DieRadaufhängung oderRadführung ist die bewegliche „Verbindung zwischen Fahrzeugkörper und dem Rade“.[1] Sie enthältFührungselemente, die die Räder auf vorgegebenen, nahezu senkrecht stehenden Bahnen gegenüber dem Fahrzeugkörper leiten und überträgt die zwischen Fahrbahn und Reifen wirkenden Kräfte (Radlasten, Antriebs-, Brems- und Seitenkräfte). Durch geeignete Ausführung derRadführungsgeometrie und derFederung ist es möglich, unerwünschte Nebenerscheinungen dieser Kräfte wieNick- undWank-Bewegungen des Fahrzeugkörpers zu mildern.[1] Umgekehrt beeinflusst die Radstellung auch die Reifenkräfte, so dass auch dasEigenlenkverhalten positiv beeinflusst werden kann.
Bauformen sind:Einzelradaufhängungen (nebenstehende Abbildung),Starrachsen und Verbundachsen.[2] DieBauteile der Radaufhängung zählen zumFahrwerk einesFahrzeugs. Die Gestaltung der Radaufhängung ist ein wesentlicher Teil derFahrzeugtechnik.
Die Radaufhängungen sollen ein sicheresFahrverhalten gewährleisten und Einbußen beimFahrkomfort infolge Fahrbahnunebenheiten mildern (den Fahrzeugaufbau abklingend schwingen lassen und Geräuschübertragung dämpfen). Dazu müssen sie:
Da sich die Anforderungen teilweise widersprechen, sind Bauart und Abstimmung stets ein Kompromiss.
Zur Radaufhängung gehören:Radträger (Achsschenkel oder durchgehender Achskörper),Lenker undGelenke. Zu den immer beteiligten Federn und Stoßdämpfern: sieheFederung (Fahrzeug).
Die Räder eines Fahrzeugs folgen den Fahrbahnunebenheiten. Der Aufbau sollte davon weitgehend abgekoppelt sein oder Hub-, Nick- und Wankbewegungen ausführen können. Jedes Rad benötigt daher einen Freiheitsgrad überwiegend in Vertikalrichtung des Fahrzeugs. Bei einer Einzelradaufhängung ist das erfüllt, denn sie ist ein Mechanismus mit einem Freiheitsgrad. Bei einer Starrachse sind die beiden Räder der Achse auf einer gemeinsamen Achsbrücke angeordnet. Eine kinematisch exakte Starrachsführung muss daher zwei Freiheitsgrade aufweisen. Dies lässt sich durch ein mittig angebrachtesDrehschubgelenk versinnbildlichen.[3]
Die unterschiedlichen Bauformen der Radführung unterscheiden sich prinzipiell nicht, ob die Räder gelenkt sind oder nicht.
Der Auslegungsspielraum ist eingeschränkt, wenn die geführten Räder angetrieben sind.
„Der Begriff Radaufhängung ist erst etwa seit den [19]30er im Automobilbau gebräuchlich ... Früher sprach man von Achsen. Erst mit der Einzelradaufhängung wurde dieser Begriff eingeführt. (Inzwischen) verwendet man (ihn) auch für Starrachsen als eine mögliche Form.“[4]
Bei einer Starrachse sind dieRadträger einer Achse über einen starren Achskörper („Achsbrücke“) miteinander verbunden.
Die Achsbrücke ist in der Regel mit Blattfedern oder Kombinationen aus Lenkern am Fahrzeugkörpergeführt und diesem gegenüber gefedert.Deichselachsen werden mit Kugelgelenk in Kombination mit einem Querlenker oder Längslenkerpaar geführt.Starrachsen mit in der Regel integriertem Differentialgetriebe in etwa chronologischer Reihenfolge:[5]
Bei der Einzelradaufhängung werden die beiden Räder einerAchse (Vorder oder Hinterachse) unabhängig voneinander geführt. Die Radstellung eines Rads ist von der des anderen unabhängig. Die folgende etwa chronologische Aufstellung ist aber unvollständig:[9]
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Zu den gegenwärtig häufigsten Vertretern aus der Vielzahl möglicher Ausführungen von Verbundaufhängungen zählen die sogenannten „Halbstarrachsen“.[11] Unter diesen etwas ungenauen Begriff fallen dieTorsionskurbelachse und dieVerbundlenkerachsen als nicht angetriebene Hinterachsen.[12][13]
Gemeinsames Merkmal dieser Achskonstruktionen sind zwei parallele Längsschwingen, die durch einen biegesteifen aber torsionsweichen Stab (meist mit T- oder U-förmigem Profil) „ecksteif“ miteinander verbunden sind. Je nach Lage des biegesteifen Verbundstabs ähnelt das Verhalten mehr einer Starrachse oder einer Längslenkerachse. Der Sturz zur Straße bei Kurvenfahrt liegt demnach zwischen diesen beiden Extremen. Der torsionsweiche Verbindungsstab wirkt zusätzlich alsStabilisator.
Die Verbundlenkerachse (dieKoppellenkerachse ist lediglich eine Unterart davon) ist wegen ihres einfachen Konzepts (einfache (Schweiß-)Baugruppe mit geringem Raumbedarf, nur zwei Gummilager, kein Achsträger am Fahrzeugaufbau erforderlich) „die kostengünstigste nicht angetriebene Hinterachse überhaupt“.[14] Die anfänglich unbeachtete Neigung zum Übersteuern wegen der Drehung des Achsverbunds um die Hochachse in den elastischen Gummilagern wurde später mit extra zu diesem Zweck entwickeltenspurkorrigierenden Lagern im Wesentlichen beseitigt.
Der Verbindungsstab der Torsionskurbelachse (zuerst beimDKW Junior, 1958) hat U-Querschnitt (ursprünglich ein geschlitztes Rohr) und ist an verdrehweichen Schwingen (Schwertern) und einem Panhardstab geführt. Durch die Lage des Verbindungsteils sind die kinematischen Eigenschaften näher an denen einer Starrachse.
Die Verbundlenkerachse erschien 1974 als Hinterradaufhängung amVW Scirocco und amGolf. An den weit auseinanderliegenden Aufhängepunkten der Achseinheit am Fahrzeug sitzen nachgiebige Gummilager. Spurkorrigierende Lager, die unter seitlicher Kraft in Längsrichtung härter werden, gibt es seit 1981, eingeführt imVW Passat B2.
Bei der Hinterachse desRover P6 war der Achskörper im Gegensatz zu dem einer Starrachse geteilt, das Differential aufbaufest. Die beiden Radträger waren durch ein Drehschubgelenk miteinander verbunden. Die Achse gehört somit zu den Verbundachsen. Zusätzlich zu den vier Stablenkern dienten die Gelenkwellen ohne Längenausgleich als zusätzliche Querlenker.[15]
Bei der Auslegung einer Radaufhängung können nur in einem ersten Arbeitsschritt alle beteiligten Bauteile als starre Körper angesehen werden (Kinematik der starren Körper). Lenker und andere „starre“ metallische Bauteile geben – insbesondere unter Kräften und Momenten, deren Übertragung nicht ihre Hauptaufgabe ist – merklich elastisch nach. Die Lager sind zur Dämpfung von Stößen und Schall absichtlich elastisch nachgebend ausgelegt:Gummilager.
Die Elastizitäten führen zu zusätzlichen Bewegungsfreiheiten, die bei vertiefter Betrachtung unter dem BegriffElastokinematik[16] in die Auslegung einer Radaufhängung eingehen müssen. Ziel ist, die „unvermeidlichen Verformungen ... zu kompensieren oder sogar in wünschenswerte Bewegungen umzuwandeln.“[17]
Beschreibung inmein-autolexikon.de
