DE4426881A1 - Lenkbare Radaufhängung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lenkbare Radaufhängung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei Federbeinachsen tritt das Problem auf, daß diese oft einen relativ großen Störkrafthebelarm aufweisen, der zu ungünstigen Einflüssen auf die Lenkung führen kann, die entweder durch äußere Kräfte, z. B. Fahrbahn­ unebenheiten oder durch Antriebskräfte hervorgerufen werden. Weiterhin sind auch die Schwingungseigenschaf­ ten einer Achse in Bezug auf unerwünschte Drehschwin­ gungen am Lenkrad durch einen verhältnismäßig großen Störkrafthebelarm ungünstig.

Als Störkrafthebelarm wird der Hebelarm zwischen der Mitte des Rades der Achse und der Lenkachse bzw. Spreiznachlaufachse bezeichnet.

Um die angesprochenen Probleme zu lösen, sind Vorder­ radaufhängungen bekannt, die ausgehend vom McPherson-Prinzip den unteren Querlenker auflösen, um dadurch einen möglichst kleinen Störkrafthebelarm zu erzielen. Weiterhin sind Achsen bekannt, bei denen ausgehend vom Doppelquerlenker-Prinzip entweder der untere bzw. der obere oder auch alle beide Lenker aufgelöst sind.

Die beschriebenen Mehrlenkerachsen beanspruchen jedoch viel Bauraum und sind aufgrund der Vielzahl der benö­ tigten Einzelbauteile relativ teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine kostengünstige und platzsparende lenkbare Radaufhängung vorzusehen, bei der die Lenkachse so weit wie möglich zur Radmitte hin gelegt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch das Vorsehen einer Verbindung des Radträgers mit dem Federbein über ein Gelenk und eine Verlängerung des Federbeines, die an einem weiteren Gelenk gelagert ist, an dem auch der Querlenker und der Radträger an­ greifen, können die Einflüsse auf die Lenkung bezüg­ lich Stör- und Antriebskräften und bezüglich Schwin­ gungen durch einen wesentlich kleineren Störkrafthe­ belarm minimiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Radaufhängung in einer Ansicht in Fahrtrichtung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Radaufhängung in einer Ansicht in Fahrtrichtung,

Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Radauf­ hängung von innen,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit IV der Fig. 2, und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 4.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Ansicht in Fahrtrich­ tung eines ersten Ausführungsbeispieles einer lenkba­ ren Radaufhängung dargestellt.

Ein Radträger 1, auf dem ein Rad 2 angeordnet ist, weist auf seiner Oberseite eine Verlängerung 3 auf. Die Verlängerung 3 ist als Lageraufnahme für ein Ge­ lenk 4 ausgeführt. Das Gelenk 4 ist in einen Arm 5 in­ tegriert, der fest mit dem Dämpferaußenrohr 6 verbun­ den ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gelenk als Kugelgelenk 4 ausgebildet.

Des weiteren weist das Dämpferaußenrohr 6 an seiner Unterseite eine Verlängerung 7 auf, wobei das freie Ende der Verlängerung gabelförmig ausgeführt ist.

Das freie Ende der Verlängerung 7 des Dämpferaußenroh­ res 6 ist in einem weiteren Gelenk 8 gelagert, wobei in dem weiteren Gelenk 8 auch der Querlenker 9 und der Radträger 1 gelagert sind.

Das weitere Gelenk 8 besteht aus einem Gehäuse 11 (siehe Fig. 4), in welchem ein Kugelzapfen 13 dreh- und schwenkbeweglich integriert ist, der wiederum fest mit dem Radträger 1 verbunden ist. Mittels eines Flan­ sches 12 ist das weitere Gelenk 8 fest mit dem Quer­ lenker 9 verbunden.

Das Gelenkgehäuse 11 besitzt zwei Gewindebohrungen 17, deren gemeinsame Mittelachse 16 durch die Kugelmitte 15 des weiteren Gelenkes 8 und weitgehend parallel zur Längsmittelachse des Fahrzeuges verläuft.

Die Gewindebohrungen 17 nehmen zwei Schrauben 18 auf, mit deren Hilfe Dämpfungsglieder des Dämpferaußenroh­ res 6, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gummilager 14 ausgeführt sind, fest mit dem weiteren Gelenk 8 verbunden sind.

Die Verbindungslinie zwischen den Kugelmitten des Ge­ lenkes 4 und des weiteren Gelenkes 8 (siehe Fig. 2) bildet nunmehr die Lenkachse 10, um die sich der Rad­ träger 1 bzw. das Rad 2 beim Radeinschlag drehen.

Dadurch ergibt sich eine deutliche Verringerung des Störkrafthebelarmes vom ursprünglichen Maß S₁ auf das Maß S₂.

Damit sich durch die vorhandene Reibung im Gelenk 4 der Radträger 1 nicht um die Achse 19 wie bei herkömm­ lichen McPherson-Radaufhängungen drehen kann, stützt sich das Dämpferaußenrohr 6 über die Verlängerung 7 mittels zweier Gummilager 14, die zusammen eine kar­ danisch steife Einheit bilden, auf dem weiteren Gelenk 8 ab.

Somit ist das Dämpferaußenrohr 6 bezogen auf den Fahr­ zeugaufbau bzw. die Kolbenstange 20 des Dämpfers ver­ drehsicher fixiert.

Fig. 4 zeigt in vergrößerter Darstellung die Einzel­ heit IV der Fig. 2.

In dieser Ansicht sind insbesondere die Einzelheiten des weiteren Gelenkes 8 dargestellt.

Durch das weitere Gelenk 8 sind der Radträger 1 und der Querlenker 9 gelenkig miteinander verbunden.

Über die Gummilager 14 sind das Dämpferaußenrohr 6 und das weitere Gelenk 8 mit dem damit fest verbundenen Querlenker 9 schwenkbar bezogen auf die Drehachse 16 miteinander verbunden.

In dem Gelenkgehäuse 11 ist ein Kugelzapfen 13 gelen­ kig gelagert, dessen Mittelachse koaxial zu der Lenk­ achse 10 verläuft. Der Kugelzapfen 13 ist an seinem Schaft fest mit dem Radträger 1 verbunden.

In Fig. 5 ist in vergrößerter Darstellung ein Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 4 dargestellt.

Zwischen den gabelförmigen Enden der Verlängerung 7 des Dämpferaußenrohres 6 ist das weitere Gelenk 8 an­ geordnet.

Die Lagerung des Dämpferaußenrohres erfolgt derge­ stalt, daß die gabelförmigen Enden der Verlängerung 7 das Lagergehäuse bilden, in welches die Gummilager 14 eingepreßt sind, die wiederum durch zwei Schrauben 18 mit dem Gelenkgehäuse 11 verbunden sind.

Derartige Gummilager sind aus der Praxis bekannt.

Die Gummilager 14 haben nicht nur die Aufgabe, das Dämpferaußenrohr 6 und den Querlenker 9 schwenkbar miteinander zu verbinden, sondern müssen neben der Verdrehsicherung des Dämpferrohres auch kleine karda­ nische Winkeländerungen ausgleichen, welche beim Ein- bzw. Ausfedern des Rades hauptsächlich in einer Ebene auftreten, die durch die Drehachse 16 und einen karos­ serieseitigen Dämpferanlenkpunkt D₀ gebildet wird.

An das Gelenkgehäuse 11 schließt sich in Richtung des Querlenkers 9 die plattenförmige Erweiterung 12 an. Diese Erweiterung, die auch als Gelenkflansch bezeich­ net werden kann, ist mit Bohrungen zur Verbindung mit dem Querlenker 9 versehen.

Durch die gabelförmige Ausbildung der Verlängerung 7 des Dämpferaußenrohres 6 ist es auch möglich, eine an­ getriebene lenkbare Achse nach diesem Prinzip vorzuse­ hen, da die Antriebswelle 22 und das Gelenk für die Antriebswelle zwischen den zwei Armen der Verlängerung 7 hindurchgeführt werden können. Damit bei allen Fede­ rungs- bzw. Lenkzuständen keine Platzprobleme auftre­ ten, können die Arme der Verlängerung 7 entsprechend sichelförmig ausgebildet werden.

Wie bereits erwähnt, wird der Querlenker 9 mit dem weiteren Gelenk 8 über die plattenförmige Erweiterung 12 des Gelenkgehäuses 11 verbunden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der Querlenker 9 direkt mit dem weiteren Gelenk 8 verbunden wird, daß also auf die plattenförmige Erweiterung 12 verzichtet wird, um hierdurch einen einstückigen Aufbau zu erhalten.

Beim Ein- und Ausfedern des Rades 2 ergibt sich eine Relativbewegung des Querlenkers 9 bezüglich des Dämp­ feraußenrohres 6. Diese Relativbewegung muß durch eine Verformung der Gummilager 14 ausgeglichen werden. Dies bedeutet, die Gummilager 14 haben die Aufgabe, einen Torsionsausgleich herbeizuführen.

Eine weitere Aufgabe der Gummilager 14 ist es, zu ver­ hindern, daß sich beim Einschlagen des Rades 2 das Dämpferaußenrohr 6 gegenüber der Karosserie verdrehen kann.

Der Radträger 1 kann sich bei der beschriebenen Aus­ führung der Radaufhängung gezielt um die Lenkachse 10 drehen, die durch das Gelenk 4 und die Gelenkmitte 15 des weiteren Gelenkes 8 gebildet ist.

Über die Verlängerung 7 des Dämpferaußenrohres 6 ist das Federbein nunmehr sowohl am Querlenker 9 als auch am Radträger 1 angelenkt, und zwar über die Gummilager 14.

Dabei ist es wesentlich, daß das freie Ende der Ver­ längerung 7 des Dämpferaußenrohres 6 zum einen schwenkbar, bezogen auf die Drehachse 16, und zum an­ deren verdrehsteif, bezogen auf die Kolbenstange 20, ist.

Fig. 2 zeigt eine Alternative für die Gestaltung des oberen Gelenkes 4.

Das Gelenk kann auch als Schwenklager 4 ausgeführt sein, wobei dessen Mittelachse genau in Richtung der Kugelmitte 15 des weiteren Gelenkes 8 weist und somit die Lenkachse 10 bildet.

Claims (12)

1. Lenkbare Radaufhängung, insbesondere für ein Vor­ derrad mit einer Federbeinachse oder mit einer Dämpferbeinachse, einem mit dem Feder- bzw. dem Dämpferbein verbundenen Radträger, und einem mit dem Radträger verbundenen Querlenker, dadurch gekennzeichnet, daß der Radträger (1) über ein Gelenk (4) mit dem Dämpferaußenrohr (6) verbunden ist, und daß das Dämpferaußenrohr (6) mit einer Verlängerung (7) versehen ist, deren freies Ende über ein weiteres Gelenk (8) sowohl mit dem Querlenker (9) als auch mit dem Radträger (1) verbunden ist.

2. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk als Kugelgelenk (4) ausgebildet ist.

3. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk als Schwenklager (4) ausgebildet ist.

4. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung an einer angetriebenen Achse, wobei die Antriebswelle (22) der Achse durch die sichel­ förmig ausgebildete Verlängerung (7) des Dämp­ feraußenrohres (6) hindurchgeführt ist.

5. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gelenk (8) eine Drehachse (16) auf­ weist, wobei beim Ein- und Ausfedern die auftre­ tenden Winkeländerungen zwischen dem Querlenker (9) und dem Radträger (1) durch ein Verschwenken um die Drehachse (16) ausgleichbar sind, und daß eine neue Lenkachse (10) durch das Gelenk (4) und das weitere Gelenk (8) gebildet ist.

6. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Verlängerung (7) des Dämpferau­ ßenrohres gabelförmig ausgeführt ist.

7. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferaußenrohr (6) zur Aufnahme des Gelenkes (4) erweitert ist und hierfür eine entsprechende Verlängerung (5) aufweist.

8. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gelenk (8) wenigstens ein Dämpfungsglied (14) vorgesehen ist.

9. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied als Gummilager (14) ausgeführt ist.

10. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Lagermitten der gabelförmigen Ver­ längerung (7) des Dämpferrohres (6) gebildete Ach­ se (16) durch die Gelenkmitte (15) des weiteren Gelenkes (8) verläuft.

11. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Querlenker (9) und dem weiteren Gelenk (8) über eine plattenförmige Er­ weiterung (12) des Gelenkgehäuses (11) folgt.

12. Lenkbare Radaufhängung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Radträgers (1) mit dem weiteren Gelenk (8) durch einen Kugelzapfen (13) erfolgt, der im wesentlichen parallel zur Lenkachse (10) verläuft.