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Radaufhängung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung hat die Aufgabe, die
Kurvenneigung und das Bremsnicken bei sehr weichen Kraftfahrzeugfedern zu verhindern.
Diese Aufgabe wird bei zunehmender Weichheit der Kraftwagenfederungen immer dringlicher.
Bei herkömmlichen Radaufhängungen sind der Federweichheit indessen Grenzen gesetzt,
die sich durch starke Kurvenneigung und Bremsnicken ausdrücken. Eine Radaufhängung
für extrem weiche Federung muß also so beschaffen sein, daß Kurvenneigung und Bremsnicken
vollkommen oder nahezu vollkommen unterdrückt werden. Bei modernen Radaufhängungen
sind weitere Eigenschaften zu beachten: Längs- und Quernachgiebigkeit, um Stöße
in dieser Richtung abzufangen, sowie raumgünstige Anordnung, damit Fahrgast- und
Gepäckraum nicht eingeengt werden. Diese Forderungen sind bei vorliegender Erfindung
erfüllt. Zur Beseitigung der Kurvenneigung sind die mannigfaltigsten Lösungen vorgeschlagen
worden. Grundsätzlich maßgebend für den Grad der Kurvenneigung ist das sogenannte
»Rollzentrum«. Liegt es in Schwerpunkthöhe, so ist die Kurvenneigung gleich Null.
Bei unabhängig abgefederten Rädern bedingt eine hohe Lage des Rollzentrums auch
eine starke Sturz- und Spurveränderung beim Durchfedern; sie scheidet also aus.
Die Ausweichlösung, der Kurvenstabilisator, verhärtet die ungleichmäßige Durchfederung
und kommt für extrem weiche Federungen daher auch nicht in Frage.
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Bei der Starrachse ist für die Höhe des Rollzentrums die seitliche
Führung des Achskörpers maßgebend. Die Lage der Feder ist beliebig, vorausgesetzt,
daß sie keine Seitenführungskräfte aufzunehmen in der Lage ist. Diese Erkenntnis
ist insofern bedeutungsvoll, da hochliegende Federn, seien
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Blatt- oder Drehstabfedern, immer ungünstig sind; weil sie Nutzraum beanspruchen.
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Die bei Doppelgelenkachsen bekanntgewordenen Vorrichtungen zur seitlichen
Führung haben nicht die sich dort ergebende Möglichkeit zur Verhinderung der Kurvenneigung
genutzt.
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Das andere, bei extrem weicher Federung unbedingt zu beherrschende
Problem ist das Bremsnicken. Es ist bekannt, das Bremsnicken durch Längslenker ganz
bestimmter Anordnung zu verhindern. Die Anordnung der Längslenker ist geometrisch
in folgender Weise bestimmt: Man legt bei der Vorder- und Hinterradaufhängung durch
die Bodenberührpunkte der Räder und durch die Anlenkungspunkte der Lenker am Rahmen
je eine Gerade. Schneiden sich diese Geraden in Schwerpunkthöhe, so kann kein Bremsnicken
eintreten. Dabei ist es Bedingung, daß die Lenker drehmomentenfest mit der Bremsankerplatte
verbunden sind, so daß der Lenker tatsächlich das Bremsmoment des Rades aufnimmt.
Daher kann Nicken beim Anfahren auf diese Weise nicht eliminiert werden, weil das
Moment hier auf Getriebe und Motor und damit auf den Wagenkasten übertragen wird.
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Es ist bereits eine Radaufhängung vorgeschlagen worden, bei welcher
die Räder über Dreieckslenker am Rahmen angelenkt sind, wobei die Anlenkpunkte einander
gegenüberliegen und die. Achsen seitlich durch Querlenker geführt sind. Die Anordnung
und Anlenkung der Dreieckstreben erfolgte ohne daß die Möglichkeit der Verhinderung
des Bremsnickens ins Auge gefaßt worden wäre.. Zu diesem Zweck hätten die Dreieckstreben
wesentlich kürzer ausgebildet werden müssen. Dasselbe trifft für die seitliche Anlenkung
durch Querlenker zu. Diese erfolgt in Achshöhe, womit sich dieselben Verhältnisse
wie bei normalen Starrachsen ergeben.
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Die erfindungsgemäße Radaufhängung wendet V-Streben öder Dreieckstreben
mit seitlicher Führung durch Querlenker als bekannte Mittel an. Neu ist bei Verwendung
von V-Streben, daß deren Anlenkung so erfolgt, daß Bremsnicken verhindert wird.
Ferner ist neu, daß der Querlenker, von der Achse aus gesehen, näher zum Anlenkpunkt
der Strebe am Rahmen gerückt wird. Hierdurch ergibt sich bei voller Kurvenstabilität
eine tiefere- Lage des Querlenkers und außerdem bleiben bei gleicher Länge de Querlenkers
die seitlichen Verschiebungen der Achse bei ungleichmäßiger Durchfederung geringer.
Ferner sind bei der vorgeschlagenen Anordnung Gummidrehlager an kurzen Hebelarmen
anwendbar, die die eingangs erwähnte Nachgiebigkeit in Längs- und Querrichtung ermöglichen.
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Die Radaufhängung arbeitet ohne jede Zwängung und ist in ihrem Aufbau
äußerst einfach. Jede Schmierstelle entfällt, da der Anlenkpunkt Av bzw. Ah und
der Querlenker ebenfalls gummigelagert sind. Aus Bild 2 sind die baulichen Einzelheuen
zu entnehmen.
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Bei der Vorderradaufhängung ist keine durchgehende Achse angewandt,
weil besonders bei Vorderradantrieb der von der Achse sonst eingenom-- mene Raum
von Motor und Antrieb beansprucht - wird. Es wird hier eine V-Strebe angewendet,
wie sie in einem Ausführungsbeispiel bisher nur für eine Hinterradaufhängung angewandt
wurde. Hinten ist- dagegen eine einfache, durchgehende Rohrachse angewandt, und
ein angeschweißtes Rohr in Längsrichtung übernimmt die Anlenkung in dieser Richtung.
Dies dürfte die einfachste Ausführung sein.
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Bild 8 zeigt noch schematisch eine besondere Ausbildung der Anlenkung
in Längsrichtung. Um eine Nachgiebigkeit der Anlenkung in Längsrichtung zu erreichen,
ist der Anlenkungspunkt Av bzw. Ah mittels eines kurzen Hebelarmes h an einem Gummidrehlager
GDL angebracht.
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Die Anordnung des Querlenkers ist ebenfalls aus den Bildern I bis
3 zu ersehen. Dabei ist zu beachten, daß der Querlenker - seitlich gesehen -nicht
über die Radmitte, sondern mehr zur Wagenmitte hin angeordnet ist. Er liegt deshalb
auch nicht in Schwerpunkthöhe, sondern - wesentlich niedriger, was konstruktiv aus
Platzgründen günstig ist. Wie aus Bild I ersichtlich ist, liegt der Anlenkpunkt
Av' bzw. Ah des Querlenkers auf der Verbindungslinie Sv-Av bzw. Sh-Ah. Je mehr der
Querlenker also zur Fahrzeugmitte hin angeordnet ist, desto niedriger ist seine
Lage. Die Richtigkeit des eben Gesagten zeigt eine einfache mechanische Betrachtung
an Hand der Bilder 5 und 6. Es handelt sich hier um die hintere V-Strebe. Für die
vordere gilt Entsprechendes.
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Auf die hintere Radaufhängung wirkt entsprechend der Achsdruckverteilung
die Fliehkraftkomponente Fh. Diese übt auf den Aufbau bezüglich des Anlenkpunktes
Ah das Moment a ₧ Fh aus, wenn a der Abstand zwischen Fh und Ah ist. Soll
die auf den Querlenker wirkende Kraft Qh dieses Moment im Gleichgewicht halten,
so muß, wenn der Abstand Qh-Ah = bist, sein. b # Qh = a #Fh (Bild 6) Von oben gesehen
gilt für die Kräfte und Momente bezüglich Ah: Fh' + Fh' = Qh; d ' Qh = c ' Fh (Bild
4) Aus den obenstehenden Gleichungen ergibt sich: a : b = c : d, was geometrisch
bedeutet, daß die Anlenkungspunkte Ah' und Ah" von der Seite her gesehen auf der
Verbindungslinie Ah-Sh liegen müssen. Damit ist bewiesen, däß es bei der Anordnung
nach der Erfindung möglich ist, auch bei voller Kurvenstabilität den Querlenker
unterhalb der Schwerpunkthöhe anzuorden.
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Weiter ist zu der Anordnung des Querlenkers noch folgendes zu sagen:
Der Anlenkungspunkt Ah'
des Querlenkers befindet sich von oben gesehen nicht
auf der Mittellinie des Fahrzeuges, sondern ist nach außen gerückt; so daß der Querlenker
länger wird. Dadurch wird der Winkelausschlag a (Bild 7) kleiner, womit auch die
seitliche Verschiebung des Aufbaus gegenüber der Achse oder Zier
V-Strebe
beim Durchfedern so gering wird, daß sie praktisch nicht mehr ins Gewicht fällt.
Dabei ist überlegungsmäßig folgendes leicht einzusehen, daß im selben Maß, wie der
Querlenker gegen den Anlenkpunkt rückt, die einen bestimmten Winkel a ergebende
Länge des Querlenkers im selben Maße abnimmt. Ein gleich langer Querlenker, näher
zum Anlenkpunkt A" bzw. Ah hin angeordnet, ergibt somit kleinere seitliche Radverschiebungen.
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Bild 7 zeigt außerdem noch eine seitlich nachgiebige Lagerung des
Querlenkers durch ein auf Drehung beanspruchtes Gummilager GDL. Dies mildert seitliche
Stöße bei plötzlicher, einseitiger Durchfederung.
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Somit ermöglicht die vorgehend beschriebene Radaufhängung bei denkbar
einfachem konstruktivem Aufbau die vollständige Beseitigung der Kurvenneigung und
des Bremsnickens und erlaubt gleicherweise eine nachgiebige Lagerung in Längs-und
Querrichtung, wodurch auch die in dieser Richtung auftretenden Stöße gemildert werden.