DE2825176C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Torsionskurbelachse mit Längslenker zur torsionsgefederten Einzelradaufhängung.

Aus der DE-PS 9 76 856 und der DE-AS 12 40 413 sind Einzelradaufhängungen bekannt, die für jedes Rad aus einem Quertorsionsstab bestehen, der koaxial zur Nabenachse eines Längslenkers des Achslagers angeordnet ist. Dieser Stab wird dabei an einem Ende im Bereich der zugehörigen Radaufhängung durch den Längslenker verdrehbar gelagert und an seinem anderen Ende entweder in der Nähe der mittleren Längsachse des Fahrzeugs oder in der Nähe der Befestigung des anderen Längslenkers am Chassis fest eingespannt.

Wenn die Torsionsstäbe in der Nähe der Mittelachse verankert (DE-PS 9 76 856), also verhältnismäßig kurz sind, ist es erforderlich, einen Achslagerarm von beträchtlicher Länge vorzusehen, um das mögliche Stoßen des Rades mit den elastischen Verformungen des Stabes in Einklang zu bringen. Wenn die Stäbe in der Nähe des anderen Längslenkers eingespannt und somit verhältnismäßig lang sind, ist es dagegen nötig, die Achsen der Längslenkernabe gegeneinander in Fahrzeuglängsrichtung zu versetzen und folglich die Räder selbst aus der gleichen Achse zu bringen (DE-AS 12 40 413) oder Längslenker von verschiedener Länge zu benutzen.

Die FR-PS 15 53 141 beschreibt eine erste Lösung zur Vermeidung dieser Nachteile. Diese bekannte Anordnung enthält zwei Torsionsfederstäbe, die mit den Längslenkern verbunden sind. Die Torsionsfederstäbe sind außerhalb der Drehachse der Längslenker angeordnet. Die Torsionsstäbe werden bei elastischen Bewegungen der Räder einer Biegungsbeanspruchung ausgesetzt und bewirken gleichzeitig die Abstützung der Seitenführungskräfte, wobei die Längslenker selbst seitlich verschiebbar angebracht sind.

Eine derartige Seitenverschiebung des Längslenkers findet bei jeder Einfederungsbewegung seines Rades statt, denn die Länge des gebogenen Torsionsfederstabes entspricht dem Abstand des Längslenkers zum Festlager des Torsionsfederstabes an der Traverse, der sich von dem Abstand unterscheidet, welcher gleich der gestreckten Länge (ohne Durchbiegung) des Torsionsfederstabes im Normalzustand ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Torsionskurbelachse mit Längslenker der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einfacher Konstruktion, geringen Abmessungen und einfacher Montage bei Einbeziehung eines Drehstab-Stabilisators unerwünschte Belastungen der Achsenkonstruktion verhindert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht in der Einfachheit der Montage und im geringen Platzbedarf der vorgeschlagenen Aufhängung, die daher besonders für relativ kompakte Fahrzeuge von geringem Gewicht geeignet ist, welche hauptsächlich für den Stadtverkehr bestimmt sind. Der integrierte Stabilisator, der sich in der Drehachse der Längslenker befindet und über einen Hebel mit den Längslenkern verbunden ist, ist so gestaltet, daß er in der Lage ist, eine bei Federbewegungen des Rades zwangsläufig auftretende Spurweitenänderung zuzulassen, indem er relativ zu den Lenkern seitlich auswandert.

Die FR 12 54 827 und FR 20 16 544 zeigen zwar, daß Hebel zur Verdrehung des Stabilisators in unterschiedlichen Ausführungsarten bereits bekannt sind. Die bekannten "Hebel" sind jedoch nicht gemäß der Erfindung ausgeführt, d. h. auf so elastische Weise, daß sie auch in der Lage wären, eine Verringerung der Spurweite mit einer entsprechenden "Verlängerung" des Stabilisators auszugleichen.

Die besonders leichte Montage und Einstellbarkeit wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch ermöglicht, daß eine in die Längsträger hineinragende Querstrebe hohl ist und innen Lager zum Halten und gelenkigen Anbringen der Naben der Längslenker trägt, die durch eine Öffnung am Ende der Querstrebe eingeführt sind.

Die besonders kompakte Bauweise wird dadurch geschaffen, daß ein Torsionsstab ganz durch den Längslenker und durch mindestens einen Längsträger des Fahrzeugs hindurchgeht, und daß mindestens eines der Enden des Torsionsstabes seitlich über die Außenfläche eines dieser Längslenker hinausragt, und daß dieses hinausragende Ende einen Träger für Mittel zur Einstellung des Abstandes eines Längslenkers in bezug auf den quer gegenüberliegenden Längsträger bei der Montage bildet und daß der Stabilisator von einem Torsionsstab gebildet ist, der koaxial in den Halbachsrohren einliegt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von nicht maßstäblichen Zeichnungen dargestellt. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine Aufhängung im Schnitt;

Fig. 2 Einzelheiten der Aufhängung nach Fig. 1 im Schnitt.

Wenn man sich zunächst der Fig. 1 zuwendet, erkennt man eine Querstrebe 1, die sich unter dem Unterbau eines Fahrzeuges erstreckt und mit ihren Enden an zwei kurzen Längsträgern 3 und 4 angebracht ist. Diese sind ihrerseits an den Stellen 5 und 6 an dem Unterbau des Fahrzeugs befestigt. Die Längsträger, die an den Unterbau durch Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben (nicht gezeigt), angebracht sind, liegen auf elastischen Blöcken 7 und 8 auf, die zwischen jedem Längsträger und den Unterbau gelegt sind.

Die Querstrebe 1 ist hohl und hat zwei weit außen liegende Innenlager 9 und ein zentrales Lager 10. Die Lager tragen zwei Halbachsrohre 11 und 12, an deren äußeren Enden Längslenker 13 bzw. 14 fest angebracht sind. Die Längslenker sind mit ihrem zugehörigen Halbachsrohr um dessen Längsachse verdrehbar und die Halbachsrohre entlang deren Längsachse verschiebbar in den Lagern 9 und 10 gelagert. Die Längslenker 13 und 14 tragen an ihrem Ende Räder 15, die von Achsschenkeln 16 getragen sind. Der Längslenker 13 liegt dem Längsträger 3 und der Längslenker 14 liegt dem Längsträger 4 an deren Außenfläche gegenüber.

Ein erster Torsionsstab 17, der an seinen beiden Enden entweder ein Keilwellenprofil oder eine Kerbverzahnung aufweist, erstreckt sich parallel zur Achse der Halbachsenrohre 11 und 12 außerhalb der Querstrebe 1 zwischen dem Längslenker 13 und dem Längsträger 4.

Die Keilwellenprofil-Enden des Torsionsfederstabes greifen in Keilwellen-Profil-Öffnungen 13a und 4a, die ganz durch den Längslenker 13 und den Längsträger 4 hindurchgehen. Der Torsionsfederstab 17 verläuft durch eine Öffnung in Form einer bogenförmigen Ausnehmung 18 im Längsträger 3.

Ein zweiter Torsionsfederstab 19, der ebenfalls an seinen Enden ein Keilwellenprofil oder eine Kerbverzahnung aufweist, erstreckt sich parallel zur Längsachse der Halbachsrohre 11 und 12 und dem Torsionsfederstab 17 außerhalb der Querstrebe 1 und verbindet den Längslenker 14 mit dem Längsträger 3. Die Enden dieses Stabs greifen in Öffnungen Mit Keilwellen-Profil 3a und 14a, die ganz durch den Längslenker 13 und den Längsträger 4 hindurchgehen. Das in die Öffnung 14a greifende Ende des Stabes durchgreift eine Ausnehmung 20, die sich im Längsträger 4 befindet. Die beiden Enden jedes Torsionsfederstabes 17, 19 sind vorzugsweise, nach bekannter Art, mit einer verschiedenen Anzahl von Keilen oder Zähnen versehen, um eine genaue Winkeleinstellung der Längslenker zu ermöglichen.

Schließlich sind in der Zeichnung Fig. 1 schematisch Stoßdämpfer 21 und 22 gezeigt, die an den Längsträgern 3 und 4 an den Stellen 23 und 24 und an den Längslenkern 13 und 14 an den markierten Stellen 25 und 26 angebracht sind. Das Anbringen erfolgt mit Hilfe von Schrauben, um deren Längsachse die Stoßdämpfer 23 und 24 schwenkbar sind und die die Stoßdämpfer schräg zum Boden halten.

Um z. B. den Torsionsfederstab 17 an seinen Platz zu bringen, führt man ihn zunächst durch die Ausnehmung 18 und die mit einem Keilwellen-Profil versehene Öffnung 4a des Längsträgers 4 ein. Danach bewegt man ihn derart, daß sein Ende, das in der Ausnehmung 18 liegt, fast genau in der vorgesehenen Ruhestellung der Torsionskurbelachse liegt und verschwenkt den Längslenker 13 derart, daß die Öffnung mit dem Keilwellen-Profil 13a gegenüber von der Ruhestellung liegt. Führt man das Ende mit dem Keilwellen-Profil des gebogenen Torsionsstabs in die Öffnung 13a ein, ist der Stab nicht tordiert.

Es wirkt lediglich das Biegemoment des gebogenen Torsionsfederstabs 17 auf die Öffnung 13a des Längslenkers 13 sowie die Öffnung 4a des Längsträgers 4. Diese Einwirkungen sind verhältnismäßig schwach, da der Torsionsfederstab lang und dünn ist. Aufgrund der Profilierung der Enden des Torsionsfederstabes 17 sowie der Öffnungen 4a und 13a kann der Torsionsfederstab 17 aus diesen Öffnungen herauszutreten. Mittels Schrauben 28 und Unterlegblechen kann der Abstand des Längslenkers 13, der entlang der Querstrebe 1 auf dem Halbachsrohr 11 axial verschieblich ist, vom Längsträger 4 eingestellt werden. Man verfährt in der gleichen Art, um den Torsionsfederstab 19 zwischen dem Längsträger 3 und dem Längslenker 14 an seinen Platz zu bringen, und man versieht die Längslenker mit ihren entsprechenden Rädern.

Wird das Fahrzeug mit seinen Rädern auf den Boden gestellt, belastet man die Längslenker, die die Halbachsrohre 11 und 12 um ihre Längsachse verdrehen. Mit Beendigung dieser Drehbewegung weisen die Torsionsstäbe nahezu ihre einstmals geradlinige Form auf. Ihre Biegung (Flexion) wird vermindert, oder ganz aufgehoben, und die Torsionsspannung, unter der sie nun stehen, übt auf die Flächen der Keilwellenverbindungen bedeutende Kräfte aus. Diese ausgeübten Kräfte sind derart, daß sie eine Querverbindung der Längsträger und der Längslenker relativ zueinander verhindern. Daher stellt jeder Torsionsstab ein Mittel zum Festhalten des mit ihm verbundenen Längslenkers, besonders in Querrichtung in bezug auf das Chassis des Fahrzeugs, dar. Hierdurch kann auf jedes andere Befestigungsmittel verzichtet werden.

Bei Rückkehr der Stäbe aus ihrer zur Montage gebogenen Form in eine geradlinige Form erfolgt eine Verlängerung in Querrichtung zu den Längsträgern 3, 4. Da die Halbachsrohre 11 und 12 im Querträger 1 axial verschieblich sind, verschieben sich die Längslenker 13, 14 von ihrer Ausgangsstellung um den Betrag, der im wesentlichen der Verlängerung durch Streckung der Torsionsfederstäbe 17 bzw. 19 entspricht. Deshalb muß der Verschiebung der Längslenker zur Zeit der Belastung des Fahrzeuges Rechnung getragen werden. Dies geschieht teils bei der Montage und den ausgeführten Einstellungen, teils in der Anbringung von Dichtungsverbindungen als Schutz der Lager 9 und 10. In Fig. 1 sind solche Dichtungen 29 gezeigt, die aus einem elastischen Material hergestellt sind und damit der axialen Bewegung der Halbachsrohre Rechnung tragen.

In Fig. 2 ist die Anordnung der Torsionsfederstäbe 17, 19 sowie des Drehstab-Stabilisators 35 in bezug auf die Halbachsrohre sowie in bezug auf die Längslenker dargestellt. Im Innern der Halbachsrohre 11 und 12 erstreckt sich entlang deren Längsachse ein Torsionsfederstab als Stabilisator 35, der mit Keilwellen- Profilenden rotationsfest in Formstücke 36 bzw. 37 greift. Die Formstücke sind in den Halbachsrohren 11, 12 an deren Enden angebrachter elastischer Buchsen 38 und 39 zentriert. Jeweils ein Formstück 36 bzw. 37 ist mit einem Ende eines Hebels 40 bzw. 41 verschweißt. Das andere Ende des Hebels 40 bzw. 41 ist mit jeweils den an den äußeren Enden der Halbachsrohre 11 und 12 befestigten Längslenkern 13 bzw. 14 verbunden. Der Hebel 40 ist kürzer als der Hebel 41 und ist am Längslenker 13 durch die Schraube 28 befestigt, die auch den Torsionsfederstab 17 hält.

Wenn der Längslenker 13 verdreht wird, tordiert er den Stabilisator 35, über den Hebel 40 und das Formstück 36. Die Torsion des Stabilisators 35 überträgt sich an dessen anderem Ende über das Formstück 37 auf den Hebel 41 und den Längslenker 14 und veranlaßt das auf der gegenüberliegenden Seite befindliche Halbachsrohr 12 und den an diesem befestigten Längslenker 14 der Drehbewegung zu folgen. Die durch die Torsion verursachte Verkürzung des Torsionsstabs 35 ist jedenfalls geringer als die Verringerung der Spurweite aufgrund von Einfederung des Rades mit Längslenker 13 bzw. 14 und der damit einhergehenden "Verkürzung" durch Biegung der Torsionsfederstäbe 17 und 19. Diese ungleichen Längenänderungen von Torsionsstab 35 und Torsionsfederstäben 17 und 19 führt jedoch nicht zu unkontrollierbaren Zwängen und Verspannungen, da die auftretende "Verlängerung" des Torsionsstabes 35 durch Gleiten der Formstücke 36, 37 in den elastischen Buchsen 38, 39 und elastische Nachgiebigkeit der Hebel 40, 41 aufgenommen wird.

Die vorliegende Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Zunächst ist der Ein- und Ausbau einer solchen Aufhängung sehr einfach und bedarf nur einer begrenzten Anzahl von Bauteilen, die vom Preis her annehmbar und leicht in Serie zu fertigen sind. Die Seitenstabilisierung wird gleichermaßen in einfacher Art erreicht. Der Raumbedarf und die Abmessung einer solchen Aufhängung sind gering, was erlaubt, den nutzbaren Raum, insbesondere den hinteren Kofferraum, des Fahrzeugs zu vergrößern.

Die Aufhängung erlaubt, kurze Längslenker einzusetzen, die besonders für kleine Wagen angewandt werden und die dazu tauglich sind, eine veränderliche Flexibilität der Längslenker als Funktion des Winkelausschlages zu sichern, wodurch die Belastung des Fahrzeugs klein gehalten werden kann. Schließlich ist der Herstellungspreis gering.

Claims (4)

1. Torsionskurbelachse mit Längslenkern (13; 14) zur torsionsgefederten Einzelradaufhängung, bestehend aus zwei konzentrischen, axial gegeneinander verschiebbaren Halbachsrohren (11; 12), die jeweils mit einem um ihre Achse schwenkbaren Längslenker (13; 14) verbunden sind, aus zwei jeweils mit einem Längslenker (13; 14) verbundenen, mit Abstand parallel zu den Halbachsrohren (11, 12) geführten und im Bereich des jeweils anderen Längslenkers (13; 14) drehstarr und gehäusefest gelagerten Torsionsfederstäben (17; 19), wobei bei biegungsbedingter Auswanderung des am Längslenker (13; 14) befestigten Endes eines Torsionsfederstabes (17, 19) eine Spurweitenänderung erfolgt, und aus einem in der Achse der Halbachsrohre (11; 12) verlaufenden Stabilisator (35), der über jeweils einen Hebel (40; 41) mit einem Längslenker (13; 14) verbunden ist, wobei sich der Hebel (40; 41) näherungsweise senkrecht zur Achse der Halbachsrohre (11; 12) erstreckt und in Achsrichtung elastisch ist.

2. Torsionskurbelachse mit Längslenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsfederstab (17; 19) ganz durch den Längslenker (13; 14) und durch mindestens einen Längsträger (3; 4) des Fahrzeugs hindurchgeht, und daß mindestens eines der Enden des Torsionsfederstabes (17; 19) seitlich über die Außenfläche eines dieser Längslenker hinausragt, und daß dieses hinausragende Ende einen Träger für Mittel zur Einstellung des Abstandes des Längslenkers (13; 14) in bezug auf den quer gegenüberliegenden Längsträger (3; 4) bei der Montage bildet.

3. Torsionskurbelachse mit Längslenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in die Längsträger (3; 4) hineinragende Querstrebe (1) hohl ist und innen Lager (9; 10) zum Halten und gelenkigen Anbringen der Halbachsrohre (11; 12) der Längslenker (13; 14) trägt, die durch eine Öffnung am Ende der Querstrebe (1) eingeführt sind.

4. Torsionskurbelachse mit Längslenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (1) mit ihren Enden an den Längsträgern (3; 4) befestigt ist, die durch Zwischenlager von elastischen Blöcken (7; 8) mit dem Aufbau (2) des Fahrzeugs verbunden sind.