WO2004101299A1 - Radträgerlagerung mit pendelplatte - Google Patents

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WO2004101299A1
WO2004101299A1 PCT/EP2004/003215 EP2004003215W WO2004101299A1 WO 2004101299 A1 WO2004101299 A1 WO 2004101299A1 EP 2004003215 W EP2004003215 W EP 2004003215W WO 2004101299 A1 WO2004101299 A1 WO 2004101299A1
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wheel carrier
center
pendulum plate
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PCT/EP2004/003215
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Christian Mosler
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Daimlerchrysler Ag
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Definitions

  • the invention relates to an independent suspension in oblique, longitudinal or composite handlebar design with a wheel bearing mounted on the vehicle body oblique, longitudinal or torsion beam, which has a mounted in several elastic pivot bearings wheel carrier, wherein the elastic pivot bearing at least partially of two concentric rings or a ring and a bolt between which at least partially an elastomeric body is permanently integrated.
  • the wheel carrier seen in the direction of travel in front of the wheel axis - on at least one elastic control bearing whose bearing pin lies with its center line in a vertical plane, which includes an angle of 30 ° to 50 ° with the direction of travel, supported on the handlebar.
  • the wheel carrier is - seen in the direction of travel behind the wheel axis - on a pendulum plate whose imaginary center plane with the direction of travel at an angle of 90 ° to 110 °, movably mounted on the handlebars.
  • the pendulum plate four elastic pivot bearings are integrated, whose
  • Half of the fasteners are attached to the handlebar and half to the wheel carrier.
  • the use of the pendulum plate results in a structurally very simple, yet comfortable Radffylagerung.
  • the pendulum plate for example, rectangular and symmetrical, can be used on each side of the vehicle.
  • the pendulum plate preassembled with the rubber bearings can be screwed to the handlebar and the wheel carrier easily and without tension.
  • the vertical tolerance compensation takes place via the rubber elements or via the elastomer body.
  • the pendulum requires little space in the rim area, even when used in a driven axle. It requires even less space if it is executed crescent-shaped or cranked from the side. Further details of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of a schematically illustrated embodiment.
  • FIG. 1 independent suspension in a dimetric representation
  • Figure 2 as Figure 1, viewing direction rotated by 180 °
  • FIG. 3 is a plan view of the independent wheel suspension
  • Figure 4 side view of Figure 1
  • Figure 5 rear view of Figure 1
  • FIG. 6 independent wheel suspension in a dimetric representation with a curved pendulum plate
  • the independent suspension shown in Figures 1-5 shows an example of the left part of a possibly driven torsion beam axle with pivotable against each other in pivot bearing trailing arms (20).
  • a wheel carrier (50) is elastically mounted on the trailing arm (20).
  • the trailing arm (20) comprises a longitudinal arm-like middle part (21) on which a pivot pin (22) is arranged in front of the wheel rotation axis (2).
  • the to the road surface (9) parallel to the direction of travel and vertically oriented pivot pin (22) has two pivot bearing points (23) and (24), over which it is mounted sliding or elastor ⁇ erSystemgelagert in a torsion beam tube or the pivot pin of the right arm.
  • the pivoting mobility between the two links is limited by a stabilizer, not shown.
  • the stabilizer is articulated on the handlebar (20) in the stabilizer bearing (26).
  • the left side of the torsion beam axle is on the vehicle body via a Swivel bearing (25) stored.
  • the respective pivot bearing (25) is located in front of the center line of the pivot pin (22).
  • the geometric center of the pivot bearing (25) is according to Figure 4 higher than the geometric centers of the pivot bearing points (23, 24). At the same time it (25) in the direction of travel (8) seen in front of the bearing points (23, 24), see. Figure 3.
  • the elastomeric body provided for the pivot bearing (25) is e.g. a longitudinal and transverse stiff rubber element.
  • the middle part (21) is angled towards the vehicle outside.
  • a Radleylager oder (31) is integrally formed.
  • the latter is essentially in the form of a short tube whose bore center line lies on the wheel rotation axis (2) or at least is in the immediate vicinity.
  • the level of the upper contour of the central portion (21) is below the lowest point of the central bore (32) of the Radmélager stressess (31).
  • the wheel carrier (50) is elastically mounted on the wheel carrier bearing body (31) in three places. These locations are the control bearing (54), the lower oscillating plate bearing (71) and the upper oscillating plate bearing (81). According to Figure 4, the control bearing (54) in front of the vertical (4) and below the horizontal wheel center transverse plane (3).
  • the lower pendulum plate bearing (71) is located behind the vertical wheel center transverse plane (4) and with respect to the height level, for example, at the level of the control bearing (54).
  • the upper pendulum plate bearing (81) is located at least in the construction position directly above the lower pendulum plate bearing (71) and above the horizontal wheel center transverse plane (3).
  • control bearing journal (35), cf. It is parallel to the road surface (9) and closes with the direction of travel (8) an angle of 20 ° to 50 °. In Figure 3, the angle is for example 50 degrees.
  • the center line (37) of the control journal (35) is eg. about 13% of the wheel diameter below the horizontal wheel center transverse plane (3). As a wheel diameter is denoted here in Figures 3, 4 and 5 dashed outlined tire outer diameter.
  • the center line (37) intersects the vertical wheel center transverse plane (4) at a distance of, for example, 26% of the wheel diameter behind the wheel center longitudinal plane (5).
  • two pendulum plate cantilevers (41) and (45) are arranged at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumblelager stresses (31) at the rear of the Radumble larger stresses (31) are arranged.
  • the upper cantilever (45) terminates in a through hole and the lower in a threaded blind hole. Both holes each have an at least in the construction position at least approximately parallel to the road surface (9) oriented center line (42, 46).
  • the center lines (42, 46) of the bore of the two pendulum plate cantilevers (41, 45) intersect the wheel center longitudinal plane (5) in front of the wheel axis of rotation (2) at an angle of e.g. 13 degrees of angle.
  • the two points of intersection are offset by approximately 66% of
  • the middle part (21) of the handlebar (20) is extended to the rear beyond the vertical wheel center transverse plane (4) out against the direction of travel (8), cf. FIGS. 3 and 4.
  • a shock absorber can be articulated on the handlebar (20) to a shock absorber journal (6).
  • the shock absorber not shown, which is offset relative to the Radmittenlnaturesebene (5) for example, 28% of the wheel diameter inwards, is inclined relative to the vertical, for example, by about 45 ° forward.
  • the wheel carrier (50) is likewise a substantially tubular component, which is elastically mounted outwardly offset on the wheel carrier bearing body (31). In the construction position, it lies almost congruent in front of the Radylager emotions (31).
  • the central bore (52) of the wheel carrier (50) is aligned, for example, with the central bore (32).
  • the distance between the Radylager emotions (31) and the at least approximately offset in parallel wheel carrier (50) is about 2% of the wheel diameter.
  • the wheel carrier (50) comprises a hub (51), a Steuerlagragragarmarm (55) with a
  • the example cranked Steuerlagerkragarm (55) protrudes in the direction of the control bearing pin (35), see. 3, so that the center line of the Steuerlagerauges (56) with the center line (37) of the control journal (35) is aligned.
  • the geometric center of the Steuerlagerauges (56) is located here, for example, about 13.5% of the wheel diameter of the vertical wheel center transverse plane (4).
  • On Steuerlagerzapfen (35) is received from the Steuerlagerauge (56) elastomeric body (61) with eg metallic Inner bush (60) arranged.
  • the elastomeric body (61) of the control bearing (54) is designed to be stiff in the vertical direction. In the horizontal directions, the longitudinal and transverse stiffnesses are matched to a specific self-steering behavior.
  • the control bearing causes a transverse, longitudinal and vertical support.
  • Axial bearing washers are arranged as mechanical stops on both sides of the elastomeric body (61) and the Steuerlagerauges (56).
  • an at least almost vertical pendulum plate carrier (80) is integrally formed in the rear region of the hub (51). He has at its upper free end a threaded bore and at its lower free end a through hole.
  • the center line (72) of the threaded bore lies, for example, in a plane (79), cf. FIG. 2, in which the center line (42) lies parallel to it.
  • the centerline (82) of the overlying throughbore is along with the centerline (46) in a plane (89).
  • the centerlines (82) and (46) are parallel to each other.
  • the levels (79) and (89) are parallel to each other and in the embodiment parallel to the road surface (9).
  • the center lines (72) and (82) form a vertical plane that intersects the wheel center longitudinal plane (5) in front of the wheel rotation axis (2).
  • the intersection line is e.g. about 18.5% of the wheel diameter in front of the wheel rotation axis (2).
  • the Radffylager stresses (31) is articulated in the region of the pendulum journals (41, 45) via a pendulum plate (70) with the wheel carrier (50).
  • a pendulum plate (70) in front of the pendulum cantilevers (41, 45) and the pendulum carrier plate (80) is arranged.
  • the pendulum plate (70) closes with the vertical wheel center transverse plane (4) in the Construction position, for example, an angle of about 13 degrees.
  • the pendulum plate (70) is for example a rectangular plate which carries at its four corners in each case a pendulum plate bearing eye (44, 48, 74, 84), see. Figure 2.
  • the bearing lugs (44, 48, 74, 84) have centerlines coinciding with the centerlines (42, 46, 72, 82) in the
  • Pendulum cantilevers (41, 45) and the pendulum plate carrier (80) integrated holes are congruent at least in the design situation. These center lines are oriented, for example, normal to the pendulum plate (70).
  • elastomeric body (75, 76, 85, 86) are inserted via separate sleeves or vulcanized directly.
  • the elastomer body (75, 76, 85, 86) have vulcanized inner bushes, by means of which they are fastened by means of screws (43, 47, 73, 83) on the handlebar (20) and on the wheel carrier (50).
  • the inner bushes project on both sides a few millimeters beyond the length of the oscillating plate bearing eyes (44, 48, 74, 84) measured along the center lines (42, 46, 72, 82).
  • the centers of the bearing lugs (44, 48) are, for example, offset by about 18.5% of the wheel diameter rearwardly behind the vertical wheel center transverse plane (4), while the corresponding offset of the centers of the bearing lugs (74, 84) e.g. about 8% of the wheel diameter. All four centers lie in a median plane (91) of the pendulum plate (70).
  • the screws (43) and (73) are screwed into the threaded hole of the Pendelplattenkragarms (41) and into the lower threaded bore of the shuttle plate carrier (80).
  • the upper ones Screws (47) and (83) fix the inner sleeves of the elastomeric bodies (85, 86) in the corresponding through holes of the upper pendulum cantilever (45) and the pendulum plate support by means of the nuts (77) and (87).
  • the rotating pole (10) is the intersection of a straight line with the road surface (9), wherein the straight line is formed by the intersection of the normal plane (38) with the median plane (91).
  • the wheel carrier (50) on the handlebar (20) is mounted so that it is very longitudinally soft behind the center of the wheel with high vertical and lateral stiffness promoting comfort.
  • the control bearing (54) is only slightly influenced by the lower (71) and upper oscillating plate bearing (81) in its effect.
  • the shuttle plate (70) pivots counterclockwise in plan view so that the outer shuttle plate eyes (74, 84) are moved rearwardly. Since the transverse movement of the control bearing (54) is greater than the transverse displacement of the outer Pendelplattenaugen (74, 84), the wheel (1) goes into toe.
  • a trailing arm (20) is shown, which forks in the direction of travel (8) in two link arms.
  • the one arm is oriented towards the center of the vehicle, while the other ends in the area in front of the wheel (1).
  • each handlebar bushings are arranged at the two free ends of the control arms.
  • the pendulum plate (70) is curved.
  • the center lines of the pendulum bearing eyes are not oriented normal to the central plane of the pendulum plate, but lie in at least two tangent planes to a cylinder having the Radcardachse (2) as the center line.
  • the center lines of the two upper pendulum plate eyes (48, 84) intersect behind the wheel rotation axis (2) still within the tire contour (11), while the center lines of the two lower pendulum bearing eyes (44, 74) in front of the Radcardachse (2) within the tire contour ( 11).
  • the center line (37) of the control bearing (54) includes with the road surface (9) an angle of 10 to 20 degrees. It falls off in the direction of the vertical wheel center transverse plane (4).
  • Pendulum plate cantilever 38 normal plane, back-up center plane Pendulum plate cantilever, lower, handlebar side Center line for threaded hole Screw, fastener Pendulum plate eye, inside, below
  • Pendulum plate cantilever top
  • handlebar side Center line for through hole Screw fixing element Pendulum plate eye
  • inside top

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung in Schräg-, Längs- oder Verbundlenkerbauweise mit einem radführenden am Fahrzeugaufbau gelagerten Schräg-, Längs- oder Verbundlenker, der einen in mehreren elastischen Schwenklagern gelagerten Radträger aufweist, wobei die elastischen Schwenklager zumindest bereichsweise aus zwei konzentrischen Ringen oder einem Ring und einem Bolzen bestehen, zwischen denen wenigstens bereichsweise ein Elastomerkörper unlösbar integriert ist. Dazu ist der Radträger vor der Raddrehachse über mindestens ein elastisches Steuerlager und hinter der Raddrehachse mittels einer Pendelplatte am Lenker abgestützt. In der Pendelplatte sind vier elastische Schwenklager integriert, deren Befestigungselemente zur Hälfte am Lenker und zur Hälfte am Radträger befestigt sind. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Einzelradaufhängung mit einem separat elastisch gelagerten Radträger entwickelt, die bei Seiten­, Längs- und Vertikalkräften einen hohen Fahrkomfort ermöglicht.

Description

Rad.trägerlagerung mit Pendelplatte
Beschreibung :
Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung in Schräg-, Längs- oder Verbundlenkerbauweise mit einem radführenden am Fahrzeugaufbau gelagerten Schräg-, Längs- oder Verbundlenker, der einen in mehreren elastischen Schwenklagern gelagerten Radträger aufweist, wobei die elastischen Schwenklager zumindest bereichsweise aus zwei konzentrischen Ringen oder einem Ring und einem Bolzen bestehen, zwischen denen wenigstens bereichsweise ein Elastomerkörper unlösbar integriert ist.
Aus der • DE 198 32 384 Cl ist eine derartige Einzelradaufhängung bekannt. Sie weist einen annähernd um eine vertikale Achse schwenkbaren Radträger auf, wobei die Schwenkachse des Radträgers in Bezug auf die Fahrtrichtung hinter der Radachse liegt, während der Radträger vor der Radachse in Fahrzeugquerrichtung elastisch am Schräg-, Längs- oder Verbundlenker abgestützt ist. Da die Schwenklagerung durch ein formsteifes Viergelenk realisiert ist, neigt die Einzelradaufhängung besonders bei aktiven Bremsregelsystemen zu den Fahrkomfort beeinträchtigenden Längsschwingungen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Einzelradaufhängung mit einem separat elastisch gelagerten Radträger zu entwickeln, die bei Seiten-, Längs- und Vertikalkräften einen hohen Fahrkomfort ermöglicht .
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu ist der Radträger - in Fahrtrichtung gesehen vor der Raddrehachse - über mindestens ein elastisches Steuerlager, dessen Lagerzapfen mit seiner Mittellinie in einer Vertikalebene liegt, die mit der Fahrtrichtung einen Winkel von 30° bis 50° einschließt, am Lenker abgestützt. Der Radträger ist - in Fahrtrichtung gesehen hinter der Raddrehachse - über eine Pendelplatte, deren gedachte Mittelebene mit der Fahrtrichtung einen Winkel von 90° bis 110° einnimmt, am Lenker beweglich gelagert. In der Pendelplatte sind vier elastische Schwenklager integriert, deren
Befestigungselemente zur Hälfte am Lenker und zur Hälfte am Radträger befestigt sind.
Durch die Verwendung der Pendelplatte ergibt sich eine konstruktiv sehr einfache und doch komfortable Radträgerlagerung. Die Pendelplatte, die beispielsweise rechteckig und symmetrisch aufgebaut ist, kann auf jeder Fahrzeugseite verwendet werden. Die mit dem Gummilagern vormontierte Pendelplatte lässt sich problemlos und spannungsfrei mit dem Lenker und dem Radträger verschrauben. Der vertikale Toleranzausgleich erfolgt über die Gummielemente bzw. über die Elastomerkörper. Zudem benötigt die Pendelplatte auch bei Verwendung in einer angetriebenen Achse wenig Platz im Felgenbereich. Noch weniger Platz benötigt sie, wenn sie - von der Seite aus betrachtet - sichelförmig oder gekröpft ausgeführt wird. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.
Figur 1 Einzelradaufhängung in dimetrischer Darstellung; Figur 2 wie Figur 1, Blickrichtung um 180° gedreht; Figur 3 Draufsicht auf die Einzelradaufhängung; Figur 4 Seitenansicht von Figur 1; Figur 5 Rückansicht von Figur 1; Figur 6 Einzelradaufhängung in dimetrischer Darstellung mit gewölbter Pendelplatte,
Die in den Figuren 1-5 dargestellte Einzelradaufhängung zeigt beispielhaft den linken Teil einer ggf. angetriebenen Verbundlenkerachse mit gegeneinander in Schwenklagerstellen verschwenkbaren Längslenkern (20). Am Längslenker (20) ist ein Radträger (50) elastisch gelagert.
Der Längslenker (20) umfasst im Ausführungsbeispiel ein längslenkerartiges Mittelteil (21), an dem vor der Raddrehachse (2) ein Schwenkzapfen (22) angeordnet ist. Der zur Fahrbahnoberfläche (9) parallel und zur Fahrtrichtung senkrecht orientierte Schwenkzapfen (22) hat zwei Schwenklagerstellen (23) und (24), über die er gleitwälz oder elastorαerkörpergelagert in einem Verbundlenkerrohr oder dem Schwenkzapfen des rechten Lenkers gelagert ist. Die Schwenkbeweglichkeit zwischen beiden Lenkern wird durch einen nicht dargestellten Stabilisator eingeschränkt. Der Stabilisator ist am Lenker (20) im Stabilisatorlager (26) angelenkt. Die linke Seite der Verbundlenkerachse ist am Fahrzeugaufbau über ein Schwenklager (25) gelagert. Das jeweilige Schwenklager (25) liegt vor der Mittellinie des Schwenkzapfens (22) .
Die geometrische Mitte des Schwenklagers (25) liegt nach Figur 4 höher als die geometrischen Mitten der Schwenklagerstellen (23, 24) . Zugleich liegt sie (25) in Fahrtrichtung (8) gesehen vor den Lagerstellen (23, 24), vgl. Figur 3. Der für das Schwenklager (25) vorgesehene Elastomerkörper ist z.B. ein längs- und quersteifes Gummielement .
Im Bereich der Raddrehachse (2) ist das Mittelteil (21) zur Fahrzeugaußenseite hin abgewinkelt. An seinem abgewinkelten Ende ist ein Radträgerlagerkörper (31) angeformt. Letzterer hat im Wesentlichen die Form eines kurzen Rohres, dessen Bohrungsmittellinie auf der Raddrehachse (2) liegt oder sich zumindest in deren unmittelbaren Nähe befindet. Das Niveau der oberen Kontur des Mittelteils (21) liegt unterhalb des tiefsten Punktes der zentralen Bohrung (32) des Radträgerlagerkörpers (31).
Der Radträger (50) ist am Radträgerlagerkörper (31) an drei Stellen elastisch gelagert. Diese Stellen sind das Steuerlager (54), die untere Pendelplattenlagerung (71) und die obere Pendelplattenlagerung (81) . Nach Figur 4 liegt das Steuerlager (54) vor der vertikalen (4) und unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene (3) . Die untere Pendelplattenlagerung (71) befindet sich hinter der vertikalen Radmittenquerebene (4) und bezüglich des Höhenniveaus beispielsweise auf dem Niveau des Steuerlagers (54). Die obere Pendelplattenlagerung (81) liegt zumindest in der Konstruktionslage direkt oberhalb der unteren Pendelplattenlagerung (71) und oberhalb der horizontalen Radmittenquerebene (3) . Im Bereich des Übergangs vom Mittelteil (21) zum Radträgerlagerkörper (31) befindet sich ein nach vorn abstehender Steuerlagerzapfen (35), vgl. u.a. Figur 3. Er liegt parallel zur Fahrbahnoberfläche (9) und schließt mit der Fahrtrichtung (8) einen Winkel von 20° bis 50° ein. In Figur 3 beträgt der Winkel beispielweise 50 Winkelgrade. Die Mittellinie (37) des Steuerlagerzapfens (35) liegt z.B.. ca. 13% des Raddurchmessers unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene (3) . Als Raddurchmesser wird hier in den Figuren 3, 4 und 5 gestrichelt skizzierte Reifenaußendurchmesser bezeichnet. Die Mittellinie (37) schneidet die vertikale Radmittenquerebene (4) in einem Abstand von z.B. 26% des Raddurchmessers hinter der Rad- mittenlängsebene (5) .
An der Rückseite des Radträgerlagerkörpers (31) sind zwei Pendelplattenkragarme (41) und (45) angeordnet. Der obere Kragarm (45) endet in einer Durchgangsbohrung und der untere in einem Gewindesackloch. Beide Bohrungen haben jeweils eine wenigstens in der Konstruktionslage zumindest annähernd parallel zur Fahrbahnoberfläche (9) orientierte Mittellinie (42, 46) . Die Mittellinien (42, 46) der Bohrung der beiden Pendelplattenkragarme (41, 45) schneiden die Radmittenlängsebene (5) vor der Raddrehachse (2) in einem Winkel von z.B. 13 Winkelgraden. Die beiden Schnittpunkte liegen um ca. 66% des Raddurchmessers von der vertikalen Radmittenquerebene (4) nach vorn versetzt. Sie liegen in Vertikalrichtung um ca. 13% des Raddurchmessers oberhalb und unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene (3).
Das Mittelteil (21) des Lenkers (20) ist nach rückwärts über die vertikale Radmittenquerebene (4) hinaus entgegen der Fahrtrichtung (8) verlängert, vgl. Figuren 3 und 4. An dieser Verlängerung, dem Federelementlagersitz (7), sitzt am Lenker (20) ein z.B. normal zur Fahrbahnoberfläche (9) orientiertes Federelement auf. Vor der vertikalen Radmittenquerebene (4) und unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene (3) kann am Lenker (20) an einem Stoßdämpferlagerzapfen (6) ein Stoßdämpfer gelenkig angelenkt sein. Der nicht dargestellte Stoßdämpfer, der gegenüber der Radmittenlängsebene (5) um beispielsweise 28% des Raddurchmessers nach innen versetzt ist, ist gegenüber der Vertikalen z.B. um ca. 45° nach vorn geneigt.
Der Radträger (50) ist ebenfalls ein im Wesentlichen rohrförmiges Bauteil, das nach außen versetzt am Radträgerlagerkörper (31) elastisch gelagert ist. In der Konstruktionslage liegt er nahezu deckungsgleich vor dem Radträgerlagerkörper (31). Die zentrale Bohrung (52) des Radträgers (50) fluchtet beispielsweise mit der zentralen Bohrung (32) . Der Abstand zwischen dem Radträgerlagerkörper (31) und dem zumindest annähernd parallel versetzten Radträger (50) beträgt ca. 2% des Raddurchmessers. Der Radträger (50) umfasst eine Nabe (51), einen Steuerlagerkragarm (55) mit einem
Steuerlagerauge (56) und zwei z.B. vertikal übereinander angeordnete Pendelplattenkragarme (72, 82).
Der z.B. gekröpfte Steuerlagerkragarm (55) ragt in Richtung auf den Steuerlagerzapfen (35), vgl. Figur 3, so zu, dass die Mittellinie des Steuerlagerauges (56) mit der Mittellinie (37) des Steuerlagerzapfens (35) fluchtet. Die geometrische Mitte des Steuerlagerauges (56) befindet sich hierbei z.B. um ca. 13,5% des Raddurchmessers von der vertikalen Radmittenquerebene (4) entfernt. Am Steuerlagerzapfen (35) ist ein vom Steuerlagerauge (56) aufgenommener Elastomerkörper (61) mit z.B. metallischer Innenbuchse (60) angeordnet. Der Elastomerkörper (61) des Steuerlagers (54) ist in Vertikalrichtung steif ausgelegt. In den Horizontalrichtungen sind die Längs- und Quersteifigkeiten auf ein bestimmtes Eigenlenkverhalten abgestimmt. Somit bewirkt das Steuerlager eine Quer-, Längs- und Vertikalabstützung.
Ggf. sind beidseits des Elastomerkörpers (61) und des Steuerlagerauges (56) Axiallagerscheiben als mechanische Anschläge angeordnet.
Im hinteren Bereich der Nabe (51) ist ein zumindest nahezu vertikaler Pendelplattenträger (80) angeformt. Er hat an seinem oberen freien Ende eine Gewindebohrung und an seinem unteren freien Ende eine Durchgangsbohrung. Die Mittellinie (72) der Gewindebohrung liegt beispielsweise in einer Ebene (79), vgl. Figur 2, in der parallel zu ihr die Mittellinie (42) liegt. Auch die Mittellinie (82) der darüber angeordneten Durchgangsbohrung befindet sich zusammen mit der Mittellinie (46) in einer Ebene (89) . Die Mittellinien (82) und (46) verlaufen parallel zueinander. Die Ebenen (79) und (89) liegen parallel zueinander und im Ausführungsbeispiel parallel zur Fahrbahnoberfläche (9) . Gleichzeitig bilden die Mittellinien (72) und (82) eine Vertikalebene, die die Radmittenlängsebene (5) vor der Raddrehachse (2) schneidet. Die Schnittgerade liegt z.B. ca. 18,5% des Raddurchmessers vor der Raddrehachse (2).
Der Radträgerlagerkörper (31) ist im Bereich der Pendelkragarme (41, 45) über eine Pendelplatte (70) mit dem Radträger (50) gelenkig verbunden. Dazu ist die Pendelplatte (70) vor den Pendelkragarmen (41, 45) und der Pendelträgerplatte (80) angeordnet. Die Pendelplatte (70) schließt mit der vertikalen Radmittenquerebene (4) in der Konstruktionslage z.B. einen Winkel von ca. 13 Winkelgraden ein.
Die Pendelplatte (70) ist beispielsweise eine rechteckige Platte, die an ihren vier Ecken jeweils ein Pendelplattenlagerauge (44, 48, 74, 84) trägt, vgl. Figur 2. Die Lageraugen (44, 48, 74, 84) haben Mittellinien, die mit den Mittellinien (42, 46, 72, 82) der in den
Pendelkragarmen (41, 45) und dem Pendelplattenträger (80) integrierten Bohrungen zumindest in der Konstruktionslage deckungsgleich sind. Diese Mittellinien sind beispielsweise normal zur Pendelplatte (70) orientiert. In den Lageraugen (44, 48, 74, 84) der Pendelplatte (70) sind Elastomerkörper (75, 76, 85, 86) über separate Hülsen eingesetzt oder direkt einvulkanisiert. Die Elastomerkörper (75, 76, 85, 86) haben einvulkanisierte Innenbuchsen, über die sie mittels Schrauben (43, 47, 73, 83) am Lenker (20) und am Radträger (50) befestigt werden. Die Innenbuchsen stehen beidseitig wenige Millimeter über die entlang der Mittellinien (42, 46, 72, 82) gemessene Länge der Pendelplattenlageraugen (44, 48, 74, 84) über.
Die Mittelpunkte der Lageraugen (44, 48) befinden sich beispielsweise um ca. 18,5% des Raddurchmessers nach hinten versetzt hinter der vertikalen Radmittenquerebene (4), während der entsprechende Versatz der Mittelpunkte der Lageraugen (74, 84) z.B. ca. 8% des Raddurchmessers beträgt. Alle vier Mittelpunkte liegen in einer Mittelebene (91) der Pendelplatte (70) .
Bei der unteren Pendelplattenlagerung (71) werden die Schrauben (43) und (73) in die Gewindebohrung des Pendelplattenkragarms (41) und in die untere Gewindebohrung des Pendelplattenträgers (80) eingeschraubt. Die oberen Schrauben (47) und (83) fixieren die Innenhülsen der Elastomerkörper (85, 86) in den entsprechenden Durchgangsbohrungen des oberen Pendelkragarms (45) und des Pendelplattenträgers mittels der Muttern (77) und (87).
Durch die Verschraubung der Teile (31) und (50) mittels der Pendelplatte (80) entsteht ein Verbund, der in der Quer- und Vertikalrichtung sehr steif und in Längsrichtung sehr nachgiebig ist.
Nach Figur 3 liegt beispielsweise der momentane Drehpol (10) der Einzelradaufhängung bei Brems- und Seitenkräften auf der Fahrbahnoberfläche (9) auf der Fahrzeugaußenseite außerhalb des Latsches um ca. 21% des Raddurchmessers von der Radmittenlängsebene (5) entfernt. Er liegt nach hinten versetzt von der vertikalen Radmittenquerebene (4) um einen Betrag, der ca. 23% des Raddurchmessers entspricht. Der Drehpol (10) ist der Schnittpunkt einer Geraden mit der Fahrbahnoberfläche (9), wobei die Gerade durch den Schnitt der Normalebene (38) mit der Mittelebene (91) gebildet wird.
In der Summe ist der Radträger (50) am Lenker (20) so gelagert, dass er hinter der Radmitte bei hoher Vertikal- und Quersteifigkeit fahrkomfortfördernd sehr längsweich ist. Dadurch wird das Steuerlager (54) durch die untere (71) und obere Pendelplattenlagerung (81) in seiner Wirkung nur wenig beeinflusst.
Beim Bremsen wirkt auf den Radträger (50), an dem am Bremssattelflansch (33) der Bremssattel befestigt ist, nach Figur 4 ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn. Die untere, äußere Schraube (73) bewegt sich im Elastomerkörper des Pendelplattenauges (74) entgegen der Fahrtrichtung (8) nach hinten, während sich die obere, äußere Schraube (83) gegenüber dem Elastomerkörper des Pendelplattenauges (84) nach vorn bewegt. Gleichzeitig bewegt sich das Steuerlagerauge (56) in Richtung des
Federelementlagersitzes (7), vgl. Figur 3. Dabei bewegt sich das Rad (1) in Vorspur.
Bei einer Kurvenfahrt, bei der das in Figur 3 dargestellte Rad (1) das kurvenäußere ist, bewirken die Seitenkräfte ein untersteuerndes Fahrverhalten. Das Rad (1) schwenkt um den Momentandrehpol (10) in Vorspur. Dies ermöglicht die elastische Führung des Steuerlagerauges (56) entlang der Mittellinie (37) des Steuerlagerzapfens (35). Aufgrund dieser elastischen Nachgiebigkeit und der hohen Quersteifigkeit der Pendelplattenlagerung (71, 81) bewegt sich nur der vordere Bereich des Radträgers (50) auf den Lenker (20) zu. Durch die Schrägstellung der Mittellinie (37) nach Figur 3 wandert der Radträger (50) unter Seitenkrafteinfluss gegenüber dem Radträgerlagerkörper (31) rückwärts. Folglich schwenkt die Pendelplatte (70) in der Draufsicht so entgegen dem Uhrzeigersinn, dass die äußeren Pendelplattenaugen (74, 84) nach hinten bewegt werden. Da die Querbewegung des Steuerlagers (54) größer ist als die Querverlagerung der äußeren Pendelplattenaugen (74, 84) geht das Rad (1) in Vorspur.
In Figur 6 wird ein Schräglenker (20) gezeigt, der sich in Fahrtrichtung (8) in zwei Lenkerarme gabelt. Der eine Lenkerarm ist hierbei zur Fahrzeugmitte hin orientiert, während der andere im Bereich vor dem Rad (1) endet. An den beiden freien Enden der Lenkerarme sind jeweils Lenkerbuchsen angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Pendelplatte (70) gewölbt ausgebildet. Außerdem sind die Mittellinien der Pendellageraugen nicht normal zur mittleren Ebene der Pendelplatte orientiert, sondern liegen in mindestens zwei Tangentialebenen an einen Zylinder, der die Raddrehachse (2) als Mittellinie hat. Die Mittellinien der beiden oberen Pendelplattenaugen (48, 84) schneiden sich hinter der Raddrehachse (2) noch innerhalb der Reifenkontur (11), während sich die Mittellinien der beiden unteren Pendellageraugen (44, 74) vor der Raddrehachse (2) innerhalb der Reifenkontur (11) schneiden. Auch die Mittellinie (37) des Steuerlagers (54) schließt mit der Fahrbahnoberfläche (9) einen Winkel von 10 bis 20 Winkelgraden ein. Dabei fällt sie in Richtung auf die vertikale Radmittenquerebene (4) ab.
Durch die besondere Anordnung der Mittellinien der Pendellageraugen (44, 74, 48, 84) sind die obere (81) und unter Pendelplattenlagerung (71) für Rotationsbewegungen des Radträgers (50) um die Raddrehachse weicher ausgelegt. Der Verschwenkwinkel der Pendelplatte (70) ist gegenüber der Variante nach den Figuren 1 bis 5 größer.
Zugleich ist die Wirkebene der Pendelplatte (70) um ca. 5 bis 10° gegen die Raddrehachse (2) gekippt, d.h. die Mitten der oberen Pendellageraugen (48, 84) liegen näher an der vertikalen Radmittenquerebene als die Mitten der unteren Pendellageraugen (44, 74). Dadurch wird der Seitenkrafthebelarm vergrößert. Durch das Verschwenken des Steuerlagers (54) in die entsprechende Gegenrichtung werden die durch die Kippung der Pendelplatte (70) erzeugten Längskräfte zumindest teilweise ausgeglichen. Bezugszeichenliste :
1 Rad
2 Raddrehachse
3 Radmittenquerebene, horizontal
4 Radmittenquerebene, vertikal
5 Radmittenlängsebene
6 Stoßdämpferlagerzapfen
7 Federelementlagersitz
8 Fahrtrichtung
9 Fahrbahnoberfläche
10 Momentandrehpol
11 Radkontur
20 Lenker, Teil eines Verbundlenkers
21 Mittelteil, Längslenkerteil
22 Schwenkzapfen
23, 24 Lagerstellen für Wälz- oder Gleitlagerung
25 Schwenklager
26 Stabilisatorlager
31 Radträgerlagerkörper, ringförmig
32 Bohrung, zentral
33 Bremssattelflansch
35 Steuerlagerzapfen
36 Schraube
37 Mittellinie
38 Normalebene, Stützlagermittelebene Pendelplattenkragarm, unten, lenkerseitig Mittellinie für Gewindebohrung Schraube, Befestigungselement Pendelplattenauge, innen, unten
Pendelplattenkragarm, oben, lenkerseitig Mittellinie für Durchgangsbohrung Schraube, Befestigungselement Pendelplattenauge, innen, oben
Radträger Nabe Bohrung Steuerlager, Schwenklager Steuerlagerkragarm, gekröpft Steuerlagerauge
Innenbuchse Elastomerkörper
Pendelplatte untere Pendelplattenlagerung Mittellinie der Gewindebohrung Schraube, Befestigungselement Pendelplattenauge, außen, unten Elastomerkörper, außen, unten Elastomerkörper, innen, unten Mutter, Befestigungselement Ebene
Pendelplattenträger obere Pendelplattenlagerung Mittellinie der Bohrung Schraube, Befestigungselement Pendelplattenauge, außen, oben Elastomerkörper, außen, oben Elastomerkörper, innen, oben Mutter, Befestigungselement Ebene
Mittelebene von (70) Schnittgerade zu (38) und (91)

Claims

Patentansprüche :
1. Einzelradaufhängung in Schräg-, Längs- oder Verbundlenkerbauweise mit einem radführenden am Fahrzeugaufbau gelagerten Schräg-, Längs- oder Verbundlenker, der einen in mehreren elastischen Schwenklagern gelagerten Radträger aufweist, wobei die elastischen Schwenklager zumindest bereichsweise aus zwei konzentrischen Ringen oder einem Ring und einem Bolzen bestehen, zwischen denen wenigstens bereichsweise ein Elastomerkörper unlösbar integriert ist,
- wobei der Radträger (31) - in Fahrtrichtung (8) gesehen vor der Raddrehachse (2) - über mindestens ein elastisches Steuerlager (54), dessen Lagerzapfen (35) mit seiner Mittellinie (37) in einer Vertikalebene liegt, die mit der Fahrtrichtung (8) einen Winkel von 20° bis 50° einschließt, am Lenker (20) abgestützt ist,
- wobei der Radträger (31) - in Fahrtrichtung (8) gesehen hinter der Raddrehachse (2) - über eine Pendelplatte (70) , deren gedachte Mittelebene (91) mit der Fahrtrichtung (8) einen Winkel von 90° bis 110° einnimmt, am Lenker (20) beweglich gelagert ist,
- wobei in der Pendelplatte (70) vier elastische Schwenklager (74, 75; 44, 76; 84, 85; 48, 86) integriert sind, deren Befestigungselemente (73, 43, 83, 47) zur Hälfte am Lenker (20) und zur Hälfte am Radträger (31) befestigt sind.
2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zur Mittellinie (37) des Lagerzapfens (35) normale Stützlagermittelebene (38) mit der gedachte Mittelebene (91) in einer hinter der Raddrehachse (2) gelegenen Geraden (92) schneidet.
3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerade (92) die Fahrbahnoberfläche (9) hinter der vertikalen Radmittenquerebene (4) außerhalb der senkrechten Projektion der Radkontur (11) auf die Fahrbahnoberfläche (9) auf der vom Fahrzeug abgewandten Radseite schneidet.
4. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinien (42, 46, 72, 82) der Schwenklager der unteren (71) und oberen Pendelplattenlagerung (81) normal zur gedachten Mittelebene (91) der Pendelplatte (70) liegen.
5. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der in die Pendelplatte (70) integrierten Schwenklager (74, 75; 44, 76; 84, 85; 48, 86) Mittellinien hat, die zumindest annähernd parallel zur Fahrbahnoberfläche (9) orientiert sind.
6. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelplatte (70) eine rechteckige, ebene Platte ist.
7. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Pendelplatte (70) integrierten Schwenklager (74, 75; 44, 76; 84, 85; 48, 86) an den Ecken der Pendelplatte (70) sitzen.
8. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (31) im Wesentlichen rohrförmig gestaltet ist.
9. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (35) des Steuerlagers (54) Teil des Lenkers (20) ist.
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