DE3441560A1

DE3441560A1 - Hinterachse

Info

Publication number: DE3441560A1
Application number: DE19843441560
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 6228 Eltville Kaltwasser
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-05-22
Also published as: DE3441560C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterachse mit
Gummimetall-Lagern für die schwenkbare Anlenkung der Führungslenker oder eines Achsverbundes am Aufbau eines Kraftfahrzeuges, welche jeweils eine Dämpfungsbüchse mit in radialer Richtung unterschiedlicher Nachgiebigkeit aufweisen. Eine solche Hinterachse ist in der DE-OS 27 48 193 beschrieben.
Bei der bekannten Hinterachse dient die einseitige Nachgiebigkeit der Gummimetall-Lager dem Zweck, das Eigenlenkverhalten des Kraftfahrzeugs bei Kurvenfahrt zu beeinflussen. Dadurch kann der durch die Elastizität der Gummimetall-Lager zwangsläufig eintretenden Übersteuerungstendenz bei Kurvenfahrt entgegengewirkt werden, indem der Achsverbund als ganzes in einer Kurve auf Grund der an den Rädern angreifenden Seitenkräfte um eine senkrechte Achse entgegen der Kurvenrichtung schwenkt.
Bei der vorbekannten Hinterachse ist das Gummimetall-Lager relativ kompliziert gestaltet und muß von der Seite her in den Achskörper eingeschoben und dann mit dem Aufbau verschraubt werden. Das macht eine automatische Montage schwierig. Nachteilig bei der bekannten Hinterachse ist auch, daß durch die die Eigenlenkbewegung herbei führenden Maßnahmen zwangsläufig das Federungsverhalten des Gummimetall-Lagers in vertikaler Richtung beeinflußt wird, so daß man zwischen Komfortverhalten und Ku rvenve rhal t en optimieren muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hinterachse der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß mit ihr ein optimales Eigenlenkverhalten bei möglichst hohem Fahrkomfort zu erzielen ist, ohne daß ihr Gummimetall-Lager dadurch im Aufbau kompliziert wird und bei der das Gummimetall-Lager besonders einfach auch automatisch montiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine stehende Anordnung der Dämpfungsbüchsen, durch die sie beim Ein- und Ausfedern des Führungslenkers bzw. des Achsverbundes kardanisch beansprucht sind.
Es sind zwar bei Hinterachsen von Kraftfahrzeugen auch schon Gummimetall-Lager mit stehenden Dämpfungsbüchsen bekannt, was beispielsweise der DE-AS 17 80 687 zu entnehmen ist. Die bekannten, stehenden Dämpfungsbüchsen dienen jedoch nicht dazu, eine Drehbewegung zwischen zwei Teilen um eine waagerechte Achse zu ermöglichen, sondern stützen lediglich einen Tragkörper ab, an dem die Hinterräder führende Schräglenker angelenkt sind.
Deshalb werden die stehenden Dämpfungsbüchsen bei dieser Hinterachsausführung auf Druck beansprucht.
Durch die erfindungsgemäße, stehende Anordnung von eine Drehbewegung um eine horizontale Achse zulassenden Lagerbüchsen ergeben sich wesentliche Vorteile gegenüber der vorbekannten, liegenden Anordnung. Ein funktioneller Vorteil liegt darin, daß es besser möglich wird, das Eigenlenkverhalten und das Komfortverhalten unabhängig voneinander abzustimmen. Beim Überfahren von Hindernissen und Unebenheiten kann das jeweilige Hinterrad nach hinten ausweichen, um das Komfortverhalten zu verbessern. Unabhängig von der Federungsrate in Fahrzeuglängsrichtung kann die vertikale Federungsrate ebenfalls aus Komfortgründen verändert werden.
Die Erfindung kann bei sehr unterschiedlichen Hinterachsen Anwendung finden, beispielsweise bei Koppellenkerachsen, Verbundlenkerachsen oder Kurbellenkerachsen.
Kostenmäßig ist es von Vorteil, daß die stehenden Dämpfungsbüchsen von unten her in den Tragköper eingeschoben und auch von unten her mit dem Aufbau verschraubt werden können. Das erleichtert die Montage ganz wesentlich und erlaubt eine automatische Montage.
Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß jede Dämpfungsbüchse in einer zylindrischen Öffnung des Führungslenkers oder des Achsverbundes um eine senkrechte Achse verstellbar angeordnet ist. Durch diese Möglichkeit des begrenzten Verstellens kann man das Lenkverhalten eines Fahrzeugs von vornherein oder auch nachträglich zwischen einem Übersteuern und Untersteuern verändern oder eine Anpassung der Hinterachse an unterschiedliche Vorderachsen oder auch an eine unterschiedliche Motorisierung vornehmen. Bislang wurden zu diesem Zweck Dämpfungsbüchsen unterschiedlicher Form oder Gummihärte verwendet.
Auf besonders einfache Weise läßt sich die unterschiedliche Nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchse durch zwei einander gegenüberliegende, vertikale Ausnehmungen in der Lagerbüchse erzeugen.
Von Vorteil ist es auch, wenn sich die Ausnehmungen von einer Stirnseite der Dämpfungsbüchse aus gesehen zur Mitte der Dämpfungsbüchse hin sich im Querschnitt verengen und dann zur anderen Stirnseite hin wieder erweitern. Dadurch wird eine zu große radiale Auslenkung durch zunehmende Anlage einer Seite der Ausnehmung an die andere mit zunehmender Kraft begrenzt. Hierdurch wird auch eine Schubbeanspruchung der Gummistege mit progressiver Kennlinie erreicht.
Eine andere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der gegenseitige Abstand der Ausnehmungen über die Höhe der Dämpfungsbüchse unterschiedlich ist.
Auf diese Weise verändert sich die Längsnachgiebigkeit der Dämpfungsbüchsen durch Veränderung der Schlitzbreite völlig selbständig bei unterschiedlicher Zuladung des Kraftfahrzeugs.
Zum Ausbau der Feder ist es bei einem Kraftfahrzeug erforderlich, daß bei hochgebocktem Wagen die Längslenker so weit nach unten schwenken können, daß die Feder vollständig entspannt ist. Da bei stehenden Dämpfungsbüchsen diese jedoch hierzu die erforderliche kardanische Auslenkung nur begrenzt zulassen, ist ein solches Entspannen jedoch nicht ohne weiteres zu erreichen. Mittels der im Anspruch 5 gekennzeichneten langen Schraube kann man die Dämpfungsbüchse jedoch so weit absenken, daß die Führungslenker sich ausreichend verschwenken können.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu ihrer weiteren Verdeutlichung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen. Diese zeigt in Fig.l eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäß gestalteten Hinterachse eines Kraftfahrzeugs, Fig.2 eine Explosionsdarstellung des linken Bereiches einer erfindunsgemäßen Hinterachse, Fig.3 eine perspektivische Darstellung eines Gummimetall-Lagers in einer ersten Einbaulage, Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines Gummimetall-Lagers in einer zweiten Einbaulage, Fig.5 einen Schnitt durch eine Hinterachse im Bereich des Gummimetall-Lagers, Fig.6 eine Prinzipskizze einer kompletten Hinterachse gemäß der Erfindung.
Die Figur 1 zeigt einen Teilbereich eines Fahrzeugaufbaus 2, an dem ein Führungslenker 4 mit einem Hinterrad 6 befestigt ist. Die Verbindung zwischen Führungslenker 4 und Fahrzeugaufbau 2 erfolgt über ein Gummimetall-Lager 8, welches derart angeordnet ist, daß es durch das Ein- und Ausfedern des Führungslenkers 4 kardanisch beansprucht wird. Als Federelement dient eine zwischen Fahrzeugaufbau 2 und Führungslenker 4 abgestützte Schraubendruckfeder 10.
Die Figur 2 läßt die konkrete Ausgestaltung der Hinterachse deutlicher erkennen. Dargestellt ist der linke Bereich einer als Koppellenkerachse ausgebildeten Hinterachse 12. Von ihr sind der linke Führungslenker 4 und eine diesen mit dem anderen, nicht gezeigten Führungslenker verbindende Querstrebe 14 zu erkennen. Am Ende des Führungslenkers 4 ist eine Radnabe 16 vorgesehen. Zu erkennen ist in diesem Bereich eine Bremstrommel 18 des Hinterrades. Die bereits in Verbindung mit Figur 1 erwähnte Schraubendruckfeder 10 ist ebenfalls in Figur 2 dargestellt. Desweiteren ist ein Stoßdämpfer 48 zu sehen.
Die Anlenkung der Hinterachse 12 an den Fahrzeugaufbau 2 erfolgt mittels zweier Gummimetall-Lager, von denen das Gummimetall-Lager 8 dargestellt ist. Es hat eine stehend angeordnete Dämpfungsbüchse 20, welche in eine entsprechend bemessene Öffnung 22 von unten her eingeschoben werden kann. Mit seiner unteren Stirnfläche steht die Dämpfungsbüchse 20 im montierten Zustand auf einem Halteblech 24, welches mittels zweier Schrauben 26, 28 am Fahrzeugaufbau 2 festgeschraubt wird. Eine weitere, relativ lange Schraube 30 durchdringt dieses Halteblech 24 und die Dämpfungsbüchse 20 und verbindet auf diese Weise die Dämpfungsbüchse 20 mit dem Fahrzeugaufbau 2.
Wichtig für die Erfindung ist, daß die Nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchse 20 in verschiedenen radialen Richtungen unterschiedlich ist. Zu diesem Zweck besitzt die Dämpfungsbüchse 20, was in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, einander gegenüberliegend zwei senkrechte Ausnehmungen 32, 34. In Figur 4 weisen diese Ausnehmungen 32, 34 in Fahrzeuglängsrichtung und in Figur 3 in Querrichtung. Das hat zur Folge, daß die Dämpfungsbüchse 20 in der in Figur 3 gezeigten Einbaulage in Fahrzeuglängsrichtung relativ steif, quer dazu jedoch relativ nachgiebig ist. Wird die Dämpfungsbüchse 20 um 90 Grad bis in die in Figur 4 gezeigte Stellung gedreht, so ist sie in Fahrzeuglängsrichtung nachgiebig und quer dazu relativ steif.
Die Figur 5 zeigt im Schnitt das Gummimetall-Lager 8 im montierten Zustand. Gezeigt ist, daß die Ausnehmungen 32, 34 nicht einfach senkrecht durch die Dämpfungsbüchse 20 hindurchführen, sondern zur Mitte hin enger und dann wieder weiter werden. Verschiebt sich der Führungslenker 4 nach vorn, so legt sich eine nach außen gewölbte Fläche 36 gegen eine gegenüberliegende Fläche 38 der Ausnehmung 34. Die Flächenberührung nimmt gleichmäßig zu, so daß eine Längsbewegung des Führungslenkers 4 langsam abgebremst wird.
Nicht dargestellt ist, daß der gegenseitige Abstand der äußeren Flächen 38 der Ausnehmungen 32, 34 über die Höhe der Dämpfungsbüchsen 20, 20' unterschiedlich sein kann.
Dann ändert sich bei einer vertikalen Relativbewegung zwischen der inneren Fläche 36 und der äußeren Fläche 38 infolge unterschiedlicher Zuladung die Schlitzbreite der Ausnehmungen 32, 34, so daß sich die Längsnachgiebigkeit selbständig verändert.
Zum besseren Verständnis der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Hinterachse sei nunmehr auf die Figur 6 Bezug genommen. Diese zeigt die Hinterachse 12 als ganzes.
Zu erkennen sind die beiden Längslenker 4, 4', die Querstrebe 14, beide Dämpfungsbüchsen 20, 20' sowie die beiden Hinterräder 6, 6' . Wichtig für die Erfindung ist die Lage der beiden Ausnehmungen 32, 34 in den Dämpfungsbüchsen 20. In diesem Beispiel sind die Ausnehmungen 32, 34 so ausgerichtet, daß der zwischen den Ausnehmungen 32, 34 gebildete Steg 40 mit ihren Mittellinien 42, 44 schräg nach vorne weisen, so daß diese Mittellinien sich in Fahrzeugmitte vor der Hinterachse 12 schneiden. Durchfährt nun das Fahrzeug eine Rechtskurve, was durch einen Pfeil 46 angedeutet ist, so muß in beiden Hinterrädern 6 die nach außen gerichtete Fliehkraft abgefangen werden.
Diese Kräfte führen durch die unterschiedliche Nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchsen 20, 20' dazu, daß die ganze Hinterachse 12 um eine Hochachse entgegen dem Uhrzeigersinn schwenkt und die gestrichelt dargestellte Position einnimmt. Es kommt dadurch zu einem Übersteuern.
Soll eine Untersteuerungstendenz erreicht werden, dann sind beide Dämpfungsbüchsen 20, 20' gegenüber der Lage in Figur 6 um 90 Grad verdreht einzubauen. In einer Rechtskurve vermag sich dann der linke Führungslenker 4 etwas nach vorn und der rechte Führungslenker 4' etwas nach hinten zu verlagern. Die Hinterachse 12 schwenkt dadurch im Uhrzeigersinn um ihre Hochachse, so daß das Fahrzeugheck etwas in die Kurve hinein gelenkt wird.

Claims

Hinterachse 1. Hinterachse mit Gummimetall-Lagern für die schwenkbare Anlenkung der Führungslenker oder eines Achsverbundes am Aufbau eines Kraftfahrzeuges, welche jeweils eine Dämpfungsbüchse mit in radialer Richtung unterschiedlicher Nachgiebigkeit aufweisen, gekennzeichnet durch eine stehende Anordnung der Dämpfungsbüchsen (20, 20'), durch die sie beim Ein- und Ausfedern des Führungslenkers (4) bzw. des Achsverbundes kardanisch beansprucht sind.
2. Hinterachse nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß jede Dämpfungsbüchse (20, 20') in einer zylindrischen Öffnung (22) des Führungslenkers (4) oder des Achsverbundes um eine senkrechte Achse verstellbar angeordnet ist.
3. Hinterachse nach Anpruch 1 oder einem der folgenden, dadurch qekennzeichnet, daß die unterschiedliche Nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchsen (20, 20') jeweils durch zwei einander gegenüberliegende, vertikale Ausnehmungen (32, 34) in der Dämpfungsbüchsen (20, 20') erzeugt ist.
4. Hinterachse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (32, 34) von einer Stirnseite der Dämpfungsbüchse (20) aus gesehen zur Mitte der Dämpfungsbüchse (20) hin sich im Querschnitt verengen und dann zur anderen Stirnseite hin wieder erweitern.
5. Hinterachse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der äußeren Flächen (38) der Ausnehmungen (32, 34) über die Höhe der Dämpfungsbüchse (20) unterschiedlich ist.
6. Hinterachse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummimetall-Lager (8) mit einer Stirnfläche auf einem am Fahrzeugaufbau (2) von unten her festgeschraubten Halteblech (24) aufsitzt und durch die Dämpfungsbuchse (20) vertikal hindurch eine Schraube (30) in den Fahrzeugaufbau (2) geschraubt ist, deren Einschraublänge wesentlich größer ist als zum Festschrauben der Dämpfungsbüchse (20) erforderlich.