DE4022613A1 - Einzelradaufhaengung fuer nichtgelenkte raeder von fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Fahrzeugen, insbesondere für Hinterräder von PKW bzw. für Räder von einachsigen Anhängern mit am Rahmen gelagerten Längs- oder Schräglenkern, wobei diese elastische Lagerstellen aufweisen.

Bekannt ist gemäß DD 231 318 eine Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Fahrzeugen, welche zum Inhalt hat, die Lenkerlager an den Achsenenden mit einer deutlichen richtungsabhängigen Elastizität so anzuordnen, daß eine Übersteuerung unterbleibt.

Diese Lösung ist jedoch mit einer durchgehenden Lenkerlagerachse, also mit einer vom äußeren zum inneren Lenkerlager reichenden Achse versehen bzw. ausgestattet und somit vorwiegend für einarmige Lenker geeignet.

Des weiteren ist eine technische Lösung nach DE-OS 22 56 358 bekannt, welche vorsieht, daß der radnahe Lenkerarm aus einer Blattfeder besteht.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß der Anschlag dieser Blattfeder mit einem relativ hohen Spannungsaufbau an einem radführenden Bauteil, insbesondere bei Kurvenfahrt auftretend, verbunden ist.

Weiterhin ist eine Radaufhängung nach DE-PS 12 26 432 bekannt, in welcher die Schublenker als Schräglenker ausgeführt sind und zwar so, daß diese die Schwingungsebene der Pendelhalbachsen mit Bezug auf das vom Schublenker abgestützte Rad auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite schneiden. Somit ist eine geringe Spuränderung beim Durchfedern der Räder zu erreichen und die Pendelhalbachsen sind unbelastet.

Vorteilhafterweise ist der Schublenker im radnahen Lager in einem Kugelgelenk und im radentfernten Lager in einer elastischen Lagerhülse mit verhältnismäßig radial großer Stärke gelagert. Daraus ist eindeutig ersichtlich, daß das kinematische Verhalten des Rades gegenüber Längsstößen verbessert werden soll, jedoch keineswegs das Eigenlenkverhalten bei Einwirkung von Seitenkraft, denn das innere, radfernere, weichere Lager läßt bei Kurvenfahrt und somit durch die einwirkende Seitenkraft beim kurvenäußeren Rad eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur zu und ruft dadurch den unerwünschten Übersteuerungseffekt hervor.

Eine weitere technische Lösung ist aus der DE-PS 22 00 351 bekannt, bei welcher die elastischen Elemente zwischen dem Radführungsglied (unterer Lenker) und dem Radträger derart angeordnet sind, daß der Radlenkpol und zwar in bezug auf die Fahrtrichtung - hinter der Raddrehachse und außerhalb der Spurweite liegend - seine Lage einnimmt, damit das Rad unter der Einwirkung von Kräften nicht oder nur in Richtung Vorspur verstellbar ist, wobei die elastischen Elemente unterschiedliche Härte aufweisen. Eine solche Anordnung des ideellen Radlenkpols ist bei der Verwendung einer in der Radschüssel angeordneten Bremsscheibe nur mit einem relativ großen Bauaufwand realisierbar und somit auch das Eigenlenkverhalten.

In der DE-OS 35 14 788 ist eine technische Lösung dargestellt, welche ebenfalls zum Inhalt hat, ein positives Eigenlenkverhalten von ungelenkten Hinterrädern zu erreichen. Dabei ist der aus zwei oberen und unteren Lenkerarmen gebildete Doppelquerlenker an einem Radträger angelenkt und bildet eine elastokinematische Drehachse mit einem ideellen Radlenkpol, welcher in Fahrtrichtung hinter der Raddrehachse und außerhalb der Spurweite liegt. Hierzu sind die beiden unteren Lenkerarme so ausgebildet, daß sie ein Koppelviereck ergeben und der in Fahrtrichtung vorn liegende Lenkerarm ist in einem nachgiebigen Steuerlager so abgestützt, daß unter der Einwirkung von Brems- und/oder Seitenkräften eine Radverstellung nur in Richtung Vorspur gegeben ist. Bei dieser Lösung ist zwar die Möglichkeit der Anordnung einer Bremsscheibe in der Radschlüssel gegeben, aber zur Realisierung ist ein relativ großer Bauaufwand vonnöten.

Ziel der Erfindung ist es, eine Verdrehung des kurvenäußeren Rades in Richtung Untersteuerung und die Seitenkraftverteilung zwischen den beiden Rädern einer nichtgelenkten Achse in noch höherem Maße zu verbessern, die Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Übersteuerungsbeitrag aus der Elastizität von gezogenen Schräg- und Längslenkerachsen bei Kurvenfahrt in eine Untersteuerungstendenz umzuwandeln, dabei soll sich die Radebene sowohl bei einer Seitenkraft von außen als auch bei einer Seitenkraft von innen in Richtung Vorspur zumindest am kurvenäußeren Rad verdrehen. Die Seitenkraftaufnahme des kurvenäußeren Rades und somit die zulässige Querbeschleunigung sind zu erhöhen. Der Gütegrad der Seitenkraftverteilung ist zu verbessern. Des weiteren ist der für Schräglenkerachsen günstige Vorsprur- und Sturzverlauf über den Federweg zu nutzen, ohne jedoch eine zusätzliche Koppel anzuwenden und ohne den Nachteil der im allgemeinen damit verbundenen Spurweitenänderung hinnehmen zu müssen. Insgesamt soll durch die bessere Seitenkraftverteilung ein immer annähernd gleicher Reibbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn an beiden Rädern in Anspruch genommen und somit ein günstiger Rollwiderstand und Reifenverschleiß erzielt werden. Die Beanspruchung der Fahrwerkteile soll durch Verringerung des Spurweitenänderung herabgesetzt werden und die von der Hinterachse ausgehenden Schlingerbewegungen bei Kurvenfahrt sind zu vermeiden. Darüber hinaus soll der Ausgleich von Fertigungsabweichungen bei der Vorspur durch Einstellung möglich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Lenkerlager pfeilförmig gestaltet sind, wobei die Pfeilform des äußeren Lenkerlagers in Fahrtrichtung und die des inneren Lenkerlagers entgegen der Fahrtrichtung gerichtet ist. Die mit den Lenkerarm-Enden fest verbundenen Halbschalen sind pfeilförmig gebogen und zwischen halbschalenförmigen Bügeln und am Fahrzeug-Aufbauboden angebrachten Halbschalen gespannt. Die halbschalenförmigen Bügel sind ebenso wie die aufbauseitigen Halbschalen in ihrer Form der Pfeilform der Lenkerarmhalbschalen angepaßt. Vergleichbar ist die Pfeilform des äußeren Lenkerlagers mit der äußeren Form der Mantelflächen zweier halber Kreis-Kegelstümpfe, die mit ihren Grundflächen aneinanderliegen, während das Zusammenfügen der beiden halben Kegelstümpfe an ihren Kegelstumpfflächen die äußere Form des inneren Lenkerlagers ergibt. Sowohl zwischen den mit den Lenkerarm-Enden verbundenen Halbschalen und den halbschalenförmigen Bügeln als auch den am Fahrzeugaufbauboden befestigten Halbschalen sind elastische Elemente unterschiedlicher Abmessungen und oder Shore-Härte angebracht, wobei die Pfeilspitzen der Lenkerarm-Halbschalen stets auf das jeweils elastisch nachgiebigere Element treffen, welches sowohl zug- (schub-) als auch druckbeansprucht ist, während die elastischen Elemente, die entgegen den Pfeilspitzen - beim äußeren Lenkerlager zwischen Lenkerarm-Halbschale und halbschalenförmigen Bügel, beim inneren Lenkerlager zwischen Lenkerarm-Halbschale und aufbauseitiger Halbschale - vorwiegend nur in Schubrichtung elastisch ausgebildet sind. Das heißt, sie sind so auszubilden, daß sie nur die beim Ein- und Ausfedern auftretenden Schubdeformationen gut aufnehmen, sie sind demzufolge flächig breiter und weniger dick ausgelegt gegenüber den elastisch nachgiebigeren Elementen. Bei Schräglenkerachsen ist es günstiger, wenn die Halbschalen die Form von Schraubenflächen besitzen. Die Schraubenflächenformen müssen sowohl die halbschalenförmigen Bügel als auch die Lenkerarm-Halbschalen und die aufbauseitigen Halbschalen aufweisen. Dabei müssen die Schraubenflächen die gleiche Steigung haben und so angeordnet sein, daß die Spurweitenänderung gemindert wird. Darüber hinaus lassen sich mittels in ihrer Länge abgestuften Distanzstücken zwischen den Auflageflächen am Fahrzeugaufbau und den halbschalenförmigen Bügeln Spurkorrekturen vornehmen, zum anderen ist von der Höhe der Distanzstücke die Vorspannung im jeweiligen Lenkerlager abhängig.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1: Schräglenker-Radaufhängung vom Hinterrad in Draufsicht

Fig. 2: Schräglenker-Radaufhängung gemäß Fig. 1 unter Wirkung einer Seitenkraft von außen

Fig. 3: Schräglenker-Radaufhängung gemäß Fig. 1 unter Wirkung einer Seitenkraft von innen

Fig. 4: Darstellung eines äußeren Lenkerlagers

Fig. 5: Darstellung eines inneren Lenkerlagers

Aus Fig. 1 ist die Pfeilform der Lenkerlager 3.1; 3.2 erkennbar. Der Pfeil ist außen in Fahrtrichtung F nach vorn und innen nach hinten gerichtet. Der Lenker 1 ist mit den halbschalenförmigen Bügeln 2a; 2b am Aufbau 3 befestigt und andererseits mit dem Rad 9. Am äußeren Lenkerlager 3.1 ist zwischen der lenkerseitigen Halbschale 4a und dem halbschalenförmigen Bügel 2a eine vorwiegend nur in Schubrichtung verformbare elastische Zwischenlage 5a und zwischen lenkerseitiger Halbschale 4a und aufbauseitiger Halbschale 3a ein in Schub- und Druckrichtung verformbare Zwischenlage 6a angeordnet. Am inneren Lenkerlager 3.2 befindet sich die vorwiegend nur in Schubrichtung verformbare Zwischenlage 5b zwischen der lenkerseitigen Halbschale 4b und der aufbauseitigen Halbschale 3b. Zwischen lenkerseitiger Halbschale 4b und halbschalenförmigen Bügel 2b befindet sich eine in Schub- und Druckrichtung verformbare Zwischenlage 6b.

In Fig. 2 ist die Wirkung dieser Lagerung bei einer Seitenkraft F_Sa von außen und in Fig. 3 bei einer Seitenkraft F_Si von innen dargestellt. In beiden Fällen verdreht sich die Radebene mit dem Lenker in Richtung Vorspur jeweils um den Winkel a bzw. i.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine äußere Lagerstelle 3.1. Die Spuren auf den Schalen entsprechen den oben beschriebenen Schraubenlinien, was auch in für Fig. 5 als Beispiel für ein inneres Lager 3.2 gilt, obwohl es dort nicht gezeigt ist. Die Zwischenlagen 5a und 5b müssen soweit um die lenkerseitigen Halbschalen 4a; 4b herumgelegt sein, daß der Lenker 1 auch in vertikaler Richtung ausreichend geführt ist. Der Mittelpunkt der Halbschalen 4a; 4b bildet auch annähernd die Lenkerdrehachse. Die Lagerbefestigung gemäß der Fig. 4 und 5 weist Distanzstücke 7 und 8 auf. Die Vorspannung im Lager 3.1; 3.2 ist von der Höhe dieser Distanzstücke 7; 8 abhängig. Bei Änderung der Vorspannung ändert sich die Lage des Lenkers 1, da sowohl die Zwischenlagen 5a und 6a als auch die Zwischenlagen 5b und 6b unterschiedlich steif sind. Durch kürzere Distanzstücke 7 am äußeren Lager 3.1 läßt sich die Radebene in Richtung Vorspur und durch kürzere Distanzstücke 8 am inneren Lager 3.2 in Richtung Nachspur verstellen. In den Grenzen der zulässigen Vorspannung läßt sich so die Vorspur der Achse einstellen.

Claims (5)

1. Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Fahrzeugen, insbesondere für Hinterräder von PKW bzw. für Räder von einachsigen Anhängern mit am Rahmen gelagerten Längs- oder Schräglenkern, wobei diese elastische Lagerstelle aufweisen, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Lenkerlager (3.1; 3.2) pfeilförmig gestaltet sind, wobei die Pfeilform des äußeren Lenkerlagers (3.1) in Fahrtrichtung (F) und die des inneren Lenkerlagers (3.2) entgegen der Fahrtrichtung (F) gerichtet ist.

2. Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Fahrzeugen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß jeweils die Pfeilspitze der lenkerseitigen Halbschalen (4a; 4b) auf die in Schub- und Druckrichtung verformbaren elastischen Elemente (6a; 6b) trifft, während die vorwiegend in Schubrichtung verformbaren elastischen Elemente (5a; 5b) zwischen der lenkerseitigen Halbschale (4a) und dem halbschalenförmigen Bügel (2a) des äußeren Lenkerlagers (3.1) und zwischen der lenkerseitigen Halbschale (4b) und der aufbauseitigen Halbschale (3b) des inneren Lenkerlagers (3.2) angeordnet sind.

3. Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Fahrzeugen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die halbschalenförmigen Bügel (2a; 2b) ebenso wie die aufbauseitigen Halbschalen (3a; 3b) der jeweiligen Pfeilform der lenkerseitigen Halbschalen (4a; 4b) angepaßt sind.

4. Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Fahrzeugen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Schräglenkern die Halbschalen die Form von Ausschnitten aus Schraubenflächen besitzen.

5. Einzelradaufhängung für nichtgelenkte Räder von Fahrzeugen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den Auflageflächen am Aufbau (3) und den halbschalenförmigen Bügeln (2a; 2b) längenabstufbare Distanzstücke (7; 8) angebracht sind.