DE3428158C2 - Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Abstract

Es soll eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen werden, deren Starrachse bei Ein- und Ausfederungen keine kinematisch bedingten Eigenlenkbewegungen ausführt und bei Einfederbewegungen im wesentlichen in Richtung eines durch Überfahren einer Unebenheit auf ein Rad erzeugten Stoßes ausweist (positive Schrägfederung). Hierzu ist die Starrachse zum einen in Fahrzeuglängsrichtung mittels zweier in seitlichem Abstand voneinander angeordneter Lenkeranordnungen, vorteilhaft Gelenkvierecke, so geführt, daß deren starrachsseitigen, gegenüber der Radachse höhenversetzten Koppelpunkte sich bei Ein- und Ausfederungen in einer senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung liegenden Vertikalebene verlagern. Zum anderen wird die positive Schrägfederung mit einem an der Starrachse angreifenden Führungsarm erreicht, durch den bei Ein- und Ausfederungen die Starrachse und eine durch die Koppelpunkte definierte Schwenkachse verschwenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Eine Achsaufhängung dieser Art ist bekannt (US-PS 26 047, Fig. 5).

Bei dieser Konstruktion trägt die Starrachse an jedem Stirnende ihres Achskörpers einen Radträger, an weichen ober- und unterhalb des Achskörpers jeweils einer der Führungslenker angelenkt ist.

jeder Radträger ist mit einem Achszapfen zur Lagerung eines Rades ausgestattet Die Achszapfen sind an den Radträgern gegenüber dem Achskörper seitlich versetzt derart, daß sich die durch sie definierte Radachse, in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, in radialem Abstand vor dem Achskörper befindet Damit sitzen die Achszapfen mit Bezug auf den Achskörper an einem Hebel, dessen Länge dem Abstand der Radachse von der Verbindungsgeraden der beiden starraclrseitigen Anlenkpunkte der Führungslenker entspricht

Diese Achsaufhängung bietet den Vorteil einer positiven Schrägfederung, in dem sich die Räder aufgrund des erläuterten Seitenversatzes der Radachse zur Verbindungsgeraden der starrachsseitigen Lenkeranlenkpunkte beim Einfedern mit Bezug auf den durch die Führungslenker geführten Teil der Starrachse um eine zur Radachse parallele Schwenkachse nach oben hinten bewegen.

Die Einfederbewegung der Radachse vollzieht sich somit in Richtung eines durch Überfahren einer Unebenheit auf ein Rad erzeugten Stoßes, was bei Achsaufhängungen anzustreben ist.

Die Größe des die positive Schrägfederung bewirkenden Schwenkwinkels des Achskörpers bzw. seiner Radträger wird dabei durch die Länge der Führungslenker und den Abstand der Radachse von der Verbindungsgeraden der Lsnkeranlenkpunkte an den Radträgern bestimmt.

Um hierbei die für eine übliche Schrägfederung von 3°— 6° erforderliche Bahnkurve der Radachse zu erzielen, ist die Länge der unterhalb der Radachse vorzusehenden Führungslenker größer zu wählen als die Länge der oberhalb der Radachse anzuordnenden Führungslenker. Daraus resultiert jedoch der Nachteil, daß die Starrachse bei ein- und wechselseitigen Ein- und Ausfederbewegungen Lenkbewegungen ausführt und bei einseitigem Ein- und Ausfedern zusätzlich noch einer Torsionsbeanspruchung ausgesetzt ist

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine schrägfederungsfähige Achsaufhängung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch ! anzugeben, deren Starrachse bei ein- und wechselseitigen Ein- und Ausfederungen auch von Lenkbewegungen und Torsionsbeanspruchungen frei bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei dieser Achsaufhängung mit positiver Schrägfederung ist der Achskörper der Starrachse an den Führungslenkern um die zur Radachse parallele Schwenkst achse verschwenkbar gelagert. Die Schwenkachse wird hierbei im Falle von ein-, gleich- oder wechselseitigen Einfederbewegungen in einer zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Vertikalebene geführt, indem die Führungslenker jeweils die Koppel von eine Geradführung erzeugenden Koppelgetrieben bilden. Die Schwenkachse kann somit Lenkbewegungen nicht ausführen.

Die eine positive Schrägfederung bewirkende Bewegung der Starrachse wird dabei durch den Führungsarm veranlaßt, indem mit seiner Hilfe bei Einfederbewegungen die Starrachse um die Schwenkachse in eine der Vorwärtsfahrtrichtung entgegengerichtete Richtung und bei Ausfederbewegungen in eine hierzu entgegengesetzte Richtung verschwenkt wird.

Die Bewegung der Starrachse bei Ein- und Ausfede-

(>5 rungen setzt sich somit aus einander überlagerten Teilbewegungen zusammen.

Die zum Führen der Schwenkachse des Achskörpers zum Einsatz kommenden Führungslenker können Korn-

ponentcn verschiedenartig ausgebildeter Geradführungen sein.

Dabei ist aus der DE-OS 30 47 970 — Fig. 1 — bereits eine Achsaufhängung mit Schrägfederung bekannt Bei dieser Konstruktion sind jedoch die mit ihrem einen Ende aufbauseitig an Laschen aufgehängten Führungsienker mit ihrem anderen Ende mit dem Achskörper drehfest verbunden und über jeweils einen sowohl am Aufbau als auch an diesen angelenkten, schräg liegenden Lenker bei Einfederungen in Längsrichtung verlagerbar.

Bei Federungsbewegungen resultieren aus dieser Achskörperführung zwangsläufig Lenkbewegungen, weil die zusätzlichen, eine Verschwenkung des Achskörpers bewirkenden und damit Lenkbewegungen verhindernden Komponenten fehlen.

Was die erfindungsgemäße Konstruktion betrifft, so ist eine i-iit Vorzug zu gebrauchende Konstruktion von Geradführungen Gegenstand des Anspruches 2.

Wird diese Konstruktion gemäß den Ansprüchen 3 und 4 ausgebildet, so erübrigt es sich, die Achsaufhängung mit einem zusätzlichen Stabilisator ausz'istattcn.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 5 bildet ein Seitenführungsglied zugleich den Führungsarm. Es kann somit von der Anordnung gesonderter Mittel zur Erzielung der schrägen Einfederbewegungen der Starrachse abgesehen werden.

Das Seitenführungsglied kann, in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet, z. B. hinter der Starrachse am Fahrzeugaufbau angelenkt sein.

Eine besonders "raumsparende Anordnung desselben ist nach Anspruch 6 zu erzielen, wobei es günstig ist, als Seitenführungsglied einen Dreieckslenker (Reaktionsdreieck) einzusetzen.

Durch entsprechende Wahl des Abstandes seiner aufbauseitigen Schwenkachse von dessen Anienkpunkt an der Starrachse läßt sich dabei zugleich positiver Anfahrausgleich erzielen.

In der Ze^:":hnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Achsaufhängung als Hinterachsaufhängung für einen Personenkraftwagen dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht der Hinterachsaufhängung in vereinfachter Darstellung, schräg von oben gesehen,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Hinterachsaufhängung in der Konstruktionslage und bei beiderseitiger Einfederung der Starrachse,

F i g. 3 eine Draufsich; der Hinterachsaufhängung zur Darstellung der Lage der Starrachse in der Konstruktionslage und in beidseitig eingefedertem Zustand,

Fig. 4 eine Rückansicht der Hinterachsaufhängung zur Darstellung der Lage der Starrachse in der Konstruktionslage und in einseitig gefedertem Zustand,

F i g. 5 eine Draufsicht der Hinterachsaufhängung zur Darstellung der Lage der Starrachse in der Konstruktionslage und in einseitig eingefedertem Zustand.

In Fig. 1 bezeichnet 10 als Ganzes eine Starrachse, deren beispielsweise rohrförmiger Achskörper 12 an seinen Enden zur Lagerung von Fahrzeugrädern 14,16 jeweils einen Achszapfen trägt. Diese definieren somit die Radachse 18.

Am Achskörper 12 sind im radnahen Bereich vorzugsweise oberhalb einer durch die Radachse 18 hindurchgehenden Horizontalebene Paare von Lagerlaschen 20, 22 vorgesehen zwischen welchen jeweils ein Lagerbolzen 24 gehalten ist, auf denen das hintere Ende eines sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Führungslenkers 25 bzw. 26 gelagert ist Die Lagerbolzen 24 bilden soi.iit Koppelpunkte.

Mit ihrem vorderen Ende sind die Führungslenker 25 und 26 jeweils am Ende einer Pendelstütze 30 bzw. 32 angelenkt, die, in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, vor der Starrachse 10 am Fahrzeugaufbau um eine gemeinsame horizontale und sich senkrecht zur Fahrzeuglängsachse erstreckende Achse 34 verschwenkbar gehalten sind. Die Pendelstützen 30 und 32 können hierbei am Fahrzeugaufbau, wie in F i g. 1 gezeigt hängend, oder stehend vorgesehen sein. An jedem Führungslenker 25, 26 ist an deren Innenseite ein Verstellenker 36 bzw. 38 bei 40 angelenkt, die außerdem auch am Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagert sind. Deren Zweck wird weiter unten näher erläutert Ihr aufbauseitiger Anlenkpunki liegt dabei näher an der Starrachse 10 als ihr an den Führungslenkern 25 und 26 vorgesehener AnienkDie beiden Verstellenker 36 und 38 bilden die Schenkel eines U-förmigen Stabilisators <a. dessen sich parallel zum Achskörper 12 erstreckender, dL- beiden Schenkel 36 und 38 (Verstellenker) miteinander verbindender stabförmiger Verbindungssteg 44 bei 46 und *8 beispielsweise mittels geeigneter Lagerlaschen am Fahrzeugauibau verdrehbar gelagert ist

Die Verstellenker 36 und 38 sind flach ausgebildet und hochkam an den Führungslenkern 25 und 26 angelenkt, wodurch einerseits zu deren Unterbringung wenig Raum erforderlich ist und andererseits eine erhöhte Biegesteifigkeit derselben in deren Schwenkebene erzielt wird. Die beschriebenen Lenkeranordnungen bilden durch Gelenkvierecke gebildete Koppelgetriebe als Geradführungen, wobei die Führungslenker 25, 26 deren Koppel bilden. Mit Hilfe dieser Geradführungen sind die durch die Lagerbolzen 24 gebildeten starrachsseitigen Koppeipunkte bei Einfederbewegungen in einer vertikalen Ebene verlagerbar, wobei auf den Zweck dieser Verlagerung weiter unten im einzelnen noch näher eingegangen wird. Selbstverständlich könnten die Ge^radführungen konstruktiv auch anders aufgebaut sein. 50 bezeichnet als Ganzes eine Führungsvorrichtung, mit deren Hilfe der Achskörper 12 bei ein-, wechsel- und gleichseitigem Einfedern um eine du/ch die beiden Lagerbolzen 24 der Führungslenke.· 25 und 26 definierte, zur Achse des Achskörpers 12 parallele Schwenkachse 52 gemäß F i g. 1 und 2 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, um eine Einfederungsbewegung der Starrachse 10 in Richtung eines auf ein bzw. auf beide Räder wirksamen Stoßes, eine sogenannte positive Schrägfederung, zu erreichen, worauf weiter unten im einzelnen noch eingegangen wird.

Die Führungsvorrichtung 50 ist vorteilhaft zugleich 2dr !seitenführung der Starrachse 10 eingesetzt und bildet ein Seitenführungsglied in Art eines als Reaktionsdreieck 54 ausgebildeten Führungsarmes.

Das Reaktionsdreieck 54 ist mit seinem spitz zulaufenden Ende in der Längsmitte des Achskörpers 12 an dessen Unterseite bei 56 kardanisch angelenkt, während seine beiden, vom Anienkpunkt 56 aus zueinander divergierenden Schenkel 58 und 60 mit ihrem freien Ende zwischen der Starrachse 10 und den Petfdeistützen 30, 32 am Fahrzeugaufbau um eine zu deren Schwenkachse 34 parallele Achse 62 schwenkbar gehalten sind. Wie aus F i g. 2 zu ersehe ist, isi es dabei wesentlich, daß der starrachsseitige Anienkpunkt 56 des Reaktionsdreiecks 54 tiefer liegt als dessen aufbaufeste Schwenkachse 62.
Der beiderseitige Abstand der Gclenkpunkte der bei-

den Verstellenker 36 und 38 ist im Rahmen der Erfindung so zu wählen, daß beim ein- oder gleichseitigen Ein- und Ausfedern der Starrachse 10 sich die beiden Führungslenker 25 und 26 kontinuierlich derart verlagern, daß sich deren am Achskörper 12 angeordneten Lagerbolzen 24 entlang einer zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Vertikalebene a-a gemäß Fi g. 2 nach oben und unten bewegen. Hierzu ist Voraussetzung, daß der Fahrzeugaufbau mittels nicht führenden Federn auf der Starrachse abgestützt ist

Dies bedeutet, daß die Starrachse 10 sowohl bei ein-, wechsel- oder auch gleichseitigem Ein- oder Ausfedern keine Eigenlenkbewegungen ausführen wird.

Durch die beschriebene Anlenkung der Führungsienker 25 und 26 am Achskörper 12 in radialem Abstand zur Radachse 18. ferner durch den oben erläuterten Abstand der aufbau- und lenkerseitigen Gelenkpunkte der VersteHersker 36 und 38 zur Verhinderung eines kinematicrhpn Ei^nlsnkens der Stärrschse IQ sowie durch den Einsatz der Führungsvorrichtung 50 ist nun sichergestellt, daß ^A^ Starrachse 10 auch bei einer gewünschten Schrigfedcrung, bei der sich die Längsachse des Achskö.pers 12 z. B. entlang eines Kreisbogens 61 der F i g. 2 bewegen soll, keine kinematisch be Jingten Einlenkbewegungen ausführen wird. Der Mittelpunkt 63 des Kreisbogens 61 bildet einen Drehpol, der durch die beiden gezeigten Stellungen des Achskörpers 12 definiert ist

Dabei hat die aus F i g. 2 ersichtliche Schrägstellung des Reaktionsdreieckes 54 der Führungsvorrichtung 50 die Wirkung, daß während einer Ein- oder Ausfederung und der sich dabei vollziehenden Bewegung der durch die Lagerbolzen 24 definierten Schwenkachse 52 des Achskörpers 12 entlang der Vertikalebene a-a der Anlenkpunkt 56 des Reaktionsdreiecks 54 am Achskörper 12 sich entlang des Kreisbogens 61 bewegt, woraus ein Verschwenken des Achskörpers 12 um die zu dessen Längsachse parallele Schwenkachse 52 resultiert, das dazu führt, daß beim Einfedern eine die Radachse 18 mit der Schwenkachse 52 verbindende Verbindungsgerade 57 zu einer Verlagerung in Richtung Horizontallage tendiert(Fig. 2).

Der Achskörper 12 wird somit beim Einfedern entgegen der in F i g. 2 durch einen Pfeil angedeuteten Vorwärtsfahrtrichtung, bzw. nach hinten oben und dementsprechend beim Ausfedern nach vorne unten verschwenkt, wobei durch die einander überlagerten Bewegungen der durch die Lagerbolzen 24 definierten Koppelpunkte entlang der Vertikalebene a-a sowie des Anlenkpunktes 56 entlang des Kreisbogens 64 sich die Radachse 18 des Achskörpers 12 sowohl gemäß Fig.4 und 5 bei einseitigem Ein- und Ausfedern als auch bei gleichseitigem Ein- und Ausfedern entlang des Kreisbogens 61 (Fig. 2) und dabei gemäß Fig.3 und 5 in der Projektion auf die Fahrzeuglängsachse c-c in einer zu dieser senkrechten Lage im Raum parallel zu sich selbst verlagert.

Die Lagerbolzen 24 sind am Achskörper 12 so vorzusehen, daß durch die Führungslenker 25 und 26 sowohl am Achskörper wirksam werdende Momente abge- eo stützt werden als auch durch die Führungsvorrichtung 50 die für eine gewünschte Schrägfederung notwendige Schwenkbewegung des Achskörpers 12 um die Schwenkachse 52 erfolgen kann.

Die Lagerbolzen 24 können deshalb nicht in einer durch die Radachse 18 hindurchgehenden Horizontalebene liegen.

Die erfmdungsgemäße Achsaufhängung ist für eine Starrachse geeignet, die treibende oder nicht-treibende Räder aufweist. Sie kann dabei auch als lenkbare Achse ausgelegt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einsr Starrachse, die über nicht führende Federn abgestützt und über seitliche Führungslenker geführt ist, die in bezug auf den Achskörper verschwenkbar sind und für die Radachse eine Schwenkachse bestimmen, um die die Radachse bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfederung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslenker (25, 26) jeweils die Koppel von eine Geradführung erzeugenden Koppelgetrieben bilden, deren Koppelpunkte (24) die in einer vertikalen Ebene (a-a) verlagerbare und gegenüber der Radachse (18) höhenversetzte Schwenkachse (52) definieren und daß die Verschwenkung der Radachse (18) um die Schwenkachse (52) im Sinne der positiven Schrägfederung über mindestens einen zusätzlichen, aufbauseitig gehauenen Führungsarm (54) gesteuert ist

2. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslenker (25, 26) am Fahrzeugaufbau in Fahrzeuglängsrichtung nachgiebig gehalten sind und daß jedem Führungslenker (25,26) ein weiterer Lenker (36 bzw. 38) zugeordnet ist, die sowohl an diesen als adch am Fahrzeugaufbau um zur Schwenkachse (52) parallele Achsen verschwenkbar gehalten sind und sich, ausgehend von ihrem aufbauseitigen Schwenklager, in eine zur Starrachse (¹O) entgegengesetzte Richtung erstrekken.

3. Achsaufhängung i/ach Aü-jpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (36 und 38) die Schenkel eines U-förmigen, am Fahr eugaufbau drehbar angeordneten Stabilisators (42) bilden.

4. Achsaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am stabförmig ausgebildeten mittleren Teil (Verbindungssteg 44) des Stabilisators (42) angeformten Schenkel (Lenker 36, 38) flachgeformt und an den Führungslenkern (25,26) hochkant angelenkt sind.

5. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (54) zugleich ein Seitenführungsglied (Reaktionsdreieck 54) der Starrachse (10) bildet.

6. Achsaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (54) in Fahrzeuglängsrichtung vor der Starrachse (10) angeordnet ist.

7. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aufbauseitige Anlenkpunkt (62) des Führungsarmes (54) oberhalb und dessen starrachsseitiger Anlenkpunkt (56) unterhalb der Radachse (18) liegt.