DE1148459B

DE1148459B - Pendelachsanordnung fuer angetriebene Kraftfahrzeughinterachsen

Info

Publication number: DE1148459B
Application number: DED29582A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Mueller
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1958-12-13
Filing date: 1958-12-13
Publication date: 1963-05-09
Also published as: FR1241047A; GB872841A; US3064749A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pendelachsanordnung für angetriebene Kraftfahrzeughinterachsen, bei der die Räder mittels Lenker geführt sind, deren Schwenkachsen von oben gesehen jeweils schräg von vorn außen nach hinten innen gerichtet sind.

Es sind Pendelachsanordnungen für angetriebene Kraftfahrzeughinterachsen bekannt, bei denen die Räder mittels Lenker geführt sind, deren horizontal oder nach hinten steigend verlaufende Schwenkachsen von oben gesehen jeweils schräg von vorn außen nach hinten innen gerichtet sind und sich hinter der Radquerebene, in der die beiden Antriebswellen liegen, schneiden.

Bei dieser Pendelachsanordnung liegt das Momentanzentrum verhältnismäßig hoch, was sich nachteilig auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges auswirkt. Ein für die Hinterachse hoch liegendes Momentanzentrum steht im Gegensatz zu der als vorteilhaft gefundenen Erkenntnis, daß die Verbindungslinie (Querstabilitätsachse) zwischen den beiden Momentanzentren eines Fahrzeuges, dem vorderen und hinteren, schräg von vorn oben nach hinten unten verlaufen soll.

Es sind aber auch Kraftfahrzeuge mit Eingelenk-Pendelachsanordnungen für die Hinterachse bekannt, deren Gelenk verhältnismäßig tief liegt. Ihre geringe Empfindlichkeit in bezug auf Kurvenneigung infolge einer günstigen Stützwirkung in Verbindung mit einem einfachen Aufbau macht sie für Hinterachsen besonders geeignet. Sie haben vielfach folgenden Aufbau: Innerhalb zweier hohler, in Querrichtung verlaufender Achshälften, die in der Mitte durch ein gemeinsames Gelenk miteinander beweglich verbunden sind und außen die Fahrzeugräder tragen, sind als Antriebswellen für die Fahrzeugräder dienende Halbwellen drehbar gelagert, die ihrerseits von einem Ausgleichsgetriebe angetrieben werden. Das Ausgleichsgetriebegehäuse ist starr mit einer Achshälfte verbunden. Ein am Gelenk befindliches, geeignetes Bauteil mit nach oben ragendem Bolzen dient zum Befestigen des gesamten Hinterachsaggregates am Fahrzeugrahmen. Außerdem sind die quer verlaufenden Halbachsen nahe an den Fahrzeugrädern über in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schub- und Zuglenker abgestrebt.

Die vorbeschriebene Form einer angetriebenen Hinterachse besitzt infolge der Eingelenkausführung, die einen längeren Schwingungsradius ergibt, bei verhältnismäßig geringen Spur- und Sturzänderungen größere ungefederte Massen, da das Ausgleichsgetriebegehäuse und deren Teile an den Federungsbewegungen teilnehmen.

Andererseits sind für Rennwagen Hinterachsen in Pendelachsanordnung für angetriebene Kraftfahrzeughinterachsen

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dipl.-Ing. Josef Müller, Stuttgart-Riedenberg, ist als Erfinder genannt worden

Form von Pendelachsanordnungen gebaut worden, bei denen die Fahrzeugräder durch zwei Halbwellen mit je zwei Kreuzgelenken angetrieben werden, wovon eines längsverschieblich ausgebildet ist, um Längenänderungen während der Federungsbewegungen aufzunehmen. Die Radaufhängung erfolgt hierbei über zwei Querlenker, die in einem in Fahrzeugmitte gelegenen, sehr tiefen Gelenk miteinander verbunden sind, um eben das Momentanzentrum für die Hinterachse niedrig zu halten. Diese Pendelachsanordnung ist nicht nur konstruktiv aufwendig und herstellungsmäßig teuer, sondern ist auch für Serienfahrzeuge durch das tiefliegende Gelenk der beiden Querlenker, das die Bodenfreiheit des Fahrzeuges zu sehr einschränkt, nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pendelachsanordnung für angetriebene Hinterachsen zu schaffen, durch welche die bei den bekannten Achskonstruktionen auftretenden Nachteile vermieden werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwenkachsen der beiden Radlenker der Pendelachsanordnung nach unten hinten geneigt verlaufen und sich vor der Radquerebene, in der die beiden Antriebswellen liegen, schneiden oder kreuzen, wobei die hinteren Lager der Radlenker in der

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Fahrzeuglängsmittelebene übereinander angeordnet sind.

Um die ungefederten Massen möglichst klein zu halten, wird in Ausgestaltung der Erfindung weiter vorgeschlagen, das einen Teil des Gelenkes der Antriebswelle bildende Achsgetriebegehäuse in an sich bekannter Weise getrennt von der Radaufhängung elastisch am Fahrzeug zu befestigen. ¹ Um auch die kurz andauernden Erschütterungen und hochfrequenten Schwingungen, die von besonders geformten Straßenunebenheiten bzw. Straßenbeschaffenheiten erzeugt werden und das unliebsame Karosseriedröhnen hervorrufen, zu unterbinden oder elastisches Lager 29 mit dem Fahrzeugrahmen 17 mittelbar verbunden ist. Die beiden Lager 19 und 29 können baulich zusammengefaßt sein.

Die beiden Radlenker 11 und 12 bestehen aus je zwei Blechpreßteilen 11', 11" bzw. 12', 12", die kastenförmig vereinigt sind. Die unteren Enden der Federelemente, z. B. Schraubenfedern 30 bzw. 31, sitzen in entsprechenden Ausnehmungen 32 bzw. 33, die in den Radlenkern 11 und 12 vorgesehen sind.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, bilden die beiden Radlenker 11 und 12 zusammen mit den Lagerungen 13, 14 und 15 bzw. 16 je einen statisch bestimmten Dreigelenkbogen. Die SchwenkachsenZ und Y der Radlenker 11 und 12 sind schräg

zumindest zu dämpfen, werden in vorteilhafterweise,

wie an sich bekannt, sämtliche Lager beider Rad- i₅ _voa _{vorn au}ße_n n^ hinten innen gerichtet und verlenker, mit denen diese mit dem Fahrzeugrahmen _laufen gleichzeitig nach unten geneigt, so daß die oder -aufbau verbunden sind, elastisch ausgebildet. theoretische Pendellänge größer wird als bei reinen

Ferner wird vorgeschlagen, die radseitigen Enden Pendelachsen, welche genau in Querrichtung schwinder Antriebswellen über elastische Glieder in kleinen _gen- Di_es bedingt auch, daß die Spur- und Sturz-Grenzen beweglich in den radnahen Außenenden der ao änderungen noch kleiner werden. Auch der theorebeiden Radlenker zu lagern. Hierdurch werden die tische Abstützpunkt S (Momentanzentrum) liegt noch beim Durchfedern auftretenden Relativbewegungen
zwischen dem jeweiligen Lenker und der dazugehörigen Antriebswelle bzw. Radscheibe beweglich aufgenommen. 25

Der besseren Verständlichkeit halber wird auf die Vorteile der Erfindung im Rahmen der Zeichnungsbeschreibung und am Ende derselben noch einmal ausführlich eingegangen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und deren Wirkungsweise gehen aus der Zeichnung hervor und werden in der Zeichnungsbeschreibung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Pendelachsanordnung für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht von hinten nach Fig. 1,

Fig. 4 die Anordnung und Lagerung des Achs- 4° durch die Fliehkraft belastet wird, desto eher besteht getriebes am Fahrzeugrahmen und die Gefahr eines Ausbrechens der Achse. Dagegen

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1. lassen sich die geringen Nachteile, die mit einem

Die beiden Radlenker 11 und 12, die etwa Dreieckform mit eingezogenen, kurvenförmigen Seiten auftiefer als bei der klassischen Eingelenk-Pendelachse, bei der das Momentanzentrum im Gelenk selber liegt und daher nicht tiefer gesetzt werden- kann, als sich das Gelenk ohnehin schon befindet. Durch den Vorschlag wird daher dem Konstukteur eine neue Lehre in die Hand gegeben, wie das Fahrverhalten des Fahrzeuges noch zu verbessern bzw. zu korrigieren ist, indem die Lage des Momentanzentrums variierbar ist und theoretisch (über die körperliche Lage hinaus) weit unter die Gelenkachse gelegt werden kann. Ein tiefliegendes Momentanzentrum hat den Vorteil, daß die durch die Neigung der Karosserie beim Kurvenfahren hervorgerufene Änderung der Radlasten einer Achshälfte weniger groß ist als bei einem hochliegenden Momentanzentrum. Ganz allgemein wirkt sich eine Radlastverschiebung stets als Verminderung der Seitenführung aus, d. h., je mehr das kurvenäußere Rad gegenüber dem kurveninneren

extrem tiefliegenden hinteren Momentanzentrum verbunden sind, durch »künstliches« Höherlegen des

gg, g

weisen, sind über vordere äußere elastische Lager 13 45 Momentanzentrums der Vorderachse

d hidd fü d Vhl

und 14 und je ein inneres elastisches Lager 15 bzw.

16 (Fig. 5) mit dem Fahrzeugrahmen 17 verbunden. Die Verbindung der vorderen Enden 11a bzw. 12« der Radlenker 11 und 12 mit dem Fahrzeugrahmen

17 erfolgt unmittelbar über die Lager 13 bzw. 14, während die nach innen zeigenden Enden 11 b bzw. 12 & mit HiKe der Lager 15 bzw, 16 über ein Aufhängeglied 18 mit dem Fahrzeugrahmen in Verbindung stehen. Das obere Ende des Aufhängegliedes 18 ist mit dem Fahrzeugrahmen 17 ebenfalls über eine elastische Lagerung 19 verbunden. Die radseitigen Enden der Antriebswellen 22 und 23 sind über elastische Glieder 36 in kleinen Grenzen beweglich in den radnahen Außenenden 11 c und 12 c der beiden Radlenker 11 und 12 gelagert.

Das Gehäuse 24 des Achsgetriebes (Ausgleichsgetriebe) weist einen nach vorn sich erstreckenden starren Fortsatz 25 auf, der stegförmig gestaltet ist. Das vordere Ende desselben ist über ein seitlich gelegenes, elastisch ausgebildetes Lager 26 am Fahr- -zeugrahmen 17 unmittelbar befestigt,; während das Achsgetriebegehäuse 24 über ein Aufhängeglied 27 durch ein: unteres elastisches Lager 28 und ein oberes korrigieren;

denn entscheidend für das Verhalten des Wagenaufbaues in der Kurve ist die Lage und Richtung der Querstabilitätsachse, der Verbindungslinie der Momentanzentren von Vorder- und Hinterachse.

Der Abstützpunkt 5 liegt im Schnittpunkt der beiden Abstützlinien A _t und A₂, welche die Verbindung der in der Querebene Q liegenden Durchstoßpunkte D₁ und D₂ mit den RadaufStandspunkten G₁ und G₂ darstellen. Die Punkte D₁ und D₂ werden erzeugt durch den Durchstoß der Schwenkachsen X und Y durch die Querebene Q, in die die beiden Radmittelpunkte und die Längsachsen der beiden Antriebswellen 22 und 23 fallen.

Im Bereich ihrer radnahen Außenenden lic bzw. 12 c weisen die Radlenker 11 bzw. 12 AnlenksteUen 34 bzw. 35 für die unteren Enden von hydraulischen Teleskopstoßdämpfern 37 bzw. 38 auf, deren verlängerte Längsachsen L₁ bzw. L₂'die senkrechten Hauptr achsen der Fahrzeugräder schneiden und zu deaj Schwenkachsen X bzw. Y der einzelnen Radlenker 11 bzw. 12 parallel oder annähernd parallel verlaufen. Eine solche Anordnung bzw. Lage der Stoßr ;dämpfer bewirkt einen vorteilhaften Kraftangriff auf

und günstige Bewegungsverhältnisse für die Stoßdämpfer.

Durch die Erfindung werden außerdem noch folgende Vorteile erzielt: Getrennte Aufhängung der Radlenker und des Achsgetriebes, wodurch die angefederten Massen verringert werden. Aufnahme der Schubkräfte und der Bremsmomente nur über die beiden Radlenker, die zusammen einen statisch bestimmten Dreigelenkbogen bilden. Außerdem entsteht durch die Schrägstellung der Schwenkachsen beim Bremsen ein Gegenmoment, das dem Bremsnicken entgegenwirkt. Ferner bringt die vorgeschlagene Konzeption eine äußerst niedrige Bauweise für die gesamte Hinterachse mit sich, so daß der Karosserieinnenraum und der Gepäckraum großräumiger gestaltet werden können und beide innen durch keine hochstehenden Bauteile, außer den ganz nahe an den Seitenwänden aufragenden Stoßdämpfern, gestört werden.

Schließlich wird durch die radnahe elastische Ab-Stützung der radseitigen Enden der Antriebswellen und deren Lager innerhalb der äußeren Enden der Radlenker zwischen die Schwingungsquelle, das Fahrzeugrad und die Lenker selbst bereits ein absorbierendes Glied geschaltet, so daß der dröhnempfindliche Karosserieboden und der Fahrzeugkörper in doppelter Hinsicht gegenüber der Straße isoliert sind, einmal durch die vorgenannte Maßnahme und zum anderen durch die unmittelbare bzw. mittelbare elastische Lagerung der Radlenker und des Achsgetriebegehäuses (Aufhängung über die Bolzen 18 und 27) am Fahrzeugrahmen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 35

1. Pendelachsanordnung für angetriebene Kraftfahrzeughinterachsen, bei der die Räder mittels Lenker geführt sind, deren Schwenkachse von oben gesehen jeweils schräg von vorn außen nach hinten innen gerichtet sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwenkachsen (X, Y) der Radlenker (11,12) nach unten hinten geneigt verlaufen und sich vor der Radquerebene (Q), in der die beiden Antriebswellen (22, 23) liegen, schneiden oder kreuzen, wobei die hinteren Lager (15, 16) der Radlenker (11,12) in der Fahrzeuglängsmittelebene übereinander angeordnet sind.

2. Pendelachsanordung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einen Teil des Gelenkes der Antriebswellen bildende Achsgetriebegehäuse (24) in an sich bekannter Weise getrennt von der eigentlichen Radaufhängung (11, 12) elastisch am Fahrzeug befestigt ist.

3. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise sämtliche Lager (13,14,15 und 16) beider Radlenker (11 und 12) elastisch ausgebildet sind.

4. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß — von oben betrachtet — die Radlenker (11 und 12) etwa die Form eines Dreiecks mit eingezogenen, kurvenförmigen Seiten aufweisen.

5. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radseitigen Enden der Antriebswellen (22 bzw. 23) über elastische Glieder (36) in kleinen Grenzen beweglich in den radnahen Außenenden (11 c bzw, 12 c) der beiden Radlenker (11 und 12) gelagert sind.

6. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Radlenker (11 und 12) in an sich bekannter Weise aus Preßteilen bestehen.

7. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radlenker (11 und 12) in an sich bekannter Weise im Querschnitt kastenförmig ausgebildet sind.

8. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radlenker (11 und 12) vorn unmittelbar am Fahrzeugrahmen sitzen (angelenkt sind), während die innenliegende gemeinsame Lagerung (15,16) über ein besonderes Aufhängeglied (18) mit dem Fahrzeugrahmen (17) mittelbar in Verbindung steht.

9. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufhängeglied (18) elastisch mit dem Fahrzeugrahmen (17) verbunden ist.

10. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise einen nach vorn sich erstreckenden starren Fortsatz (25) aufweisende Achsgetriebegehäuse (24) sowohl am vorderen Ende des Fortsatzes (25) als auch über ein nach unten gerichtetes Aufhängeglied (27) elastisch mit dem Fahrzeugrahmen (17) verbunden ist.

11. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere, elastisch ausgebildete Lager (26) seitlich am stegförmig gestalteten Fortsatz (25) des Achsgetriebegehäuses (24) angeordnet ist.

12. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß auch das obere Ende des Aufhängegliedes (27) in an sich bekannter Weise elastisch am Fahrzeugrahmen (17) angelenkt ist.

13. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das am unteren Ende des Aufhängegliedes (27) befindliche Lager (28) hinter der gemeinsamen Lagerung (15,16) der Radlenker (11 und 12) angeordnet ist.

14. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (28) höher liegt als die gemeinsame Lagerung (15,16) der Radlenker (11 und 12).

15. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen, am Fahrzeugrahmen (17) liegenden Anlenkstellen (19, 29) der beiden Aufhängeglieder (18 und 27) baulich zu einer gemeinsamen Lagerung zusammengefaßt sind.

16. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Radlenker (11 und 12) im Bereich ihrer radnahen Enden (lic bzw. 12c) Anlenkstellen (34 bzw. 35) für die unteren Enden von Stoßdämpfern (37 und 38) aufweisen.

17. Pendelachsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerten Längsachsen (L₁ und L₂) der Stoßdämpfer (37 und 38) die senkrechten Hauptachsen der Fahrzeugräder schneiden und zu den Schwenkachsen (X bzw. Y) der einzelnen Rad-

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lenker (11 bzw. 12) parallel oder annähernd par- deutsche Auslegeschriften Nr. 1040 388, 1018 318;

allel verlaufen. Automobiltechnische Zeitschrift (ATZ), 1935,

Heft 15, S. 376 bis 386;

In Betracht gezogene Druckschriften: Auto, Motor und Sport, 1955, Heft 4, S. 10;

Deutsche Patentschrift Nr. 903 177; 5 Heft 20, S. 20.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen