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Die Erfindung hat eine Vorderradaufhängung mit zwei Quer-
Dreiecksienkern zum Gegenstand, sowie ein Kraftfahrzeug, das
mit einer solchen Aufhängung ausgestattet ist. Sie findet in
der Kraftfahrzeugindustrie ihre Anwendung.
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Im Stand der Technik ist eine Vorderradaufhängung für ein
Kraftfahrzeug bekannt, in der der Art nach die tragenden
Bodenlängsträger einen hinteren, niederen Abschnitt und einen
vorderen, hohen Abschnitt aufweisen, der auf der Höhe der
querliegenden Motor-Antriebsgruppe weiter von der
Fahrzeugachse entfernt ist als der hintere Abschnitt, und in welcher
jedes Rad von einem Radträger oder Lenkzapfen getragen ist,
der zwei Gelenke aufweist, die die Schwenkachse des Rades
definieren, wobei eines dieser Gelenke mit dem Scheitel
eines ersten Dreiecks, das das untere genannt wird, und das
andere mit dem Scheitel eines zweiten Dreiecks, das das
obere genannt wird, verbunden ist, dessen Längs-Anlenkachse im
Inneren des Raumes gelegen ist, der von den genannten
tragenden Bodenlängsträgern und ihrer Projektion auf den Boden
gebildet ist, wobei diese beiden Dreiecke jeweils mit dem
Aufbau durch eine Anlenkung mit einer im wesentlichen
längsverlaufenden Achse längs ihrer Seite, die dem Gelenk
gegenüberliegt, derart verbunden ist, daß der vertikale
Durchfederungsweg des Rades gestattet und geführt ist.
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Eine wohlbekannte Vorderradaufhängung aus dem Stand der
Technik ist beispielsweise im Patent FR-A-1 226 280
beschrieben. Sie ist Gegenstand zahlreicher Anwendungen, wurde
aber in Fahrzeugen mit Frontantrieb und quer angeordneter
Motor-Antriebsgruppe durch Mac Pherson- oder Pseudo-Mac
Pherson-Aufhängungen ersetzt. Tatsächlich verfügt man in
diesen Fahrzeugen zwischen der Schwenkachse, die im Rad
gelegen ist, und der Motor-Antriebsgruppe über keinen
ausreichenden Raum, um den oberen Dreieckslenker und seine
Abstützungen am Aufbau einzusetzen.
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Es wurden indessen für Fahrzeuge der oben beschriebenen Art
Aufhängungen vorgeschlagen, bei denen der obere
Dreieckslenker sehr hoch angebracht ist, beispielsweise über dem Rad
selbst. Eine solche Anordnung bietet eine gewisse Anzahl von
Nachteilen, die unten erläutert sind.
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Der obere Dreieckslenker muß gelenkig in einem oberen
Abschnitt des Karosserieaufbaus gelagert sein, was eine
unmittelbare Montage an der Karosserie vorschreibt, sowie einen
damit in Wechselbeziehung stehenden Verlust an Präzision in
der Geometrie der Aufhängung. Infolge dieser Tatsache muß
die Schwenkachse eine Verlängerung analog zu einer Ecke
aufweisen, um das obere Gelenk zu erreichen, was Zunahmen in
der Masse und im Preis nach sich zieht, während der
Dreieckslenker in Querrichtung eine begrenzte Abmessung
aufweist.
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Außerdem kann das Trägerelement nur an den unteren
Dreieckslenker angesetzt werden, was Probleme nach sich zieht, die
mit der Durchführung der Kraftübertragung zum Rad hin
verbunden sind.
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Schließlich erhöht die Anwesenheit der Ecke der Schwenkachse
und des Trägerelements nahe dem Rad den Raumbedarf in
Querrichtung.
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Die Erfindung schlägt demnach eine Vorderradaufhängung mit
zwei Quer-Dreieckslenkern vor, die den oben genannten
Nachteilen abhilft, während sie gleichzeitig eine kompakte
Schwenkachse bewahrt und indem sie die unmittelbare
Schwenkanlenkung
der beiden Dreieckslenker an eine Wiege gestattet,
die an der Karosserie durch elastische, filtrierende bzw.
dämpfende Abstützungen befestigt sein kann.
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Zu diesem Zweck und gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung
ist das obere Dreieck von einem Querarm, der im wesentlichen
in der vertikalen Ebene der Radachse gelegen ist, und einer
im wesentlichen zum Arm senkrechten Verlängerung gebildet
und erstreckt sich längs der längsverlaufenden Anlenkachse
des Dreiecks nach hinten, und ist derart angeordnet, daß der
genannte Querarm unter dem entsprechenden, tragenden
Bodenlängsträger hindurchläuft und seinen Federweg durchführt.
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Gemäß einem anderen, wesentlichen Merkmal der Erfindung sind
die beiden Dreieckslenker an einer Wiege angelenkt, die am
Fahrzeugaufbau unter den Bodenlängsträgern durch elastische
Abstützungen befestigt ist.
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Die Wiege ist von einem oberen Aufbau, an dem die oberen
Dreieckslenker angelenkt sind, und einem unteren Aufbau
gebildet, an dem die unteren Dreieckslenker angelenkt sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist
der obere Aufbau eine U-förmige Traverse und der untere
Aufbau eine Traverse und zwei kleine Längsträger auf, wobei die
obere und untere Traverse miteinander in der Mitte des
Fahrzeugs verschweißt und mittels zweier vertikaler Säulen an
den Enden aneinander befestigt sind.
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Außerdem weist jede Säule eine Verlängerung auf, die sich
zur Außenseite hin erstreckt und als Sitz für eine vordere,
elastische Abstützung dient, die im Inneren des L gelegen
ist, das vom Arm und seiner Verlängerung gebildet ist, und
jeder kleine Längsträger weist an der Hinterseite eine
Verlängerung auf, die als Sitz für eine elastische, hintere
Abstützung dient.
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In einer Anordnung, in welcher die Bodenlängsträger des
Aufbaus des Kraftfahrzeugs, das mit der oben beschriebenen
Aufhängung ausgestattet ist, jeweils symmetrisch in Bezug auf
die Fahrzeugachse einen niedrigen hinteren Abschnitt und
einen hohen vorderen Abschnitt aufweisen, der auf der Höhe
der querliegenden Motor-Antriebsgruppe weiter von der
Fahrzeugachse entfernt ist als der hintere Abschnitt, ist die
Anlenkung des oberen Armes vorteilhafterweise in der Nähe
der Zone der Verbindung des vorderen und hinteren Abschnitts
angeordnet.
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Eine erfindungsgemäße Aufhängung ist auch dahingehend
bemerkenswert, daß die vorderen elastischen Abstützungen am
Fahrzeugaufbau unter dem Bodenlängsträger vor der
Verbindungszone und die hinteren Abstützungen unter dem Bodenlängsträger
am hinteren Ende der Verbindungszone befestigt sind.
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Schließlich kann die Schwenkachse eines jeden oberen
Dreieckslenkers im wesentlichen parallel zur Richtung in der
Ebene der Verbindungszone des vorderen und hinteren
Abschnitts des entsprechenden Bodenlängsträgers verlaufen.
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Die Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung
noch besser verständlich, die anhand eines
nicht-einschränkenden Beispiels vorgelegt wird und unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen ausgeführt ist, in welchen:
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- Fig. 1 ein Längsschnitt eines Fahrzeugs ist, das eine
erfindungsgemäße Vorderradaufhängung aufweist, wobei der
Schnitt durch die Achse des oberen Dreieckslenkers
hindurchgeht;
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- Fig. 2 ein Schnitt in einer Ebene ist, die durch die
Achse
desselben Dreieckslenkers hindurchgeht;
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- Fig. 3 ein örtlicher Längsschnitt ist, der durch den
Bodenlängsträger des Aufbaus hindurchläuft;
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- Fig. 4 eine Längsschnitt längs der Fahrzeugachse XX' ist;
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- Fig. 5 für den unteren Abschnitt eine Draufsicht und für
den oberen Abschnitt ein Schnitt der Wiege in mittlerer Höhe
ist; und
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- Fig. 6 eine Halbansicht von vorne her ist, rechts von der
Linie L teils im Querschnitt.
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Der Aufbau des Fahrzeugs weist (Fig. 1 und 2) zwei
Fahrzeuglängsträger 1 auf, die zueinander in Bezug auf eine
vertikale und sich in Längsrichtung erstreckende Fahrzeugebene XX'
symmetrisch sind. Jeder Fahrzeuglängsträger 1 weist einen
vorderen Abschnitt 1a und einen hinteren Abschnitt 1b auf,
die durch einen mittleren Abschnitt 1c verbunden sind. Der
vordere Abschnitt 1a erstreckt sich etwa horizontal von der
Vorderseite des Fahrzeugs bis zur vertikalen Ebene 2 der
Vorderachse, wo die Zone 1c der Verbindung mit dem hinteren
Abschnitt 1b beginnt. Dieser letztgenannte erstreckt sich
etwa horizontal nach hinten unter dem Fahrzeugboden 3 und
ist tiefer liegend angeordnet als der vordere Abschnitt la
und liegt näher an der Symmetrieebene XX!
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Man sieht (Fig. 2), daß an den Bodenlängsträger 1 von außen
her dicht der Raum angrenzt, der vom Lenkeinschlag des Rades
4 eingenommen wird, und daß seine spezielle Form
insbesondere das Einsetzen der querliegenden Motor-Antriebsgruppe 5
gestattet. Die Form des Bodenlängsträgers 1 gestattet auch
in bekannter Weise einen größeren Lenkeinschlag des Rades,
das auf der Innenseite einer Kurve gelegen ist.
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Der obere Dreieckslenker 6, der im allgemeinen aus
geschmiedetem Stahl besteht, weist einen Arm 6a auf, der sich in
Querrichtung vom vorderen Ende einer spulenförmigen
Verlängerung 6b aus erstreckt. Diese Verlängerung 6b erstreckt
sich in Längsrichtung nach hinten und ist mit Mitteln
versehen, die ihre gelenkige Bewegung um eine Längsachse 6c
gestatten, die im Inneren des Raumes angeordnet ist, der von
den Bodenlängsträgern 1 und ihrer Projektion auf den Boden
in der Nähe der mittleren Zone 1c umrissen ist. Der Arm 6a
und die Verlängerung 6b bilden im wesentlichen ein L. Die
Basis 6b des L und seine Schwenkachse 6c können in einer
Ebene parallel zur horizontalen Projektion der
Verbindungszone 1c aus Gründen des Einbaus (Fig. 2) geneigt sein, wobei
der obere Dreieckslenker 6 dann irgendwie die Form eines
Bumerangs annimmt. Man wird vermerken, daß die Verlängerung 6b
gänzlich auf der Innenseite des Bodenlängsträgers 1
angeordnet ist. Die Schwenkachse 6c kann auch um etwa 10 nach vorne
in Bezug auf die Horizontale geneigt sein, um in natürlicher
Weise einer Druckentlastung entgegenzuwirken.
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Man sieht nun, daß der Arm 6a dank seiner Form und der
Anordnung seiner Schwenkachse unter dem vorderen Abschnitt 1a
des Bodenlängsträgers 1 unmittelbar vor der Verbindungszone
1c hindurchlaufen und durchfedern kann.
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Diese Form und Anordnung gestatten es, dem oberen
Dreieckslenker 6 gleichzeitig in Querrichtung die wirksame Länge
(Arm 6a) zu verleihen, die erforderlich ist, um eine gute
Geometrie der Aufhängung zu erzielen, und in der anderen
Richtung eine ausreichende Länge (Verlängerung 6b), um die
Längskräfte des Rades ebenso bei der Bremsung wie bei der
Zugwirkung abzustützen
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Der untere Dreieckslenker 16 kann nach Techniken ausgeführt
werden, die für Aufhängungen des Mac Pherson-Typs gut
bekannt sind. Jeder Dreieckslenker (6 oder 16) weist auf der
Radseite (Fig. 6) eine Gelenkverbindung mit dem Radträger
oder Achsschenkelbolzen 17 auf und kann vorteilhafterweise
auf einer Wiege B schwenkgelagert sein, die ihrerseits an
der Karosserie durch elastische Abstützungen befestigt ist,
die eine Ausfilterung bzw. Dämpfung der Schwingungen
sicherstellen.
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Die Wiege B ist von einer starren Baugruppe gebidet, und
zwar in typischer, aber nicht notwendiger Weise aus vorher
rostgeschütztem, tiefgezogenem und nahtgeschweißtem Blech,
mit einem oberen Aufbau, an dessen Enden die oberen
Dreieckslenker 6 angelenkt sind, und einem unteren Aufbau, an
dessen Enden die unteren Dreieckslenker 16 angelenkt sind
(Fig. 4 und 6).
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Wie man in dem geschnittenen Abschnitt der Fig. 6 sieht,
weist der obere Aufbau eine obere Traverse 8 auf, die einen
U-förmigen Querschnitt aufweist. Der untere Aufbau ist aus
einer unteren Traverse 9 und zwei kleinen Holmen 10
zusammengesetzt, die an den Enden dieser Traverse 9 angeschweißt
sind. Die obere Traverse 8 ist nach unten gebogen, und die
untere Traverse 9 ist nach oben gebogen. Die Traversen 8 und
9 sind in der Mitte des Fahrzeugs zusammengeschweißt. Der
untere und der obere Aufbau sind außerdem mittels zweier
vertikaler Säulen 11 an den Enden der Traversen 8 und 9
aneinander befestigt.
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Jede vertikale Säule 11 weist an ihrem oberen Abschnitt eine
Verlängerung 11a auf, die sich zur Außenseite erstreckt und
als Sitz für eine Abstützung oder Filter- bzw.
Dämpfungsunterlage 7 dient, die ihrerseits am Aufbau des Fahrzeugs
unter dem Bodenlängsträger 1 vor der Verbindungszone 1c
angeschraubt ist. Der U-förmige Querschnitt der oberen Traverse
8 dient als Abdeckung gegenüber der Schwenkachse 6c des obe
ren Dreieckslenkers 6.
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Die Schwenkachsen des unteren Dreieckslenkers 16 sind auf
der Außenoberfläche des kleinen Holmes 10 befestigt, der
nach hinten bis zu einer Vergrößerung verlängert ist, die
als Sitz für eine elastische Filter- bzw.
Dämpfungsabstützung oder -unterlage 12 dient, die ihrerseits am Aufbau des
Fahrzeugs (Fig. 5) unter dem Bodenlängsträger 1 am hinteren
Ende der Verbindungszone lc angeschraubt ist.
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Wie man in Fig. 3 sieht, die die relative Lage des Armes 6a
und der Wiegenunterlage 7 zeigt, ist diese letztgenannte in
gewisser Weise in der "Höhlung" des Dreieckslenkers 6
gelegen, d. h. im Inneren des L, das vom Arm 6a und seiner
Verlängerung 6b gebildet ist.
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Die Form und Anordnung des oberen Dreieckslenkers 6
gestatten gleichzeitig:
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sein Durchfedern unter dem Bodenlängsträger, wo lediglich
sein querverlaufender Abschnitt 6a betroffen ist;
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- den Durchtritt der Verlängerung 6b hinter dem abfallenden
Abschnitt 6c des Bodenlängsträgers;
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die Anordnung der Unterlage 7 unter dem Bodenlängsträger;
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die Ausbildung einer Wiege, in welcher die Baugruppe aus
den Traversen 8 und 9, den kleinen Holmen 10 und den Säulen
11 eine vollkommen dreiecksförmige Konstruktion bildet, die
dazu eingerichtet ist, ohne Verformung die Kräfte
aufzunehmen, die von den Anbringungsstellen der Dreieckslenker
herkommen.
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Die Wiege trägt auch, wie es bekannt ist, eine
Lenkzahnstange 13, die beispielsweise an der unteren Traverse 9
angeschraubt sein kann.
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Die beschriebene Wiege trägt demnach die gesamte Baugruppe
aus gelenkigen Verbindungen der Vorderradaufhängung, und ist
ihrerseits am Fahrzeugaufbau durch vier elastische
Filterbzw. Dämpfungsverbindungen befestigt (vordere
Filterunterlage 7, hintere Filterunterlage 12).
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Die Aufhängungs- und Dämpfungsfunktion ist durch ein
Trägerelement 14 sichergestellt, das eine Feder und einen Dämpfer
konzentrisch aufweist, wobei sich das Trägerelement am
oberen Abschnitt des Radlaufes 15 abstützt und an seinem
unteren Abschnitt auf dem oberen Dreieckslenker 6 gelenkig
gelagert ist (Fig. 6).