Radaufhängung

Ein Gelenk hat max. 5 Freiheitsgrade

Kugelgelenk:

• Echtes Kugelgelenk

• Gummigelenk

  • 1 Drehbewegung, 2 Verschränkungen

  • Max. Deformation im Gummi: 40%

Drehgelenk:

• echtes Drehgelenk: meist in Kombination zweier Gummilager mit axial führenden Bünden.

• Dreh-Schubgelenk: meist Teleskopstoßdämpfer in Verbindung mit Feder- oder Dämpferbein.

Schränkwinkel: geht hoch

Wandstärke des Gummis: geht hoch

Geräuchisolation: geht hoch

Steifigkeit: geht runter

Stab, der nur auf Zug bzw. Druck belastet wird.

1 Freiheitsgrad (vertikale Einfederung). Allgemeinste Form, größte Freiheit zur voneinander unabhängigen Auslegung zwangsgeführter Radbewegungen (Sturz, Vorspur, Radstand, Spurweite).

Nachteil: Teuer, Bauraum

Heute oft eingesetzt: Einzelradaufhängung, Verbundlenker oder Starrachse, 2 bis 3 Lenker je Radträger.

Starres Achsrohr (biege- und torsionssteif!)

Vorteile:

Einfach, billig, gute Geräuschisolation (Differential am Achsrohr)

Nachteile:

• Reibung zwischen Federlagen, Ansprechen von Federung und Dämpfung schlechter

• Große ungefederte Massen, große dyn. Radlast

• Gegenseitige Beeinflussung der Räder führt zu Trampelschwingungen

• Keine exakte Radführung

• Lenkeffekte bei ungleichmäsigem Einfedern, abhängig vom Belastungszudtand, Wanklenken bzw. Rollsteuern

• Korrosionsbeständigkeit

• kein spontanes Bruchverhalten

• hohe Bruchdehnung

• positives NVH-Verhalten, somit Erhöhung des Fahrkomforts

  (NOISE, VIBRATION, HARSHNESS)

Vorteile:

• Wie bei einer Starrachse mit konventionellem Antrieb

• Außerdem: keine Kardanwelle oder Gelenkwellen erforderlich

Nachteile:

• Wie bei einer Starrachse mit konventionellem Antrieb

• Eventuell noch höheres Gewicht als bei konventionellem Antrieb.

Trennung von Achsführung und Federung

Achsausführung in

• Fahrtrichtung: 2 Längslenker (kein S-Schlag), Stabilisatordreieck, Schubrohr

• Seitenrichtung: Panhardstab oder Wattgestänge oder Dreieck

Seitenkraftsteuern: Bei Übertragung der Seitenkräfte evtl. Drehmoment, das Achse “lenkt”. Beispiel: Hinterachse mit Panhardstab

Bauart: Vorderachse, Lenker und Schraubenfedern und Stabilisator, Panhardstab

Starrachse mit Antrieb, Differential am Wagenboden.

Ausführung: z.B. Längslenker und Stabilisierungsdreieck

Antrieb: Insgesamt 4 Gleichlaufgelenke (davon 2 Gleichlaufgelenke mit Löngsausrichtung).

Vorteile: Ungefederte Masse kleiner

Nachteile: Aufwendig, 4 Gleichlaufgelenke

• zwei Längslenker, biege- und torsionssteif

• “Achserohr” als Verbund bzw. Koppel zwischen den Lenkern. “Achsrohr” biegesteif und torsionsweich (starrachse torsionssteif!)

Kinematik durch Lage der Koppel wesentlich bestimmt.

Radbewegung bei

• gleichseitigem Einfedern

  Drehachse der Radbewegungen wie Längslenkerachse mit Stabilisator oder Starrachse

• wechselseitigem Einfedern

  • Torsion der Koppel

  • Drehachse der Radbewegung ähnlich wie Schräglenkachse

  • hier Geraden von Lenkerlagern zu Schubmittelpunkt (Verdrehpunkt der Koppel)

Kurvenfahrt (Wechselseitiges Einfedern) ergibt

• Wankuntersteuern und

• Seitenkraftübersteuern. Dominant, da

  • Hebelarm (Seitenkräfte zu Lenkerlagern) groß

  • Abstützbasis (Spurweite der Lenkerlager) relativ klein,

  • Lenkerlager relativ weich (komfort!)

Es gibt einen Zielkonflikt:

Stabiles Fahrverhalten im Grenzbereich: Steife Gummilager

Komfort (akustik, mech. Schwingungen): Weiche Gummilager

• Radträger

  • bestimmt Radstellung

  • trägt Bremsankerplatte (mit Bremsbacken oder Bremssattel)

  • ist Koppel einer räumlichen Gelenkkette

• Zugstrebe

  • schräg, beteiligt an Übertragung Längs- und Querkräfte

• Spurstange

  • weitere Lenker

• Feder, Dämpfer

Einsatz z.B. als Hinterachse bei Frontantrieb

Einzelradaufhängung, daher grundsätzlich

• leicht

• keine gegenseitige Beeinflussung der Räder

Längslenker nehmen auch Querkräfte auf ==> Biegung und Torsion, also sehr steif

• Einfedern senkrecht zur Karosserie => durch Wanken bekommt kurvenäußeres Rad positiven Sturz relativ zur Fahrbahn, Verlust an Seitenkraft => Tendenz Übersteuern

• Seitenkraft dreht kurvenäußeres Rad in Nachspur => Tendenz Übersteuern

Also nur günstig, wenn Fahrzeug zum Untersteuern neigt (aus seiner Grundstellung), => Hinterachse einsetzbar bei Fahrzeugen mit Frontmotor und Frontantrieb

Zwei starre Halbachsen, quer angeordnet.

Einfachste Querlenkerachse: Halbachse pendeln um Differential (am Fahrzeugboden).

Seitenführung durch Achsrohre, Längsführung durch Zugstreben oder Längslenker.

Seitenkraft F_yT bringt Aufstützeffekt über:

verringert Wankwinkel in Kurve, wirkt aber auch im Sinne positiver Sturzwinkel an kurvenäußerem Rad => Seitenkraftverlust! -> Hinterachse -> Übersteuern

Kleine Pendellänge => Große Sturz- und Spuränderungen (Reifenverschleiß, schlechter Geradeauslauf auf unebener Straße!)

Kombinaltion aus Längslenker- und Pendelachse

Aufbau:

Schräglenker übernehmen Längs- und Seitenführung, Federung über Schraubenfeder

Übliche Lösung:

Kleiner Pfeilungswinkel alpha_S, dann im Prinzip wie Pendelachse mit vergrößerter Pändellänge. Dann jedoch zwei Kardangelenke und ein Längsausgleich, oder zwei Gleichlaufgelenke je Achshälfte!

a) Längslenkerachse

b) Schräglenkerachse

c) Pendelachse