DE3928134A1 - Federnde aufhaengung fuer ein einzelrad eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine federnde Aufhängung für ein Einzelrad eines Kraftahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Im Kraftfahrzeugbau ist man insbesondere bei Personenfahrzeugen zunehmend bemüht, ohne Vergrößerung der Außenabmessungen des Fahrzeugs den zur Nutzung zur Verfügung stehenden Innenraum - Fahrgastzelle und Kofferraum - zu vergrößern. Es wird daher versucht, u. a. die Radführungsglieder (Lenker), die Federung sowie die Teleskopstoßdämpfer räumlich möglichst so anzuordnen, daß für sie möglichst wenig für den Innenraum nutzbarer Raum benötigt wird. Dabei ist man bestrebt, insbesondere bei sogenannten Kombinationsfahrzeugen, einen möglichst niedrigen ebenen Koffer­ raumboden und eine ungestörte große Durchladebreite zu verwirk­ lichen.

Eine federnde Aufhängung für ein Einzelrad eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, welche u. a. auch dieses Ziel verfolgt, ist bereits aus der DE-OS 32 33 878 bekannt.

Bei dieser bekannten Radaufhängung ist das radseitige Ende des aus einem Teleskopstoßdämpfer und einer diesen umschließenden Schraubenfeder bestehenden Federbein über ein nach Art eines kardanischen Gelenkes ausgebildetes und im Abstand zum Stoßdämpfer­ ende angeordnetes Gummimetallager am Radträger angelenkt, wobei das das kardanische Gummimetallager durchdringende untere Ende des Teleskopstoßdämpfers soweit wie irgend möglich in den zur Verfügung stehenden Freiraum der Radfelge hineinragt.

Durch diese Federbeinanordnung wird erreicht, daß die wirksame Baulänge des Federbeins bzw. des Teleskopstoßdämpfers, d. h. der Abstand zwischen dessen oberer und unterer Anlenkung, trotz vergleichsweise großen Dämpferwegs klein bleibt, so daß der zur Verfügung stehende Bauraum nahezu vollständig für den Koffer­ raum bzw. den Fahrgastraum erhalten bleibt.

Das Federbein dieser bekannten Anordnung ist vergleichsweise stark in Fahrzeugquerrichtung geneigt, so daß es beim Ein- und Ausfedern des Rades große Neigungsänderungen erfährt. Zwar werden die Dämpferkräfte wegen des eingesetzten kardanischen Gummimetallagers trotzdem auch bei den größten räumlichen Schwenk­ bewegungen des Federbeins bzw. des Stoßdämpfers im wesentlichen biegemomenten- und verzwängungsfrei übertragen, doch ändert sich dabei einerseits das Federübersetzungsverhältnis vergleichs­ weise stark und außerdem ergibt sich ein vergleichsweise schlechter Wirkungsgrad des Teleskopstoßdämpfers, insbesondere im beladenen Zustand, wenn das Rad entsprechend weit eingefedert ist.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine federnde Aufhängung für ein Einzelrad eines Kraftfahrzeuges der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die zum einen ermöglicht, einen möglichst niedrigen ebenen Kofferraum­ boden sowie eine möglichst große ungestörte Durchladebreite zu verwirklichen, und die zum anderen trotzdem einen verbesserten Stoßdämpferwirkungsgrad sowie ein mit dem Ein- und Ausfedern des Rades weniger stark veränderbares Federübersetzungsverhältnis besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird die Schrauben- oder Luftfeder des Feder- Dämpfer-Elements also derart bemessen und am Radträger positioniert, daß die beiden Tragteile, d. h. die beiden Federteller, auf denen sich die Feder mit ihren beiden Enden abstützt, jeweils zumindest teilweise innerhalb der Radfelge liegen. Durch dieses "in die Radfelge Hineinlegen" der Schrauben- bzw. Luftfeder kann der von der Feder umschlossene Teleskopstoßdämpfer trotz der erzielten raumsparenden Bauweise in Fahrzeugquerrichtung genauso oder zumindest annähernd genauso steil gestellt werden, wie bei bekannten konventionellen Federbeinachsen (z. B. DE-OS 19 29 217, 24 35 723, 24 47 821) mit seitlich oberhalb des Rades liegender Schraubenfeder, womit einerseits ein entsprechend verbesserter Stoßdämpferwirkungsgrad und andererseits ein beim Ein- und Ausfedern des Rades vergleichsweise wenig stark veränder­ bares Federübersetzungsverhältnis verbunden ist. Außerdem ergibt sich so die Möglichkeit, bei unveränderter Dämpferachse breitere Reifen einzusetzen.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in teilgeschnittener Darstellung

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Radaufhängung in Fahrzeuglängsrichtung gesehen,

Fig. 2 ein lediglich im Detail geändertes zweites Ausführungsbeispiel einer solchen Radaufhängung und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Radaufhängung mit als Federbein ausge­ bildetem Feder-Dämpfer-Element.

In der Zeichnung sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten einer Kfz-Radaufhängung dargestellt, wobei in den Figuren jeweils gleiche Bauelemente gleich beziffert sind.

Die erfindungsgemäße Radaufhängung ist nicht auf einen bestimmten Achstyp beschränkt. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist angenommen, daß sie Teil einer bekannten Verbund- bzw. Koppellenkerachse ist. Grundsätzlich kann sie aber auch Teil z. B. einer bekannten Querlenker-, Doppelquerlenker-, Schräglenker-, Längslenker- oder auch Raumlenkerachse sein.

In allen Fällen ist der den nicht weiter bezifferten Achszapfen des Rades 1 tragende Radträger 6 in üblicher Weise entweder starr oder gelenkig mit den bekannten Radführungsgliedern ver­ bunden. In den Ausführungsbeispielen ist der Radträger 6 mit einem plattenförmig ausgebildeten Teil 61 stirnseitig am freien Ende des nur angedeuteten Längsgliedes (Längslenker) 14 der Verbund- bzw. Koppellenkerachse befestigt.

Der den Achszapfen tragende Radträger 6 ist gleichzeitig als Aufnahme für das Feder-Dämpfer-Element 2 ausgebildet, welches in den Ausführungsbeispielen aus einem Teleskopstoßdämpfer 3 und einer diesen umschließenden Schraubenfeder 4 besteht. Natürlich könnte als Feder statt einer Schraubenfeder auch eine Luftfeder Verwendung finden.

Der Teleskopstoßdämpfer 3, der in Fig. 1 stehend und in den Fig. 2, 3 hängend angeordnet ist, ist mit seinem einen Ende in üblicher Weise am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 5 und mit seinem zur Fahrbahn gerichteten anderen Ende am Radträger 6 angelenkt, wobei dieses Ende tief in den von der Radfelge 7 umschlossenen Raum hineinragt und das radseitige Dämpferlager 15 felgennah zu liegen kommt.

Die Schraubenfeder 4 ist derart bemessen und am Radträger 6 angeordnet, daß die beiden Tragteile, d. h. unterer und oberer Federteller 8, 9 an denen sie sich mit ihren beiden Enden abstützt, jeweils zumindest teilweise innerhalb der Radfelge 7 liegen. Der untere Federteller 8 ist dabei räumlich so angeordnet, daß das untere Federende - wie das fahrbahnseitige Dämpferende - möglichst felgennah zu liegen kommt. Vorzugsweise ist der untere Federteller 8 unmittelbar am Teleskopstoßdämpfer 3 befestigt, so daß er zusammen mit dem Feder-Dämpfer-Element 2 am Radträger 6 montiert wird. Grundsätzlich ist es aber natürlich auch möglich, ihn unmittelbar am Radträger zu befestigen.

Während Schraubenfeder 4 und Teleskopstoßdämpfer 3 des Feder- Dämpfer-Elements 2 in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 als voneinander unabhängige Bauelemente ausgebildet sind, welche getrennt voneinander am Fahrzeugaufbau 5 angelenkt bzw. abgestützt sind, sind sie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 zu einem Federbein zusammengefaßt, bei dem der obere Federteller 9′ der Schraubenfeder 4 am Dämpfer- oder Behälterrohr des hängend angeordneten Teleskopstoßdämpfers 3 befestigt ist und somit mit diesem im aufbauseitigen Federbeinlager 13 am Fahrzeugaufbau 5 abgestützt wird.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 ist der obere Federteller 9 der Schraubenfeder 4 dagegen unmittelbar am Fahr­ zeugaufbau befestigt, wobei er von der Kolbenstange 11 bzw. dem Dämpfer- oder Behälterrohr 12′ des Teleskopstoßdämpfers 3 mit Spiel durchdrungen wird. Die Durchtrittsöffnung 10 des oberen Federtellers 9 ist dabei so zu bemessen, daß der Teleskop- Stoßdämpfer beim Ein- und Ausfedern ungehindert verschwenkt werden kann, und zwar über den ganzen Federbereich, d. h. vom sogenannten unteren Anschlag bis zum sogenannten oberen Anschlag. Dargestellt ist übrigens der voll ausgefederte Zustand (unterer Anschlag). Mit 15′ ist angedeutet, welche Lage das radseitige Dämpferlager bei voll eingefedertem Rad (oberer Anschlag) - relativ zum Fahrzeugaufbau 5 - einnimmt. Die Dämpferlängsachse 21 wird dabei nach 21′ verschwenkt.

Durch die tief liegende und im wesentlichen in der Radfelge 7 liegende Anordnung der Schraubenfeder 4 sowie durch die dadurch ermöglichte vergleichsweise steile Ausrichtung des Teleskopstoß­ dämpfers 3 wird für die Unterbringung und aufbauseitige Anlenkung des Feder-Dämpfer-Elements 2 erkennbar wenig Raum benötigt, so daß der generell zur Verfügung stehende Bauraum im wesentlichen für den Fahrgastinnenraum bzw. den Kofferraum, dessen Boden mit 51 angedeutet ist, zur Verfügung steht.

In den Ausführungsbeispielen ist die Schraubenfeder 4 als Kegel­ feder ausgebildet, wobei das Federende mit dem kleineren Durch­ messer fahrbahnseitig und das Federende mit dem größeren Durch­ messer aufbauseitig angeordnet ist. Durch die Verwendung einer solchen Kegelfeder wird zum einen erreicht, daß das radseitige Dämpferlager 15 besonders nahe zur Radmittenebene gelegt werden kann, wodurch sich Festigkeitsvorteile ergeben, da der wirksame Hebelarm zwischen dem Radmittelpunkt und der radträgerseitigen Befestigung des Feder-Dämpfer-Elements 2 entsprechend verkleinert wird, und zum anderen wird eine ausreichende Bodenfreiheit im Radbereich erzielt.

Wegen der vergleichsweise steilen Ausrichtung des Feder-Dämpfer- Elements 2 arbeitet der Teleskopstoßdämpfer 3 mit gutem Wirkungs­ grad, insbesondere auch im beladenen Zustand. Das Federüber­ setzungsverhältnis ändert sich beim Ein- und Ausfedern des Rades 1 entsprechend wenig, was wegen der damit verbundenen Reduzierung zu übertragender Querkräfte unmittelbar günstige Auswirkungen auf die Beanspruchung und somit auf die Bemessung der verschiedenen Bauelemente der Radaufhängung, wie z. B. der Schraubenfeder 4, der Lager und Gummielemente etc. hat. Eine Verringerung der beim Ein- und Ausfedern auf die Längslenker der Verbund- oder Koppellenkerachse oder einer Längslenkerachse einwirkenden Querkräfte verringert natürlich auch sonst eventuell auftretende Änderungen im Eigenlenkverhalten des Fahrzeuges.

Infolge der tief liegenden Anlenkpunkte des Feder-Dämpfer-Elements 2 am Fahrzeugaufbau 5 können sich auch akustische Vorteile ergeben. Bei konventionellen Federbeinachsen mit vergleichsweise hoch liegenden karosserieseitigen Anlenkpunkten werden Fahrwerks­ schwingungen etc. nahezu unmittelbar in Ohrhöhe der Fahrzeugin­ sassen abgestrahlt; bei der erfindungsgemäßen Radaufhängung liegen die karosserieseitigen Anlenkpunkte dagegen erheblich tiefer und können z. B. unter den Bereichen der hinteren Sitzbank verlegt werden.

Claims (4)

1. Federnde Aufhängung für ein Einzelrad eines Kraftfahrzeuges, mit einem einen Teleskopstoßdämpfer und eine diesen - vorzugs­ weise koaxial - umschließende Schrauben- oder eine Luftfeder enthaltenden Feder-Dämpfer-Element, welches einenends am Fahrzeugaufbau und anderenends am Radträger angelenkt ist, wobei sein radseitiges Ende tief in den von der Radfelge umschlossenen Raum hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben- oder Luftfeder (4) derart bemessen und am Radträger (6) angeordnet ist, daß die sie endseitig abstützenden beiden Tragteile (Federteller 8, 9, 9′) jeweils zumindest teilweise innerhalb der Radfelge (7) liegen.

2. Federnde Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Kegelfeder ausgebildete Schraubenfeder (4) vorgesehen ist, deren kleinster Federdurch­ messer fahrbahnseitig und deren größter Federdurchmesser aufbauseitig angeordnet ist.

3. Federnde Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feder-Dämpfer-Element (2) als Federbein mit am Dämpfer- bzw. Behälterrohr (12′) einerseits und an der Kolbenstange (11′) andererseits befestigten Trag­ teilen (Federtellern 9′, 8) für die Schrauben- oder Luftfeder (4) ausgebildet ist.

4. Federnde Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teleskopstoßdämpfer (3) und Schrauben- oder Luftfeder (4) des Feder-Dämpfer-Elements (2) getrennt voneinander am Fahrzeugaufbau (5) angelenkt bzw. abgestützt sind und daß der Teleskopstoßdämpfer (3) das am Fahrzeugaufbau (5) befestigte Tragteil (oberer Federteller 9) der Schrauben- oder Luftfeder (4) mit Spiel durchdringt.