, am Fahrzeugaufbau angelenkt sind, b) die beiden Längslenier im Bereich ihrer
aufbauseitigen Enden durch eine biegesteife und drehweiche Querstrebe miteinander
verbunden sind, c) die Querstrebe gegen die durch die aufbauseitigen Anlenkstellen
der Längslenker gelegte Drehachse versetzt angeordnet ist, nämlich zwischen den
aufbauseitigen und den radseitigen Anlenkstellen der Längslenker, d) die Querstrebe
mit den beiden Längslenkern winkel- und formsteif verbunden ist und e) die aufbauseitigen
Anlenkstellen der Längslenker möglichst weit auseinanderliegend an den formsteifen
Längs- oder Querträgern des Fahrzeugaufbaues angeordnet sind.
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Durch die funktionsmäßige Verschmelzung dieser Merkmale ergibt sich
eine im äußeren zwar ziemlich unscheinbare, in ihren Gesamteigenschaften dagegen
hervorstechende unabhängige Radaufhängung der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges.
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Es ist zwar bereits an sich bekannt (FR-PS t 154 356) die beiden Vorderräder
eines Kraftfahrzeuges durch je einen starren Längslenker unter Verwendung eines
Federbeines am Fahrzeugaufbau anzulenken, jedoch sind die Längslenker dabei jeweils
durch eine zusätzliche, schrägverlaufende Stützstrebe am gleichen ortsfesten
Querträger,
an dem der eigentliche Längslenker angelenkt ist, gelenkig abgestützt. Es werden
somit insgesamt vier Lagerstellen benötigt, von denen zwei im Bereich der Fahrzeugmitte-am
Querträger angreifen, so daß dieser sehr massiv ausgebildet sein muß, um die dort
eingeleiteten Kräfte abzustützen. Darüber hinaus ist der für diese Radaufhängung
benötigte Raum wegen der schrägverlaufenden Lenker groß.
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Es ist auch bereits bekannt (DT-OS 2 111 407), die Längslenker der
beiden durch je ein Federbein gefederten Vorderräder eines Kraftfahrzeuges im Bereich
ihrer aufbauseitigen Enden durch eine biegesteife und drehweiche Querstrebe miteinander
zu verbinden.
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Bei -dieser bekannten Radaufhängung liegt die Querstrebe aber in der
Drehachse der aufbauseitigen Anlenkstellen der beiden Längslenker, die schräg nach
vorn und außen gerichtete sind und außerdem in der Weise mit der Querstrebe verbunden
sind, daß sie bei Frontalzusammenstößen des Kraftfahrzeuges unter bleibender Verformung
nach hinten nachgeben können. Die Seitensteifigkeit ist, bedingt durch die gewünschte
Nachgiebigkeit, nicht sehr groß. Der Abstand zwischen den beiden Lagerstellen, welche
an der Querstrebe und nicht an den Längsstreben angreifen, ist durch die vorgesehene
starke Schrägstellung der beiden Längslenker beschränkt.
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Es ist an sich auch schon bekannt (I)T-OS 2 220 119), eine zwei starre
Längslenker miteinander verbindende Querstrebe gegen die durch die aufbauseitigen
Anlenkstellen der Längslenker gelegte Drehachse versetzt anzuordnen, nämlich zwischen
den aufbauseitigen und den radseitigen Anlenkstellen der Längslenker. Diese bekannte
Radaufhängung stellt aber eine nicht angetriebene Hinterachse dar, bei der die Radführung
ausschließlich durch die starren ~ Längslenker erfolgt. Der vorgesehene StoBdämfifer
oder das yorgesehene Federbein übernehmen keinerlei Führungsfunktionen; sie üben
alleine Dämpfungs und / oder Federungsfunktionen-aus. Die versetzte Anordnung der
Querstrebe ist bei der bekannten Hinterachse
vorgesehen, um beim
gegensinnigen Einfedern der Rinterräder eine gezielte größere Änderung des Sturzes
der Hinterräder zu erzielen. Solche Sturzänderungen wären aber bei gelenkten Vorderrädern
unerwünscht, weil sie aufgrund der Ereiselgesetze störende Lenkmomente erzeugen
würden, welche die Lenkunruhe erhöhen würden. Eine einfache Übertragung dieser bei
Rinterachsen bekannten Maßnahmen auf gelenkte Vorderräder ist somit nicht möglich.
Erst in der beanspruchten Kombination mit einem radführenden Federbein bzw. Dämpfer
ist die versetzte Anordnung der Querstrebe zum Zwecke der Erhöhung der Seitensteifigkeit
möglich. Im Vergiich zur allgemein üblichen Querlenker-Federbein-Eombination ergibt
sich dann sogar eine sehr kleine und günstige Sturzänderung beim Ein- und Ausfedern
des Rades, so daß die Lenkunruhe verringert wird.
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Anhand eines Ausführungsbeispieles werden die Erfindung und vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigen in z. B. schematischer
Darstellung Figur 1 eine Draufsicht auf die Radaufhängung der Vorderräder eines
Kraftfahrzeuges und Figur 2 eine Teilansicht der Radaufhängung in Fahrtrichtung
gesehen.
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In den einzelnen Figuren sind jeweils nur die für das Verständnis
der Erfindung notwendigen Einzelteile der Radaufhängung dargestellt. Die Figuren
zeigen die unabhängige Radaufhängung der lenkbaren und angetriebenen Vorderräder
1 eines Kraftfahrzeuges.
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Die Vorderräder 1 sind jeweils durch ein radführendes Federbein 2
und je einen starren Längslenker 3 am Fahrzeugaufbau 6 angelenkt. Die Längslenker
sind über jeweils ein Kugelgelenk 4 mit dem Radträger 5 verbunden. Der Stoßdämpfer
oder ein entsprechendes Behälterrohr des in Figur 2 nur angedeuteten und in den
übrigen
Figuren gar nicht dargestellten Federbeines 2 ist in bekannter Weise formsteif mit
dem Radträger 5 verbunden. Die beiden Längslenker 3 sind im Bereich ihrer aufbauseitigen
Enden durch eine biegesteife und drehweiche Querstrebe 7 miteinander verbunden,
wobei die Querstrebe 7 gegen die durch die aufbauseitigen Anlenkstellen 8 der Längslenker
3 gelegte Drehachse 9 versetzt angeordnet ist, nämlich zwischen den auf bauseitigen
Anlenkstellen 8 und den radseitgen Anlenkstellen -den Kugelgelenken 4- der Längslenker
3. Die biegesteife und drehweiche Querstrebe 7 besitzt im Ausführungsbeispiel einen
im wesentlichen kreuzförmigen Querschnitt. Grundsätzlich sind aber auch andere Querschnitte
zu verwenden, es kommt lediglich darauf an, daß diese Querstrebe einerseits genügend
biegesteif und andereseits genügend drehweich ausgebildet ist. Neben dem im Ausführungsbeispiel
gewählten Kreuzprofil eignen sich beispielsweise auch T- und V-Profile besonders
gut. Diese Profile besitzen die Eigenschaft, daß die Stirnflächen der Enden'dieser
Querstrebe beim Tordieren der Querstrebe in einer Ebene verbleiben, so daß die in
den Schweißnähten zwischen der Querstrebe und den Längslenkern auftretenden Spannungen
erträglich bleiben. Der im Ausführungsbeispiel gewählte Querschnitt für die Querstrebe
7 kann selbstverständlich mittels eines Fertigprofils realisiert werden. Besonders
günstig ist es jedoch, wenn diese Querstrebe aus mehreren Teilprofilen, z. B. aus
einem T-Profil und einem daran angeschweißten Steg oder aus mehreren Blechstreifen
zusammengeschweißt wird. Dadurch kann in einfacher Weise durch Kombination verschiedener
Blechstärken für die Querstrebe 7 die gewünschte Charakteristik ersielt werden.
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Darüber hinaus können, wie im Ausführungsbeispiel, eventuell notwendige
Knotenbleche zur Erzielung einer winkel steifen Verbindung von vornherein an der
Querstrebe bzw. an den entsprechenden Stegen der Querstrebe angeformt werden. Wie
bereits erwähnt, sind die beiden Längslenker 3 durch Schweißen mit der Querstrebe
7 verbunden, 30 daß sich eine winkel- und formsteife Verbindung
ergibt.
Für die Anlenkung des so entstandenen, mit den Federbeinen 2 zusammenwirkenden Lenkerverbunds,
der in Figur 1 gut erkennbar ist, werden insgesamt nur zwei Lagerstellen benötigt,
die weit auseinanderliegend in sehr steifen Fahrzeugzonen, nämlich an den vorhandenen
formsteifen Längsträgern des Fahrzeugaufbaues angeordnet sind. Selbstverständlich
ist es auch möglich, sie an einem vorhandenen formsteifen Querträger zu befestigen.
Der Vorderwagen des Kraftfahrzeuges ist somit frei von Fahrwerkskräften, da diese
über die beiden Lagerstellen 8 der Längslenker 3 direkt in die Längsträger, die
in Figur 2 angedeutet und mit 10 beziffert sind, eingeleitet werden und sich keine
zusätzlichen Lagerstellen im Vorderwagen befinden, wie dies z. B. bei Verwendung
von Querlenkern erforderlich ist.
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Die beiden Längslenker 3 übernehmen sowohl die Abstützung der an den
Vorderrädern 1 angreifenden Längs- als auch der Querkräfte.
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Zur Abstützung der Querkräfte steht dabei infolge der winkel-und formsteifen
Verbindung zwischen Längslenker 3 und Querstrebe 7 eine sehr breite Lagerbasis,
nämlich der Abstand zwischen den beiden Lagerstellen 8, zur Verfügung, wobei die
nach vorn versetzte Anordnung der Querstrebe 7 eine besonders hohe Seitensteifigkeit
bewirkt. Die Beanspruchung der beiden Lagerstellen 8 ist daher nur relativ gering,
so daß sie entsprechend einfach und leicht ausgebildet werden können. Der Raum zwischen
den beiden Längslenkern 3 und der sie verbindenden Querstrebe 7 ist frei von längs-,
schräg- oder querverlaufenden Stützstreben und steht daher voll für die Unterbringung
des Motors, des Getriebes und der Antriebshalbwellen zur Verfügung. Dies ist insbesondere
aus Figur 1 gut zu erkennen. Da die Querstrebe 7 neben ihrer eigentlichen Abstütz-
- und Versteifungsfunktion gleichzeitig auch Stabilisatorfunktionen übernimmt, ist
der Einsatz eines im allgemeinen vorhandenen besonderen Stabilisators in der Regel
nicht mehr erforderlich.
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Der Übersicht halber ist in der in Figur 1 gezeigten Draufsicht der
Radaufhängung im wesentlichen nur der aus den beiden Längslenkern 3 und der Querstrebe
7 bestehende Lenkerverbund gezeigt. Der Radträger des Rades 1 und das daran befestigte
radführende Federbein sind nicht dargestellt. Das angedeutete Vorderrad 4 befindet
sich in der eingeschlagenen Stellung, und zwar das linke Rad nach links eingeschlagen
und das rechte Rad nach rechts eingeschlagen. Nur grob angedeutet ist die räumliche
Lage des mit dem Motor in Verbindung stehenden Getriebes 11 mit den beiden Getriebeausgangswellen
12 sowie die zu den Vorderrädern 1 führenden Antriebshalbwellen 19.
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Angedeutet ist auch die Lage der beiden -in einer anderen Horizontalebene
liegenden- Spurstangenhälften 14 sowie der an den radführenden Federbeinen 2 angreifenden
Spurstangenhebel 15.
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Die in bekannter Weise beispielsweise über ein Kugelgelenk 16 im oberen
Bereich des Federbeins 2 angreifenden Spurstangenhebei 15 weisen, wie aus Figur
1 und 2 ersichtlich, nach vorne.
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In Figur 2 sind zur Verdeutlichung der Verhältnisse einige weitere
-z. T. nicht besonders bezifferte- Einzelheiten des Vorderradantriebes dargestellt.
Dabei ist die mittels eines Wälzlagers 17 im Radträger 5 gelagerte Radachse mit
18, das radseitige Ausgleichsgelenk mit 19, und die Dichtungsmanschette des Ausgleichsgelenks
19 mit 20 beziffert. Durch das Mehlen quer- oder schrägverlaufender. Stützstreben
ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Antriebshalbwellen 13 beim Ein- und
Ausfedern der Vorderräder 1 in keiner Weise behindert werden.
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Durch die funktionelle Verschmelzung der kennzeichnenden Merkmale
ergibt sich eine besonders einfach aufgebaute, leichte, kostengünstige und sehr
wenig Platz beanspruchende Radaufhängung für die lenkbaren angetriebenen Vorderräder
eines Kraftfahrzeuges, welche die Vorteile einer Einzelradaufhängung -wie z-.B.
geringe ungefederte Massen und unabhängiges Ein- und Ausfedern der Rädermit den
Vorteilen einer Starrachse -wie z.B. weitgehende Spurhaltung- verbindet und darüber
hinaus eine besonders einfache
Ausbildung des Vorderwagens des Kraftfahrzeuges
ermöglicht.
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Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert,
bei der die Vorderräder angetrieben werden. Es versteht sich, daß diese Radaufhängung
allch bei nicht angetriebenen Vorderrädern mit Vorteil eingesetzt werden kann.