DE19625018A1

DE19625018A1 - Hinterradaufhängung

Info

Publication number: DE19625018A1
Application number: DE1996125018
Authority: DE
Inventors: Martin Gruber; Johann Niklas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1996-06-22
Filing date: 1996-06-22
Publication date: 1998-01-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterradaufhängung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 3, 4 und 6.

Aus der DE-OS 16 05 917 ist eine Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug be kannt, bei der die Hinterräder über eine Längsblattfeder am Fahrzeugaufbau ab gestützt sind. Ein Dämpferbein ist einerseits gelenkig am Fahrzeugaufbau und an dererseits starr mit der Längsblattfeder verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Hinterradaufhängung weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 3, 4 und 6 jeweils für sich oder in Kombination gelöst.

Das Drehgelenk gemäß Anspruch 1 verhindert eine Verspannung zwischen der Längsblattfeder und dem Dämpferbein beim Ein- und Ausfedern. Mit der hierdurch erzielten Verbesserung des Ansprechverhaltens des Dämpferbeins ist eine Erhö hung des Dämpfungs- und Federungskomforts der Radaufhängung verbunden. Aufgrund der geringeren Beanspruchung des Dämpferbeins reduziert sich der Ver schleiß des Dämpferbeins. Die Ausrichtung der Drehachse des Gelenks etwa senkrecht zur Fahrzeuglängsachse (wobei selbstverständlich Abweichungen von mehreren Winkelgraden mit eingeschlossen sind) ermöglicht unverändert die Ein leitung von Längs- und Seitenkräften, so daß für die erfindungsgemäße Hinter radaufhängung keine zusätzlichen Radführungselemente notwendig sind.

Die bevorzugte Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ermöglicht eine ge zielte Beeinflussung der Kinematik der Hinterradaufhängung. Zur Veranschauli chung der kinematischen Verhältnisse dient das nachfolgend beschriebene Modell eines gedachten Ersatzlenkers.

Längsblattfedern sind üblicherweise an ihrem vorderen Federauge mit einer quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Drehachse an den Fahrzeugaufbau ange bunden, während das hintere Federauge der Längsblattfeder über eine län genausgleichende Pendelstütze mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Bei der erfindungsgemäßen Anbindung des Dämpferbeins über ein Gelenk kann der vor dere Abschnitt der Längsblattfeder (zwischen dem an der Karosserie angelenkten Federauge und dem Dämpfergelenk) als Ersatzlenker betrachtet werden, der für das Hinterrad beim Ein- und Ausfedern eine definierte Bewegungsbahn festlegt.

Bei einer quer zur Fahrtrichtung verlaufenden horizontal ausgerichteten Drehachse am vorderen Anlenkpunkt der Längsblattfeder ("vordere Drehachse") sind grundsätzlich die beiden nachfolgend beschriebenen Abweichungen der Dreh achse des Dämpferbeins von einer Parallellage in bezug auf die vordere Dreh achse möglich:
Die Drehachse des Dämpferbeins kann, bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung, gegenüber der Horizontalen nach unten bzw. nach oben geneigt sein.

Alternativ ist, bei Betrachtung in Richtung der Fahrzeughochachse, ein Kippen der Drehachse des Dämpferbeins nach vorn bzw. hinten möglich.

Im erstgenannten Fall und bei der Kombination der beiden Lageabweichungen ergibt sich eine windschiefe Lage der beiden Drehachsen zueinander. Im zweitge nannten Fall können sich die Verlängerungen der beiden Drehachsen schneiden; in der Regel wird sich hier jedoch auch eine windschiefe Lage einstellen.

Durch die nicht parallele Lage der Drehachse am Dämpferbein verändert sich beim Ein- und Ausfedern die Spur des Hinterrades, d. h. das Hinterrad geht entweder in Vor- oder in Nachspur. Durch die Abstimmung der Lage der Drehachsen von Längsblattfeder und Dämpferbein kann ein wunschgemäßes Eigenlenkverhalten der Hinterachse erzielt werden, beispielsweise eine Kompensation oder Überkom pensation der bei Kurvenfahrt auftretenden elastokinematischen Verformungen der Hinterradaufhängung.

Eine gemäß Anspruch 3 gegenüber der Fahrzeuglängsachse erfindungsgemäß schräg angestellte Längsblattfeder bewirkt beim Ein- und Ausfedern des Hinterra des eine Veränderung des Radsturzes. Durch entsprechende Schrägstellung der Längsblattfeder wird bevorzugt eine Vergrößerung des negativen Sturzes beim Einfedern des Hinterrades angestrebt, um eine Verbesserung des Kurvenfahrver haltens zu erzielen.

Die Anstellung der Längsblattfeder kann selbstverständlich auch mit einem Gelenk gemäß Anspruch 1 kombiniert werden. Bei Kombination mit einer schräg gestellten Drehachse am Dämpferbein (Anspruch 2) wird sowohl eine Spur- als auch eine Sturzänderung beim Ein- und Ausfedern erreicht.

Bei der bekannten Radaufhängung ist das Hinterrad über einen am unteren End abschnitt des Dämpferbeins angeordneten Radträger in Form eines Achsstummels an das Dämpferbein angebunden. Dieser bekannte Radträger ist in der Regel als Guß- oder Schmiedebauteil ausgeführt und entsprechend teuer in der Herstellung. Wird gemäß Anspruch 4 der Radträger erfindungsgemäß von wenigstens einem Strangprofil gebildet, so ergeben sich deutliche Vorteile hinsichtlich der Herstell kosten. Strangprofile aus Leichtmetall zeichnen sich durch eine hohe Eigensteifig keit bei geringem Gewicht aus, so daß sich die ungefederten Massen an der Hin terradaufhängung reduzieren. Bei Modellvarianten eines Fahrzeugtyps kann die Hinterradaufhängung durch die Verwendung unterschiedlicher Strangprofile sehr flexibel an die jeweiligen Belastungen und Achsgeometrien angepaßt werden. Eine besonders große Flexibilität ergibt sich bei einem modulartigen Aufbau des Rad trägers. Bei der zweiteiligen Ausführung des Radträgers nach Anspruch 5 kann das Dämpferbein zwischen den beiden Strangprofilen geklemmt werden. Hierdurch ist in einfacher Weise ein Austausch des Dämpferbeins möglich.

Durch die Verdrillung der unbelasteten Längsblattfeder nach Anspruch 6 wird er reicht, daß bei der erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung über die Radauf standskraft der Mittenbereich der Längsblattfeder in eine waagrechte Lage zurück gedreht wird. Die Längsblattfeder erzeugt auf diese Weise ein Rückstellmoment in der Hinterradaufhängung. Dieses Moment ist so bemessen, daß es das Kippmo ment aus dem Produkt aus Radaufstandskraft und dem Abstand zwischen Rad mittenebene und Mitte der Längsblattfeder kompensiert. Das Dämpferbein ist somit in Konstruktionslage querkraftfrei, wodurch das Ansprechverhalten des Dämpfer beins verbessert und seine Lebensdauer erhöht wird.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend in der Zeichnung dargestellt und näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Hinterradauf hängung,

Fig. 2a, b, c die erfindungsgemäße Hinterradaufhängung mit schräg angestellter Drehachse am Dämpferbein, in Seiten-, Rück- und Draufsicht,

Fig. 3a, b, c die erfindungsgemäße Hinterradaufhängung mit schräg angestellter Längsblattfeder, in Seiten-, Rück- und Draufsicht und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht auf eine verdrillte Längsblattfeder.

Fig. 1 zeigt die Hinterradaufhängung eines rechten Hinterrades 1 in perspektivi scher Darstellung. Das Hinterrad 1 ist über einen in seiner Gesamtheit mit 2 be zeichneten Radträger an einem Dämpferbein 3 befestigt. Das Dämpferbein 3 setzt sich aus einem Dämpferrohr 4 und einer Dämpferstange 5 zusammen. Am oberen Endabschnitt der Dämpferstange 5 ist eine Zusatzfeder 6 vorgesehen. Das Dämpferbein 3 ist über ein oberes Stützlager 7 gelenkig an den Fahrzeugaufbau 8 angebunden und stützt sich unterseitig an einer in Fahrzeuglängsrichtung 9 verlau fenden Längsblattfeder 10 ab. Die Längsblattfeder 10 ist über ihr vorderes Feder auge 11 am Fahrzeugaufbau 8 drehbar gelagert. Die senkrecht zur Fahrzeug längsrichtung 9 verlaufende Drehachse ist mit 12 bezeichnet. Die hintere Lagerung der Längsblattfeder 10 erfolgt über das hintere Federauge 13 und eine Pen delstütze 14. Die Drehachsen an der Pendelstütze sind mit 15 und 16 bezeichnet.

Erfindungsgemäß ist das Dämpferbein 3 über ein in seiner Gesamtheit mit 17 be zeichnetes Gelenk mit der Längsblattfeder 10 verbunden. Die gelenkige Verbin dung erfolgt über einen nicht dargestellten Drehbolzen, der durch die Durchgangs bohrungen 18 zweier U-förmiger Lagerböcke 19 und 20 hindurchgeführt ist. Der erste Lagerbock 19 ist starr mit dem unteren Ende des Dämpferbeins 3 verbunden. Der zweite Lagerbock 20 weist einen U-förmigen Abschnitt 21 auf, dessen Außen kontur sich in die Innenkontur des ersten Lagerbocks 19 einfügt. Die Verbindung des Lagerbocks 20 mit der Längsblattfeder erfolgt beispielsweise durch Vernie tung. Die von dem Bolzen gebildete Drehachse zwischen dem Dämpferbein 3 und der Längsblattfeder 10 ist mit 23 bezeichnet.

Der Radträger 2 setzt sich aus zwei Strangprofilen 24 und 25 zusammen. Die Strangprofile weisen halbzylindrische Aufnahmeabschnitte auf, die zwischen sich das Dämpferrohr 4 des Dämpferbeins 3 aufnehmen.

Die einzelnen Darstellungen a bis c der Fig. 2 zeigen eine erfindungsgemäße Hinterradaufhängung in verschiedenen Ansichten. Gleiche und gleichwirkende Teile sind mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet. Die Mittellage der Hinterradaufhängung ist mit durchgezogenen Linien gezeichnet, während die strichpunktierten Linien die eingefederte Lage darstellen.

Abweichend von der Darstellung in Fig. 1 ist die Drehachse 23 gegenüber einer horizontalen Ebene um den Winkel α geneigt. Durch diese nicht parallele Lage der Drehachse 23 zur vorderen Drehachse 12 ergibt sich beim Einfedern des darge stellten linken Hinterrades 1 eine Vorspuränderung. Das Hinterrad 1 geht bei der dargestellten Neigung der Drehachse im Uhrzeigersinn (mathematisch negativer Winkel) beim Einfedern in Vorspur; der Vorspurwinkel ist mit β bezeichnet. Diese Spuränderung kann durch einen virtuellen Ersatzlenker 28 zwischen den Dreh achsen 12 und 23 veranschaulicht werden.

Die Darstellungen der Fig. 3 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Hinter radaufhängung, bei der die Längsblattfeder 10 mit einer Längsachse 27 um den Winkel γ gegenüber einer Parallelen zur Fahrzeuglängsachse 9 angestellt ist. Die Mittellage der einzelnen Elemente der Hinterradaufhängung ist mit durchgezoge nen Linien dargestellt, während die strichlierten Linien die eingefederte Position kennzeichnen. Durch die Anstellung der Längsblattfeder 10 um den Winkel γ ergibt sich, wie anschaulich aus den Fig. 3a bis c hervorgeht, eine Sturzänderung des einfedernden Hinterrades 1. Der Sturzwinkel ist mit δ bezeichnet. Der untere End abschnitt des Dämpferbeins 3 (in Fig. 3 mit einem nicht obligatorischen Gelenk 17 an die Längsblattfeder 10 angebunden) wandert beim Ein- und Ausfedern des Hin terrades 1 quer zur Fahrzeuglängsachse 9. Da das obere Stützlager 7 des Dämpferbeins 3 karosseriefest ist, ergibt sich somit eine Sturzänderung über dem Federweg. Die Sturzänderung kann auch hier durch den Ersatzlenker 28 zwischen den Drehachsen 12 und 23 veranschaulicht werden.

Die Winkel α, β, γ und δ sind in den Fig. 2 und 3 zur Verdeutlichung des Funk tionsprinzips der Erfindung deutlich größer als bei realisierbaren Hinterradaufhän gungen gewählt.

Fig. 4 zeigt eine Längsblattfeder 10, die - von ihren Federaugen 11 und 13 aus betrachtet - derart gegensinnig verdrillt ist, daß ihre Oberseite 26 zur Mitte der Längsblattfeder 10 hin zunehmend in Richtung der Fahrzeugaußenseite zeigt. Der Mittenbereich 27 der Längsblattfeder 10 verläuft ebenflächig, mit einer maximalen Neigung nach außen. Der ebene Mittenbereich 27 dient der Aufnahme des Lagerbocks 20 (siehe Fig. 1).

Die in Fig. 4 dargestellte Längsblattfeder 10 ist in ihrem unbelasteten Zustand (ohne Anbindung an ein Dämpferbein 3) als Einzelbauteil dargestellt. Mit dem Ein bau in eine erfindungsgemäße Hinterradaufhängung wird der Mittenbereich 27 der Längsblattfeder 10 durch die Radaufstandskraft, die mit dem Hebelarm aus dem seitlichen Versatz von Radmittenebene und Längsachse der Längsblattfeder 10 angreift, in eine waagrechte Lage zurückgedreht.

Claims

1. Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, mit einer das Hinterrad ab stützenden Längsblattfeder, deren Endabschnitte am Fahrzeugaufbau ange lenkt sind, sowie mit einem Dämpferbein, das zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Längsblattfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferbein (3) über ein Gelenk (17) mit der Längsblattfeder (10) verbunden ist, wobei die Drehachse (23) des Ge lenks (17) etwa senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung (9) verläuft.

2. Hinterradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (23) zwischen Dämpferbein (3) und Längsblattfeder (10) nicht parallel zur Drehachse (12) zwischen einem Endabschnitt (11) der Längsblattfeder (10) und dem Fahrzeugaufbau (8) verläuft.

3. Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, mit einer das Hinterrad ab stützenden Längsblattfeder, deren Endabschnitte am Fahrzeugaufbau ange lenkt sind, sowie mit einem Dämpferbein, das zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Längsblattfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (12) zwischen einem Endab schnitt (11) der Längsblattfeder (10) und dem Fahrzeugaufbau (8) vom Lot auf eine vertikale Ebene durch die Fahrzeuglängsachse (9) abweicht.

4. Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, mit einer das Hinterrad ab stützenden Längsblattfeder, deren Endabschnitte am Fahrzeugaufbau ange lenkt sind, sowie mit einem Dämpferbein, das zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Längsblattfeder angeordnet ist, mit einem Radträger, der das Dämpferbein mit dem Hinterrad des Fahrzeugs verbindet dadurch gekennzeichnet, daß der Radträger (2) von wenigstens einem Strangprofil (24, 25) gebildet wird.

5. Hinterradaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radträger (2) von zwei lösbar miteinander verbindbaren Strangprofilen (24, 25) gebildet wird, die das Dämpferbein (3) durch Form- und/oder Kraftschluß zwischen sich aufnehmen.

6. Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, mit einer das Hinterrad ab stützenden Längsblattfeder, deren Endabschnitte am Fahrzeugaufbau ange lenkt sind, sowie mit einem Dämpferbein, das zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Längsblattfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsblattfeder (10) ausgehend von ihren Endabschnitten (11, 13) zu ihrer Mitte hin derart verdrillt ist, daß der Mittenbe reich (27) der Längsblattfeder (10) ohne Belastung durch die Radaufstands kraft zum Hinterrad (1) hinweisend schräggestellt ist.