DE3843613A1 - Radaufhaengung eines lenkbaren fahrzeugrades - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung eines lenk­ baren Fahrzeugrades, insbesondere eines Vorderrades eines Personenkraftwagens, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 23 32 330 ist bereits eine Radaufhängung für gelenkte Räder von Fahrzeugen bekannt, bei der zwischen dem Radträger und dem Fahrzeugaufbau ein Federelement derart angeordnet ist, daß beim Radein­ schlag eine Federlängenänderung erfolgt, durch die die Radlast erhöht bzw. der Vorderwagen angehoben wird. Aufgrund der Anordnung des Federelementes direkt am Radträger wirkt eine zusätzliche Querkraft auf den Radträger und damit auf das Rad, wodurch das Lenkver­ halten ungünstig beeinflußt und die Lenkkräfte erheblich erhöht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung zu schaffen, die eine wirksame Gewichtsrückstellung unter Vermeidung der beim Stand der Technik auftretenden Nachteile ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Radaufhängung werden die beim Lenkeinschlag auftretenden Federkräfte weitestgehend in Hochkräfte umgesetzt, so daß die für das Lenkverhalten und die Lenkkräfte ungünstigen Querkräfte erheblich verringert sind. Ferner können die Achsparameter wie Störkrafthebelarm, Spreizungswinkel, Nachlauf und Lenkrollradius unabhängig vom statischen Rückstellmoment gewählt werden. Somit ist es möglich, den Lenkrollradius klein und vorzugsweise negativ auszulegen, wodurch eine ungleichmäßige Bremswirkung ausgeglichen wird. Gleich­ zeitig wird dadurch der Störkrafthebelarm auch kleiner, wodurch die Lenkungsunruhe und Lenkungsstößigkeit verringert wird. Ferner kann der Spreizungswinkel klein gewählt werden, so daß der Sturzverlust am kurvenäußeren Rad vermindert ist. Aufgrund der weitestgehend freien Wahl der Achsparameter ist es möglich, insbesondere bei einer Doppelquerlenker-Vorderachse, die Lenkachse, bei einer Ansicht in Fahrtrichtung, fast senkrecht und in der Nähe der Radmitte anzuordnen, ohne die Gewichts­ rückstellung zu verlieren.

Durch das erfindungsgemäße Prinzip ist es möglich, den erforderlichen Hub durch eine entsprechende Wahl des Hebelarmes, der sich aus dem Abstand zwischen der Schwenklinie, die durch die inneren und äußeren Gelenke des Querlenkers bestimmt ist, und dem Anlenkpunkt des Federelementes ergibt, in einfacher Weise festzulegen. Durch Verschiebung des Anlenkpunktes parallel zur Schwenklinie ist ferner eine weitere Möglichkeit gege­ ben, den Hub und die erforderliche Hubkraft festzulegen. Durch eine außermittige Anordnung des Anlenkpunktes des Federelementes wird erreicht, daß beispielsweise die kurvenäußere Seite des Fahrzeuges stärker angehoben wird. Die Drehbeweglichkeit des Querlenkers kann in einfacher Weise durch ein an einem Ende des Querlenkers angeordnetes Kreuzgelenk und ein an seinem anderen Ende angeordnetes elastisches Gelenk, beispielsweise ein Gummilager, erreicht werden. Bei der Verwendung eines Querlenkerelementes, das aus zwei, voneinander beab­ standet am Radträger gelenkig angeordneten Einzellenkern besteht, kann das Kreuzgelenk durch ein Kugelgelenk ersetzt werden. In diesem Fall wird die Verdrehbewegung des Einzellenkers, auf dem sich das Federelement ab­ stützt, durch ein Koppelstück bewirkt, das so zwischen den beiden Einzellenkern angeordnet ist, daß eine Viergelenkkette gebildet ist. Ferner kann die erfin­ dungsgemäße Radaufhängung auch angewendet werden, wenn das Querlenkerelement über ein einziges Gelenk, ins­ besondere ein Kreuzgelenk, mit dem Radträger verbunden ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform mit zwei unteren einzeln ange­ lenkten Querlenkern und der Verwendung eines Kreuzgelenkes,

Fig. 2 eine Ansicht von hinten auf die in der Fig. 1 gezeigten Radaufhängung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Radaufhängung, bei der das Kreuzgelenk durch ein Kugelgelenk und ein Koppelstück ersetzt ist,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform, bei der das Querlenkerelement über ein einziges Gelenk mit dem Radträger verbunden ist.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform einer Radaufhängung gezeigt, bei der ein ein Rad 2 lagernder Radträger 3 über ein oberes und unteres Querlenkerele­ ment 10, 20 mit dem Fahrzeugaufbau 60 gelenkig verbunden ist. Das obere Querlenkerelement 10 ist als ein Drei­ eckslenker ausgebildet, während das untere Querlenker­ element 20 aus zwei Einzellenkern 21 und 22 besteht, die über zwei voneinander beabstandeten Gelenke 23 und 24 mit dem Radträger 3 verbunden sind. Das eine Gelenk ist dabei als Kreuzgelenk 24 ausgebildet und befindet sich an dem Einzellenker 22, auf dem sich ein Federelement 40 abstützt. Im vorliegenden Fall ist das Federelement eine Schraubenfeder 40. Die Schraubenfeder 40 stützt sich mit ihrem unteren Ende 41 an einem Federteller 53 ab, der an einem Dämpferrohr 51 eines Federbeines 50 befestigt ist. Das obere Ende der Schraubenfeder 40 stützt sich an einem oberen Federteller 52 ab. Das Federbein 50 ist über eine Abstützung 46 am Fahrzeugaufbau 60 angeordnet. Neben der Verwendung eines Federbeines 50 ist es auch möglich, das Dämpferrohr 51 getrennt vom Federele­ ment 40 am Aufbau 60 oder dergleichen bzw. am Querlen­ kerelement anzuordnen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist der Quer­ lenker 22, auf dem sich das Federelement 40 abstützt, zwischen dem äußeren Gelenk 24 und dem inneren Gelenk 26 eine nach unten gebogene Form auf. Somit ergibt sich ein Abstand zwischen der durch die Gelenke 24 und 26 gehende Schwenklinie 82 und dem tatsächlichen Querlenkerverlauf. Je nach Wahl der erforderlichen Hubbewegung befindet sich der Anlenkpunkt 44 für das Federelement 40 an einer mehr oder weniger weit von der Schwenklinie 82 beab­ standeten Stelle des Querlenkers 22. Der Anlenkpunkt 44 liegt für eine gleichgroße Hubbewegung der Fahrzeug­ seiten bei Kurvenfahrt auf einer durch die Schwenklinie 82 gehende Vertikalebene. Da sich der Anlenkpunkt 44 auf einer Kreisbahn um die Schwenklinie 82 bewegt, liegt er in dieser Anordnung an der tiefsten Stelle der Kreis­ bahn. Die Anlenkpunkte 44 sind an den gegenüberliegenden Radaufhängungen symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse angeordnet. Der Anlenkpunkt 44 kann auch etwas außerhalb der vertikalen Ebene liegen, so daß das kurvenäußere Rad eine größere Hubbewegung als das kurveninnere Rad durchführt.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Lenkachse, in einer Ansicht in Fahrtrichtung, fast senkrecht steht und in der Nähe der Radmitte 83 verläuft, so daß der Sprei­ zungswinkel und der Störkrafthebelarm sehr klein ist.

Zur Lagerung des Kreuzgelenkes 24 ist sowohl am Radträ­ ger 3 als auch am Querlenker 22 eine Gelenkgabel 4 bzw. 27 ausgebildet. Damit eine Drehbewegung möglich ist, ist das innere Gelenk 26 ein winkelbewegliches Lager, insbesondere ein Gummilager.

In der Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Radaufhängung gezeigt, die ebenfalls einen Doppelquer­ lenker zeigt, wobei das obere Querlenkerelement 10 ein Dreieckslenker ist, während das untere Querlenkerelement 20 zwei Einzellenker 21 und 22 aufweist, die voneinander beabstandet über Gelenke 33 und 34 mit dem Radträger 3 verbunden sind. Am Einzellenker 22 ist zwischen dem Anlenkpunkt 44 und dem als Kugelgelenk ausgebildeten Gelenk 34 ein Ende 71 eines Koppelstückes 70 gelenkig angeordnet, während das andere Ende 72 des Koppelstückes 70 am anderen Einzellenker 21 gelenkig angeordnet ist. Zur Bildung eines Hebelarmes ist das Koppelstückende 71 bzw. die Mittellinie 73 des Koppelstückes 70 von der Schwenklinie 82 beabstandet. Das gegenüberliegende Koppelstückende 72 ist im Gegensatz dazu so angeordnet, daß die Mittellinie 73 die Mittellinie 28 des Einzel­ lenkers 21 schneidet. Der als Hebelarm wirkende senk­ rechte Abstand zwischen der Mittellinie 73 des Kop­ pelstückes am Koppelstückende 71 und der Schwenklinie 82 des Einzellenkers 22 kann in begrenztem Umfang frei gewählt werden.

In der Fig. 4 ist eine dritte Ausführungsform der Radaufhängung gezeigt, bei der das aus den Querlenkern 35 und 37 gebildete untere Querlenkerelement 20 nur über ein einziges Gelenk, nämlich das Kreuzgelenk 24, mit dem Radträger 3 verbunden ist. Damit der Querlenker 35 drehbeweglich ist, ist das innere Gelenk 36 winkelbe­ weglich ausgebildet. Ferner ist der Lenker 37 über ein winkelbewegliches Gelenk 38 am Querlenker 35 und über ein entsprechend geeignetes Gelenk 39 mit dem Fahrzeug­ aufbau 60 verbunden.

Claims (10)

1. Radaufhängung eines lenkbaren Fahrzeugrades (2), insbesondere eines Vorderrades eines Personen­ kraftwagens, mit einem das Rad (2) lagernden Rad­ träger (3), der zum einen über mindestens ein gelenkig angeordnetes Querlenkerelement (10; 20) mit dem Fahrzeugaufbau (60) oder dergleichen verbunden ist und mit einem Federelement (40), das sich mit seinem einen Ende (42) am Fahrzeugaufbau (60) oder dergleichen abstützt, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß sich das Federelement (40) an seinem anderen Ende (41) über einen Anlenkpunkt (44) auf einem Querlenkerelement (20) abstützt, wobei der Anlenkpunkt (44) unterhalb einer Schwenklinie (82) liegt, die durch die Ver­ bindungslinie zwischen dem inneren und dem äußeren Gelenk (26, 36; 24, 34) des Querlen­ kerelementes (20) bestimmt ist und
• - daß die Gelenke (26, 36; 24, 34) derart ausgelegt sind, daß sich das Querlenkerelement (20) beim Lenkvorgang um die Schwenklinie (82) dreht, wodurch sich der Anlenkpunkt (44) auf einer Kreisbahn bewegt und dabei das Fahrzeug über das Federelement (40) anhebt.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das innere Gelenk (26, 36) ein winkelbewegliches Gelenk ist.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gelenk (24) ein Kreuzgelenk ist.

4. Radaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kreuzgelenk (24) zum einen über eine am Radträger (3) ausgebildete Gelenkgabel (4) mit dem Radträger (3) verbunden ist und zum anderen über eine am Querlenkerelement (20) ausgebildete Gelenkgabel (27) mit dem Querlenkerelement ver­ bunden ist.

5. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gelenk (34) ein Kugelgelenk ist, das den Radträger (3) mit dem Querlenkerelement (20) gelenkig verbindet.

6. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Querlenkerelement (20) aus zwei Einzellenkern (21, 22) besteht, die voneinander beabstandet über Gelenke (23 und 24) am Radträger angeordnet sind, wobei sich auf einem der beiden Einzellenker das Federelement (40) abstützt.

7. Radaufhängung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Einzellenker (21) ein Ende (73) eines Koppelstückes (70) so angeordnet ist, daß sich die Mittellinie (28) des Einzellenkers (21) mit der Mittellinie (73) des Koppelstückes (70) schneidet und daß das andere Ende (71) des Koppelstückes (70) an dem anderen Einzellenker (22), auf dem sich das Federelement (40) abstützt, so angeordnet ist, daß die Mittellinie (73) des Koppelstückes (70) außer­ halb der Schwenklinie (82) des Einzellenkers (22) liegt, so daß sich der Einzellenker (22) bei der Lenkbewegung um seine Schwenklinie (82) dreht.

8. Radaufhängung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querlenkerelement (20) über ein einziges Gelenk (24) mit dem Radträger verbunden ist.

9. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (40) in einem Federbein (50) inte­ griert ist.

10. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (40) getrennt von einem Dämpferelement angeordnet ist.