DE1655665A1

DE1655665A1 - Einzelradaufhaengung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1655665A1
Application number: DE19681655665
Authority: DE
Inventors: Moss Harry Viktor
Original assignee: Vauxhall Motors Ltd
Current assignee: Vauxhall Motors Ltd
Priority date: 1967-02-07
Filing date: 1968-01-30
Publication date: 1970-11-12
Also published as: US3490785A; GB1152095A

Description

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Tel, 304-42 8F

V/Vh-2.329

30.1.68 ■-_,- -

Vauxhail Motors Limited, Luton, Bedfordshire /England

Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge, bei der die Lage der Achsschenkel zweier lenkbarer Räder über mit dem Fahrzeugkörper verbundene Längs- und Querlenker gesteuert ist, und Federbeine aus zwei zueinander teleskopartig bewegbaren, durch eine Schraubendruckfeder miteinander verbundenen Teilen vorgesehen sind, wobei ein Teil mit dem zugeordneten Achsschenkel starr verbunden ist.

Eine derartige Anordnung ist durch die britische Patentschrift 645 900 bekannt.nachteilig ist bei der bekannten Bauart, dass die Federbeine keinen genügend grossen

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Raum für die Anordnung einer Bremse gestatten. Im Besonderen "besteht die Gefahr, dass die Betätigungsorgane von Scheibenbremsen in den Schwenkbereich der Querlenker gelangen, insbesondere wenn die lenkbaren Räder ihren vollen Lenkeinschlag aufweisen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen und besteht darin, dass die Federbeine geneigt zu einer senkrechten Querebene des Fahrzeugs angeordnet sind und ihre unteren Enden vor einer senkrechten Querebene durch die Drehachsen der lenkbaren Räder liegen. Diese Anordnung bedingt jedoch ein zusätzliches Problem, das darin besteht, dass infolge der geneigten Anordnung der Federbeine Biegemomente zwischen den beiden zueinander teleskopartig bewegbaren Teilen der Federbeine auftreten. Diese Biegemomente erhöhen den Reibungswiderstand zwischen den teleskopartig zueinander beweglichen Teilen und erhöhen weiterhin den Reibwiderstand gegen relative Drehbewegung dieser Teile*, während des lenkeinschlages der lenkbaren Räder. Hierdurch wird die Lenkkraft für den Fahrer erhöht und es bedarf einer weiteren Ausgestaltung, um diese unerwünschte Erschwerung der Lenkung zu verhindern. Ergänzend zu dem eingangs erwähnten Merkmal ist daher vorgesehen, dass die Längsachsen der Federbeine in einer Querebene liegen, die zur gemeinsamen Querebene durch die Längsachsen der .-.-·.

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Schraubendruckfedern der Federbeine geneigt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegen die Längsachsen der Schraubendruckfedern der Federbeine in einer im wesentlichen senkrechten Querebene des Fahrzeugs. Hierdurch ergibt sich eine wirkungsvolle federnde Abstützung des Fahrzeugkörpers.

Weiterhin ist vorgesehen, dass in der Geradeausfahrtstellung der lenkbaren Räder die Längsachse jedes Federbeines und die Längsachse seiner Schraubendruckfeder in einer Längsebene des Fahrzeugs liegen» Mit anderen Worten heisst dies, dass die Achsen der Federbeine und der ihnen zugeordneten Schraubendruckfedern von vorn gesehen fluchten.

Die geneigte Lage der Federbeine gestattet auch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung in dem Sinne, dass jeder Achsschenkel eines lenkbaren Rades mit einem Montageflansch für eine Bremse, einer Nabe für das untere Ende des zugeordneten Federbeines und einer Nabe für einen Lenkarm mit einem Lenkarmkuge!gelenk zu einem Bauteil vereinigt ist. Zusätzlich kann dieser Bauteil eine Nabe für einen Kugelgelenkkopf zum Anschluss des zugeordneten Querträgers aufweisen. Das Zusammenfaesen dieser verschiedenen Teile zu einem einheitlichen Gußstück ermöglicht eine äusserst wirtschaftliche Herstellung. -Dies wird dadurch unterstützt, dass die unteren Enden der Federbeine nach vorn verlagert

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angeordnet sind, so dass die für ihren Anschluss vorgesehene Uafee -verhältnismässig nahe an der Nabe für den Lenkarm liegt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

Pig. 1 ein teilweiser Querschnitt einer Ausführungsform einer Einzelradaufhängung nach der Erfindung im Besonderen für die lenkbaren Torderräder eines Kraftfahrzeugs, das mit Scheibenbremsen ausgerüstet ist,

Pig. 2 eine Teilseitenansicht nach der linie

II-II der Pig."1 in Richtung der Pfeile gesehen,

Pig. 3 eine teilweise Draufsicht auf einen lenker der Aufhängung gemäss Pig. I,

Pig. 4 ein Kräftevektordiagramm für die Anordnung gemäss Pig. 2,

Pig. 5 ein Teilquerschnitt durch eine zweite

Aiisführungsform einer Einzelradaufhängung nach der Erfindung für mit Trommelbremsen ausgerüstete Vorderräder und

Pig. 6 eine teilweise Seitenansicht nach der Linie VI-VI der Pig. 5 in Richtung der Pfeile gesehen.

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In den Zeichnungen ist jeweils nur ein Rad mit dem zugeordneten Teilen dargestellt. Das zweite Rad ist in gleicher Weise aufgetaut und daher weder dargestellt noch beschrieben.

Die Vorwärtsfahrtrichtung des !Fahrzeuges

ist in Pig. 2 von rechts nach links. Ein lenkbares Vorderrad 10 ist drehbar auf einem Achsschenkel 12 gelagert, der ein Teil eines einteiligen ß-ußstückes 14 ist, das ausserdem einen Montageflansch 16 für den Betätiger 18 einer Scheibenbremse, eine Habe 20 für das untere Ende eines Teleskopfederbeines 22, eine Nabe 24 für einen nach vorn sich erstreckenden lenkhebel 26 mit einem Lenkhebelkugelgelenk 28 am freien Ende, und eine Nabe 30 für ein Kugelgelenk 52 für einen Querlenker aufweist. Der Bremsenbetätiger 18 arbeitet mit einer Bremsscheibe 33 zusammen, die mit dem Rad 10 umläuft. Der Betätiger 18 ist an dem Montageflansch 16 über zwei Naben 34 und 36 befestigt. M

Das Teleskopfederbein 22 besteht aus zwei teleskopartig zueinander beweglichen Teilen, nämlich einem Zylinder 38 und einem Kolben 39 mit einer Kolbenstange 40, welch letztere aus dem Zylinder ragt. Der Zylinder 38 ist in Bezug zum Kolben 39 drehbar, um lenkbewegungen der Vorderräder zu gestatten.

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Das Federbein enthält ferner eine Schraubendruckfeder 42, die den Zylinder 38 und den Kolben 39 umgibt und diese beiden teleskopartig zueinander bewegbaren Teile nachgiebig verbindet. Die Achse der Schraubendruckfedern 42 liegt in einer im wesentlichen senkrechten Querebene des Fahrzeugs. Das untere Ende der Sehraubendruckfeder 42 sitzt auf einer Stütze 41 am Mantel 22, während das obere Ende der Schraubendruckfeder 42 gegen einen ringförmigen Federteller 43 anliegt, der an der Kolbenstange 40 zwischen einer ringförmigen federnden Büchse 45 und einer Lagerbuchse 46 aus elastomerem Werkstoff sitzt. Die Büchse 45 dient als. Anschlagpuffer für den Zylinder, während die Buchse 46 der schwenkbaren und drehbaren lagerung der Kolbenstange 40 an einem Teil 44 des Fahrzeugkörpers dient.

Die lenkachse des Rades 10 geht durch die Mitten der lagerbuchse 46 und des Kugelgelenks 32, das sich von dem Gußstück 16 nach unten erstreckt. Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, hat ein Querlenker 47 an seinem aussenliegenden Ende eine Pfanne zum Anschluss an den Kugelkopf 32. Der Querlenker 47 ist vom Wishbone-Typ und hat an seinem einwärts liegenden Ende einen ersten Arm, der schwenkbar mit einem Querglied des Fahrzeugkörpers 44 über einen Zapfen 49 verbunden ist. Der Zapfen ist von einer Gummibuchse umgeben und liegt mit seiner Achse in Längsrichtung des Fahrzeugs. Der erste Arm stellt somit eine Verbindung zwischen dem

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Achsschenkel 12 und dem Fahrzeugkörper 44 her, die die Lage des Achsschenkels quer zum Fahrzeug steuert, wenn sich das Vorderrad 10 nach oben uder unten bewegt. Auf der einwärts liegenden Seite des Querlenkers 47 ist ein zweiter Arm schräg zum ersten Arm vorgesehen, der mit dem Fahrzeugkörper 44 über einen Zapfen 51 gelenkig verbunden ist. Der Zapfen 51 ist ebenfalls von einer Gummibüchse

umgeben. Der zweite Arm bildet somit eine Verbindung ^l

zwischen dem Achsschenkel 12 und dem Fahrzeugkörper, die die Lage des Achsschenkels 12 in Längsrichtung des Fahrzeugs steuert, wenn das Vorderrad 10 steigt oder fällt.

Das leleskopfederhein 22 ist geneigt zu einer senkrechten Querebene des Fahrzeugs angeordnet, wobei das untere Ende des Zylinders 38 in Vorwärtsfahrtrichtung vor der Drehachse 4tf des Rades 10 liegt. Da die Ausbildung des anderen Rades die gleiche ist, liegen die Federbeine vorwärts einer senkrechten Ebene 50 durch die Drehachsen _Ä

der Räder 10 und im Ausführungsbeispiel etwas oberhalb dieser Drehachsen.

Die Schraubendruckfeder 42, die die beiden teleskopartig zueinander beweglichen Teile 38 und 40 des Federbeins 22 miteinander verbinden, liegt nicht koaxial zu diesen Teilen. Die Achse 52 dieser Schraubendruckfeder 42 erstreckt sich vielmehr, wie bereits erwähnt, in einer im wesentlichen senkrechten Querebene des Fahrzeugs und

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daher geneigt zur gemeinsamen Achse 54 der teleskopartig zueinander beweglichen Teile des Federbeines 22, wenn die Anordnung wie in Fig. 2 von der Vorderseite des Fahrzeugs betrachtet wird. Die Längsachsen 54 der teleskopartig zueinander beweglichen Teile der beiden Federbeine liegen also in einer Querebene, die zu einer gemeinsamen Querebene der Längsachsen 52 der beiden Sehraubendruckfedern 42 geneigt ist. Die Längsachsen der Sehraubendruckfedern und der zugeordneten teleskopartig zueinander beweglichen Teile des Federbeines liegen jedoch in einer gemeinsamen Längsebene des Fahrzeugs, wobei diese beiden Ebenen nach oben auf die mittlere senkrechte Längsebene des Fahrzeugs konvergieren.

Die geneigte Lage der beiden Federbeine 22 mit ihren unteren Enden vor den Drehachsen der Räder gestattet die Bremsbetätiger so anzuordnen, dass deren Mittellinie 56 in einem verhältnismässig grossen Winkel zur Honrizontalen angeordnet werden kann, wie dies Fig. 2 zeigt. Hierdurch ist gewährleistet, dass auch bei vollem Einschlag der lenkbaren Räder die Bremsbetätiger von den Querlenkern freibleiben.

Lägen die Sehraubendruckfedern 42 jedes Federbeins koaxial zu diesen, so hätten die Federn eine geneigte Lage, durch die Reaktionskräfte an den Lagerbüchsen 46 auftreten würden, in denen die oberen Enden der Federbeine

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abgestützt sind. Diese ergaben radiale Kräfte innerhalb der Federbeine, wodurch eine unerwünschte Zunahme der Reibung in den Lagern zwischen dem Zylinder und der Kolbenstange entstünden, so dass als Folge die lenkung erschwert würde. Die geneigte Anordnung der Schraubendruckfedern 42, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, verringert die radiale Reaktionskomjjonente, wie dies durch das Yektordiagramm in Fig. 4 dargestellt wird. Die „senkrecht nach oben gerichtete Reaktionskraft ¥ und die im wesentlichen senkrecht nach unten gerichtete Federkraft J ergeben bei der erfindungsgemässen Anordnung nur eine sehr kleine resultierende Kraft R in horizontaler Richtung, so dass also nur eine geringe Biegekraft auf den mittleren Teil des Federbeins einwirkt.

Die Resultierende Kraft R in Fig. 4 und die Neigung der Achse 52 der Schraubendruckfeder 42 ist übertrieben dargestellt. In der Praxis könnte die resultierende Kraft R bis auf Null reduziert werden, indem die Achse 52 der Schraubendruckfedem in die vertikale Achse der Reaktionskraft W des Rades gelegt wird, wobei eine geringe Abwandlung der Aufhängungegeometrie erforderlich 1st, um den gewünschten Sturzwinkel zu erzielen, nämlich die riohtige Neigung der Lenkachse durch die Mitten der Lagerbüchsen 46 und den Kugelgelenkkopf 32.

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Die in den I¹Ig. 5 und 6 dargestellte zweite Ausführungsform einer Einzelradaufhängung nach der Erfindung ähnelt der ersten Ausführungsf orm gemäss den Pig. I bis 4- stark. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Neigung jedes Teleskopfederbeines 22 zur Senkrechten und die Lage zwischen den Längsachsen der Federbeine und den Längsachsen der zugeordneten Schraubendruckfedern 42 die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Jedoch ist das einheitliche Gußstück am unteren Ende jedes Federbeines anders ausgestaltet. Dieses Gußstück 64 hat einen etwas abgewandelten Montageflansch 66 für den Bremsschild 68 einer Trommelbremse, die anstelle der Scheibenbremse

bei der ersten Ausführungsform verwendet ist. Fig. 6 zeigt, dass die anderen Teile der Trommelbremse der zweiten Ausführungsform von üblicher Ausführung sind. Es sind zwei Radbremszylinder 70 zum Spreizen zweier Bremsschuhe 72 vorgesehen, um Bremsbeläge 74 in Reibanlage gegen eine umlaufende Bremstrommel 76 zu bringen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge, bei der die Lage der Achsschenkel zweier lenkbarer Räder über mit dem Fahrzeugkörper verbundene Längs- und Querlenker gesteuert ist,und !Federbeine aus zwei zueinander teleskopartig bewegbaren, durch eine Schraubendruckfeder ™

miteinander verbundenen Teilen vorgesehen sind, wobei ein Teil mit dem zugeordneten Achsschenkel starr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine (22) geneigt zu einer senkrechten Querachse des Fahrzeugs angeordnet sind und ihre unteren Enden vor einer senkrechten Querebene durch die Drehachsen (48) der lenkbaren Hader (10) liegen, Und dass die Längsachse (54) der Federbeine in einer Querebene liegen, die zur gemeinsamen Querebene durch die Längsachsen (52) der Schraubendruck- M

federn (42) der Federbeine geneigt ist.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (52) der Schraubendruckfedern (42) der Federbeine (22) in einer im wesentlichen senkrechten Querebene des Fahrzeugs liegen.

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3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Geradeausfahrtstellung der lenkbaren Räder (10) die Längsachse (54) jedes Federbeines (22) und die Längsachse (52) seiner Schraubendruckfeder (42) in einer Längsebene des Fahrzeugs liegen.

4* Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Acheschenkel (12) eines lenkbaren Rades (10) mit einem Montageflansch (16) für eine Bremse, einer Nabe (20) für den unteren Teil des zugeordneten Federbeines (22) und eina?Nabe (24) für einen Lenkhebel (26) mit einem Lenkhebelkugelgelenk (28) zu einem Bauteil (14)" vereinigt ist.

5. Einzelradaufhängung nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteil (14) zusätzlich eine Nabe (30) für einen Kugelgelenkkopf (32) zum Anschluss des zugeordneten Querlenkers (47) aufweist.

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