DE4006922A1 - Hinterachslager fuer eine verbundlenkerachse fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hinterachslager für eine Verbundlenker­ achse für Kraftfahrzeuge, mit einer Gummi/Metall-Buchse aus einer metallischen Innenbuchse, einer metallischen Außenbuchse und einem zwischen Innenbuchse und Außenbuchse einvulkanisierten Gummihohl­ körper, wobei die Innenbuchse zum Anschluß an die Karosserie und die Außenbuchse zum Anschluß an den Verbundlenker bzw. die Hin­ terachse eingerichtet ist.

Hinterachslager sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind solche für Verbundlenkerachsen von Kraftfahrzeugen bekannt. Solche Hinterachslager sollen den sich beispielsweise bei Kurvenfahrt infolge Seitenkraftübertragung einstellenden Schräglauf der Hinterräder reduzieren und in spurkorrigierendem Sinne für Richtungsstabilität sorgen. Außerdem sollen die Abrollgeräusche reduziert und der Fahrkomfort erhöht werden. Das gelingt bei den bekannten Hinterachslagern kaum, allenfalls in unbefriedigender Weise. So kennt man Hinterachslager, die lediglich als herkömmliche Gummi/Metall-Buchsen ausgebildet und achsparallel zur Hinterachse zwischen Verbundlenker und Karosserie angeordnet sind. Derartige Hinterachslager vermindern zwar etwas die Abrollgeräusche, kaum jedoch den Schräglauf der Hinterräder, so daß die Hinterachse er­ heblichen Einfluß auf das Lenkverhalten des Fahrzeuges nimmt. Aus diesem Grunde sind Hinterachslager entwickelt worden, bei denen die Gummi/Metall-Buchse als gleichsam asymmetrische Buchse ausgebildet ist. Dazu weist der Gummihohlkörper randseitig versetzte Gummi­ flansche auf. Aufgrund dieser asymmetrischen Ausbildung des Gummi­ hohlkörpers soll der Schräglaufwinkel der Hinterräder reduziert und folglich eine Spurkorrektur erreicht werden. Dennoch genügt auch diese Ausführungsform hohen Ansprüchen nicht. Das gilt insbesondere auch hinsichtlich des Fahrkomforts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hinterachslager für eine Verbundlenkerachse von Kraftfahrzeugen der eingangs beschrie­ benen Ausführungsform zu schaffen, welches die Übertragung von Seitenkräften auf die Hinterachse ebenso wie die Abrollgeräusche minimiert und die Richtungsstabilität sowie den Fahrkomfort opti­ miert.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Hinter­ achslager dadurch, daß die Gummi/Metall-Buchse mit ihrer zentralen Längsachse derart zur Hinterachse schräggestellt ist, daß die Längs­ achse im wesentlichen tangential zu einem bei Schwenkbewegungen des Verbundlenkers im Bereich der Gummi/Metall-Buchse gebildeten Kreisbogen bzw. Kugelgürtel verläuft und dadurch der Gummihohl­ körper in Schwenkrichtung des Verbundlenkers und folglich im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung ein weiches Schubpaket bildet. - Zwischen Verbundlenker und Karosserie sind zwei erfin­ dungsgemäße Hinterachslager angeordnet, nämlich gleichsam in Ver­ längerung der an die Radachsen angreifenden Längslenker des Ver­ bundlenkers, die über ein biegesteifes aber drehweiches Koppelglied miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäßen Hinterachslager schließen also gleichsam den Übergangsbereich von den Längslenkern zum Koppelglied an. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer Verbundlenkerachse der Verbundlenker insbesondere im Zuge des Durchfahrens von Kurven dazu neigt, im wesentlichen in horizontaIer Ebene Schwenkbewegungen um eine vertikale Hochachse durchzuführen. Diese bei bekannten Hinterachslagern praktisch bloc­ kierten Schwenkbewegungen ermöglicht das erfindungsgemäße Hinter­ achslager in wohldefinierter Weise. Folglich beschreibt der Verbund­ lenker im Bereich der Hinterachslager entsprechende Kreisbögen, die infolge geringer vertikaler Abweichungen auch Kugelgürtel sein können. Um diese Schwenkbewegungen im Sinne von Ausgleichsbe­ wegungen nahezu ohne Seitenkrafteinflüsse auf die Hinterachse aufnehmen zu können, ist die Gummi/Metall-Buchse jedes Hinterachs­ lagers entsprechend schräggestellt und bildet praktisch eine Tan­ gente an dem Schwenkkreis des Verbundlenkers bzw. seiner Längs­ lenker. Dadurch wird die sonstige Schrägstellung der Hinterräder nicht nur weitgehend reduziert, sondern die Hinterräder lenken sogar mit, so daß eine optimale Spurkorrektur erreicht wird. Aus dieser Spurkorrektur resultiert Richtungsstabilität. Im ganzen wird ein nahezu neutrales Lenkverhalten erreicht. Auch die Abroll­ geräusche werden vermindert.

Nach einem Vorschlag der Erfindung, dem selbständige Bedeutung aber auch besondere Bedeutung in Kombination mit den beanspruch­ ten Maßnahmen zukommt, ist ferner vorgesehen, daß die Gummi/Me­ tall-Buchse unter Zwischenschaltung eines Gummipaketes bzw. Gum­ mi/Metall-Paketes an den Verbundlenker angeschlossen ist, welches einerseits form- und kraftschlüssig mit der Außenbuchse und/oder dem Gummihohlkörper verbunden ist, andererseits mit zur Hinter­ achse im wesentlichen paralleler Hauptachse an dem Verbundlenker befestigt ist und dadurch in Fahrzeuglängsrichtung ein weiches Schubpaket bildet. Dadurch werden auch die im Zuge des Anfahrens bzw. Beschleunigens und Verzögerns bzw. Bremsens auftretenden Reaktionskräfte, die in Fahrzeuglängsrichtung auftreten, einwandfrei aufgenommen. Folglich wird unter weiterer Reduzierung der Abroll­ geräusche der Fahrkomfort ganz erheblich verbessert. - Im Rahmen der Erfindung funktionieren also bei jedem der beiden erfindungs­ gemäßen Hinterachslager die Gummi/Metall-Buchse in Fahrzeugquer­ richtung als weiches Schubpaket und in Fahrzeuglängsrichtung als hartes Druckpaket, dagegen das Gummi/Metall-Paket zwischen der Gummi/Metall-Buchse und dem Verbundlenker in Fahrzeuglängsrich­ tung als weiches Schubpaket und in Fahrzeugquerrichtung als hartes Druckpaket. Diese Wechselwirkung sorgt dafür, daß die bei Kurven­ fahrt, Seitenwind od. dgl. auftretenden Seitenkräfte von der Gummi/ Metall-Buchse aufgenommen und geführt werden, so daß optimale Spurkorrektur bei nahezu neutralem Lenkverhalten erreicht wird, während das Gummi/Metall-Paket die längsgerichteten Fahr- und Bremsreaktionskräfte schubweich aufnimmt und dadurch den Fahr­ komfort optimiert. Die Reduzierung der Abrollgeräusche resultiert aus gleichsam der Verdoppelung der zwischen Verbundlenker und Karosserie zwischengeschalteten Gummi-Pakete. Im ganzen wird ein selbstkorrigierendes Hinterachslager verwirklicht.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufge­ führt. Vorzugsweise ist die Gummi/Metall-Buchse in ihrer Schrägstel­ lung auf einem Metallrohr angeordnet, dessen Rohrachse im wesent­ lichen parallel zur Hinterachse verläuft, so daß das erfindungsge­ mäße Hinterachslager bei herkömmlichen Verbundlenkerachsen bzw. Verbundlenkern eingesetzt werden kann und dessen Montage un­ problematisch ist. Weiter sieht die Erfindung vor, daß das Gummi/ Metall-Paket das Metallrohr mit zur Rohrachse konzentrischer oder zumindest achsparalleler Paketachse umgibt und einen zur Rohr­ achse konzentrischen Lagerring aus Metall aufweist, der in eine entsprechende Lagerausnehmung am Verbundlenker einsetzbar ist. Dadurch wird ein einwandfreier Anschluß des Gummi/Metall-Paketes an den Verbundlenker in Verlängerung seines Längslenkers er­ reicht.

Um eine möglichst kompakte Bauweise für das Hinterachslager zu er­ reichen - wie sie regelmäßig im Kraftfahrzeugbau angestrebt wird - schlägt die Erfindung vor und diesem Vorschlag kommt selbständige Bedeutung zu, daß die Gummi/Metall-Buchse und das Gummi/Metall- Paket als sich jeweils gegenüberliegende Kreissegmente, vorzugsweise Viertelkreissegmente ausgebildet bzw. durch Viertelkreissegmente er­ setzt sind und sich in Axialprojektion zu einer Kreisfläche ergänzen. Es liegen sich danach also die Viertelkreissegmente der Gummi/Metall- Buchse um 180° ebenso wie die Viertelkreissegmente des Gummi/Metall- Paketes um 180° gegenüber, letztere sind jedoch um 90° zu den Vier­ telkreissegmenten der Gummi/Metall-Buchse versetzt angeordnet. Da­ durch wird nicht nur eine raumsparende Bauweise erzielt, sondern es läßt sich auch eine einstückige Bauweise verwirklichen, die in fertigungs- und montagetechnischer Hinsicht besonders vorteilhaft ist. Zweckmäßigerweise sind auch die Viertelkreissegmente der Innen­ buchse der Gummi/Metall-Buchse mit dem Metallrohr einteilig ausge­ bildet und in entsprechender Schrägstellung um 180° und über ihre Breite versetzt an den Rohrmantel angeformt. Der Lagerring für die Viertelkreissegmente des Gummi/Metall-Paketes kann als umlaufender Ring ausgebildet sein und weist im Bereich der Viertelkreissegmente L-Schenkel für die daran anvulkanisierten Gummisegmente auf. Für den Fall, daß eine Druckpaketverstärkung erwünscht ist, sind vor­ zugsweise in den Gummihohlkörper - bei dem es sich praktisch um einen Gummihohlzylinder handelt - der Gummi/Metall-Buchse und/oder in den Gummihohlkörper des Gummi/Metall-Paketes bzw. in deren Vier­ telkreissegmente konzentrische Metallhülsen bzw. Hülsensegmente ein­ gesetzt.

Um ein Hinterachslager zu verwirklichen, welches mehr in die Fahr­ zeugbreite als in die Fahrzeuglänge baut, weil in Fahrzeugbreite mehr Platz zur Verfügung steht, empfiehlt die Erfindung, daß zwei oder mehr Gummi/Metall-Buchsen bzw. ihre Viertelkreissegmente in gleichgerichteter Schrägstellung auf koaxialen Metallrohren und zwei oder mehr Gummi/Metall-Pakete bzw. ihre Viertelkreissegmente mit ko­ axialen Lagerringen nebeneinander angeordnet sind, wobei sich die beiden nebeneinander angeordneten Lagerringe zu einem gemeinsamen Lagerring mit im Bereich der Gummisegmente U-förmigem Querschnitt ergänzen. Der Anschluß des erfindungsgemäßen Hinterachslagers an die Karosserie läßt sich in herkömmlicher Weise verwirklichen. Dazu können das bzw. die Metallrohre in an sich bekannter Weise mittels eines hindurchgeführten Schraubenbolzens zwischen zwei karosserie­ seitigen Lagerwangen befestigt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 In perspektivischer und schematischer Darstellung eine Verbundlenkerachse mit den zugehörigen Hinterachslagern für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 in schematischer Aufsicht den Verbundlenker im Bereich eines der beiden Hinterachslager mit angedeutetem Schwenkverhalten und axial geschnittenem Hinterachs­ lager,

Fig. 3 einen um 90° versetzten Axialschnitt durch das Hinter­ achslager nach Fig. 2 gemäß I-I,

Fig. 4 ausschnittsweise den Gegenstand nach Fig. 2 mit ge­ strichelt angedeuteten Viertelkreissegmenten des Gummi/ Metall-Paketes und

Fig. 5 eine Seitenansicht auf den Gegenstand nach Fig. 2 im Bereich des Hinterachslagers.

In den Figuren ist ein Hinterachslager 1 für eine Verbundlenkerachse 2 von Kraftfahrzeugen dargestellt, bei denen es sich regelmäßig um Personenkraftfahrzeuge handelt. Die Verbundlenkerachse 2 weist zwei an die Radachsen der beiden Hinterräder 3 des Kraftfahrzeuges an­ greifende Längslenker 4 und ein die beiden Längslenker 4 verbinden­ des Koppelglied 5 auf. Gleichsam in Verlängerung der Längslenker 4 befindet sich jeweils ein solches Hinterachslager 1. Jedes Hinterachs­ lager 1 weist eine Gummi/Metall-Buchse 6 aus einer metallischen Innenbuchse 7, einer metallischen Außenbuchse 8 und einem zwischen Innenbuchse 7 und Außenbuchse 8 einvulkanisierten Gummihohlkörper 9 auf, bei dem es sich praktisch um einen Gummihohlzylinder han­ delt. Die Innenbuchse 7 ist zum Anschluß an die Karosserie 10 und die Außenbuchse 8 zum Anschluß an den Verbundlenker 4, 5 einge­ richtet. Die Gummi/Metall-Buchse 6 ist mit ihrer zentralen Längsachse T derart zur Hinterachse 11 schräggestellt, daß die Längsachse T im wesentlichen tangential zu einem bei Schwenkbewegungen des Ver­ bundlenkers 4, 5 im Bereich der Gummi/Metall-Buchse 6 gebildeten Kreisbogen B bzw. Kugelgürtel verläuft. Dadurch bildet der Gummi­ hohlkörper 9 in Schwenkrichtung des Verbundlenkers und folglich im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung ein weiches Schubpaket, dagegen in Fahrzeuglängsrichtung ein hartes Druckpaket. Das gleiche gilt für das andere spiegelsymmetrisch angeordnete Hinterachslager 1.

Die Gummi/Metall-Buchse 6 ist unter Zwischenschaltung eines Gummi- Paketes bzw. Gummi/Metall-Paketes 12 an den Verbundlenker 4, 5 an­ geschlossen, welches einerseits form- und kraftschlüssig mit der Außenbuchse 8 und/oder dem Gummihohlkörper 9 verbunden ist, ande­ rerseits mit zur Hinterachse 11 im wesentlichen paralleler Hauptachse H an dem Verbundlenker 4, 5 befestigt ist und dadurch in Fahrzeug­ längsrichtung ein weiches Schubpaket bildet, dagegen in Fahrzeug­ querrichtung ein hartes Druckpaket. Im Ergebnis nimmt die Gummi/ Metall-Buchse 6 die in Fahrzeugquerrichtung wirkenden und folglich Seitenkräfte weich auf, das Gummi/Metall-Paket 12 dagegen die in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden und folglich die aus Beschleunigung und Verzögerung resultierenden Reaktionskräfte weich auf.

Die Gummi/Metall-Buchse 6 und das Gummi/Metall-Paket 12 sind als sich jeweils gegenüberliegende Kreissegmente, nach dem Ausführungs­ beispiel als sich jeweils 180° gegenüberliegende Viertelkreissegmente 13, 14 ausgebildet und ergänzen sich in Axialprojektion zu einer Kreisfläche. Dadurch läßt sich eine einteilige und kompakte Bauweise erreichen. Die Viertelkreissegmente 15 der lnnenbuchse 7 der Gummi/ Metall-Buchse 6 sind mit einem Metallrohr 16 einteilig ausgebildet und in entsprechender Schrägstellung um 180° und über ihre Breite versetzt an den Rohrmantel angeformt. Die Rohrachse R verläuft pa­ rallel zur Hinterachse 11. Ebenso sind die Viertelkreissegmente 14 des Gummi/Metall-Paketes 12 an die Außenbuchse 8 und/oder den Gummi­ hohlkörper 9 bzw. die entsprechenden Viertelkreissegmente 13 der Gummi/Metall-Buchse 6 angeformt. Das Gummi/Metall-Paket 12 weist als Metallelement einen Lagerring 17 auf, der in eine entsprechende Lagerausnehmung am Verbundlenker 4, 5 bzw. des betreffenden Längslenkers einsetzbar ist. Der Lagerring 17 ist selbst für die Vier­ telkreissegmente 14 des Gummi/Metall-Paketes 12 als umlaufender Ring ausgebildet und weist im Bereich der Viertelkreissegmente 14 L-Schenkel 18 für die daran anvulkanisierten Gummisegmente auf. - Nach dem Ausführungsbeispiel sind zwei Gummi/Metall-Buchsen 6 bzw. ihre Viertelkreissegmente 13 in gleichgerichteter Schrägstellung auf koaxialen Metallrohren 16 und zwei Gummi/Metall-Pakete 12 bzw. ihre Viertelkreissegmente 14 mit koaxialen Lagerringen 17 neben­ einander angeordnet, wobei sich die beiden Lagerringe 17 zu einem gemeinsamen Lagerring mit im Bereich der Gummisegmente U-förmigem Querschnitt ergänzen. Die beiden Metallrohre 16 sind mittels eines hindurchgeführten Schraubenbolzens 19 zwischen zwei karosserie­ seitigen Lagerwangen 20 befestigt.

Die Metallrohre 16 können umlaufende Anschläge 21 aus Gummi als Überlastschutz in bezug auf den Verbundlenker 4, 5 aufweisen. Außerdem können die in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Gummi/ Metall-Pakete 12 als quergewinkelte oder konische Pakete ausge­ bildet sein, um eine progressive Kennlinie für die in Fahrzeug­ längsrichtung wirkenden Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte zu erreichen. Das ist nicht gezeigt.

Claims (12)

1. Hinterachslager für eine Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge, mit einer Gummi/Metall-Buchse aus einer metallischen Innenbuchse, einer metallischen Außenbuchse und einem zwischen Innenbuchse und Außenbuchse einvulkanisierten Gummihohlkörper, wobei die Innen­ buchse zum Anschluß an die Karosserie und die Außenbuchse zum An­ schluß an den Verbundlenker eingerichtet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gummi/Metall-Buchse (6) mit ihrer zentralen Längsachse (T) derart zur Hinterachse (11) schrägge­ stellt ist, daß die Längsachse (T) im wesentlichen tangential zu einem bei Schwenkbewegungen des Verbundlenkers (4, 5) im Bereich der Gummi/Metall-Buchse (6) gebildeten Kreisbogen (B) bzw. Kugel­ gürtel verläuft und dadurch der Gummihohlkörper (9) in Schwenkrich­ tung des Verbundlenkers (4, 5) ein weiches Schubpaket bildet.

2. Hinterachslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi/Metall-Buchse (6) unter Zwischenschaltung eines Gummi- Paketes oder Gummi/Metall-Paketes (12) an den Verbundlenker (4, 5) angeschlossen ist, welches einerseits form- und kraftschlüssig mit der Außenbuchse (8) und/oder dem Gummihohlkörper (9) verbunden ist, andererseits mit zur Hinterachse (11) im wesentlichen paralleler Hauptachse (H) an dem Verbundlenker (4, 5) befestigt ist und da­ durch in Fahrzeuglängsrichtung ein weiches Schubpaket bildet.

3. Hinterachslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi/Metall-Buchse (6) in ihrer Schrägstellung auf einem Metallrohr (16) angeordnet ist, dessen Rohrachse (R) im wesentlichen parallel zur Hinterachse (11) verläuft.

4. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gummi/Metall-Paket (12) das Metallrohr (16) mit zur Rohrachse (R) konzentrischer oder zumindest achsparalleler Paketachse (P) umgibt und einen zur Rohrachse (R) konzentrischen Lagerring (17) aus Metall aufweist, der in eine entsprechende Lager­ ausnehmung am Verbundlenker (4, 5) einsetzbar ist.

5. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gummi/Metall-Buchse (6) und das Gummi/Metall- Paket (12) als sich jeweils gegenüberliegende Kreissegmente, z. B. Viertelkreissegmente (13, 14) ausgebildet sind und sich in Axialpro­ jektion zu einer Kreisfläche ergänzen.

6. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Viertelkreissegmente der Innenbuchse (7) der Gummi/Metall-Buchse (6) mit dem Metallrohr (16) einteilig ausgebildet und in entsprechender Schrägstellung um 180° und über ihre Breite versetzt an den Rohrmantel angeformt sind.

7. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lagerring (17) für die Viertelkreissegmente (14) des Gummi/Metall-Paketes (12) als umlaufender Ring ausgebildet ist und im Bereich der Viertelkreissegmente L-Schenkel (18) für die daran anvulkanisierten Gummisegmente aufweist.

8. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Gummihohlkörper (9) der Gummi/Metall- Buchse (6) und/oder in den Gummihohlkörper des Gummi/Metall-Pa­ ketes (12) bzw. in deren Viertelkreissegmente zur Druckpaketver­ stärkung konzentrische Metallhülsen bzw. Hülsensegmente eingesetzt sind.

9. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei oder mehr Gummi/Metall-Buchsen (6) bzw. ihre Viertelkreissegmente (13) in gleichgerichteter Schrägstellung auf koaxialen Metallrohren (16) und zwei oder mehr Gummi/Metall- Pakete (12) bzw. ihrer Viertelkreissegmente (14) mit koaxialen Lagerringen (17) nebeneinander angeordnet sind, wobei sich die beiden Lagerringe (17) zu einem gemeinsamen Lagerring mit im Be­ reich der Gummisegmente U-förmigen Querschnitt ergänzen.

10. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Metallrohre (16) in an sich be­ kannter Weise mittels eines hindurchgeführten Schraubenbolzens (19) zwischen zwei karosserieseitigen Lagerwangen (20) befestigt sind.

11. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrohre (16) umlaufende Anschläge (21) aus Gummi als Überlastschutz für den Verbundlenker (4, 5) auf­ weisen.

12. Hinterachslager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Gummi/ Metall-Pakete (12) als quergewinkelte oder konische Pakete ausge­ bildet sind.