DE19542108A1 - Einzelradaufhängung für die Räder eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für die Räder eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Einzelradaufhängungen für die Räder eines Kraftfahrzeugs, bei denen einerseits jeweils ein oberes Radführungsglied in Form entweder eines Federdämpfers oder eines Querlenkers und andererseits ein unteres Radführungsglied in Form einer auch der Fahrzeugabfede­ rung dienenden, sich über die Fahrzeugbreite von Rad zu Rad erstreckenden Querblattfe­ der vorgesehen ist, deren freien Enden jeweils über Kugelgelenke an den Radträgern der Räder angelenkt sind, wobei die Querblattfeder über zwei symmetrisch außerachsmittig angeordnete Lagerstellen am Fahrzeugaufbau abgestützt ist, sind vielfältig bekannt, bei­ spielsweise aus der DE-PS 9 37 391, der DE-AS 10 28 436 sowie der DE-A 25 41 841, Fig. 1.

Bei diesen bekannten Einzelradaufhängungen, bei denen die sich von Rad zu Rad erstreckende Querblattfeder sowohl der Fahrzeugabfederung als auch als unteres Radführungs­ glied dient, ist die Querblattfeder über zwei symmetrisch außerachsmittig angeordnete Lagerstellen unmittelbar sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, d. h. sowohl in Fahrzeuglängs- als auch in -querrichtung, gegen den Fahrzeugaufbau oder Teilen davon abgestützt.

Die Querblattfeder ist hierbei in den beiden Lagerstellen unter Verwendung gummielasti­ scher Zwischenlagen sowie metallischer plattenförmiger oder bügelförmiger Spannelemente unmittelbar fest mit dem Fahrzeugaufbau bzw. Teilen davon verspannt.

Bekannt sind auch Einzelradaufhängungen dieser Art mit einer Niveauregelung dieser Achse (z. B. DE-A 25 41 841, Fig. 1).

Bei dieser niveaugeregelten Achse ist eine vorzugsweise als selbstpumpendes hydro­ pneumatisches Bauelement mit eingebautem Niveautaster ausgebildete niveauregelnde Federvorrichtung vorgesehen, die mit ihrem einen Ende am Fahrzeugaufbau und mit ihrem anderen Ende achsmittig an der Querblattfeder angreift. Ohne diese niveauregelnde Federvorrichtung würde die Blattfedermitte mit zunehmender Fahrzeugbeladung entspre­ chend der Einfederung der Räder zunehmend nach unten ausgelenkt werden.

Die niveauregelnde Federvorrichtung bewirkt nun, daß die Blattfedermitte unabhängig von der jeweiligen Fahrzeugbeladung ihre räumliche Lage beibehält und die Fahrzeugräder mit zunehmender Fahrzeugbeladung weniger weit als zuvor einfedern. Beim betrieblichen Ein- und Ausfedern der beiden Fahrzeugräder schwingt die Mitte der Querblattfeder entspre­ chend auf und ab, wobei sich die niveauregelnde Federvorrichtung in ihrer Länge entspre­ chend ändert.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere Einzelrad­ aufhängung mit Niveauregelung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die sich durch ihre konstruktive Einfachheit sowie ein weitgehend lastunab­ hängiges Eigenlenkverhalten auszeichnet.

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 prinzipienhaft dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 die Ansicht einer Einzelradaufhängung gemäß der Erfindung in Fahrtrich­ tung des Fahrzeugs gesehen, und zwar bei einer höheren Fahrzeugbe­ ladung,

Fig. 2 die gleiche Ansicht bei niedriger Fahrzeugbeladung und

Fig. 3 eine prinzipienhafte Draufsicht dieser Einzelradaufhängung.

Die Figuren zeigen eine Einzelradaufhängung für die Räder 1 eines Kraftfahrzeugs, bei der die Radführung jeweils durch eine neben ihrer Federungsfunktion als unteres Radfüh­ rungsglied (nach Art eines unteren Querlenkers) dienende Querblattfeder 3 sowie durch ein oberes Radführungsglied in Form entweder eines üblichen Dämpferbeins 2a oder eines oberen Querlenkers 2b erfolgt.

In den Figuren ist der Einfachheit halber jeweils im linken Teil der Zeichnung ein mit dem Radträger 5 des Rades 1 verbundenes übliches radführendes Dämpferbein 2a und im rechten Teil der Zeichnung ein am Radträger 5 angelenkter üblicher Querlenker 2b als obe­ res Radführungsglied dargestellt.

Die mit ihren beiden freien Enden jeweils über Kugelstützlager 4 (beispielsweise übliche Gummi- bzw. Gummi-Metall-Lager, die im ausreichenden Maße kugelige Lagerbewegungen zulassen) an den Radträgern 5 angelenkte Querblattfeder 3 ist achs- bzw. federmittig pen­ delnd abgestützt, d. h. in Hochrichtung am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 6. (Rollmomentfrei).

Zur Längs- und Querabstützung der radführenden Querblattfeder 3 sind zwei symmetrisch außerachsmittig angeordnete biegesteife Stützstreben 7 vorgesehen, die zumindest im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind und mit ihrem einen Ende jeweils form- und winkelsteif, z. B. durch eine Klemmverbindung o. ä., mit der Querblattfeder 3 ver­ bunden sind. Die freien Enden der Stützstreben 7 sind ihrerseits über Gummikörper enthal­ tende, also kardanische bzw. kugelige Bewegungen ermöglichende Lager 8 am Fahrzeug­ aufbau 6 angelenkt, wie dies Fig. 3 erkennen läßt.

Die biegesteifen Stützstreben 7 sorgen nicht nur für die notwendige Längs- und Querab­ stützung der radführenden Querblattfeder 3, sondern bewirken bei Rollneigung (Wanken) des Fahrzeugaufbaus 6, wie sie z. B. bei Kurvenfahrt auftritt, für die erforderliche Rollmo­ mentabstützung, die bei einer lediglich achsmittigen Achslastabstützung von vornherein an sich nicht gegeben wäre.

Die Rollmomentabstützung wird dadurch bewirkt, daß der zwischen den beiden Stützstre­ ben 7 befindliche Federblattbereich bei Rollneigung durch die hierbei gegensinnig ver­ schwenkten biegesteifen Stützstreben 7 - das eine im Lager 8 gelagerte Stützstrebenende wird hierbei nämlich nach oben und das andere nach unten ausgelenkt - auf Torsion bean­ sprucht wird, also als der Rollneigung entgegenwirkende Torsionsfeder wirkt.

Die achsmittige Abstützung der radführenden Querblattfeder 3 am Fahrzeugaufbau 6 erfolgt nicht direkt sondern unter Zwischenschaltung eines niveauregelnden Stellgliedes 9, welches im Ausführungsbeispiel als in seiner wirksamen Länge verstellbares Bauelement, z. B. als hydraulisch längenverstellbarer Stellzylinder oder als elektromechanischer Spindel­ trieb ausgebildet ist, welches achsmittig unmittelbar über der Querblattfeder angeordnet und vertikal ausgerichtet ist, wie dies die Figuren gut erkennen lassen.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel ist es aber auch denkbar, ein solches niveauregeln­ des Stellglied nicht unmittelbar auf die Querblattfeder 3 einwirken zu lassen, sondern unter Zwischenschaltung von kraft- und/oder wegumlenkenden oder -übersetzenden Exzenter- oder Hebelanordnungen.

Das hier eingesetzte, seine wirksame Länge in Abhängigkeit von zugeführten Niveauregel­ signalen ändernde niveauregelnde Stellglied 9 ist ein seine eingeregelte wirksame Länge starr beibehaltenes Bauelement, also nicht etwa selbstfedernd wie viele andere bekannte niveauregelnde Stellglieder (z. B. DE-A 25 41 841, Fig. 1); es stellt also ein konstruktiv vergleichsweise einfaches Bauelement dar.

In den Fig. 1 und 2 sind rein exemplarisch die Verhältnisse dargestellt, wie sie etwa einerseits bei einer höheren Fahrzeugbeladung wie z. B. Vollast, und andererseits bei einer niedrigen Fahrzeugbeladung wie z. B. Leerlast, vorliegen können.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist der Kolben 91 des hier als hydraulischer Stellzylinder ausge­ bildeten niveauregelnden Stellglieds 9 bei Leerlast eingefahren, so daß das die Querblattfe­ der 3 abstützende Stellglied 9 seine kleinstmögliche wirksame Länge besitzt.

Fig. 1 läßt dagegen erkennen, daß der Kolben 91 des Stellglieds 9 bei Vollast maximal ausgefahren ist, so daß das die Querblattfeder 3 federmittig abstützende Stellglied 9 seine maximale wirksame Länge aufweist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß die Querblattfeder 3 so vorgespannt ist, daß sie bei Leerlast in der in Fig. 2 gezeigten Weise gebogen verläuft, bei Vollast dagegen etwa vollständig gestreckt d. h. etwa geradlinig horizontal ausgerichtet ist. Dies ist natürlich nicht zwingend.

Die erfindungsgemäße niveaugeregelte Einzelradaufhängung ist konstruktiv zwar sehr ein­ fach aufgebaut und damit kostengünstig, zeichnet sich aber trotzdem durch gute Gesamt­ eigenschaften und insbesondere durch ein weitgehend lastunabhängiges Eigenlenkverhal­ ten des damit ausgestatteten Fahrzeugs aus.

Wie in den Fig. 1 und 2 gestrichelt angedeutet wurde, wird der sogenannte Radpol R mit zunehmender Fahrzeugbeladung nämlich räumlich so verschoben, daß das mit M bezifferte Rollzentrum dieser Achse mit zunehmender Beladung abgesenkt wird. Die zwar nur beispielhaften Darstellungen der Fig. 1 und 2 zeigen, daß das Rollzentrum M bei Vollast erheblich niedriger liegt als bei Leerlast. Diese mit zunehmender Achslast einhergehende Absenkung des Rollzentrums M bewirkt eine mit zunehmender Achslast verringerte Rollmomentabstützung an dieser Achse und damit auch eine entsprechende Verkleinerung des Reifenschräglaufwinkels an dieser Achse, was gleichbedeutend mit einem weitgehend lastunabhängigen Eigenlenkverhaltens des Fahrzeugs ist.

Die Radträger sind zweckmäßig über Spurstangenhebel 10 und Spurstange 11 gegen Lenkbewegung der Räder 1 gesichert, entweder in Höhe des oberen Querlenkers 2b oder der unteren Querblattfeder 3; im Beispiel endet die Spurstangenhälfte 11 auf dem Feder­ blatt 3 und macht deren Vertikalbewegung beim Niveauregelvorgang mit (Fig. 3). Durch ent­ sprechende Festlegung des Anlenkpunktes ist damit auch eine lastabhängige Vorspurände­ rung für die Optimierung des Eigenlenkverhaltens möglich.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeugrad
2a oberes Radführungsglied; Dämpferbein
2b oberes Radführungsglied; Querlenker
3 unteres Radführungsglied; Querblattfeder
4 Kugelstützlager
5 Radträger
6 Fahrzeugaufbau
8 Stützstreben
8 Gummikörper enthaltende Lager
9 niveauregelndes Stellglied
91 Kolben
10 Spurstangenhebel
11 Spurstange.

Claims (4)

1. Einzelradaufhängung für die Räder (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einem unteren Radfüh­ rungsglied in Form einer auch der Fahrzeugabfederung dienenden, sich über die Fahr­ zeugbreite von Rad (1) zu Rad (1) erstreckenden Querblattfeder (3), deren freien Enden jeweils über Kugelgelenke (4) an den Radträgern (5) der Räder (1) angelenkt sind, sowie mit jeweils einem oberen Radführungsglied in Form entweder eines Dämpferbeins (2a) oder eines Querlenkers (2b), wobei die Querblattfeder (3) über zwei symmetrisch außer­ achsmittig angeordnete Lagerstellen am Fahrzeugaufbau (6) abgestützt ist und ein zwi­ schen Fahrzeugaufbau (6) und Achssystem wirksames niveauregelndes Stellglied (9) achsmittig an der Querblattfeder (3) angreift dadurch gekennzeichnet, daß zur Längs- und Querabstützung der Querblattfeder (3) zwei symmetrisch außer­ achsmittig angeordnete und etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete biegesteife Stützstreben (7) vorgesehen sind, die einenends über Gummikörper enthaltende Lager (8) am Fahrzeugaufbau (6) angelenkt sind und anderenends form- und winkelsteif mit der Querblattfeder (3) verbunden sind, und daß die Abstützung der Querblattfeder (3) in Hochrichtung ausschließlich durch das achsmittig an ihr angreifende niveauregelnde Stellglied (9) erfolgt, das selbst nichtfe­ dernd ausgebildet ist.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) als hydraulisch längenverstellbarer Stellzylinder oder als elektro­ mechanischer Spindeltrieb ausgebildet ist.

3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) achsmittig unmittelbar über der Querblattfeder (3) angeordnet und vertikal ausgerichtet ist.

4. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) nicht unmittelbar an der Querblattfeder (3) angreift, sondern unter Zwischenschaltung einer kraft- und/oder wegumlenkenden oder -übersetzenden Exzen­ ter- oder Hebelanordnung.