DE1948908B2

DE1948908B2 - Starrachse mit Vier-Lenker-Aufhängung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1948908B2
Application number: DE19691948908
Authority: DE
Inventors: Bernd Ddr 5900 Eisenach Fischer
Original assignee: Automobilwerk Eisenach GmbH
Current assignee: Automobilwerk Eisenach GmbH
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1978-07-20
Also published as: DE1948908C3; GB1207658A; FR2049445A5; DE1948908A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Starrachse entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Achsen sind die Lenker jeweils an Auslegern der Achse derart befestigt, 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 Quer- 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. Bei einer Achsaufhängung eines Kraftfahrzeuges müssen jedoch neben der Kinematik auch die Raumverhältnisse beachtet werden, indem z. B. für die Abgasanlage, das Differentialgetriebe u. dgl. Raum gelassen wird und die Bodenfreiheit den Anforderungen entspricht. So ist z. B. eine Achse bekannt, bei der das eine Lenkerpaar parallel unterhalb und hinter den Radmitten angelenkt nach vorn ansteigend angeordnet ist und das 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 (DE-AS 12 22 388).

Das Rollzentrum liegt dabei sehr hoch. Die Rollschwenkachse fällt nach hinten steil ab. Die Höhe des Rollzentrums und die Neigung der Rollschwenkachse verändern sich beim gleichzeitigen Einfedern beider Räder 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 aach die ungefederten Massen entsprechend groß. Ein weiterer Nachteil ist der große Raumbedarf bei dieser Achse, was einen hochliegenden Fahrzeugboden über der Achse bedingt.

Bei einer weiteren bekannten Achse sind gleichfalls die Lenker an Auslegern des Achskörpers 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 (Automobiltechnische Zeitschrift, Stuttgart, 70 (1968) I₁S. 11).

Bei dieser Achse ergibt sich beim Einfedern eine sehr starke Änderung der Neigung der Rollschwenkachse mit seinen nachteiligen Folgen. Der Nachteil des großen Raumbedarfes und der großen unabgefederten Massen ist gleichfalls vorhanden.

Eine weitere bekannte Achsausführung hat ebenfalls an Auslegern des Achskörpers angelenkte Lenkerpaare, bei denen das obere Paar nach hinten ansteigend und auseinander verläuft, während das untere nach vorn ansteigend und auseinander verläuft (Automobiltechnische Zeitschrift, Stuttgart, 70 (1968), 1, S. 11). Bei dieser Achsaufhängung verändert sich beim Einfedern beider Räder die Höhe des Rollzentrums erheblich, besonders wenn aus Gründen guter Seitenfederungseigenschaften das Rollzentrum bei Normalstellung 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 ungefederten Massen wie bereits beschrieben auf.

Um diese Mängel zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Achsaufhängung zu schaffen, bei der die Rollschwenkachse nach hinten ansteigt, das Roikentrum in der Höhe im Bereich zwischen dem Radmittelpunkt und der Fahrbahn in Nähe der Fahrbahn liegt und beim Einfedern nur geringe Änderungen der Neigung der Rollschwenkachse und der Höhe des Rollzentrums eintreten, wobei sowohl geringer Einbauraum als auch kleine ungefederte Massen im Vergleich zu den bekannten Vierlenker-Starrachsen erreicht werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Starrachse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Parallelfederschwenkachse alle vier Lenker zwischen ihren Gelenkpunkten schneidet und der Achskörper in seiner Mitte in Richtung auf die Parallelfederschwenkachse gebogen ist.

Es ist zwar durch GB-PS 8 14 306 bereits bekanntgeworden, den Körper einer Starrachse gebogen auszuführen. Im übrigen ist diese Ausführung jedoch von der Erfindung grundverschieden. Sie nimmt keinen Bezug auf die Besonderheiten einer Vier-Lenker-Aufhängung, während bei der Erfindung durch den gebogenen Achskörper nicht nur die ungefederten Massen positiv

⁶S beeinflußt werden, sondern auch eine besonders günstige Lösung hinsichtlich der Beeinflußbarkeit der Länge der Lenker sowie deren gegenseitige Lage vorliegt.

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 der der Parallelfederschwenkachse abgewandten Ceite der Verbindungslinie der Radmittelpunkte liegt, während das andere Lenkerpaar in einer vertikalen oder angenähert vertikalen Ebene liegt und der Schnittpunkt seiner beiden verlängerten Lenkermittelachsen sich auf der in Bezug auf die Fahrtrichtung gleichen Seite der Verbindungslinie der Radmittelpunkte wie die Parallelfederschwenkachse und im Bereich zwischen der Höhe der Radmittelpunkte und der Fahrbahn in Nähe der Fahrbahn befindet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung nachstehend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Achse mit ihren Aufhängungselementen,

Fig.2 die schematische Draufsicht auf die Achse nach F i g. 1 und

F i g. 3 den Schnitt entlang der Linie A -A der Fig. 1.

Ein Achskörper 1, welcher die beiden hinteren Räder 2 und 2' eines Fahrzeuges starr miteinander verbindet, ist bogenförmig derart verformt, daß er in Fahrzeugmitte etwa um das Maß des Halbmessers der Räder 2 und 2' vor der Verbindungslinie der Radmittelpunkte M liegt. An dem dadurch 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 Vim Bereich zwischen der Höhe der Radmittelpunkte M und der Fahrbahn 5 schneiden. Mit ihren 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.

Zwischen den Achskörperenden, an denen die Räder 2 und 2' angelenkt sind und den Befestigungsstellen der Lenker 7 sind Federn, beispielsweise Schraubenfedern 8, angelenkt

Beim gemeinsamen Einfedern beider Räder 2 und 2' schwenken der Achskörper 1 mit den Rädern 2 und 2' um eine Parallelfederschwenkachse L-L deren Lage durch die Schnittlinie der Ebenen der beiden Lenkerpaare 4 und 7 definiert ist

Die Parallelfederschwenkachse L-L wandert beim Einfedern der Räder 2 und 2' geringfügig nach oben, da das Lenkerpaar 4 seine Lage fast nicht verändert und nur das Lenkerpaar 7 nach oben ausschwenkt.

Da beim 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, ist ihre Wirkung auf Ein- bzw. Ausfederbewegungen weitestgehend eliminiert worden.

Die Lage der Parallelfederschwenkachse L-L ist durch die Erfindung weitestgehend frei wählbar, so daß auch für das jeweilige Fahrzeug die günstigste Variante ίο 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 und 2' um die Rollschwenkachse V- W deren Lage durch die Verbindungslinie der Schnittpunkte V und W der verlängerten Lenkermittelachsen der Lenkerpaare 4 und 7 festgelegt ist.

Da diese Rollschwenkachse V-W nach hinten ansteigend ist ergibt sich bei einer Neigung des Fahrzeugkörpers 6 infolge der Fliehkraft bei Kurvenfahrt eine Eigenienkbewegung 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 W für das jeweilige Fahrzeug optimal festgelegt werden.

Die Lage des Rollzentrums R wird gleichfalls mit der

Lage der Rollschwenkachse V- Wbestimmt und kann in vorteilhafter Weise in den Bereich zwischen Fahrbahn 5 und Radmitten-Verbindung in Nähe der Fahrbahn 5 gelegt werden.

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

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

Mit zunehmender Annäherung der achskörperseitigen Anlenkpunkte der Lenker 7 an die Parallelfederschwenkachse L-L verringert sich die Änderung der Neigung der Rollschwenkachse bei gleichen Einfederungen, so daß auch die Veränderung der Neigung der Rollschwenkachse in Abhängigkeit von der Achseinfederung optimal ausgelegt werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt So sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dadurch ausführbar, daß das Lenkerpaar 4 mit seinen oberen Anlenkpunkten am Achskörper 1 und mit seinen unteren Anlenkpunkten am Fahrzeugkörper 6 befestigt ist.

Indem der Achskörper 1 in der Mitte zur Parallelfederschwenkachse 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 Werte für die Achsaufhängung gegeben ist und die Massenkräfte der ungefederten Massen sowie der Raumbedarf gering bleiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Starrachse mit Vier-Lenker-Auf hängung, insbesondere hintere Starrachse eines Kraftfahrzeuges, bei der ein Achskörper mit den Rädern um eine senkrecht zur Symmetrieebene des Fahrzeuges verlaufende, durch die Schnittlinie der beiden Lenkerpaarebenen gebildete Farallelfederschwenkachse 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 (7j 4) zwischen ihren Gelenkpunkten schneidet und der Achskörper (1) in seiner Mitte in Richtung auf die Parallelfederschwenkachse gebogen ist

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) in einer vertikalen oder angenähert vertikalen Ebene liegt und der Schnittpunkt (V) seiner beiden verlängerten Lenkermittelachsen sich auf der in Bezug auf die Fahrtrichtung gleichen Seite der Verbindungslinie der Radmittelpunkte (M) wie die Parallelfederschwenkachse und im Bereich zwischen der Höhe der Radmittelpunkte und der Fahrbahn (5) in Nähe der Fahrbahn befindet.