DE3800235A1 - Vorrichtung zur aufhaengung und lenkung eines landfahrzeugleitrades - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitrad für ein Landfahrzeug, das vermittels zweier auf einer und der­ selben Seite des Rads angeordnete Arme aufgehängt ist.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der FR-PS 24 18 141 bekannt.

Gemäß dieser Patentschrift weist die Vorderradaufhängungs­ einrichtung die Form eines Vielecks bzw. Vierecks auf, dessen Ecken von den Enden zweier an einem ihrer Enden an ein mit dem Fahrzeugkörper festverbundenes Element ange­ lenkter Arme bestimmt sind, deren andere Enden an einen dreieckigen Achszapfenträger angelenkt sind.

Die Achse, die derjenigen Seite des dreieckigen Achszapfen­ trägers entspricht, welche mit den Enden der Arme verbunden ist, gestattet es, das Vorderrad zu lenken. Diese Achse umfaßt zwei an die Armenden angelenkte Gelenkvorrichtungen, wie Kugelgelenke oder dergleichen. Die beiden Arme sind vermittels zwei er bei normaler Fahrzeuglage im wesent­ lichen horizontaler Achsen schwenkbar am Fahrzeugkörper angelenkt und liegen im wesentlichen in ein und derselben vertikalen Ebene, die folglich die Kugelgelenkmittelpunkte und die durch dieselben verlaufende Lenkachse enthält.

Das eigentliche Stoßdämpfungs- und Aufhängungssystem umfaßt im wesentlichen eine Dämpfungsfedereinrichtung, die üblicherweise zwischen einem Arm und einem mit dem Fahrzeug­ körper (Fahrzeuggestellt) fest verbundenen Element ange­ ordnet ist. Wenn die Aufhängungsvorrichtung wirksam wird, werden die Arme in einer senkrechten Ebene verschwenkt, wodurch eine ebenfalls in dieser Ebene erfolgende Ver­ schwenkung der Kugelgelenke und folglich der Lenkachse erzielt wird.

Die Lenkvorrichtung an sich umfaßt einen mit dem Drei­ eck fest verbundenen seitlichen Hebel, wobei das Dreieck über eine Übertragungsvorrichtung betätigt wird und die Bewegungen der Lenkstange oder dergleichen auf diesen Hebel überträgt.

Nun ist es jedoch bei dieser Lenkvorrichtung sehr schwierig zu erzielen, daß die Aufhängungsvorrichtung wirksam ist, ohne daß sich unerwünschte Einwirkungen der Lenkbewegungen der Lenkstange oder dergleichen be­ merkbar machen.

Wenn nämlich vermittels der Lenkstange das Fahrzeug längs einer geraden Linie gelenkt und die Aufhängungsvor­ richtung dabei wirksam wird, dann muß das mit dem Drei­ eck fest verbundene Ende des Hebels einen in einer zur vertikalen Ebene der Arme parallelen Ebene gelegenen gekrümmten Weg durchlaufen. Wenn die Lenkübertragungsvor­ richtung es diesem Hebelende nicht gestattet, sich längs einer solchen gekrümmten Laufbau zu bewegen, wird der gewünschte Einschlagwinkel nicht erzielt und es können beispielsweise Schwingungen in der Aufhängungsvorrichtung auftreten, die Schwingungen in der Lenkvorrichtung und entsprechende Begleiterscheinungen hinsichtlich des Fahr­ verhaltens des Fahrzeugs auslösen.

Dieses Problem wurde durch Verwendung paralleler, gleich­ langer Arme gelöst, d. h. durch den Einsatz eines Parallelogramms, da in diesem Fall die Bewegung eines jeden mit dem Achszapfenträger verbundenen Punktes eine reine Drehbewegung mit einem der Länge der Arme ent­ sprechenden Drehradius ist.

Unter diesen Umständen braucht die Übertragungsvorrichtung nur eine Stange aufzuweisen, deren Länge derjenigen der Arme entspricht und die mit einem ihrer Enden an den genannten Hebel angelenkt ist, während ihr anderes Ende um einen in Nähe der gegenüberliegenden Seite des Parallelogramms gelegenen Punkt schwenkbar ist. Vorzugs­ weise bewegt sich diese Stange im wesentlichen parallel zur vertikalen Ebene der Arme, wenn die Aufhängungsvor­ richtung bei einem gewissen Einschlagwinkel wirksam wird.

Jedoch ist es schwierig, das obige Problem zu lösen, wenn die Arme nicht parallel sind und/oder nicht gleiche Länge haben. Es ist auf jeden Fall schwer, eine wirklich be­ friedigende Lösung zu finden, wenn jeder mit dem oben­ genannten Dreieck verbundene Punkt eine geometrisch komplexe Bahn durchläuft.

Die vorliegende Erfindung ist bestrebt, dieses Problem so befriedigend wie möglich zu lösen und es der Aufhän­ gungsvorrichtung zu gestatten, bei jeglichem, durch die Stellung der Lenkstange oder dergleichen bestimmten Ein­ schlagwinkel zweckentsprechend zu arbeiten, ohne den Einschlagwinkel unerwünscht zu beeinflussen.

Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf Motorräder, die ein typisches Anwendungsgebiet für Aufhängungsvor­ richtungen mit zwei seitlich angeordneten Armen dar­ stellen, wobei jedoch zu bemerken ist, daß diese Beschrei­ bung lediglich als Beispiel geboten wird und die Erfindung auf jedes Fahrzeug anwendbar ist, das wenigstens ein Leit­ rad aufweist, welches an zwei Armen angeordnet ist, die um bei normaler Fahrzeuglage im wesentlichen horizontale Achsen schwenkbar sind. im Falle eines - insbesondere zwei­ rädrigen - Motorrads bezeichnet der Ausdruck "axiale Symmetrieebene" diejenige Längsebene in bezug auf welche die Mehrzahl der Bauteile symmetrisch angeordnet sind, insbesondere der Fahrzeugkörper (Rahmen oder Gestellt), der Sattel, das Hinterrad und (bei Einschlagwinkel gleich null) das Vorderrad und die Lenkstange.

Wenn das Motorrad geradeaus fährt, ist diese Ebene im wesentlichen vertikal, während die Achsen im wesentlichen horizontal liegen. In der nachstehende Beschreibung wird zwecks Vereinfachung derselben bei Verwendung der Ausdrücke "vertikal" und "horizontal" auf denjenigen Zustand bezug genommen, in dem die Symmetrieebene vertikal ist, wobei selbstverständlich zu beachten ist, daß beim Durchfahren einer Kurve eine Neigung des gesamten Fahrzeugs in Richtung des Kurvenmittelpunkts erfolgt.

Wenn die Aufhängung in einer bestimmten Lage fixiert ist, muß die Lenkbewegung der Lenkstange oder dergleichen auf den Achszapfen übertragen werden, wobei die Über­ tragung des Einschlagwinkels linear erfolgen muß, damit der Fahrer diesen Winkel auf gleichförmige Weise ein­ stellen kann. Wenn diese Bedingung, sowie die obige Bedingung hinsichtlich der Beibehaltung eines gegebenen Einschlagwinkels bei effektiv wirksamer (d. h. schwingen­ der) Aufhängung erfüllt sind, kann ein störungsfreies, gleichzeitiges Lenken des Leitrads und Schwingen der Aufhängungsvorrichtung stattfinden.

Keine der bekannten Einrichtungen ermöglicht es, eine befriedigende Gesamtlösung dieser Probleme zu bieten; hingegen schlägt die vorliegende Erfindung eine einfache Lösung vor, die sich in der Fahrpraxis durch hohe Betriebspräzision auszeichnet.

Die erfindungsgemäße Aufhängungs- und Lenkvorrichtung umfaßt als wesentliches Merkmal einen im wesentlichen wenigstens annähernd vierflächigen (tetraederförmigen) Teil auf, der drei kugelgelenkartige, an drei Ecken des Tetraeders zentriert angeordnete Universalgelenke oder dergleichen aufweist, wobei die vierte Ecke des Tetraeders durch einen Punkt des Achszapfens des Leitrads gebildet wird. Zwei erste Universalgelenke, wie Kugelgelenke oder dergleichen, sind an je einem der Enden der Arme der Aufhängungsvorrichtung angeordnet und bestimmen somit die durch die Mittelpunkte dieser beiden ersten Gelenke ver­ laufende Lenkachse, während das dritte Gelenk an ein Organ der den Einschlagwinkel des Rads bestimmenden Lenkbewegungsübertragungseinrichtung angelenkt ist.

Die durch die vierte Ecke verlaufende geometrische Achse des Achszapfens ist vorzugsweise zu der durch die drei Kugelgelenke bestimmte, die Lenkachse enthaltenden Tetraederfläche im wesentlichen parallel. Folglich ist die durch die drei Kugelgelenke (bzw. durch deren Gelenkkugeln) bestimmte, die Lenkachse enthaltende Tetraederfläche im wesentlichen senkrecht (orthogonal) zur axialen Längsebene, wenn der Lenk- bzw. Einschlag­ winkel gleich null ist.

Ferner weist das mit einem seiner Enden am dritten Kugelgelenk angelenkte Organ der Übertragungseinrichtung vorzugsweise die Form einer Stange auf, deren anderes Ende vorzugsweise ebenfalls vermittels eines Universal­ gelenks, wie Kugelgelenk oder dergleichen an ein vermittels geeigneter Lenkmittel, wie Lenkstange oder dergleichen drehbares Organ angelenkt ist. Die vorgenannte Stange ist vorzugsweise zu der die Lenkachse und die horizontalen Schwenkachsen der Aufhängungsarme schneidenden Ebene orthogonal, wobei die Aufhängungs­ arme wie an sich bekannt, in im wesentlichen ein und derselben vertikalen Ebene um ihre im wesentlichen horizontale Achse drehbar sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Drehachse des Betätigungsorgans, wie die Kurbel, zu dieser Ebene im wesentlichen parallel.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlicher beschrieben.

Fig. 1 und 2 zeigen die jeweilige geometrische Anord­ nung zweier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Aufhän­ gungs- und Lenkvorrichtung für ein Fahrzeugrad.

Fig. 3 und 4 zeigen die mechanischen Teile, die der geometrischen Darstellung in Fig. 1 gemäß zweier Varianten entsprechen.

Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform eines Aufhängungsarms.

Fig. 1 ist ein geometrisches Schema der Anordnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zwei Achsen Ax und By liegen im wesentlichen horizontal und senkrecht zur vertikalen axialen Längsebene des Fahrzeugs (A′′, B′′). Diese geometrischen Achsen entsprechen, wie nachstehend erläutert, mit dem Motor­ radgestell (Fahrzeugkörper) fest verbundenen Achsen. Strecken AA′ und BB′ sind vorzugsweise in ein und derselben vertikalen, zur axialen Längsebene parallelen, Ebene ("Armebene") um die Achsen Ax, By schwenkbar angeordnet. Die Enden A′, B′ der Strecken AA′, BB′ bestimmen je eine Achse, die sich in einer vertikalen Ebene bewegt, wenn AA′ und BB′ geschwenkt werden. Diese letztere Ebene ist diejenige der Strecken AA′ und BB′; die Achse A′B′ ist die Lenkachse, die mit der Radachse D′D′′ des Rads R verbunden ist, während D′D′′ und A′B′ zueinander orthogonale (senkrechte), sich jedoch nicht schneidende Geraden sind; D′D′′ liegt somit im wesentlichen horizontal und senkrecht zu den vertikalen Ebenen und insbesondere zur axialen Längsebene (bei D′′) im Radmittelpunkt.

A′′, B′′ und D′′ liegen somit in ein und derselben Ebene, die mit der axialen Längsebene zusammenfällt. Fig. 1 zeigt die axiale Radstellung, d. h. die Stellung, die das Rad R einnimmt, wenn der Einschlagwinkel gleich null ist, wie vor­ stehend erwähnt.

D′ ist der Schnittmittelpunkt der Radachse D′D′′ und der A′B′ enthaltenden, zu D′D′′ senkrechten Ebene. Letztere fällt mit der durch AA′, BB′ bestimmten senkrechten Ebene zusammen, wenn der Einschlagwinkel gleich null ist. Dieser Schnittpunkt ist normalerweise um die Lenkachse A′B′ schwenkbar und nimmt bei seiner Drehung das Dreieck A′B′D′, sowie die Achse D′D′′ mit. Ein außerhalb dieser Ebene gelegener Punkt C′ bestimmt mit dem Dreieck A′B′D′ einen Tetraeder A′B′C′D′, der um die Lenkachse A′B′ schwenkbar ist.

Wie nachstehend erläutert, kann die Achse A′B′ durch zwei Universalgelenke, wie Kugelgelenke, Kardangelenke oder dergleichen gebildet werden, die bei A′ und B′ zentrisch angeordnet sind. Wenn AA′ und BB′ um die Achsen AA′′ und BB′′ geschwenkt werden, bewegt sich A′B′ in der zugehörigen verti­ kalen Ebene (Armebene) und nimmt dabei C′, D′, und DD′′ in entsprechenden vertikalen Ebenen mit, die zur axialen Längs­ ebene parallel sind, bzw. (hinsichtlich D′′) mit derselben zusammenfallen.

Ein Punkt C ist um eine Achse zz′ und insbesondere um seine senkrechte, orthogonale Projektion H auf zz′ schwenkbar. Diese Achse liegt vorzugsweise in einer zur axialen Längsebene parallelen, vertikalen Ebene. Der Punkt C bestimmt mit der Ecke C′ des Tetraeders A′B′C′D′ eine Strecke CC′, die, wie nachstehend ausgeführt, durch eine Stange (oder einen Arm) CC′ gebildet sein kann, die durch Universalgelenke oder dergleichen (wie in bezug auf A′B′ vermerkt) einerseits am Tetraeder A′B′C′D′ und andererseits an einer Geraden CH angelenkt ist, wobei die Gerade CH einer um zz′ drehbaren Kurbel entsprechen kann.

Eine Verschwenkung von HC um zz′ bewirkt eine Bewegung von C′, D′ und D′′ um A′B′.

Gemäß des bekannten Standes der Technik ruft eine gleichzeitige Schwenkbewegung von AA′ und BB′ um deren jewei­ lige Dreh- oder Schwenkachse AA′′ bzw. BB′′ eine Bewegung von A′B′C′D′ hervor, wobei der momentane Schwenkmittelpunkt von A′B′C′D′ bei der in Fig. 1 dargestellten Lage der Schnitt­ punkt I derjenigen Geraden ist, welche die Strecken AA′ und BB′ enthalten. In Fig. 1 liegt dieser Punkt I auf der dem Rad in bezug auf AB entgegengesetzten Seite.

Fig. 2 stimmt mit Fig. 1 überein, abgesehen davon, daß hier der Punkt I in bezug auf AB auf der gleichen Seite liegt wie das Rad R.

Die Anordnungen gemäß Fig. 1 oder 2 sind von den Abmessungen der Seiten des verformbaren Vierecks AA′BB′ abhän­ gig. Wenn nämlich die Strecke AB kürzer ist als die Strecke A′B′, dann schneiden sich die die Strecken AA′, BB′ beinhal­ tenden Geraden im allgemeinen auf der in Fig. 1 dargestellten Seite von AB; wenn hingegen die Strecke A′B′ kürzer ist als die Strecke AB, liegt der Schnittpunkt im allgemeinen auf der entgegengesetzten Seite (Fig. 2). Vorstehend wurde "im allge­ meinen" gesagt, denn während der Verformungen des Vierecks AA′BB′ kann der Schnittpunkt der einander gegenüberliegenden Strecken von einer Seite auf die andere verlagert werden.

In den beiden in Fig. 1 und 2 dargestellten Fällen ist die momentane Bewegung von A′B′C′D′ in bezug auf die Achse II′′ zentriert, die bei I′′ (und, wenn der Einschlagwinkel gleich null ist, bei D′′) im wesentlichen horizontal und senkrecht zur A′′B′′ enthaltenden axialen Längsebene liegt. Die Tangenten der Laufbahnen von A′, B′, C′ und D′ sind orthogonal zu A′I bzw. B′I bzw. C′I bzw. D′I. Wenn I′ die orthogonale Projektion von C′ auf II′′ ist, dann liegt die Laufbahn von C′ zentrisch in bezug auf I′.

Wenn der Punkt C derart liegt, daß C′C und I′ fluchten, dann entspricht eine momentane Drehung von C′ um C oder um I′ ein und derselben Tangente. Das bedeutet, daß selbst dann, wenn C zu einem gegebenen Zeitpunkt festliegt, während C′CI′II′′ in einer gemeinsamen Ebene liegen, eine momentane Bewegung von A′B′D′ um I mit einer Bewegung von C′ um C keineswegs unvereinbar ist.

Diese Feststellung ist wichtig, denn wenn der Einschlag­ winkel des Tetraeders A′B′C′D′ und des Rads R um die Lenkach­ se A′B′ durch die Lage von C (mit C′ verbunden) bestimmt wird, und wenn die Armstecken AA′, BB′ in ihrer vertikalen Ebene verschwenkt werden, dann wird durch C′ infolge der unveränder­ lichen Länge der Strecke CC′ eine Änderung des Einschlagwinkels bewirkt.

Folglich wird, wenn C stets in der Ebene C′II′I′′ ver­ bleibt, jegliche unerwünschte Änderung des Einschlagwinkels vermieden.

Ferner bewirkt ein Schwenken von C′ um die Achse A′B′ eine Lenkbewegung (Einschlagen) des Rads R. Wenn das Rad nach der der Stange CC′ entgegengesetzten Seite eingeschlagen wird, d. h. wenn C′ derart schwenkt, daß es sich von I entfernt, dann ist es aus mechanischen Gründen erwünscht, daß C′ die Ebene ABA′B′ nicht überschreitet; mit anderen Worten, C soll stets auf derselben Seite liegen. Dies gilt auch dann, wenn das Rad R nach der Seite CC′ eingeschlagen wird. Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Maßnahme soll die Projektion H von C′ auf die Ebene A′B′D′ der Stange der Tetraederstange von A′B′C′D′ auf der Achse A′B′ liegen. Der durch die beiden Flächen A′B′D′ und A′B′C′ bestimmte Flächenwinkel ist folglich vorzugsweise ein rechter Winkel, wobei D′ der Punkt der Ach­ se A′B′ ist. Das Dreieck A′B′ und die Strecke C′H′ (Höhe des Dreiecks) sind somit parallel zur Achse des Rads R.

Die Übertragung der Lenkbewegungen von der Lenkstange oder dergleichen zum Gelenkpunkt C′ muß symmetrisch erfolgen, d. h. bei symmetrischen Einschlagwinkeln müssen die Schwenkwin­ kel der Lenkstange symmetrisch und somit gleich sein, wenn sie auch in entgegengesetzten Richtungen erfolgen. Die Dreistangen­ übertragung vermittels HC, CC und C′H′ sollte folglich so symmetrisch wie möglich sein. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, daß CC′H′H wesentlich ein Parallelogramm darstellt. Das bedeutet, daß zz′ vorzugsweise zu A′B′ parallel bleibt. Wenn jedoch ABB′A′ kein Parallelogramm ist, bleibt beim Aus­ schlagen der Aufhängungseinrichtung A′B′ nicht in einer zu sich selbst parallelen Lage. Folglich ist gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, das zz′ parallel zu A′B′ bleibt, wenn das Fahrzeug sich in einer mittleren Lage befindet, d. h. einer mittleren Belastung unter­ worfen ist. Ferner sind gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung die Stangen HC und H′C′ im wesentlichen parallel und vorzugsweise im wesentlichen gleich.

Vorstehend wurde festgestellt, daß der momentane Schwenk­ mittelpunkt I verlagert wird, wenn die Aufhängungsvorrichtung in Wirkung tritt. Somit ist es gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung wünschenswert, daß die Stange CC′ durch den Krümmungsmittelpunkt der Kurve verläuft, die der Laufbahn von I entspricht, wobei dieser Krümmungsmittelpunkt der Lage von I entspricht, die sich ergibt, wenn ABB′A′ sich in der einer mittleren Fahrzeugbelastung entsprechenden Lage befindet.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung in perspekti­ vischer Ansicht einer mechanischen Ausführungsform der haupt­ sächlichen Organe und Elemente aufgrund des Schemas in Fig. 1; in beiden Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente.

Die Arme (oder Stangen) AA′, BB′ sind in geeigneter Weise schwenkbar an Achsen a, b angeordnet, die mit dem (nicht dargestellten) Fahrzeugkörper bzw. -rahmen verbunden sind (Achsen Ax und Bx in Fig. 1). Diese Achsen sind im wesentlichen senkrecht zur axialen Längsebene des Fahrzeugs angeordnet und die Arme AA′, BB′ sind parallel zu dieser Ebene schwenkbar.

Die Enden von A′ und B′ tragen über Universalgelenke, wie Kugelgelenke den im wesentlichen tetraederförmigen Teil A′B′C′D′, wobei die die Gelenke A′ und B′ verbindende Gerade (A′B′) die Fahrzeuglenkachse darstellt.

Bei D′ wird der Achszapfen des (nicht dargestellten) Rads gehalten, der in Fig. 1 schematisch bei D′-D′′ dargestellt ist. Die Radachse d und die Lenkachse A′B′ sind im wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet, ohne sich zu schneiden. Ein drittes Universalgelenk, wie Kugelgelenk C′ ist an der vierten Ecke des Tetraeders angeordnet, so daß die Kugelgelenkmittel­ punkte von A′, B′, C′ eine zur Radachse wesentlich parallele Seitenfläche des Tetraeders bestimmen.

Das Gelenk C′ ist mit einem Ende einer Stange CC′ ver­ bunden, deren anderes Ende mittels eines Universalgelenks, wie Kugelgelenk an eine Kurbel CH angelenkt ist, die mit einer mit Hilfe der Lenkstange oder dergleichen Lenkmittel drehbaren Achse zz′ fest verbunden ist. Die Achse zz′ ist vorzugsweise parallel zur Lenkachse A′B′, wenn das Fahrzeug eine mittlere Last trägt. Ferner ist die Kurbel CH vorzugsweise parallel zur Ebene A′B′C′ und somit zum Achszapfen, zumindest dann, wenn der Einschlagwinkel gleich null ist. Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung kann diese Kurbel CH eine zwischen der Achse zz′ und dem Kugelgelenkmittelpunkt C bemessene Länge besitzen, die dem Abstand zwischen dem Kugelmittelpunkt C′ und der Lenkachse A′B′ entspricht. Bei mittlerer Fahrzeugbelastung schneiden sich die Arme AA′ und BB′, sowie die Stange CC′ mit ihrer jeweiligen gedachten Verlängerung im wesentlichen auf einer gemeinsamen Geraden II′I′′ (Fig. 1; in Fig. 3 nicht gezeigt), die zur axialen Längsebene senkrecht liegt.

Um einen großen Einschlagwinkel des Rads R zuzulassen, ist es nämlich erforderlich, daß die Arme AA′, BB′ sich voneinander entfernen und ein etwa U-förmiges Gebilde bestimmen, so daß genügend Raum für die Felge und den Reifen geschaffen wird.

Fig. 4 zeigt ein weitgehend vereinfachtes Schema einer anderen Ausführungsform; in dieser Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Elemente der vorhergehenden Figuren.

Fig. 4 zeigt die wie vorstehend definierten Mittelpunk­ te A′B′C′ der Universalgelenke, wie Kugelgelenke, entsprechend der Darstellung inFig. 3.

A′ und B′ bestimmen die zur axialen Längsebene des Fahrzeugs parallel Lenkachse.

A′, B′ und C′ bestimmen eine der Seitenflächen des Tetraeders.

Die Schwenkachsen x und y der Arme sind vorzugsweise derart bestimmt, daß sie senkrecht zur axialen Längsebene liegen. Die Punkte A und B sind die orthogonalen Projektionen von A′ und B′ auf die Achse x bzw. y.

A, B, A′ und B′ liegen folglich in ein und derselben Ebene ("Armebene"), obwohl hier die Arme nicht geradlinig sind; die Armebene ist zur axialen Längsachse bzw. zur axialen Längsebene parallel.

Die Achse des Rads R ist ebenfalls eindeutig bestimmt, da sie dem mit dem tetraederförmigen Teil T fest verbundenen Achszapfen entspricht. Die Achse d ist vorzugsweise parallel zur Fläche A′B′C′.

Die Tetraederecke D′ liegt im Schnittpunkt der Achse d und der zu d orthogonalen Ebene, deren Lage durch die Lenkach­ se A′B′ bestimmt ist.

Die Arme AA′, BB′ sind im wesentlichen U-förmig ausgestaltet, um das Einschlagen des Rads ohne Berührung mit dem Reifen P und der Felge J zu gestatten.

In diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Arm an seinem bei A bzw. B gelegenen Ende an einer (nicht dargestellten) an ihren beiden Enden festgelegten Achse des Fahrzeugrahmens anbringbar. Gemäß einer in Fig. 5 dargestellten Variante sind die Arme h-förmig ausgebildet und bilden einen U-förmigen Teil wie in Fig. 4, wobei die Arme bei A und B zwei kleine Arme B ₁, B ₂ bilden (nämlich die Schenkel des "h"), die beider­ seits des Fahrzeuges angeordnet und an den Achsen angebracht sind, die in ihrer Mitte mit dem Fahrzeugrahmen fest verbunden sind.

Der Punkt C ist der Mittelpunkt des beispielsweise als Kugelgelenk (wie in Fig. 4) ausgebildeten Universalgelenks. Die Stange CC′, die den Lenkeinschlag bewirkt, kann im wesentlichen geradlinig gestaltet sein, da sie seitlich ausladend angeordnet ist. Ferner ist sie auf Zug oder Schub beansprucht, je nach Einschlagrichtung, und die geradlinige Ausbildung ist insbe­ sondere bei Schubbeanspruchung vorzuziehen.

Die Achse zz′ ist eindeutig bestimmt und der Punkt H kann die orthogonale Projektion von C auf zz′ sein, wobei HC eine mit der Achse zz′ festverbundene Kurbel ist. Diese vor­ zugsweise zur axialen Laufbahn parallele Achse ist mechanisch durch geeignete (nicht dargestellte) Mittel mit der Lenkstange oder einem ähnlichen Lenkorgan verbunden.

Wenn der Einschlagwinkel gleich null ist und das Fahrzeug sich folglich längs einer geradlinigen Fahrbahn (Laufbahn) fortbewegt, liegen der Achszapfen d und die Tetraederflä­ che A′B′C′ senkrecht zur axialen Längsebene, was vorzugsweise ebenfalls auf die Kurbel HC zutrifft.

Ferner ist der Abstand C′H′ zwischen C′ und A′B′ vor­ zugsweise gleich dem Abstand CH zwischen C und zz′.

Schließlich ist bei mittlerer Fahrzeugbelastung zz′ vorzugsweise parallel zu A′B′, während CC′ die Senkrechte II′′I′′ zur axialen Längsebene schneidet (Fig. 1 und 2), die durch den den Schnittpunkt AA′-BB′ und den momentanen Schwenkmittel­ punkt des Tetraeders T darstellenden Punkt I, wenn die Aufhän­ gungseinrichtung wirksam wird, d. h., wenn sich das Viereck AA′B′B verformt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen C und C′ in einer gemeinsamen, zur axialen Längsebene parallelen Ebene.

In den Fig. 3 und 4 wurden diejenigen Teile der Dämpfungs- und Aufhängungsvorrichtung fortgelassen, die übli­ cherweise wenigstens eine Schraubenfeder und wenigstens einen Stoßdämpfer umfassen.

In einer Ausführungsform der vorbekannten Lösung sind zwischen einem der Arme AA′, BB′ und einem Punkt des Fahrzeug­ rahmens eine Schraubenfeder und ein Stoßdämpfer koaxial angeordnet. Es sei auch vermerkt, daß insbesondere dann, wenn die Arme AA′, BB′ verschiedene Längen besitzen, A′ und B′ Kreisbögen durchlaufen, deren Mittelpunkte A bzw. B sind, während C′ eine annähernd kreisbogenförmige Bahn durchläuft, deren Mittelpunkt auf AB oder in der Nähe von AB liegt (in der Projektion auf die axiale Längsebene).

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 kann C auf der Kurbel CH angeordnet werden mit einer Achse zz′, die im wesentlichen zwischen den kleinen Armen B ₁, B ₂ eines jeden Aufhängungsarms verläuft, so daß C auf dem Krümmungsmittelpunkt zu liegen kommen kann.

Claims (11)

1. Aufhängungs- und Lenkvorrichtung für ein Landfahr­ zeugleitrad, mit zwei Armen, die einerseits an den von ihnen getragenen Achszapfenträger und andererseits am Fahrzeugrahmen um zur axialen Längssymmetrieebene des Fahrzeugs wesentlich orthogonale Achsen schwenkbar angelenkt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Achszapfenträger im wesentlichen die Form eines Tetraeders (A′B′C′D′) besitzt, wobei eine der Tetraederecken (D′) ein Punkt der geometrischen Achse (D′D′′) des Achszapfens ist, zwei Ecken (A′, B′) die Lenkachse bestimmen und die Ge­ lenkmittelpunkte der Verbindungen mit den Armen (AA′, BB′) darstellen, während die vierte Ecke (C′) der Gelenkmittelpunkt einer Verbindung mit der mechanischen Lenkübertragungsvorrich­ tung ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in bezug auf A′ und B′ zentrierten Gelenke Kugelge­ lenke sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das in bezug auf C′ zentrierte Gelenk ein Kugelgelenk ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Achszapfen (D′D′′) prallel zur Sei­ tenfläche (A′B′C′) des Tetraeders (A′B′C′D′) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tetraeder (A′B′C′D′) mit einer Stange (C′C) gelenkig bei C′ verbunden ist, wobei die Stange bei C an die Lenkübertragungsvorrichtung angelenkt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (CC′) bei C an eine Kurbel (CH) angelenkt ist, die durch ein Lenkorgan um eine Achse (zz′) drehbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (AA′, BB′) an den Achsen (AA′′, BB′′) des Fahrzeugrahmens angelenkt sind, wobei die Punkte A und B auf der orthogonalen Projektion der Mittelpunkte (A′, B′) der Verbindungen mit dem Achszapfenträger-Tetraeder liegen und die Geraden AA′ und BB′ eine zur die Lenkachse (A′B′) enthaltenden axialen Längsebene des Fahrzeugs parallele Ebene bestimmen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß AA′ und BB′ sich in einem den momentanen Schwenkwinkel des Tetraeders (A′B′C′D′) und des Achszapfens in bezug auf den Fahrzeugrahmen darstellenden Punkt (I) schneiden, während die Achse der Stange (CC′) jederzeit durch einen Punkt (I′) ver­ läuft, der auf einer zur axialen Längsebene des Fahrzeugs orthogonalen Geraden (II′′) liegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (HC) zur axialen Fahrzeug­ längsebene senkrecht ist, wenn der Einschlagwinkel gleich null ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (zz′) der Kurbel bei mittlerer Fahrzeugbelastung parallel zur Lenkachse (A′B′) ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kurbel (HC) dem Abstand (C′H′) zwischen der Tetraederecke (C′) und der Lenk­ achse (A′B′) im wesentlichen gleich ist.