DE4021157A1 - Einzelradaufhaengung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Einzelradaufhängungen dieser Art sind beispielsweise bekannt aus der DE-OS 29 18 402, DE-OS 29 31 660 oder der DE-PS 31 36 016.

Bei diesen bekannten Einzelradaufhängungen ist der quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnete Drehstabstabilisator wie üblich als U-Form-Stabilisator ausgebildet, d. h. seine beiden Enden sind zu Hebelarmen abgewinkelt und zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet.

Bei einer dieser bekannten Einzelradaufhängungen (DE-PS 31 36 016) ist der quer verlaufende tordierbare Mittelteil des Stabilisators dabei in üblicher Weise in be­ abstandeten Lagern um seine Längsachse drehbar am Fahrzeugaufbau angelenkt. Bei den beiden anderen bekannten Einzelradaufhängungen ist der quer verlaufende Mittelteil des U-Form-Stabilisators dagegen freihängend angeordnet; dafür greifen die Stabilisatorenden bei diesen beiden Radaufhängungen jeweils in zwei beabstan­ deten Koppelpunkten an den zugeordneten schwenkbaren Lenkern an. In einem der beiden Fälle (DE-OS 29 31 660) ist dabei am abgeflachten äußersten freien Ende des abgewinkelten Stabilisatorarms jeweils ein mit einer gummielastischen Buchse ausgekleidetes Auge eingeformt und mittels eines etwa vertikal verlaufenden Schraubbolzens am schwenkbaren Lenker angeschraubt. Die beabstandete zweite Ankopplung dieses Armes am Lenker erfolgt im Übergangsbereich zum Mittelteil des Stabilisators. Dazu ist am Lenker nach Art einer Schwinge ein etwa in Fahr­ zeugquerrichtung frei schwenkbares Glied befestigt, an dessen freiem Ende der Stabilisatorarm unter Zwischenschaltung eines gummielastischen Elementes gela­ gert ist.

Bei der anderen bekannten Einzelradaufhängung (DE-OS 29 18 402) sind die beiden abgewinkelten Stabilisatorarme jeweils mit ihren freien Enden in üblicher Weise an den schwenkbaren radführenden Lenkern angelenkt. Der zu tordierende Mittelteil des Stabilisators ist seinerseits jeweils im Übergangsbereich zu den abgewinkelten Stabilisatorarmen im Drehlager einer am schwenkbaren Lenker angelenkten Koppel­ stange o. ä. gelagert, durch welche der Mittelteil beim Verschwenken des Lenkers im Bereich dieses Drehlagers zu einer der Hubbewegung seines am Lenker angekop­ pelten Stabilisatorarms zumindest teilweise entgegengesetzten Hubbewegung ge­ zwungen wird.

Beide diese Stabilisatoranordnungen sind vergleichsweise materialaufwendig und schwer, wobei jeweils nur ein Teil des eingesetzten Stabilisatormaterials wirklich zur Erzielung der Stabilisatorwirkung herangezogen wird. Auch der Aufwand für die Anlenkung des Stabilisators am Lenker ist vergleichsweise hoch. Es werden je­ weils zwei zum Teil aufwendigere Lager mit gummielastischen Elementen benötigt, so daß nicht nur ein vergleichsweise hoher Materialaufwand vorliegt, sondern gleichzeitig auch ein erheblicher Montageaufwand betrieben werden muß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einzelradaufhängung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die vergleichswei­ se leicht und kompakt in ihre Bauform und darüber hinaus vergleichsweise einfach zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird also ein schenkelloser Drehstabilisator eingesetzt, dessen freie Enden über ein winkelausgleichendes und z. B. nach Art eines gummielastisch ausgebuchsten Augengelenks ausgebildetes, drehmomentenübertragendes Lager mit den schwenkbaren Lenkern verbunden sind.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfin­ dung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in prinzipienhafter Darstellung

Fig. 1 die Draufsicht einer Kfz-Achse mit Einzelradaufhängung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2a eine entsprechende Teildraufsicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2b die Seitenansicht dieser Radaufhängung und

Fig. 3a, 3b die Hauptansicht sowie eine Schnittdarstellung eines zur Ankopplung des Drehstabstabilisators eingesetzten Lagers.

In der Zeichnung sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauelemente und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung darge­ stellt.

Fig. 1 zeigt die Radaufhängung einer Achse eines Personenkraftwagens, und zwar einer nicht angetriebenen Hinterachse, bei der die Räder 1 jeweils einzeln über einen radführenden Dreiecklenker mit beabstandeten aufbauseitigen Lagern 11 schwenkbar am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt sind, wobei die mit 3 bezifferte Schwenkachse der Lenker jeweils schräg zur Fahrzeuglängs­ achse ausgerichtet ist.

Statt unmittelbar am Fahrzeugaufbau können die beiden Lenker 2 auch an einem Hilfsrahmen o. ä. angelenkt sein, der seinerseits, vorzugsweise unter Zwischen­ schaltung gummielastischer Elemente am Fahrzeugaufbau befestigt ist.

Zur Stabilisierung des Fahrzeugs ist ein sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstrec­ kender Drehstabstabilisator 4 vorgesehen. Dieser ist schenkellos ausgebildet, be­ sitzt also keine abgewinkelte Arme wie sonst - in Verbindung mit Quer- oder Schräglenkern - allgemein üblich.

Der Drehstabstabilisator ist freihängend angeordnet und mit seinen beiden Enden 4a, 4b mit den diesen benachbarten radführenden Lenkern 2 bzw. mit starr dar­ an befestigten auslegerartigen Teilen 5 jeweils über nur eine speziell ausgebildete winkelausgleichende Lageranordnung 6 drehmomentenübertragend gekoppelt, so daß also der Drehstabilisator 4 bei nicht gleichsinnigem und nicht gleichgroßem Ein- bzw. Ausfedern der Räder 1 durch die dann an seinen beiden Enden angreifen­ den Drehmomente um seine Längsachse tordiert wird.

Vorzugsweise sind die beiden Lageranordnungen 6 nach Art eines sogenannten Au­ gengelenkes ausgebildet, wie es in den Fig. 3a und 3b beispielhaft dargestellt ist. Ein solches Augengelenk besteht aus einer starr am Stabilisatorende befestig­ ten Hülse 7 und einem die Hülse 7 längs durchgreifenden Bolzen 8, der einerseits starr am Lenker 2 bzw. am auslegerartigen Teil 5 des Lenkers befestigt ist, wobei zwischen Hülse 7 und Bolzen 8 ein beide verbindender gummielastischer Ring 9 an­ geordnet ist.

Der Bolzen 8 ist dabei räumlich derart ausgerichtet, daß er in einer zumindest an­ nähernd in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Vertikalebene liegt, in der in Fig. 1 dargestellten Draufsicht der Radaufhängung könnte er sich also z. B. parallel zur Fahrzeuglängsachse erstrecken, vertikal ausgerichtet sein oder eine Lage zwischen diesen beiden Stellungen einnehmen.

Wenn der radführende Lenker 2 beim Ein- und Ausfedern des Rades 1 um seine Drehachse 3 verschwenkt wid, dann wird auch die mit diesem zusammenwirkende Lageranordnung 6 verschwenkt. Sie beschreibt dabei einen Kreisbogen mit der Drehachse 3 als Mittelpunkt. Der mit der Lageranordnung 6 gekoppelte Drehstab­ stabilisator 4 wird räumlich in entsprechender Weise verlagert.

Die räumliche Bewegung der Lageranordnung 6 beim Verschwenken des radführen­ den Lenkers 2 kann fiktiv in verschiedene translatorische und rotatorische Bewe­ gungen zerlegt werden, u. a. auch in eine Drehbewegung um die Fahrzeugquerachse. Die Lageranordnung 6 ist nun derart winkelausgleichend ausgebildet und bemessen, daß sie die verschiedenen translatorischen und rotatorischen Bewegungen weitge­ hend ausgleicht und nur die Drehbewegungen um die Fahrzeugquerachse direkt in den Drehstabstabilisator 4 einleitet. Beim Ein- und Ausfedern der Räder 1 wird der Drehstabstabilisator 4 daher - wenn die Räder nicht gerade gleichsinnig und gleichstark ein- bzw. ausfedern - einen Stabilisatoreffekt erzeugend tordiert; an­ sonsten bleibt er dabei zumindest weitgehend verzwängungsfrei.

Wenn als Lageranordnung 6 ein Augengelenk nach Fig. 3a, 3b mit äußerer Hülse 7, innerem Bolzen 8 und dazwischen angeordnetem gummielastischen Ring 9 vorge­ sehen ist, dann wird der gummielastische Ring 9 aus diesem Grunde derart ausge­ bildet und bemessen, daß seine Steifigkeitskennung einerseits bezüglich um seine Längsachse X und/oder seine Hochachse Z wirkender Drehkräfte sowie bezüglich quer zur Längs- und Hochachse X bzw. Z wirkender Schubkräfte vergleichweise weich und andererseits bezüglich um seine quer zur Längs- und Hochachse X bzw. Z verlaufende Raumachse Y wirkender Drehkräfte vergleichsweise hart ist. Die unterschiedliche Steifigkeit für die verschiedenartigen Krafteinwirkungen kann durch entsprechende Anordnung und Bemessung von Ausnehmungen im gummiela­ stischen Ring 9 des Augengelenks realisiert werden. In Fig. 3a sind solche Aus­ nehmungen mit 10 beziffert.

Grundsätzlich wäre es auch denkbar, die Lageranordnungen 6 als Kreuz- oder Kar­ dangelenke o. ä. auszubilden, vorzugsweise aber als solche, die auch zumindest ge­ wisse Schiebebewegungen ausgleichen können. Im Vergleich zu den in den Ausfüh­ rungsbeispielen eingesetzten Augengelenken wären solche Kreuzgelenke o. ä. je­ doch vergleichsweise aufwendig und teuer.

Die räumliche Lage des Drehstabstabilisators 4 hängt von den jeweiligen räumli­ chen Gegebenheiten ab und natürlich auch davon, wie groß der erzeugte Stabili­ satoreffekt sein soll, dessen Größe u. a. je auch von der Länge sowie dem Quer­ schnitt des Stabilisators abhängt.

In Fig. 1 sind neben der voll ausgezogenen Anordnung zwei weitere denkbare räum­ liche Lagen des quer verlaufenden Drehstabstabilisators angedeutet. Bei einer strichpunktiert angedeuteten ersten Variante sind die beiden Enden des Drehstabstabilisators 4′ an auslegerartigen Hebeln 5′ angelenkt, die jeweils im Be­ reich des außenliegenden aufbauseitigen Lenkerlagers am Lenker 2 befestigt sind. Bei dieser Anordnung ist der Drehstabstabilisator vergleichsweise lang, so daß - gleichen Stabilisatorquerschnitt vorausgesetzt - eine relativ weiche Stabilisator­ wirkung erzielt wird.

Bei einer gestrichelt angedeuteten zweiten Variante sind die beiden Enden des Drehstabilisators 4′′ an auslegerartigen Fortsätzen 5′′ befestigt, die im Bereich der innenliegenden aufbauseitigen Lager an den Lenkern 2 befestigt sind. Bei die­ sem Ausführungsbeispiel ist der Drehstabstabilisator vergleichsweise kurz.

Die Erfindung ist nicht auf Schräglenkerachsen mit einstückigen Dreiecklenkern beschränkt und auch nicht auf solche Anordnungen, bei denen die Drehachsen der Schräglenker jeweils von außen vorn nach innen hinten verlaufen, wie dies im Aus­ führungsbeispiel der Fig. 1 der Fall ist. Sie ist auch anwendbar bei Anordnungen mit von vorn innen nach hinten außen verlaufenden Drehachsen oder bei Schräg­ lenker-Anordnungen nach Art von sogenannten Mehrlenker-Achsen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2a, 2b ist eine derartige Einzelradauf­ hängung dargestellt, wobei in der Draufsicht der Fig. 2a lediglich die Radaufhän­ gung der einen Fahrzeugseite gezeigt ist. Bei dieser Anordnung besteht der Schräg­ lenker aus zwei separaten Einzellenkern 2a und 2b, die einenends am nicht weiter dargestellten Radträger bzw. Achszapfen des Rades 1 angreifen und anderenends in beabstandeten aufbauseitigen Lagern 11a, 11b schwenkbar am ebenfalls nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt sind. Die Drehachse 3 dieser Mehr­ lenker-Anordnung 2a, 2b verläuft schräg zur Fahrzeuglängsachse, nämlich von vorn innen nach hinten außen, wobei die Drehachse in der Konstruktionslage durch­ stellt, sondern auch gegen die Horizontale geneigt sein kann, was im übrigen auch für die Anordnung der Fig. 1 gilt.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2a greift der quer zur Fahrzeuglängsrichtung frei­ hängend angeordnete Drehstabstabilisator 4 wieder an einem auslegerartigen Fort­ satz 5 an, der im Bereich des aufbauseitigen Lenkers 11b am Lenker 2b befestigt ist. Die Lageranordnung 6 ist wiederum vorzugsweise als Augengelenk gemäß den Fig. 3a, 3b ausgebildet.

Claims (3)

1. Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit einander gegenüberliegenden rad­ führenden Lenkern (2) mit schräg zur Fahrzeuglängsachs verlaufenden aufbau­ seitigen Schwenkachsen (3) sowie mit einem quer zur Fahrzeuglängsachse frei­ hängend angeordneten Drehstabstabilisator (4), dessen beiden Enden (4a, 4b), vorzugsweise unter Zwischenschaltung gummielastischer Elemente, derart an die radführenden Lenker (2, 2a, 2b) bzw. Teile (5) davon angekoppelt sind, daß der Drehstabstabilisator (4) bei nicht gleichsinnigem und nicht gleichgroßem Ein- bzw. Ausfedern der Räder (1) um seine Längsachse tordiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstabstabilisator (4) schenkellos, d. h. ohne abgewinkelte Arme, ausgebildet ist, daß seine beiden Enden (4a, 4b) mit den ihnen benachbarten radführenden Len­ kern (2) jeweils über nur eine Lageranordnung (6) gekoppelt sind, und daß die Lageranordnungen (6) als winkelausgleichende und drehmomentenüber­ tragende Lager ausgebildet sind.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Enden (4a, 4b) des Drehstabstabilisators (4) mit den Lenkern (2, 2a, 2b) koppelnden Lageranordnungen (6) nach Art ei­ nes Augengelenkes jeweils aus einer starr am Stabilisatorende (4a bzw. 4b) be­ festigten Hülse (7) o. ä., einem die Hülse (7) längs durchgreifenden und am Len­ ker (2) bzw. Teilen (5) davon starr befestigten Bolzen (8) sowie einem zwischen Hülsen (7) und Bolzen (8) angeordneten gummielastischen Ring (9) besteht, wobei der Bolzen (8) in einer zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen­ den Vertikalebene liegt und der gummielastische Ring (9) derart ausgebildet und bemessen ist - vorzugsweise durch entsprechende Ausnehmungen (10) -, daß sei­ ne Steifigkeitskennung einerseits bezüglich um seine Längsachse (X) und/oder seine Hochachse (Z) wirkender Drehkräfte sowie bezüglich quer zur Längs- und Hochachse (X bzw. Z) wirkender Schubkräfte vergleichsweis weich und ande­ rerseits bezüglich um seine quer zur Längs- und Hochachse (X und Z) verlau­ fende Raumachse (Y) wirkender Drehkräfte vergleichsweise hart ist.

3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Enden (4a, 4b) des Drehstabstabilisators (4) mit den Lenkern (2, 2a, 2b) koppelnden Lageranordnungen (6) als Kreuz- oder Kardangelenke o. ä. ausgebildet sind, vorzugsweise als solche, die auch zumindest gewisse Schiebebewegungen ausgleichen können.