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Die
Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Fahrzeug
mit einer zur Längsrichtung
des Fahrzeugs quer angeordneten Federeinrichtung, wie einer Blattfeder.
Die Radaufhängung
kann vorteilhaft sowohl für
vordere als auch hintere Aufhängungen verwendet
werden.
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Moderne
Radaufhängungen
neigen dazu, immer komplizierter zu werden, um die steigenden Anforderungen
an ein komfortables Fahren und sicheres Fahrverhalten zu erfüllen. Viele
bekannte Typen von Radaufhängungen
sind vom so genannten Mehrlenkertyp, die eine Anzahl von gegenseitig
verbundenen schwenkbaren Lenkern aufweisen. Durch Verwendung einer
ausgeklügelten
Auslegung der Lenker ist es möglich
einen nahezu optimalen Kompromiss zwischen z. B. Fahrkomfort und
Fahrverhalten (wie Seitenführung,
Wanken usw.) zu erreichen. Ein Nachteil bei dieser Art von Mehrlenkeraufhängung ist,
dass sowohl die Anzahl von Bauteilen als auch die Anzahl von beweglichen
Teilen hoch ist, was zu höheren
Kosten führt,
die nur für
teurere Fahrzeuge gerechtfertigt werden können. Die relativ große Anzahl
beweglicher Teile, wie Kugelgelenken führt auf die Dauer auch zu durch
Abnutzung verursachten höheren
Wartungskosten.
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Für einfachere
Fahrzeuge in niedrigeren Preisbereichen ist es daher wünschenswert,
eine Radaufhängung
mit einem einfacheren Aufbau vorzusehen, die so wenig bewegliche
Teile wie möglich aufweist
und mit niedrigeren Kosten gefertigt werden kann, während sie
dennoch die Anforderungen an Fahrkomfort und Fahrverhalten erfüllt, die
für diese Art
Fahrzeug notwendig sind.
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Ein
weiteres Problem bei bekannten Radaufhängungen, wie dem gegenwärtig vorherrschenden McPherson-Typ,
ist die Verwendung von sperrigen Feder-/Dämpferbeinen mit gewendelten
Federn, die sich in den Motorraum, Kofferraum oder Fahrgastraum
des Fahrzeugs erstrecken, wobei sie wertvollen Raum einnehmen, der
besser genutzt werden könnte.
Der Motorraum wird in modernen Fahrzeugen häufig durch Konstruktionseinschränkungen
verringert, was es in Verbindung mit steigenden Forderungen nach
Motorleistung wünschenswert
macht, den verfügbaren
Raum für
den Motor und seine Zusatzausstattung maximal zu nutzen. Soweit
es den Kofferraum anbelangt, ist das Bedürfnis nach einer Ladefläche auf
niedriger Ebene ohne sich ausbreitende Federbeine offensichtlich.
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Ein
weiteres Problem mit dem bekannten Typ ausgedehnter Federbeine ist,
dass ihre Steifigkeit und aufrechte Stellung im Motorraum ein potentiell
erhöhtes
Verletzungsrisiko für
einen Fußgänger darstellt,
sollte sich ein möglicher
frontaler Zusammenstoß ereignen,
bei dem der Fußgänger auf
die Motorhaube des Fahrzeugs prallt. Sowohl die Motorhaube selbst
als auch andere Teile der Fahrzeugkarosserie sind besondere konstruiert,
um die Aufprallenergie mittels gesteuerter Verformung zu absorbieren.
Bei mäßigen Geschwindigkeiten
ergibt dies eine relativ sanfte Verzögerung des Körpers des
Fußgängers im
Vergleich zu dem Körper
des Fußgängers, der
nach einer anfänglichen
Verformung der Motorhaube auf die relativ steifen Federbeine prallt.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert,
Federbeine dieses Typs aus dem Motorraum zu entfernen.
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Die
Druckschrift FR-A-776 864 offenbart eine Radaufhängung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die Druckschrift FR-A-636 068 offenbart eine ähnliche
Radaufhängung,
bei der sich ein Schenkel jedes Lenkers in den freien Raum zwischen zwei
Schenkeln des anderen Lenkers erstreckt.
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Die
Erfindung schafft eine Radaufhängung für ein Fahrzeug,
wobei ein rechtes Rad und ein linkes Rad jeweils durch ein Gestänge bzw.
einen Lenker mit einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt
getragen sind. Der erste Endabschnitt ist auf der gegenüberliegenden
Seite des Fahrzeugs in Bezug auf das jeweilige Rad mit dem Fahrzeug verbunden
und der zweite Endabschnitt ist mit dem jeweiligen Rad verbunden.
Die Erfindung ist besonders dadurch gekennzeichnet,
dass die
Gestänge
bzw. Lenker im Wesentlichen U-förmig
ausgebildet sind und jeweils zwei Teilabschnitte bzw. Schenkel aufweisen,
welche hauptsächlich
parallel ausgebildet sind und sich in einer Richtung im Wesentlichen
quer zum Fahrzeug erstrecken, wobei deren freie Enden den ersten
Endabschnitt bilden, und die Lenker bzw. Gestänge weiterhin einen geschlossenen
Abschnitt aufweisen, welcher die Schenkel bzw. Teilabschnitte verbindet, wobei
der Abschnitt den zweiten Endabschnitt bildet, wobei ein freier
Raum zwischen den Schenkeln bzw. Teilabschnitten jedes Lenkers bzw.
Gestänges
definiert ist; und
dass sich mindestens ein Schenkel bzw. Teilabschnitt an
einem der Lenker bzw. Gestänge
in den freien Raum zwischen den Schenkeln bzw. Teilabschnitten des
anderen Lenkers bzw. Gestänges
erstreckt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Schenkel eines Lenkers mit Befestigungspunkten
am Fahrzeug versehen, welche in Längsrichtung des Fahrzeugs bezogen
auf entsprechende Befestigungspunkte der Schenkel des anderen Lenkers
versetzt sind.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Schenkel eines Lenkers im Wesentlichen innerhalb
des freien Raumes des anderen Lenkers angeordnet. Die Lenker sind schwenkbar
am Fahrzeug gelagert, vorzugsweise um Achsen, die hauptsächlich parallel
zur Längsrichtung
des Fahrzeugs angeordnet sind.
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Der
zweite Endabschnitt jedes Lenkers ist vorzugsweise mit einem Federmittel
verbunden, wobei das Federmittel mit dem Fahrzeug verbunden ist und
eine Blattfeder aufweist, die quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet
ist. Der zweite Endabschnitt jedes Lenkers ist außerdem mit
einem Stoßdämpfer verbunden,
der mit dem Fahrzeug verbunden ist.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
sind die Lenker fest mit dem Fahrzeug verbunden und sind wenigstens
teilweise aus einem elastischen Material, zum Beispiel einem Verbundmaterial,
gefertigt.
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Außerdem ist
gemäß einer
vorteilhaften und einfachen Ausführungsform
eine Radachszapfen-Achse
bzw. Radspindelachse fest mit dem zweiten Endabschnitt jedes Lenkers
verbunden. Alternativ ist der bzw. die gesamte Radachszapfen bzw. Radspindel
fest mit dem zweiten Endabschnitt verbunden.
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Mittels
der Erfindung wird eine einfache und kostengünstige Radaufhängung erhalten,
die weniger Bauteile und weniger bewegliche Teile als eine herkömmliche
Radaufhängung
aufweist, die Federbein und Dämpferbein
vom so genannten McPherson-Typ verwendet. Wenn die erfindungsgemäße Radaufhängung als
Hinterradaufhängung
verwendet wird, ist ein Lastabteil bzw. eine Ladefläche auf
niedriger Ebene möglich,
weil der Bedarf an massigen Stre ben beseitigt wurde. Die relativ
niedrige Anzahl beweglicher Teile verringert außerdem den Wartungsbedarf.
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Ein
weiterer Vorteil wird mit der erfindungsgemäßen Radaufhängung als Folge der Tatsache
erreicht, dass sie sowohl für
eine Hinterrad- als auch für eine
Vorderradaufhängung
verwendbar ist. Dies ermöglicht
es, viele der Bauteile sowohl am vorderen als auch am hinteren Ende
des Fahrzeugs zu verwenden, was eine sehr wirtschaftliche Lösung ergibt.
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Zusammenfassend
ist die erfindungsgemäße Radaufhängung eine
wirtschaftlich vorteilhafte Alternative zur komplizierteren Radaufhängung des
so genannten Mehrlenkertyps.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ausführlich
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Radaufhängung
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung, von unten gesehen;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Radaufhängung gemäß der Ausführungsform der 1, unter
einem schrägen
Winkel von oben gesehen;
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3 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht einer Befestigung für
einen Lenker, der an einem Ende am Rad befestigt ist, unter einem
schrägen
Winkel von unten gesehen;
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4 eine
Radaufhängung
mit den Rädern in
einer extrem tiefen Stellung, die dem Anheben des Fahrzeugs frei
vom Boden äquivalent
ist, von vorn gesehen;
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5 eine
Radaufhängung
mit den Rädern in
einer extremen oberen Stellung, von vorn gesehen;
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6 die
Radaufhängung
in der extremen oberen Stellung der 5, unter
einem schrägen Winkel
von oben gesehen;
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7 eine
Radaufhängung
bei normaler Beanspruchung, unter einem schrägen Winkel von oben gesehen;
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8 die
Radaufhängung
in der extrem tiefen Stellung der 4, unter
einem schrägen
Winkel von oben gesehen;
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9 ein
Beispiel einer Radaufhängung,
die nicht in die Kategorie der Erfindung fällt, wobei der bzw. die Schenkel
eines Lenkers im Wesentlichen innerhalb des freien Raums des anderen
Lenkers angeordnet ist bzw. sind; und
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10 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung, bei der die Lenker starr am Fahrzeug befestigt und
aus einem elastischen Verbundmaterial gefertigt sind, unter einem
schrägen
Winkel von oben gesehen.
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In 1 ist
mit dem Bezugszeichen 1 allgemein eine Radaufhängung für ein Fahrzeug
gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung bezeichnet. In der Figur ist die Radaufhängung 1 an tragenden
Trägern 2, 3 befestigt,
die Teil des Unterbaus des Fahrzeugs sind. Aus Gründen der
Klarheit wurde das Übrige
des Fahrzeugs entfernt. Die Träger 2, 3 können, wie
in dem Beispiel dargestellt ist, Teil eines herkömmlichen Rahmens eines Fahrzeugs
mit rechteckigen Rahmenquerschnitten sein. Sie können jedoch auch Teil einer
nicht dargestellten komplexeren Unterbaukonstruktion eines Verbundtyps
sein, bei dem die Träger 2, 3 einen
beliebigen Querschnitt haben können.
Daher können
die Träger 2, 3 so
konstruiert sein, dass sie zum Beispiel in eine so genannte Plattform
mit einer Sandwichkonstruktion integriert sind. Die Radaufhängung 1 kann
vorteilhaft sowohl als Vorderrad- als auch als Hinterradaufhängung verwendet
werden.
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Wie
aus der Figur zu sehen ist, werden ein rechtes Rad 4 und
ein linkes Rad 5 jeweils durch einen im Wesentlichen U-förmigen einzelnen
Lenker 6, 7 getragen. Es ist zu anzumerken, dass
die normale Vorwärtsfahrtrichtung
des Fahrzeugs in 1 nach unten gerichtet ist,
und dass die Radaufhängung 1 von
unten gesehen wird. In 2 wird sie unter einem schrägen Winkel
von vorn und oben gesehen. Überdies
sind die Räder 4, 5 in 1 unter
Verwendung gestrichelter Linien gezeichnet, um zu vermeiden, das
Teile der Radaufhängung 1 verdeckt
werden.
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Die
Lenker 6, 7 weisen jeweils einen ersten Endabschnitt 8 auf,
der unter Bezugnahme auf eine nicht dargestellte längs und
vertikal angeordnete imaginäre
Symmetrieebene des Fahrzeugs an der gegenüberliegenden Seite in Bezug
auf ihre jeweiligen Räder
schwenkbar an den Trägern 2 beziehungsweise 3 gelagert
ist. Die Lenker 6, 7 sind auf Achsen 9 gelagert,
die parallel zur Längsrichtung
des Fahrzeugs angeordnet sind, d. h. in der Figur in senkrechter
Richtung. Deshalb ist der Lenker 6 des rechten Rads 4 am
Träger 3 in
der linken Hälfte
des Fahrzeugs gelagert und der Lenker 7 des linken Rads 5 ist am
Träger 2 in
der rechten Hälfte
des Fahrzeugs gelagert.
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Außerdem weist
jeder der Lenker 6, 7 einen zweiten Endabschnitt
auf, der mittels einer starr am Endabschnitt 10 befestigten
Radachszapfen-Achse bzw. Radspindelachse 11 mit den entsprechenden Rädern 4, 5 verbunden
ist. Dadurch ist kein Gelenk zwischen den Lenkern 6, 7 und
der Radachszapfen-Achse 11 erforderlich, was die Anzahl
beweglicher Teile und das Gewicht verringert. Bei einer alternativen,
aber nicht dargestellten Ausführungsform, die
für eine
Hinterradaufhängung
mit nicht-lenkbaren Rädern 4, 5 geeignet
ist, kann ein vollständiger
Radachszapfen bzw. eine Radspindel starr am Endabschnitt 10 befestigt
sein.
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Jeder
Lenker 6, 7 weist zwei im Wesentlichen parallele
Schenkel 12, 13, 14, 15 auf,
die sich quer zum Fahrzeug erstrecken. Die freien Enden 16, 17, 18, 19 der
Schenkel 12, 13, 14, 15 bilden
den ersten Endabschnitt 8. Die Lenker 6, 7 sind
ferner mit einem die Schenkel verbindenden geschlossenen Abschnitt 20, 21 versehen,
wodurch ein offener Raum 22, 23 zwischen den Schenkeln 12, 13, 14, 15 jedes Lenkers 6, 7 gebildet
wird. Bei der dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich ein Schenkel 13, 14 jedes Lenkers 6, 7 in
den offenen Raum 22, 23 zwischen den Schenkeln 12, 13, 14, 15 des
anderen Lenkers 6, 7.
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Die
Schenkel 12, 14 des einen Lenkers G weisen Befestigungsstellen 24, 25 am
Fahrzeug auf. Diese Punkte sind in Bezug auf die entsprechenden Befestigungsstellen 26, 27 für die Schenkel 13, 15 des
anderen Lenkers 7 in Längsrichtung
des Fahrzeugs versetzt angeordnet. Dadurch sind die Lenker 6, 7 unabhängig voneinander
um die Achsen 9 schwenkbar.
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Die
Lenker 6, 7 haben im Vergleich zu bekannten komplizierteren
Radaufhängungen
des so genannten Mehrlenkertyps eine relativ große Länge, die der erfindungsgemäßen Radaufhän gung besonders
gute seitliche Aufhängungseigenschaften
verleiht. Eine Bewegung der Feder in Längsrichtung des Fahrzeugs um
eine Achse senkrecht dazu ist vom Gesichtspunkt des Komforts her
vorteilhaft. Die seitlichen Aufhängungseigenschaften
können
gesteuert werden, um sie an verschiedene Anwendungen anzupassen,
indem einfach die Steifigkeit der Lenker 6, 7 verändert wird,
um ihnen die gewünschten
Eigenschaften zu verleihen. Deshalb lassen die Lenker 6, 7 mit
höherer
Steifigkeit eine geringere seitliche Bewegung zu und umgekehrt.
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Wie
aus 1 und 2 ersichtlich ist, ist der zweite
Endabschnitt 10 jedes Lenkers 6, 7 mit
einer einzelnen und in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs quer
angeordneten Blattfeder 28 verbunden, die ihrerseits mit
den Trägern 2, 3 des
Fahrzeugs mittels zweier Federsitze 29, 30 verbunden
ist. Die Blattfeder 28 steht an jedem Lenker 6, 7 mit
einer Strebe 31 in Kontakt. Die Strebe 31 erstreckt
sich zwischen den Schenkeln 12, 13, 14, 15 in
Längsrichtung
des Fahrzeugs. Außerdem
sind die Federsitze 29, 30 jeweils um eine Aufhängungsachse 32 schwenkbar,
die in Längsrichtung
des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Gestaltung der Verwendung einer Blattfeder
in Kombination mit den speziell konstruierten Federsitzen ist in
sich eine getrennte Erfindung, die hier aufgrund der Tatsache nicht
beschrieben wird, dass die gegenwärtige Erfindung, welche die Radaufhängung 1 betrifft,
zur Verwendung mit anderen Federungssystemen gut geeignet ist, z.
B. Systemen, die herkömmliche
gewendelte Federn oder Torsionsfedern aufweisen.
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Ferner
ist der zweite Endabschnitt 10 jedes Lenkers 6, 7 mit
einem Stoßdämpfer 33, 34 verbunden,
der in herkömmlicher
Weise mit dem Fahrzeug verbunden ist (nicht dargestellt). Eine obere
Auslenkungsbegrenzungseinrichtung 35, die einen Gummikörper oder Ähnliches
enthält,
ist an dem jeweiligen Träger 2, 3 befestigt.
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In 3 stellt
eine vergrößerte Ansicht
dar, wie einer der Federsitze 29 um die Aufhängungsachse 32 schwenkbar
ist.
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4 stellt
die Radaufhängung
mit den aufgehängten
Rädern
in einer extrem tiefen Stellung dar, die dem Anheben des Fahrzeugs
frei vom Boden entspricht (nicht dargestellt). 5 zeigt
die gleiche Radaufhängung 1 mit
den Rädern 4, 5 in
einer extremen oberen Stellung, wobei sich die Feder 28 mit
der oberen Auslenkungsbegrenzungseinrichtung 35 in Kontakt
befindet. Zur Erläuterung
der Bewegungen der Radaufhängung 1 stellen
die 6-8 per spektivische Ansichten
drei verschiedener Stellungen oder Beanspruchungen dar, wobei 6 die
extreme obere Stellung zeigt, 7 eine normale
Beanspruchung zeigt und 8 die extrem tiefe Stellung
zeigt.
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9 stellt
ein Beispiel einer Radaufhängung
dar, die nicht in die Kategorie der Erfindung fällt, wobei die Schenkel 12, 14 des
einen Lenkers 6 im Wesentlichen innerhalb des freien Raums 22 des zweiten
Lenkers 7 angeordnet sind, d.h. zwischen dessen Schenkeln 13, 15.
Jedoch sind beide Schenkel 12, 14 mit Befestigungspunkten 24, 25 am
Fahrzeug versehen, die im Verhältnis
zu den entsprechenden Befestigungspunkten 26, 27 für die Schenkel 13, 15 des
anderen Lenkers 7 in Längsrichtung des
Fahrzeugs versetzt sind. Die Gestaltung der Anordnung beider Schenkel
eines Lenkers innerhalb des freien Raums des zweiten Lenkers ist
in sich eine getrennte Erfindung.
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10 stellt
eine zweite Ausführungsform der
Erfindung dar, wo die Lenker an Befestigungspunkten 24, 25, 26, 27 starr
mit dem Fahrzeug verbunden sind und aus einem elastischen Verbundmaterial
gefertigt sind. Hierbei bilden die Lenker 6, 7 Federmittel
und die Federbewegung ergibt sich durch elastische Auslenkung der
Schenkel 12, 13, 14, 15 der
Lenker 6, 7. Weil der Bedarf an einer Blattfeder 28,
wie in den früheren
Ausführungsformen
beschrieben, beseitigt wird, kann bei dieser Ausführungsform eine
vorteilhafte Gewichtseinsparung erreicht werden. Außerdem kann
eine nicht dargestellte Auslenkungsbegrenzungseinrichtung integral
mit den Stoßdämpfern 33, 34 gestaltet
werden. Das Verbundmaterial in den Lenkern kann zum Beispiel Glasgewebe oder
Kohlenstofffasern enthalten. Diese zweite Ausführungsform bietet auch eine
bestimmte Funktion zum Verhindern der Querneigung durch ein Verbindungselement 36 mit
einem bestimmten flexiblen Widerstand, wobei das Element die entsprechenden sich
kreuzenden Schenkel 12, 13 und 14, 15 der
Lenker 6, 7 beweglich verbindet. Das Verbindungselement 36 ist
aus einem flexiblen Material, wie Gummi oder einem gummiartigen
Material, gefertigt und ist mit zwei Durchganglöchern 37 ausgebildet,
durch welche die entsprechenden kreuzenden Schenkel 12, 13 und 14, 15 der
Lenker 6, 7 hindurchragen. Während einer Wankbewegung an
einer Seite des Fahrzeugs wird der Lenker 6 an dieser Seite
nach oben gebogen, während
der gegenüberliegende Lenker 7 mittels
des Verbindungselements 36 bei dieser Aufwärtsbiegung
mitgenommen wird.
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Die
Erfindung ist nicht auf die zuvor und in der Zeichnung beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt, sondern
kann innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche frei abgewandelt werde. Zum
Beispiel kann die erfindungsgemäße Radaufhängung 1 abweichend
von der in den Figuren dargestellten Blattfeder 28 mit
verschiedenen Typen von Federmitteln, wie gewendelten Federn, Torsionsfedern
usw., verwendet werden. Die Form der Lenker kann ebenfalls innerhalb
der festgelegten Bedingungen variiert werden.