DE10351574B4

DE10351574B4 - Verfahren zur Veränderung des Eigenlenkverhaltens der Hinterräder eines zweispurigen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10351574B4
Application number: DE10351574A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Langer; Christof Lischka
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2023-11-06
Also published as: DE10351574C5; DE10351574A1

Abstract

Verfahren zur Veränderung des Eigenlenkverhaltens der Hinterräder eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, deren radführende Lenker zumindest größtenteils an einem über elastische Lager am Fahrzeugboden abgestützten Achsträger (10) angelenkt sind, wobei zumindest eines der elastischen Lager (12a, 12b) als schaltbares Lager ausgebildet ist, derart, dass ein über Elastomerelemente (4a, 4b) bezüglich eines Lager-Führungselements (1) geführtes Lagerelement (2) mittels zumindest eines unterschiedlich positionierbaren Stützelements (5a, 5b) in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt und hierdurch die Charakteristik des Lagers (12a, 12b) verändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik der bezüglich der Fahrzeug-Mittellinie (11) im Wesentlichen symmetrisch angeordneten Lager (12a, 12b) situativ asymmetrisch eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung des Eigenlenkverhaltens der Hinterräder eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, deren radführende Lenker zumindest größtenteils an einem über elastische Lager am Fahrzeugboden abgestützten Achsträger angelenkt sind, wobei zumindest eines der elastischen Lager als schaltbares Lager ausgebildet ist, derart, dass ein über Elastomerelemente bezüglich eines Lager-Führungselements geführtes Lagerelement mittels zumindest eines unterschiedlich positionierbaren Stützelements in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt und hierdurch die Charakteristik des Lagers verändert werden kann.
Allgemein bekannter Stand der Technik ist die Lagerung einer Fahrzeug-Hinterachse in bzw. an einem sog. Achsträger oder Fahrschemel, der seinerseits am Aufbau oder Unterboden des Kraftfahrzeugs, insbesondere Personenkraftwagens, befestigt ist, und zwar üblicherweise unter Zwischenschaltung elastischer Lager. Diese elastischen Lager besitzen ein sog. Lager-Führungselement, das starr bspw. mit dem Achsträger verbunden ist. und das über Elastomerelemente ein sog. geführtes Lagerelement führt, das seinerseits starr am Fahrzeug-Unterboden befestigt ist. Durch gezielte Auslegung und Anordnung der Elastomerelemente lässt sich dabei ein gewünschtes Eigenlenkverhaqlten der Fzg.-Hinterräder, hervorgerufen durch unterschiedliche Kräfte zwischen Rad und Fahrbahn – einstellen.
Zumindest interner Stand der Technik ist ein Verfahren zur Veränderung des Eigenlenkverhaltens der Hinterräder eines zweispurigen Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Hierbei ist zumindest eines der genannten elastischen Lager zwischen dem Achsträger und dem Fzg.-Aufbau als sog. schaltbares Lager ausgebildet. An einem solchen schaltbaren Lager ist zumindest ein sog. Stützelement vorgesehen, das bspw. auf hydraulischem Wege unterschiedlich positionierbar ist und das hierbei gegen das geführte Lagerelement gefahren oder von diesem weggefahren werden kann. Insbesondere dann, wenn einander bezüglich des geführten Lagerelements gegenüberliegend zwei solche Stützelemente vorgesehen sind und einander entgegengerichtet pressend auf das geführte Lagerelement einwirken, kann die Beweglichkeit des geführten Lagerelementes gegenüber dem Lager-Führungselement erheblich eingeschränkt werden. Gegenüber einem Zustand, bei dem das oder die Stützelement(e) nicht am geführten Lagerelement anliegt/anliegen ist dann die Steifigkeit des schaltbaren Lagers erheblich erhöht. Mit einer erhöhten Lager-Steifigkeit stellt sich dann bekanntlich ein anderes Eigenlenkverhalten der Hinterachse bzw. der Hinterräder ein als mit einem relativ weichen elastischen Lager.
Weiteren Stand der Technik bildet die DE 42 19 185 A1 , in der eine Kfz-Hinterachse mit Rädern gezeigt ist, die jeweils u. a. über einen ihre Laufrichtung bestimmenden achsschenkelfesten Führungslenker schwenkbar am Fahrzeugaufbau angelenkt sind und wobei die aufbauseitigen Lager beider Führungslenker mittels eines gemeinsamen Stellglieds z. B. in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag der Vorderräder relativ zum Fahrzeugaufbau verschiebbar sind. Die aufbauseitigen Lager sind dabei im Abstand zueinander gemeinsam an einem drehbar am Fahrzeugaufbau (3) gelagerten Lagerträger in Form einer Drehscheibe befestigt, dessen/deren Drehachse in einer zumindest annähernd vertikalen Längsebene des Fahrzeugs liegt und in dieser mittels des Stellgliedes zwischen einer zumindest annähernd vertikalen und einer zumindest annähernd horizontalen Ausrichtung verstellbar ist, wobei die beiden Lager jeweils im etwa gleichem Abstand von der Drehachse des Lagerträgers angeordnet sind. Durch Variation der Ausrichtung der Drehachse können so zur Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens bzw. der Fahreigenschaften des Fahrzeugs bis zu einem gewissen Umfang beliebige Kombinationen zwischen dem Lenkeinschlag und dem Radsturz der Hinterräder eingestellt werden, wobei diese Einstellung offensichtlich stets rotationssymmetrisch erfolgt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik sollen hiermit nun Maßnahmen aufgezeigt werden, mit Hilfe derer das Eigenlenkverhalten der Hinterachse in noch größerem Ausmaß verändert werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik der bezüglich der Fahrzeug-Mittellinie im Wesentlichen symmetrisch angeordneten Lager situativ asymmetrisch eingestellt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird situativ, d. h. nur in bestimmten Situationen oder bei Vorliegen definierter Randbedingungen eine bezüglich der Fzg.-Mittellinie asymmetrische Lagercharakteristik eingestellt. Bekanntlich sind üblicherweise die elastischen Lager, über welche der Achsträger oder Fahrschemel mit dem Fahrzeug-Aufbau oder -Unterboden verbunden ist, bezüglich der in Fzg.-Längsrichtung ausgerichteten im Wesentlichen symmetrisch angeordnet. Erfindungsgemäß wird nun, in bestimmten Situationen bewusst eine Asymmetrie erzeugt, derart, dass sich die Bewegungsfreiheit eines geführten Lagerelements auf der einen Fahrzeugseite von der Bewegungsfreiheit des entsprechenden geführten Lagerelements auf der anderen Fahrzeugseite unterscheidet. Unter Einwirkung von Fahrbahnkräften auf die durch den Achsträger geführten Hinterräder kann sich dann der Achsträger gegenüber dem Fzg.-Aufbau geringfügig verdrehen, und zwar im Wesentlichen um eine Vertikalachse. Hierdurch verändert sich naturgemäß das Eigenlenkverhalten der Hinterräder bzw. der Fzg.-Hinterachse.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines Achsträgers
2 eine Prinzipdarstellung eines schaltbaren elastischen Lagers in einem Horizontal-Längsschnitt (bezogen auf die Einbaulage des Lagers zwischen dem Achsträger und dem Aufbau eines Kraftfahrzeugs).
In 2 ist mit der Bezugsziffer 1 ein im Wesentlichen ringförmiges sog. Lager-Führungselement gekennzeichnet, das auf nicht näher dargestellte Weise starr mit einem Achsträger eines Personenkraftwagens verbunden sei. Innerhalb des von diesem Lager-Führungselement 1 gebildeten Ringes, d. h. innerhalb eines Durchbruchs 7 des Lager-Führungselements ist ein sog. geführtes Lagerelement 2 angeordnet, das mit einer in Vertikalrichtung verlaufenden Bohrung 3 versehen ist, über welche mittels einer nicht dargestellten Befestigungsschraube dieses geführte Lagerelement 2 starr am Unterboden bzw. Aufbau des Fahrzeugs befestigt ist.
Über zwei Elastomerelemente 4a, 4b, die bezüglich des geführten Lagerelements 2 einander gegenüberliegend im Durchbruch 7 zwischen dem geführten Lagerelement 2 und dem Lager-Führungselement 1 angeordnet und an diesen genannten Elementen jeweils endseitig befestigt sind, ist das geführte Lagerelement 2 gegenüber dem bzw. durch das Lager-Führungselement 1 geführt. In Abhängigkeit von der Auslegung und Gestaltung der Elastomerelemente 4a, 4b sind unter Krafteinwirkung gewisse Relativbewegungen zwischen dem geführten Lagerelement 2 und dem Lager-Führungselement 1 möglich.
In diesem vorgestellten Ausführungsbeispiel für ein schaltbares Lager sind zu den Elastomerelementen 4a, 4b in der Horizontalebene um 90° versetzt zwei einander bezüglich des geführten Lagerelements 2 gegenüberliegende sog. Stützelemente 5a, 5b im Lager-Führungselement 1 verschiebbar angeordnet. Auf nicht näher dargestellte Weise, bevorzugt hydraulisch, kann eines der beiden Stützelemente 5a, 5b oder können beide Stützelemente 5a, 5b gemäß Pfeilrichtung 6a bzw. 6b ausgehend von der figürlich dargestellten Position zum geführten Lagerelement 2 hin verschoben werden, und zwar soweit, dass sie pressend auf die jeweils betroffene Seitenfläche des geführten Lagerelements 2 einwirken. Wenn beide Stützelemente 5a, 5b mit der gleichen Anpresskraft gegen das geführte Lagerelement 2 angedrückt werden, so bleibt dieses geführte Lagerelement 2 zwar relativ zum Lager-Führungselement 1 an der gleichen Position, jedoch ändert sich die Elastizität dieses Lagers, die im figürlich dargestellten Zustand nur durch die Elastomerelemente 4a, 4b bestimmt ist, erheblich. Wie offensichtlich ist, wird die Steifigkeit dieses Lagers mit am geführten Lagerelement 2 unter Druck anliegenden Stützelementen 5a, 5b erheblich erhöht.
Bereits an dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass in 2 lediglich ein Ausführungsbeispiel für ein schaltbares Lager prinzipiell gezeigt ist; Abwandllungen bspw. mit fakultativ auf das geführte Lagerelement 2 einwirkenden Stützelementen auch oder alternativ im Bereich der Elastomerelemente 4a, 4b sind ohne weiteres möglich.
Nunmehr auf die beigefügte 1 Bezug nehmend ist hierin ebenfalls in einer stark vereinfachten Prinzipdarstellung die Aufsicht in Vertikalrichtung von oben her auf einen Achsträger 10 eines Personenkraftwagens gezeigt, an welchem über nicht dargestellte Lenker in bekannter Weise linksseitig sowie rechtsseitig jeweils ein Fahrzeug-Hinterrad angelenkt ist. Die in Fahrzeug-Längsrichtung verlaufende Fahrzeug-Mittellinie ist mit der Bezugsziffer 11 gekennzeichnet. Über insgesamt vier elastische Lager 12a, 12b, 12c, 12d, die jeweils paarweise bezüglich der Mittellinie 11 im wesentlichen symmetrisch angeordnet sind, ist der Achsträger 10 mit dem in Vertikalrichtung oberhalb desselben liegenden (und daher in 1 nicht sichtbaren) Fzg.-Aufbau verbunden.
Beispielsweise handele es sich bei den im wesentlichen symmetrisch zueinander angeordneten Lagern 12a, 12b jeweils um ein schaltbares Lager, wie es anhand von 2 beispielhaft dargestellt wurde. Wenn nun die Steifigkeit der beiden Lager 12a, 12b unterschiedlich zueinander und somit asymmetrisch eingestellt wird, so wie dies anhand von 2 bereits erläutert wurde, so stellt sich ein anderes Eigenlenkverhalten der Fzg.-Hinterachse bzw. der Hinterräder ein, als wenn die Steifigkeit bzw. Elastizität der beiden Lager 12a, 12b gleich ist. Situativ kann nun (erfindungsgemäß) die Charakteristik bzw. Steifigkeit der elastischen Lager zwischen dem Achsträger 10 und dem Fahrzeug-Aufbau wie geschildert asymmetrisch eingestellt werden, wobei sich dies bereits dann einstellt, wenn bspw. nur das Lager 12a durch entsprechende Ansteuerung bzw. Positionierung von dessen sog. Stützelementen eine hohe Steifigkeit erhält, während die anderen Lager 12b, 12c, 12d eine demgegenüber geringere Steifigkeit aufweisen.
Zurückkommend auf 2 ist es jedoch auch möglich, nur eines der beiden Stützelemente, bspw. dasjenige mit der Bezugsziffer 5a, zum geführten Lagerelement 2 hin zu verfahren und dann noch soweit weiter zu verlagern, dass dieses Lagerelement 2 aus seiner figürlich dargestellten Ruheposition heraus verlagert und dabei zum anderen Stützelement 5b hin verschoben wird. Damit wird der sog. kinematische Betriebspunkt des Lagers verstellt. Wenn nun dies – wie in Anspruch 2 angegeben und zusätzlich auf 1 Bezug nehmend – beispielsweise nur für das Lager 12a und somit asymmetrisch durchgeführt wird, während die andern Lager in ihrem üblichen Zustand verbleiben, so lässt sich hierdurch das Eigenlenkverhalten der Fzg.-Hinterachse noch umfangreicher verändern als mit einer reinen Veränderung nur der Steifigkeit eines Lagers, da die Verlagerung des kinematischen Betriebspunktes auch Auswirkungen unabhängig von eingeleiteten Kräften zwischen den Rädern und der Fahrbahn zeigt. Theoretisch kann hiermit mit einem einzigen schaltbaren Lager eine Vielzahl von Variabilitäten erzeugt werden, wenngleich es besonders vorteilhaft erscheint, wenn zumindest zwei schaltbare Lager vorgesehen sind und zwar zu beiden Seite der Fzg.-Mittellinie 11 jeweils eines davon, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Veränderung des Eigenlenkverhaltens der Hinterräder eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, deren radführende Lenker zumindest größtenteils an einem über elastische Lager am Fahrzeugboden abgestützten Achsträger (10) angelenkt sind, wobei zumindest eines der elastischen Lager (12a, 12b) als schaltbares Lager ausgebildet ist, derart, dass ein über Elastomerelemente (4a, 4b) bezüglich eines Lager-Führungselements (1) geführtes Lagerelement (2) mittels zumindest eines unterschiedlich positionierbaren Stützelements (5a, 5b) in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt und hierdurch die Charakteristik des Lagers (12a, 12b) verändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik der bezüglich der Fahrzeug-Mittellinie (11) im Wesentlichen symmetrisch angeordneten Lager (12a, 12b) situativ asymmetrisch eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der bezüglich der Fahrzeug-Mittellinie6 (11) im Wesentlichen symmetrisch angeordneten Lager (12a, 12b) situativ das geführte Lagerelement (2) gegenüber dem Lager-Führungselement (1) unterschiedlich positioniert und somit der kinematische Betriebspunkt der Lager asymmetrisch eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei beidseitig der Fahrzeug-Mittellinie (11) jeweils zumindest ein schaltbares Lager (12a, 12b) vorgesehen ist und situativ die Charakteristik und/oder der kinematische Betriebspunkt des oder der auf der einen Seite vorgesehenen Lager(s) anders eingestellt wird als Charakteristik und/oder der kinematische Betriebspunkt des oder der auf der anderen Seite vorgesehenen Lager(s).