DE102008037925A1

DE102008037925A1 - Mehrlenker-Hinterachse, insbesondere 5-Lenker-Hinterachse

Info

Publication number: DE102008037925A1
Application number: DE200810037925
Authority: DE
Inventors: Ludwig Seethaler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2010-02-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrlenker-Hinterachse, insbesondere 5-Lenker-Hinterachse eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs mit einer direkt am Radträger in einem Befestigungspunkt abgestützten Tragfeder-Dämpfer-Einheit sowie mit einem über eine sog. Pendelstütze am Radträger abgestützten Querstabilisator, wobei die Pendelstütze im Befestigungspunkt der Tragfeder-Dämpfer-Einheit und somit gemeinsam mit dieser am Radträger befestigt sein kann. Insbesondere jedoch sind zumindest zwei radführende Lenker gleich gestaltet und unterscheiden sich nur durch die in die Lenker-Anbindungsstellen eingesetzten Gummilager mit unterschiedlich gestalteten Lager-Innenbuchsen derart voneinander, dass aufgrund entsprechender Gestaltung der mit den Lager-Innenbuchsen zusammenwirkenden Bauelementen, an denen die gleich gestalteten Lenker montiert sind, nur der jeweils zugeordnete Lenker exakt montierbar ist. Dabei sind vorzugsweise die dem jeweiligen Anbauelement zugewandten Stirnseiten der unterschiedlich gestalteten Lager-Innenbuchsen zweier gleich rter Lenker unterschiedlich geformt, insbesondere eben oder kegelförmig oder kugelförmig gestaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrlenker-Hinterachse, insbesondere eine 5-Lenker-Hinterachse, eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs mit einer direkt am Radträger in einem Befestigungspunkt abgestützten Tragfeder-Dämpfer-Einheit.
Mehrlenker-Hinterachsen und insbesondere räumliche Fünflenker-Hinterachsen sind seit längerem für anspruchsvolle Fahrzeuge in Serie, da sich mit diesem Konzept hohe Anforderungen an Fahrdynamik und Fahrkomfort gut erfüllen lassen. Die kinematische und elastokinematische Auslegungsfreiheit bietet für die Abstimmung der Parameter Vorspurverlauf und Sturzverlauf sowie Anfahr-/Bremsstützwinkel und Rollzentrum sowie elastische Vorspuränderung bei Längskräften und Seitenkräften die optimalen Voraussetzungen. Für schwierige Bauraumverhältnisse bietet das Fünflenker-Konzept vorteilhafterweise ein hohes Maß an Flexibilität, so dass die Lenkerpositionen an die Karosseriestruktur und ggf. an Antriebskomponenten angepasst werden können.
Der Bauaufwand für bis zu fünf Lenker pro Fahrzeugseite samt zugehörigen Lagern in Form von Gummilagern oder Kugelgelenken ist vergleichsweise hoch und stellt einen Kostennachteil und Gewichtsnachteil gegenüber einfacheren Achssystemen wie z. B. Federbeinachsen dar. Dieser Kosten- und Gewichtsnachteil ist bei der häufigen Ausführungsform mit einem die Tragfeder tragenden sog. Federlenker und separat gelagertem Hinterachsträger besonders ausgeprägt.
Hiermit soll daher eine Mehrlenker-Hinterachse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden, die sich durch eine einfache Gestaltung (und somit eine wirtschaftlich vorteilhafte Bauweise) auszeichnet (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei den Radträger führende Lenker gleich gestaltet sind und sich nur durch die in zumindest einen der Lenker-Lagersitze eingesetzten Gummilager mit geometrisch unterschiedlich gestalteten Lager-Innenbuchsen derart voneinander unterscheiden, dass aufgrund entsprechender Gestaltung des oder der mit den Lager-Innenbuchsen zusammenwirkenden Bauelementes oder Bauelementen, an dem oder denen die gleich gestalteten Lenker montiert sind, nur der jeweils zugeordnete Lenker exakt montierbar ist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Vorzugsweise finden anstelle aufwändiger Kugelgelenke demgegenüber günstigere Gummilager für die Lagerung der radführenden Lenker Verwendung. Dabei sind im Sinne eines Gleichteilekonzepts und somit zur Erzielung hoher Stückzahlen zumindest zwei radführende Lenker (von den mehreren, insbesondere 5 Lenkern) gleich gestaltet, d. h. diese zumindest zwei Lenker besitzen die gleiche geometrische Form und gleiche Abmessungen. Nur durch die in die Lenker-Anbindungsstellen bzw. Lenker-Lagersitze (genauer: jeweils zumindest einen davon) eingesetzten Gummilager unterscheiden sich diese zumindest zwei gleich gestalteten Lenker voneinander. Neben einer unterschiedlichen Lagercharakteristik, d. h. insbesondere unterschiedlichen Steifigkeiten der Gummilager unterscheiden sich erfindungsgemäß die Innenbuchsen der jeweiligen Gummilager geometrisch derart voneinander, dass aufgrund entsprechender Gestaltung der mit den Lager-Innenbuchsen zusammenwirkenden Bauelemente, an denen die gleich gestalteten Lenker montiert sind, insbesondere des Radträgers bzw. von dessen Anbindungsstellen für die gleich gestalteten Lenker, nur der jeweils zugeordnete bzw. zur jeweiligen Anbindungsstelle zugehörige Lenker exakt montierbar ist.
Im Sinne einer geometrisch unterschiedlichen Gestaltung der Gummilager-Innenbuchsen können bevorzugt die dem jeweiligen Anbauelement, insbesondere dem Radträger, zugewandten Stirnseiten der unterschiedlich gestalteten Lager-Innenbuchsen zweier gleich gestalteter jedoch an verschiedenen Stellen (insbesondere des Radträgers) montierter Lenker unterschiedlich geformt sein, insbesondere eben oder kegelförmig oder kugelförmig gestaltet sein; weiterhin sind unterschiedliche Durchmesser der für die Befestigungsschrauben der Lager-Innenbuchsen vorgesehenen Durchgangsbohrungen möglich. Im Hinblick auf das genannten Kriterium der exakten Montierbarkeit sind selbstverständlich nicht nur die Lager-Innenbuchsen der an verschiedenen Stellen montierten bzw. zu montierenden und dabei äußerlich gleich gestalteten Lenker unterschiedlich gestaltet, sondern auch die entsprechenden mit diesen Lager-Innenbuchsen zusammenwirkenden Bauelemente oder Anbindungsstellen oder Aufnahmestellen für die Lenker an einem Bauelement, insbesondere am Radträger.
Weiterhin kann an einer erfindungsgemäßen Mehrlenker-Hinterachse mit einem über ein sog. Pendelstütze am Radträger abgestützten Querstabilisator die besagte Pendelstütze im Befestigungspunkt der Tragfeder-Dämpfer-Einheit und somit gemeinsam mit dieser am Radträger befestigt sein. Durch eine solche gemeinsame Anbindung einer einfachen Tragfeder-Dämpfereinheit (sog. Feder-Dämpferbein) und einer Stabilisator-Pendelstütze am Radträger kann eine separate zusätzliche Krafteinleitungsstelle und Bearbeitungsstelle am Radträger (für die Pendelstütze) vermieden werden. Dabei können durch die direkte Anbindung der Tragfeder und des zugehörigen Dämpfers sowie des Stabilisators am Radträger vorteilhafterweise das Kraftniveau von Feder und Dämpfer (durch eine Übersetzung nahe dem Wert 1) möglichst gering und insbesondere die Lenker frei von Biegemomenten gehalten werden, was eine einfache Lenker-Bauart ermöglicht.
Weiterhin können die Lenker mit ihrem dem Radträger abgewandten Ende ohne Zwischenschaltung eines aufwändigen Hinterachsträgers direkt an einem Rahmen oder an Trägerelementen des Fahrzeug-Aufbaus angebunden sein. Auch ist es günstig, wenn die Lenker im wesentlichen gerade verlaufend gestaltet sind und diese somit nur einer reinen Zug-Druck- Belastung Stand halten müssen. Dabei kann im Sinne einer einfachen und/oder gewichtsreduzierten Bauweise zumindest ein Lenker aus einer einteiligen Blechschale mit durchgestellten Lagersitzen geformt sein oder eine Rohr-Schweißkonstruktion darstellen oder durch ein Faserverbundrohr gebildet sein.
Die beigefügte 1 zeigt die Ansicht von hinten auf die linke Hälfte einer erfindungsgemäßen 5-Lenker-Hinterachse, während in 2 die Detailansicht des Lagersitzes eines einfachen radführenden Lenkers dargestellt ist, in welchen ein Gummilager gemäß der Schnittdarstellung von 3 eingesetzt ist (in 2 nicht gezeigt).
Zunächst auf 1 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 1 der linke Radträger gekennzeichnet, auf welchem das nicht dargestellte Rad sowie eine Bremsscheibe 2 wie üblich drehbar gelagert ist. Bezüglich des nicht dargestellten Fahrzeug-Aufbaus geführt wird dieser Radträger 1 durch insgesamt fünf Lenker, von denen hier jedoch nur vier sichtbar sind, nämlich ein oberer Querlenker 3, ein in etwa in Radmitte am Radträger 1 befestigter Spurlenker 4, ein unterer Sturzlenker 5 sowie ein ebenfalls unten liegender Längslenker 6. Diese Lenker 3, 4, 5, 6 sind mit ihrem dem Radträger 1 abgewandten Ende jeweils an einem Rahmen oder Träger des Fahrzeug-Aufbaus befestigt. Das auf dem Radträger 1 gelagerte Rad kann über eine Antriebswelle 7 angetrieben werden.
Weiterhin erkennt man in 1 einen üblichen Querstabilisator 8, der über eine sog. Pendelstütze 9 am Radträger 1 in einem Befestigungspunkt 10 abgestützt ist. Im gleichen Befestigungspunkt 10 und somit zusammen mit der Pendelstütze 9 ist eine Tragfeder-Dämpfer-Einheit 11 am Radträger 1 befestigt, über die der Fahrzeug-Aufbau in an sich üblicher Weise anteilig am Radträger 1 abgestützt ist. Mittels eines einzigen Befestigungsbolzens oder dgl., welcher das jeweilige untere Lagerauge der Tragfeder-Dämpfer- Einheit 11 sowie der Pendelstütze 9 durchdringt, sind diese beiden genannten Bauelemente somit am Radträger 1 in einem einzigen Befestigungspunkt 10 lösbar befestigt.
2 zeigt im wesentlichen den Lagersitz-Abschnitt (und somit einen Endabschnitt) eines Lenkers, beispielsweise des Sturzlenkers 5 oder des oberen Querlenkers 3, da diese beiden Lenker 3, 5 vorliegend gleich gestaltet sind und gleiche Abmessungen aufweisen. Auch sind vorliegend im Sinne eines Gleichteilekonzepts der Längslenker 6 sowie der Spurlenker 4 gleich gestaltet, d. h. diese beiden Lenker 4, 5 stellen Gleichteile dar, die sich – ebenso wie die Lenker 3, 5- quasi paarweise jeweils nur durch die in den in 2 für den Lenker 5 bzw. 3 (Bezugsziffer 3/5) dargestellten Lagersitz 3a/5a eingesetzten Gummilager 12 (vgl. 3) voneinander unterscheiden. Wie man der Darstellung in 2 entnehmen kann, ist der sog. Gleichteile-Lenker 3 bzw. 5 durch eine geformte Blechschale aus Stahl oder Aluminium gebildet, d. h. durch geeignetes Biegen eines Blechstanzteiles geformt, in dessen Endabschnitte der oder die Lagersitz(e) 3a/5a eingestanzt sind.
Zwar stellen vorliegend zumindest zwei Lenker Gleichteile dar, jedoch dürfen beispielsweise der Sturzlenker 5 und der hiermit baugleiche Querlenker 3 bei der Montage am Radträger 1 nicht miteinander vertauscht werden, da sich die in den Lagersitz 3a bzw. 5a eingesetzten Gummilager 12, über welche der jeweilige Lenker 3 bzw. 5 in bekannter Weise mit einem Ende am Radträger 1 befestigt ist bzw. wird, insbesondere hinsichtlich der Lagercharakteristik (insbesondere Lagersteifigkeit) voneinander unterscheiden. Um für die Montage eine einfache und sichere Unterscheidungsmöglichkeit zu schaffen, sind die Innenbuchsen 12a der jeweiligen Gummilager 12 geometrisch unterschiedlich gestaltet, d. h. die Innenbuchse 12a des in den Sturzlenker 5 (bzw. in dessen Lagersitz 5a) eingebauten Gummilagers 12 unterscheidet sich in offensichtlicher Weise geometrisch von der Innenbuchse 12a des in den Querlenker 3 (bzw. in dessen Lagersitz 3a) eingebauten Gummilagers 12.
In 3 ist lediglich ein Gummilager 12, welches in den Lagersitz 3a/5a eines der beiden Lenker 3 bzw. 5 eingebaut ist, figürlich dargestellt. Wie ersichtlich ist die dem in dieser 3 nicht dargestellten Radträger 1 zugewandte Stirnseite S der Innenbuchse 12a des Gummilagers 12 hier kegelförmig gestaltet. Entsprechend ist die am Radträger 1 vorgesehene – figürlich nicht dargestellte – Aufnahmestelle für dieses Gummilager 12 bzw. für dessen Innenbuchse 12a hohlkegelförmig gestaltet. Diese kegelförmige Formgebung der Stirnseite S des Gummilagers 12 weise jedoch lediglich beispielsweise der Querlenker 3 bzw. das in diesen eingesetzte Gummilager 12 auf und es ist nur die Aufnahmestelle für den Lenker 3 am Radträger 1 entsprechend hohlkegelförmig gestaltet. Hingegen ist die entsprechende Stirnseite S des Gummilagers 12 des anderen baugleichen Sturzlenkers 5 vollständig eben gestaltet und es ist die zugehörige Aufnahmestelle am Radträger 1 für das Gummilager 12 des Sturzlenkers 5 ebenfalls eben geformt. Hierdurch ist somit sichergestellt, dass der Querlenker 3 nur an der für ihn vorgesehenen Aufnahmestelle am Radträger 1 exakt montiert werden kann, während der mit diesem baugleiche Sturzlenker 5 auch nur an der für diesen vorgesehenen Aufnahmestelle exakt montiert werden kann.
Eine hier vorgestellte Hinterachse ist aufgrund ihrer einfachen und dennoch sicheren Bauweise auch in kleinen Fahrzeugklassen darstellbar und zeichnet sich durch geringes Gewicht, durch günstige Bauteilgestaltung und durch ein niedriges Kraftniveau aus, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Ausführungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Insbesondere können auch mehr als zwei Lenker Gleichteile sein und die im Ausführungsbeispiel realisierte sog. paarweise Gleichteile-Bildung ist fakultativ.

Claims

Mehrlenker-Hinterachse, insbesondere 5-Lenker-Hinterachse, eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs mit einer direkt am Radträger (1) in einem Befestigungspunkt (10) abgestützten Tragfeder-Dämpfer-Einheit (11) dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der den Radträger (1) führenden Lenker (3, 5; 4, 6) gleich gestaltet sind und sich nur durch die in zumindest einen der Lenker-Lagersitze (3a/5a) eingesetzten Gummilager (12) mit geometrisch unterschiedlich gestalteten Lager-Innenbuchsen (12a) derart voneinander unterscheiden, dass aufgrund entsprechender Gestaltung des oder der mit diesen Lager-Innenbuchsen (12a) zusammenwirkenden Bauelementes oder Bauelementen, an dem oder denen die gleich gestalteten Lenker (3, 5; 4, 6) montiert sind, nur der jeweils zugeordnete Lenker exakt montierbar ist.
Mehrlenker-Hinterachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem jeweiligen Bauelement, beispielsweise dem Radträger (1), zugewandten Stirnseiten (S) der unterschiedlich gestalteten Lager-Innenbuchsen (12a) zweier gleich gestalteter jedoch an verschiedenen Stellen montierter Lenker unterschiedlich geformt sind, insbesondere eben oder kegelförmig oder kugelförmig gestaltet sind, und dass die mit diesen Stirnseiten (S) zusammenwirkenden Flächen des jeweiligen Bauelements entsprechend hierzu gestaltet sind.
Mehrlenker-Hinterachse nach Anspruch 1 oder 2 mit einem über ein sog. Pendelstütze (9) am Radträger (1) abgestützten Querstabilisator (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelstütze (9) im Befestigungspunkt (10) der Tragfeder-Dämpfer-Einheit (11) und somit gemeinsam mit dieser am Radträger (1) befestigt ist.
Mehrlenker-Hinterachse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eines der folgenden Merkmale: • die Lenker (3, 4, 5, 6) sind mit ihrem dem Radträger (1) abgewandten Ende ohne Zwischenschaltung eines Hinterachsträgers direkt an einem Rahmen oder an Trägerelementen des Fahrzeug-Aufbaus angebunden • die Lenker sind im wesentlichen gerade verlaufend gestaltet • zumindest ein Lenker ist aus einer einteiligen Blechschale mit durchgestellten Lagersitzen geformt oder stellt eine Rohr-Schweißkonstruktion dar oder ist durch ein Faserverbundrohr gebildet