DE4339820C2

DE4339820C2 - Aufhängung eines lenkbaren Vorderrades eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE4339820C2
Application number: DE4339820A
Authority: DE
Inventors: Ernst Bufler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2013-11-24
Also published as: DE4339820A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung eines lenkbaren Vorderrades eines Kraftfahrzeugs, enthaltend einen unteren Quer lenker sowie ein radführendes Federbein der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art. Eine derartige Aufhängung ist beispielsweise aus der DE-41 26 501-A1 bekannt.

Bei dieser vorbekannten Aufhängung ist die den Teleskop-Stoß dämpfer des Federbeins desaxial umschließende Schraubenfeder mit ihrem aufbauseitigen Windungsende getrennt von der Kolbenstange des Teleskop-Stoßdämpfers am Fahrzeugaufbau und mit ihrem rad seitigen Windungsende am Dämpferrohr des Teleskop-Stoßdämpfers abgestützt. Die Abstützung erfolgt dabei jeweils über Gelenk stellen, wobei - jeweils auf die Längsachse des Teleskop-Stoß dämpfers bezogen - die obere aufbauseitige Gelenkstelle nach in nen, d. h. zur Fahrzeugmittellängsebene hin und die untere rad seitige Gelenkstelle nach außen, d. h. zum Vorderrad hin derart versetzt angeordnet sind, daß eine durch die beiden Gelenkstel len hindurchgelegte fiktive Gerade die Radmittenebene zumindest annähernd in Höhe des Schnittpunkts der Kraftwirkungsrichtung der Querlenkerkraft mit der Radmittenebene schneidet.

Durch die beidendige Anordnung von kippachsenbildenden Gelenk stellen und durch deren gegensinnigen Versatz nach innen bzw. nach außen wird ein gutes und komfortables Ansprechverhalten des Federbeins erreicht, weil die Kolbenstange des Teleskop-Stoß dämpfers auf diese Weise zumindest annähernd vollständig von sonst während des Fahrbetriebs üblicherweise auf sie einwirken den radaufstandskraftbedingten Biegemomenten freigehalten wird.

Bei dieser vorbekannten Aufhängung stützen sich die beiden Fe derenden der Schraubenfeder unmittelbar jeweils in einem übli chen oberen bzw. unteren Federteller ab, wobei der untere Feder teller unmittelbar mit dem Dämpferrohr und der obere Federteller unter Zwischenschaltung eines Lenkbewegungen des Vorderrades er möglichenden Kugellagers mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.

In der bevorzugten Ausführung der vorbekannten Aufhängung sind die kippachsenbildenden beiden Gelenkstellen einerseits zwischen dem unteren Federteller und dem Dämpferrohr und andererseits zwischen dem oberen Federteller und dem Kugellager angeordnet.

Bei einer anderen Variante dieser vorbekannten Federbeinanord nung sind die beiden Windungsenden der Schraubenfeder selbst als Kippachsen ausgebildet, indem sie derart abgebogen sind, daß sie bei Geradeausfahrt jeweils in Fahrzeuglängsrichtung weisen, wo bei sie z. B. unter Zwischenschaltung geeigneter Gummielemente in entsprechende Lageraugen einerseits des Dämpferrohrs und an dererseits des am Fahrzeugaufbau angeordneten Kugellagers ein greifen; bei nicht lenkbaren Fahrzeugrädern greift das horizon tal abgewinkelte aufbauseitige Windungsende dagegen in ein un mittelbar am Fahrzeugaufbau befestigtes Lagerauge ein.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine auch bei vergleichsweise beengten Einbauverhältnissen ein setzbare Aufhängung eines lenkbaren Vorderrades eines Kraftfahr zeugs mit einem radführenden Federbein und u. a. einem unteren Querlenker zu schaffen, die sich trotz eines sehr einfachen Auf baus ebenfalls durch ein besonders gutes und komfortables An sprechverhalten ihres Federbeins auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs gelöst.

Anhand eines in der Zeichnung prinzipienhaft dargestellten Aus führungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläu tert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Aufhängung eines lenkbaren Vorderrades mit einem radführenden Federbein und u. a. einem unteren Querlenker in Fahrzeuglängsrichtung gesehen.

Der mit 10 bezifferte Radträger bzw. Achsschenkel des Vorderra des ist in bei lenkbaren Vorderachsen üblicher Weise einerseits mittels eines starr an ihm befestigten Federbeins 3 und anderer seits mittels eines im radseitigen Querlenkerlager 9 gelenkig mit ihm verbundenen üblichen unteren Querlenkers 2 schwenkbar am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 4 angelenkt. Spurstangenhebel und Spurstange der Lenkeinrichtung sowie ein gegebenenfalls vor handener Stabilisator oder zur Abstützung von Längskräften die nende Zug- oder Druckstangen sind genauso wenig dargestellt, wie eine gegebenenfalls vorhandene Antriebshalbwelle.

Das radführende Federbein 3 enthält einen üblichen Teleskop- Stoßdämpfer 5, dessen beim Ein- und Ausfedern des Vorderrades 1 in das Dämpferrohr des Teleskop-Stoßdämpfers ein- und ausfahren de Kolbenstange mit 7 beziffert ist, sowie eine Schraubenfeder 6, welche den Teleskop-Stoßdämpfer im Bereich seiner Kolbenstan ge 7 umschließt, und zwar nicht konzentrisch, sondern desaxial, d. h. derart, daß die mit 13 bezifferte Schraubenfedermittel achse und die Längsachse 16 des Teleskop-Stoßdämpfers einen spitzen Winkel γ zwischen sich einschließen.

Kolbenstange 7 und Schraubenfeder 6 sind getrennt und unabhängig voneinander am Fahrzeugaufbau 4 abgestützt. Während das freie Ende der. Kolbenstange sich in üblicher Weise über ein gummiela stische Elemente enthaltendes aufbauseitiges Dämpfer- bzw. Kol benstangenlager 8 abstützt, erfolgt der Anschluß des oberen En des der Schraubenfeder 6 unter Umgehung der Kolbenstange 7 di rekt am Aufbau 4, wodurch die Kolbenstange bekanntlich im Ver gleich zu Federbeinanordnungen mit über die Kolbenstange abge stützten Schraubenfedern biegemomentenmäßig wesentlich entlastet wird.

Die Abstützung am Fahrzeugaufbau 4 erfolgt ohne Einsatz eines Federtellers und ohne Zwischenschaltung eines Kugellagers unmit telbar durch das aufbauseitige Windungsende der Schraubenfeder 6, das zu diesem Zweck horizontal abgewinkelt und in Fahrzeug längsrichtung ausgerichtet ist. Es ist vorzugsweise unter Zwi schenschaltung eines zumindest radial gummielastischen Lageran schlusses (z. B. Augengelenk o. ä.) nicht lenkbar am Fahrzeug aufbau 4 angelenkt. Das aufbauseitige Windungsende bildet somit eine aufbauseitige Gelenkstelle 12 mit einer in Fahrzeuglängs richtung ausgerichteten Kippachse, um die die Schraubenfeder 6 beim Ein- und Ausfedern des Vorderrades 1 kippen kann. Diese aufbauseitige Gelenkstelle 12 ist exzentrisch zur Schraubenfe dermittelachse 13 sowie - auf die Längsachse 16 des Teleskop- Stoßdämpfers 5 bezogen - nach innen, d. h. zur Fahrzeugmittel längsebene hin versetzt angeordnet, so daß die Schraubenfeder mittelachse 13 mit der Längsachse 16 des Teleskop-Stoßdämpfers 5 einen spitzen Winkel α einschließt.

Auch das radseitige Windungsende der Schraubenfeder 6 ist als Gelenkstelle ausgebildet und ohne Einsatz eines Federtellers ab gestützt. Diese radseitige Gelenkstelle 11 ist als kugeliges Stützlager ausgebildet, d. h. derart, daß die Schraubenfeder 6 um diese Gelenkstelle quasi kugelige Bewegungen ausführen kann. Dieser Kugelanschluß kann in beliebiger Weise realisiert werden, z. B. wie aus der EP-0 135 808-B1 bekannt oder z. B. indem das vertikal abgewinkelte radseitige Windungsende selbst als Kugel körper ausgeformt wird.

Auch die am Dämpferrohr des Teleskop-Stoßdämpfers 5 abgestützte radseitige Gelenkstelle 11 ist exzentrisch zur Schraubenfeder mittelachse 13 und versetzt zur Längsachse 16 des Teleskop-Stoß dämpfers angeordnet, allerdings nach außen, d. h. zum Vorderrad 1 hin versetzt.

Der Versatz der beiden Gelenkstellen 12 und 11 nach innen bzw. nach außen ist derart gewählt, daß einerseits die durch das auf bauseitige Kolbenstangenlager 8 sowie das radseitige Querlenker lager 9 verlaufende Lenkachse 15 des lenkbaren Vorderrades zu mindest annähernd gerade durch die radseitige Gelenkstelle 11 der Schraubenfeder 6 verläuft und andererseits eine durch die beiden Gelenkstellen 11 und 12 hindurchgelegte fiktive Gerade 14 die Radmittenebene 17 - bei angenommener mittlerer Last des Fahrzeugs - zumindest annähernd in Höhe des unteren Querlenkers 2, d. h. zumindest annähernd in Höhe des mit 19 bezifferten Schnittpunkts der Kraftwirkungsrichtung 18 der Querlenkerkraft mit der Radmittenebene 17 schneidet.

Infolge dieser Bemessung und räumlichen Anordnung werden durch die betriebsmäßig am Vorderrad 1 wirksamen Radaufstandskräfte F keine den Teleskop-Stoßdämpfer 5 auf Biegung beanspruchende und dadurch dessen Ansprechempfindlichkeit beeinträchtigende Lastmo mente erzeugt.

Dadurch, daß die als kugeliges Stützlager ausgebildete radseiti ge Gelenkstelle 11 außerdem räumlich derart angeordnet ist, daß sie auch auf der Lenkachse 15 liegt, kann auf ein bei Federbein anordnungen für lenkbare Vorderräder sonst allgemein übliches Kugellager verzichtet werden, da die untere radseitige Gelenk stelle 11 die Lenkbewegungen des Vorderrades 1 ohne spürbare Verzwängungen o. ä. einwandfrei aufnehmen kann.

Wie im unteren Bereich der Zeichnung schematisch angedeutet ist, muß der Windungsinnendurchmesser der Schraubenfeder 6 natürlich so gewählt werden, daß bei einem Lenkeinschlag β für die Schwenkbewegungen des Federbeinrohrs 5 innerhalb der Schrauben feder ausreichend Freigang besteht.

Die erfindungsgemäße Aufhängung eines lenkbaren Vorderrades zeichnet sich durch Komfort und gutes Ansprechverhalten des Fe derbeins sowie durch ein trotzdem geringen Aufwand aus, da weder sonst übliche obere und untere Federteller noch ein besonderes Lenkkugellager benötigt werden.

BEZUGSNUMMERNLISTE

1

Vorderrad

2

Unterer Querlenker

3

Radführendes Federbein

4

Fahrzeugaufbau

5

Teleskop-Stoßdämpfer

6

Schraubenfeder

7

Kolbenstange

8

Aufbauseitges Dämpfer- bzw. Kolbenstangenlager

9

Radseitiges Querlenkerlager

10

Radträger

11

Radseitige Gelenkstelle; kugeliges Stützlager

12

Aufbauseitige Gelenkstelle; Kippachse

13

Schraubenfedermittelachse

14

Fiktive Gerade durch die beiden Gelenkstellen

15

Lenkachse

16

Längsachse des Teleskop-Stoßdämpfers

17

Radmittenebene

18

Kraftwirkungsrichtung der Querlenkerkraft

19

Schnittpunkt

Claims

Aufhängung eines lenkbaren Vorderrads (1) eines Kraftfahrzeugs, enthaltend:
einen unteren Querlenker (2) mit einem radseitigen Querlenkerlager (9), und ein radführendes Federbein (3) mit einem Teleskop-Stoßdämpfer (5) und einer Schraubenfeder (6), die den Teleskop-Stoßdämpfer (5) desaxial umschließt und mit ihrem als Gelenkstelle (12) ausgebildeten aufbauseitigen Windungsende getrennt von der Kolbenstange (7) des Teleskop-Stoßdämpfers (5) am Fahrzeugaufbau (4) und mit ihrem ebenfalls als Gelenkstelle (11) ausgebildeten radseitigen Windungsende am Dämpferrohr des Teleskop-Stoßdämpfers (5) abgestützt ist, wobei - jeweils auf die Längsachse (16) des Teleskop-Stoßdämpfers (5) bezogen - die aufbauseitige Gelenkstelle (12) nach innen, d. h. zur Fahrzeugmittellängsebene hin und die radseitige Gelenkstelle (11) nach außen, d. h. zum Vorderrad (1) hin derart versetzt angeordnet ist, daß eine durch sie hindurchgelegte fiktive Gerade (14) bei angenommenem mittleren Lastzustand des Fahrzeugs die Radmittenebene (17) zumindest annähernd in Höhe des Schnittpunkts (19) der Kraftwirkungsrichtung (18) der Querlenkerkraft mit der Radmittenebene (17) schneidet,
wobei das die radseitige Gelenkstelle (11) bildende radseitige Windungsende als kugeliges Stützlager und das die aufbauseitige Gelenkstelle (12) bildende aufbauseitige Windungsende durch horizontales Abwinkeln als in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Kippachse ausgebildet ist, und das aufbauseitige Windungsende vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines zumindest radial gummielastischen Lageranschlusses nichtlenkbar am Fahrzeugaufbau (4) angelenkt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die aufbauseitige Gelenkstelle (12) und die radseitige Gelenkstelle (11) räumlich derart ausgerichtet sind, daß eine Lenkachse (15), welche durch das radseitige Querlenkerlager (9) sowie das aufbauseitige Lager (8) der Kolbenstange (7) verläuft, ebenfalls durch die radseitige Gelenkstelle (11) verläuft.