DE3509145A1

DE3509145A1 - Unabhaengige radaufhaengung fuer lenkbare raeder von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3509145A1
Application number: DE19853509145
Authority: DE
Inventors: Achim Dipl.-Ing. Hespelt; Manfred v.d. Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Ohe
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1986-09-25
Also published as: GB8606267D0; FR2578790A1; JPS61218408A; GB2172254A; GB2172254B; US4705292A

Description

"Unabhängige Radaufhängung für lenkbare Räder von Kraftfahrzeugen"

Die Erfindung betrifft eine unabhängige Radaufhängung für lenkbare Räder von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Es ist eine unabhängige Radaufhängung für lenkbare Räder bekannt, deren Rad zur Durchführung von Lenkbewegungen um eine ideelle Lenkachse verschwenkbar ist, die sich als Schnittlinie der beiden Ebenen ergibt, die jeweils durch einen unteren Gelenkpunkt am Radträger und die beiden Achsen zweier voneinander unabhängiger, in Draufsicht und in Geradeausfahrstellung gegen den Radträger aufeinander zulaufender Lenker definiert ist, die sowohl mit dem Fahrzeugaufbau als auch mit dem oberen, eine Koppel bildenden Teil des Radträgers gelenkig verbunden sind (DE-AS 19 38 - Figur 7).

Bei dieser Radaufhängung führen die oberen Lenker bei Lenk- und Federungsbewegungen des Rades um ihre aufbauseitigen Anlenkpunkte kardanische Bewegungen aus.

Ausgehend vom Konstruktionsprinzip dieser bekannten Radaufhängung ist eine unabhängige Radaufhängung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 entwickelt worden, bei der

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unter anderem beim Einschlagen des kuryenäußeren Rades die ideelle Lenkachse in ihrem oberen Bereich, bezogen auf die Fahrtrichtung, nach hinten wandert (DE-OS 31 38 850).

Das daraus resultierende Neigen der Lenkachse beim Radeinschlag wird durch eine spezielle räumliche Anordnung der beiden oberen Lenker erreicht, bei der, bezogen auf eine Draufsicht, die Symmetrielinie der Lenker in Geradeausfahrstellung des Rades mit der Radachse einenspitzen Winkel einschließt und in Fahrtrichtung hinter der Radachse liegt.

Durch dieses Neigen der Lenkachse nimmt der bei dieser Radaufhängung in Geradeausfahrstellung der Räder gegen Null gehaltene Nachlaufwinkel am kurvenäußeren Rad zu, wobei die sich dadurch vergrößernde Nachlaufstrecke einen guten Lenkungsrücklauf sicherstellt.

Raumgründe oder sonstige konstruktive Vorgaben lassen es aber keineswegs immer zu, die Lenker wie bei der bekannten Konstruktion soweit nach hinten zu orientieren, daß sich die gewünschten Effekte, also die Vergrößerung der Nachlaufstrecke am kurvenäußeren Rad,in gewünschtem Maße verwirklichen läßt, ganz abgesehen davon, daß eine solche Maßnahme keineswegs immer mit den sonstigen Anforderungen an eine Radaufhängung in Einklang steht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie sich - gegebenenfalls zusätzlich eine Tendenz zur Vergrößerung der Nachlaufstrecke am kurvenäußeren Rad beim Einschlagen des Rades verwirklichen läßt und zwar unter Beibehaltung einer vorhandenen, also einer vorgegebenen Grundanordnung für die Lenker.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schräglage der Koppel zur Winkelhalbierenden des von den Lenkern eingeschlagenen Winkels bewirkt, daß das durch die Verbindungslinien der Gelenke der beiden oberen Lenker definierte obere ideelle Führungsgelenk im Verlaufe eines Radeinschlages am kurvenäußeren Rad sich relativ zum Rad entgegen der Fahrtrichtung nach hinten verlagert. Dabei bietet sich auch die Möglichkeit, Einfluß auf die Neigung des Rades zur Fahrbahnebene zu nehmen, indem die Konstruktion so ausgelegt werden kann, daß sich der Abstand des oberen Führungsgelenkes im Verlaufe eines Radeinschlages zur Radmittenlängsebene zur Erzielung eines gewünschten Radsturzes entsprechend verändert.

Die Verlagerung des Ortes des ideellen oberen Führungsgelenkes bewirkt das erwünschte Neigen und gegebenenfalls ein Spreizen der Lenkachse. Die Verlagerung des ideellen oberen Führungsgelenkes wird durch die Schräglage der Koppel zur Winkelhalbierenden in Verbindung mit der in Richtung Radträger konvergierenden Lenkeranordnung erreicht.

Die räumliche Anordnung der oberen Lenker sowie deren Längenabmessungen können hierbei den konstruktiven Erfordernissen entsprechend gewählt werden. Die Lenker können somit in einer gemeinsamen Ebene oder in zueinander windschiefer Lage vorgesehen sein.

Das untere Radführungsglied kann als Dreieckslenker ausgebildet sein, der über ein Kugelgelenk mit dem Radträger gelenkig verbunden ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung

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der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2. Aus der Aufteilung des unteren Radführungsgliedes in zwei Einzellenker und der Ausstattung der Radführung mit zwei Koppeln, von denen die untere in Fahrtrichtung schräg nach vorne innen verläuft, ergibt sich der Vorteil, daß das durch die Verbindungslinie der Gelenke der beiden unteren Lenker definierte untere ideelle Führungsgelenk sich beim Radeinschlag in eine Richtung verlagert, die zu derjenigen des oberen Führungsgelenkes entgegengerichtet ist und sich dadurch die erzielbare Nachlaufstrecke optimal auslegen läßt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Koppel nach Anspruch 3 ausgebildet, wodurch das untere Führungsgelenk bei Lenkbewegungen sich weniger verlagert als das obere Führungsgelenk.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindangsgemäßer Radaufhängungen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht einer Radaufhängung in einer

ersten Ausführungsform,

Figur 2 die Radaufhängung gemäß Figur 1, vom Fahrzeugheck aus betrachtet,
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Figur 3 eine Draufsicht auf eine Radaufhängung in einer zweiten Ausführungsform, deren Rad in Geradeausfahrstellung sowie bei maximalem Radeinschlag gezeigt ist, aus der die Bewegung der oberen Koppel ersichtlich ist,

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Figur 3a eine Darstellung gemäß Figur 3 in kleinerem Maßstab und in Verbindung mit zu den gezeigten Radstellungen entsprechenden Radprojektionen auf eine senkrecht zur Radachse stehende Ebene, zur Veranschaulichung der Verlagerung des oberen ideellen Führungsgelenkes beim Radeinschlag,

Figur 4 eine Darstellung gemäß Figur 3, aus der die Bewegung der unteren Koppel ersichtlich ist,

Figur 4a eine Darstellung entsprechend Figur 3a, zur Veranschaulichung der Verlagerung des unteren ideellen Führungsgelenkes beim Radeinschlag.

In der Zeichnung ist ein lenkbares Rad einer Radaufhängung eines Personenkraftwagens mit 10 bezeichnet. Es ist auf einem mit einem Lenkspurhebel 12 ausgestatteten Radträger 14 gelagert. 16 bezeichnet eine am Lenkspurhebel 12 angelenkte Spurstange einer Lenkeinrichtung des Fahrzeuges.

Rad 10 und Radträger 14 sind mittels oberen und unteren Radführungsgliedern geführt, die jeweils durch ein Lenkerpaar gebildet sind.

Die oberen Lenker sind mit 18 und 20, die unteren Lenker mit 22 und 24 bezeichnet. Ihre aufbauseitigen Gelenke 19, 21 bzw. 23, 25 sowie ihre radträgerseitigen Gelenke 27, 29 bzw. 31, 33 ermöglichen es den Lenkern 18 - 24, bei Einfederungs- und Lenkbewegungen des Rades 10 kardanische Bewegungen auszuführen.

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Die Lenker jedes Lenkerpaares laufen gemäß Figur 1 in Geradeausfahrstellung des Rades gegen den Radträger 14 auf einander zu, wobei zwischen deren radträgerseitigen oberen Gelenken 27, 29 bzw. unteren Gelenken 31, 33 jeweils eine Koppel 26 bzw. 28 liegt, die sich quer zur Winkelhalbierenden 30 bzw. 32 des von dem an der jeweiligen Koppel 26 bzw. 28 angelenkten Lenkerpaares eingeschlossenen Winkels erstreckt. Diese Koppeln 26 und 28 sind in Figur 1 lediglich strichpunktiert eingezeichnet, da die radträgerseitigen Gelenke 27, 29 sowie 31,33 der Lenker 18, 20 bzw. 22, 24 an entsprechenden Schenkeln des Radträgers 14 vorgesehen sind (siehe Figur 2).

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel fällt die Winkelhalbierende 30 zwischen den obeEen Lenkern 18, 20 in Draufsicht mit der Radachse 35 zusammen. Die oberen Lenker 18, 20 können jedoch auch so zur Radachse 35 orientiert sein, daß die Winkelhalbierende 30 bzw. die Symmetrielinie der Lenker zusammen mit der Radachse 35 einen spitzen Winkel definiert, der in Fahrtrichtung Fvor oder hinter der Radachse 35 liegt und sich nach innen öffnet.

Wie Figur 1 zeigt, verläuft die obere Koppel 26 zur Winkelhalbierenden 30 entgegen der Fahrtrichtung F schräg nach hinten innen, während die untere Koppel 28 in Fahrtrichtung schräg nach vorne innen verläuft. Des weiteren ist die untere Koppel 28 kürzer als die obere Koppel 26 ausgelegt und befindet sich gemäß Figur 1 bei dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel in Fahrtrichtung vor der Radachse 35, während die obere Koppel 26 die Radachse kreuzt. Die untere Koppel 28 könnte aber auch hinter der Radachse 35 liegen oder diese kreuzen. Ebenso könnte die obere Koppel 26 seitlich der

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Radachse 35 vorgesehen sein. Schließlich ist die Länge der unteren Lenker 22, 24 größer als diejenigen der oberen Lenker 18, 20, wobei die aufbauseitigen Gelenke 19, 21 der letzteren gemäß Figur 1 einen kleineren seitlichen Abstand von der Radmittenebene a-a haben als die entsprechenden Gelenke 23, 25 der unteren Lenker 22, 24. Selbstverständlich richtet sich die Länge der Lenker, deren Anstellung und gegenseitige Zuordnung im Raum sowie der seitliche Abstand der Koppeln 26, 28 von der Radlängsmittelebene a-a nach der Konzeption der Radaufhängung bzw. danach, wie die Lenkachse im Raum liegen soll. Bei der Radaufhängung gemäß Figur 1 und 2 ist beispielsweise die Lenkeranordnung so getroffen, .daß sich die obere Koppel 26 in einem größeren seitlichen Abstand von der Radlängsmittelebene a-a befindet als die untere Koppel 28.

Die Verbindungslinien 34 und 36 der aufbau- und radträgerseitigen Gelenke 19, 27 bzw. 21, 29 der oberen Lenker 18 und 20 sowie die Verbindungslinien 38 und 40 der entsprechenden Gelenke 23, 31 bzw. 25, 33 der unteren Lenker 22 und 24 schneiden sich bei 42 bzw. 44 weil die einander zugeordneten Lenker sich jeweils in einer gemeinsamen Ebene befinden. Der Schnittpunkt 42 stellt ein ideelles oberes Führungsgelenk (Pol) und der Schnittpunkt 44 ein ideelles unteres Führungsgelenk (Pol) des Radträgers 14 dar. Die Verbindungslinie dieser beiden Führungsgelenke 42 und 44 wiederum bildet die ideelle Lenkachse des Rades 10. Zur besseren Darstellung wurden jedoch in Figur 2 die einander zugeordneten Lenker in der Höhe zueinander versetzt gezeichnet.

Die beiden Schnittpunkte 42 und 44 sind zeichnerisch jedoch nicht darstellbar, sofern die Lenker 18, 20 bzw. 22, 24 der beiden Lenkerpaare einander windschief zugeordnet

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sind. In diesem Falle muß dies auf mathematischem Wege ermittelt werden, wobei gleichfalls jede gewünschte räumliche Lage der ideellen Lenkachse verwirklicht werden kann.

Anhand der Figuren 3 und 3a sowie 4 und 4a wird im folgenden erläutert, wie sich die ideellen, die Lenkachse des Rades bestimmenden Führungsgelenke 42 und 44 des Radträgers 14 beim Radeinschlag zur Erzielung eines gewünschten Radnachlaufes verlagern.

In der Geradeausfahrstellung des Rades 10 befinden sich beide ideellen Führungsgelenke 42 und 44 beispielsweise auf der vom Fahrzeugaufbau abgekehrten Seite der Radlängsmittelebene a-a und, vom Fahrzeugheck aus betrachtet, in einem Abstand S hinter einer die Radachse 35 und den Radaufstandspunkt Rap enthaltenden Vertikalebene b-b, wobei sich die Lenker 18, 20, 22, 24 in der Konstruktionslage im wesentlichen in horizontaler Lage befinden. (Fig. 3a + 4a).

Im Verlaufe eines Radeinschlages verlagern sich die Lenkergelenke 27, 29 der oberen Koppel 26 jeweils entlang einer kreisförmigen Bahnkurve 48 bzw. 50, und die Lenkergelenke 31, 33 der unteren Koppel 28 jeweils entlang einer kreisförmigen Bahnkurve 52 bzw. 54, deren Mittelpunkt durch den Gelenkpunkt der aufbauseitigen Lenkergelenke 19, 21 bzw. 23, 25 bestimmt ist.

Bei einem Radeinschlag verlagern sich die beiden ideellen Führungsgelenke 42 und 44 derart, daß sie sich bei maximal eingeschlagenem, gestrichelt dargestellten Rad in einem Ab-

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stand S' von der Vertikalebene b-b befinden. In dieser Stellung sind sie in Figur 3 und 4 mit 42' bzw. 44' bezeichnet. Dabei ist aus den Figuren 3a und 4a ersichtlich, daß beide ideellen Führungsgelenke, 42', 44' sich während des Radeinschlages so verlagert haben, daß sie, vom Fahrzeugheck aus betrachtet, in einer sich vor der Radachse 35 befindenden Vertikalebene c-c liegen und sich demgemäß um einen Gesamtweg S" entgegen der Fahrtrichtung F verlagert haben. In dieser Stellung der ideellen Führungsgelenke 42 und 44 sind die strichpunktiert angedeuteten Lenker mit 18', 20' bzw. 22', 24' bezeichnet.

Durch die erläuterte, sich beim Radeinschlag vollziehende Verlagerung der ideellen Führungsgelenke 42 und 44 neigt sich die Lenkachse zur Fahrbahnebene in Fahrtrichtung schräg nach vorne unten, wobei sich die Entfernung des die Fahrbahnebene durchstoßenden Punktes vom Radaufstandspunkt bzw. der Nachlaufwinkel der Lenkachse in Abhängigkeit von der Länge der beiden Koppeln 26, 28 und deren gegenseitige Zuordnung zueinander bestimmen läßt.

Um die Erstreckungsrichtung der mit 45 bezeichneten geneigten Lenkachse bei maximal eingeschlagenem Rad 10 darstellen zu können, ist in Figur 3a das in Figur 4a gezeigte verlagerte untere ideelle Führungsgelenk 44' eingezeichnet worden. Dabei ist aus den Figuren 3 und 4 zu erkennen, daß die beiden ideellen Führungsgelenke 42 und 44 bei dieser Ausführungsform der Radaufhängung in der Geradeausfahrstellung des Rades 10 im wesentlichen übereinander liegen und demgemäß die Lenkachse 45 aufrecht steht. 35

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- Leerseite

Claims

■ ' ■ 3509U5 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 15 449/4 Stuttgart-Untertürkheira EPT ro-rak 08. März 1985 Patentansp rüche 10

1. Unabhängige Radaufhängung für lenkbare Räder von Kraftfahrzeugen, mit einem Radträger, der über obere und untere Radführungsglieder mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, von denen das obere durch zwei an Fahrzeugaufbau und Radträger gelenkig angelenkte Einzellenker gebildet ist, die, bezogen auf eine Draufsicht und in Geradeausfahrstellung, gegen den Radträger aufeinander zulaufen und zusammen mit dem unteren Radführungsglied eine ideelle Lenkachse deflnieren und zwischen deren radträgerseitigen Anlenkpunkten eine Koppel liegt, die quer zur Winkelhalbierenden des von den Lenkern eingeschlossenen Winkels liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppel (26) schräg zur Winkelhalbierenden (30) und entgegen der Fahrtrichtung schräg nach hinten innen verläuft.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das untere Radführungsglied durch zwei an Fahrzeugaufbau und Radträger (14) gelenkig angelenkte Einzellenker (22; 24) gebildet ist, die, bezogen auf eine Draufsicht und in Geradeausfahrstellung, gegen den Radträger (14) aufeinander zulaufen und zwischen deren radträgerseitigen Anlenkpunkten (31; 33) eine Koppel (28) liegt, die in Fahrt richtung schräg nach vorne innen verläuft.

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3. Radaufhängung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die untere Koppel (28) kürzer als die obere Koppel

(26) ist.