DE2005246B2

DE2005246B2 - Hinterradaufhaengung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2005246B2
Application number: DE19702005246
Authority: DE
Inventors: Jack Belper Derby Briggs (Großbritannien)
Original assignee: Rolls Royce Motors Ltd
Current assignee: Bentley Motors Ltd
Priority date: 1969-02-06
Filing date: 1970-02-05
Publication date: 1976-08-19
Also published as: FR2031134A5; DE2005246A1; US3633698A; GB1209887A

Description

Die Erfindung betrifft eine Hinterradaufhangung fur Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung, die im Bereich der Radschüssel eine Schwenkbewegung der Hmterrä-■ '•■r !»π eine Schwenkachse senkrecht /.ur nornidic parallel zum Boden verlaufenden und senkrecht zur Längsachse liegenden Drehachse der Räder zuläßt. Derartige Radaufhängungen sind z. ä. aus der DT-AS 12 26 432 und bei Starrachsen durch die ATZ, Heft 9 1963, Seite 275 bekannt. Hierbei sind die Räder durch elastische Glieder so gelagert, daß eine Eigensteuertendenz der Hinterräder ermöglicht wird. Dabei erfolgt im bekannten Falle die Steuerung der Hinterräder durch eine Schwenkbewegung des Rades um eine Achse, die vollständig außerhalb des Rades liegt. Dies erfordert eine komplizierte Änderung der Radaufhängung, wodurch das Steuerverhalten der Räder ein für allemal eingestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt ausgebildete Radaufhängung zu schaffen, die nach Wunsch beliebig so eingestellt werden kann, daß sich eine beliebige Unterstcuerungscharakteristik oder aber eine Übersteuerungscharakteristik ergibt.

Gei..aß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Hinierradaufhöngung der eingangs genannten Art dadurch gelost, daß die Schwenkachse ·η Fahrzeuglängsrichiung gegenüber der vertikalen geneigt ist, und daß im Bereich der Radschüssel zwischen zwei Ringkörpern Torsionsglieder vorgesehen sind, die die Schwenkbewegung der Rader um die durch die Längsachse der Torsionsglieder verlaufende Schwenkachse ermöglichen.

Durch diese Ausbildung wird es möglich, die gesamte die Sicuerungscharakteristik hervorrufende Einrichtung raumsparend innerhalb der Radschüssel unterzubringen, wobei eine Einstellung für eine gewünschte Untersteuerungs- oder IJbersteuerungscharakteristik einfach dadurch erreicht werden kann, daß der Schnitt der Schwenkachse mit dem Boden vor oder hinter den Schnittpunkt verlegt wird, in dem die durch die Radachse gehende Vertikale in den Boden eindringt.

Em besonders günstiger konzentrischer räumlicher Aufbau ergibt sich, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedes Torsionsglied in einem zwei relativ zueinander bewegliche Teile aufweisenden Gehäuse gelagert ist. und die Rader in einem der Teile des Gehäuses durch ein erstes Lager getragen werden, das eine Drehung der Räder relativ zu diesem einen Teil des Gehäuses zulaßt und die Schwenkbewegung der Räder auf diesen einen Teil des Gehäuses übertragt. Der andere Teil des Gehäuses ist dabei zweckmäßigerweise mit dem Fahrzeugaufbau über Führungslenker abgestützt.

Der genannte eine Teil des Gehäuses wird gemäß einem bevorzugten Aiisführungsbeispicl der Erfindung von zwei diametral bezüglich der Radachse angeordneten becherförmigen Teilen gebildet, die die Torsionsstäbe umschließen, die innerhalb der Becher und außerhalb der Becher in dem anderen Gehäuseteil über Keilverzahnungen drehfest angeordnet sind.

Beide Teile des Gehäuses sind gegeneinander durch ein zweites Lager abgestützt und das Rad ist um dieses zweite Lager schwenkbar.

Es hat sich gezeigt, daß eine zweckmäßige Winkelanstellung der Achse der Torsionsglieder gegenüber der Vertikalachse durch einen Winkel zwischen 5 und 25° gebildet wird. Wenn dabei die Schwenkachse den Boden vor der \ eriikalebene schneidet, ergibt sich eine Ubersteueruiigscharakteristik. während dann, wenn die Schwenkachse den Boden hinter der Vertikalebene schneidet, eine IJntersteueriingscharakterisiik erhalten u ird.

Nachstehend wird ein Aus^rührungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeirhnnnu h^pKnnk.^ i_ .i._ Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfmdungsgemalien Hinterrades eines Kraftfahrzeuges. "

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fi g 2 dargestellten Rades und

Fig 3 eine Grundrißansicht der gesamten Hinierradaufhängung.

Das Hinterrad 12 mit seinem Reifen 15 und der Schüssel 16 wird durch einen Achsstummel 17 angetrieben. Die Kraftübertragung vom Deferential 14 auf die Räder 12 erfolgt über eine Halbwelle I7j. die an jedem Ende ein Kardangelenk 20 aufweist. Eine Bremse 21 bekannter Kontruktion ist auf der Halbwelle 17.) /wischen den Kardangelenken 20 angeordnet oder, wie aus Fig. I ersichtlich, auf dem Achsstummel 17. Statt dessen kann die Bremse auch auf die Kardanwelle 13 wirken.

Der Achsstummel 17 ist in einem Ringkörper 18 mittels zweier auf Abstand stehender Kegelrollenlager 23 abgestützt. Von dem Ringkörper 18 erstrecken sich radial nach außen im Winkelabsland von 180
gegeneinander angeordnet zwei im Schnitt kreisförmige ruspfförmige Teile 22. die mit dem Ringkörper 18 einstückig hergestellt sein können oder mn diesem fest verbunden sind. Die Lager 23 ermöglichen eine freie Drehbewegung des Achsstummels 17 innerhalb des Ringkörpers 18. wobei aber eine Winkelbeweauns: des Achsstummels 17 auf den Ringkörper 18 und die -,0 napfformigen Bauteile 22 übertragen wird. Die beiden napllormigen Bauteile 22 liegen in Seitenansicht auf einer gemeinsamen Achse V- >. die die Länys.ichse des Achsstummels 17 und des Ringkorpers 18 schneidet und im wesentlichen senkrecht hier/u steht und die ts gegenüber der vertikalen Ebene Λ-Λ L'cneiet werden kann, diese Neigung kann durch den Radmittelpunkt /wischen 5 und 25 betragen, so daß die Achse V-V den Boden hinter dem Rad 12 schneidet. In jedem Bauteil 22 ist ein Torsionsglied 24 angeordnet, dessen Achse koaxial zur Achse V-V liegt und dessen inneres Ende 24,1 mit dem inneren Ende des Bauteils 22 über eine Kellverzahnung 25 verbunden ist.

Das äußere Ende 246 jedes Torsionsgliedes 24. das aus dem Bauteil 22 ragt, ist mittels einer keilverzahniing 26 mit der Innenseite eines im Querschnitt kappenförmigen Bauteils 27 verbunden. d;:s einstückig mit einem Ringkörper 27;; hergestellt oder mit diesem fest verbunden ist und den Ringkörper 18 umschließt. Die Achsen der kappenförmigen Bauteile 27 liegen demgemaß auf der Achse V-V. leder kappenförmige Bauteil 27 weist seitlich einen kreisringförmigen Abschnitt 28 auf. der in radialer Richtung von dem Ringkörper 27.? nach innen weist und das äußere Ende 31 des entsprechenden kappenförmigen Bauteils 22 umschließt.

Zwischen jedem Abschnitt 28 und dem äußeren Ende 31 des kappenförmigen Bauteils 22 sind Kegelrollenlager 32 angeordnet. Die Achse V->' bildet somit eine Schwenkachse, um die das Rad Ί2 in den Lagern 32 schwingen kann.

Der Ringkörper 27a ist mittels einer Schraubverbindung 33 an einem Führungslenker 34 befestigt. Die Führungslenker 34 sind an einem Aufbauseiiitien Querträger .35 schwenkbar gelagert, der bei 36 nut der.' Fahrzeugaufbau verbunden ist.

Die Arbeitsweise einer derartigen Vorrichtung ist die folgende: Wenn das Fahrzeug einer seitlichen Ablenkkraft unterworfen wird, wie es z. B. bei einem Windstoß geschehen kann, wird das Vorderteil des Fahrzeuges in Richtung der ablenkenden Kraft verschoben. Das Fahrzeug befindet sich daher in einem Winkel gegenüber der beabsichtigten Laufrichtung. Die seitliche Ablenkkraft erzeugt auch einen Moment um die Hinterräder 12, das in der Vertikalebene der Ebene X-X wirk! und eine Drehmomentenkomponente um die geneigte Achse V-V besitzt und demgemäß die Räder 12 um die Achse V-V in einer Richtung schwenkt, die durch den Winkel zwischen der Ebene X-X und der Achse V- V und die Toisionssteifigkeit der Torsionsglieder 24 bestimmt ist. Das Ausmaß der Bewegung der Hinterrader 12 wird durch die Tors'onsglieder 24 begren/t, da die Kappenbauteile 27 starr mit dem f ahrzeugkörper verbunden sind. So bewirkt die seitliche ,Ablenkkraft, daß das Hinterrad 12 um die Achse V - Vgeschwenkt wird, die durch den Mittelpunkt des Rades 12 verläuft. Außerdem muß berücksichtigt werden, daß die Längsachse der Torsionsglieder 24. d. h die Achse V-V. nicht mit der Vertikalebene X-X. die durch den Mittelpunkt des Rades 12 und den Berührungspunkt des Rades 12 mil dem Boden verläuft, zusammenfällt. Wenn dies nicht der Fall wäre, dann wurde kein wirksames Drehmoment auf das Rad durch irgendwelche seitlichen Ablenkkrafte erzeugt. Aus F 1 g. 2 ergibt sich, daß die Ebene Λ'-.Υ mit der Achse V- > einen Winkel (j liegt zwischen 5 und 25 . Das Maß der Schwenkung der Hinterräder 12 ist eine Funktion der Große des Winkels (-) und der Steifigkeit der Torsionsglieder 24. sowie der Größe der seitlichen Ablenkkrafte. Die Schwenkbewegung der Rader um die Achse >-V kann etwa 2 betragen bevor ein mehl dargestellter Anschlag berührt wird.

Wie aus I 1 g. 2 ersichtlich ist. dreht sich das Hinterrad 12 im Uhrzeigersinn und die Achse V-V befindet sich in einer Winkelstellung im Uhrzeigersinn vor der Ebene Λ-Λ. d.h. die Achse V-V schneidet den Boden hinter dem Radaufstandspunkt. wodurch eine Untersteuerungscharakteristik erhalten wird.

Wenn sich die Hinterräder 12 in der gleichen Richtung drehen, jedoch die Achse V-V im Winkel im Gegenuhr/eigersinn von der Ebene X-A' versetzt ist. d.h. wenn die Achse V-V den Boden vor dem Radaufstandspunkt trifft, dann ist eine Übersteuerungscharakteristik vorhanden.

Da jedes Torsionsglied 24 sowohl mit dem Kappenförmigen Bauteil 27 als auch mit dem Bauteil 22 durch Keilverzahnungen 25 und 26 verbunden ist. besteht die Neigung eines Spieles in diesen Keilverzahnungen und dies kann in der Praxis zu einem Flattern der Hinterräder führen. Dem wird durch eine Vorspannung der To^rsionsglieder 24 begegnet, so daß dadurch die Keilverzahnungen 25 und 26 ständig in Eingriff jtehen. Die Vorspannung in den Torsionsgliedern 24 wird in entgegengesetzter Richtung aufgebracht und ist größer als Kraft, die durch die maximal mögliche Auslenkung des Rades erzeugt werden kann, so daß im Betrieb bei Ansteigen der Spannung in einem Glied die Spannung in dem anderen abfällt, wobei sie in dem einen Glied niemals Null wird oder niemals in der gleichen Richtung verläuft wie in dem anderen Glied. Wenn sich die Räder demgemäß um etwa T drehen können, bevor sie an den Anschlägen anstoßen, dann kann die Vorspannung der Torsionsglieder, d.h. deren Verdrehung, etwa 3° betragen, so daß an der Grenze der Radverschwenkung ein Torsionsglicd auf 5° und das andere nur auf 1° verdreht ist.

Es ist wichtig, daß die Ebene, durch die die Achse V- V

verläuft, etwa in der gleichen Ebene wie die Ebene Λ-Λ liegt, cia dann wenn die Ebenen in einem merklichen Ausmaß entfernt liegen, eine Drehbewegung bereits während der Beschleunigung und Abbremsung cr/eugt wird, die eine Verschwenkung der Räder zu bewirken sucht.

Hieraus ergibt sich, daß eine Uniersieuerungs- oder Überstcuerungscharakteristik je nach Wunsch den Hinterrädern dadurch aufgeprägt werden kann, daß der jeweilige Schnitt der Achse Y-Y mit dem Boden vor oder hinter den Schnitt der Ebene X-X mit dem Boden gelegt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

on πR oA Patentansprüche:

1. Hinterradaufhängung für Kraftfahrzeuge nut einer Einrichtung, die im Bereich der Radschüssel eine Schwenkbewegung der Hinterräder um eine Schwenkachse senkrecht zur normalen, parallel /um Boden verlaufenden und senkrecht zur Längsachse liegenden Drehachse der Räder zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schwenkachse (Y-Y) in Fahrzeuglängsrichiung gegenüber der Vertikalen geneigt ist und daß im Bereich der Radschüssel (16) zwischen zwei Ringkörpern (18 und Πα) Torsionsglieder (24) vorgesehen sind, die die Schwenkbewegung der Rader (12) um die durch die Längsachse der Torsionsglieder verlaufende Schwenkachse ermöglichen.

2. Hinterradaufhängung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß jedes Torsionsglied (24) in einem zwei relativ, zueinander beweglicne Teile (22, 2c 28) aufweisenden Gehäuse gelagert ist. daß die Rader (12) in einem der Teile (22) des Gehäuses durch ein erstes Lager (23) getragen werden, d.is eine Drehung der Rader (12) relativ /u diesem einen Teil (22) des Gehäuses zuläßt und die Schwenkbewegiing der Räder (12) .uif diesen einen Teil (22; des Gehäuses überträgt.

J. Hmtcrradaufhangung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teil (28) des Gehäuses mit dem Fahrzeugaufbau über Fuhrungslenker(}4) abgestutzt ist.

4 Hinterradaufhangutig nach den Ansprüchen 2 und J. dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzten Enden eines jeden Torsionsgliedes (24) mit den beiden Teilen (22, 28) des Gehäuses über Keilverzahnungen (25.26) \ erblinden sind.

>. Hinterradaufhängung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsglieder (24) vorgespannt sind.

fa. Hinterradaufhängung nach den Ansprüchen J bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (22, 28) des Gehäuses gegeneinander durch ein zweites Lager (32) abgestützt sind und daß das kau (12) um dieses zweite Lager (32) schwenkbar ist.

7. Hinterradaufhangung nach den Ansprüchen I bis b. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Torsionsglicder (24) auf den gegenüberliegenden Seilen der Schwenkachse (Y- ^angeordnet sind

8. Hinterradaufhangung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (Y- Y) der Torsionsglicder (24) gegenüber der in der Längsmittelebene liegenden Vertikalebene f.Y-.Y/des Rades

(12) unter einem Winkel von 5 vis 25 geneigt ist.

9. Hinterradaufhangung nach einem der Ansprüche 7 und 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (Y- Y) den Boden vor der Vertikalebene ^X -Λ/¹ schneidet.

10. Hinterradaufhangung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (Y-Y) den Boden hinter der Vertikalebene ^Y-AV schneidet.