DE69002316T2

DE69002316T2 - Radführungsanordnung.

Info

Publication number: DE69002316T2
Application number: DE1990602316
Authority: DE
Inventors: Jean Paul Delmas; Jean-Michel Demaldent
Original assignee: Renault SA
Current assignee: Renault SA
Priority date: 1990-01-05
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2010-10-31
Also published as: DE69002316D1; FR2656838B1; EP0436407B1; ES2042248T3; FR2656838A1; EP0436407A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radführungsanordnung für eine Vorderachse vom falschen Mac Pherson-Typ rnit integrierten Bauteilen, die eine Querblattfeder aufweist und die insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmt ist, wobei die Feder die Form eines Blattes aus zusammengesetztem Material aufweist und die Funktionen der gefederten Aufhängung der Traganordnung für die Vorderachse der Radführung sowie des Stabilisatorstabes übernimmt.
Die Verwendung eines geradlinigen Blattes aus zusammengesetztem Material, welches die Funktion einer gefederten Aufhängung übernimmt, ist bekannt, wobei jedoch im allgemeinen dieser Aufbau mit gleichgerichteten Fasern, die sich parallel zur Längsabmessung erstrecken und die Art der Befestigung am Wagenaufbau über gleitende Stützen, die den Federweg begrenzen, keine Steuerung des Radweges unter Kraftbeaufschlagung erlauben.
Derartige Systeme sind mit den Außenanforderungen moderner Fahrzeuge nicht vereinbar. Insbesondere bedingt der in Querrichtung erfolgende Einbau unterhalb der Motorhauben, die immer stärker geneigt werden aus stilistischen und aeorodynamischen Gründen, daß die Blattfeder nicht senkrecht zwischen den Rädern angeordnet ist, um den vertikalen Raumbedarf nicht zu vergrößern.
Eine Radführungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist z.B. aus der EP-A-0 243 102 bekannt.
Die beschriebene Erfindung hat zum Ziel die Verwirklichung einer Anordnung, die es ermöglicht, verglichen mit einer herkömmlichen Anordnung vom falschen Mac Pherson-Typ:
- das Gewicht erheblich zu verringern,
- die Anzahl der Bauteile zu verringern, indem die Funktionen Fahrschemel, Radführung und Blattfeder aus zusammengesetztem Material integriert werden,
- einen Stabilisatoreffekt zu erzielen durch den Aufbau und die Befestigungsart des Querblattes,
- die Filterung in Längsrichtung und in Querrichtung zu beherrschen der Radbewegungen, unter Beibehaltung einer korrekten Radführung. Dies wird ermöglicht durch die Form, die Wahl der Befestigungspunkte und vorteilhafterweise durch die Ausrichtung der Verstärkungsfasern innerhalb des zusammengesetzten Blattes sowie durch dessen viskoelastisches Verhalten, wobei eine direkte Folge dieser Eigenschaften das Verschwinden eines Teils der Kautschukblöcke ist, die üblicherweise die Filterung übernehmen.
Die beigefügten Figuren erläutern die Erfindung:
- Fig. 1 stellt eine Radführungsanordnung nach dem Stand der Technik dar mit einer Querblattfeder;
- Fig. 2 stellt eine perspektivische erfindungsgemäße Führungsanordnung dar;
- Fig. 3 stellt einen Schnitt entlang einer senkrechten Ebene dar durch die Längsachse des vorderen Abschnitts der Anordnung;
- Fig. 4 stellt eine Blattfeder aus zusammengesetztem Material mit eingesetzten Verstärkungsfasern dar;
- Fig. 5 stellt dieselbe Blattfeder aus zusammengesetztem Material dar mit gedachten Deformationsachsen des Blattes;
- Fig. 6 stellt dieselbe Blattfeder aus zusammengesetztem Material dar sowie die Verschieberichtungen der Blattenden;
- Fig. 7 stellt die Richtung der Fahrtkräfte und der Bremskräfte auf die Enden dieses Blattes dar und
- Fig. 8 die Richtung der auf die Enden dieses Blattes wirkenden Fliehkräfte.
Eine Vorderachse von herkömmlichem Aufbau und von der Art Mac Pherson mit einer Blattfeder aus zusammengesetztem Material ist in Fig. 1 dargestellt.
Das rechtwinklige Blatt 1 aus zusammengesetztem Material mit gleichgerichteten Fasern, die sich parallel zur Längsabmessung erstrecken, ist am Fahrzeugaufbau über gleitende Stützen 2 befestigt. Die einzige Befestigung des Radträgers 4 an diesem Blatt über das Kugelgelenk 3, ermöglicht keine ausreichende Kontrolle des Einfederns des Rades 5 unter Belastung. Die Antriebsgruppe 6, die oberhalb des Blattes 1 angeordnet ist, nimmt eine oben liegende Position im vorderen Fahrzeugaufbau ein.
Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine bevorzugte Anordnung nach der Erfindung mit den folgenden Bauteilen:
- Ein Blatt 7 aus zusammengesetztem Material, welches aus Verstärkungen 17, wie z.B. Fasern oder Geweben, zusammengesetzt ist, welche von Kunstharz umgeben sind, das die Rolle des Bindemittels übernimmt und die sich in Querrichtung zwischen den Vorderrädern 5 eines Kraftfahrzeuges erstrecken. Dieses Blatt 7 verwirklicht unter Bezugnahme auf die herkömmliche Technologie der Vorderradaufhängungen die Funktionen der gefederten Aufhängung der Traganordnung für die Achse der Radführung sowie des Stabilisatorstabes,
- zwei Achsschenkelträger 8,
- zwei Federbeine mit Stoßdämpfern 9.
Diese Anordnung von Bauteilen, welche die Radführungsanordnung darstellen, ist mit der Karosserie in folgender Weise verbunden:
- Zwei hintere Befestigungsstellen 10 und 10' ermöglichen die Befestigung des Blattes 7 am Karosserieaufbau und sind derart ausgebildet, daß sie das Blatt 7 in drei Richtungen X, Y, Z (Längsrichtung, Querrichtung, Hochrichtung) festlegen,
- zwei vordere Befestigungsstellen 11 und 11' ermöglichen es, das Blatt 7 am Karosserieaufbau derart zu befestigen, daß die Bewegungen des Blattes in Hochrichtung Z blockiert sind, daß jedoch eine geringe Beweglichkeit in den X- und Y-Richtungen (Längsrichtung und Querrichtung) gewährleistet ist, aufgrund des Einsatzes von Schwingarmen 13, die im wesentlichen senkrecht eingesetzt sind und die über nicht unendlich steife Befestigungen die Stellen 11, 11' des Blattes 7 mit dem Aufbau bei 15, 15' verbinden,
- die Stellen 10, 11 und 10', 11' gehören zu zwei symmetrischen Geraden 18, 18' bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs, die zwischen dieser Längsachse und den Enden 16, 16' des Blattes 7 angeordnet sind,
- zwei Befestigungsstellen 12 ermöglichen die Befestigung von oberen Halterungen der Stoßdämpfer an der Karosserie, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wobei die X-förmige Gestalt des Blattes 7 keine Einbauprobleme aufwirft, indem der Platzbedarf der Antriebsgruppe 6 von hinten umgangen wird, so daß keine vertikale Übereinanderschichtung erforderlich ist, welches ein weiteres Absenken der vorderen Motorhaube 14 verhindern würde. Diese Figur läßt sehr gut die besondere Gestalt des Blattes 7 erkennen mit der Befestigung an vier Stellen 10, 10' und 11, 11' unterhalb der Karosserie, wodurch die Gestaltung des Fahrzeugvorderteils erleichtert wird. Man erkennt sehr gut die hinteren Befestigungsstellen 10, 10' des Blattes 7 am Aufbau sowie die Schwingarme 13, 13', die bei 11, 11' im vorderen Abschnitt des Blattes befestigt werden und bei 15, 15' am Aufbau.
Wie Fig. 4 zeigt, erhält man eine ausreichende Führung in der Radebene dadurch, daß die für die Steifigkeit des Blattes 7 erforderlichen Verstärkungen dergestalt ausgerichtet sind, daß eine Abstützung an den Befestigungsstellen 10, 10' mit der Karosserie möglich ist. Dies bedeutet, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, daß die die Verstärkung bildenden Gewebestreifen zwischen sich einen vorgegebenen Winkel einschließen, welcher durch diejenigen Geraden festgelegt ist, welche die Punkte 16 mit 10' und 16' mit 10 verbinden (wobei 16 und 16' im wesentlichen den Projektionen der Achsen der Kugelgelenke auf das Blatt entsprechen).
Die Größe dieses Winkels hängt von der vorderen Spurweite des Fahrzeugs V und der Lage der Befestigungsstellen ab.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dem Bauteil eine bevorzugte Richtung der Härte zu erteilen, um so von einer ausreichenden Steifigkeit zu profitieren, wenn Kräfte auf die Räder übertragen werden und demzufolge auf die Stellen 16 und 16'.
Diese bevorzugte Ausrichtung der mechanischen Eigenschaften des Bauteils in Kombination mit denjenigen der Befestigungsstellen bei 10, 10', 11, 11' ermöglicht es, den Anforderungen an die Weichheit der Aufhängung und die Radführung unter Krafteinfluß zu entsprechen.
Das Einfedern der Aufhängung wird erzielt durch Verformung des Blattes 7 um die gedachten Achsen 18 und 18', welche 10, 11 und 10', 11' durchsetzen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.
Die Filterung von Stößen auf das Rad in Längsrichtung erfolgt durch Verformung des Blattes, welches um die Stelle 10 und 10' kreisbogenförmig verbogen wird. Die Lage der Stellen 16 oder 16' während der Verformung des Blattes verbleibt in einem Bereich zwischen dem von dem Segment 10', 16 beschriebenen Weg und demjenigen, der von den Stellen 10, 16' beschrieben wird, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die Verformung des Blattes 7 auf Höhe der Stellen 16, 16' wird durch seine Steifigkeit bestimmt, dergestalt, daß der von der Stelle 16 beschriebene Weg ähnlich ist demjenigen, der von der Verbindungsstelle des Schwingarmes der Lenkung mit der Nabenaufhängung beschrieben wird, um keine Störwirkungen im Lenksystem zu erzeugen.
Das Verhalten des Blattes unter dem Einfluß der Antriebskräfte P und der Bremskräfte F (Fig. 7) ist ähnlich demjenigen bei der Filterung der Längsstöße. Die allgemeine Geometrie der Achse ist derart festgelegt, daß die endgültige Bewegung der Radebene unter diesen Kräften einen Weg der Stellen 16 oder 16' nach vorne und zum Inneren des Fahrzeugs hin festlegt und damit eine Vergrößerung des seine Stabilität vorteilhaft beeinflussenden Vorspurwinkels bewirkt.
Wird das Blatt 7 einer Querkraft R (Fig. 8) durch die Fliehkraft unterworfen, so wird dieses in derjenigen Richtung beaufschlagt, in der seine Härte groß ist, wobei unter Berücksichtigung der Tatsache, daß Verschiebungen durch die Befestigungsstellen 11, 11', 10, 10' verhindert werden, eine vorgegebene Verformung erzielt wird mit der Neigung, die Stellen 16 oder 16' zum Inneren des Fahrzeugs hin zu verschieben, wodurch wiederum die Vorspur entsprechend beeinflußt wird.

Claims

1. Radführungsanordnung für eine Vorderachse vom integrierten falschen Mac Pherson-Typ, mit einer Querblattfeder, die insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmt ist, wobei das untere Ende eines jeden Achsschenkelträgers (8) über ein Kugelgelenk mit jedem Ende (16, 16') eines Querblattes (7) verbunden ist, das als gefederte Aufhängung für das Fahrzeug dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (7) an vier Stellen befestigt ist:

- zwei hinteren Befestigungsstellen (10, 10'), die direkt mit der Anordnung derart verbunden sind, daß sie das Blatt (7) in der Längs-, Quer- und Hochrichtung (X, Y, Z) festlegen;

- zwei vorderen Befestigungsstellen (11, 11'), die über zwei Schwingarme (13, 13') mit der Anordnung verbunden sind, die mit den Befestigungsstellen (11, 11') sich im wesentlichen senkrecht zum Blatt (7) und zur Anordnung (15, 15') erstrecken und die nicht unendlich steif sind, um derart das Blatt (7) in der Hochrichtung (Z) festzulegen und gleichzeitig eine geringe Beweglichkeit in den Längs- und Querrichtungen (X, Y) zu ermöglichen.

2. Radführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen und hinteren Befestigungsstellen (10, 11 und 10', 11') zu zwei gedachten symmetrisch zur Längsachse des Fahrzeuges verlaufenden Achsen (18, 18') gehören, welche sich zwischen der Längsachse und den Enden (16, 16') des Blattes (7) erstrecken.

3. Radführungsanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (7), welches aus zusammengesetztem Material hergestellt ist, Verstärkungen (17) aufweist, die aus Fasern oder Gewebebändern bestehen, welche zwischen sich einen Winkel (α) einschließen, der durch ihre Anordnung in denjenigen Richtungen bestimmt wird, welche die Befestigungsstelle des Kugelgelenks (16) auf der einen Seite des Blattes mit der hinteren Befestigungsstelle (10') auf der anderen Seite des Blattes verbindet sowie die Befestigungsstelle des Kugelgelenks (16') auf der anderen Seite des Blattes mit der hinteren Befestigungsstelle (10) auf der einen Seite des Blattes verbindet.

4. Radführungsanordnung nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (7) X-förmig ausgestaltet ist, so daß es von hinten die Antriebsgruppe (6) umfaßt.