DE19941717A1 - Unabhängige Hinterradaufhängung für Personenkraftwagen - Google Patents
Unabhängige Hinterradaufhängung für PersonenkraftwagenInfo
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Abstract
Für eine unabhängige Hinterradaufhängung mit einem in vier Punkten gegenüber dem Aufbau gehaltenen Fahrschemel wird eine Anlenkung des Fahrschemels gegenüber dem Aufbau über elastische Lager vorgeschlagen, die der Radaufhängung unter Seitenkrafteinfluss eine Tendenz zum Untersteuern aufprägt.
Description
Die Erfindung betrifft eine unabhängige Hinterradaufhängung für
Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine unabhängige Hinterradaufhängung der vorgenannten Art ist
beispielsweise aus dem Buch: "Alles über die Mercedes-Benz
A-Klasse" von Christof Vieweg, ISBN 3-9804457-8-X, Seite 188
bekannt. Bei dem mit dieser Hinterradaufhängung ausgestatteten
Fahrzeug handelt es sich um einen Fahrzeugtyp, der bei sehr
kompakter Bauweise und PKW-Komfort auf ein maximales Raumange
bot abzielt, verbunden mit einer auch aus Sicherheitsgründen
hochliegenden, durchlaufenden Bodenfläche und entsprechend ho
her Schwerpunktlage. Diese erschwert eine auf Komfort ausgeleg
te Federabstimmung, insbesondere unter Berücksichtigung mögli
cher, durch Wedelvorgänge ausgelöster Pendelschwingungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hinterradaufhän
gung der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass
diese sich ohne Eingriff in die Federauslegung für das Fahrzeug
stabilisierend auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges auch unter
Fahrbedingungen, bei denen extreme, seitenkraftabhängige Reak
tionen auftreten, auswirkt.
Erreicht wird dies bei einer unabhängigen Hinterradaufhängung
durch eine Ausgestaltung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden die in der Ver
bindung des Fahrschemels zum Aufbau vorgesehenen Elastizitäten
unter Seitenkrafteinfluss zu Erzielung von Lenkeffekten ge
nutzt, die tendenziell zu einem Untersteuern des Fahrzeuges
führen, d. h. dass beim Kurvenfahren die Hinterräder in die Kur
ve hineinlenken und einem Ausschwingen des Fahrzeuges im Be
reich der Hinterachse entgegenwirken, somit auch ein Aufschwin
gen bei mehrfachen Spurwechselvorgängen, wie beispielsweise bei
Wedelvorgängen zumindest dämpfen. Die hierzu erforderliche ge
zielte Festlegung und Anordnung der Elastizitäten in den vier
Anlenkpunkten des Fahrschemels gegenüber dem Aufbau bei zur
Fahrzeuglängsmittelebene symmetrischer Lage und Anordnung der
die Elastizitäten bildenden Lager ermöglicht unter Berücksich
tigung der in Fahrzeuglängsrichtung gegebenen Abstände der vor
deren und der hinteren Lager zur Wirkungslinie der Seitenkraft
ohne weitere Eingriffe in das Fahrwerk die Bestimmung eines
Schwenkpoles für den Fahrschemel und die über Radführungsglie
der von diesem getragenen Räder, der bei aufrechter Schwenkach
se bezogen auf die Fahrtrichtung hinter den Achslinien der Rä
der liegt und der unter dem Einfluss von Seitenkräften, die im
Bereich der die Achslinie der Räder enthaltenden Querebene wir
ken, für den Fahrschemel jeweils ein in die Kurve Hineinschwen
ken bewirkt und somit für die Räder zu einer jeweils tenden
ziell in Richtung Untersteuern der Hinterachse wirkenden Ein
stellung führt.
Die elastischen Lager sind erfindungsgemäß bevorzugt als
napfförmige Lager mit aufrechter, quer zur Bodenebene liegender
Lagerachse ausgebildet, die über ihren Umfang unterschiedliche
Härten aufweisen, wobei die Ausgestaltung bevorzugt derart ist,
dass bezogen auf ein Achskreuz mit Schnittpunkt der senkrecht
zueinander stehenden Achsen in der Lagerachse die weiche und
die harte Lagerrichtung jeweils einer Achsrichtung entsprechen.
Bevorzugt ist die Art der Lagerrichtung durch einen als Voll
körper ausgebildeten, gegebenenfalls Versteifungen aufweisenden
Steg gebildet, der in der weichen Lagerrichtung zum Lagerumfang
freiliegt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den Patentansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachfolgend
anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in Draufsicht und schematisiert die Darstellung einer
unabhängigen Hinterradaufhängung eines Personenkraft
wagens,
Fig. 2 in Draufsicht ein in der Anbindung des Fahrschemels
der unabhängigen Hinterradaufhängung zum Aufbau vor
gesehenes elastisches Lager, und
Fig. 3 einen Schnitt durch das Lager gemäß Fig. 2 entspre
chend der Schnittführung III-III.
In Fig. 1 ist bezogen auf ein nicht weiter dargestelltes Fahr
zeug dessen unabhängige Hinterradaufhängung 1 gezeigt, die ei
nen Fahrschemel 2 umfasst, der aus zwei Längsarmen 3, 4 und ei
ner diese starr verbindenden Querabstützung 5, hier in Gestalt
eines Rohres aufgebaut ist. Die Vorwärtsfahrtrichtung für das
nicht dargestellte Fahrzeug ist durch den Pfeil F symbolisiert,
während der Pfeil R die Fahrtrichtung des Fahrzeuges in einer
Rechtskurve symbolisiert, bei der zwischen den Rädern 6, 7 und
der Fahrbahn eine über die Räder 6, 7 auf die Hinterradaufhän
gung 1 wirkende Seitenkraft S auftritt. Die Räder 6, 7 sind
über Längslenker 8, 9 geführt, die sich anschließend an ihren
jeweiligen, nach aussen abgewinkelten und eines der Räder 6
bzw. 7 tragenden Teil in Überdeckung zu den Längsarmen 3, 4 des
Fahrschemels 2 in Fahrtrichtung F erstrecken und im Bereich der
vorderen Enden der Längsarme 3, 4 des Fahrschemels 2 an diesen
über quer verlaufende Schwenkachsen 10, 11 angelenkt sind. Die
Anlenkung über die Schwenkachsen 10, 11 erfolgt, bezogen auf
die Erstreckungsrichtung der Bodenebene des nicht gezeigten
Fahrzeuges, also bezogen auf den in Fig. 1 dargestellten
Grundriss winkelsteif und in Höhenrichtung verschwenkbar, wobei
die Längslenker 8, 9 in nicht dargestellter Weise über Tragfe
dern gegen die Längsarme 3, 4 abgestützt sind, gegebenenfalls
in Verbindung mit einer entsprechenden Dämpferanordnung.
Die Anbindung des Fahrschemels 2 der Hinterradaufhängung 1 ge
gen den Boden bzw. Aufbau des nicht dargestellten Fahrzeuges
erfolgt über elastische Lager, die mit 12 bis 15 bezeichnet
sind und von denen die Lager 12 und 13 im bezogen auf die
Fahrtrichtung F vorderen Bereich der Längsarme 3 bzw. 4 und die
Lager 14, 15 in deren rückwärtigen Endbereich angeordnet sind.
Die Lager 12 bis 15 sind bei aufrechter Lagerachse in entspre
chend zylindrischen, napfförmigen oder topfförmigen Ausnehmun
gen der Längsarme 3, 4 gehalten und über zentrale, ebenfalls
nicht weiter dargestellte Verschraubungen gegenüber dem Aufbau
angebunden, wobei die Lager 12 bis 15 in Hochrichtung zumindest
weitgehend unnachgiebig, also steif bis nahezu starr ausgelegt
sind.
Über ihren Umfang weisen die Lager 12 bis 15 jeweils radial un
terschiedliche Steifigkeiten auf, wobei im Rahmen der Erfindung
die vorderen Lager 12, 13 bzw. die rückwärtigen Lager 14, 15
jeweils gleich ausgebildet sind und eine besonders einfache er
findungsgemäße Lösung darin besteht, alle vier Lager 12 bis 15
untereinander gleich auszubilden. Die über ihren Umfang radial
unterschiedliche Steifigkeit der Lager wird im Rahmen der Er
findung durch entsprechende Anordnung und Ausrichtung der Lager
12 bis 15 genutzt, um dem Fahrschemel 2 und damit der Hinter
radaufhängung 1 unter dem Einfluss von bei Kurvenfahrt auftre
tenden Seitenkräften ein vorgegebenes, bezogen auf das Fahrzeug
untersteuerndes Fahrverhalten aufzuprägen.
Eine im Rahmen der Erfindung mögliche, zweckmäßige Ausgestal
tung der Lager 12 bis 15 ist anhand der Fig. 2 und 3 für ein
beispielhaft dargestelltes Lager 16 aufgezeigt, wobei mit 17
die zentrale aufrechte Lagerachse bezeichnet ist, die im
Schnittpunkt des aus Erläuterungsgründen vorgesehenen Achsen
kreuzes mit den Achsen x und y liegt. Das Lager 16 weist im
Ausführungsbeispiel einen Ringmantel 18 in Form eines metalli
schen Ringes auf, über den das Lager 16, wie für die Lager 12
bis 15 veranschaulicht, in einer entsprechenden nach oben offe
nen Aufnahme der Längsarme 3 bzw. 4 des Fahrschemels 2 anzuord
nen ist. Das Lager 16 weist über seinen Umfang radial unter
schiedliche Härte auf, was dadurch realisiert ist, dass die
zentrale Lagerbüchse 19 über einen elastischen Lagersteg 20 mit
dem Ringmantel 18 verbunden ist, der sich in Richtung der x-
Achse erstreckt und in seinem Überdeckungsbereich zum Ringman
tel 18 mit diesem in bekannter Weise, z. B. durch Vulkanisieren
oder dergleichen verbunden ist. Die Breite des Lagersteges 20
ist kleiner als der Durchmesser des Ringmantels 16, so dass
quer zum Lagersteg 20 in Richtung der y-Achse zwischen diesem
und dem Ringmantel 18 als Ausnehmungen 21, 22 bezeichnete Frei
räume verbleiben, in deren Bereich der Lagersteg 20 zum Ring
mantel 18 freiliegt. Dieser Lageraufbau führt dazu, dass das
Lager 16 bezogen auf quer zur Lagerachse 17 wirkende Kräfte in
Richtung der x-Achse steif und in Richtung der y-Achse weich
reagiert, wobei die Steifigkeit des Lagersteges 20, insbesonde
re auch dessen Biegeverhalten bei in Richtung der y-Achse wir
kenden Kräfte durch eingelegte Stabilisierungsstege, insbeson
dere Stabilisierungsbleche beeinflusst werden kann, die sich
quer zur x-Achse, bevorzugt parallel zur y-Achse erstrecken und
die mit 23 bezeichnet sind.
Zusätzlich tragen die Stabilisierungsstege 23 auch zu einer
Verhärtung des Lagers in Richtung seiner Achse 17 bei, wobei es
hierzu zweckmäßig sein kann, das Lager, bezogen auf die Dar
stellung gemäß Fig. 3, gegebenenfalls nicht eben, sondern ko
nisch auszubilden, wenn dies im Hinblick auf die harte Aufnahme
von in Richtung der Lagerachse 17 wirkenden Kräften erforder
lich ist.
Neben der Anordnung von Stabilisierungsstegen 23 im Lagersteg
20 ist dessen Härte in bekannter Weise auch durch entsprechende
Wahl der Elastizität des Stegmateriales zu beeinflussen.
Fig. 1 veranschaulicht die Verwendung eines Lagers 16 gemäß
Fig. 2 und 3 als Fahrschemellager 12 bis 15 in Verbindung
mit einem Fahrschemel 2, wobei erfindungsgemäß die vorderen La
ger 12 und 13 sowie die hinteren Lager 14 und 15 jeweils symme
trisch zu Längsmittelebene 24 des nicht dargestellten Fahrzeu
ges und der Hinterradaufhängung 1 liegen und mit ihren der Er
streckungsrichtung des Lagersteges 20 entsprechenden x-Achse
Polstrahlen 25, 26 und 27, 28 bestimmen, die sich in einem Pol
P schneiden, der in der gezeigten idealisierten Konstruktions
lage in der Längsmittelebene 24 liegt.
Der Pol P liegt bezogen auf die Fahrtrichtung F hinter der
durch die Achsen 29, 30 der Räder 6, 7 bestimmten Achslinie,
die ihrerseits in der aufrechten Querebene liegt, in deren Be
reich die Seitenkraft S wirkt. Entsprechend dem im Grundriss
gemäß Fig. 1 bezogen auf die Fahrtrichtung F gemessenen Ab
stand zwischen der Wirkungslinie der Seitenkraft S und der Ver
bindungslinie der Achsen 17 der vorderen Fahrschemellager 12,
13 bzw. der hinteren Fahrschemellager 14, 15 wird die Seiten
kraft S. wie in Fig. 1 dargestellt, in Seitenkraftanteile Sv
und Sh aufgeteilt, so dass sich bezogen auf die in Fig. 1 dar
gestellte Konstruktion, in der die Achslinie der Räder 6, 7 im
Bereich zwischen den vorderen Fahrschemellagern 12, 13 und den
hinteren Fahrschemellagern 14, 15 benachbart zu letzteren
liegt, ein gegenüber dem vorderen Seitenkraftanteil Sv größerer
hinterer Seitenkraftanteil Sh ergibt. Dies bedingt eine gegen
über der Fahrtrichtung F steilere Anstellung der hinteren Fahr
schemellager 14, 15 bezüglich ihrer x-Achse, symbolisiert durch
die Polstrahlen 27, 28, im Vergleich zur Anstellung der x-Achse
der vorderen Fahrschemellager 12, 13, symbolisiert durch deren
Polstrahlen 25 und 26. Die entsprechenden Winkel sind bei 31
und 32 angedeutet.
Dadurch, dass der Pol P, wie durch den Pfeil 33 gezeigt, mit
deutlichem Abstand hinter der die Radachslinie enthaltenden
Querebene liegt, ergibt sich unter dem Einfluss einer Seiten
kraft S bei einer Kurvenfahrt R ein Verschwenken des Fahrsche
mels 2, und damit der gesamten Hinterradaufhängung 1 um den Pol
P in Richtung des Pfeiles R, also im rechtsdrehenden Sinn, mit
der Folge, dass die Räder 6, 7 in die Kurve hineinlenken und
somit der Hinterradaufhängung 1 ein untersteuerndes Verhalten
aufgeprägt wird. Für die Größe des in Abhängigkeit von der je
weiligen Seitenkraft sich einstellenden Schwenkwinkels der Hin
terradaufhängung 1 sind neben den angesprochenen geometrischen
Gegebenheiten insbesondere die jeweiligen Lagerhärten in x- und
y-Richtung und die Ausrichtung der Lager bezogen auf die Fahrt
richtung massgebend, wobei sich im Rahmen der Erfindung auch,
wie gezeigt, verhältnismässig große Abstände 33 zwischen der
die Radachslinie enthaltenen Querebene und dem Pol P in Abhän
gigkeit von der Anstellung der jeweiligen Lager realisieren
lassen.
Anstelle einer unterschiedlichen Anstellung der Lager, wie sie
insbesondere bei Verwendung gleicher Lager in den vorderen und
den hinteren Anlenkpunkten des Fahrschemels 2 als zweckmäßig
erweist, ist es selbstverständlich auch möglich, Lager unter
schiedlicher Auslegung bezüglich ihrer Härte in x- und y-
Richtung einzusetzen.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich unschwer auch verhältnismä
ssig große Schwenkwinkel für den Fahrschemel 2 realisieren, die
in der Größenordnung von etwa 1° liegen und die deutliche Len
keffekte zur Folge haben.
Das in Fig. 1 schematisiert dargestellte Ausführungsbeispiel
zeigt grob massstäblich eine zweckmäßige Gesamtkonfiguration,
wobei der Anstellwinkel 31 der vorderen Fahrschemellager 12, 13
bezüglich ihrer mit den Polstrahlen 25, 26 zusammenfallenden x-
Achse gegenüber der Fahrzeuglängsmittelebene 24 in der Größen
ordnung von 30° liegt, und der entsprechende Anstellwinkel 32
der hinteren Fahrschemellager 14, 15 bei 45°. Der Abstand zwi
schen den Verbindungslinien der vorderen Fahrschemellager 12,
13 und der hinteren Fahrschemellager 14, 15 ist etwa halb so
groß wie der in Fahrzeuglängsrichtung gemessene Abstand 33 des
Poles P von der die Radachsen enthaltenen Querebene. Desweite
ren entspricht der Abstand der Verbindungslinie der vorderen
Lager 12, 13 zur besagten Querebene etwa dem doppelten des Ab
standes der Verbindungslinie der hinteren Fahrschemellager 14,
15 von dieser Querebene. Die Steifigkeit der Fahrschemellager
12 bis 15, die im Ausführungsbeispiel untereinander gleich aus
gebildet sind, ist in x-Richtung, wie für das Lager 16 erkenn
bar um ein Vielfaches höher als in y-Richtung, wobei die Feder
rate in x-Richtung bezogen auf das Ausführungsbeispiel bei rund
1500 N/mm2 und in y-Richtung bei rund 50 N/mm2 liegen kann.
Einer Auslegung einer erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung 1
entspricht bei einer Hinterachslast von etwa 700 kg und einer
Querbeschleunigung von etwa 0,3 g ein untersteuernder Lenkwin
kel von etwa 0,5°, was veranschaulichen dürfte, dass die erfin
dungsgemäße Ausgestaltung eine signifikante Beeinflussung des
Fahrverhaltens mit einem hohen Stabilisierungseffekt bei z. B.
Wedeln oder mehrfachem Spurwechsel ermöglicht.
Um Fehler bei der Montage der Lager 12 bis 15 hinsichtlich ih
rer Ausrichtung zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, diese
mit Markierungen, Nasen oder dergleichen zu versehen, die die
Einbaulage anzeigen oder einen Einbau lediglich in der gekenn
zeichneten Lage zu lassen.
Claims (12)
1. Unabhängige Hinterradaufhängung für Personenkraftwagen mit
einem formsteifen, der Fahrzeugbodenebene entsprechende Aus
richtung aufweisenden Fahrschemel, der zwei über eine Querab
stützung verbundene Längsarme aufweist, die in ihren Endberei
chen über elastische Lager gegen den Fahrzeugbodenbereich abge
stützt sind und in deren in Fahrtrichtung vorderem Bereich je
weils ein Längslenker in Richtung auf den Fahrzeugboden ver
schwenkbar und quer hierzu winkelsteif gelagert ist, wobei die
Achslinie der gegen den Fahrschemel federnd abgestützten Längs
lenker im längsmittleren Bereich der Längsarme liegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elastischen, in Erstreckungsrichtung der Bodenebene
radial unterschiedlich steifen Lager (12 bis 15; 16) in der
Einbaulage des Fahrschemels (2) derart gegeneinander ausgerich
tet sind, dass sich unter Seitenkrafteinfluss ein fiktiver,
hinter der Achslinie der Räder (6, 7) im Bereich der Fahrzeu
glängsmittelebene (24) liegender Schwenkpol P ergibt.
2. Unabhängige Radaufhängung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elastischen Lager (12 bis 15; 16) in zwei winklig,
insbesondere senkrecht zueinander stehenden Richtungen (x, y)
unterschiedliche Härte aufweisen.
3. Unabhängige Hinterradaufhängung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elastischen Lager (12 bis 15; 16) einen Lagerkörper
aufweisen, der in der harten Lagerrichtung (x) als Vollkörper
ausgebildet ist.
4. Unabhängige Hinterradaufhängung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vollkörper aussteifende Einlagen (23) aufweist.
5. Unabhängige Hinterradaufhängung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elastischen Lager (12 bis 15; 16) einen Lagerkörper
aufweisen, der in der weichen Lagerrichtung (y) im Querschnitt
geschwächt ausgebildet ist.
6. Unabhängige Hinterradaufhängung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Lagerkörper mit Ausnehmungen (21, 22) versehen ist.
7. Unabhängige Hinterradaufhängung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elastischen Lager (12 bis 15; 16) einen Lagerkörper
aufweisen, der durch einen Lagersteg (20) und seitlich hierzu
liegende Ausnehmungen (21, 22) gebildet ist.
8. Unabhängige Hinterradaufhängung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lager derart angeordnet und/oder ausgebildet sind,
dass die bezogen auf die Fahrtrichtung (F) rückwärtigen Lager
(14, 15) im Verhältnis zum abzustützenden Seitenkraftanteil
(Sh) eine größere Härte aufweisen als die vorderen Lager (12,
13)
9. Unabhängige Hinterradaufhängung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die bezogen auf die Fahrtrichtung (F) jeweils vorderen
bzw. hinteren Lager (12, 13 bzw. 14, 15) symmetrisch zur Fahr
zeuglängsmittelebene (24) angeordnet sind.
10. Unabhängige Hinterradaufhängung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lager (12 bis 15) bezogen auf ihren jeweiligen Pol
strahl (25 bis 28) symmetrisch angeordnet bzw. ausgebildet
sind.
11. Unabhängige Hinterradaufhängung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lager (12 bis 15) in Bezug auf in Richtung ihrer La
gerachse wirkende Hochkräfte steif ausgebildet sind.
12. Unabhängige Hinterradaufhängung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lager als Konuslager ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999141717 DE19941717A1 (de) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Unabhängige Hinterradaufhängung für Personenkraftwagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999141717 DE19941717A1 (de) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Unabhängige Hinterradaufhängung für Personenkraftwagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19941717A1 true DE19941717A1 (de) | 2001-02-22 |
Family
ID=7920481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999141717 Withdrawn DE19941717A1 (de) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Unabhängige Hinterradaufhängung für Personenkraftwagen |
Country Status (1)
Country | Link |
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