DE1630505A1

DE1630505A1 - Unabhaengige Radaufhaengung fuer lenkbare Raeder von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1630505A1
Application number: DE19671630505
Authority: DE
Inventors: Sampietro Achille C
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1966-11-03
Filing date: 1967-10-05
Publication date: 1971-06-03
Also published as: GB1145346A; US3400945A

Description

Postanschrift Ford-Werke AG SKöin-Deutzi Postfach Verwaltung

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DR-2 Sp uk

Betreff

Patentanmeldung Unabhängige Radaufhängung für lenkbare Räder von Kraftfahrzeugen

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine unabhängige Radaufhängung ' für lenkbare Räder von Kraftfahrzeugen, die über geschobene Lenker geführt und über FedereTemente abgestützt sind und wobei der Lenkzapfen der Räder unter einem bestimmten Nachlauf- und Spreizungswinkel angeordnet ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine unabhängige Radaufhängung für lenkbare Räder von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei der die Änderungen des Hachlauf- und Sturzwinkels während der Federungsbewegungen des Rades auf bestimmte Werte begrenzt werden, die für moderne Fahrzeugreifen akzeptabel sind. Weiterhin soll die Radaufhängung während der Federungsbewegungen des Rades nachgebende Bewegungen in Fahrzeuglängsrichtung ausführen können und durch Gewichtsverlagerung bsim Beschleunigen und Bremsen auftretende Kickschwingungen möglichst unterdrücken»

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben gelöst* indem die Schwenkachsen der geschobenen Lenker von ihrem gemeinsamen Durohstosspunkt durch die senkrechte Längsmittelebene des Kraftfahrzeuges nach schräg hinten und aussen und nach schräg unten und aussen verlaufe»»

Ht-I₉* / jo. a«*-» is*. ,09823/02 36

SiU der Geseifschaft: Köln Vorsitzender de-; Aufsichtsrates: Erhrrd Vitger Vorstand: Robert G. l.ayton .Vorsitzender Hans Adolf Bartheimeh Han» Grand! John L Hooven Hans Schmidt ■ Toni Schmucker Max Ueber Stellvertretend; Otto H.Hadlstein Telegramme Fordmotor Köln Telefon. 0251 Bei Nebdnsteüendurchwahl 025 und Hausruf Telex G 87 3311

Die Schwenkaohsen der geschobenen Lenker verlaufen hierbei im wesentlichen senkrecht zu den sich schräg nach vorn, oben und aussen erstreckenden Armen der geschobenen Lenker.

Die erfindungsgemässe Radaufhängung weist durch die Wahl der Schräglage der Schwenkaehsen der geschobenen Lenker den Vorteil auf, dass sich die während Federungsbewegungen des Rades auftretenden Änderungen des Nachlauf- und Sturzwinkels gegenseitig aufheben und somit keine störenden Einflüsse auf die Lenkungs- und Seitenführungseigenschaften der lenkbaren Räder ausüben« Darüberhinaus besitzt die erfindungsgemässe Radaufhängung eine einfache Konstruktion, die eine wirtschaftliche Herstellung und eine leichte Montage und Wartung ermöglicht. In Zusammenhang mit Drehstabfedern als Federelementen ermöglicht sie die Schaffung eines Verbund-Federungssystems der Vorder- mit den Hinterrädern.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der voi*-liegenden Erfindung werden anhand der nun folgenden Beschreibung von in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Perspektivdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Radaufhängung.

Fig. 2, J5 zeigen eine Vorder-, Drauf- und Seitenansicht eines weiteren und 4 Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Radaufhängung.

Fig. 5 zeigen Draufsichten weiterer Ausführ-sjKgsbeiijpiele einer er- und 6 findungsgemässen Radaufhängung.

In Fig. 1 ist ein Teil einer unabhängigen Radaufhängung für lenkbare Räder eines Kraftfahrzeuges gezeigt. Zur besseren Übersichtlichkeit der Fig. sind hierbei nux· der geschobene Lenker, das Federelement und die unmittelbar benachbarten Teile des Lenkgestänges gezeigt. Ein Rad 10 ist auf einem Achssehenkel 12, dessen Achse 14 sich horizontal erstreckt, drehbar gelagert. Diese Anordnung der Achsschenkel-Achs3 14 ergibt einen Sturz des Rades von 0° und somit kein Moment;, welches bestrebt ist, das Rad während der Vorwärtsfahrfc nach aussen au drehen.

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Der Achsschenkel 12 ist an einem Achssehenkelträgsr 16 befestigt., der seitlich nach innen sur senkrechten Radaufstandslinis 18 versetzt angeordnet ist. Der Ächssehenkelträgsr ΐβ besitzt Eohruagen 19 (siehe Fig« 2}_a die einen Lenkzapfen (nicht geseigt) schwenkbar aufziehen» Die im fiesentlichen vertikal verlaufende Schwenkachse 20 der Bohrungen 19 für den Lenkzapfen ist sowohl nach hinter} (Kaohlaufwinkel) als auch seitlich nach innen (Spreizungswinkel} zur- Längsmittellinie 22 des Kraftfahrzeuges geneigt. Der Kachlaufwiäkel sichert in bekannter Weise die Geradlsufeigenschaften der gelenkten Räder. Dir Sprefeungswinkel wirkt sieh in bekannter Weise in der Änderung des Stur-s-38 der- Räder bei Lenkeinsehlägen aus» Der Nachlaufwinkel sichert nicht nur die Geradlaufeigenschaft der gelenkten Räder, sondern übt über das Gewicht des Fahrzeuges ein Moment auf die Räder aus, dass diese um den Lenkzapfen in an sieh bekannter Weise nach Innen zu drehen sucht.

Der Spreizungswinkel des Lenkzapfens wiiistder Wirkung des Nachlaufwinkels entgegen, indem er ein Moment hervorruft, das die Räder in gerade Fahrtrichtung zu drehen sucht.

Die drei zusammenwirkenden Grossen an den gelenkten Rädern^ Sturz₃ nachlauf und cp.'eizung werden so gewählt* dass das Verhältnis des Lenkmomentes., das durch Änderungen des Nachlaufwinkeis erzeugt wird;, zum Lenkmomsnt, das durch Änderungen des Sburzwinkels erzeugt wird, die gewünschte Richtungsstabilität ergibt.

Ir: Fig. 1 ist der Aohsschenkelträger 16 mit einem Spurstangenhebal 2k aus einen Stück gebildet, der schwenkbar an einer Spurstange 26 angelenkt Ist. Die Spurstange Ist wieder an den übrigen Teil eines herkömmlichen Lenksystem (nicht gezeigt) angeschlossen»

LtQV C-förmige Aehssehenkelträger 16 ist Ist am "orderen Ende 2J eines sieh Im wesentlichen diagonal erstreckenden Lenkers 28 schwenkbar befestigt. In Fig. 1 bildet dor Lenker 28 mit einer sieh vom Lenker 23 nach hinten und unten erstreckenden Zugstrebs 29 einen ürelecicslenkerverbando In Fig. bestellt der Lenker» 28 aus einem koaxial zur Schwenkachse liegenden Teil und einem sieh im wesentlichen senkrecht hierzu schräg nach vorn_a oben und aussen erstreckenden kr-r.u

*Y.-Vju'> / -Jj. öopter.ber 19^7 109823/0236 - ^k ~

In beiden Fallen erstreckt sich die Schwenkachse des Lenkers 28 nach
schräg hinten und aussen und nach schräg unten und aussen, wie es besonders deutlich aus den Pig. 2 und 4 zu erkennen ist. Über die Schwenkachse
ist der Lenker 28 an einem Teil 30 des Fahrzeugrahmens schwenkbar befestigt.

In Fig. 1 ist eine Schraubenfeder 32 und ein konzentrisch hierzu angeordneter Stossdämpfer j& gezeigt, über die das Rad 10 abgestützt und
gedämpft wird.

In den Fig. 2, 3 und 4 ist das Rad 10 gleichfalls wieder über geschobene

Lenker 28 geführt, wird jedoch über Drehstabfedern 36 abgefedert und über

Stossdämpfer 44 gedämpft. Die Drehstabfedern 36 sind mit ihren äusseren,

U-förmig abgebogenen Enden mit den Lenkern 28 verbunden, während ihr ,

gegenüberliegendes Ende in einen Bauteil 30 am Kraftfahrzeugrahmen fest-

gehalten ist· Diese Befestigung kann eine starre Einspannung des Dreh- ι

stabfederendes sein, wobei das gesamte Drehmoment in den Fahrzeugrahmen

eingeleitet wird oder es kann an dieser Stelle eine Verbindung zum Dreh- '■

stabfedersystem der Hinterachse hergestellt werden, wobei nur ein Teil .
des Drehmomentes in den Fahrzeugraum eingeleitet wird, während der verbleibende Teil des Drehmomentes von den hinteren Rädern des Kraftfahr- ' zeuges aufgenommen wird. Ein solches Drehstabfedersystem mit einer variablen

Verbindung zwischen den Drehstabfedersystemen der Vorder- und Hinterräder ' ist bekannt und wird im nachfolgenden noch näher erläutert. Aus den Fig. 2

und 3 ist deutlich zu ersehen, dass die Schwenkachse 38 jedes Lenkers 28 \

von ihrem gemeinsamen Durchstosspunkt durch die senkrechte Längsmittelebene ·

des Kraftfahrzeuges nach schräg hinten und aussen und nach schräg unten '

und aussen verlaufen« Aus dieser Anordnung der Schwenkachse der Lenker 28 / ergibt sich, dass, wenn sich das Rad 10 auf einem Kreisbogen nach oben,

innen und nach hinten bewegt, die hierbei auftretende Änderung des Sturzes /

am Rad auf einen negativen Wert, was wieder eine Änderung des Lenkmomentes \_y

'ergibt, tatsächlich der Änderung des Lenkmomentes entgegenwirkt, welches ''

durch die Änderung des Machlaufwinkels hervorgerufen wird, d. h., durch die >

Neigung der Achse 20 des Lenkzapfens und der Achse 3$ des Lenkers werden !

die gleichzeitigen Änderungen des Sturz- und Naehlaufwinkels, die sich .

• durch die Einfederbewegung des Rades ergeben, so gesteuert, dass das Lenk- Γ moment, welches durch die Änderung des Naehlaufwinkels erzeugt wird,

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dem Lenkmoment, welches durch die Änderung des Sturzwinkels hervorgerufen wird, nahezu gleich ist und die Einfederungsbewegung des Hades die Lenkung nicht beeinträchtigt.

In Zusammenhang mit Fig. 4 wird darauf aufmerksam gemacht, dass die Lage des hinteren Teiles des Lenkers 28 so gewählt werden soll, dass eine Linie 40, die sich vom Radaufstandspunkt durch den Schwenkpunkt 42 des Lenkers 28 erstreckt, durch oder nahe dem Schwerpunkt (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeuges verläuft. Dadurch werden Nickschwingungen, wie sie durch Gewichtsverlagerung des Kraftfahrzeuges beim Bremsen auftreten können, weitgehend vermieden.

Wie bereits erwähnt, treten bei der erfindungsgemässen Radaufhängung nur begrenzte Änderungen des Nachlauf- und Sturzwinkels in dem Masse ein, wie sie für moderne Fahrzeugreifen akzeptabel sind. Weiterhin wurde darauf hingewiesen, dass durch die Wahl der Neigung der Schwenkachse und der Achse 20 des Lenkzapfens sich die während Federungsbewegungen des Rades 10 auftretenden Änderungen, des Nachlauf- und Sturzwinkels ausgleichen und so die Lenkungsstabilität erhalten bleibt.

Die Drehstabfedern j56, die in den Fig. 2 bis 4 gezeigt sind, ermöglichen lediglich eine Verbindung zwischen den beiden Vorderrädern, d. h., ein Anheben oder Absenken eines jeden Rades gegenüber dem anderen erzeugt ein Drehmoment am Fahrzeugrahmen, welches auf der gegenüberliegenden Seite durch ein in die entgegengesetzte Richtung wirkendes Drehmoment am Rad ausgeglichen wird.

In den Fig. 5 und 6 sind Drehstabfederanordnungen für eine erfindungsgemttsse Vorderradaufhängung gezeigt, die mit entsprechenden Drehstabfederanordnungen der Hinterradaufhängung teilweise oder voll verbunden bzw von diesen unabhängig sein können.

In den Fig. 5 lind 6 bestehen die Lenker 28' aus einem Bauteil, das eine breite Basis für die Schwenkachse aufweist, die Über Büchsen 46 am Fahrzeugrahjpen angelenkt ist. Die Neiguni der Schwenkachse der Lenker 28' und dl· Neigung dir Achse des Lenkzapfens ist in gleicher Weise gewählt,

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wie es in Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 erläutert wurde.

In Fig. 5 sind zwei sich parallel zur Fahrzeuglängsniittellinie 22 erstreckende Drehstabfedem 48 angeordnet und bei 50 am Fahrzeugrahmen in Büchsen drehbar gelagert, während ihr rechtwinklig abgebogenes Ende 52 mit dem Lenker 28' zusammenwirkt. Obwohl die hinteren Enden der beiden Drehstabfedern 48 nicht gezeigt sind, ist es selbstverständlich, dass sie direkt mit den entsprechenden Drehstabfedern der Hinterradaufhängung der einen Seite des Kraftfahrzeuges verbunden sein können und so ein Verbund-Federungssystem bilden. In gleicher Weise könnten die hinteren Enden der Drehstabfedem mit den entsprechenden Drehstabfedern der Hinterradaufhängung über eine am Kraftfahrzeugrahmen befestigte, nur eine teilweise Verbindung zwischen den beiden Drehstabfedera herstellende Vorrichtung verbunden sein, so dass ein Teil des. beim Ein- und Ausfedern auftretenden Drehmomentes in den Fahrzeugrahmen eingeleitet wird. Eine solche Vorrichtung zum teilweisen Verbinden zweier Drehstabfedern ist in unserer älteren Patentanmeldung Az: F 51 562 11/6^c beschrieben.

In Fig. 6 sind die zwei Drehstabfedern 48· parallel zu den sich schräg nach vorn, oben und aussen erstreckenden Arm der Lenker 28 angeordnet und erstrecken sich somit diagonal nach hinten. Bei dieser Anordnung kann ein Vorderrad einer Seite mit einem Hinterrad der anderen Seite des Kraftfahrzeuges verbunden sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Unabhängige Radaufhängung für lenkbare Räder von Kraftfahrzeugen, die über geschobene Lenker geführt und über PedeiSLemente abgestützt sind und wobei der Lenkzapfen der Räder unter einem bestimmten Nachlauf- und Spreizungswinkel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (38 bzw 38¹) der geschobenen Lenker (28 bzw 28') von ihrem geraeinsamen Durchstosspunkt durch die senkrechte Längsmittelebene des Kraftfahrzeuges nach schräg hinten und aussen und schräg unten und aussen verlaufen.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (38 bzw 38') der geschobenen Lenker (28 bzw 28^f) im wesentlichen senkrecht zu den sich schräg nach vorn, oben und aussen erstreckenden Armen der Lenker (28 bzw 28^f) verlaufen.

3« Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Räder (10) abstützenden Federelemente in an sich bekannter Weise Schraubenfedern (32) sind.

4. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Räder (10) abstützenden Federelemente in an sich bekannter Weise Drehstabfedern (36 bzw 48 und 48*) sind.

5. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfedern (36) koaxial zur Schwenkachse (38) der Lenker (28) in einem gemeinsamen Bauteil (30) angeordnet sind und über ihre U-förmig abgewinkelten Enden mit den im Bauteil (30) schwenkbar gelagerten Lenker (28) zusammenwirken.

6. Radfaufhängung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch g e kennze lehnet , dass die Drehstäbfedern (48) parallel zur Längsmittelebene des Kraftfahrzeuges angeordnet sind und Über recht-. winklig abgebogene Teile mit den Lenkern (28) zusammenwirken.

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7· Radaufhängung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfedern (48*) parallel zu den sich schräg nach vorn, oben und aussen erstreckenden Armen der Lenker (28') angeordnet sind und über rechtwinklig abgebogene Teile mit den Lenkern (28') zusammenwirken.

8. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Pahrzeuglangsrichtung nach hinten erstreckenden Drehstabfedern (48 bzw 48') teilweise bzw voll mit entsprechenden Drehfederstäben der Hinterradaufhängung verbunden sind.

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