DE19721564A1 - Radachse für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radachse für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die DE 43 10 526 A1 beschreibt eine derartige Radachse. Zur Erreichung sowohl eines ho­ hen Fahrkomforts als auch eines positiven Eigenlenkverhaltens sind Ausnehmungen im Gummikörper des Gummi-Metall-Lagers räumlich jeweils derart angeordnet und ausgerich­ tet, daß eine durch die einander diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen hindurchge­ legte Gerade gegen die Horizontale des Fahrzeugs geneigt verläuft. Hierdurch wird erreicht, daß die Radachse mit den Längslenkern einerseits bei Geradeausfahrt mit einer dem Fahr­ komfort zugute kommenden vergleichsweise großen Längsnachgiebigkeit ausgestattet wer­ den kann und andererseits bei Rollneigung des Fahrzeugs, z. B. bei Kurvenfahrt, die bei Kraftfahrzeug-Hinterachsen mit Längslenkern oder anderen gezogenen radtragenden Len­ kern verbreitete störende Tendenz zum Übersteuern gering gehalten werden kann. Bei einer derartigen Radachse kann bereits eine gute Verringerung der Übersteuerneigung bei relativ großer Längsnachgiebigkeit erreicht werden, dennoch ist die Längsnachgiebigkeit bei vor­ gegebener maximal zulässiger Obersteuerneigung durch die Formgebung und Anordnung der Bohrungen in dem Gummikörper begrenzt.

Die DE 195 073 397 A1 zeigt eine Verbundlenker- oder Koppellenkerachse, bei der der rechte und linke Längslenker am Fahrzeugaufbau über Lenkerlager mit asymmetrischer Kennung angebracht sind, wobei die Federwirkung für Kräfte, die an den Längslenkern je­ weils in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung wirken, jeweils vergleichsweise geringfügig, jedoch signifikant unterschiedlich bemessen sind. Dabei entspricht die Federkennung des linken Lenkerlagers für in Fahrtrichtung wirkende Kräfte der Federkennung des rechten Lenkerla­ gers für der Fahrtrichtung entgegengesetzt wirkende Kräfte und umgekehrt. Durch eine der­ artige asymmetrische Federkennung der Lenkerlager können Schwingungen der Fahrzeug­ achse gegenüber dem Fahrzeugaufbau abgebaut werden. Für seitlich an ein Fahrzeugrad oder beide Fahrzeugräder angreifende Kräfte wird durch eine derartige asymmetrisch Fe­ derkennung jedoch keine Verringerung der unerwünschten Schiefstellung der Achse gegen­ über dem Fahrzeugaufbau erreicht.

In der DE-43 11 090 A1 wird eine Verbund- oder Koppellenkerachse mit einem Gummi-Me­ tall-Lager beschrieben, welches eine metallische Innenhülse, eine dazu konzentrische me­ tallische Außenhülse sowie einen zwischen diesen Hülsen angeordneten Gummikörper ent­ hält, wobei im Gummikörper mindestens eine von der einen zur anderen Lagerstirnfläche durchgehende Ausnehmung oder Bohrung angeordnet ist. Die Bohrungen verlaufen dabei schräg zur Lagerachse, um sowohl einen hohen Abrollkomfort als auch bei Kurvenfahrt unter Seitenkrafteinwirkung eine hohe Spurwinkelsteifigkeit zu erzielen.

Bei diesen Radachsen wird jeweils eine Spurkorrektur durch entsprechende Dimensionie­ rung und Anordnung der Gummilager erreicht, um zum einen für einen hohen Fahrkomfort und eine gute akustische Abkopplung der Achse vom Fahrzeugaufbau eine weiche Anbin­ dung über Lenkerlager mit einer niedrigen Federkennung zu erreichen, zum anderen jedoch trotzdem eine hohe Spurwinkelsteifigkeit, d. h. harte Federkennung gegenüber seitlich auf die Radführungslenker angreifende Kräfte zu erreichen.

Da die Gummikörper der Gummi-Metall-Lager jedoch sowohl bei Einfedervorgängen in Fahrzeuglängsrichtung als auch bei Einfedervorgängen in Fahrzeugquerrichtung bean­ sprucht werden, bleibt immer eine gewisse gegenseitige Abhängigkeit der Längsnachgiebig­ keit des Lenkerlagers und der Spurwinkelsteifigkeit vorhanden.

Weiterhin werden zum Erreichen einer Spurkorrektur auch Spurkorrekturlager und angestell­ ten Lager verwendet.

Beim Austin 1800 wurde eine Gummifederung eingesetzt, bei der die Vorder- und Hinterrä­ der einer Fahrzeugseite hydraulisch gekoppelt waren. Durch die Verbindung über eine in­ kompressible Flüssigkeit wurden beim Einfedern der Vorderachse beide Gummifedern be­ lastet, so daß durch die gegenseitige Kopplung der Vorderräder und der Hinterräder die Mit­ schwingungen kleiner wurden und somit der Fahrkomfort verbessert wurde. Diese hydrauli­ sche Kopplung hatte jedoch keinen Einfluß auf die Spurwinkelsteifigkeit des Fahrzeugs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radachse für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei der die Übersteuerneigung, d. h. das Verdrehen der Radachse bei seitlich angreifenden Kräften gering gehalten wird und es dennoch möglich ist, einen hohen Fahrkomfort und eine gute akustische Abkopplung der Radachse vom Fahrzeugaufbau zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Radachse nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche be­ schreiben bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Radachse.

Erfindungsgemäß wird somit eine Kopplung der beiden gezogenen radtragenden Lenker durch ein fluidbetätigtes System erreicht und hierdurch die Spurwinkelsteifigkeit erhöht, ohne besondere Anforderungen an die Federwirkung der Lenkerlager in Fahrzeuglängsrichtung zu stellen. Indem zwischen den beiden gezogenen radtragenden Lenkern eine derartige paral­ lele Kraftübertragung vorgenommen wird, wird einer Verdrehung der Achse durch ein entge­ gengesetzt gerichtetes Kräftepaar entgegengewirkt. Somit kann durch Verwendung des er­ findungsgemäßen fluidbetätigten Systems eine hohe Spurwinkelsteifigkeit und eine gute Längsnachgiebigkeit der Radachse erreicht werden.

Das fluidbetätigte System kann auf einfache und vorteilhafte Weise nach den Ansprüchen 2, 3 und 4 durch zwei miteinander verbundene Kolben-Zylinder-Einheiten erreicht werden, bei denen die Bewegungen der beiden Kolben durch die Fluidleitung derart miteinander gekop­ pelt sind, daß lediglich eine gleichmäßige translatorische Bewegung der beiden Radfüh­ rungslenker zugelassen wird. Somit kann auf einfache Weise sichergestellt werden, daß zwar eine Verschiebung der Radachse in Fahrzeuglängsrichtung, jedoch nicht eine Verdre­ hung der Radachse um eine vertikale Drehachse zugelassen wird.

Das hydraulische System kann dabei nach Anspruch 6 oder 7 zusätzlich zur Dämpfung der Einfederbewegung der Radachse in Fahrzeuglängsrichtung benutzt werden, indem entspre­ chend der Wirkung eines hydraulischen Stoßdämpfers der Fluidtransport in der Leitung be­ einflußt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an einer Ausführungsform anhand der beiliegenden Zeich­ nung näher erläutert.

Eine Verbundlenker-Hinterachse weist einen Querträger 4 und zwei an ihm angelenkte Längslenker 2, 2′ auf, an denen über Radträger 3, 3′ die beiden Fahrzeugräder, daß linke Rad 1 und das rechte Rad 1′ der Radachse befestigt sind.

Erfindungsgemäß wird ein hydraulisches System zur Kopplung der Längsbewegungen der beiden Längslenker verwendet, das einen linken Zylinder 9 und einen rechten Zylinder 10 aufweist, die über eine hydraulische Leitung 11 miteinander verbunden sind. An dem linken Längslenker 2 ist über die linke Kolbenstange 6 der im linken Zylinder 9 gleitend angeord­ nete linke Kolben 8 befestigt, und entsprechend ist am rechten Längslenker 2′ über eine rechte Kolbenstange 5 ein rechter Kolben 7 gleitend in dem rechten Zylinder 10 angeordnet. Die linke Zylinder/Kolben-Einheit ist dabei gegenüber der rechten Zylinder/Kolben-Einheit asymmetrisch derartig angeordnet, daß ein den Hub des Kolbens 8 ermöglichender linker Zylinderraum 12 in Fahrtrichtung vor dem linken Kolben 8 angeordnet ist, wohingegen ein entsprechender rechter Zylinderraum 13 in Fahrtrichtung hinter dem rechten Kolben 7 ange­ ordnet ist, und die beiden Zylinderräume durch die hydraulische Leitung 11 miteinander ver­ bunden werden.

Greift nun an einem oder beiden der Räder 1, 1′ eine Seitenkraft F_y an, die in der Zeichnung in die linke Richtung weist und gegenüber dem Querträger 4 in Fahrzeuglängsrichtung um die Länge der Längslenker 2, 2′ versetzt ist, so bewirkt sie an der Hinterachse ein Drehmo­ ment mit dem Hebelarm des entsprechenden Längenabschnitts der Längslenker 2, 2′. Die­ ses Drehmoment ruft an den beiden Längslenkern 2, 2′ entsprechend einander entgegen­ gesetzte, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längskräfte F_I und F′_I hervor, die bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs zum Übersteuern der Hinterachse führen.

Durch die erfindungsgemäße asymmetrische Anordnung des linken und rechten Kolbens 8 und 7 in den Zylindern 9 und 10 führen die beiden Kräfte F_I und F′_I in dem aus dem linken und rechten Zylinderraum 12 und 13 sowie der hydraulischen Leitung 11 gebildeten hydrau­ lischen Gesamtvolumen jeweils zu einer Druckerhöhung, so daß die beiden Kräfte F_I und F′_I gegeneinander wirken und sich somit kompensieren, wodurch eine Verdrehung der Hinter­ achse um die vertikale Raumachse verhindert wird.

Bei einer entsprechenden Verwendung eines pneumatischen Systems, bei dem ein Gas in den Zylinderräumen 12 und 13 und der Leitung 11 verwendet wird, würde die Drehbewe­ gung entsprechend zwar nicht verhindert, aber verringert werden.

Greifen an den beiden Längslenkern 2, 2′ hingegen gleichgerichtete Kräfte in Fahrzeug­ längsrichtung, z. B. in der der Fahrtrichtung entgegengesetzten Richtung an, wird in dem rechten Zylinderraum 13 eine Druckerhöhung und dem linken Zylinderraum 12 eine Druck­ verminderung bewirkt so daß ein Druckausgleich über die hydraulische Leitung 11 stattfin­ den kann. Die Bewegung der Hinterachse in Fahrzeuglängsrichtung wird somit durch das hydraulische System nicht verhindert, sondern lediglich durch die Reibung beim Transport der hydraulischen Flüssigkeit durch das hydraulische System, insbesondere die hydraulische Leitung 11, etwas gedämpft. Die Dämpfung kann dabei durch eine entsprechende Verringe­ rung des Leitungsquerschnitts oder auch Ventile in der hydraulischen Leitung 11 entspre­ chend dem Funktionsprinzips eines hydraulischen Stoßdämpfers entsprechend zusätzlich gedämpft werden, wenn eine derartige Dämpfung erwünscht ist.

Aufgrund der asymmetrischen Anordnung der beiden Kolben 8 und 7 in den Zylindern 9 und 10 wird somit einer Verdrehung der Verbundlenker-Hinterachse entgegengewirkt und eine Längsverschiebung der Hinterachse entsprechend lediglich gedämpft.

Claims (7)

1. Radachse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Verbundlenker- oder Koppellenker-Hinterachse, mit zwei gezogenen radtragenden Lenkern (2, 2′), die an einem Fahr­ zeugaufbau angelenkt, mit Radträgern (3, 3′) der jeweiligen Fahrzeugräder (1, 1′) ver­ bunden und über einen sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querträger (4) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein fluidbetätigtes System (5, 6, 7, 8, 9, 10) vorhanden ist, daß geeignet ist, eine Kraft­ übertragung zwischen den gezogenen radtragenden Lenkern derartig zu bewirken, daß eine auf einen der beiden gezogenen radtragenden Lenker (2, 2′) in Fahrtrichtung bzw. der Fahrtrichtung entgegengesetzten Richtung einwirkende Kraft (F_L, F′_L) einer entgegengerichteten Kraft am anderen gezogenen radtragenden Lenker entgegen­ wirkt.

2. Radachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fluidbetätigte System zwei Zylinder (9, 10) aufweist, die über eine Fluidleitung (11) miteinander verbunden sind, und in den Zylindern gleitend angeordnete Kolben (7, 8) jeweils mit einem der beiden gezogenen radtragenden Lenker verbunden sind, wobei die Zylinder am Fahr­ zeugaufbau befestigt sind.

3. Radachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zylinder ein einen Hub des Kolbens bildender Zylinderraum (12) in Fahrtrichtung vor dem Kolben, und im anderen Zylinder ein einen Hub des Kolbens bildender Zylinderraum in Fahrtrichtung hinter dem Kolben angeordnet sind, und beide Zylinderräume miteinander verbunden sind.

4. Radachse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem jeweiligen Kolben (7, 8) verbundene Kolbenstangen (5, 6) an den gezogenen radtragenden Len­ kern (2, 2′) angelenkt sind.

5. Radachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein hy­ draulisches System mit einer inkompressiblen Flüssigkeit verwendet wird.

6. Radachse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluid­ leitung (11) einen verstellbaren Leitungsquerschnitt für die Einstellung einer Dämpfung aufweist.

7. Radachse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluidleitung (11) Ventile für die Einstellung einer Dämpfung vorgesehen sind.