DE2264278C3

DE2264278C3 - Vorderradaufhängung für Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE2264278C3
Application number: DE2264278A
Authority: DE
Inventors: Alf Dipl.-Ing. 7051 Bittenfeld Mueller
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-12-30
Filing date: 1972-12-30
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2264278B2; DE2264278A1; US3827711A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorderradaufhängung für Personenkraftwagen mit Radfül-.aingsgliedern, bei denen ein Radträger jeweils über ein Kugelgelenk mit einem oberen und einem unteren Querlenker verbunden und um die durch die ihm zugeordneten Kugelgelenke bestimmte Lenkachse schwenkbar ist, und bei denen die Querlenker in Fahrzeugquerrichtung verlaufende vordere und schräg nach hinten verlaufende, rückwärtige Lenkerarme aufweisen und in ihren eine breite Abstützbasis bildenden, karosserieseitigen Anlenkpunkten elastisch gehalten sind.

Bei Vorderradaufhängungen dieser Art mit der gegebenen breiten Abstützbasis für die Führungslenker sind die Abstützkräfte in den karosserieseitigen Anlenkpunkten klein und es wirkt sich daher die elastische Abstützung in den Anlenkpunkten, die für die Geräusch- und Stoßisolation wesentlich ist, auf das Fahrverhalten nicht nachteilig aus. Dementsprechend kann bei derartigen Vorderradaufhängungen auf schwere und aufwendige Fahrschemelkonstruktionen verzichtet werden. Ferner liegen bei derartigen Vorderradaufhängungen die wichtigen radführenden Bauteile sowie auch Lenkgestänge und Lenkgetriebe weitgehend hinter der die Radmitten enthaltenden Fahrzeugquerebene, so daß die Beschädigungsgefahr für diese Teile bei Frontalunfällen verhältnismäßig gering ist, was für die Sicherheit des Gesamtfahrzeuges wesentlich ist.

Schwierigkeit macht bei solchen, insoweit vorteilhaften Vorderradaufhängungen aber die Unterbringung der bei modernen Fahrzeugen verhältnismäßig breiten Reifen, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der für solche Fahrzeuge weiter geforderten engen Wendekreise, die besonders für die kurveninneren Räder große Einschlagwinkel erforderlich machen. Durch die Orientierung der als Führungslenker dienenden Querlenker nach hinten und eine entsprechende Anordnung von Lenkgestange und Lenkgetriebe in dem zumindest im wesentlichen hinter der die Radmitten enthaltenden Fahrzeugquerebene liegenden Raum ist nämlich das Platzangebot in diesem Fahrzeugbereich stark eingeschränkt.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Vorderradaufhängungen im Hinblick auf eine gegebene Radkastengröße rröglichst große Radeinschlagwinkel zu ermöglichen.

ίο Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Vorderradaufhängung der eingangs genannten Art durch die Kombination der Merkmale erreicht, daß die jeweils durch die radträgerseitigen Anlenkpunkte der Querlenker bestimmte, in Seitenansicht schräg nach unten und vorne geneigte Lenkachse der Räder die die Radmitten enthaltende Fahrzeugquerebene zwischen Radmitte und Radaufstandspunkt durchstößt und gegenüber der jeweiligen Radebene derart geneigt ist, daß sich ein Lenkrollradius mit kleiner gleich Null ergibt.

Bei einer derartigen Bauweise mit einem Lenkrollradius kleiner gleich Null führt der kleine Lenkrollradius, der bei üblichen Konstruktionen einen verhältnismäßig großen Spreizwinkel bedingt, zunächst zu einem insgesamt verringerten Raumbedarf sowohl in Längsals auch in Querrichtung des Fahrzeuges. Unberücksichtigt bleibt dabei aber, daß das kurveninnere Rad jeweils wesentlich stärker eingeschlagen wird als das kurvenäußere Rad jnd daß dementsprechend bei üblichen Radaufhängungen der Raumbedarf für die lcnkbaren Vorderräder hinten innen am größten ist. Wird nun zusätzlich ein Vorlaufversatz vorgesehen, der bei üblichen Nachlaufgrößen einen relativ großen Nachlaufwinkel bedingt, so wird dadurch insbesondere der Raumbedarf für das Rad im hinteren inneren Bereich verringert, da das kurveninnere Rad auf Grund des Vorlaufversatzes sich etwas nach außen verschiebt. Es ergibt sich somit eine Angleichung im Raumbedarf für das kurveninnere und das kurvenäußere Rad bei insgesamt verringertem Raumbedarf.

Zugleich führt der Vorlau.^fversa(' in Verbindung mit dem hierdurch bedingten großen Nachlaufwinkel bei extremem Radeinschlag für das kurveninnere Rad zu einem Kippen der Radebene schräg nach oben außen, wodurch es in vorteilhafter Weise möglich wird, den oberen Querlenker, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung hinter Sloßdämpfer und Schraubenfeder zu legen, wodurch sich günstige Übersetzungsverhältnisse für Stoßdämpfer und Federn ergeben und wodurch in entsprechender Weise die in die Karosserie eingeleiteten Kräfte verringert und die Dämpfung verbessert wird. Neben diesen Vorteilen wird durch die erfindungsgemäße Konstruktion auch das Lenk- und Bremsverhalten des Fahrzeuges vorteilhaft beeinflußt.

Radaufhängungen so auszubilden, daß sie einen Lenkrollradius mit kleiner gleich Null haben und daß ihre Lenkachse einen Vorlaufvcrsatz aufweist, ist an sich bekannt (DE-OS 19 38 850). Diese Maßnahmen sind bei der bekannten Lösung aber in Verbindung mit einer Konstruktion gezeigt, bei der wenigstens einer der Querlenker durch zwei unabhängige Lenker gebildet ist, so daß sich die Lenkachse als lageveränderliche, immaterielle Achse darstellt. Dieser Umstand läßt insbesondere in Verbindung mit der sehr platzintensiven Ausgestaltung der Anlenkpunkte des Querlcnkcrs am

fi.s Radträger keinen Hinweis darauf n\, wie eine derartige Radaufhängung im Hinblick auf möglichst große Radeinschlagwinkel bei vorgegebener Rudkastengroße auszubilden ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. I in Seitenansicht eine schematisierte Vorderradaufhängung für Kraftfahrzeuge,

Fig.2 die Radaufhängung gemäß Fig. I, in Draufsieht,

F i g. 3 die Radaufhängung gemäß F i g. 1 und 2 in Rückansicht.

F i g. 4 eine Rückansicht einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorderradaufhängung, und

F i g. 5 die Vorderradaufhängung gemäß F i g. 4 in Draufsicht.

In den schematisierten Darstellungen gemäß F i g. 1 bis 3 einer erfindungsgemäßen Vorderradaufhängung für Kraftfahrzeuge sind die der Lenkung zugehörigen Teile, so auch Lenkgestänge und Lenkgetriebe nicht dargestellt Abgehoben ist in den schematischen Darstellungen gemäß F i g. 1 bis 3 im wesentlichen vielmehr lediglich auf jene Merkmale, durch die die Lage der Lenkachse y-y der lenkbaren Vorderräder I festgelegt ist und durch die somit auch Nachlaufwinkel. Vorlauiversatz und Spreizungswinkel bzw Lenkrollradius bestimmt sind

Festgelegt wird die Lage der Lenkachse y-y durch den oberen Anlenkpunkt D und den unteren Anlenkpunkt C des Radträgers 2 am jeweiligen Querlenker der Radführungen, von denen der obere Querlenker mit 3 und der untere Querlenker mit 4 bezeichnet ist Beide Querlenker 3 und 4 sind als Dreieckslenker ausgebildet und weisen, wie insbesondere die Darstellung gemäß F i g. 2 zeigt, einen vorderen und einen rückwärtigen Lenkerarm auf. Von diesen Lenkerarmen erstrekken sich die vorderen, mit 5 bzw. 6 bezeichneten Lenkerarme im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung 7, während die rückwärtigen Lenkerarme 8 bzw. 9 schräg nach hinten verlaufen, so daß die jeweiligen karosserieseitigen Anlenkpunkte Ai, Ai bzw. Bi. Bi des oberen Querlenkers 3 bzw. des unteren Querlenkers 4, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung 7, einen verhältnismäß'.g großen Abstand zueinander aufweisen. Entsprechend dem verhältnismäßig großen, in Fahrzeugiängsrichtung gemessenen Abstand der karosserieseiligen Anlenkpunkte Ai und Ai bzw. Bi und Bi ist für die Querlenker 3 und 4 eine verhältnismäßig breite Ab-Stützbasis gegeben, wodurch die Kräfte in den gestellseiligen Anlenkpuiikten Ai, Ai, Bi u?>d Bi der Querlenker 3 bzw. 4 verhältnismäßig klein sind, so daß eine elastische Abstützung in diesen Punkten möglich ist, ohne unerwünschte Lenkungenauigkeiten hinnehmen zu müssen.

Von den Lenkerarmen der Querlenker 3 bzw. 4 erstrecken Ccb die vorderen Arme 5 und 6 im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtiing 7, wobei der vordere Lenkerarm 6 des unteren Querlenkers 4 gegenüber der die Radmilten enthaltenden vertikalen Fahrzeugquerebene von seinem radträgerseitigen Anlenkpunkt deicht nach vorne und der vordere Lenkerarm 5 des oberen Querlenkers 3 von seinem radträgerseitigen Anlenkpunkt D leicht nach hinten geneigt ist. Die rückwärtigen Lenkerarme verlaufen schräg zur Fahrzeuglängsrichtung 7 (Lenkerarm 8) bzw. nahezu parallel zu dieser (Lenkerarm 9) und bilden die jeweilige Längsabstützung. Die Drehachse a ■ a des unteren Querlenkers 4 liegt, wie die Zeichnungen gemäß F i g. 1 bis 3 zeigen, bei leichter Neigung nach hinten unten und in Draufsicht nahezu parallel zur Fahrzeuglängsrichtung. Die Drehachs! b ■ i>des oberen Querlenkers 3 ist zwar in Seitenansicht auch nur wenig nach hinten unten geneigt, erstreckt sich in Draufsicht aber schräg nach vorne und innen, und zwar im Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von etwa 35° zu der die Radachsen enthaltenden Ebene.

Durch die Lage der Anlenkpunkte C und D für den Radträger 2 ist die Lenkachse y-y der Räder I derart festgelegt, daß diese (Seitenansicht gemäß Fig. 1) die die Radachsen enthaltende vertikale Fahrzeugquercbene bei Neigung schräg nach unten und vorne zwischen Radmitte und Radaufstandspunkt R durchstößt. Hierdurch ergibt sich für das jeweilige Rad 1 bei einem Vorlaufversatz d ein Nachlauf e. Die Größe des Nachlaufwinkels α beträgt im dargestellten, schematisierten Ausführungsbeispiel etwa 7° bis 10°.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Lenkachse y-y auch gegenüber der Radebene geneigt ist und diese im Bereich zwischen Radmitte und Radaufstandpunkt R durchstößt. Hierdurch ergibt sich ein negativer Lenkrollradius -r. Der als Spreizungswinkel bezeichnete Neigungswinkel der Lenkachse y ·.' gegenüber Radebene trägt das Bezugszeichen β und liegt im Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von etwa 12°.

Durch die geschilderte Lage der Lenkachse y-y, die durch den Vorlaufversatz einen verhältnismäßig großen Nachlaufwinkel aufweist und die einen Lenkrollradius von < 0 hat, ergibt sieht ein verhältnismäßig geringer Abstand zwischen dem Radmittelpunkt und der Lenkachse, mit der Folge, daß die Räder beim Einschlagen sowohl in der Fahrzeugbreite wie auch in der Fahrzeuglänge einen verhältnismäßig geringen Raumbedarf haben, so daß sich in Verbindung mit der geschilderten Vorderradaufhängung bei im wesentlichen hinter der die Radmitten enthaltenden Fahrzeugquerebene liegender Lenkung auch Reifen großer Breite verwenden lassen.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine praktische Ausführungsform einer Vorderradaufhängung gemäß F i g. 1 bis 3, die nachfolgend nur insoweit noch näher erläutert wird, als nicht bereits durch die zu den F i g. 1 bis 3 gegebene Schilderung das Notwendige gesagt ist Die in den F i g. 1 bis 3 verwendeten Bezugszeichen sind in die F i g. 4 und 5 übernommen worden.

Über das in den F i g. I bis 3 Gezeigte hinausgehend ist der F i g. 5 insbesondere die Lage des Lenkgestänges hinter der die Fahrzeugmitten enthaltenden Fahrzeugquerebene zu entnhemen, wobei die an den Radirägern 2 befestigten Lenkspurhebel mit 10 bezeichnet sind. Insgesamt trägt das Lenkgestänge das Bezugszeichen II. Das nicht dargestellte Lenkgetriebe liegt bei der dargestellten Ausführungsform, wie der Aufbau des Lenkgestänges 11 zeigt, ebenfalls hinter der die Radmitten enthaltenden Fahrzeugquerebene.

Die Darstellung gemäß F i g. 4 und 5 zeigt, über das an Hand der F i g. I bis 3 Erläuterte hinausgehend, einen im wesentlichen U-förmig gekrümmten Slabilisatorstab 12, der auf Höhe der oberen Querlenker 3 liegt und in Anlenkpunkten 13 gestellseilig abgestützt ist. Die Arme des Stabilisatorstabes 12 bilden bei der gezeigten Ausfühn ngsform die rückwärtigen Lenkerarme der oberen Querlenker 3 und sind dementsprechend mit 9' bezeichnet.

Wie das dargestellte Ausführungsbeispiel weiter zeigt, sind die Fahrzeugtragfedern 14 und die Stoßdämpfer 15 auf dem vorderen Arm 6 des unteren Querlenkers 4 abgestüu; Hierbei liegt der Stoßdämpfer 15 jeweils zwischen der Feder 14 und dem zugehörigen Rad I.

Im Gegensalz zu Fig. 5 ist in F i g. 4 das Lenkgestänge, das im wesentlichen in Höhe der unteren Querlenker 4 liegt, nicht dargestellt, um die Darstellung gemäß F i g. 4 nicht zu unübersichtlich zu machen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorderradaufhängung für Personenkraftwagen mit Radführungsgliedern, bei denen ein Radträger jeweils über ein Kugelgelenk mil einem oberen und einem unteren Querlenker verbunden und um die durch die ihm zugeordneten Kugelgelenke bestimmte Lenkachse schwenkbar ist, und bei denen die Querlenker in Fahrzeugquerrichtung verlaufende vordere und schräg nach hinten verlaufende, rückwärtige Lenkerarme aufweisen und in ihren eine breite Abstützbasis bildenden karosserieseiligen Anlenkpunkten elastisch gehalten sind, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß die jeweils durch die radträgerseitigen Anlenkpunkte (C bzw, D) der Querlenker (4 bzw. 3) bestimmte, in Seitenansicht schräg nach unten und vorne geneigte Lenkachse (y-y) der Räder (1) die die Radmitlen enthaltende Fahrzeugquerebene zwischen Radmitte und Radaufstandspunkt (R) durchsiöD» und gegenüber der jeweiligen Radebene derart geneigt ist, daß sich ein Lenkrollradius (- r) mit < 0 ergibt.

2. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querlenker (3) bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (7) hinter Stoßdämpfer (15) und Schraubenfeder (14) liegt.