DE19805463A1

DE19805463A1 - Verbundlenker-Hinterachse

Info

Publication number: DE19805463A1
Application number: DE1998105463
Authority: DE
Inventors: Joerg Vorpahl
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-02-11
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: DE19805463B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundlenker-Hinterachse mit einem biegesteifen und torsionsweichen Querträger, wobei an jedem Ende des Querträgers ein Längsträger angeordnet ist und jeder Längsträger einenends zur Aufnahme eines Radträgers und anderenends zur Anlenkung an einen Fahrzeugaufbau entsprechend ausgebildet ist, wobei ein stabähnlicher Stabilisator zwischen den Längsträgern angeordnet ist und der stabähnliche Stabilisator über ein Stabilisatorelement funktionell mit dem Querträger in Kontakt steht.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht (DE-A-41 10 571), ist eine Verbundlenker-Hinterachse bekannt, bei der der Querträger biegesteif und torsionsweich ausgeführt ist und zwischen den Längsträgern ein stabähnlicher Stabilisator angeordnet ist. Der stabähnliche Stabilisator steht über ein mittig angeordnetes Stabilisatorelement funktionell mit dem Querträger in Kontakt. Speziell ist hier der stabähnliche Stabilisator parallel zum Querträger angeordnet, wobei die Enden des stabähnlichen Stabilisators drehmomentfest mit den entsprechenden Längsträgern verbunden sind.

Im allgemeinen sind Verbundlenker-Hinterachsen dieser Art vergleichsweise leicht, platzsparend und günstig in der Herstellung. Sie gewährleisten trotz ihres an sich einfachen Aufbaus eine im wesentlichen gute Radführung mit nahezu dem Charakter einer Einzelradaufhängung. Problematisch bei Verbundlenker-Hinterachsen dieses Typs sind die speziell bei Kurvenfahrten auftretenden Seitenkräfte bzw. die Seitenkrafteinwirkung. Im allgemeinen erfahren die beiden Längsträger hierdurch eine Winkeländerung (Spurwinkeländerung), und zwar in Richtung der Nachspur. Ein ,,In-Nachspur-Gehen" der Hinterräder bedeutet, daß das kurvenäußere Rad - das häufig nahezu die gesamte Achslast tragen muß - nach außen, d. h. zum Kurvenäußeren hin gelenkt ist, was den Achsschräglauf in Richtung Übersteuern verschlechtert. Um diesem für das Eigenlenkverhalten der Verbundlenker-Hinterachse unerwünschte "In-Nachspur-Gehen" zu begegnen, werden in der Praxis häufig als Lenkerlager spezielle spurkorrigierende Lager eingesetzt, durch welche die Auswirkungen der oben erwähnten seitenkraftbedingten biegeelastischen Verformung des Verbundes verkleinert werden.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, ist nun zwischen den Längsträgern zusätzlich ein stabähnlicher Stabilisator angeordnet, der über ein Stabilisatorelement funktionell mit dem Querträger in Kontakt steht. Dadurch, daß der Stabilisator mit den Längsträgern drehmomentfest verbunden ist, werden nun Zug- und Druckkräfte entsprechend übertragen. Durch den zusätzlich parallel zum Querträger an den beiden Längsträgern angreifenden Stabilisator wird den Längsträgern bei Seitenkrafteinwirkung eine im Vergleich zu konventionellen Verbundlenker-Hinterachsen mehr parallele Stellung aufgezwungen, wodurch die Spurwinkeländerung des kurvenäußeren Rads stark verringert wird. Die noch verbleibende, nicht völlig vermeidbare seitliche elastische Nachgiebigkeit bzw. die damit verbundene verbleibende Spurwinkeländerung des kurvenäußeren Rads wird deutlich verringert, so daß der Einsatz vergleichsweise teurer spurkorrigierender Lenkerlager i.a. nicht mehr erforderlich ist.

Problematisch ist, daß bei einer entsprechenden Fahrt des Kraftfahrzeugs Biegeschwingungen des Stabilisators in Fahrzeug-Hochrichtung auftreten, die die Ursache von für den Fahrgast unangenehmen Fahrwerkgeräuschen sind. Unter anderem zur Verringerung bzw. zur Reduzierung der bei der Fahrt auftretenden Biegeschwingungen ist der stabähnliche Stabilisator über ein Stabilisatorelement, das hier als Lenkerarm ausgebildet ist, mit dem Querträger funktionell verbunden, steht also mit dem Querträger entsprechend über das Stabilisatorelement in Kontakt. Hierzu ist das Stabilisatorelement genau in der Mitte des Stabilisators bzw. in der Mitte des Querträgers entsprechend angeordnet. Folglich wird aus dem stabähnlichen Stabilisator, dem Stabilisatorelement, dem Querträger sowie den Längsträgern ein "Schwingungssystem" gebildet. Die Praxis hat gezeigt, daß trotz des mittig angeordneten Stabilisatorelements bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs entsprechende Biegeschwingungen des Stabilisators in Fahrzeug- Hochrichtung auftreten, so daß unangenehme Fahrwerkgeräusche hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Verbundlenker-Hinterachse derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die durch die Biegeschwingungen des Stabilisators in Fahrzeug-Hochrichtung verursachten Fahrwerkgeräusche möglichst kostengünstig verringert sind.

Die zuvor genannte Aufgabe wird nun dadurch gelöst, daß durch eine bestimmte, zum Mittelpunkt des Querträgers bzw. Stabilisators außermittige Anordnung des Stabilisatorelements die bei der Fahrt auftretenden Biegeschwingungen des Stabilisators in Fahrzeug-Hochrichtung zur Reduzierung der auftretenden Geräusche entsprechend angepaßt sind. Mit anderen Worten ausgedrückt, daß im Stand der Technik mittig angeordnete Stabilisatorelement wird nun gemäß der Erfindung eben nicht mehr mittig, sondern außermittig angeordnet, und zwar in einem bestimmten Abstand zum Mittelpunkt des Querträgers bzw. des Stabilisators. Durch diese außermittige Anordnung des Stabilisatorelements werden die Biegeschwingungen des Stabilisators entsprechend angepaßt, und zwar so, daß die hierdurch verursachten Geräusche entsprechend verringert bzw. vermieden werden. Durch diese "Einstellung" des Stabilisatorelements ist ein im wesentlichen aus Stabilisator, Stabilisatorelement und Querträger sowie Längsträgern gebildetes "Schwingungssystem" ausgebildet, dessen Fahrwerksgeräusche aufgrund einer entsprechenden Einstellung des Stabilisatorelements angepaßt, nämlich minimiert werden können.

Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Verbundlenker-Hinterachse in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf an dieser Stelle auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im übrigen werden nun mehrere Ausführungsbeispiele für eine entsprechend ausgebildete Verbundlenker-Hinterachse anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Verbundlenker-Hinterachse von oben in einer schematischen Darstellung teilweise geschnitten,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Verbundlenker-Hinterachse von der Seite im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt die Verbundlenker-Hinterachse 1 von oben in einer schematischen Darstellung. Die Verbundlenker-Hinterachse 1 weist einen biegesteifen und torsionsweichen Querträger 2 auf, wobei an jedem Ende des Querträgers 2 jeweils ein Längsträger 3 angeordnet ist. Jeder Längsträger 3 ist einenends zur Aufnahme eines Radträgers 4, an dem entsprechende Räder 5 angeordnet werden können, und anderenends zur Anlenkung an einen Fahrzeugaufbau entsprechend ausgebildet. Ein stabähnlicher Stabilisator 6 ist zwischen den Längsträgern 3 angeordnet, wobei der stabähnliche Stabilisator 6 über ein Stabilisatorelement 7 funktionell mit dem Querträger 2 in Kontakt steht.

Die eingangs beschriebenen Nachteile werden, insbesondere sehr kostengünstig, nun dadurch vermieden, daß durch eine bestimmte, zum Mittelpunkt des Querträgers 2 bzw. Stabilisators 6 außermittige Anordnung des Stabilisatorelements 7 die bei der Fahrt auftretenden Biegeschwingungen des Stabilisators 6 in Fahrzeug-Hochrichtung zur Reduzierung der auftretenden Geräusche entsprechend angepaßt sind. Aufgrund der außermittigen Anordnung des Stabilisatorelements 7 können die Biegeschwingungen des Stabilisators 6 derart angepaßt werden, daß die hierdurch verursachten Fahrwerkgeräusche entsprechend vermindert sind. Im Ergebnis ist durch die außermittige Anordnung des Stabilisatorelements 7 ein Schwingungssystem, das im wesentlichen aus dem Querträger 2, dem Stabilisatorelement 7, dem Stabilisator 6 und den Längsträgern 3 gebildeten Bestandteilen besteht, gebildet, dessen Schwingungen optimal angepaßt sind, so daß unnötige Geräusche verringert bzw. vermieden werden.

Fig. 1 zeigt deutlich, daß im linken Bereich der Verbundlenker-Hinterachse 1, genauer ausgedrückt im linken Bereich des Querträgers 2 angeordnete Stabilisatorelement 7. Fig. 1 zeigt weiterhin die - bisher im Stand der Technik übliche - Anordnung eines Stabilisatorelements 7a in der Mitte des Stabilisators 6 bzw. des Querträgers 2. Die Anordnung dieses im Stand der Technik bekannten Stabilisatorelements 7a ist hier aber nur gestrichelt angedeutet. Erfindungsgemäß ist das Stabilisatorelement 7 zu der im Stand der Technik bekannten Positionierung in einem bestimmten Abstand a außermittig angeordnet.

Durch den Stabilisator 6 wird die Torsionssteifigkeit des Querträgers 2 zunächst grundsätzlich erhöht. Der Stabilisator 6 ist hier als Stab ausgeführt, wobei die Enden des Stabs drehmomentfest mit den Längsträgern 3 verbunden sind. Vorzugsweise sind die Enden des Stabilisators 6 an den Längsträgern 3 angeschweißt. Damit diese Enden des Stabilisators 6 optimal an den Längsträgern 3 angeschweißt werden können, sind die Enden des Stabilisators 6 vzw. flossenförmig ausgeführt.

Fig. 2 zeigt die Verbundlenker-Hinterachse 1 im Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1. Gut zu erkennen ist, daß der Querträger 2 als V-ähnliches Profil ausgebildet ist. Weiterhin- wie bereits aus Fig. 1 erkennbar war - ist der Stabilisator 6 im wesentlichen innerhalb des Querträgers 2 angeordnet, verläuft nämlich im "Innenraum" des Querträgers 2. Das Stabilisatorelement 7 ist hier als Gummielement ausgebildet. Damit das Stabilisatorelement 7 optimal mit dem Querträger 2 in Kontakt stehen kann, ist das Stabilisatorelement 7 im wesentlichen an die innere Kontur des Querträgers 2 angepaßt, also auch nahezu im wesentlichen V-förmig ausgebildet. Insbesondere weist das Stabilisatorelement 7 mehrere Kontaktflächen 8 auf, die eine Kontaktierung des Querträgers 2 gewährleisten.

Wie Fig. 2 zeigt, ist das Stabilisatorelement 7 auf dem stabähnlichen Stabilisator 6 angeordnet und relativ zum Stabilisator 6 drehbar gelagert. Durch die außermittige Anordnung des Stabilisatorelements 7, die aus Fig. 1 durch den Abstand a gut ersichtlich ist, sind die Schwingungen des Stabilisators 6 in Fahrzeug-Hochrichtung verringert, vzw. möglichst minimiert. Durch die außermittige Anordnung des Stabilisatorelements 7 ist die Eigenfrequenz des Stabilisators 6 derart einstellbar, daß die Biegeschwingungen in Fahrzeug-Hochrichtung durch das im wesentlichen aus dem Querträger 2 und dem Stabilisator 6 gebildete Schwingungssystem optimal angepaßt sind. Der Stabilisator 6 kann praktisch wie eine Gitarrensaite eingestellt werden. Der Abstand a für die außermittige Anordnung des Stabilisatorelements 7 wird zwischen 250 und 300 mm vzw. mit ca. 280 mm gewählt, um eine entsprechende Frequenzabstimmung zu erreichen. Vzw. sollte durch die Positionierung des Stabilisatorelements 7 insbesondere Schwingungen von 80 Hz gedämpft werden.

Im Ergebnis wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbundlenker- Hinterachse 1, nämlich durch die außermittige Positionierung des Stabilisatorelements 7, die Biegeschwingungen des Stabilisators 6 entsprechend angepaßt, so daß ein Schwingungssystem gebildet ist, bei dem die die störenden Fahrwerkgeräusche verursachenden Schwingungen gedämpft bzw. verhindert werden. Im Ergebnis wird hierdurch eine komfortablere Verbundlenker-Hinterachse auf sehr kostengünstige Weise bereitgestellt.

Claims

1. Verbundlenker-Hinterachse (1) mit einem biegesteifen und torsionsweichen Querträger (2), wobei an jedem Ende des Querträgers (2) ein Längsträger (3) angeordnet ist und jeder Längsträger (3) einenends zur Aufnahme eines Radträgers (4) und anderenends zur Anlenkung an einen Fahrzeugaufbau entsprechend ausgebildet ist, wobei ein stabähnlicher Stabilisator (6) zwischen den Längsträgern (3) angeordnet ist und der stabähnliche Stabilisator (6) über ein Stabilisatorelement (7) funktionell mit dem Querträger (2) in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine bestimmte, zum Mittelpunkt des Querträgers (2) bzw. Stabilisators (6) außermittige Anordnung des Stabilisatorelements (7) die bei der Fahrt auftretenden Biegeschwingungen des Stabilisators (6) in Fahrzeug-Hochrichtung zur Reduzierung der auftretenden Geräusche entsprechend angepaßt sind.

2. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Stabilisator (6) die Torsionssteifigkeit des Querträgers (2) erhöht ist.

3. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (6) als Stab ausgeführt ist und die Enden des Stabes drehmomentfest mit den Längsträgern (3) verbunden sind.

4. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß die Enden des Stabilisators (6) an den Längsträgern (3) angeschweißt sind.

5. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Stabilisators (6) flossenförmig ausgeführt sind.

6. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (2) als V-ähnliches Profil ausgebildet ist.

7. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (6) im wesentlichen innerhalb des Querträgers (2) verläuft.

8. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisatorelement (7) als Gummielement ausgebildet ist.

9. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisatorelement (7) im wesentlichen V-förmig ist.

10. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisatorelement (7) auf dem stabähnlichen Stabilisator (6) angeordnet ist und das Stabilisatorelement (7) relativ zum Stabilisator (6) drehbar gelagert ist.

11. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die außermittige Anordnung des Stabilisatorelements (7) die Schwingungen des Stabilisators (6) in Fahrzeug-Hochrichtung verringert, vzw. möglichst minimiert sind.

12. Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die außermittige Anordnung des Stabilisatorelements (7) die Eigenfrequenz des Stabilisators (6) derart einstellbar ist, daß die Biegeschwingungen in Fahrzeug-Hochrichtung durch das im wesentlichen aus dem Querträger (2) und dem Stabilisator (6) gebildete Schwingungssystem optimal angepaßt sind.