DE2820585A1

DE2820585A1 - Unabhaengige aufhaengung der gelenkten vorderraeder von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2820585A1
Application number: DE19782820585
Authority: DE
Inventors: Willi Ing Grad Arnold; Rolf Ing Grad Pflughaupt; Juergen Ing Grad Roos
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Deutschland Holdings GmbH
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1978-05-11
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2820585C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine unabhängige Aufhängung
der gelenkten Vorderräder von Kraftfahrzeugen, mit einem tragenden Federbein, bestehend aus einem Teleskopstoßdämpfer und einer diesen umgebenden, als Radfeder dienenden Schraubenfeder, wobei die elastisch am Fahrzeugaufbau abgestützten Teile - Teleskopstoßdämpfer und Schraubenfeder - in einem Lager gemeinsam gegenüber dem Fahrzeugaufbau um ihre Längsachse drehbar gelagert sind.
Aufgrund der um die Lenkachse erfolgenden Lenkbewegungen der Räder ist bei Federbein-Stützlagern dafür Sorge zu tragen, daß eine Verdrehmöglichkeit zwischen der Stoßdämpfer-Kolbenstange und dem mit ihr verbundenen oberen Federteller der Radfeder einerseits und dem Aufbau andererseits vorgesehen ist.
Alternativ hierzu kann auch jeweils zwischen der Kolbenstange und dem oberen Federteller auf der einen Seite und jeweils dem Aufbau andererseits eine Verdrehmöglichkeit vorgesehen sein.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß es üblich ist, den unteren Federteller starr an dem Stoßdämpfergehäuse zu befestigen. Dieser Maßnahme liegt die Absicht zugrunde, den beim Lenkeinschlag der Räder auftretenden Verdrehwinkel des Stoßdämpfergehäuses zum Aufbau nicht zwischen dem Kolben und dem Zylinder des Stoßdämpfers auszugleichen.
Selbstverständlich sollte daruber hinaus der Verdrehwiderstand im Interesse eines geringen zusätzlichen Lenkaufwandes moglichst klein sein. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Gleitscheiben oder - was im vorgenannten Sinne noch günstiger ist - Wälzlager zwischen Stoßdämpfer und Radfeder einerseits und Fahrzeugaufbau andererseits einzubauen.
Darüber hinaus ist es im Falle, daß Lenkachse und Stoßdämpferachse nicht zusammenfallen, notwendig, eine kardanische Beweglichkeit des Stützlagers zwischen Federbein und Fahrzeugaufbau (Winkelbeweglichkeit des Stoßdämpfers zur Ebene des Stützlagers) vorzusehen.
Eine solche Vorderradaufhängung, wie sie auch eingangs umrissen ist, ist durch die DE-OS 26 13 982 bekannt. Hierbei ist auf den oberen Lagerzapfen der Stoßdämpfer-Kolbenstange ein Axial-Kugellager aufgesetzt. Das Kugellager sorgt für die geforderte Verdrehbarkeit des Federbeins gegenüber dem Fahrzeugaufbau. An dem unteren Ring des Axial-Kugellagers stützt sich nicht nur die Kolbenstange des Teleskop-Stoßdämpfers, sondern auch gleichzeitig die zugeordnete Radfeder, und zwar über den oberen Radfederteller, ab. Die von dem Teleskop-Stoßdämpfer und der Radfeder gemeinsam auf das Axial-Kugellager ausgeübten Kräfte werden von diesem über ein elastisches Stützlager auf den Fahrzeugaufbau übertragen.
Die im Vorstehenden beschriebene bekannte Radaufhängung besitzt ein sogenanntes gekoppeltes Stützlager, das heißt, die Dämpferkräfte und die Radfederkräfte werden über ein gemeinsames elastisches Stützlager in den Fahrzeugaufbau eingeleitet. Hierdurch ergeben sich Nachteile, die im wesentlichen in der Kinematik der Federbein-Radaufhängung begründet sind. So wird zum Beispiel durch die gemeinsame Abstützung von Teleskopstoßdämpfer und Radfeder am Fahrzeugkörper die kardanische Beweglichkeit des Teleskopstoßdämpfers einerseits und der Radfedar andererseits jeweils gegenüber dem Fahrzeugkörper erschwert. Außerdem werden durch die bekannte Radaufhängung kardanische Relativbewegungen zwischen dem Teleskopstoßdämpfer und der Radfeder nahezu verhindert, was sich ebenfalls nachteilig hinsichtlich einer leichten Lenkbarkeit des Fahrzeuges auswirken kann.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile im wesentlichen dadurch vermieden, daß die elastischen Stützlager von Teleskopstoßdämpfer und Radfeder in an sich bekannter Weise entkoppelt ausgebildet sind, so daß die Dämpferkräfte einerseits und die Radfederkräfte andererseits unabhängig voneinander in den Fahrzeugaufbau eingeleitet werden, wobei der eine Teil des Lagers sich über den Innenrand des oberen Radfedertellers am elastischen Stützlager des Teleskopstoßdämpfers und der andere Teil des Lagers sich am Fahrzeugaufbau oder einem mit diesem verbundenen Teil abstützt.
Durch die vorliegende Erfindung ist es bei einer Federbein-Radaufhängung mit entkoppeltem Stützlager für das Federbein erstmals gelungen, eine leichte Verdrehbarkeit in Bezug auf den Aufbau sowohl für die Dämpfer-Kolbenstange als auch für die Radfeder unter Verwendung nur eines einzigen Drehlagers zu erreichen.
Wie bekannt, wirkt sich ein geringer Verdrehwiderstand im Stützlager in entsprechender Weise direkt auf den Lenkkraftaufwand des betreffenden Fahrzeuges aus.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient als Lager ein Radial-Kugellager, dessen Innenring sich über den Innenrand des oberen Radfedertellers am elastischen Stützlager des Teleskop-Stoßdämpfers und dessen Außenring sich an einem mit dem Fahrzeugaufbau fest verbundenen Blechteil abstützt. Das Besondere ist hierbei darin zu sehen, daß das elastische Stützlager für die Übertragung der Dämpfungskräfte zwischen der Kolbenstange des Teleskop-Stoßdämpfers und dem Radial-Kugellager angeordnet ist und daß sich der obere Federteller der Radfeder am Innenring des Kugellagers unmittelbar abstützt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß das elastische Stützlager des Teleskop-Stoßdämpfers als eine dessen Kolbenstange am oberen Ende umgebende Knöpfbuchse aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material ausgebildet ist und daß der Innenrand des oberen Radfedertellers in Achsrichtung des Teleskop-Stoßdämpfers nach oben abgebogen ist und mit diesem abgebogenen Teil die elastische Knöpfbuchse konzentrisch umschließt, und daß der abgebogene Radfederteller-Rand an seinem Außenumfang zur Abstützung des Innenringes des Wälzlagers dient.
Ein derartig gestaltetes Federbein-Stätzlager hat den Vorteil, daß mittels des Kugellagers im Stützlager die Radfeder und die Kolbenstange, einschließlich des umgebenden Stoßdämpfergehäuses gemeinsam drehbar gelagert ist, das heißt beim Radeinschlag findet keine Relatiwerdrehung zwischen Kolbenstange und umgebendem Dämpfergehäuse statt. Hierdurch wird Lenkkraft erhöhende Reibungsarbeit zwischen Kolben und Zylinder des Stoßdämpfers vermieden. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn sich aufgrund von Biegebeanspruchungen die Kolbenstange über Gebühr durchbiegt und an den Gleitstellen zwischen Kolben und Zylinder erhöhte Reibung durch Verklemmen auftritt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sowohl Kolbenstange als auch oberer Radfederteller kardanisch nachgiebig gelagert sind und damit ebenfalls den Lenkkraftaufwand beim Radeinschlag reduzieren. Die kardanische Nachgiebigkeit der Kolbenstange kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sogar noch dadurch verbessert werden, daß der nach oben abgebogene Teil des Radfedertellers innen doppelkegelförmig ausgebildet ist und sich mit dem derartig geformten Bereich in das elastische Material der Knöpfbuchse eindrückt. Zweckmäßigerweise ist die elastische Knöpfbuchse an ihrem Mittelbereich ebenfalls entsprechend doppelkonisch tailliert ausgebildet.
Die Erfindung ist nun anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung veranschaulicht und in der nachstehenden Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine schematisch dargestellte Gesamtanordnung einer Radführung mittels Federbein nach der Erfindung und Fig. 2 jeweils gegenüber Fig. 1 vergrößerte und bis 4 teilweise Darstellungen des oberen Bereichs der Radaufhängung.
In Fig. 1 ist der mit dem Wagenkasten fest verbundene Radeinbau mit 10 bezeichnet. Einkauf einem Achsschenkel 13 gelagert es lenkbares Laufrad 12 ist am Wagenkasten durch einen Lenker 14 und einen mit dem Radträger fest verbundenen Stoßdämpfer 16 mit innen verschiebbarer Stoßdämpfer-Kolbenstange 15 geführt.
Fest mit dem Gehäuse des Teleskop-Stoßdämpfers 16 verbunden ist ein unterer Federteller 17, auf dem sich das eine Ende einer die zugeordnete Radfeder bildenden Schraubenfeder 18 abstützt. Der untere Federteller 17 wird somit von dem Gehäuse des Teleskop-Stoßdämpfers 16 getragen.
Ein oberer Radfederteller 19 bildet die obere Abstützung der Radfeder 18.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 - 4 ersichtlich ist, weist die Stoßdnmpfer-Kolbenstange 15 einen oberen verjüngten Lagerzapfen 20 auf. Auf den Lagerzapfen 20 ist eine aus elastischem Material, vorzugsweise Gummi, bestehende Knöpfbuchse 21 aufgesetzt. Zur axialen Fixierung und Vorspannung der Knöpfbuchse 21 dient einerseits ein Bund 22 an der Kolbenstange 15, andererseits eine Scheibe 23 mit einer auf das Lagerzapfengewinde 24 aufgeschraubten Befestigungsmutter 25.
Bei der in der Ausführungsform nach Fig. 2 rechts von der Mittellinie 26 der Kolbenstange 15 gezeigten Variante sind Stützleeerteller und Befestigungsmutter einteilig ausgebildet und mit 27 beziffert.
Aus Fig. 2 - 4 wird weiterhin deutlich, daß die elastische Knöpfbuchse 21 im Mittelbereich doppelkonisch tailliert ausgebildet ist. Hierdurch wird im Zusammenwirken mit dem oberen Radfederteller 19 eine kardanische Nachgiebigkeit der Kolbenstange 15 erzielt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht der hier mit 19a bezeichnete obere Radfederteller aus zwei Teilen 28, 29, zwischen denen eine elastische Zwischenlage 30, vorzugsweise aus Gummi, einvulkanisiert ist. Durch beidseitige Einschnürungen 31, 32 erhält die einvulkanisierte elastische Zwischenlage 30 eine bikonkave Form, wodurch eine kardanische Nachgiebigkeit des oberen Radfedertellers 19a erreicht wird.
Wie weiterhin aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Teil 29 des oberen Radfedertellers 19a an seinem inneren Rand 33 nach oben abgebogen ausgebildet. Der nach oben abgebogene Rand 33 weist innen doppelkonische Flächen 34, 35 auf, die in die bereits erwähnte entsprechend geformte Einschnürung der Knöpfbuchse 21 eingreifen. Der obere Radfederteller 19a ist dadurch in Axialrichtung fixiert. An seinem Außenumfang 36 ist dagegen der nach oben abgebogene Innenrand 33 des oberen Radfedertellers 19a zylindrisch ausgebildet. Er dient hier zur Lagerung des Innenringes 37 eines Radial-Kugellagers. Der Innenring 37 des Rauial-Kugellagers ist hierbei einerseits durch einen Bund 38 am oberen Radfederteller 19a, andererseits durch einen Sprengring 39 in Axialrichtung gehalten. Der mit 40 bezeichnete Außenring des Radial-Kugellagers stützt sich dagegen an einem nach unten abgebogenen Blechteil 41 ab, welches durch eine Schraube 42 mit dem nichtgezeigten Fahrzeugaufbau fest verbunden ist.
Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen und im Vorstehenden beschriebenen oberen Federbein-Abstützung werden somit die Dämpfungskräfte von der Stoßdämpfer-Kolbenstange 15 zunächst in die elastische Knöpfbuchse 21 und von dort weiter über das Radial-Kugellager 37/40 in den Fahrzeugaufbau eingeleitet, wohingegen die Radkräfte vom oberen Radfederteller 19a unmittelbar in das Radial-Kugellager 37/40 und von dort wiederum in den Fahrzeugaufbau übertragen werden. In Bezug auf eine Verdrehung des Federbeins dagegen wirken Kolbenstange 15 und Radfeder 18 wie ein einziger Körper, der sich mittels des Kugellagers 37, 40 ohne nennenswerten Reibungswiderstand gegenüber dem Fahrzeugaufbau verdrehen kann.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 zeichnet sich gegenüber Fig. 1 im wesentlichen lediglich durch eine andersartige Gestaltung des hier mit 19b bezeichneten oberen Radfedertellers aus.
Nach Fig. 3 besteht dieser ebenfalls aus zwei Teilen 43, 44, zwischen denen eine elastische Zwischenschicht 45 angeordnet ist. Die elastische Zwischenschicht 45 ist aber im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 2 1ediglich zwischen den entsprechend kegelförmig abgebogenen Enden der Federtellerteile 43, 44 lose eingeklemmt. Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht darin, daß der hier mit 33b bezeichnete Stützring für das Kugellager 37, 40 ursprünglich nicht einteilig mit dem Radfedertellerteil 44 hergestellt ist, sondern bei 46 mit diesem Teil verschweißt ist. Hierdurch ergibt sich eine leichtere Herstellbarkeit des oberen Radfedertellers l9b.
Mit 47 ist in Fig. 3 ein Vorderachspuffer bezeichnet, der jedoch ebenso auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 oder 4 vorgesehen sein kann.
Der Vorteil der aus Fig. 3 ersichtlichen und im Vorstehenden beschriebenen Gestaltung des oberen Radfedertellers 19b besteht in seiner besonders großen kardanischen Nachgiebigkeit, die eine Folge der entsprechenden Gestaltung der Teile 43, 44, 45 ist.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich wiederum çon den Ausführungsformen nach Fig. 2 oder 3 im wesentlichen nur durch eine andersartige Gestaltung des oberen Radfedertellers 19c. Die übrigen Teile sind daher aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3.
Nach Fig. 4 besteht der obere Radfederteller 19c wiederum aus zwei Teilen 48, 49, die gegeneinander beweglich gehalten sind.
Die beiden in Axialrichtung gegenüberliegenden Enden der Teile 48, 49 sind hierbei jeweils kreisringartig geformt und schließen zwischen sich einen eingelegten Formgummi-Rundschnurring als elastische Zwischenlage 50 ein.
Der als Stützring für den Innenring 37 des Kugellagers 37, 40 dienende innere Rand des Radfedertellerteils 49 ist so doppeltkonisch abgebogen, daß hierdurch der Innenring 37 des Kugellagers in beiden Axialrichtungen fixiert wird.
Der besondere Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 4 liegt ebenfalls in einer besonderen kardanischen Beweglichkeit des oberen geteilten Radfedertellers 19c aufgrund des lose eingelegten elastischen Formgummiringes 50.
Leerseite

Claims

Unabhängige Aufhängung der gelenkten Vorderräder von Kraftfahrzeugen Ansprüche Unabhängige Aufhängung der gelenkten Vorderräder von Kraftfahrzeugen, mit einem tragenden Federbein, bestehend aus einem Teleskopstoßdämpfer und einer diesen umgebenden, als Radfeder dienenden Schraubenfeder, wobei die elastisch am Fahrzeugaufbau abgestützten Teile - Teleskopstoßdämpfer und Schraubenfeder - in einem Lager gemeinsam gegenüber dem Fahrzeugaufbau um ihre Längsachse drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Stützlager von Teleskopstoßdämpfer (16) und Radfeder (18) in an sich bekannter Weise entkoppelt ausgebildet sind, so daß die Dämpferkräfte einerseits und die Radfederkräfte andererseits unabhängig voneinander in den Fahrzeugaufbau (10) eingeleitet werden, wobei der eine Teil (37) des Lagers sich über den Innenrand (33a, 33b, 49) des oberen Radfedertellers (19a, 19b, 19c) am elastischen Stützlager (21) des Teleskopstoßdämpfers (16) und der andere Teil (40) des Lagers sich am Fahrzeugaufbau (10) oder einem mit diesem verbundenen Teil (41) abstützt.
2. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lager ein Radial-Kugel lager (37/40) dient, dessen Innenring (37) sich über den Innenrand (33a, 33b, 49) des oberen Radfedertellers (19a, 19b, 19c) am elastischen Stützlager (21) des Teleskopstoßdämpfers (15, 16) und dessen Außenring (4Q) sich an einem mit dem Fahrzeugaufbau fest verbundenen Blechteil (41) abstützt.
3. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Stützlager des Teleskopstoßdämpfers (16) als eine dessen Kolbenstange (15) am oberen Ende (20) umgebende Knöpfbuchse (21) aus Gummi oder einem ähnlich elastischen Material ausgebildet ist und daß der Innenrand (33a, 33b, 49) des oberen Radfedertellers (19a, 19b, 19c) in Achsrichtung des Teleskopstoßdämpfers nach oben angebogen ist und mit diesem abgebogenen Teil die elastische Knöpfbuchse konzentrisch umschließt, und daß der abgebogene Radfederteller-Rand an seinem Außenumfang (36) zur Abstützung des Innenringes (37) des Lagers dient.
4. Vorderradaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben abgebogene Teil (33a, 33b, 49) des Radfedertellers (19) innen doppelkegelförmig ausgebildet ist und sich mit dem derartig geformten Bereich (34, 35) in das elastische Material der Knöpfbuchse (21) eindrückt.
5. Vorderradaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Knöpfbuchse (21) in ihrem Mittelbereich (bei 34, 35) entsprechend doppelkonisch tailliert ausgebildet ist.
6. Vorderradaufhängung nach Anspruch 3, 4, oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrand (33a, 33b, 49) des oberen Radfedertellers (19a, 19b, 19c) so abgekröpft oder abgebogen ist, daß er zumindest in einer der beiden Axialrichtungen einen Anschlag (38) für den Innenring (37) des Kugellagers bildet.
7. Vorderradaufhängung nach anspruch -5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelkonisch geformte Innenrand des oberen Radfedertellers (19c) außen in beiden Axialrichtungen einen Anschlag für den Innenring (37) des Kugellagers bildet (Fig. 4).
8. Vorderradaufhängung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Radfederteller (19a, 19b, 19c) aus zwei Teilen (28, 29) bzw. 43, 44) bzw.

(48, 49) besteht, zwischen denen eine elastische Zwischenlage (30) bzw. (45) bzw. (50) angeordnet ist.
9. Vorderradaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenlage (30) zwischen den beiden Teilen (28, 29) des Radfedertellers (19a) einvulkanisiert ist (Fig. 2).
10. Vorderradaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenlage (45) bzw. (50) zwischen den beiden Teilen (43, 44) bzw.

(48, 49) des Radfedertellers (19b) bzw. (19c) lose zwischengeschaltet ist-(Fig. 3 und 4).
11. Vorderradaufhängung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (43, 44) des Radfedertellers (19b) in entgegengesetzten Richtungen konisch abgebogen sind und daß zwischen den beiden im Schnitt etwa parallelen Konusflächen die entsprechend hohlkegelförmige elastische Zwischenlage (45) eingeklemmt ist (Fig. 3).
12. Vorderradaufhängung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Axialrichtung gegenüberliegenden Enden der beiden Radfedertellerteile (48, 49) jeweils kreisringartig geformt sind und zwischen sich einen eingelegten Formgummi-Rundschnurring (50) als elastische Zwischenlage einschließen (Fig. 4).