DE19721753A1

DE19721753A1 - Radaufhängung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19721753A1
Application number: DE19721753A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Hartmann; Johann Dipl Ing Suess
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1997-05-24
Filing date: 1997-05-24
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2017-05-25
Also published as: GB9811165D0; ITRM980328A1; ITRM980328A0; GB2325444B; FR2763541B1; US6082748A; DE19721753B4; FR2763541A1; IT1299474B1; GB2325444A

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Radaufhängung dieser Art ist aus der DE 42 03 057 A1 bekannt. Bei dieser Radaufhängung handelt es sich um eine Längs- oder Schräglenkeranordnung, bei der ein Federbein nahezu parallel zum Lenker liegend angeordnet ist und einerends am Lenker im Bereich von dessen karosserieseitig angelenktem Ende an einer Auskragung desselben abgestützt ist, während das andere Ende des Federbeins mit dem Radführungslenker über einen Zwischenlenker verbunden ist, der spitzwinklig zum Federbein liegt. Ein Abschnitt des Radführungslenkers bildet bei dieser Lösung also die starre Basis eines durch Lenker, Federbein und Zwischenlenker gebildeten Stützdreieckes, das im Bereich des Scheitels über eine aufrechte, als Pendelstütze ausgebildete Strebe gegen die Karosserie abgestützt ist. Durch diese Anordnung des Federbeines, bei der das Federbein im wesentlichen unterhalb des Radführungslenkers liegt, behält das Federbein beim Ein- und Ausfedern des Rades im wesentlichen seine nahezu horizontale Lage bei, und zwar unter entsprechender Längenänderung, so daß beschleunigungsbedingte Querkräfte auf das Federbein weitgehend vermieden sind. Die Art der Anlenkung des Federbeines bedingt bei entsprechenden Federbewegungen aber deutliche Auslenkungen der Pendelstütze, so daß sich in der karosserieseitigen Abstützung der Radaufhängung Längskräfte ergeben, obwohl Längslenker, Federbein und Zwischenlenker ein in sich geschlossenes System bilden, innerhalb dessen eine entsprechende Kraftabstützung erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung der vorgenannten Art weiter zu verbessern und für eine Radaufhängung dieser Art durch ihre Ausgestaltung auch weitere Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht, wobei dadurch, daß der Zwischenlenker im wesentlichen koaxial zur karosserieseitigen Anlenkung des Lenkers an diesem gelagert ist, Schwenkbewegungen des Radführungslenkers praktisch ohne Auswirkungen auf die Lage der als Pendelstütze ausgebildeten Strebe bleiben, folglich federungsbedingt auch keine Verspannung der Lenkerlager zustande kommt. Weiter behält auch bei der erfindungsgemäßen Lösung das Federelement, beispielsweise also ein Federbein seine Lage im wesentlichen bei, so daß keine beschleunigungsbedingten Querkräfte auftreten. Die Art der Anordnung von Federelement und Zwischenlenker ermöglicht ferner einen sehr flachen Aufbau, der insbesondere auch für Querlenkeranordnungen geeignet ist, wobei die beiden einer Achse eines Fahrzeuges zugeordneten, entsprechend aufgebauten Radaufhängungen bei entsprechender Bemessung lediglich eine gemeinsame Strebe zur Abstützung gegenüber der Karosserie benötigen. Insbesondere ergeben sich bei der Erfindung aber auch vielfältige Möglichkeiten zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses dadurch, daß, bezogen auf eine vertikale, durch die karosserieseitige Anlenkung des Radführungslenkers quer zur Fahrtrichtung verlaufende Ebene der darüberliegende Anlenkpunkt des Federsystems am Radführungslenker nach der einen oder anderen Seite versetzt wird, gegebenenfalls in Verbindung damit, daß bezogen auf die Höhenlage des karosserieseitigen Anlenkpunktes des Radführungslenkers die Höhenlage des durch Zwischenlenker und Federbein gebildeten Anlenkpunktes der Strebe, und damit auch die Länge des Federelementes und/oder des Zwischenlenkers entsprechend verändert werden. In Anpassung an die jeweilige Höhenlage des über die Strebe in seiner Höhe bestimmten Anlenkpunktes zwischen Federelement und Zwischenlenker kann die Strebe auch nach oben oder unten gerichtet angeordnet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematisierter Darstellung eine Seitenansicht einer Radaufhängung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung in einem Schnitt gemäß Linie II-II,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Radaufhängung gemäß der Erfindung in einer der Fig. 2 entsprechenden Ansicht,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Radaufhängung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Radaufhängung gemäß der Er findung in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung, und

Fig. 6-9 schematisierte Darstellungen von Radaufhängungen gemäß der Erfindung in verschiedenen geometrischen Auslegungen.

In der in Fig. 1 gezeigten, schematisierten Darstellung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen ist mit 1 ein Radführungslenker in Form eines quer zur Fahrtrichtung des hier nicht dargestellten Fahrzeuges liegenden Querlenkers bezeichnet, dessen radseitiges Ende 2 in nicht näher dargestellter Weise beispielsweise über einen hier nicht gezeigten Radträger der über einen oberen Führungslenker gegen die Karosserie abgestützt ist, ein ebenfalls nicht gezeigtes Rad trägt. Die Rad ebene liegt senkrecht zur Zeichenebene.

Gegenüberliegend zum radseitigen Ende 2 ist der Lenker 1 karosserieseitig angelenkt, wobei die Karosserie in den gesamten Darstellungen nur schematisch angedeutet und mit 3 bezeichnet ist. Die Anlenkung an der Karosserie erfolgt in üblicherweise über elastische Lenkerlager 4, die hier in ihrer Ausgestaltungsform nicht näher dargestellt sind und die in üblicher Weise ausgebildet und im Hinblick auf die jeweiligen Belastungsverhältnisse auch über ihren Umfang entsprechend hart ausgebildet sein können.

Im Ausführungsbeispiel ist der Lenker 1 mit einem nach oben ragenden, einen starren Lenkerbestandteil bildenden Ausleger 5 versehen, der an seinem freien Ende die lenkerseitige Anlenkung eines Federelementes 7 des Federsystems der Radaufhängung bildet. Das Federelement 7 ist am von der Anlenkung 6 abgelegenen Ende im Punkt 8 mit einem Zwischenlenker 9 verbunden, der seinerseits am Lenker 1 angelenkt ist, wobei diese Anlenkung bevorzugt koaxial, zumindest aber nahezu koaxial zur karosserieseitigen Anlenkung (Lenkerlager 4) des Lenkers 1 erfolgt. Diese Anlenkung ist in Fig. 1 nicht sichtbar, aber in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2, wobei diese der Schnittführung II-II in Fig. 1 entspricht. Die Anlenkung des Zwischenlenkers 9 am Lenker 1 ist in Fig. 2 mit 10 bezeichnet und ist bevorzugt durch ein elastisches, insbesondere elastisch hartes Lager gebildet. Da das die Anlenkung 10 bildende Lager und die Lenkerlager 4 koaxial liegen und da die diesen Lagern zugeordnete Schwenkachse 11 karosseriefest ist, haben Schwenkbewegungen des Lenkers 1, z. B. federungsbedingte Schwenkbewegungen des Lenkers 1 trotz der Verbindung zum Zwischenlenker 9 keine Veränderungen in der Lage der karosserieseitigen Anlenkung 10 des Zwischenlenkers 9 zur Folge, so daß eine durch eine Strebe 12 gebildete Pendelstütze, die im Verbindungspunkt 8 von Federelement 7 und Zwischenlenker 9 als Abstützung gegenüber der Karosserie 3 vorgesehen ist, ihre im Ausführungsbeispiel aufrechte, bevorzugt vertikale Lage unverändert beibehält. Die Anlenkung der Strebe 12 an der Karosserie 3 ist nur symbolisch dargestellt und wird wie bei Pendelstützen üblich bevorzugt elastisch ausgebildet.

Das Federelement 7 ist im Ausführungsbeispiel ebenfalls nur schematisiert dargestellt und besteht aus einer Feder-Dämpfereinheit, deren Feder mit 13 und deren Dämpfer mit 14 bezeichnet ist, wobei die Feder 13 bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Anordnung des Federelementes 7 oberhalb des Zwischenlenkers 9 liegt und auf Druck belastet ist.

In entsprechender Weise, was hier nicht weiter dargestellt ist, kann das Federelement auch unterhalb des Zwischenlenkers liegen, bei entsprechender Erstreckung des Auslegers nach unten, wobei auch bei dieser Ausgestaltung das Federelement auf Druck belastet ist und die Feder eine Druckfeder bildet.

Im Ausführungsbeispiel ist der Dämpfer mit seinem kolbenstangenseitigen Ende am Ausleger 5 angelenkt. Diese Anlenkung kann aber auch in umgekehrter Weise erfolgen, wie die Fig. 4 und 5 zeigen.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Ausgestaltungen, bei denen der Lenker 1 als Querlenker zwei karosserieseitige Lager 4 aufweist und der Zwischenlenker 9 etwa mittig zwischen diesen karosserieseitigen Lagern über die Anlenkung 10 am Lenker 1 schwenkbar abgestützt ist.

Die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt dabei die Besonderheit, das der Zwischenlenker als Blattfeder 15 ausgebildet ist, die so am Lenker 1 angebracht ist, daß die Biegeachse der Feder im wesentlichen in die Schwenkachse 11 des Lenkers 1 fällt, so daß auch bei dieser Ausgestaltung federungsbedingte, durch Änderungen in der Höhenlage des nicht dargestellten Rades verursachte Schwenkbewegungen des Lenkers 1 auf die konstruktiv festgelegte, aufrechte und im Ausführungsbeispiel vertikale Erstreckung der Pendelstütze 12 keine Auswirkung haben. Dies ungeachtet dessen, daß, wie in Fig. 1 angedeutet, radseitig und karosserieseitig (Strebe 12) Stützkräfte 16, 17 in das System eingeleitet werden, denen in der die Lenkerlager 4 enthaltenden Vertikalebene eine Gegenkraft 18 entspricht, die aus dem Gewicht des Fahrzeuges resultiert, und daß über das Federelement 7 mit der Druckfeder 13 diese Kräfte im Gleichgewicht gehalten werden müssen. Die in der Achse des Federelementes 7 wirkenden Kräfte werden dabei aber als innere Kräfte bezüglich ihrer Horizontalkomponente über den Zwischenlenker 9 aufgenommen, der wie das Federelement 7 gegen den Lenker 1 abgestützt ist, der mit seinem Ausleger 5 die Basis des Zwischenlenker 9 und Federelement 7 umfassenden Stützdreieckes bildet.

Da bei der geschilderten Konstruktion der Anlenkpunkt 8 zwischen Federelement 7 und Zwischenlenker 9 seine Lage im Raum praktisch beibehält, und somit auch die Strebe 12, werden die auf die Radaufhängung wirkenden, vertikalen Kräfte 16 bis 18 bezogen auf die karosserieseitigen Anlenkungen, gebildet durch die Lenkerlager 4 und die Verbindung 8 zwischen Strebe 12, Federelement 7 und Zwischenlenker 9 querkraftfrei aufgenommen, da sich solche Querkräfte nur ergeben würden, wenn die Strebe 12 als Pendelstütze eine Auslenkung aus ihrer vertikalen Konstruktionslage erfahren würde.

Die Pendelstütze 12 ist in Fig. 1 nur schematisch dargestellt und kann in der konkreten Ausgestaltung auch durch eine Schwinge 20 gebildet sein, die eine in Fahrtrichtung verlaufende Schwenkachse 21 aufweist, da in Fahrzeuglängsrichtung auftretende Pendelbewegungen praktisch keine Rolle spielen und durch eine gewisse Elastizität in der Anlenkung der Schwinge 20 in Bezug auf die Schwenkachse 20 auch diesbezüglich eine ausreichende Beweglichkeit gewährleistet werden kann. Die Schwinge 20 weist Arme 22 auf, zwischen denen der Zwischenlenker 9 und das Federelement 7 in üblicher Weise gelagert werden können.

Abweichend von der bereits geschilderten Abstützung des als Querlenker ausgebildeten Radführungslenkers 1 über zwei in Fahrzeuglängsrichtung zueinander beabstandete Lenkerlager 4 kann auch eine Ausgestaltung gemäß Fig. 5 gewählt werden, bei der lediglich ein karosserieseitiges Lenkerlager 23 für einen als Radführungslenker in Form eines Querlenkers ausgebildeten Führungslenker 24 vorgesehen ist, soweit die sonstige, hier nicht dargestellte Radaufhängung eine solche Ausgestaltung zweckmäßig erscheinen läßt.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen noch weiter schematisierte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Radaufhängung, wobei die dargestellten Ausführungsbeispiele veranschaulichen, daß durch die Lage der Anlenkpunkte zwischen Federelement und Radführungslenker einerseits und zwischen Federelement und Zwischenlenker andererseits nicht nur eine Anpassung an fallweise möglicherweise gewünschte konstruktive Fahrzeuggegebenheiten erreicht werden kann, sondern auch auf die Länge des Federelementes und in Verbindung damit die Länge der möglichen Federwege Einfluß genommen werden kann. Insbesondere ist auch veranschaulicht, daß die als Pendelstütze wirkende Strebe sowohl nach oben wie auch nach unten gerichtet angeordnet werden kann. Nicht weiter dargestellt sind Ausgestaltungsmöglichkeiten, bei denen das Federelement bezogen auf den Zwischenlenker eine Lage einnimmt, bei der der Zwischenlenker oberhalb des Federelementes liegt, also spiegelbildlich zu den Darstellungen gemäß Fig. 6 bis 9, da insoweit grundsätzlich gleiche funktionale Gegebenheiten vorliegen.

In den Darstellungen gemäß Fig. 6 bis 9 ist der Radführungslenker durchgängig mit 31 bezeichnet und symbolisch durch ein in der Ausgangslage in dicken Vollinien gezeichnetes Dreieck dargestellt. In den Fig. 6 und 7 ist dieses Dreieck rechtwinklig, in Fig. 8 bei verkürzter Basis 32 spitzwinklig und in Fig. 9 bei verlängerter Basis 32 stumpfwinklig.

Entsprechend der gleichen Ausgangssituation, nämlich jeweils rechtwinkligem Lenkerdreieck in Fig. 6 und 7 liegen die lenkerseitigen Anlenkpunkte 34 des Zwischenlenkers 39 und des Federelementes 37 in einer die Lenkerlager enthaltenden, im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Vertikalebene.

Wird nun, wie in Fig. 6 und 7 veranschaulicht, der Anlenkpunkt 38 zwischen Federelement 37 und Zwischenlenker 39 sowie der vertikal angeordneten Strebe 42 in eine liegende, insbesondere horizontale Ebene gelegt, die durch die karosserieseitigen Anlenkpunkte des Radführungslenkers 31, also die Lenkerlager 34 (Fig. 6) oder durch den lenkerseitigen Anlenkpunkt 36 des Federelementes (Fig. 7) verläuft, so wird die Basis des durch Federlenker 37 und Zwischenlenker 39 gebildeten Dreiecks einmal durch das Federelement 37 (Fig. 6), oder im Fall der Fig. 7 durch den Zwischenlenker 39 gebildet. Entsprechend unterschiedliche Ausgangslängen des Federelementes sind die Folge, und bezogen auf gleiche Ausgangslängen der Feder 43 ergeben sich, bezogen auf gleiche Schwenkwege 50 des Radführungslenkers 31 unterschiedliche Übersetzungen. Im Falle einer größeren Ausgangslänge (Fig. 6) ist diese Übersetzung kleiner als im Falle einer kleineren Ausgangslänge (Fig. 7). Die jeweils der Einfederung entsprechende Federlänge ist durch den gestrichelt dargestellten Federteller 51 symbolisiert.

Weitere Möglichkeiten, auf die konstruktive Ausgangslänge des Federelementes durch entsprechende Verlängerung oder Verkürzung des Abstandes zwischen lenkerseitigem Anlenkpunkt 36 des Federelementes und strebenseitigem Anlenkpunkt 38 des Federelementes Einfluß zu nehmen sind in den Fig. 8 und 9 gezeigt. In Fig. 8 ist die mögliche Ausgangslänge des Federelementes 37 vergrößert, in Fig. 9 verkürzt, durch entsprechende seitliche Verlagerung des lenkerseitigen Anlenkpunktes 36 des Federelementes 37.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die anhand der Fig. 6 bzw. 7 und 8 und 9 gezeigten Maßnahmen zu kombinieren und dadurch die angesprochenen Effekte weiter zu vergrößern. Insbesondere bieten die geschilderten Konstruktionsmaßnahmen auch Möglichkeiten, die Stützlänge zwischen karosserieseitigem Lenkerlager 34 und Anlenkung des Radführungslenkers 31 und des Federelementes 37 zu variieren und in Überlagerung zu den geschilderten Konstruktionsmaßnahmen dennoch die jeweils gewünschte Federauslegung in verhältnismäßig weitem Rahmen zu variieren.

In Ausgestaltung der Erfindung können die beiden einer Achse eines Fahrzeuges zugeordneten Radaufhängungen in erfindungsgemäßer Weise gestaltet sein, wobei es dann mit Vorteil möglich ist, deren einander zugewandte, über die Strebe gegen die Karosserie abgestützten Enden über eine gemeinsame Strebe abzustützen, so daß sich lediglich ein gemeinsamer mittlerer Abstützpunkt ergibt. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Lösung möglich, da die Strebe ihre Lage im Raum bei Federbewegungen des Rades beibehält. Hierdurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung.

Claims

1. Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem Radführungslenker, der karosserieseitig schwenkbar gelagert und Träger eines Federsystemes ist, das ein in Erstreckungsrichtung des Lenkers liegendes und an seinem einen Ende schwenkbar am Lenker in dessen radfernem Bereich angelenktes Federelement und einen Zwischenlenker umfaßt, der an seinem einen Ende beabstandet zur Anlenkung des Federelementes am Lenker angelenkt ist, sich spitzwinklig zum Federelement erstreckt und an seinem anderen, freien Ende mit dem freien Ende des Federelementes schwenkbar verbunden ist, wobei Federelement und Lenker übereinander liegen und im Bereich des sie verbindenden Gelenkes über eine aufrechte Strebe gelenkig gegen die Karosserie abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenlenker (9, 39) im wesentlichen koaxial zur karosserieseitigen Anlenkung (4, 23, 34) des Lenkers (1, 24, 31) gelagert und zusätzlich zum Federelement (7, 37) und am radfernen Ende des Lenkers (1, 24, 31) angelenkt ist und
daß der Zwischenlenker (9, 39) und das Federelement (7, 37) vom radfernen Ende des Lenkers (1, 24, 31) ausgehend sich nach der vom Rad abgelegenen Seite erstrecken.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenlenker (9, 39) koaxial zum Lenker (1, 24, 31) gelagert ist.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (1, 24, 31) einen bezogen auf die Verbindungsgerade von radseitigem und karosserieseitigem Lenkerende oberhalb liegenden, lenkerseitigen Anlenkpunkt (6, 36) für das Federelement (7, 37) aufweist.

4. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker einen bezogen auf die Verbindungsgerade von radseitigem und karosserieseitigem Lenkerende unterhalb liegenden, lenkerseitigem Anlenkpunkt für das Federelement aufweist.

5. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei karosserieseitiger Lagerung des Lenkers (1) über zwei in Fahrzeuglängsrichtung mit Abstand zueinander liegende Lenkerlager (4) das Lager (10) des Zwischenlenkers (9) zwischen diesen Lenkerlagern (4) vorgesehen ist.

6. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf eine durch die Lagerachse (11) des Lenkers (1) verlaufende aufrechte Ebene das lenkerseitige Lager (10) des Federelementes (7) in dieser Ebene liegt.

7. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf eine durch die Lagerachse (34) des Lenkers (31) verlaufende aufrechte Ebene das lenkerseitige Lager des Federelementes (37) seitlich versetzt zu dieser Ebene liegt.

8. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenlenker (39) in Verlängerung des Lenkers (31) eine zu der die Achse des Lagers (34) des Lenkers (31) enthaltenden liegenden Ebene etwa parallele Erstreckung aufweist (Fig. 6).

9. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (43) eine zu der die Achse des Lagers (34) des Lenkers (31) enthaltenden liegenden Ebene etwa parallele Erstreckung aufweist.

10. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung von Federelement (7, 37) und Zwischenlenker (9, 39) in der Höhe zwischen einer die Achse des Lagers des Lenkers (1, 31) enthaltenden liegenden Ebene und einer hierzu parallelen, die Anlenkung (6, 36) des Federelementes (7, 37) am Lenker (1, 31) enthaltenden Ebene liegt.

11. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (1) in Fahrzeugquerrichtung verlaufend angeordnet ist.

12. Radaufhängung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einer Achse zugehörigen Radaufhängungen spiegelbildlich zur Fahrzeuglängsmittelebene angeordnet sind und daß für beide Radaufhängungen eine gemeinsame Strebe vorgesehen ist.