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Die Radaufhängung ist Bestandteil des Fahrwerks eines Fahrzeugs. Sie verbindet die Räder mit dem Fahrgestell oder der selbsttragenden Karosserie.
Radaufhängungen ermöglichen die Federung der Räder und müssen gegebenenfalls auch Lenkung, Antrieb und Bremsung zulassen. Ihre Gestaltung ist ein wesentlicher Teil der Fahrzeugtechnik.
Inhaltsverzeichnis |
Ziele bei der Konstruktion von Radaufhängungen sind ein stabiles Fahrverhalten, eine komfortable Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten, eine geringe Schwingungs-, und Geräuschübertragung, lange Lebensdauer und ein geringes Gewicht. Dazu muss:
Da sich die Anforderungen teilweise widersprechen, ist die Abstimmung und Bauart stets ein Kompromiss zwischen den gewünschten Eigenschaften und einer möglichst günstigen Lösung.
Teile der Radaufhängung sind Achsträger, Radlager, Nabe, Längs- und Querlenker, Feder, Stoßdämpfer, Stabilisator sowie Trag- und Führungsgelenke.
Meist sind Radaufhängungen mit sogenannten Lenkern aufgebaut. Dies sind häufig Streben, die am Fahrgestell befestigt sind und die Radaufhängung horizontal fixieren. Sie sind um eine näherungsweise waagerechte Rotationsachse drehbar gelagert und lassen daher vertikale Bewegungen des Radträgers zu. Man unterscheidet Querlenker, Schräglenker und Längslenker. Die Rotationsachsen liegen bei Querlenkern näherungsweise in Fahrtrichtung, bei Schräglenkern in einem Winkel zwischen 0 und 90° zur Fahrtrichtung und bei Längslenkern quer zur Fahrtrichtung. Sind zwei Lenker zu einem Bauteil vereinigt, nennt man sie Dreieckslenker. Schwingen werden oft auch als Lenker bezeichnet, wie z. B. bei der verbreiteten Schräglenkerachse. Schwingen sind anders als Lenker starr mit dem Radträger verbunden, außer bei gelenkten Rädern, die schwenkbar sein müssen.
Die durch die Anordnung der Lenker im Raum mögliche kräftefreie Bewegung des Radträgers wird als Kinematik (Starrkinematik) bezeichnet. Dabei werden die Bauteile, Gummi-Metall-Lager und Kugelgelenke, als nicht deformierbar angenommen. Die Elastokinematik berücksichtigt die Nachgiebigkeiten mindestens der Gummi-Metall-Lager, oft der Kugelgelenke und selten der Bauteile.
Für das Fahrverhalten des Fahrzeuges ist primär die Starrkinematik von Bedeutung. Sie wird so ausgelegt, dass sich beim Federn und Lenken zwischen Rad und Fahrbahn Sturz- und Vorspurwinkel einstellen, die hinsichtlich Kraftübertragung des Reifens zur Fahrbahn optimal sind. Infolgedessen stellt sich Fahrverhalten, Reifenverschleiß und Abrollkomfort ein. Die Bewegung nach der Starrkinematik wird überlagert durch elastokinematische Effekte. Diese entstehen, weil sich unter Wirkung der am Rad angreifenden Kräfte die Bewegungspunkte und -achsen z. B. in den Gummi-Metall-Lagern im Raum verschieben. Durch gezielte Ausbildung bestimmter Steifigkeiten in den Gummi-Metall-Lagern kann das Fahrverhalten des Fahrzeugs wesentlich verbessert werden.
Bei der Radführung wird, neben der Einteilung in Lenk- und/oder Antriebsachse, unterschieden in:
Starrachsen sind zwei am Radmittelpunkt quer zur Fahrtrichtung verbundene Räder. Verwendet zum Beispiel an Lkw, werden sie durch Längsblattfedern oder Längslenkern mit Panhardstab geführt. Auch die aufwendige De-Dion-Achse ist eine Starrachse. Von Opel wurde in vielen Pkw bis in die 1980er Jahre die Zentralgelenkachse verwendet.
Verbundlenkerachsen sind „Halbstarrachsen“, bei denen die Verbindung zwischen den Rädern dreh- und biegeelastisch ist. Sie weisen fahrdynamische Vorteile gegenüber einer einfachen Starrachse auf und sind eine kostengünstige Alternative zur Einzelradaufhängung. Beispiele sind die frühen VW-Golf-Modelle.
Einzelradaufhängungen sind Radführungen, die unabhängig vom anderen Rad einer Achse einfedern können. Zur Verbesserung der Fahreigenschaften eines Fahrzeugs sind viele unterschiedliche Bauarten entwickelt worden. In Abhängigkeit von Kosten, erwünschter Fahrdynamik und Einsatzzweck wird die bestmögliche Bauform ausgewählt. Folgende Bauarten sind oder waren gebräuchlich:
