DE2924368A1

DE2924368A1 - Einzelradaufhaengung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2924368A1
Application number: DE19792924368
Authority: DE
Inventors: Christian Puchas
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-06-16
Filing date: 1979-06-16
Publication date: 1980-12-18

Description

Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung, insbesondere die Aufhängung eines lenkbaren Vorderrades eines Kraftfahrzeugs mit einem den Radzapfen führenden als hydraulischer Teleskopstoßdämpfer ausgebildeten Foderbein, das sich über ein Kugelgelenk an einem Quer- oder SchrSglenker abstützt, und mit einem den Bremstreiger tragenden Sattellager sowie mit einer Verbindungsstange zwischen dem Querlenker und einem Schwenkarm des Bremsträgers. Das Federbein ist dabei in seinem unteren Bereich mit dem einen Teil des Querlenkerkugelgelenks starr verbunden und in seinem oberen Bereich an dem Fahrzeugaufbau oder dgl.
in bekannter Weise befestigt.
Bei einer solchen Radführung wird das Federbein infolge der Bremskräfte zusätlich zu den beim Ein- und Ausfedern der Räder in Achsrichtung des Stoßdämpfers auftretenden Dämpfungskräften durch eine im oberen Abstützpunkt wirkende Querkraft auf Biegung beansprucht.
Die Biegekräfte verursachen eine entsprechende Verformung des Stoßdämpfers, von der vor allem die Kolbenstange wegen ihres im Vergleich zum Dämpfergehäuse geringen Widerstandsmomentes be@roffen ist. Durch entsprechende Bemessung das Kolbenstangenquerschnitts oder durch eine nach außen gegenüber der Stoßdämpferachse versetzte Anordnung der den Stoßdämpfer umgebenden schraubenförmigen Radfeder gemäß DE-PS 1 430 586 kann zwar die Durchbiegung der Kolbenstange verringert werden, jedoch ergibt sich als Folge der Bremskrafi. uiid der sich daraus ergebenden Querkraft am oberen Abstützpunkt des Federbeins trotzdem noch der Nachteil, daß die doch noch vorhandenen Klemm- und Reibungskräfte im Stoßdämpfer das Ansprechen desselben bei kleinen Fahrbahnstbßen verhindern. In dicsem halle werden die Stöße ungefedert und damit auch ungedämpft in den Fahrzeugaufbau weitergeleitet, wodurcIl nicht nur das Fahrverhalten und der Fahrkomfort stark beeinträchtigt werden, sondern insbesondere auch die Bremswirkung wesentlich eingeschränkt wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem zur Radführung dienenden Dämpferbein die am oberen Abstützpunkt des Stoßdämpfers aufgrund der Bremskraft auftretende Querkraft in ihrer Wirkung auf die Lager- und Reibungskräfte zwischen Kolben und Kolbenstange einerseits und Stoßdämpfergehäuse andererseits sowie die Durchbiegung der Kolbenstange mit einer verhältnismäßig einfachen Konstruktion der Radaufhängung vollkommen auszuschalten.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung durch eine solche Ausrichtung dor Verbindungsstange gelöst, daß zur Ausschaltung von Querkräften am obereii Anlenkpunkt des Federbeins die Wirkungslinie der durch die Verbindungsstange übertragenen Stützkraft durch einen Punkt verläuft, in dem sich die Wirkungslinien der Zapfenkraft und der von der Radlaständerung und der Bremskraft gebildeten Resultierenden schneiden.
Bei einer mit einer Feder zwischen dem Querlenker und dem Rahmen des Kraftfahrzeugs ausgestatteten Einzelradaufhängung kann die Erfindung in dem Falle zur Anwendung kommen, wenn die Zapfenkraft zwischen der Achse dos Radzapfens und dem Mittelpunkt des Querlenkerkugelgelenks verläuft.
Im Gegensatz dazu kann bei einer Einzelradaufhängung mit einer um den oberen Bereich des Federbeins angeordneten, einerseits am Aufbau des Kraftfalrzeugs und andererseits am Gehäuse des Federbeins abgestützten Feder die Erfindung dann angewendet werden, wenn die Zapfenkraft zwischen der Achse des Radzapfens und einem Punkt verläuft, in dem sich die Federachse und die den Mittelpunkt des Querlenkerkugelgelenks schneidende Normale auf die Bewegungsrichtung des Querlenkerkugelgelenks schneiden.
Diese Ausführungen von Einzelradaufhängungen haben den Vorteil, daß die Querkraft im oberen Dämpferlager des Dämpfers tatsächlich Null wird, was eine längere Lebensdauer des Federbeindämpfers bewirkt. Es entsteht dabei keine Verhärtung der F~40r infolge Klemmwirkung des Dämpfers mehr, wodurch die ursprüngliche Radfederung auch während des Bremsvorganges erhalten bleibt. Damit folgt das Rad auch den Unebenheiten der Fahrbahn während des Bremsens. Das doppeln des Rades wird vermieden und dadurch ein kürzercr bremsweg erzielt. Eine mögliche Einkolben-Festsattelbremse, die auf einem axial verschiebbarem Sattellager sitzt gewährleistet bei kleinstem Bauvolumen und geringstem Bauaufwand eine größtmögliche Sicherheit. Weiterhin muß die Kolbenstange durch das Fehlen der Bremskraft nicht mehr, wie das früher üblich war, auf eine Biegungskraft dimensioniert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Gelenke der Verbindungsstange als Kugelköpfe ausgebildet sein.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der obere Gelenkpunkt der Verbindungsstange in der Nähe der Spreizachse und der untere Gelenkpunkt der Verbindungsstange in der Nähe des Querlenkerkugelgelenks liegt. Schließlich kann der untere Gelenkpunkt der Verbindungsstange gegenüber dem Quert lenker-Kugelgelenk zur Fahrzeugmitte hin versetzt angoordnet sein.
Die Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelhei.ten des Gegenstandes der Erfindung cntnommcn werden können. Es zeigen: Fig. 1 eine EinzelradauiNlängung nach der Erfindung mit einer Feder zwischen dem Querlenker und dem Rahmcn des Kraftfahrzeugs, Fig. 2 eine Einzelradaufhängung nach der erfindung mit einer um den oberen Bereich des Federbeins angeordneten, einerseits am Aufbau des Eraftfahrzeugs und andererseits am Gehäuse des Federbeins abgestützten Feder.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Einzelradaufhängung ist eines der Vorderräder 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem den Radzapfen 2 führenden und einen Bremsträger 3 einer Scheibenbremse tragenden Sattellager 4 und einem Federbein 5 versehen, das sich über ein Rugelgelent: 6 an einem Querlenker 7 abstützt. Der Querlenker ist mit einem Schwenkarm 8 des Bremsträgers 3 durch eine Verbindungsstange 9 verbunden. Am Bremsträger 3 ist der Bremssattel 11 angeordnet, der die Bremsscheibe 12 übergreift und mit einem in einem Zylinder geführten Kolben 13 die Bremswirkung bei Betätigung der Bremse hervorruft. Ferner ist noch eine Feder 14 vorgesehen, die sich einerseits am Querlenker 7 und andererseits am Rahmen 15 des Kraftfahrzeugs abstützt.
Deim Bremsen greift nun am Rad 1 eine Bremskraft B an und es entsteht dadurch die Radlaständerung UG. Eine Resultierende R aus diesen beiden Kräften ist in der Zeichnung auch dargestellt. Im übrigen wirkt noch in Richtung vom Mittelpunkt M des Radzapfens 2 auf das Querlenkerkugelgelenk 6 eine Zapfenkraft Z. Die Resultierende R, die Zapfenkraft und eine durch die Verbindungsstange 9 hervorgerufene Stützkraft S bedingen beim Bremsen, daß am oberen Anlenkpunkt 16 der Kolbenstange 17 des Federbeins 5, die dort am Fahrzeug angelenkt ist, eine Querkraft Q.
Diese Querkraft kann aber Null werden, wenn die Verbindungsstange 9 derartig ausgerichtet wird, daß die Wirkungslinie der durch die Verbindungsstange 9 übertragenen Stützkraft S durch einen Punkt A verläuft, in dem sich die Wirkungslinien der Zapfenkraft Z und der von der Radlaständerung 9 G und der Bremskraft B gebildeten Resultierenden R schneiden. Dabei verläuft die Zapfenkraft Z zwischen der Achse des Radzapfens 2 und dem Mittelpunkt des Querlenkerkugelgelenks 6.
in Fig. 2 ist eine andere Einzelradaufhängung dargestellt, bei der um den oberen Bereich des Federbeins eine Feder 20 angeordnet ist, die einerseits am Aufbau 21 des Kraftfahrzeugs und andererseits über einen Stützkragen 22 am Gehäuse 23 des Federbeins 5 abgestützt ist. Auch hier wieder ist die Verbindungsstango 9' so ausgerichtet, daß zur Ausschaltung von Querkräften Q am oberen Anlenkpunkt lt> des Federbeins 5 die Wirkungslinie der durch die Verbindungsstange 9' übertragenen Stützkraft S durch einen Punkt A verläuft, in dem sich die irkungslinien der Zapfenkraft Z und der von der Radlaständerung # G und der Bremskraft B gebildeten Resultierenden R schneiden. Dabei is-tjedoch in diesem Falle die Zapfenkraft Z so definiert, daß sie zwischen der Achse M des Radzapfens 2 und dom Punkt X verläuft, in dem sich die Federachse 24 und die den Mittelpunkt des Querlenkerkugelgelenks 6 schneidende Normale 25 auf die Bewegungsrichtung 26 des Querlenkerkugelgelenks schneiden.
Der obere Gelenkpunkt 27 der Verbindungsstange 9' kann nun in der Nähe der Sproizachse 2S liegen, die durch eine Verbindungslinie vom Anlenkpunkt ib zum Mittelpunkt des Kugelgelenks 6 dargestellt ist. Der untero Gelenkpunkt 29 der Verbindungsstange 9' dagegen kann -in der Nähe des Querlenkerkugelgelenks 6 liegen.
Im übrigen kann der untere Gelenkpunkt 29 der Verbindungsstange 9' gegenüber dem Querlenkerkugelgelenk 6 zur Fahrzeugmitte hin versetzt angeordnet sein. Deshalb ist es auch zweckmäßig, wenn dio Gelenke 27 und 29 der Verbindungsstange 9' als Kugelköpfe ausgebildet sind.

Claims

Ansprüche 1. Einzelradaufhängung, insbesondere Aufhängung eines lenkbaren Vorderrades eines Kraftfahrzeuge, mi.t einem den Radzapfen füllenden Federbein, das sich über ein Kugelgelenk an einem Quer- oder Schräglenker abstützt und mit einem den Bremsträgor tragenden Sattellager sowie mit einer Verbindungsstange zwischen dem Querlenker und einem Schwenkarm des Bremsträgers, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h eino dorartige Ausrichtung der Verbindungsstange (9), daß beim Bromson zur Ausschaltung von Querkräften (Q) am oberen Anlenkpunkt (1G) des Fedorbeins (5) die Wirkungslinie der durch die Verbindungsstange (9) übertragenen Stützkraft (S) durch einen Punkt (A) verläuft, in dem sich die Wirkungslinien der Zapfenkraft (Z) und der von dor Radlaständerung (#G) und der Bremskraft (B) gebildeten Resultierenden (R) schneiden.
2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 mit einer Feder zwischen dem Querlenker und dem Rahmen dos Kraftfahrzeugs, d a d u r c li g e k e n n z e i c h n e t daß die Zapfenkraft (Z) zwischen der Achse (M) des Radzapfens (2) und dem Mittelpunkt des Querlenkerkugelgelenks (6) verläuft.
3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 mi t einer um den oberen Bereich des Federbeins angeordneten, einerseits am Aufbau des Kraftfahrzeugs und andererseits am Gehäuse des loderbeins abgestützten Feder, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zapfenkraft (z) zwischen der Achse (M) des Radzapfens (2) und einem Punkt(X) verläuft, in dem sich die Federachse (24) und die den Mittelpunkt des Querlenkerkugelgelenks (6) schneidende Normale (25) auf die Bewegungsrichtung (26) des Querlenkerkugelgelenks (6) schneiden.
4. Einzelrafaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a -d u r c h g e k o ii n z e i c h n e t , daß die Gelenke (27, 29) der Verbindungsstange (9) als Kugelköpfe ausgebildet sind.
5. Einzelrafaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a -d ii r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der obere Gelenkpunkt (27) der Verbindungsstange (9') in der Nähe der Spreizachse (28) liegt.
6. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a -d u r c 11 g e k e n ii Z e i c ii n c t , daß der untore Gelenkpunkt (29) der Verbindungsstange (9?) in der Nähe des Querlenkerkugelgelenks (6) liegt.
7. Einzelradaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e ii n z e i c h n e t , daß der untore Gelonkpunkt (29) der Verbindungsstange (9') gegenüber dem Querlenkerkugelgelenk (6) zur Fahrzeugmitte hin versetzt angeordnet ist.