DE19524106A1

DE19524106A1 - Einzelradaufhängung für ein Kfz-Rad

Info

Publication number: DE19524106A1
Application number: DE19524106A
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Reisdorf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 1996-01-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für ein Kfz-Rad mit jeweils einem am Rad träger angreifenden oberen und unteren Radführungsglied, von denen eines als Querlenker und eines als auch der Fahrzeugfederung dienende Längsblattfederanordnung ausgebildet ist, wie sie beispielsweise bekannt ist aus der DE-OS 15 55 355.

Bei dieser bekannten Einzelradaufhängung wird das obere Radführungsglied durch einen Querlenker gebildet der mit seinem einen Ende an einem aufwärtsweisenden Teil des Radträgers und mit seinem anderen Ende am Fahrzeugaufbau angelenkt ist, wobei die bei den Lenkerlager jeweils eine etwa in Fahrtrichtung weisende horizontale Lagerachse auf weisen.

Das untere Radführungsglied wird durch eine insbesondere auch der Fahrzeugfederung dienende Längsblattfeder gebildet, deren mittlerer Federbereich nichtgelenkig, d. h. im we sentlichen starr an der Unterseite des Radträgers befestigt ist und deren beiden Enden je weils am Fahrzeugaufbau angelenkt sind. Dabei ist das zu einem Federauge gerollte vorde re Federende mittels einer Gummimetallbuchse angelenkt, während das hintere Federende über ein längsnachgiebiges Verbindungsteil angelenkt ist.

Ein zwischen Fahrzeugaufbau und Rad wirksamer Teleskopstoßdämpfer ist dabei unmittel bar auf dem Radträger gehaltert und abgestützt.

Bei einer anderen bekannten Einzelradaufhängung (DE 36 37 663 G2) mit jeweils einem am Radträger angreifenden oberen und unteren Radführungsglied, von denen ebenfalls das untere Radführungsglied als starr mit dem Radträger verbundene Längsblattfeder aus gebildet ist, ist ein zusätzlicher unterer Querlenker vorgesehen, welcher entweder als Blatt feder ausgebildet und mit der Längsblattfeder starr verbunden oder aber als starres stabar tiges Bauteil ausgebildet und mit der Längsblattfeder gelenkig verbunden ist. Durch diesen zusätzlichen Querlenker soll in Verbindung mit u. a. einer kugelgelenkigen Anlenkung des oberen Querlenkers sowie des einen Längsblattfederendes ein spezieller Selbstlenkeffekt sowie ein günstigeres Fahrverhalten bei Geradeausfahrt erzielt werden.

Bekannt ist auch eine Einzelradaufhängung (DE 43 13 028 A1, Fig. 2) mit einem am Rad träger angreifenden oberen Querlenker und einer der Fahrzeugfederung sowie der Radfüh rung dienenden unteren Längsblattfeder, deren mittlerer Federbereich jedoch nicht starr am Radträger, sondern am freien Ende eines kurzen stummelartigen unteren Querlenkers be festigt ist, der seinerseits mit seinem radseitigen Ende mittels eines Lagers im unteren Be reich des Radträgers gelenkig angelenkt ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einzelradaufhän gung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die sich nicht nur durch eine besonders platzsparende Bauweise auszeichnet, sondern auch den heutzu tage gestiegenen Komfortansprüchen genügt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehender näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung in Fahrtrichtung gesehen und

Fig. 2 eine zum Teil prinzipienhafte Seitenansicht dieser Einzelradaufhängung.

Dargestellt ist im Ausführungsbeispiel die Aufhängung eines gelenkten und angetriebenen Kfz-Rades, vorzugsweise eines Vorderrades. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf be schränkt. Sie ist grundsätzlich auch anwendbar auf nichtgelenkte und nichtangetriebene Kfz-Räder.

Der das Kfz-Rad 1 lagernde Radträger 2 ist am nur prinzipienhaft angedeuteten Fahrzeug aufbau 7 mittels zweier Radführungsglieder schwenkbar angelenkt, wobei das untere Rad führungsglied als Querlenker 3 ausgebildet ist, der mittels eines aufbauseitigen Lenkerla gers 28 mit einer zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung weisenden horizontalen Lagerachse am Fahrzeugaufbau 7 und mittels eines Kugelgelenks 23 im unteren Bereich des Radträgers 2 angelenkt ist.

Ein oberes Radführungsglied ist als Längsblattfederanordnung 4 ausgebildet, deren beiden Enden jeweils quersteif am Fahrzeugaufbau 7 angelenkt sind, wobei die Anlenkung eines der beiden Federenden mittels einer in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbaren Lasche 10 er folgt, um Längenänderungen beim Ein- und Ausfedern des Rades auszugleichen.

Die Längsblattfederanordnung 4 ist - vorzugsweise in ihrem mittleren Federbereich, bei bauräumlichen Engpässen erforderlichenfalls auch außerhalb davon, d. h. asymmetrisch, - über ein vorzugsweise kugelgelenkartiges Traggelenk 9 quersteif am Radträger 2 ange lenkt, und zwar am freien Ende eines sich schwanenhalsartig bis über das Rad 1 und bis in die Radebene hinein erstreckenden Fortsatzes 8 des Radträgers, wie dies in Fig. 1 gut zu erkennen ist.

Im Ausführungsbeispiel ist die Längsblattfederanordnung 4 einlagig, d. h. als nur eine Blatt feder ausgebildet. Es versteht sich jedoch, daß die vorzugsweise als Parabelfeder aus Stahl oder Kunststoff (z. B. GFK) ausgebildete Längsblattfederanordnung 4 auch mehrlagig ausgebildet sein kann, d. h. aus mehreren aufeinandergelegten Blattfedern bestehen kann.

Die beiden Enden der Längsblattfederanordnung 4 sind jeweils wie weit verbreitet zu Fe deraugen 18 gerollt und mit Gummimetallbuchsen 19 versehen. Die Lagerachsen 20 der Gummimetallbuchsen sind parallel zueinander ausgerichtet und - wie Fig. 1 erkennen läßt - leicht von außen/oben nach innen/unten gegen die Horizontale geneigt. Durch diese Anstel lung der beiden Federaugen 18 bzw. 19 ergibt sich für die aufgrund ihrer Form quersteife Blattfederanordnung 4, die quasi wie ein geschobener Längslenker wirkt, eine Art Schräglenkerwirkung. Die Kinematik dieser Einzelradaufhängung läßt sich dabei gut mit ei ner Doppelquerlenker-Achse vergleichen, wobei Lenkroll- und Störkrafthalbmesser etc. in ähnlichen Grenzen wie bei einer Doppelquerlenker-Achse festgelegt werden können.

Im Vergleich zu einer üblichen Doppelquerlenker-Achse baut die erfindungsgemäße Einzel radaufhängung im oberen Bereich des Kfz-Rades 1 jedoch sehr schmal, weil die Längs blattfederanordnung 4 längsorientiert ist und deshalb wenig hoch- und querorientiert auf baut. Der für die Unterbringung des oberen Radführungsgliedes erforderliche Bauraum ne ben dem Rad bzw. dem Reifen ist klein, da ja die Längsblattfederanordnung 4 in der Rad ebene oberhalb des Rades 1 liegt. Neben dem Rad wird lediglich vergleichsweise wenig Bauraum zur Unterbringung eines üblichen zwischen Fahrzeugaufbau 7 und Rad 1 wirksa men Teleskopstoßdämpfers 6 benötigt, der radseitig möglichst radnah über ein vorzugs weise als Gummi-Metall-Lager ausgebildetes Dämpferlager 5 auf dem unteren Querlenker 3 gehaltert und abgestützt ist. Der übrige sonst zur Unterbringung eines üblichen oberen Querlenkers benötigte Bauraum des Motorraums steht somit in vorteilhafter Weise zur Un terbringung von Nebenaggregaten oder der Heizung/Lüftung des Fahrzeugs zur Verfügung; das ist gerade bei modernen Fahrzeugen mit quer eingebauten Motoren von großem Vor teil, weil aufgrund der damit verbundenen verkürzten Vorbauten des Fahrzeugs derartige Nebenaggregate mehr und mehr in der Höhe und Breite des Motorraums untergebracht werden müssen.

Das bei der Einzelradaufhängung eines gelenkten Vorderrades als Kugelgelenk 23 ausge bildete radseitige Querlenkerlager, das zusammen mit dem ebenfalls als Kugelgelenk aus gebildeten oberen Traggelenk 9 die in Fig. 1 mit 29 angedeutete Lenkachse des Vorderra des definiert, liegt vorzugsweise zumindest annähernd in einer durch die Radachse 24 ver laufenden Vertikalebene.

Sofern ein solches gelenktes Vorderrad ein angetriebenes Rad ist und demzufolge mit einer Antriebshalbwelle 27 zu koppeln ist, muß der Teleskopstoßdämpfer räumlich derart positio niert und am Querlenker 3 angelenkt werden, daß für die Antriebshalbwelle ein ausreichen der Freigang gewährleistet ist. Funktionell am vorteilhaftesten ist es, wenn der Teleskop stoßdämpfer ebenfalls gerade in der durch die Radachse 24 verlaufenden Vertikalebene liegt. In vorteilhafter Weise erfolgt die Anlenkung des Teleskopstoßdämpfers 6 am Querlen ker 3 deshalb mittels eines zwischen dem Dämpferrohrende und dem querlenkerseitigen Dämpferlager 5 zwischengefügten ringförmigen Trägerelements 25, welches eine ausrei chend große Durchtrittsöffnung 26 für einen unbehinderten Durchtrift der Antriebshalbwelle 27 aufweist, wie dies in Fig. 2 gut zu erkennen ist.

Auf der am Fahrzeugaufbau 7 in üblicher Weise mittels eines gummielastischen Dämpfer lagers 21 angelenkten Kolbenstange 22 des Teleskopstoßdämpfers 6 ist ein auch die Funktion einer Zusatzfeder übernehmender gummielastischer Anschlagpuffer 30 gelagert, wie dies an sich häufig getan wird, um zusammen mit der eigentlichen Tragfeder des Fahr zeugs ab einer bestimmten Einfederung eine progressive Gesamtfederrate zu erzielen. Das gummielastische Dämpferlager 21 und der gummielastische Anschlagpuffer 30 werden im vorliegendem Falle jedoch getrennt voneinander, nämlich zum einen durch einen mit 71 bezifferten ersten Konsolenteil und einem davon beabstandeten zweiten Konsolenteil 72 gehaltert bzw. abgestützt. Die elastische Lagerung der Kolbenstange 22 und die Abstüt zung des Anschlagpuffers 30 sind also voneinander entkoppelt. Das hat den Vorteil, daß das eigentliche Dämpferlager 21 sehr weich bemessen werden kann, so daß betriebsmäßig auftretende kleinere Radschwingungen über den Teleskopstoßdämpfer nicht unmittelbar ins Fahrzeuginnere übertragen, sondern von den Gummikörpern dieses Lagers 21 aufge nommen werden.

So weich könnten die Gummikörper dieses Lagers 21 nicht bemessen werden, wenn auch der Anschlagpuffer 30 über sie abgestützt werden würde. Die dann wirksamen Abstütz kräfte sind nämlich relativ hoch, was zwingend eine entsprechend steife Bemessung der Gummikörper erforderlich machen würde. Härtere Gummikörper hätten aber zwangsläufig zur Folge, daß auch betriebsmäßig kleinere Radschwingungen über diese härteren Gummi körper komfortmindernd ins Fahrzeuginnere übertragen werden würden.

Von Vorteil ist es, wenn die Längsblattfederanordnung 4 zur Anbindung bzw. Anlenkung an das Traggelenk 9 des schwanenhalsartigen Fortsatzes 8 des Radträgers 2 zwischen einer unteren und einer mit dieser verschraubten oberen Klemmplatte 11, 12 eingespannt wird. Dann kann nämlich in vorteilhafter Weise in der unteren Klemmplatte 11 selbst ein lager pfannenähnliches Lagergehäuse 13 für den Kugelkopf 14 des Traggelenks 9 integriert wer den, wie in Fig. 1 gut zu erkennen ist.

Wenn nun das integrierte Lagergehäuse 13 der unteren Klemmplatte darüber hinaus zu ei nem aus der Plattenebene nach oben herausragenden Zentrierzapfen 15 ausgebildet und jeweils im mittleren Federbereich der Längsblattfederanordnung 4 sowie in der oberen Klemmplatte 12 eine damit korrespondierende zentrische Durchgangsbohrung 16 bzw. 17 angeordnet wird, dann wird beim Zusammenfügen und Zusammenschrauben der beiden Klemmplatten 11, 12 mit der Längsblattfederanordnung 4 in einfacher Weise automatisch eine Zentrierung dieser Bauelemente erreicht.

Im Vergleich zu herkömmlichen Federbein-Achsen (Mc Pherson) und Doppelquerlenker- Achsen zeichnet sich die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung mit einer Längsblattfe deranordnung als oberes Radführungsglied u. a. dadurch aus, daß die betriebsmäßig in den verschiedenen Anlenkpunkten der Radaufhängung auftretenden Reibungskräfte ver gleichsweise klein sind und die Radaufhängung daher auch bereits bei kleineren Schwin gungsamplituden leicht anspricht, was dem Fahrkomfort des Fahrzeugs allgemein zugute kommt.

Die vergleichsweise geringen Reibungskräfte sind darauf zurückzuführen, daß die Schwenkwinkel der Federaugen 18 bzw. Gummimetallbuchsen 19 der beiden Längsblattfe derenden beim Ein- und Ausfedern des Rades vergleichsweise klein bleiben, weil die bei den relevanten Längsblattfederhälften im Vergleich zu sonst eingesetzten oberen Querlen kern vergleichsweise lange Lenker bilden. Auch das als Kugelgelenk ausgebildete Tragge lenk 9 führt - bei Geradeausfahrt - nur sehr geringe Schwenkbewegungen beim Ein- und Ausfedern aus, so daß auch dort nur kaum zu beachtende Reibungskräfte wirksam sind.

Auch die Aufteilung der (Haupt)Tragfederkraft auf die Längsblattfederanordnung 4 und der Zusatzfeder- bzw. Dämpferkräfte auf den unteren Querlenker 3 führt zu einer geringeren Beanspruchung der einzelnen Gelenk- bzw. Lagerstellen als bei üblichen Federbein- und Doppelquerlenker-Achsen, und damit auch zu entsprechend verringerten Reibungskräften.

Bezugszeichenliste

1 Kfz-Rad
2 Radträger
3 Querlenker
4 Längsblattfeder
5 querlenkerseitiges Dämpferlager
6 Teleskopstoßdämpfer
7 Fahrzeugaufbau
71 erster Konsolenteil
72 zweiter Konsolenteil
8 Fortsatz des Radträgers
9 Traggelenk
10 Lasche (Schäkel)
11 untere Klemmplatte
12 obere Klemmplatte
13 Lagergehäuse (Lagerpfanne)
14 Kugelkopf
15 Zentrierzapfen
16 Durchgangsbohrung in oberer Klemmplatte
17 Durchgangsbohrung im mittleren Federbereich
18 Federauge
19 Gummimetallbuchse
20 Lagerachse der Gummimetallbuchse
21 aufbauseitiges Dämpferlager
22 Kolbenstange
23 radseitiges Kugelgelenk des Querlenkers
24 Radachse
25 ringförmiges Trägerelement
26 Durchtrittsöffnung
27 Antriebshalbwelle
28 aufbauseitiges Querlenkerlager
29 Lenkachse
30 gummielastischer Anschlagpuffer

Claims

1. Einzelradaufhängung für ein Kfz-Rad (1) mit jeweils einem am Radträger (2) angreifen den oberen und unteren Radführungsglied, von denen eines als Querlenker (3) und ei nes als auch der Fahrzeugfederung dienende Längsblattfederanordnung (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Querlenker (3) als unteres und die Längsblattfederanordnung (4) als oberes Radführungsglied ausgebildet ist,
- daß der Radträger (2) einen sich schwanenhalsartig bis über das Rad (1) und bis in die Radebene hinein erstreckenden Fortsatz (8) aufweist, der über ein - vorzugsweise kugelgelenkartiges - Traggelenk (9) quersteif an der Längsblattfederanordnung (4) angelenkt ist,
- daß die beiden Enden der ein- oder mehrlagig ausgebildeten Längsblattfederanord nung (4) quersteif am Fahrzeugaufbau (7) angelenkt sind, wobei die Anlenkung eines der beiden Enden, vorzugsweise des vorderen Endes mittels einer in Fahrzeuglängs richtung schwenkbaren Lasche (Schäkel 10) erfolgt
- und daß ein zwischen Fahrzeugaufbau (7) und Rad (1) wirksamer Teleskopstoß dämpfer (6) radseitig möglichst radnah auf dem Querlenker (3) gehaltert und abge stützt ist.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Federbereich der Längsblattfederanordnung (4) zwischen einer unteren und einer mit dieser verschraubten oberen Klemmplatte (11, 12) eingespannt ist und daß in der unteren Klemmplatte (11) ein Lagergehäuse (Lagerpfanne 13) für einen Kugelkopf (14) des Traggelenks (9) integriert ist.

3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das integrierte Lagergehäuse (13) der unteren Klemmplatte (11) zu einem aus der Plattenebene nach oben herausragenden Zentrierzapfen (15) ausgebildet ist, der in je eine im mittleren Federbereich und in der oberen Klemmplatte (12) angeordnete zentri sche Durchgangsbohrung (16, 17) eingreift.

4. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Längsblattfederanordnung (4) zu Federaugen (18) gerollt und mit Gummimetallbuchsen (19) versehen sind, deren Lagerachsen (20) parallel zueinander ausgerichtet und leicht von außen/oben nach innen/unten gegen die Horizontale geneigt sind.

5. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der am Fahrzeugaufbau (7) mittels eines gummielastischen Dämpferlagers (21) angelenkten Kolbenstange (22) des Teleskopstoßdämpfers (6) ein auch die Funktion ei ner Zusatzfeder übernehmender gummielastischer Anschlagpuffer (3) gelagert ist.

6. Einzelradaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gummielastische Dämpferlager (21) und der gummielastische Anschlagpuffer (30) getrennt voneinander am Fahrzeugaufbau (7) gehaltert bzw. abgestützt sind.

7. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für ein gelenktes Vorderrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung des Querlenkers (3) am Radträger (2) durch ein Kugelgelenk (23) er folgt das zumindest annähernd in einer durch die Radachse (24) verlaufenden Vertikal ebene liegt.

8. Einzelradaufhängung nach Anspruch 7 für ein angetriebenes gelenktes Vorderrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung des Teleskopstoßdämpfers (6) am Querlenker (3) mittels eines zwi schen dem Dämpferrohrende und dem querlenkerseitigen Dämpferlager (5) zwischenge fügten ringförmigen Trägerelements (25) erfolgt das eine Durchtrittsöffnung (26) für ei nen unbehinderten Durchtritt einer Antriebshalbwelle (27) aufweist.