DE4126501C2 - Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung eines Kraft
fahrzeugs, enthaltend einen unteren Querlenker sowie ein rad
führendes Federbein der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
genannten Art, wie sie beispielsweise aus den Fig. 3ff der
DE 18 01 676 A bekannt ist.
Radaufhängungen, bei denen das Fahrzeugrad mittels eines aus
einem Teleskop-Stoßdämpfer und einer diesen umhüllenden Schrau
bendruckfeder bestehenden radführenden Federbeins sowie eines
unteren Querlenkers geführt wird, finden, zunehmend Anwendung,
insbesondere zur Aufhängung von Vorderrädern.
Zunächst wurde die Schraubendruckfeder bei derartigen Anordnun
gen konzentrisch zur Stoßdämpferachse angeordnet. Bei solchen
Anordnungen mußte dann die gesamte am aufbauseitigen Abstütz
punkt des Federbeins auftretende Querkraft von der Kolbenstange
des Stoßdämpfers aufgenommen werden. Infolge der dabei auf den
Stoßdämpfer einwirkenden Biegemomente traten im Bereich des
Stoßdämpferkolbens sowie der Kolbenstangenführung erhöhte Rei
bungs- und Klemmkräfte auf, die - insbesondere auf guten Fahr
bahnen mit relativ geringen Fahrbahnunebenheiten - sogenannte
"Slip-and-Stick-Effekte" hervorriefen, d. h. ein jeweils
ruckelndes Einsetzen des Ein- und Ausfederns.
Um diese Slip-and-Stick-Effekte zu beseitigen oder zumindest zu
verringern, ist es allgemein üblich geworden, von der konzen
trischen Anordnung der Schraubendruckfeder abzugehen und diese
statt dessen versetzt zur Längsachse des Teleskop-Stoßdämpfers
einzubauen, vorzugsweise schräg, so daß ihre Federkraftwir
kungslinie mit der Längsachse des Teleskop-Stoßdämpfers einen
spitzen Winkel bildet. Wenn hierbei im Idealfall der Winkel
zwischen der Federkraftwirkungslinie der Schraubendruckfeder
und der Längsachse des Stoßdämpfers gerade dem Winkel zwischen
der sogenannten Abstützwirkungslinie und der Längsachse des
Stoßdämpfers entspricht, dann wäre die Kolbenstange des Stoß
dämpfers im normal belasteten Zustand, d. h. in der Konstruk
tionslage des Kraftfahrzeugs querkraftfrei und nur beim Ein-
oder Ausfedern würden vergleichsweise geringe, nicht weiter
störende Querkräfte auftreten. Eine derartige bekannte Feder
bein-Achse ist beispielsweise in Fig. 2 der EP 319 651 A2 dar
gestellt.
Dem Schrägstellen der Schraubendruckfeder sind durch die beeng
ten baulichen Gegebenheiten im Bereich der Radaufhängung jedoch
häufig Grenzen gesetzt, insbesondere bei modernen Fahrzeugen
mit vergleichsweise breiten Reifen.
Für diese Fälle ist es bekannt (z. B. EP 319 651 A1, Fig. 4
bis 6), die Schraubendruckfeder nur so weit wie räumlich mög
lich schräg zur Längsachse des Teleskop-Stoßdämpfers zu stellen
und die Schraubendruckfeder selbst derart auszubilden, daß sie
im unbelasteten, d. h. nicht eingebauten Zustand eine gekrümmte
Federmittellinie aufweist. Durch die dadurch erzielte gerichte
te Federvorspannung der eingebauten Schraubendruckfeder werden
den radaufstandsbedingten Kolben-Querkräften entgegenwirkende
Querkräfte erzeugt. Die Herstellung solcher Schraubendruckfe
dern ist jedoch vergleichsweise aufwendig.
Es sind auch bereits Radaufhängungen mit einem unteren Querlen
ker und einem radführenden Federbein bekannt (z. B. DE 18 01 676 A,
Fig. 3aff), bei denen mit dem Ziel der Verringerung der
auf die Kolbenstange einwirkenden Querkräfte die Schraubendruckfeder
mit ihrem aufbauseitigen Ende unter Umgehung der
Kolbenstange des Teleskop-Stoßdämpfers direkt am Fahrzeugaufbau
oder Teilen davon angelenkt ist und mit ihrem radseitigen Ende
auf einem unteren Federteller abgestützt ist, welcher seiner
seits um eine außenseitige, d. h. auf der Radseite liegende Ge
lenkstelle dreh- und kippbar am Dämpferrohr des Teleskop-Stoß
dämpfers befestigt ist, wobei die Schraubendruckfeder bezüglich
der Längsachse des Teleskop-Stoßdämpfers derart nach außen ver
setzt angeordnet ist, daß - in der Konstruktionslage des Fahr
zeugs - zumindest annähernd keine radaufstandsbedingten Quer
kräfte auf die Kolbenstange ausgeübt werden.
Bei einer Version einer solchen bekannten lenkbaren vorderen
Federbeinachse (DE 18 01 676 A, Fig. 3a, Fig. 3a') mit einer
bei Normallast etwa geradliniger Federmittellinie wird die
Schraubendruckfeder bei hohen Radaufstandskräften derart ver
formt, daß die Federwindungen teilweise in gegenseitige Berüh
rung kommen, so daß in den sich berührenden Bereichen Span
nungskonzentrationen entstehen, wodurch die Lebensdauer der
Schraubendruckfeder sowie der Fahrkomfort beeinträchtigt wer
den.
Bei einer anderen Version einer solchen bekannten lenkbaren
vorderen Federbeinachse (DE 18 01 676 A, Fig. 3b, Fig. 3b')
ist aus diesem Grunde der unmittelbar am Fahrzeugaufbau befe
stigte obere Federteller der Schraubendruckfeder weiter nach
innen in Richtung auf die Längsachse des Fahrzeugs versetzt an
geordnet und erheblich schräger - von außen nach innen abfal
lend - gestellt, so daß die Schraubendruckfeder bei Normallast,
d. h. in der Konstruktionslage des Fahrzeugs eine gekrümmte Fe
dermittellinie besitzt; bei hohen Radaufstandskräften, d. h.
bei starker Einfederung, wird die Schraubendruckfeder dann ge
radegestellt.
Ein derartiger gekrümmter Einbau der Schraubendruckfeder ist
nur beschränkt möglich. Im übrigen dürfte sich die Endmontage
eines solchen Federbeins in der Praxis recht schwierig gestal
ten.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun
de, eine Kfz.-Radaufhängung mit einem radführenden Federbein
und einem unteren Querlenker zu schaffen, die sich durch ein
besonders gutes und komfortables Ansprechverhalten auszeichnet
und auch bei vergleichsweise beengten Einbauverhältnissen ein
setzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa
tentanspruchs 1 gelöst.
Anhand eines in der Zeichnung prinzipienhaft dargestellten Aus
führungsbeispiels wird die. Erfindung nachstehend näher erläu
tert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine z. T. geschnittene
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Radaufhängung mit einem
radführenden Federbein und einem unteren Querlenker.
Bei der beispielhaft dargestellten Radaufhängung handelt es
sich um die Aufhängung eines gelenkten Vorderrades 1, dessen
Radträger bzw. Achsschenkel 10 in üblicher Weise einerseits
mittels eines starr an ihm befestigten Federbeins 3 und ande
rerseits mittels eines gelenkig mit ihm verbundenen üblichen
unteren Querlenkers 2 schwenkbar am nur angedeuteten Fahrzeug
aufbau 4 angelenkt ist. Spurstangenhebel und Spurstange der
Lenkeinrichtung sowie ein gegebenenfalls vorhandener Stabilisa
tor oder zur Abstützung von Längskräften dienende Zug- oder
Druckstangen sind genausowenig dargestellt wie eine gegebenen
falls vorhandene Antriebshalbwelle.
Das radführende Federbein 3 enthält einen üblichen Teleskop-
Stoßdämpfer 5, dessen beim Ein- und Ausfedern des Rades ein-
und ausfahrende Kolbenstange mit 7 beziffert ist, sowie eine
Schraubendruckfeder 6, die den Teleskop-Stoßdämpfer im Bereich
seiner Kolbenstange 7 umschließt.
Die Kolbenstange 7 des Teleskopstoßdämpfers ist am Fahrzeugauf
bau 4 mittels eines üblichen gummielastischen Lagers 11 ange
lenkt.
Das aufbauseitige Ende der Schraubendruckfeder 6 stützt sich
mit seinem Federsitz bzw. seinem oberen Federteller 9 am Fahr
zeugaufbau unter Umgehung der Kolbenstange 7 ab, und zwar unter
Zwischenschaltung eines Lenkeinschläge des Rades ermöglichenden
Kugellagers 12.
Das radseitige Ende der Schraubenfeder 6 ist mit seinem Feder
sitz bzw. seinem unteren Federteller 8 am Dämpferrohr des Te
leskop-Stoßdämpfers 5 abgestützt. Unter Dämpferrohr ist hierbei
das äußere Zylinderrohr des Federbeins 3 zu verstehen.
Erfindungsgemäß sind beide Federteller 8 und 9 der Schrauben
druckfeder 6 jeweils nicht starr am Teleskopstoßdämpfer 5 bzw.
am Kugellager 12 befestigt, sondern an diesen Elementen jeweils
über im Abstand zur Längsachse 16 des Teleskop-Stoßdämpfers 5
liegende Gelenkstellen 13, 14 kippbar gelagert, wobei - jeweils
auf die Längsachse 16 des Teleskop-Stoßdämpfers bezogen - die
Gelenkstelle 13 des unteren Federtellers 8 nach außen, d. h.
zum Rad 1 hin, und die Gelenkstelle 14 des oberen Federtellers
9 nach innen, d. h. zur Fahrzeugmittellängsebene hin versetzt
angeordnet ist. Der gegensinnige Versatz (nach außen/nach in
nen) der beiden Gelenkstellen 13, 14 führt beim Ein- und Ausfe
dern des Rades 1 zu einem gleichsinnigen Auflagemoment beider
Federteller 8, 9 (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn drehend),
welches von der Schraubendruckfeder 6 ohne spürbare Schrägver
zwängung, also ohne relevante Zusatzbelastung aufgenommen wird;
die Schraubendruckfeder erfährt lediglich einen leichten Sinus
schlag.
Die Federkraftwirkungslinie der beidendig kippbar gelagerten
Schraubendruckfeder 6 wird durch die räumliche Lage der beiden
Gelenkstellen 13, 14 bestimmt; sie ist in der Zeichnung mit 15
beziffert. Wenn die beiden Gelenkstellen 13, 14 nun erfindungs
gemäß räumlich derart angeordnet sind, daß eine durch sie hin
durchgelegte fiktive Gerade AB die mit 17 bezifferte Radmittenebene
des Vorderrades 1 - in der gezeigten Konstruktionslage
des Fahrzeugs - zumindest annähernd in Höhe des mit M beziffer
ten Schnittpunkts der Kraftwirkungslinie Q der Querlenkerkraft
mit der Radmittenebene 17 bzw. der Kraftwirkungslinie der Rad
aufstandskraft R schneidet, dann bleibt die Kolbenstange 7 des
Teleskop-Stoßdämpfers 5 bei Geradeausfahrt in idealer Weise
frei von radaufstandskraftbedingten Biegemomenten, wodurch sich
ein gutes komfortables Ansprechverhalten des Federbeins ergibt
und darüber hinaus Verschleißerscheinungen am Teleskop-Stoß
dämpfer minimiert werden.
Es versteht sich, daß beim Ein- und Ausfedern des Rades 1 ge
ringe Verschiebungen des neutralen Punktes 14 auftreten, wodurch
natürlich auch gewisse Biegemomente wirksam werden. Diese sind
jedoch so gering, daß sie keine spürbaren Auswirkungen auf das
Ansprechverhalten des Federbeins besitzen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Radaufhängung werden
die Lagerbelastungen im Federbeinrohr, d. h. am Stoßdämpferkol
ben sowie an der Kolbenstangenführung zumindest für die ja ge
nerell vorherrschende Geradeausfahrt auf vergleichsweise unbe
deutende Werte gesenkt, so daß sich sowohl bezüglich des An
sprechverhaltens als auch bezüglich des Verschleißverhaltens
des Federbeins wesentliche Fortschritte ergeben.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Enden der
Schraubendruckfeder 6 auf einen an sich bekannten unteren sowie
an sich bekannten oberen Federteller 8, 9 abgestützt, die ih
rerseits jeweils - in den Gelenkstellen 13, 14 - um eine bei
Geradeausfahrt in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Achse
kippbar am Dämpferrohr des Teleskopstoßdämpfers 5 bzw. - vor
zugsweise unter Zwischenschaltung eines Lenkeinschläge ermögli
chenden Kugellagers 12 - am Fahrzeugaufbau 4 angelenkt sind.
Hierbei sind die Gelenkstellen, z. B. mit Hilfe bekannter Gum
mimetallager scharnierartig ausgebildet.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die beiden Federteller
8, 9 ähnlich der DE 18 01 676 A, Fig. 3ff auf Kugelgelenkköpfen
oder damit vergleichbaren linearen Kippkanten kippbar zu
lagern.
Auch ist es denkbar, die Windungsenden der beiden Schrauben
druckfederenden selbst als Kippachsen bzw. Gelenkstellen auszu
bilden, z. B. indem sie derart abgebogen werden, daß sie bei
Geradeausfahrt jeweils in Fahrzeuglängsrichtung weisen und z. B.
unter Zwischenschaltung geeigneter Gummielemente in entspre
chende Lageraugen des Dämpferrohrs bzw. des Fahrzeugaufbaus
oder des Kugelgelenks 12 eingreifen.
Claims (5)
1. Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, enthaltend einen unteren
Querlenker (2) sowie ein radführendes Federbein (3), dessen
seinen Teleskop-Stoßdämpfer (5) umschließende Schrauben
druckfeder (6) einenends unter Umgehung der Kolbenstange (7)
des Stoßdämpfers (5) am Fahrzeugaufbau (4) oder Teilen davon
angelenkt ist, und anderenends am Dämpferrohr des Teleskop-
Stoßdämpfers (5) um eine bei Geradeausfahrt in Fahrzeug
längsrichtung ausgerichtete Achse (Gelenkstelle 13) kippbar
abgestützt ist, wobei die Federkraftwirkungslinie (15) der
Schraubendruckfeder (6) derart gegenüber der Längsachse (16)
des Teleskop-Stoßdämpfers (5) versetzt angeordnet ist, daß
in der Konstruktionslage des Fahrzeugs zumindest annähernd
keine radaufstandskraftbedingte Querkraft auf die Kolben
stange (7) ausgeübt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß auch das aufbauseitige Ende der Schraubendruckfeder (6) um eine bei Geradeausfahrt in Fahr zeuglängsrichtung ausgerichtete Achse (Gelenkstelle 14) kippbar abgestützt ist,
daß diese Achse (Gelenkstelle 14) in die entgegengesetzte Richtung wie die Achse (Gelenkstelle 13) zur kippbaren Ab stützung des radseitigen Endes der Schraubendruckfeder (6) gegen die Längsachse (16) des Stoßdämpfers (5) versetzt ist,
und daß beide Achsen (Gelenkstellen 13, 14) derart angeord net sind, daß eine durch sie hindurchgeführte fiktive Gerade (AB) die Radmittenebene (17) - in der Konstruktionslage des Fahrzeugs - zumindest annähernd in Höhe des Schnittpunkts (M) der Kraftwirkungslinie (Q) der Querlenkerkraft mit der Radmittenebene (17) schneidet.
dadurch gekennzeichnet, daß auch das aufbauseitige Ende der Schraubendruckfeder (6) um eine bei Geradeausfahrt in Fahr zeuglängsrichtung ausgerichtete Achse (Gelenkstelle 14) kippbar abgestützt ist,
daß diese Achse (Gelenkstelle 14) in die entgegengesetzte Richtung wie die Achse (Gelenkstelle 13) zur kippbaren Ab stützung des radseitigen Endes der Schraubendruckfeder (6) gegen die Längsachse (16) des Stoßdämpfers (5) versetzt ist,
und daß beide Achsen (Gelenkstellen 13, 14) derart angeord net sind, daß eine durch sie hindurchgeführte fiktive Gerade (AB) die Radmittenebene (17) - in der Konstruktionslage des Fahrzeugs - zumindest annähernd in Höhe des Schnittpunkts (M) der Kraftwirkungslinie (Q) der Querlenkerkraft mit der Radmittenebene (17) schneidet.
2. Radaufhängung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Schrauben
druckfeder (6) auf an sich bekannte untere und obere Feder
teller (8, 9) abgestützt sind, die ihrerseits mittels Ge
lenkstellen (13, 14) jeweils um eine bei Geradeausfahrt in
Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Achse kippbar am Dämp
ferrohr des Teleskop-Stoßdämpfers (5) sowie, vorzugsweise
unter Zwischenschaltung eines Lenkeinschläge ermöglichenden
Kugellagers 12, am Fahrzeugaufbau (4) angelenkt sind.
3. Radaufhängung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstellen (13, 14)
scharnierartig ausgebildet sind.
4. Radaufhängung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstellen (13, 14) mit
Hilfe von Kugelgelenkköpfen oder damit vergleichbaren Kipp
kanten gebildet sind.
5. Radaufhängung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsenden der beiden Schraubendruckfederenden derart abgebogen und angeordnet sind, daß sie bei Geradeausfahrt in Fahrzeuglängsrichtung weisen
und daß die so abgewinkelten Windungsenden selbst als Kipp achsen dienen, indem sie, vorzugsweise unter Zwischenschal tung gummielastischer Elemente in augenförmigen Lageraufnah men am Dämpferrohr des Teleskop-Stoßdämpfers (5) bzw. des Kugellagers (12) oder des Fahrzeugaufbaus (4) gelagert sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsenden der beiden Schraubendruckfederenden derart abgebogen und angeordnet sind, daß sie bei Geradeausfahrt in Fahrzeuglängsrichtung weisen
und daß die so abgewinkelten Windungsenden selbst als Kipp achsen dienen, indem sie, vorzugsweise unter Zwischenschal tung gummielastischer Elemente in augenförmigen Lageraufnah men am Dämpferrohr des Teleskop-Stoßdämpfers (5) bzw. des Kugellagers (12) oder des Fahrzeugaufbaus (4) gelagert sind.
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1991
- 1991-08-10 DE DE4126501A patent/DE4126501C2/de not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |