Transcript Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei Radaufhängungen im Pkw-Fahrzeugbau Mai 2010 Paolo Nicastro Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei Definition: Die Radaufhängung verbindet die Räder mit dem Fahrzeugaufbau oder dem Fahrzeugrahmen und überträgt die Kräfte.

Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Radaufhängungen im Pkw-Fahrzeugbau
Mai 2010
Paolo Nicastro
1
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Definition:
Die Radaufhängung verbindet die Räder mit dem
Fahrzeugaufbau oder dem Fahrzeugrahmen und
überträgt die Kräfte zwischen den Rädern und dem
Fahrzeugaufbau.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
2
2
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Arten der Radaufhängung:
Radaufhängungen lassen sich generell nach ihrer
Ausführung in Einzelradaufhängungen, Starrachsen
und Halbstarrachsen (starrachsähnliche
Konstruktionen), unterscheiden.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
3
3
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Einzelradaufhängung (Vorderachse)
Bei der Einzelradaufhängung führen die beiden Räder
einer Achse Ein- und Ausfederbewegungen durch,
ohne sich dabei gegenseitig zu beeinflussen.
Für Vorderachsen eignen sich Achskonstruktionen, die
den Vorderrädern für Lenkbewegungen Raum geben.
Es werden eingesetzt z.B.:
• Doppelquerlenkerachse
• Mehrlenkerachse und
• Mc Pherson-Federbein-Achse
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
4
4
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Doppelquerlenkerachse
Querlenker aus Aluminiumlegierungen oder Stahl
übernehmen die Abstützung der Seiten- und
Längskräfte. Alle Lenker sind durch Kugelgelenke mit
dem Radträger verbunden. Die oberen Lenker sind
am Aufbau und die unteren Lenker am Achskörper
befestigt. Durch die Länge und die Lage der
Querlenker werden nur geringe Sturz- und
Spurweitenveränderungen während des Einfederns
erreicht.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
5
5
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Doppelquerlenkerachse
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
6
6
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Mehrlenkerachse (Vierlenkerachse)
Der obenliegende Dreiecks-Querlenker ragt weit über
den Reifen. Auf dem Federlenker ist das Federbein
angeordnet. Der Zuglenker ist am Fahrschemel
befestigt. Als vierter Lenker führt die Spurstange der
Zahnstangenlenkung das Vorderrad. Diese
Achskonstruktion bietet eine hohe
Führungsgenauigkeit der Räder und benötigt weniger
Platz als die Doppelquerlenkerachse.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
7
7
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Mehrlenkerachse (Vierlenkerachse)
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
8
8
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
McPherson Federbeinachse
Das McPherson-Federbein übernimmt die Aufgaben
eines Lenkers und dient gleichzeitig zur Federung und
Schwingungsdämpfung des Fahrzeugs.
Der Achsschenkel wird meist durch einen Querlenker
geführt. Der obere Befestigungspunkt liegt im
Radkasten. Zwischen dem Achsschenkel und dem
oberen Befestigungspunkt sind der
Schwingungsdämpfer und die Schraubenfeder
angeordnet.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
9
9
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
McPherson Federbeinachse
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
10
10
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Die Übertragung der Kräfte
erfordert eine besonders
biegesteife Kolbenstange
im Schwingungsdämpfer
und eine Verstärkung des
Radkastens im Bereich des
oberen Stützlagers (Federbeindom). Das Stützlager muss
grosse axiale Kräfte aufnehmen und bei lenkbaren Achsen
grosse Verdrehwinkel ermöglichen. Das zwischen
Fahrzeugaufbau und Federbein angeordnete Gummilager
wirkt geräuschisolierend.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
11
11
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Einzelradaufhängung (Hinterachse)
Für Hinterachsen eignen sich Achskonstruktionen mit
niedriger Bauhöhe, wie z.B.:
• Längslenkerachse
• Verbundlenkerachse
• Koppellenkerachse
• Schräglenkerachse und
• Mehrlenkerachse
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
12
12
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Längslenker- und Verbundlenkerachsen sind breite,
flache Konstruktionen. Sie ermöglichen gute
Durchladungsmöglichkeiten im Fahrzeug!
Längslenkerachse
Auf jeder Fahrzeugseite führt ein Längslenker die
gezogenen Räder. Die Lenker sind längs zur
Fahrtrichtung befestigt. Als Längslenker werden meist
Dreieckslenker oder Einfachlenker aus biegesteifen
Hohlprofilen verwendet. Während des Einfederns bei
Geradeausfahrt, ändert sich der Radstand geringfügig,
Spurweite und Sturz bleiben gleich.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
13
13
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Längslenkerachse
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
14
14
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Verbundlenkerachse (Halbstarrachse)
Die beiden Längslenker sind an einem Ende durch
einen Achskörper miteinander verbunden. Der
Achskörper besteht aus torsionsweichen, aber
biegesteifen Profilen. Die Querschnittsform des Profils
beeinflusst das Einfederungsverhalten und die
Stellung der Räder.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
15
15
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Verbundlenkerachse (Halbstarrachse)
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
16
16
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Koppellenkerachse (Halbstarrachse)
Liegt der Achskörper, als Verbindung der beiden
Längslenker, nicht am Ende der Längslenker sonder
zwischen dem Radträger und dem Hinterachslager,
wird diese Achse als Koppellenkerachse bezeichnet.
Diese Achsen sind spurgenauer als die
Verbundlenkerachsen. Die Einfederbewegungen eines
Rades beeinflussen jedoch die Sturzstellung der
Räder.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
17
17
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Koppellenkerachse (Halbstarrachse)
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
18
18
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Schräglenkerachse
Die Radführung erfolgt durch breitausladende
Dreieckslenker, die als Schräglenker angeordnet sind.
Durch die weit voneinander entfernt liegenden
Lenklagerungen können die Kräfte gut aufgenommen
werden und es ist eine genaue Führung des Rades
möglich. Während des Einfederns erhält das Rad
einen negativen Sturz, während des Ausfederns einen
positiven Sturz. Die Seitenführungskraft wird dadurch,
besonders bei Kurvenfahrt, verbessert.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
19
19
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Schräglenkerachse
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
20
20
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Mehrlenkerachse
Mehrlenkerachsen gewährleisten in allen
Fahrsituationen einen positiven Einfluss auf das
Fahrverhalten. Über den gesamten Federweg bleiben
Vorspur und Spurweite nahezu gleich. Auch bei
Lastwechsel ergibt sich ein guter Geradeauslauf.
Mehrere räumlich angeordnete, voneinander
unabhängige Lenker führen das Rad (auch Raumachse
genannt). Die Lenker sind so zueinander gestellt, dass
sich bei Ein- und Ausfederbewegungen die Vorspur
und die Spurweite kaum ändern.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
21
21
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Die Anfahr- und Bremsmomente werden durch das
Zusammenwirken der Lenker abgestützt. Diese
Abstützung verhindert das Anheben des Hecks
während des Bremsens und das Eintauchen des Hecks
während des Anfahrens.
Mehrlenkerachsen benötigen gegenüber
Schräglenkerachsen weniger Raum und haben eine
geringere Masse!
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
22
22
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Mehrlenkerachse
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
23
23
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Starrachsen
Die beiden Radträger sind starr miteinander
verbunden. Ein- und Ausfederbewegungen eines
Rades beeinflussen immer die Radstellung des
anderen Rades.
Starrachsen werden hauptsächlich in Nutzkraftwagen
und für geländegängige PKW als Hinterachsen
verwendet.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
24
24
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Starrachsen
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
25
25
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Lenkerarten
• Längslenker sind längs zur Fahrtrichtung
angeordnet.
• Querlenker sind quer zur Fahrtrichtung angeordnet.
• Dreieckslenker haben eine typisch dreieckige Form.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
26
26
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Panhardstab und Wattgestänge
Der Panhardstab und das Wattgestänge sind
Hilfseinrichtungen um die Querbewegung der
Starrachse zu kontrollieren.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
27
27
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Panhardstab
Wenn eine Starrachse nur an den
Federungselementen (gelb) an ihren Enden
oder an Längslenkern mit dem Fahrgestell
(oder Karosserie) des Fahrzeuges verbunden
ist, ergibt sich das Problem, dass durch die.
gefederte Verbindung nicht nur Auf- und Abbewegungen,
sondern auch unkontrollierte Seitwärtsbewegungen der Achse
möglich sind, was die Spurtreue des Fahrzeugs verschlechtert.
Diese Seitwärtsbewegungen werden durch den Panhardstab
abgefangen und verhindert. Die Längsführung der Achse
übernehmen die Blattfedern oder (bei Schraubenfederung)
separate Längslenker, die in der Bauart dem Panhardstab ähnlich
sind.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
28
28
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Der an beiden Aufhängepunkten drehbar
gelagerte Panhardstab (rot) verbindet eine
Seite einer Starrachse mit der anderen Seite
des Wagenkörpers. Konstruktiv kann es sich
um einen Stab, ein Profil oder ein Rohr
handeln.
Die Wirkung beruht darauf, dass der Stab fast parallel zur Achse
läuft. Bei Auf- und Abbewegungen der Achse wird der Stab daher
nur um einen geringen Winkel um die Aufhängungspunkte
gedreht. Zusammen mit dem großen Radius des von ihm dabei
beschriebenen Kreises ergibt sich so eine kleine, kontrollierte
Seitwärtsverschiebung der Achse, die von der Federung
aufgefangen werden kann.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
29
29
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Wattgestänge
Im gezeigten Fall gibt es zwei Stäbe, die beide in unterschiedlicher
Höhe drehbar mit der Karosserie verbunden sind. Diese greifen
jetzt nicht direkt, sondern über einen Kipphebel auf die Achse zu.
Dieser Kipphebel gleicht Seitenbewegungen beim Einfedern aus..
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
30
30
Fahrzeugkunde CarrossierIn/Spenglerei
Präsentationsquellen:
Gerik, P. (2009). Kraftfahrzeugtechnik. Braunschweig: Westermann.
Fischer, F. (2006). Fachkunde Karosserie- und Lackiertechnik. Paderborn: Europa.
Mai 2010
Fahrwerk 3
Paolo Nicastro
31
31