DE2818198B2 - Radaufhängung für nicht gelenkte Räder von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung für nicht gelenkte Räder von Kraftfahrzeugen, insbesondere für angetriebene Hinterräder von Personenkraftwagen, mit mindestens einem schwenkbar und elastisch am Rahmen bzw. Aufbau gelagerten Querlenker, der in Draufsicht ein trapezförmiges Gelenkviereck bildet, dessen Gelenkpol außerhalb und hinter dem Radaufstandspunkt liegt, und das durch elastische Mittel in Grundstellung gehalten ist.

Bei besonders leistungsstarken Fahrzeugen, deren Radführungsglieder zum Erhalt eines trotzdem gewünschten gewissen Komforts mit weicheren Lagern am Aufbau gelagert sind, können durch die am Rad angreifenden Antriebskräfte oder Bremskräfte sowie durch höhere Seitenkräfte unerwünschte Lenkbewegungen der die Räder führenden Lenker — und somit auch der Räder — auftreten. Die dabei auftretenden Kursänderungen müssen durch Lenkkorrekturen wieder ausgeglichen werden. Infolge der Weichheit der Aufhängung können in Längsrichtung auf das Rad einwirkende Stöße auch den Geradeauslauf des Fahrzeugs beeinflussen. Die Eigenlenkbewegung des bei Kurvenfahrt an der Seitenkraftübertragung stärker beteiligten kurvenäußeren Rades in Richtung Nachspur führt zu einem unerwünschten Obersteuern, insbesondere wenn dabei auch noch das Gas weggenommen oder zusätzlich noch gebremst wird.

Bei einer bekannten Radaufhängung der eingangs genannten Art (DE-OS 26 45 272) ist das durch die radträgerseitigen bzw. fahrzeugseitigen Lenkerlager bestimmte Gelenkviereck im wesentlichen durch eine in sich steife Längsstrebe, eine damit verbundene, um eine Hochachse abbiegbare und am Aufbau angelenkte Blattfeder sowie eine an der Längsstrebe und am Aufbau angelenkte Steuerschwinge gebildet Die elastischen Mittel, die das Gelenkviereck in der Ausgangsstellung fixieren, bestehen hauptsächlich aus einer mit der Strebe starr verbundenen Hülse, die unter Zwischenschaltung einer gummielastischen Schicht die Steuerschwinge umschließt Diese Radaufhängung ist verhältnismäßig kompliziert im Aufbau und bedarf sehr sorgfältiger Abstimmung der verformbaren elastischen Elemente. Zur gelenkigen Verbindung der Steuerschwinge mit der an einem Längsstrebenteil vorgesehenen Hülse ist ein eigenes im Hinblick auf den Verschleiß kritisches Drehgelenk vorgesehen. Die bei der vorbekannten Bauart in einer Ebene abbiegbare, andererseits aber drucksteife Querstrebe ist sowohl mit der dem Aufbau zugeordneten Lagerbuchse als auch an dem bereits erwähnten Längsstrebenteil verschweißt was festigkeitsmäßig schwer beherrschbar ist. Sollte es — etwa bei Sporteinsätzen — erforderlich sein, die Elastizitäten, die das Eigenlenkverhalten kompensieren, zu variieren, so muß bei der vorbekannten Bauart praktisch das gesamte Radführungsglied ausgetauscht werden.

Bei gelenkten Vorderrädern ist es (DE-AS 24 37 266) bereits bekannt, mittels eines Gelenkvierecks, dessen Lenkerarme unterschiedlich weich am Aufbau abgestützt sind, ein gezieltes, von der eigentlichen Lenkbewegung unabhängiges Eigenlenkverhalten der Räder zu ermöglichen.

Zum Erhalt von geringen Eigenlenkeffekten ist es weiterhin bekannt, einen Schräg- oder Längslenker an zumindest einem seiner Lager am Aufbau so abzustützen, daß er bei Längs- oder Querkräften mehr als — bedingt durch die üblichen Gummilager — normal ausweichen kann (DE-OS 2158931 oder 2249913). Weiterhin kann zum selben Zweck auch der Radträger selbst gegenüber dem Lenker um eine Hochachse schwenkbar und im übrigen begrenzt elastisch verbunden werden (DE-OS 21 58 931 oder 23 55 954).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der mit verhältnismäßig einfachen Mitteln das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert und insbesondere ein gutmütigeres, eher untersteuerndes Eigenlenkverhalten in Kurven und ein guter Geradeauslauf erreicht werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Radaufhängung der vorausgesetzten Bauart erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elastischen Mittel durch einen das Gelenkviereck mittelbar oder unmittelbar gegen den Aufbau elastisch abstützenden Lenker gebildet sind. Dabei kann gänzlich auf die beim Stand der Technik durchweg notwendigen verschleißanfälligen Drehgelenke verzichtet werden. Es sind zur Abstützung des Gelenkvierecks lediglich ein Lenker mit definierten

Längsfederungseigenschaften oder ein starrer Lenker . mit definierten Federungseigenschaften der zur Anlenkung verwendeten Gummigelenke erforderlich, die sämtlich kaum verschleißanfällig und deshali) wartungsarm sind. Die Gummigelenke können auch Vergleichsweise klein dimensioniert werden, tia es mit dem gesonderten Lenker möglich ist, das trapezförmige Gelenkviereck auf einer besonders breiten Basis abzustützen, was zu entsprechend geringeren Kräften in dem Lenker und in den Anlenkpunkten führt Bei der Wahl der Abstützbasis ist konstruktiv eine sehr große Freiheit gegeben. Die Abstützung gegenüber dem Aufbau kann (mittelbar) zwischen den Lenkarmen des Gelenkvierecks erfolgen. Sie ist auch zwischen den Gelenkarmen, jedoch (unmittelbar) gegen den Aufbau, oder auch mit einer in Draufsicht außerhalb des Gelenkvierecks liegenden Druck- bzw. Zugstrebe durchführbar.

Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der neuen Radaufhängung,

Fig.2 eine Prinzipskizze zu der Radaufhängung gemäß F ig. 1,

Fig.3 einen vergrößerten Detailausschnitt gemäß der Ziffer HI in F i g. 1, teilweise im Schnitt, und

F i g. 4 eine der F i g. 1 entsprechende Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In den F i g. 1 und 4 ist eine Radaufhängung für ein Hinterrad dargestellt, wobei lediglich der in ein Gelenkviereck A-B-C-D aufgelöste Querlenker 1 gezeigt ist, der in Verbindung mit weiteren Radführungsgliedern, etwa einem zweiten oberen Querlenker oder auch einem Federbein, die Verbindung des Radträgers 2 mit dem Fahrzeugaufbau 3 herstellt. Der das Rad 4 lagernde Radträger 2 ist mit den Lenkerarmen 5 und 6 über Gelenklager 7 an den Punkten A und B verbunden, die nicht nur Bewegungen um eine annähernd in Längsrichtung verlaufende Achse, sondern auch zumindest in begrenztem Maß um eine Lotrechte Achse zulassen. In der gleichen Weise sind die Gelenklager 8 ausgebildet, mit denen die Lenkerarme 5 und 6 am Fahrzeugaufbau 3 an den Punkten C und D gelagert sind.

Radträger 2, Aufbau 3 und die beiden Lenkerarme 5 und 6 bilden zusammen ein trapezförmiges Gelenkviereck A-B-C-D₁ dessen Gelenkpol Pirn Schnittpunkt der Verlängerung der Lenkerachsen liegt. Eine Seitenkraft S greift mit Bezug auf den Lenkpol P mit einem Hebelarm a, eine Brems- oder Verzögerungskraft L mit dem Hebelarm b an, der durch den Abstand des Radauf Standspunktes R von P gegeben ist.

Zur Fixierung des Gelenkvierecks A—B—C—D dient ein weiterer Lenker, der das Gelenkviereck A-B-C-D gegen den Fahrzeugaufbau 3 elastisch abstützt. Gemäß F i g. 1 kann dieser Lenker eine annähernd zwischen zwei gegenüberliegende Gelenke 7 und 8 eingesetzte Diagonalstrebe 9 sein. Die Nachgiebigkeit in Richtung der Lenkerachse kann dabei entweder dadurch erhalten werden, daß der Lenker selbst — gemäß F i g. 1 die Diagonalstrebe 9 — in Längsrichtung elastisch ist. Hierbei müßten zwei Lenkerabschnitte ggf. teleskopisch ineinanderschiebbar sein, wobei der eine Abschnitt sich gegenüber dem anderen in biiiden Richtungen über gummielastische Schichten oder auch Stahlfedern, wie Tellerfedern oder SDiralfedern. abstützt.

Es kann aber auch wenigstens eines der beiden den Lenker mit dem Fahrzeugaufbau 3 bzw. dem Gelenkviereck A — B-C-D verbindenden Gelenke 10 oder 11 in Achsrichtung des Lenkers elastisch nachgiebig sein. Ein Ausführungsbeispiel hierzu zeigt Fig.3, in der die Gelenkverbindung der Diagonalstrebe 9 mit dem Lenkerarm 5 dargestellt ist Die Verbindung erfolgt über ein an sich bekanntes elastisches Gurnmigelenk 12 mit zwei nierenförmigen Ausnehmungen 13 und 14. Die Ausnehmungen 13 und 14 liegen in Richtung der Lenkerachse einander diametral gegenüber. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Abstützung der Diagonalstrebe 9 bei Zug- bzw. Druckbelastung der Strebe unterschiedlich, was, wie man erkennt, durch unterschiedlich große Ausnehmungen 13, 14 in der Gummischicht erreicht wird. Mit der dargestellten Anordnung der Ausnehmungen 13 und 14 ist die Diagonalstrebe 9 bei Zugbelastung weicher, bei Druckbelastung etwas härter elastisch abgestützt, da die Ausnehmung 14 etwas größer als die Ausnehmung 13 ist Die Außenhülse des Gelenks 11 ist verdrehfest in ein entsprechendes Gelenkauge des Lenkerarms 5 eingesetzt, während die Innenhülse von einem Bolzen durchsetzt ist, der mit den beiden Zinken des gabelförmigen Endes der Diagonalstrebe 9 verbunden ist.

In der Schemaskizze gemäß F i g. 2 ist die der F i g. \ entsprechende Grundstellung des Querlenkers 1 und des Rades 4 in strichpunktierten Linien angedeutet. Beim Auftreten der Bremskraft L nehmen die Lenkerteile und das Rad 4 die in ausgezogenen Linien dargestellte Lage ein, wobei die Gelenkpunkte 10 und 11 um den Betrag Γ weiter voneinander entfernt sind als in der unbelasteten Ruhestellung. Durch die Verlagerung des Gelenkvierecks ergibt sich dabei eine geringe Vorspurwinkeländerung ö'.

Auch beim Auftreten einer Seitenkraft S, die gegenüber dem Gelenkpol P mit dem Abstand a angreift, wird das Rad 4 geringfügig in Richtung Vorspur gedreht, so daß sich, da das kurvenäußere Rad mehr an der Seitenkraftübertragung beteiligt ist, in der Kurve ein untersteuernder Lenkeffekt an der Hinterachse ergibt

Bei dem anhand der F i g. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die elastische Abstützung des Gelenkvierecks gegenüber dem Fahrzeugaufbau 3 nur mittelbar, da die Diagonalstrebe 9 am Lenkerarm 5 angreift, der seinerseits über das Gelenk 8 direkt mit dem Fahrzeugaufbau 3 verbunden ist.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem sich das durch den Radträger 2 und die Lenkerarme 5', 6 gebildete Gelenkviereck A—B—C—D direkt am Fahrzeugaufbau 3 abstützt, und zwar durch eine in Draufsicht außerhalb des Gelenkvierecks A—B—C—D angeordnete Schub- bzw. Zugstrebe 15, die ähnlich der Gelenkverbindung gemäß F i g. 3 mit dem Lenkerarm 6 verbunden sein kann. Die Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau 3 erfolgt über ein Gelenk 16, das größere vertikale Schwenkbewegungen der Strebe 15 und in geringerem Maß auch horizontale Winkelbewegungen zuläßt. Die von seitlichen Kräften und von Längskräften verursachten gezielten Eigenlenkbewegungen um den Lenkpol P finden in der gleicl.cn Weise wie bei dem anhand der Fig. ί bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel statt.

Im Rahmen der Erfindung ist es ferner möglich, zur begrenzten elastischen Abstützung des Gelenkvierecks, eine der Schub- bzw. Druckstrebe 15 oder der

Diagonalstrebe 9 entsprechende Strebe zwischen Radträger 2 und Fahrzeugaufbau 3 oder zwischen Radträger 2 und beispielsweise dem Gelenk 11 vorzusehen. Desgleichen könnte die Diagonalstrebe 9 — unter Wegfall des Gelenkes 11 am Lenkerarm 5 — auch unmittelbar mit dem Fahrzeugaufbau 3 gelenkig verbunden sein.

Bei Verwendung des beschriebenen, elastisch in seiner Grundstellung fixierten Gelenkvierecks A—B-C—D anstelle eines üblichen Querlenkers sollten die Federelemente, über die sich der Fahrzeugaufbau auf den Radführungsgliedern abstützt, zweckmäßig in Draufsicht in oder vor der Radachse angreifen. Dadurch kann das erwünschte Eigenlenkverhalten insbesondere bei Kurvenfahrt noch weiter unterstützt werden. Greift etwa die Tragfeder außen am vorderen Lenkerarm 5 an, so entsteht durch die Federkraft und die Reaktionskraft an der Radmitte ein Moment, das vom oberen — nicht dargestellten — und vom unteren Querlenker Γ - dem beschriebenen Gelenkviereck A-B-C-D — aufgenommer, werden muß. Die bei Kurvenfahrt zusätzliche Radlast am kurvenäußeren Rad bewirkt dabei am unteren Lenkersystem eine zusätzliche, nach hinten gerichtete Kraftkomponente, die eine Zunahme der Vorspur ergibt. Diese Vorspuränderung und die durch die Seitenkraft verursachte Vorspuränderung müssen aufeinander abgestimmt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Radaufhängung für nicht gelenkte Räder von Kraftfahrzeugen, insbesondere für angetriebene Hinterräder von Personenkraftwagen, mit mindestens einem schwenkbar und elastisch am Rahmen bzw. Aufbau gelagerten Querlenker, der in Draufsicht ein trapezförmiges Gelenkviereck bildet, dessen Gelenkpol außerhalb und hinter dem Radaufstandspunkt liegt, und das durch elastische Mittel in Grundstellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel durch einen als Gelenkviereck (A—B—C—D) mittelbar oder unmittelbar gegen den Aufbau (3) '5 elastisch abstützenden Lenker (Diagonalstrebe 9, Schub- bzw. Druckstrebe 15) gebildet sind.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (Diagonalstrebe 9) selbst in seiner Längsrichtung elastisch ist

3. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der beiden den Lenker (Diagonalstrebe 9) mit dem Aufbau (3) bzw. dem Gelenkviereck (A-B—C-D) verbindenden Gelenke (10 oder 11) in Achsrichtung des Lenkers elastisch nachgiebig ist

4. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker eine annähernd zwischen zwei gegenüberliegende Gelenke (7, 8) des Gelenkvierecks (A —B-C-D) eingesetzte Diagonalstrebe (9) ist.

5. Radaufhängung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker eine in Draufsicht außerhalb des Geienkvierecks angeordnete Schub- bzw. Zugstrebe (15) ist

6. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der Abstützung des Lenkers (Diagonalstrebe 9) bei Zug- bzw. Druckbelastung des Lenkers unterschiedlich ist.

7. Radaufhängung nach Anspruch 3 und 6, dadurch *o gekennzeichnet, daß das Gelenk (11) durch ein Gummigelenk (12) mit in Belastungsrichtung unterschiedlich großen Ausnehmungen (13, 14) in der Gummischicht gebildet ist.

45