DE1937320C

DE1937320C - Einzelradaufhängung der über Antriebswellen angetriebenen Hinter rader von Kraftfahrzeugen, insbe sondere Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE1937320C
Application number: DE19691937320
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8000 München Matschinsky
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Filing date: 1969-07-23
Publication date: 1973-02-22

Description

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Die F.rfmdung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung der über Antriebswellen angetriebenen Hinterräder.von Kraftfahrzeugen, insbesondere PersonenkraftwaciM), bei der die Hinterräder über Radführungsglieder am Fahrzeugaufbau od. dgl. gelagert sind, deren Lagerung am Fahrzeugaufbau mit einer — in Abhängigkeit von der Ein- und Ausfederbewegung der Räder — zwangläufigen Verschiebemöglichkeit etwa in Fahrzeugquerrichtung versehen ist.

EVi der konstruktiven Ausgestaltung vorstehend angeführter Radaufhängungen sind zur Erzielung einer bezüglich Fahrkomfort und Fahrsicherheit optimalen Radaufhängung im wesentlichen fünf Kenndaten oder Eigenschaften zu berücksichtigen. Nämlich die E lohe des Rollzentrums, die kinematische SchrUgfederung, jic beim Einfedern das Ausweichen des Rades schräg nach hinten ermöglicht, die Abstützung der Antriebs- und Bremskräfte, die SturziiiHerung beim Einfedern und die Vorspuränderung beim Einfedern bzw." das Eigenlenkverhalten bei Seitenneigung. Von diesen fünf Elaupteigenschaftcn einer Radaufhängung können im allgemeinen nur vier nach Wunsch ausgelegt werden, während die verbleibende fünfte Haupteigenschaft so in Kauf genonimiMi werden muß, wie sie sich auf Grund der Auslegung der anderen vier Haupteigenschaften ergibt, oder es wird ein Kompromiß zwischen den einzelnen Kenndaten geschlossen. In der Praxis wird meist a-.if die kinematische .Schrägfederung und damit im allgemeinen auf die Verhinderung des Eintauchens des Fahrzeuges beiin Beschleunigen verzichtet.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1151740 ist bereits eine Einzelradaufhängung bekannt, bei der die Antriebswelle ohne Längenausgleich auögjf^li.t ist und eine Verschiebung des Radführungsgliedes in Fahrzeugquerr chtung in Abhängigkeit von der Ein- und Ausfederbewegung bewirkt. Das Radführungsglied ist dabei als Dreieckslenker ausgebildet, dessen einer, um Hochachsen biegungsweich ausgebildeter Arm vom Radträger aus in Fahrzeuglängsrichtung, und dessen anderer Arm vom Radträger aus diagonal nach innen verläuft und mit einer Verschiebefreiheit in' Fahrzeugquerrichtung am Fanrzeugaufbau gelagert ist.

Nachteilig an dieser bekannten Radaufhängung ist es, daß durch den großen Abstand der Antriebswelle von der E.enkerlagerung beim Ein- und Ausfedern große Reaktionskräfte an den Lagern des Radführungsgliedes entstehen, die erhöhte Reibung und domit stärkeren Verschleiß hervorrufen. Außerdem ist die Lage der Antriebswelle in bezug auf die E-agerung des Radführungsgliedes praktisch nicht frei wählbar. Dadurch sind in der E'r.nis auch bei Mieser Radaufhängung die eingangs angeführten fünf Elaupteigenschaften einer Radaufhängung nicht frei wählbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einzelradaufhängung zu schaffen, bei der sämtliche fünf Haupteigenschaften einer Radaufhängung verwirklicht werden können, um eine bezüglich Fahrkomfort und Fahrsicherheit optimale Radaufhängung zu erhalten. Insbesondere soll durch die Erfindung auch das Eintauchen beim Anfahren bzw. Beschleunigen verhindert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Radaufhängung dei eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Antriebswelle mit Längenausgleich ein zusätzlicher Lenker od. dgl. sowohl an Radführungsgiied als auch am Fahrzeugaufbau außer halb der Drehachse des Radführungsgiiede;, gelenki( befestigt ist, wobei dessen durch die Anbnkpunktt am l'ahrzeugaufbau und am Radführungsglied ver laufende Achse mit der Drehachse des Radführungs glicdcs einen Winkel bildet.

Die Vorteile der Erfindung sind hauptsächlich dar

in zu sehen, daß eine völlig freie Wahl der Lage des zusätzlichen Lenkers gegeben ist, so daß z. B. bei einer Radaufhängung mittels Längslenkern oder Schräglenkern das RollzeiUruin beeinflußbar ist. Somit müssen bei der konstruktiven Ausgestaltung der jeweiligen Radaufhängung bezüglich der fünf Haupteigenschaften keine Kompromisse mehr geschlossen •verden, sondern es können nunmehr unabhängig voneinander die fünf Haupteigenschaftcn der Radaufhängung den jeweiligen Erfordernissen entsprechend festgelegt werden.

Für die Untcraüsprüche 2 bis 6 wird nur im Rahmen des Hauptanspruches Schutz begehrt.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen dargestellt·, und zwar zeigen

Fig. 1 bis 3 jeweils unterschiedlich« Radaufhängungen in verschiedenen Ansichten in schcmatischer Darstellung.

F i g. -\ bis η verschiedene Au· Tihrungsbeispiele der \erschiebbaren Lagerung des jeweiligen Radführungsgliedes am Fahrzeugaufbau und

F ig. 7 eine Ausführunpsform der Lagerung des zusätzlichen Lenkers.

F i g. 1 zeigt die unabhängige Aufhängung eines Rades 1 mittels eines als Schräglenker ausgebildeten Radführungsgliedes 2 am Fahrzeugaufbau 3. Die Lagerung des Radführiingsgliedes 2 am Fahrzeugaufbau 3 ist dabei axial verschiebbar ausgebildet. Sowohl am Radführungsglied 2 als auch am Fahrzeugaufbau 3 greift ein außerhalb der Drehachse 4 des Radführungsglicdes 2 gelenkig gelagerter zusätzlicher Lenker 5 an, dessen durch die Anlenkpunkte 6 und 7 am Fahrzeugaufbau 3 bzw. am RadFührungsglied 2 verlaufende Achse 8 mit der Drehachse 4 des Radführungsgliedes 2 einen Winkel bildet. Beim Einfede η des Rades 1 bewegt somit der Lenker 5 das Radführungsglied 2 entlang der Drehachse 4 zwangläufig zur Fahrzeuginnenseite hin und beim Ausfedern zur Fahrzeugaußenseite hin. Infolge der Pfeilung der Drehachse 4, d. h. der schräg nach hinten verlaufenden Drehachse 4, weicht beim Einfeuern das Rad 1 zugleich schräg nach hinten aus (kinematische Schrägfederung). Damit wird das Eintauchen des Fahrzeugaufbaus 3 beim Beschleunigen verringert. Dagegen hätte die in der Fig. 1 dargestellte Radautnängung ohne Eiinbau des erfindungsgemäüen zusätzlichen Lenkers 5 den Nachteil, daß das Rollzentrum 9 sehr hoch läge. Will man dagegen bei den bisherigen Radaufhängungen das Rollzentruni iiiei'riger legen, müßte man z. B. die Neigung der Drehachse 4 im Querriß so legen, daß der Mumentanpol IO näher der Fahrbahnebene zu liegen käme. Dies würde jedoch zu einer übersteuernden Radaufhängung führen. Eliiu andere Möglichkeit, das Rollzentrum 9 zu senken, bestellt darin, die Pfeilung zu verringern und damit den Momentanpol 10 weiter vom Rad 1 weg zu verlegen, was den Nachteil einer zu geringen Sturzänderung beim Ein- und Ausfedern mit sich bringt.

Durch die erfindungsgemäü der Drehbewegung des Radführuiigsglicdes 2 jedoch überlagerte axiale Verschiebung des Radführungsgliedes 2 entlang der Drehachse 4, kann der vorstehend angeführte Nachteil der bekannten Radaufhängungen vermieden werden. Insbesondere ist in dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel das zu hoch liegende Rollzentrum 9 um den Betrag« gesenkt. Das Rollzentrum 9 ergibt sich durch den Schnittpunkt der Verbindungsgeraden des Momentanpoles IO mit dem Radaufstandspunkt/1 und der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene H. Bei einer rein<:n Drehung des Radführungsgliedes 2 um die Drehachse 4 ohne eine axiale Verschiebung, würde der Radaufstandspunkt A beim Einfedcrn des Rades I eine Bewegung in Richtung U_A, der Anlenkpunkt7 des Lenkers 5 am Radfühningsglied 2 eine Bewegung in Richtung U₁, der Mittelpunkt des

ίο Rades 1 eine Bewegung in Richtung U_M ausführen. Durch die exzentrische und zur Drehachse 4 nicht parallele Lage des Lenkers 5 zwingt dieser jedoch seinem Anlenkpunkt 7 am Radfühirungsgüed 2 eine Bewegung in Richtung V_L auf, so daß sich eine axiale

Verschiebung / ergibt. Diese Bewegung t hat im Raum die Richtung der Drehachse 4, so daß auch der Radaufstandspunkt A um den gleichen Betrag t in Richtung der Drehachse 4 nach innen verschoben wird. Die tatsächliche räi, -.liehe Bewegung des Radaufstandspunktes A ist durch den Pfeil V t gegeben. Das tatsächliche Rolizenlrum 90 der erfindungsgemUH ausgebildeten Radaufhängung, das sich als Schnitt des Lotes 12 auf die Bewegungsrichtung V_x mit der Fahrzeugmittellängsebene II ergibt, ist somit um

den Betrag α abgesenkt worden. In der Seitenansicht gibt die Neigung der Bewegungsrichtung V^ der Radmitte zur Senkrechten den Schrägfederungswinkel und die Neigung V_A zur Senkrechten, den sogenannten Abstützwinkel, für die Bremskräfte an.

In ähnlicher Weise ist es auch möglich, ein zu niedrig liegendes Rollzentrum anzuheben, indem die Anlenkung des zusätzlichen Lenkers so vorgenommen wird, daß das Radführungsglied beim Ausfedern zur Fahrzeugaußenseite hin verschoben wird.

In der Fig. 2 ist eine Radaufhängung dargestellt, bei der das Radführungsglied 20 als reiner Längslenker ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wurde im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 das Rollzentrum 90 angehoben, da der

zusätzliche Lenker 50 beim Einfedern des Rades 1 das Radführungsglied 20 nach außen zur Fahrzeugaußensette hin verschiebt. Ohne zusätzlichen Lenker 50 würde das talsächliche Rollzentrum 90 in der Fahrbahnebene liegen.

Die F i g. 3 zeigt eine Radaufhängung mit einem ebenfalls als Längsanker ausgebildeten Radführungsglied 200, bei dem der zusätzliche Lenker 500 eine Verschiebung des Radführungsgliedes 200 nach innen zur Fahrzeuginnenseite hin bewirkt. Das RoIl-Zentrum 90 ist dabei wiederum gegenüber einer Radaufhängung ohne Längsverschiebung abgesenkt worden.

In den Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Lagerung des Radführungsglie des 2, 20 bzw. 200, 2000 dargestellt, wobei die Lagerung a,s Kunststoff- oder Metallgleitlager ausgebildet ist,

In der F i g. 4 ist zwischen einer feststehenden, über eine Schraube 13 sowie Lagerböcke 14 mit dem Fahrzeugaufbau 3 verbundenen Tragbüchse 15 und einet am Radführungsglied 2, 20, 200 angeordneten äufkren Tragbüchse 16 eine, mit einem Längsschlitz 17 versehene Kunststofflagerbüchse 18 angeordnet. Zur Sicherung gegen axiales Verschieben ist die Lagerbüchse 18 beiderseits mit einem Bund 19 versehen, der jeweils mit der Tragbüchse 16 in Verbindung steht. Zm Abdichtung der gesamten Lagerung dienen Faltenbalge 21, die mit der TragbüVnse iS und/oder

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der Tragbüchsc 16 in gleitender Verbindung stehen. Die crfindungsgcmäQ ausgebildete Lagerung erlaubt eine axiale Verschiebung des Radfülirungsgliedcs 2, 20. 200 um den Betrag 22.

Die Fig. 5 zeigt einen ähnlichen Aufbau der Lagerung des Radfülirungsgliedcs 2,20,200, wie die Lagerung gemäß Fig. 4. Lediglich die Abdichtung der Lagerung ist anders gestaltet. Hierbei dient ein einziger Faltenbalg 23 zur Abdichtung, der mit dem Radführungsglied und den Lagerböcken 14 in fester Verbindung steht.

In der Fig. 6 ist als axial verschiebbare Lagerung des Radführungsglicdes 2000 ein radial hartes, axial jedoch weiches Lager aus elastischem Material dargestellt. Das Gummilager l>csleht aus mehreren konzentrisch cinvulkanisicrtcn Zwischenbüchsen 24, zwischen denen sich jeweils Lagen 25 des elastischen Materials befinden. Die Länge der einzelnen Zwischenbüchsen 24 nimmt, ausgehend von der inneren Tragbüchse 150, nach außen hin stetig ab.

Der Anlcnkpunkt des zusätzlichen Lenkers kann den jeweiligen Erfordernissen entsprechend beliebig gewählt werden und kann z. D. am äußeren oder inneren Arm des Radführungsglicdes vor, hinter, über oder unter der Drehachse des Radfülirungsgliedes angeordnet sein.

ίο Der zusätzliche Lenker kann entweder sowohl am Fahrzeugaufbau als auch am Radführungsglicd in Kugelgelenken oder an beiden Anlcnkpunklcn nur in Gummigclcnkcn (Fig. 7), die auch kardanisch beansprucht werden, angclenkt sein oder an einem linde mit einem Kugelgelenk und am anderen linde mit einem Gummigelenk mit dem Fahrzeugaufbau oder dem Radführungsglicd verbunden sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 937 Patentansprüche:

1. Einzelradaufhängung der über Antriebswellen angetriebenen Hinterräder von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, bei der die Hinterräder über Radführungsglieder am Fahrzeugaufbau od. dgl. gelauert sind, deren Lagerung am Fahrzeugaufbau mit einer — in Abhängigkeit von der Ein- und Ausfederbewegung der Räder — zwangläufigen Verschiebemöglidikeit etwa in Fahrzeugquerrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Antriebswelle mit Längenausgleich ein zusätzlicher Lenker (5, 50 oder 500) od. dgl. sowohl as am Radführuugsglied (2, 20, 200 oder 2000) als auch am Fahrzeugaufbau (J) außerhalb der Drehachse (4) de-, Radführungsgliedes gelenkig befestigt ist, wobei dessen durch die Anlcnkpunktc (6 und 7) am Fahrzeugaufbau und am Radführungsglied verlaufende Achse (8) mit der Drehachse (4) iles Radfiilmingsgliedes einen Winkel bildet.

2. Einzelradaufhängung nac! Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung lies Rad- as fiihrungsgliedes (2, 20 oder 200) ein KunststolT- oder Metaligleitlager Verwendung findet, das durch Faltenbälgt: (21 bzw. 23) abgedichtet ist.

3. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch geken:izeirh- Jt. daß zwischen einer feststehenden. miltJs einer Schraube (13) über Lagerböcke (14) mit dein Fahrzeugaufbau (3) verbundenen inneren Tragbüchse (15) und einer am Radführungsglied (2, 20 oder 200) angeordneten äußeren Tragbüchse (16) eine mit einem I.ängsschlitz (17) versehene Lagerbüchse (18) angeordnet ist, die beiderseits mit einem, mit der äußeren Tragbüchse in Verbindung stehenden Bund (19) versehen ist.

4. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbälge (21) mit den Tragbüchsen (15 und 16) in gleitender Verbindung stehen.

5. F.inzelradaufhängung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Radfiihrungsgüedes (2, 20 oder 200) durch einen Faltenbalg (23) abgedichtet ist, der mit dem Radfüliriingsglied und den Lagerböcken (14) iii fester Verbindung steht.

6. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen I so bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Radführungsghed (2000) in radial harten und axial weichen Lagern aus elastischem Material (25) mit konzentrisch einvulkauisierten Zwischenbüchsen (24) gelagert ist, wobei die Länge der einzelnen Zwischenbwchsen (24) von der inneren Tragbiichsc (150) nach außen hin stetig abnimmt.