DE4242708C1 - Einzelradaufhängung für ein lenkbares Rad an einem Nutzfahrzeug, insbesondere Omnibus - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einzelradaufhängung für ein lenkbares Rad an einem Nutzfahr­ zeug ist nach der DE 37 18 137 C2 bekannt. Durch diese Einzelanlenkung jedes Querlenkers am Achsschenkelträger ist in vorteilhafter Weise eine Schrägstellung der achsschenkelträgerseitigen und fahrzeugrahmenseitigen Querlenkeraufnah­ men möglich. Es wird solcherart eine exakte Achsführung bei auftretenden Längskräften am Rad erzielt, wie auch geringe Lenkerlager-Verdrehwinkel durch die jetzt bestimmenden diagonalen Lenkerlängen. Die höhenversetzte Anord­ nung der Lenker ist nach der DE 26 14 285 B2 im Zusammenhang mit der Vermei­ dung von Kollisionen der Gelenke untereinander bei Radanschlägen bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einzelradaufhängung der ein­ gangs genannten Art, vor allem in Hinblick auf geringes Bauvolumen sowie auf die Beeinflussung des Fahrverhaltens, zu verbessern.

Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht.

Aus Gründen der inneren Reibung bei Lenkungsbetätigungen sowie bei der Ein-/Ausfederung durch die Fe­ derkraftübertragung hat sich im Nutzfahrzeugbau für Doppelquerlenker- Vorderachsen die nicht mit dem Rad einschlagende Koppel gehalten. Der Radein­ schlag findet also zwischen der gefederten an Querlenkern geführten Koppel bzw. Achsschenkelträger und dem Achsschenkel um die Achsschenkel- Schwenkachsachse (A-S) statt. Die Querlenker sind darin üblicherweise als ge­ schlossene Dreieckslenker mit zur Fahrzeuglängsachse parallelen Bewegungsach­ sen ausgebildet. Erfindungsgemäß erfolgt eine Auflösung der Querlenker in zu­ einander in der Höhe versetzte Einzelquerlenker und damit frei wählbare Wirkli­ nienschnittpunkte "U" und "O" mit der Lenker-Polachse (CS). Damit ist auch eine Schrägstellung der Lenker-Anschraubebenen - jeweils lotrecht zu den Lenkermit­ tellinien - möglich. Ferner ist hiermit durch bauliche Konzentration der koppelsei­ tigen Lenkerlager mehr Spielraum für den Radeinschlag erzielbar. Durch die An­ ordnung der Wirklinienschnittpunkte "U" und "O" mit dem Achsschenkelschwenkachs-Durchstoßpunkt "S" auf einer gemeinsamen Geraden werden bei Längs- und Querkräften am Radaufstandspunkt Kippmomente auf die Koppel vermieden, wobei das Moment aus dem Längskrafthebelarm zwi­ schen dem Radaufstandspunkt "P" und "S" von der Lenkgeometrie aufgenom­ men wird. Durch die Bestimmung der Lenker-Polachse als Gerade und als Schnitt­ achse aller Lenkerachsen soll die Geometrie der Lenkung stabil bleiben, d. h. beim Aus- und Einfedern sollen keine Wanderungen der radträgerseitigen Anlenk­ punkte in Längsrichtung erfolgen. Indem die Lenker mit zunehmenden Abstand vom Boden verkürzt ausgebildet werden, wird eine lineare Radial- Beschleunigungsverteilung bei Ein-/Ausfederungen erzielt, vorzugsweise ohne Querbeschleunigung am Boden, d. h. BO = 0.

Durch die Berücksichtigung der Radialbeschleunigung - deren Definition sich aus der technischen Mechanik als allgemeingültiger Zusammenhang ergibt - sind bei einer angenommenen Vertikalbewegungs-Geschwindigkeit A (A² = Bi×Ri) die Lenkerlängen so aufeinander abstimmbar, daß auch bei größeren Einfederungen die Lenkgeometrie erhalten bleibt und die Spurveränderung minimiert werden kann.

Nur eine lineare Beschleunigungsverteilung für die koppelseitigen Lenkergelenk­ punkte in der Längsprojektion gewährleistet eine kinematische Verträglichkeit in der Längsprojektion ohne eine Auswanderung der koppelseitigen Lenkergelenk­ punkte in Längsrichtung.

Eine solche lineare Beschleunigungsverteilung wird erreicht, wenn für die in der Längsprojektion parallelen Lenker, deren Längenkomponenten "Ri" so aufeinan­ der abgestimmt sind, daß die über diese und mit einem einheitlichen Umfangs- Geschwindigkeitsvektor "A" aufgespannten rechtwinkeligen Dreiecke zu Be­ schleunigungsvektoren "Bi" führen, die zueinander in einem linearen Längenver­ hältnis stehen.

(aus "Kreisbeschleunigung = (Umfangsgeschwindigkeit)²/Radius"
(Bi = (A)²/Ri)).

In vorteilhafter Weise wird durch die erfinderische Anordnung eine bauliche Konzentration der koppelseitigen Lenkerlager auf die Lenker-Polachse hin mit mehr Spiel­ raum für den Radeinschlag erzielt, wie auch eine Vermeidung von Viergelenk- Verschiebungen aus Störmomenten wie der Achsschenkel-Schwenkreibung beim Lenken.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemazeichnung einer Einzelradaufhängung in der Vorderan­ sicht,

Fig. 2 eine Schemazeichnung als Projektion in der Draufsicht.

Das in der Fig. 1 mit 1 bezeichnete lenkbare Rad eines Nutzfahrzeuges, insbeson­ dere Omnibusses, ist mit seinem Felgenkörper 2 über mehrere Kugel- bzw. Wälz­ lager 3 auf der Nabe 4 eines Achsschenkels 5 drehbar gelagert. Die Einzelradauf­ hängung für dieses Rad 1 ist durch eine Doppeltrapez-Querlenkerkonstruktion gebildet, bei der je zwei unter einem bestimmten Winkel zueinander stehende Einzelquerlenker 6, 7 bzw. 8, 9 jeweils gelenkig einenendes an einem Achsschen­ kelträger 10 und anderenendes über weiter hinten befindliche, nicht mehr be­ schriebene Lagerböcke am Fahrzeugrahmen angeschlossen sind. Die oberhalb der Achsenmitte 12 angeordneten Einzelquerlenker 6,7 bilden ein im Dreieck an­ geordnetes Querlenkerpaar wie auch die unterhalb der Achsenmitte angeordne­ ten Einzelquerlenker 8 und 9 ein im Dreieck angeordnetes Querlenkerpaar dar­ stellen und 7 sind in der Höhe versetzt zueinander angeordnet, wie auch die un­ teren. Die Einzelquerlenker 6, 7, 8, 9 sind über Lager 13, 14, 15, 16 derart gelenkig an dem Achsschenkelträger 10 angebunden, daß ihre Wirklinien-Schnittpunkte O₁, O₂, U₁, U₂, mit dem Achsschenkelschwenkachs-Durchstoßpunkt "S" auf einer gemeinsamen Graden 18 liegen. Solcherart werden bei Längs- und Querkräften am Radaufstandspunkt "P" Kippmomente auf den Achsschenkelträger vermie­ den. Die Achsschenkel-Schwenkachse 17 führt durch die Punkte A und S. Die Ein­ zelquerlenker 6, 7, 8, 9 weisen mit zunehmendem Abstand vom Boden verkürzte Längen, in Abhängigkeit von der linearen Radial-Beschleunigungsverteilung B₁, B₂, B₃, B₄ auf. Vorzugsweise sollte die Querbeschleunigung am Boden gleich Null sein.

Aus der Draufsicht der einzelnen Querlenker 6, 7, 8, 9 ist in der Projektion die ge­ ballte Zuordnung von deren Lager 13, 14, 15, 16 zum Achsschenkelträger 10 er­ sichtlich, wodurch besonders günstige Raumverhältnisse entstehen, die einen größeren Radeinschlag ermöglichen. Aus Fig. 2 ist auch die unsymmetrische An­ ordnung der Einzelquerlenker 6, 7 bzw. 8, 9 zur Achsenmitte 12 ersichtlich, wie auch die unsymmetrische Anordnung des Querlenkerpaares 6, 7 zum Querlenker­ paar 8, 9.

Claims (5)

1. Einzelradaufhängung für ein lenkbares Rad (1) an einem Nutzfahrzeug, ins­ besondere Omnibus, mit einem Achsschenkel (5), einem Achsschenkelbol­ zen (11), einem Achsschenkelträger (10) und einer Doppeltrapez- Querlenkeranordnung mit oberhalb und unterhalb der Radmitte angeord­ neten Lenkerpaaren (6, 7; 8, 9), deren Einzelquerlenker in einem bestimm­ ten Winkel zueinander angeordnet sind und die einenendes am Achsschen­ kelträger (10) und anderenendes am Fahrzeugrahmen gelenkig gelagert sind, wobei der Winkel zwischen den Einzelquerlenkern (6, 7) in der oberen Querlenkerebene gleich oder größer als jener zwischen den Einzelquerlen­ kern (8, 9) in der unteren Querlenkerebene ist, die oberen Querlenker (6, 7) kürzer als die unteren (8, 9) ausgebildet sind und die Wirklinienschnittpunk­ te (O₁, O₂, U₁, U₂) mit dem Achsschenkelschwenkachs-Durchstoßpunkt (S) auf einer gemeinsamen Geraden (18), der Lenker-Polachse, liegen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Einzelquerlenker (6, 7 bzw. 8, 9) des obe­ ren (6, 7) wie auch des unteren Querlenkerpaares (8, 9) nicht in einer Ebene, sondern gegeneinander höhenversetzt angeordnet sind und die Einzelquer­ lenker (6, 7; 8, 9) mit zunehmendem Abstand vom Boden nach dem Prinzip der linearen Radialbeschleunigungsverteilung (B₁, B₂, B₃, B₄) abgestuft ver­ kürzt ausgebildet sind.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelquerlenker (6, 7 bzw. 8, 9) eines jeden Querlenkerpaares symmetrisch oder unsymmetrisch zur Achsmitte (12) angeordnet sind.

3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Querlenkerpaar (6, 7) symmetrisch oder unsymmetrisch zum unteren Querlenkerpaar (8, 9) angeordnet ist.

4. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lager (13, 14) der oberen Einzelquerlenker (6, 7) wie auch die Lager (15, 16) der unteren Einzelquerlenker (8, 9) am Achsschenkelträ­ ger (10) in der Draufsicht an der Achsenmitte (12) tangierend oder nahezu tangierend angeordnet sind.

5. Einzelradaufhängung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lager (13, 14) des oberen Querlenkerpaa­ res (6, 7) in der Draufsicht näher zur Fahrzeugmitte als die Lager (15, 16) des unteren Querlenkerpaares (8, 9) angeordnet sind.