DE1755113C3

DE1755113C3 - Aufhängung lenkbarer Vorderräder von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1755113C3
Application number: DE1755113A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl.-Ing. 7310 Plochingen Haverbeck; Kurt 7023 Echterdingen Trachte; Friedrich Van Dipl.-Ing. 7312 Kirchheim Winsen
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1968-03-30
Filing date: 1968-03-30
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE1755113A1; GB1227094A; US3620548A; FR2005171A1; DE1755113B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung lenkbarer Vorderräder von Kraftfahrzeugen mit übereinander angeordneten, den Radträger gelenkig führenden Führungslenkern, bei der das den unteren Führungslenker mit dem Radträger verbindende Gelenk ganz oder teilweise innerhalb des von der trommeiförmigen Radscheibe umschlossenen zylindrischen Raumes nahe an der Radmittelebene angeordnet ist und das den Radträger mit dem oberen Führungslenker verbindende Gelenk oberhalb des Rades liegt, wobei der Radträger um die Radkontur entsprechend herumgekröpft ist.

Eine solche Vorderradaufhängung ist durch die DE-AS 10 85 772, Fig. 4, bekannt. Das untere Gelenk ist hierbei unterhalb der Radmittenhöhe angeordnet. Eine solche Aufhängung ist jedoch bei Radscheibenbremsen nicht ohne weiteres möglich, deren Bremsscheibe regelmäßig auf der Innenseite der Radmittelebene

ίο angeordnet ist und dadurch einen relativ großen Abstand des unteren Gelenkes von der Radmittelebene und dementsprechend auch einen relativ großen positiven Rollradius verlangt.

Bei einer anderen bekannten Vorderradaufhängung (Automobil- Revue vom 17.9.1964), bei der die durch die beiden Gelenke des Radträgers bestimmte Lenkungsoder Spreizachse die Fahrbahn innerhalb oder außerhalb des Radaufstandspunktes mit positivem bzw. negativem Rollradius durchschneidet, beansprucht die Anordnung der beiden die Führungslenker mit dem Radträger verbindenden, oberhalb bzw. unterhalb der Radachse angeordneten Gelenke einen solchen Raum innerhalb des Radquerschnittes, daß für andere Bauteile, insbesondere auch eine Bremsscheibe, praktisch kein Raum mehr verbleibt Auch sind die innerhalb des Radquerschnittes angeordneten Gelenke von außen schwer zugänglich, insbesondere, wenn sie zur Erzeugung eines kleinen bm. negativen Rollradius sehr weit in das Innere des Radquerschnittes hineinragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein günstiges Lenkungsverhalten der Vorderräder, insbesondere einen ruhigen Lauf derselben und eine sichere Aufnahme der an den Vorderrädern wirkenden Kräfte, wie dieses durch einen kleinen, gegebenenfalls auch

r> negativen Rollradius der Räder erreichbar ist, bei möglichst vorteilhafter Anordnung der Radführungsgiieder auch dann zu erhalten, wenn eine Radbremse mit in üblicher Weise angeordneter Bremsscheibe vorgesehen ist.

4i) Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das untere Gelenk innerhalb einer nach der Radaußenseite ausgebogenen muldenförmigen Einbuchtung der Bremsscheibe einer Radscheibenbremse etwa in Radmittenhöhe und zugleich im Innern eines in

π die muldenförmige Einbuchtung der Bremsscheibe hineinragenden schalenförmigen Teils des Radträgers untergebracht ist.

Durch die Erfindung ist es ohne Schwierigkeiten möglich, eine Radbremse mit Bremsscheibe in üblicher

■>') Anordnung und Abmessung zu verwenden. Infolge der zur Bremsscheibe zentralen Anordnung des unteren Gelenkes braucht die zur Aufnahme desselben dienende Einbuchtung der Bremsscheibe nur einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufzuweisen, und die wirksa-

■>> men Bremsflächen der Bremsscheibe können somit ohne Behinderung durch das Gelenk auf üblichem und für einen vorteilhaften Einbau in das Rad günstigstem Durchmesser angeordnet werden; dieses insbesondere auch dadurch, daß die nach der Radaußenseite

<" gerichteten ineinandergefügten und das untere Gelenk mulden- bzw. schalenförmig umgreifenden Einbuchtungen öder Auskröpfungen sowohl der Bremsseheibe als auch des Radträgers nur das untere Gelenk zu umschließen brauchen, während das obere Gelenk aus

"■> dem Querschnittsbereich des Rades herausgedrückt ist. Eine besonders gedrängte, raumsparende Konstruktion innerhalb des Radquerschnittes wird somit erreicht.
Dadurch, daß das den Radträger mit dem unteren

Führungslenker verbindende Gelenk etwa in Radmittenhöhe, das den Radträger mit dem oberen Führungslenker verbindende Gelenk oberhalb des Rades liegt, kann ferner die Schräge der Lenkungsachse bei gleichem Abstand des Gelenkes von der Längsmittelebene des Rades und gleichem Rollradius gering gehalten werden. Gleichzeitig wird der Vorteil eines großen Abstandes der beiden Gelenke des Radträgers und damit relativ geringer Kräfte sowie eine freie Zugänglichkeit des oberen Gelenkes gewährleistet.

Besonders bedeutsam ist die Erfindung in Anwendung auf eine Radaufhängung, bei der die durch die beiden Gelenke des Radträgers bestimmte Lenkungs- oder Spreizachse die Fahrbahn — in an sich bekannter Weise — außerhalb des Radaufstandspunktes mit negativem Rollradius schneidet, da die Erfindung ohne die Notwendigkeit einer Durchmesservergrößerung der Bremsscheibe ein praktisch beliebig nahes Heranrücken des unteren Gelenkes an die Radmittelebene erlaubt.

Zwar ist es bei angetriebenen Rädern bekannt, das den unteren Führungslenker mit dem Rade verbindende Gelenk in die Höhe der Radmitte zu legen (DE-PS 7 49 374). Doch ist hierbei die Höhe des Gelenit.es dadurch bestimmt, daß es gleichzeitig das Antriebsgelenk für das Rad enthält. Eine Bremsscneibe ist ebensowenig wie ein hochliegendes, den oberen Führungslenker mit dem Radträger verbindendes Gelenk oder ein negativer Rollradius vorgesehen.

Die hohe Lage der Führungslenker und der denselben mit dem Radträger verbindenden Gelenke erlaubt ferner in besonders zweckmäßiger Weise eine Längsnachgiebigkeit des Rades. Hierzu können in an sich bekannter Weise das den Radträger mit dem oberen Führungslenker verbindende Gelenk verhältnismäßig unelastisch und das den Radträger mit dem unteren Führungslenker verbindende Gelenk verhältnismäßig elastisch in Fahrtrichtung mittels des je zugeordneten Führungslenkers am Fahrzeugoberbau abgestützt sein, wobei das Lenkgestänge im Bereich des oberen, im wesentlichen unelastisch abgestützten Gelenkes an den Radträger angeschlossen ist. Die das Rad treffenden Stöße werden hierdurch mit dem vollen, dem Abstand der beiden Gelenke entsprechenden Hebelarm von dem unteren Lenker aufgenommen und mit einer der Nachgiebigkeit entsprechenden Dämpfung auf den Fahrzeugoberbau übertragen. Auch ist die Belastung der Gelenke, welche den Radträge" mit den beiden Führungslenkern verbinden, durch Seitenführungs- und Bremskräfte durch die dem Abstand der Gelenke entsprechende große Abstützbasis gering. Das obere Gelenk liegt außerhalb des Schwenkbereiches des lenkbaren Rades. Da es im wesentlichen unelastisch abgestützt ist, läßt sich gleichzeitig erreichen, daß trotz großer Nachgiebigkeit des Rades die Lenkung durch diese Nachgiebigkeit nicht oder praktisch nicht beeinflußt wird. Lenkfehler und Vorspuränderung lassen sich dadurch bei gleichzeitig guter Längselastizität der Radführung am unteren Lenker vermindern. Auch ergibt sich eine konstruktiv besonders günstige Lage der Lenkung in Hinsicht auf den Motoreinbau, ■ insbesondere dann, wenn der obere Lenker weiter rückwärts in der Nähe der Motorkupplung am Fahrzeugoberbau gelagert ist. Infolge der hochliegenden unteren Führungslenker ist zugleich eine große Bodenfreiheit erzielbar. Außerdem ist die Verwendung eines Öl-Luft-Federbeines zur Abfederung des Vorderrades baulich mit besonderem Vorteil möglich.

Eine für die Straßenla^ besonders günstige Aufhängung der Lenkräder durch die beiden Führungslenker ergibt sich ferner dadurch, daß der nachgiebig abgestützte Führungslenker gabelartig ausgebildet ist und das eich im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung -. erstreckende Lenkerglied derart elastisch am Fahrzeugoberbau angelenkt ist, daß es sich um eine lotrechte Achse drehen kann, während das sich in der Hauptsache in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Lenkerglied mittels es mit dem Fahrzeugoberbau verbindender

in elastischer Blöcke im wesentlichen in Längsrichtung, also das den Führjngslenker mit dem Radträger verbindende Gelenk im wesentlichen in Fahrtrichtung nachgeben kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsansicht der erfindungsgemäßen Vorderradaufhängung, teilweise im Schnitt,
F i g. 2 eine Seitenansicht derselben,
Fig.3 eine Draufsicht auf die Radaufhängung mit

j?u unterem Lenker unter Fortlassung des oberen Lenkers und

Fig.4 eine Draufsicht auf die radaufhängung mit oberem Lenker unter Fortlassung des ur^eren Lenkers. Das Vorderrad 10 ist mittels seiner Radnabe 11, an dem auch die Bremsscheibe 12 befestigt ist, in üblicher Weise auf einem Radzapfen 13 gelagert, der einen Teil des Radträgers 14 bildet. Dieser weist in Höhe der Radmittelachse m ein schalenförmiges Teil 14a auf, das in einer mulden- oder schüsseiförmigen Ausnehmung 15

«ι der Bremsscheibe 12 untergebracht ist und unterhalb und oberhalb durch Ansätze 16 und 17 begrenzt wird. In den unteren Ansatz 16 ist ein Gelenkbolzen 18 mit einem Kugelzapfen 19 lösbar eingesetzt, welcher den Radträger 14 mit dem unteren Führungslenker 24 des

r> Rades 10 verbindet und so weit in das Innere 15a des schalenförmigen Teils Hades Radträgers 14 hineinverlegt ist, daß er sich zugleich mindestens teilweise auch in der mulden- oder schüsseiförmigen Ausnehmung 15 der Bremsscheibe 12 befindet und so nahe wie möglich an

to die lotrechte Längsmittelebene M des Raaes 10 herangerückt ist.

In den oberen Ansatz 17 ist ferner ein stab- oder plattenförmiges Teil 20 eingesetzt und mit dem schalenförmigen Teil 14a des Radträgers 14 ver-

Γ) schweißt. An seinem oberen über das Rad 10 herübergekröpften Ende 21 dieses Teiles 20 ist ein weiterer Gelenkbolzen 22 mit Kugelzapfen 23 lösbar eingesetzt, wobei die beiden Kugelzapfen 19 und 23 die Lenkungs- oder Spreizachse ζ bestimmen.

Vi Der Radträger 14 wird durch einen unteren Führungslenker 24 und einen oberen Führungslenker 25 am Fahrzeugoberbau 26 gehalten und durch eine Schraubenfeder 27 gegen den Fahrzeugoberbau 28 abgefedert, wobei sich die Feder 27 mit ihrem unteren

"Γι E.ide mittels eines Gelenkstückes 28 am unteren Führungslenker 24 und mit ihrem oberen Ende gegen ein z. B. mit dem Fahrzeugoberbau 26 fest verbundenes Federwiderlager 29 abstützt. Ein Stoßdämpfer 30 ist innerhalb der Schraubenfeder 27 angeordnet. Selbstverständlich kann zur Abfederung des Rades 10 an Stelle einer Schraubenfeder 27 auch eine andere geeignete Feder, insbesondere auch ein öl-Luft-Federbein Vorgesehen sein, wobei z. B. letzteres grundsätzlich die gleiche Lage wie die Schraubenfeder 27 einnehmen kann. An den unteren Lenker 24 ist ferner mittels Lasche 31a ein Stabilisator 31 in Fo~m eines Drehstabes angeschlossen, der die beiden Radträger der einander gegenüberliegenden Vorderräder in üblicher Weise miteinander

verbindet und in Lagern 32 am Fahrzeugoberbau 26 drehbar gelagert ist.

Der untere Lenker 24 (Fig. 3) besteht aus einem im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung f angeordneten Querlenkerglied 33 mit z. B. U-förmigem Querschnitt und einem mit diesem starr verbundenen, in der Hauptsache in Längsrichtung oder mindestens schräg gerichteten Schublenkerglied 34, das in der Hauptsache zur Aufnahme der Schubkräfte zwischen Rad 10 und Fahrzeugoberbau 26 in Längsrichtung des Fahrzeuges verläuft. Das Querlenkerglied 33, das gleichzeitig auch zur Abstützung der Feder 27 dient, ist unter Zwischenschaltung einer Gunimihiilse 36 auf einem hiilsenförmigcn Gelenkzapfen 35 gelagert, der z. B. mittels eines U-förmigen Lagerbockes 35a od. dgl. am Fahrzeugoberbau 26 angeordnet ist. Die Guminihülsc 36 hat hierbei eine solche Nachgiebigkeit, daß sie außer einer Nachgiebigkeit des unteren Führungslenkers 24 um eine etwa horizontale Achse x-x vor allem ein Drehen des Lenkergliedes 33 um eine durch den Lagerpunkt 0 hindurchgehende lotrechte Achse zuläßt.

Das andere Lenkerglied 34 ist an seinem zapfenartigen F.ndc 37 mittels großvolumiger ringförmiger Gummiblöcke 38 am Fahrzeugoberbau 26 eingespannt, wobei die Gummiblöcke 38 derart ausgebildet sind, daß sie eine Nachgiebigkeit des Längslenkergliedes 34 hauptsächlich in dessen Längsrichtung k zulassen. Der gesamte auf den beiden Lenkcrgliedern 33 und 34 besiehende untere Führungslenker 24 kann dadurch einerseits um die im wesentlichen waagerecht liegende Achse x-x mit Bezug auf den Fahrzeugoberbau 26 schwingen, wobei die Achse x-x nach vorn auswärts verläuft, und andererseits sich um eine durch den Lagerpunkt 0 des Gelenkzapfenglicdes 35 hindurchgehende lotrechte Achse drehen, so daß das untere, durch den Kugelzapfen 19 gebildete Gelenk des Radträgers 14 eine begrenzte elastische Bewegung in Pfeilrichtung f\, f₂. also im wesentlichen in Fahrtrichtung f bzw. in Gegenrichtung hierzu ausführen kann.

Der obere Führungslenker 25 (Fig. 4) ist ebenfalls dreieck- oder gabelförmig ausgebildet und mittels zweier Lageraugen 39 starr oder unter Zwischenschaltung verhältnismäßig dünnwandiger Gummibüchsen am Fahrzeugoberbau 26 gelagert, derart, daß der Führungslenker 25 um eine nach hinten auswärts verlaufende, im wesentlichen waagerechte Achse y-y schwingen kann, im übrigen jedoch praktisch unnachgiebig ist.

Mit dem oberen Ende 21 des Radträgerteiles 20 ist des weiteren ein Lenkhebel 40 starr verbunden, an dem mittels eines Kugelgelenkes 41 eine Lenkstange 42 angeschlossen ist. Letztere ist ihrerseits mittels eine Kugelgelenkes 43 an eine Zahnstange 44 angelenkt

■'· deren Zahnrad 46 von der Lenksäule unmittelbar ode mittelbar, z. B. mittels einer Welle 45, quer zu Fahrtrichtung f verstellbar ist. Durch Betätigung de Zahnstange 44 wird mittels der Lenkstange 42 und de Lcnkhebels 40 das Vorderrad 10 um die Lenkungs- ode

κι Spreizachse ζ verschwenkt, wobei das Gelenk 4¹ beispielsweise die Endlagen AV bzw. 41" einnehmen kann.

Infolge der Hincinverlegung des den Radträger 14 mit dem unteren Führungslenker 24 verbindender

r> Gelenkes 19 in die muldenförmige Ausnehmung 15 bi in die Nähe der Radmitte bzw. der Längsmittelebene ,V, des Rades 10 ist es möglich, bei relativ kleinem Spreizwinkcl <x einen negativen Rollradius rzu erzielen indem die Spreizachse ζ die Fahrbahn in einem Punkt R

-¹H außerhalb des Radaufstandspimk!«"; A schneidet, w<j vor allem den Gcradeauslaut des Kades 10 bei starker Reibwertunterschieden zwischen den Vorderradbrcm sen ver^es"ort.

Wird das Rad 10 von einem entgegen de

_'-· Fahrtrichtung / geführten Stoß getroffen, kann de Radträger 14 zusammen mit dem Rad 10 um das oben Kugelgelenk 23 ausweichen, da, wie bereits erläutert das uniere Längslenkerglied 34 infolge seiner nachgiebi gen Lagerung in den Giimmiblöcken 38 in Pfci'richtung

i" k nachgeben und dadurch das Gelenk 19 um den Punkt C in Pfeilrichtung f\ ausschwingen kann. Diese Aus schwenkbewegung des Rades 10 entgegen der Fahrt richtung f beeinflußt jedoch die Lenkung praktisch nicht, da das Lenkgestänge 40, 42 in der Nähe de

;. oberen unnachgiebigen oder nahezu unnachgiebiger Kugelgelenkes 23 an den Radträger 14 bzw. an da obere Ende 21 des Radträgerteiles 20 angeschlossen ist.

Gegebenenfalls kann die Lenkung an den Radträger

14 im Bereiche des unteren Gelenkes 19 angeschlossen

Ui sein, wie dieses strichpunktiert in Fig. 3 durch den Lenkhebel 47, die Lenkstange 48, den Lenkhebel 49 mi der Spurstange 50 und das Lenkgetriebe 51 angedeute ist. Die Lenkstange 48 liegt hierbei parallel zum Lenkerglied 33 und bildet mit diesem mindestens

: nahezu ein Gelenkparallelogramm, damit die Lenkbewegung des Rades 10 durch die Nachgiebigkeit des unteren Lenkers 24 in Pfeilrichtung /Ί, 6 nicht beeinfluß wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aufhängung lenkbarer Vorderräder von Kraftfahrzeugen mit übereinander angeordneten, den Radträger gelenkig führenden Führungslenkern, bei der das den unteren Führungslenker mit dem Radträger verbindende Gelenk ganz oder teilweise innerhalb des von der trommeiförmigen Radscheibe umschlossenen zylindrischen Raumes nahe an der Radmittelebene angeordnet ist und das den Radträger mit dem oberen Führungslenker verbindende Gelenk oberhalb des Rades liegt, wobei der Radträger um die Radkontur entsprechend herumgekröpft ist, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Gelenk (19) innerhalb einer nach der Radaußenseite ausgebogenen muldenförmigen Einbuchtung (15) der Bremsscheibe (12) einer Radscheibenbremse etwa in Radmittenhöhe und zugleich im Innern (15a^eines in die muldenförmige Einbuchtung (15) der Bremsscheibe (12) hineinragenden schalenförmigen Tel/s (14a) des Radträgers (14) untergebracht ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die beiden Gelenke des Radträgers bestimmte Lenlrungs- oder Spreizachse die Fahrbahn in an sich bekannter Weise außerhalb des Radaufstandspunktes mit negativem Rollradius schneidet.

3. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das den Radträge^r (H) mit dem oberen Führungslenker (25) verbindende Gelenk (23) verhältnismäßig unelastisch und das dtn Radlager (14) mit dem unteren Führungslenker (24) verbindende Gelenk (19) verhältnismäßig elastisch it Fahrtrichtung (f) mittels des je zugeordneten Führungslenkers (24,25) am Fahrzeugoberbau (26) abgestützt sind und daß ferner das Lenkgestänge (40, 42) im Bereich des oberen im wesentlichen unelastisch abgestützten Gelenkes (23) an den Radträger (14) angeschlossen ist.

4. Aufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebig abgestützte Führungslenker (24) gabelartig ausgebildet ist und das sich im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung ^erstreckende Lenkerglied (33) derart elastisch am Fahrzeugoberbau (26) angelenkt ist, daß es sich um eine lotrechte Achse (im Punkt 0) drehen kann, während das sich in der Hauptsache in Fahrzeuglängsrichtung erstrekkende Lenkerglied (34) mittels es mit dem Fahrzeugoberbau verbindender elastischer Blöcke (38) im wesentlichen in Längsrichtung nachgeben kann, so daß das den Führungslenker (24) mit dem Radträger (14) verbindende Gelenk im wesentlichen in Fahrtrichtung (7? nachgeben kann.