DE1948908A1

DE1948908A1 - Starrachse mit Vier-Lenker-Aufhaengung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1948908A1
Application number: DE19691948908
Authority: DE
Inventors: Bernd Fischer
Original assignee: Automobilwerk Eisenach GmbH
Current assignee: Automobilwerk Eisenach GmbH
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1970-06-18
Also published as: DE1948908C3; GB1207658A; FR2049445A5; DE1948908B2

Description

«•'AUTOMOBILWERK ElSEHACH ' 1948908

69 Eisenach

Starrachse mit Vier-Lenker-Aufhängung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Starrachse, insbesondere eine hintere Starrachse eines Kraftfahrzeuges, welche am Fahrzeugkörper mittels vier Lenkern mit zwei Freiheitsgraden aufgehängt ist.

Es sind derartige Achsen bekannt, bei denen die Lenker jeweils an Auslegern der Achse derart befestigt sind, daß sich die verlängerten Mittellinien des einen Lenkerpaares vor der Achse und die verlängerten Mittellinien des anderen Lenkerpaares hinter der Achse in Fahrtrichtung schneiden.

Bei diesen sogenannten räumlichen Vierpunktaufhängungen übertragen alle vier Lenker sowohl %uer- als auch Längskräfte und es ist möglich, durch die Wahl der räumlichen anordnung der Lenker die Art der Brems- und Triebkraftabstützung, die Schrägfederung, die Eigenlenkung und das Rollzentrum unabhängig voneinander frei zu wählen. ^ei einer Achsaufhängung eines Kraftfahrzeuges müssen jeuoch neben der Kinematik auch die Raumverhältnisse beichtet werden, indem z. B« für die Abgasanlage, das Differentialgetriebe und dgl. Raum gelassen wird und die Bodenfreiheit den Anforderungen entspricht. Ho ist z. B. eine Achse bekannt, bei der das eine Lenkerpaar parallel unterhalb und hinter den Hadmitten angelenkt nach vorn ansteigend, angeordnet ist und das

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andere Lenkerpaar oberhalb der Radmitten angelenkt V-förmig sich erweiternd nach vorn unten angeordnet ist und beide Lenkerpaare an mit der Achse starr verbundenen Auslegern befestigt sind (westdeutsche Aualegeschrift 1 222 388),

Das Hollzentrum liegt dabei sehr hoch. Die Rollschwenkachse fällt nach hinten steil ab. Die Höhe des RoIlzentrums und die Neigung der Rollschwenkachse verändern sich beim gleichzeitigen Einfedern beider Rader sehr stark. Damit ist auch die Kinematik der Achse ungünstig. Da die Lenker an Auslegern angreifen, die mit der Achse alle Bewegungen voll mitmachen, sind auch die ungefederten Hassen entsprechend groß. Ein weiterer I* acht eil ist der große Raumbedarf bei dieser Achse, «as einen hochliegenden Fahrzeugboden über der Achse bedingt« Bei einer weiteren Achse sind gleichfalls die Lenker an Auslegern des Achsk*Jrpers befestigt. Dabei weisen jeweils zwei Ausleger nach oben und zwei nach unten. An den oberen Auslegern sind nach vorn unten gerichtete und zusammenlaufende Lenker angelenkt, an den unteren Auslegern nach vorn oben gerichtete, jedoch auseinanderlaufende Lenker symmetrisch angelenkt (Autoniobiltechnische Zeitschrift, Stuttgart, 2£ (1968) 1, S. 11).

Bei dieser Achse ergibt sich beim Sinfedern eine sehr starke Änderung der Neigung der Rollschwenkachse mit seinen nach-

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teiligen Folgen« Der Nachteil des großen Raumbedarfes und der großen unabgefederten Massen ist gleichfalls vorhanden«

Eine «eitere Achsausfiihrung hat ebenfalls an Auslegern des Achskörperε angelenkte Lenkerpaare, bei denen das obere Paar nach hinten ansteigend und auseinander verläuft, während das untere nach vorn ansteigend und aus einander verlauft (Automobiltechnische Zeitschrift, Stuttgart, J£O (1968) 1, S« 11). Bei dieser Achsaufhängung verändert sich beim Einfeuern beider R.der die Höhe des Rollzentrums erheblich, besonders wenn aus QrUnden guter Seitenfederungseigenschaften das Rollzentrum bei Normalsteilung in Fahrbahnnähe angeordnet ist und die Rollschwenkachse nach hinten ansteigt, wie das für das Seitenführungsverhalten vorteilhaft ist. Gleichermaßen tritt der Mangel des großen Raumbedarfes und der großen unabgefederten Kassen wie bereits beschrieben auf«

Um diese Mängel zu beseitigen, lie^t der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Achsaufhängung zu schaffen, bei der

die Roll schwenkachse nach hinten ansteigt, das Rollzentrum in der Höhe in Bereich zwischen den Radmittelpunkt und der Fahrbahn in K.;he der Fahrbahn liegt und beim Einfedern nur geringe Änderungen der Neigung der Rollschwenkachse und der Höhe des Rollzentrums eintreten, wobei sowohl geringer

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Einbauraum als auch kleine ungefederte Massen im Vergleich zu den bekannten Vierlenfcer-Starrachsen erreicht werden sollen«

ülrfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Starrachse, bei der ein Achskörper mit den Rädern um eine senkrecht zur Symmetrieebene des Fahrzeuges verlaufende, durch die Schnittlinie der beiden Lenkerpaarebenen gebildete Parallelfederschwenkachse und um eine in der Symmetrieebene des Fahrzeuges liegende, im wesentlichen waagerecht verlaufende Rollschwenkachse, die durch die Verbindungslinie des Schnittpunktes der verlängerten Lenkermittelachsen des einen Lenkerpaares mit dem Schnittpunkt der verlängerten Lenkermittelachsen des anderen Lenkerpaares gebildet wird, schwenkbar aufgehängt ist, wobei die senkrecht zur Symmetrieebene des Fahrzeuges verlaufende Parallelfederschwenkachse alle vier Lenker zwischen ihren Belenkpunkten schneidet. Von Vorteil ist es, wenn das eine Lenkerpaar in einer annähernd horizontalen Ebene angeordnet mit dem Schnittpunkt seiner beiden Lenkermittelachsen in Bezug auf die Fahrtrichtung gesehen auf aer der Parallelfederschwenkachse abgewandten Seite der Verbindungslinie der Radmittelpunkte liegt, während das andere Lenkerpaar in einer vertikalen oder angenähe t vertikalen Ebene liegt und der Schnittpunkt seiner beiden verlängerten Lenkermittelachsen sich auf der in Bezug auf die Fahrtrichtung gleichen Seite der Verbindungs-

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linie der iiadmittelpunkte wie die Parallelfederschwenkachse und im Bereich zwischen der Höhe der Radmittelpunkte und der Fahrbahn in Nähe der Fahrbahn befindet. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Achskörper in der Mitte in Richtung auf die Parallelfeaerschwenkachse gebogen ist» Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer Zeichnung nachstehend näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: das Schema einer erfindungsgemäßen Achse mit ihren

Aufhungungs element en;
Fig. 2: die schematische Draufsicht auf die Achse nach

Fig. 1;
Fig. 3J einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1

.in Achskurper 1, welcher die beiden hinteren Räder 2 eines Fahrzeuges starr miteinander verbindet, ist bogenförmig derart verformt, daß er in Fahrzeugmitte etwa um das Maß des Halbmessers der .;äder 2 vor der Verbindungslinie der Kadlnittelpunkte M liegt. An dem uadurch gebildeten Bogen 3 sind mit gleichem Mittenabstand zwei kurze Lenker 4· allseitig schwenkbar befestigt. Die Lenker 4- sind·in einer im wesentlichen senkrecht auf der Fahrbahn 5 und quer zur Fahrtrichtung stehenden Ebene so angeordnet, daß sich ihre verlängerten Mittelachsen in einem auf der Fahrzeugmittelebene liegenden Punkt V in Bereich zwischen der Höhe der Radmittelpunkte und der Fahrbahn 5 schneiden. Mit ihren

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anderen Enden sind die Lenker 4· an dem gefederten < Fahrzeugkörper 6 allseitig schwenkbar befestigt. Zwei weitere Lenker 7 sind in einer im wesentlichen parallel zur Fahrbahn 5 und etwa in Höhe der Radmittelpunkte M liegenden Ebene angeordnet. Mit ihrem einen Ende sind sie jeweils am gefederten Fahrzeugkörper 6 allseitig schwenkbar befestigt und zwar vor der die kurzen Lenker 4- einschließenden Ebene in Fahrtrichtung 9 gesehen. Die anderen Enden der Lenker 7 sind am Achskörper 1 nahe der Achskörperenden allseitig schwenkbar befestigt. Die Lenker 7 sind dabei so zueinander angeordnet, daß sich ihre verlängerten Mittelachsen hinter der Verbindungslinie der Radmittelpunkte M im Punkte W in einem spitzen Winkel schneiden.

Zv/i sehen den Achskörperenden, an denen die Räder 2 angelenkt sind und den Befestigungsstellen der Lenker 7 sind die Federn, beispielsweise Schraubenfedern 8, ange-1enkt.

Beim gemeinsamen Einfedern beider Räder 2 schwenken der Achskörper 1 mit den Rädern 2 um eine Parallelfederschwenkachse L-L, deren Lage durch die Schnittlinie der Ebenen der beiden Lenkerpaare 4- und 7 definiert ist. Die Parall elf ederschweaikachse L-L wandert beim Einfedern der Räder 2 geringfügig nach oben, da das Lenkerpaar 4 seine Lage fast nicht verändert und nur das Lenkerpa. r 7 nach oben

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ausschwenkt·

Da bei« Bremsen eine resultierende nach hinten schräg abwärts gerichtete Bremskraft am Radaufstandspunkt B entsteht und die Parallelfederschwenkachse L-L in der Nähe der Wirkungsebene dieser resultierenden Bremskraft liegt, 1st ihre Wirkung auf Ein- bzw. Ausfederbewegun;;en weitestgehend eliminiert worden.

Die Lage der Parallelfederschwenkachse L-L ist durch die Erfindung weitestgehend frei wählbar, so daß auch fur das '

jeweilige Fahrzeug die günstigste Variante verwirklicht werden kann·

Beim Rollen des Fahrzeugaufbaues wird das eine Rad 2· eingefedert, das andere um das gleiche Maß ausgefedert. Dabei schwenkt der Achskörper 1 mit den Rädern 2 um die Rollschwenkachse V-I, deren Lage durch die Verbindungslinie der Schnittpunkte V und W der verlängerten Lenkeraittelftchsen der Lenkerpaare 4- und 7 festgelegt ist«

Da diese Rollschwenkachse V-W nach hinten ansteigend ist, έ

ergibt sich bei einer Neigung des Fahrzeugkörpers 6 infolge der Fliehkraft bei Kurvenfahrt eine Eigenlenkbewegung der Achse zur Kurveninnenseite hin, d.h. eine Untersteuerungstendenz der Achse«

Durch die Erfindung kann das Maß der Untersteuerungstendenz durch die einfache Möglichkeit der Wahl der Lage der Lenker-Schnittpunkte V und I für dae jeweilige Fahrzeug optimal festgelegt werden.

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Die Lage des Rollzentrums R wird gleichfalls mit der Lage der Rollschwenkachse V-W bestimmt und kann in vorteilhafter Weise in den Bereich zwischen Fahrbahn und Radmitten-Verbindung in Kühe der Fahrbahn gelegt werden.

Beim Einfedern wandert der Schnittpunkt V/ des Lenkerpaares 7 nach oben, wodurch sich die Neigung der Rollschwenkachse V-W vergrößert.

Bei Fahrzeugen ohne Niveauregelung wird diese in begrenztem Maße zunehmende Neigung der RoI!schwenkachse mit zunehmender Achsbelastung angestrebt, um das dadurch hervorgerufene Übersteuern zu kompensieren.

Mit zunehmender Annäherung der achskörperseitigen AnIenkpunkte der Lenker 7 an die Parallelfederschwenkachse verringert sich die Änderung der Neigung der Rollschwenkachse bei gleichen Einfederungen, so daß auch die Veränderung der Neigung der Rollschwenkachse in Abhängigkeit von ier Achseini eüerung optimal ausgelegt weruen kann.

Nach der Erfindung wäre es in einem weiteren Ausführungsbeispiel nöglich, die Anlenkpunkte beider Lenkerpaare am Achskorper auf der Parallelfederschwenkachse anzuordnen. In diesem Falle würden sich die Neigung und die Lage soivoiil der

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Parallelfederschwenkachse als auch der Rollschwenkachse gegenüber dem Fahrzeugkörper beim Einfedern nicht ändern.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ergäbe sich, wenn der achskürperseitige Anlenkpunkt des Lenkers 7 und der des Lenkers 4- der einen Seite zu einem gemeinsamen Anlenkpunkt vereinigt sind und entsprechend die achskörperseitigen Anlenkpunkte der anderen Seite gleichfalls zu einem gemeinsamen Anlenkpunkt vereinigt sind. In diesem Falle sind die vier Lenker zwei zur Fahrzeugmittel ebene symmetrisch liegende Dreieckslenker.

V/eitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind dadurch ausführbar, daß das Lenkerpaar k mit seinen oberen AnIenkpuiikten am Achskörper 1 und mit seinen unteren Anlenkpunkten am i'ahrzeugkörper 6 befestigt ist»

Indem der Achskörper 1 in der Mitte zur Parallelfederschwenkaclise L-L hin gebogen ist, machen die in dem Bogen 3 konzentrierten Massen nur geringe Auslenkbewegungen bei der Einfederung der Achse mit und die Massenkräfte der Achse bleiben dadurch gering.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist daher darin zu sehen, daß eine Möglichkeit der optimalen Wahl der kinematischen ;Verte für die Achsaufhängung gegeben ist und die Massenkräfte der ungefederten Massen sowie der Kaumbedarf gering bleiben.

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Claims

Patentansprüche 40

/ 1./Starrachse mit Vier-Lenker-Aufhängung, insbesondere hintere Starrachse eines Kraftfahrzeuges, bei der ein Achskörper mit den Rädern um eine senkrecht zur Sywetrieebene des Fahrzeuges verlaufende, durch die Schnittlinie der beiden Lenkerpaarebenen gebildete Parallelfederschwenkachse und um eine in der Symmetrieebene des Fahrzeuges liegende, im wesentlichen waagerecht verlaufende Rollschwenkachse, die durch die Verbindungslinie des Schnittpunktes der verlängerten Lenkermittelachsen des einen Lenkerpaares mit dem Schnittpunkt der verlängerten Lenkermittelachsen des anderen Lenkerpaares gebildet wird, schwenkbar aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelfederschwenkachse (L-L) alle vier Lenker (7; 4; 4·; 7») zwischen ihren Gelenkpunkten schneidet«
2. Starrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Lenkerpaar (?; 7') in einer annähernd horizontalen Ebene angeordnet mit dem Schnittpunkt (W) seiner beiden Lenkermittelachsen in Bezug auf die Fahrtrichtung (9) gesehen auf der der Parallelfederschwenkachse (L-L) abgewandten Seite der Verbindungslinie der Radmittelpunkte (M) liegt, während das andere Lenkerpaar (4; 4¹) in einer vertikalen oder angenähert vertikalen Ebene liegt und der Schnittpunkt (V) seiner beiden verlängerten Lenkermittelachsen sich auf der in Bezug auf die Fahrtrichtung (9)

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gleichen Seite der Verbindungslinie der Radmittelpunkte (M) wie die Parallelfederschwenkachse (L-L) und im Bereich zwischen der Höhe der Radaittelpunkte (M) und der Fahrbahn (5) in Nähe der Fahrbahn (5) befindet.

3· Starrachse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Achskörper (1) in seiner Mitte in Richtung auf die Parallelfederschwenkachse (L-L) gebogen ist« "

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