DE3707162A1 - Hinterradaufhaengung fuer fahrzeuge - Google Patents
Hinterradaufhaengung fuer fahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hinterradaufhängung für
Fahrzeuge mit einer Verbundlenker-Hinterachse, deren
Lenker durch einen Torsionsstab verbunden sind, ent
sprechend den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff der
Patentansprüche 1 und 2.
Eine Hinterradaufhängung mit einer Verbundlenker-
Hinterachse, deren Lenker durch einen Torsionsstab
verbunden sind, ist beispielsweise in der JP-Gbm-OS
58 (1983)-90 814 beschrieben. Eine Hinterradaufhängung
dieser Bauart weist allgemein einen linken und einen
rechten Längslenker auf, die am Fahrzeugkörper mit
ihren vorderen Enden über Gummielemente angelenkt sind,
so daß sie eine vertikale Schwenkbewegung ausführen
können, sowie einen Torsionsstab, der die Mittel
bereiche der Längslenker miteinander verbindet. An
den hinteren Enden der Längslenker sind die Hinter
räder abgestützt, so daß Vertikalbewegungen der Hinter
räder relativ zueinander aufgrund von Fahrbahnuneben
heiten durch die Torsions-Gegenkraft des Torsionsstabes
begrenzt werden.
Im allgemeinen ist es erwünscht, daß zusätzlich zum
Einschlagen der Vorderräder auf eine Drehbewegung des
Lenkrades hin zur Verbesserung des Fahrverhaltens des
Fahrzeuges auch die Spur der Hinterräder gesteuert wird.
Wird beispielsweise das Lenkrad um einen geringen Dreh
winkel bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges verdreht, so
ist es erwünscht, daß das - bezüglich der Einschlag
richtung - äußere Hinterrad eine Vorspur einnimmt, um
eine Untersteuer-Tendenz zu erzeugen, wodurch die Fahr
stabilität verbessert wird. Auf der anderen Seite ist
es bei scharfer Kurvenfahrt erwünscht, daß das äußere
Hinterrad zu einer Nachspur eingestellt wird, um die
starke Untersteuer-Tendenz insbesondere im Fall eines
Frontantriebes und bei vorne liegendem Motor abzu
schwächen, die in diesem Fall ohnehin stärker ausge
prägt ist. Aus einem weiteren Gesichtspunkt ist es im
allgemeinen erwünscht, daß bei einer Drehung am Lenk
rad während geringer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges
das äußere Hinterrad eine Nachspur-Stellung erhält, um
das Geradeaus-Lenkverhalten des Fahrzeuges zu verbessern.
Schließlich ist es bei scharfer Kurvenfahrt oder bei
einem Fahrbahnwechsel mit hoher Fahrgeschwindigkeit er
wünscht, daß das äußere Hinterrad eine Vorspur-Stellung
einnimmt, um die Fahrstabilität zu gewährleisten.
Dieses Spurverhalten des äußeren Hinterrades lässt sich
durch Steuerung der Spur des Hinterrades in Abhängigkeit
von der durch eine Änderung der Zentripetal-Beschleunigung
beim Drehen des Lenkrades erzeugten Seitenkraft auf das
Hinterrad erreichen. Im Fall der herkömmlichen Hinterrad
aufhängung mit einer Drehstab-Hinterachse wird bei einer
Einwirkung der Seitenkraft auf das Hinterrad lediglich
erreicht, daß dieses in eine Nachspur-Stellung verstellt
wird. Das bedeutet, daß bei Einwirkung einer durch eine
Zentripetal-Beschleunigung erzeugten Seitenkraft auf das
Hinterrad eine Kraft gleicher Richtung wie die Seiten
kraft auf jedes der Gummielemente an den vorderen Enden
der Längslenker wirkt. Gleichzeitig wirkt auch ein Kräfte
paar auf die Gummielemente, durch welches das bezüglich
der Einschlagrichtung außen liegende Gummielement nach
hinten und das andere Gummielement nach vorne verformt
werden. Dadurch wird das äußere Hinterrad lediglich zu
einer Nachspur verstellt, weil die Schwenkachsen der
Längslenker vor der Wirkungslinie der Seitenkraft liegen.
Aus der JP-Patent-OS 58 (1983)-20 505 ist eine Hinterrad
aufhängung bekannt, bei der die Längslenker so montiert
sind, daß deren Schwenkachsen geneigt sind und sich vor
der Verbindungslinie der Gummielemente an den vorderen
Enden der Längslenker schneiden. Hierdurch wird erreicht,
daß das gemeinsame Federzentrum der Gummielemente, d.h.
der momentane Drehpol, näher an der Wirkungslinie der
auf die Hinterräder wirkenden Seitenkraft liegt. Obwohl
bei dieser bekannten Hinterradaufhängung das Ausmaß
der Vorspur oder Nachspur beschränkt werden kann, ist
es nicht möglich, die Spur des äußeren Hinterrades wie
gewünscht zu steuern.
Ausgehend von den vorstehenden Betrachtungen ist es eine
erste Aufgabe der Erfindung, eine Hinterradaufhängung
zu schaffen, bei der das äußere Hinterrad zu einer Vor
spur verstellt werden kann, solange die durch eine
Zentripetal-Beschleunigung erzeugte Seitenkraft an dem
Hinterrad relativ klein ist, jedoch eine Nachspur ein
gestellt wird, sobald diese Seitenkraft relativ groß
ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen,
eine Hinterradaufhängung zu schaffen, bei der das äußere
Hinterrad zu einer Nachspur eingestellt wird, solange
die durch eine Zentripetal-Beschleunigung erzeugte Seiten
kraft an dem Hinterrad relativ gering ist, jedoch eine
Vorspur eingestellt wird, sobald diese Seitenkraft relativ
groß ist.
Lösungen dieser Aufgaben sind im Kennzeichen der Patent
ansprüche 1 und 2 angegeben.
Die vorstehend erstgenannte Aufgabe der Erfindung wird
bei einer Hinterradaufhängung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 somit dadurch gelöst, daß die Schwenk
achsen der Längslenker zueinander geneigt sind und sich
an der Vorderseite der Verbindungslinie zwischen den
an den vorderen Längslenkerenden angeordneten Gummi
elemente schneiden. Außerdem weist jedes der Gummi
elemente eine Federcharakteristik auf, gemäß der es in
Richtung senkrecht zur Schwenkachse des entsprechenden
Längslenkers in der Horizontalebene, in der die Schwenk
achse liegt, über einen kleinen Verschiebe- oder Ver
formungsbereich hinweg hart, hingegen in der gleichen
Richtung über einen (anschließenden) grossen Verschiebe-
oder Verformungsbereich weich ist.
Bei dieser Anordnung kann die Richtung der Kraftresultierenden
aus einer Kraft, die auf jedes der Gummielemente in Richtung
der Schwenkachse des zugehörigen Längslenkers bei Auftreten
einer durch eine Zentripetal-Beschleunigung erzeugten
Seitenkraft auf die Hinterräder wirkt, sowie aus einer
senkrecht dazu gerichteten Kraft vorbestimmt werden. Außer
dem wird bei einer Änderung der Seitenkraft die Verformungs
richtung des Gummielements für die Richtung der Kraft
resultierenden verändert, so daß das äußere Hinterrad eine
Vorspur einnimmt, wenn die auf die Hinterräder wirkende
Seitenkraft relativ gering ist, jedoch eine Nachspur erhält,
wenn diese Seitenkraft relativ groß ist.
Die vorstehend an zweiter Stelle genannte Aufgabe wird bei
einer Hinterradaufhängung nach dem Oberbegriff des Anspruches
2 dadurch gelöst, daß die Schwenkachsen der Längslenker
so zueinander geneigt sind, daß sie sich auf der Vorder
seite der Verbindungslinie zwischen den Gummielementen
an den Längslenker-Vorderenden schneiden. Dabei hat
wiederum jedes der Gummielemente eine Federcharakteristik,
gemäß der es in einer Richtung senkrecht zu der Schwenk
achse des zugeordneten Längslenkers in der die Schwenk
achse enthaltenden Horizontalebene über einen kleinen
Verschiebe- oder Verformungsbereich hinweg weich ist,
jedoch in der gleichen Richtung über einen grossen Ver
schiebe- oder Verformungsbereich hinweg steif ist.
Bei dieser Anordnung kann ebenfalls die Richtung der
Kraftresultierenden aus einer Kraft, die auf jedes der
Gummielemente in Richtung der Schwenkachse des zuge
hörigen Längslenkers bei Auftreten einer durch eine
Zentripetal-Beschleunigung erzeugten Seitenkraft an
den Hinterrädern wirkt, sowie aus einer senkrecht dazu
gerichteten Kraft vorbestimmt werden. Darüber hinaus
ändert sich mit einer Änderung dieser Seitenkraft
auch die Verformungsrichtung bezüglich der Richtung
der Kraftresultierenden, so daß das äußere Hinterrad
eine Nachspur-Stellung einnimmt, solange die auf die
Hinterräder wirkende Seitenkraft relativ gering ist,
jedoch eine Vorspur-Stellung erhält, sobald die Seiten
kraft relativ groß ist.
Die Verbindungslinie zwischen den Gummielementen ist
in enger Auslegung des Begriffs diejenige Linie, die
die Zentren der Gummielemente miteinander verbindet,
wobei als Zentrum jedes Gummielements ein Punkt ver
standen wird, der - bezüglich der Breite - in der Mitte
des Gummielements und auf der Schwenkachse des zuge
ordneten Längslenkers liegt.
Die Neigung jedes Längslenkers ist nicht auf einen
bestimmten Winkel beschränkt, jedoch entsprechend den
Federeigenschaften der Gummielemente festgelegt. In
Abhängigkeit von der Wahl der Neigung der Längslenker
und der elastischen Eigenschaften der Gummielemente
kann das Spurverhalten in einem breiten Bereich variiert
werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs
beispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie
aus den Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungs
form einer Hinterradaufhängung nach der Erfindung;
Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine perspektivische
Darstellung einer Gummibuchse bzw. eines Gummi
elements, das bei der ersten Ausführungs
form der Erfindung zur Anwendung kommt;
Fig. 3A, 3B Federkennlinien des Gummielements, das bei der
ersten Ausführungsform zum Einsatz kommt;
Fig. 4-9 schematische Draufsichten zur Veranschaulichung
der Funktionsweise der ersten Ausführungsform;
Fig. 10 eine grafische Darstellung, die das Spurver
halten der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform
einer Hinterradaufhängung nach der Erfindung;
Fig. 12 in vergrössertem Maßstab eine perspektivische
Darstellung eines Gummielements, das bei der
Hinterradaufhängung nach der zweiten Aus
führungsform zum Einsatz kommt;
Fig. 13A, 13B Federkennlinien des Gummielements bei der
zweiten Ausführungsform;
Fig. 14-19 schematische Draufsichten zur Veranschaulichung
der Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform,
und
Fig. 20 eine grafische Darstellung, die das Spurverhalten
der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Gemäß Fig. 1 sind ein linker und ein rechter Längslenker
1 a bzw. 1 b jeweils mit dem vorderen Ende über Gummielemente
2 a, 2 b an Befestigungslaschen 3 a, 3 b, die am Fahrzeugkörper
befestigt sind, so angelenkt, daß sie eine vertikale Schwenk
bewegung ausführen können. An ihren hinteren Enden stehen
die Längslenker 1 a, 1 b mit Radnaben 5 a, 5 b zur drehbaren
Lagerung von Hinterrädern 4 a, 4 b in Verbindung. Ein Torsions
stab 6, der sich quer zum Fahrzeugkörper erstreckt, ist
an die Mittelabschnitte der Längslenker 1 a, 1 b angeschlossen.
Die Längslenker 1 a, 1 b sind somit jeweils um Schwenkachsen
7 a bzw. 7 b schwenkbar, welche um einen vorbestimmten Winkel
α so zueinander geneigt sind, daß sie sich auf der Vorder
seite der Verbindungslinie zwischen den Zentren A und B der
Gummielemente 2 a, 2 b schneiden. Als Zentrum jedes Gummi
elements gilt ein Punkt in der Mitte des Gummielements,
gemessen in Breitenrichtung, der auf der Schwenkachse des
entsprechenden Längslenkers liegt.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist das Gummielement 2 a einen
Gummikörper 10 a auf, der den Raum zwischen einer äußeren
rohrförmigen Muffe 8 a und einer inneren rohrförmigen Buchse
9 a ausfüllt. Die Muffe 8 a ist einstückig am vorderen Ende
des Längslenkers 1 a vorgesehen; die Buchse 9 a ist an der
Befestigungslasche 3 a befestigt und erstreckt sich in
Richtung der Schwenkachse 7 a des Längslenkers 1 a. Der
Gummikörper 10 a weist ein Paar von bogenförmigen Durch
brüchen 11 a auf, die sich ganz durch den Gummikörper 10 a
hindurch erstrecken und vor bzw. hinter der inneren Buchse
9 a in paralleler Ausrichtung zu deren Mittelachse liegen.
In jedem Durchbruch 11 a ist eine Kunststoffplatte 12 mit
Preßsitz eingepasst. Aufgrund dieser Kunststoffplatte
12 verändert sich die Beziehung zwischen der auf das
Gummielement 2 a senkrecht zur Schwenkachse 7 a und in der
diese Schwenkachse einschließenden Horizontalebene
liegenden Kraft und der Verformung des Gummielements 2 a
bei einer vorbestimmten Kraft f 0, wie dies in Fig. 3A
gezeigt ist. Das bedeutet, daß das Gummielement 2a in
einem kleinen Verformungsbereich mit der Federkonstante
k 1 steif ist, in dem anschließenden grossen Verformungs
bereich mit der Federkonstante k 2 jedoch weich ist. Die
Beziehung zwischen der das Gummielement 2 a in axialer
Richtung beaufschlagenden Kraft und der entsprechenden
Verformung des Gummielements 2 a ist linear (Federkonstante k)
sowohl über den kleinen als auch den grossen Verformungs
bereich, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist. Das andere Gummi
element 2 b ist von identischem Aufbau.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht, aus der das Kräftegleich
gewicht an den Gummielement-Zentren A und B hervorgeht,
wenn eine durch eine Zentripetal-Beschleunigung erzeugte
Seitenkraft F an dem Hinterrad 4 a angreift. An den jeweiligen
Zentren A und B werden Reaktionskräfte in einer Richtung
parallel zur Wirkungslinie der Seitenkraft F sowie in einer
Richtung senkrecht dazu erzeugt, wie dies in Fig. 4 gezeigt
ist. Dementsprechend wirkt auf jedes der Gummielemente 2 a,
2 b eine Kraft f, deren Betrag der Kraftresultierenden der
Reaktionskräfte gleich ist, die jedoch entgegengesetzt
gerichtet ist.
Fig. 5 zeigt die an dem Zentrum A angreifende Kraft f,
aufgeteilt in eine Komponente fA in Richtung der Schwenk
achse 7 a und eine Komponente fR in Richtung senkrecht
zur Schwenkachse 7 a und in einer Horizontalebene gelegen,
die die Schwenkachse 7 a enthält. Die Verformungen δ A und
δ R des Gummielements 2 a in den entsprechenden Richtungen,
die durch die Komponenten fA und fR erzeugt werden,
können unter den gemäß den Fig. 3A und 3B vorausge
setzten elastischen Eigenschaften des Gummielements 2 a
in den relevanten Richtungen folgendermassen abgeleitet
werden:
δ A = fA/k, δ R 1 (Verformung im kleinen Verformungsbereich)
= fR/k 1, w R 2 (Verformung im grossen Verformungsbereich)
= fR/k 2.
Fig. 6 zeigt die Änderung der Verformung des Gummielements
2 a mit einer Zunahme der Zentripetal-Beschleunigung.
Wie vorstehend beschrieben, nimmt die Verformung des
Gummielements 2 a in Richtung der Schwenkachse 7 a
proportional zu einer Vergrösserung der Komponente fA
zu, während die Verformung des Gummielements 2 a in einer
Richtung senkrecht zur Schwenkachse 7 a nicht linear mit
einer Vergrösserung der Komponente fR zunimmt. Demzufolge
ist die Gesamtverformung δ, die man durch Kombination
der Verformungen δ A und w R erhält, in dem kleinen Ver
formungsbereich (δ 1) nach vorne gerichtet, jedoch in
dem grossen Verformungsbereich (δ 2) nach hinten gerichtet,
wie sich aus Fig. 6 ableiten lässt.
Die Fig. 7 und 8 sind den Fig. 5, 6 ähnliche Darstellungen,
zeigen jedoch die Wirkung der Kraft f auf das Zentrum B
und die Verformung w des Gummielements 2 b. Wie sich aus
den Fig. 7 und 8 im Vergleich zu den Fig. 5 und 6 ableiten
lässt, ist im kleinen Verformungsbereich (δ 1) die Ver
formung des Gummielements 2 b nach hinten, im grossen Ver
formungsbereich (δ 2) jedoch nach vorne gerichtet, weil
die Neigung der Schwenkachse 7 b zu der Neigung der Schwenk
achse 7 a entgegengesetzt ist und außerdem die Richtung
der Kraft f, die auf das Zentrum B wirkt, der Richtung der
im Zentrum A angreifenden Kraft f entgegengesetzt ist.
Fig. 9 zeigt die Spuränderung der Hinterräder 4 a, 4 b
aufgrund der Versetzung der Zentren A und B, die durch die
Verformung der Gummielemente 2 a, 2 b unter der Wirkung
der Seitenkraft G an den Hinterrädern 4 a, 4 b hervorgerufen
wird.
Solange die Seitenkraft G relativ gering und die Verformung
des Gummielements 2 a klein ist, wird das Zentrum A des
Gummielementes 2 a in Richtung von δ 1 versetzt. Folglich
wird das äußere Hinterrad 4 a in Richtung Vorspur ver
stellt (R 1). Steigt jedoch die Seitenkraft G und damit
die Verformung des Gummielements 2 a an, dann wird das
Zentrum A in Richtung von δ 2 versetzt und das äußere Hinter
rad 4 a wird in Richtung Nachspur verstellt (R 2).
Fig. 10 veranschaulicht das Spurverhalten des äußeren Hinter
rades 4 a gegenüber der Zentripetal-Beschleunigung bzw. der
Seitenkraft G. Wie sich aus der durchgezogenen Linie ergibt,
nimmt das äußere Hinterrad 4 a eine Vorspur-Stellung ein,
solange eine relativ geringe Seitenkraft an dem äußeren
Hinterrad 4 a aufgrund einer geringen Zentripetal-Beschleunigung
angreift, die beispielsweise durch Drehen am Lenkrad um
einen kleinen Winkel während der Geradeausfahrt des Fahr
zeuges erzeugt wird. Sobald jedoch eine relativ grosse
Seitenkraft an dem äußeren Hinterrad 4 a aufgrund einer
grossen Zentripetal-Beschleunigung angreift, die z.B. bei
scharfer Kurvenfahrt entsteht, dann wird das äußere
Hinterrad 4 a in Richtung auf eine Nachspur verstellt.
Wie erläutert, stellt sich dieser Effekt aufgrund der
elastischen Eigenschaft der Gummielemente 2 a, 2 b
sowie aufgrund der Neigung der Schwenkachsen 7 a, 7 b
der Längslenker 1 a, 1 b ein. Durch Änderung oder Aus
wahl dieser Parameter können verschiedene Spur-Kenn
linien des äußeren Hinterrades erhalten werden, wie
sie strichpunktiert in Fig. 10 angegeben sind.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 20 wird eine zweite
Ausführungsform der Erfindung erläutert:
In den Fig. 11 bis 20 sind zu den in den Fig. 1 bis 10
gezeigten Teilen analoge Teile mit dem gleichen Bezugs
zeichen versehen und es wird nachfolgend nur der Unter
schied zwischen dem ersten und dem vorliegenden zweiten
Ausführungsbeispiel erläutert. In diesem Ausführungs
beispiel unterscheidet sich das Gummielement 2 a′ am
vorderen Ende des Längslenkers 1 a von dem Gummielement
2 a bezüglich seiner Federeigenschaft, denn es weist
in seinen Durchbrüchen 11 a′ des Gummikörpers 10 a′ keine
Kunststoffplatte auf. Aufgrund der Durchbrüche 11 a′ ver
ändert sich die Beziehung zwischen einer auf das Gummi
element 2 a′ senkrecht zur Schwenkachse 7 a wirkenden
und in einer diese Achse einschließenden Ebene ge
richteten Kraft und der entsprechenden Verformung des
Gummielements 2 a bei einer vorbestimmten Kraft f 0, wie
dies aus Fig. 13A hervorgeht. Das bedeutet, daß das
Gummielement 2a′ in einem kleinen Verformungsbereich
mit einer Federkonstante k 1 weich, in einem grossen
Verformungsbereich mit der Federkonstante k 2 hingegen
steif ist. Die Beziehung zwischen der an dem Gummi
element 2 a′ in axialer Richtung angreifenden Kraft und
der zugehörigen Verformung des Gummielements 2 a′ ist
linear (Federkonstante k) sowohl über den kleinen wie
auch den grossen Verformungsbereich, wie dies aus Fig. 13B
hervorgeht. Das andere Gummielement 2 b′ ist von identischem
Aufbau.
Fig. 14 ist eine Draufsicht, die das Kräftegleichgewicht
an den Zentren A und B der Gummielemente 2 a′, 2 b′ zeigt,
wenn eine Seitenkraft F aufgrund einer Zentripetal-
Beschleunigung an dem Hinterrad 4 a angreift. An den
Zentren A und B werden gemäß Fig. 14 Reaktionskräfte
in einer Richtung parallel zur Wirkungslinie der Seiten
kraft F sowie senkrecht dazu erzeugt. Dabei wirkt auf
jedes der Gummielemente 2 a′, 2 b′ eine Kraft f, die in
ihrem Betrag der Kraftresultierenden der Reaktionskräfte
gleich, dieser jedoch entgegengerichtet ist.
Fig. 15 zeigt die an dem Zentrum A angreifende Kraft f,
aufgeteilt in eine Komponente fA in Richtung der Schwenk
achse 7 a und eine Komponente fR in Richtung senkrecht
zur Schwenkachse 7 a und in einer Horizontalebene gelegen,
die die Schwenkachse 7 a enthält. Die Verformungen w A und
δ R des Gummielements 2 a′ in den entsprechenden Richtungen
aufgrund der Kraftkomponenten fA und fR können unter der
Voraussetzung, daß sich die elastischen Eigenschaften des
Gummielements 2 a′ in den relevanten Richtungen gemäß den
Fig. 13A, 13B verhalten, folgendermassen abgeleitet werden:
δ A = fA/k, δ R 1 (Verformung im kleinen Verformungsbereich)
= fR/k 1, δ R 2 (Verformung im grossen Verformungsbereich)
= fR/k 2.
Fig. 16 zeigt die Änderung der Verformung des Gummielements
2 a′ bei einer Zunahme der Zentripetal-Beschleunigung.
Wie vorstehend erläutert, nimmt die Verformung des Gummi
elementes 2 a′ in Richtung der Schwenkachse 7 a proportional
mit einer Vergrösserung der Kraftkomponente fA zu,
während die Verformung des Gummielements 2 a′ in einer
Richtung senkrecht zur Schwenkachse 7 a nicht linear
mit einer Vergrösserung der Kraftkomponente fR zunimmt.
Demzufolge ist die Gesamtverformung δ , die man durch
Kombination der Verformungen δ A und w R erhält, in dem
kleinen Verformungsbereich (δ 1) nach hinten, in dem
grossen Verformungsbereich (δ 2) jedoch nach vorne
gerichtet, wie aus Fig. 16 abgeleitet werden kann.
Die Fig. 17 und 18 sind ähnlich den Fig. 15 und 16,
zeigen jedoch die Wirkung der Kraft f am Zentrum B
und die Verformung δ des Gummielementes 2 b′. Wie sich
aus den Fig. 17 und 18 im Vergleich mit den Fig. 15 und
16 ableiten lässt, ist die Verformung des Gummielements
2 b′ in kleinen Verformungsbereich (δ 1) nach vorne,
im grossen Verformungsbereich (δ 2) jedoch nach hinten
gerichtet, weil die Neigung der Schwenkachse 7 b zu
der Neigung der Schwenkachse 7 a entgegengesetzt ist
und die an dem Zentrum B angreifende Kraft f zu der
an dem Zentrum A angreifenden Kraft f entgegengerichtet
ist.
Fig. 19 zeigt die Spuränderung der Hinterräder 4 a, 4 b
aufgrund einer Verschiebung der Zentren A und B infolge
der Verformung der Gummielemente 2 a′, 2 b′, wenn eine
Seitenkraft G an den Hinterrädern 4 a, 4 b angreift.
Solange die Seitenkraft G relativ klein und folglich
die Verformung des Gummielements 2 a′ gering ist, wird
das Zentrum A des Gummielements 2 a′ in Richtung von
δ 1 verschoben, so daß das äußere Hinterrad 4 a in
Richtung auf eine Nachspur (R 1) verstellt wird. Wenn
dagegen die Seitenkraft G ansteigt und damit die Ver
formung des Gummielements 2 a′ zunimmt, wird das Zentrum
A in Richtung von δ 2 verschoben und das äußere Hinter
rad 4 a wird in Richtung auf eine Vorspur (R 2) verstellt.
Fig. 20 zeigt das Spurverhalten des äußeren Hinterrades
4 a bezogen auf die Zentripetal-Beschleunigung oder die
Seitenkraft G. Wie aus der voll ausgezogenen Linie her
vorgeht, wird das äußere Hinterrad 4 a zu einer Nachspur
verstellt, sobald eine relativ niedrige Seitenkraft
aufgrund einer kleinen Zentripetal-Beschleunigung, bei
spielsweise infolge einer Kurvenfahrt bei niedriger
bis mittlerer Geschwindigkeit, an dem äußeren Hinter
rad 4 a angreift. Wenn dagegen eine relativ grosse
Seitenkraft auf das äußere Hinterrad 4 a aufgrund einer
grossen Zentripetal-Beschleunigung wirkt, die beispiels
weise durch eine Fahrbahnänderung bei hoher Geschwindig
keit entsteht, dann wird das äußere Hinterrad 4 a zu
einer Vorspur verstellt. Wie oben erläutert, erhält man
diesen Effekt aufgrund der Federeigenschaft der Gummi
elemente 2 a, 2 b′und der Neigung der Schwenkachsen 7 a,
7 b der Längslenker 1 a, 1 b. Durch Veränderung oder eine
andere Wahl dieser Parameter lassen sich verschiedene
Spurcharakteristiken an dem äußeren Hinterrad erzielen,
wie diese durch die strichpunktierten Linien in Fig. 20
angedeutet sind.
Claims (6)
1. Hinterradaufhängung für Fahrzeuge, mit Längslenkern
(1 a, 1 b), die über Gummielemente (2 a, 2 b) mit ihren
vorderen Enden am Fahrzeugkörper jeweils in einer
vertikalen Ebene verschwenkbar angelenkt sind, und
mit einem Torsionsstab (6), der die Längslenker (1 a,
1 b) miteinander verbindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (7 a,
7 b) der Längslenker (1 a, 1 b) derart geneigt sind,
daß sie sich vor der Verbindungslinie zwischen den
am vorderen Ende der Längslenker (1 a, 1 b) angeordneten
Gummielementen (2 a, 2 b) schneiden, und daß jedes der
Gummielemente (2 a, 2 b) eine Federeigenschaft hat, die
in einer Richtung senkrecht zur Schwenkachse (7 a bzw.
7 b) des zugehörigen Längslenkers (1 a bzw. 1 b) und in
einer diese Schwenkachse enthaltenden Horizontalebene
über einen kleinen Verformungsbereich hinweg eine
hohe Federsteifigkeit und, in derselben Richtung,
über einen grossen Verformungsbereich hinweg eine
kleine Federsteifigkeit ergibt.
2. Hinterradaufhängung für Fahrzeuge, mit Längslenkern
(1 a, 1 b), die über Gummielemente (2 a′, 2 b′) mit ihren
vorderen Enden am Fahrzeugkörper jeweils in einer
vertikalen Ebene verschwenkbar angelenkt sind,
und mit einem Torsionsstab (6), der die Längslenker
(1 a, 1 b) miteinander verbindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (7 a, 7 b)
der Längslenker (1 a, 1 b) derart geneigt sind, daß
sie sich vor der Verbindungslinie zwischen den am
vorderen Ende der Längslenker (1 a, 1 b) angeordneten
Gummielementen (2 a′, 2 b′) schneiden, und daß jedes
der Gummielemente (2 a′, 2 b′) eine Federeigenschaft
hat, die in einer Richtung senkrecht zur Schwenkachse
(7 a bzw. 7 b) des zugehörigen Längslenkers (1 a bzw. 1 b)
und in einer diese Schwenkachse enthaltenden Horizontal
ebene über einen kleinen Verformungsbereich hinweg
eine kleine Federsteifigkeit und, in derselben Richtung,
über einen grossen Verformungsbereich hinweg eine
hohe Federsteifigkeit ergibt.
3. Hinterradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes der Gummielemente (2 a, 2 b;
2 a′, 2 b′) eine innere, fest mit dem Fahrzeugkörper
verbundene Buchse (9 a), eine äußere, am vorderen Ende
des Längslenkers (1 a, 1 b) befestigte rohrförmige
Muffe (8 a), in der die Buchse (9 a) aufgenommen ist,
und einen zwischen Muffe (8 a) und Buchse (9 a) aufge
nommenen Gummikörper (10 a, 10 a′) aufweist.
4. Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (6)
die Längslenker (1 a, 1 b) im wesentlichen an deren
Längsmitte verbindet.
5. Hinterradaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (2 a, 2 b)
ein Loch oder einen Durchbruch (11 a) aufweist und
daß in das Loch oder den Durchbruch ein Distanzstück
(12) eingepresst ist.
6. Hinterradaufhängung nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (2 a′,
2 b′) ein Loch oder einen Durchbruch (11′) aufweist.
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