DE2220119C2

DE2220119C2 - Radaufhängung für Kraftfahrzeug-Hinterräder

Info

Publication number: DE2220119C2
Application number: DE19722220119
Authority: DE
Inventors: Waldemar 3171 Dannenbüttel Schulz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1972-04-25
Filing date: 1972-04-25
Publication date: 1985-10-17
Also published as: FR2182015A1; FR2182015B1; IT980350B; DE2220119A1

Description

zwar eine Radaufhängung für Kraftfahrzeug-Vorderräder, mit am Fahrzeugaufbau begrenzt elastisch angelenkten starren, d. h. dreh- und biegesteifen Längslenkem bekannt, die an ihren freien Enden Achszapfen für die Räder tragen und im Bereich ihrer aufbauseitigen Lager — im geringen Abstand dazu — mittels einer Querstrebe miteinander verbunden sind. Die Querstrebe ist dabei als hochkant stehende Blattfeder ausgebildet, durch die einerseits verhindert wird, daß sich die starren Längiienker um ihre Längsachse verdrehen können, andererseits jedoch seitlich ausschwingen können, wobei die Querstrebe um ihre Hochachse leicht verbogen wird. Bei dieser gattungsfremden Radaufhängung sind zur Abstützung der an den Rädern angreifenden Seitenkräfte in Höhe der Radachsen besondere ab- is stützende Elemente vorgesehen, nämlich entweder ein querverlaufendes Blattfederpaket oder alternativ besondere Querlenker.

Ausgenend von einer Radaufhängung für Kraftfahrzeug-Hinterräder, mit am Fahrzeugaufbau begrenzt elastisch angelenkten starren, d. h. dreh- und biegesteifen Längslenker^, die an ihren freien Enden Achszapfen für die Räder tragen und mittels einer insgesamt biegesteifen, jedoch drehelastischen Querstrebe winkelfest miteinander verbunden sind, wobei die Querstrebe die einzige Querverbindung zwischen den Längslenkern bildet, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 10 72 893 bekannt ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Radaufhängung unter Beibehalü-Jig ihrer typischen Vorteile, daß sie nämlich mit nur zwei Anlenkstellen der Lenker/Querstreben-Kombination am Fahrzeugaufbau auskommt und an den Rädern angreifende Seitenkräfte ohne Zuhilfenahme besonderer im Radzapfenbereich o. ä. angeordneter Stützelemente von der Lenker/Querstreben-Kombination selbst aufgenommen werden, bezüglich des erforderlichen, insbesondere materialmäßigen Aufwandes weiter zu vereinfachen und in ihrer Funktion weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Radaufhängung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 angewendet werden.

Zum einen wird also die biegesteife und drehelastische Querstrebe zwischen der Anlenkung der Längslenker am Fahrzeugaufbau und den Achszapfen, d. h. im Abstand zu den aufbauseitigen Lagerstellen der beiden Längslenker formfest an den Längalenkern befestigt, und zum anderen wird für die Querstrebe eine in ganz bestimmter Weise bemessene Querschnittsform gewählt. Durch diese Querschnittsform ergibt sich eine besonders günstige Mattrialausnutzung der Querstrebe, weil die Querschnittsfläche der Querstrebe sowohl bei solchen an der Querstrebe angreifenden Biegemomenten, die von den auf die Hinterräder einwirkenden vertikalen Kräften herrühren, als auch bei solchen an der Querstrebe angreifenden Biegemomenten, die von den Seitenkräften herrühren, für die Festigkeit etwa gleichmäßig ausgenutzt ist und somit auch die Biegespannungen für beide Biegerichtungen etwa gleich groß sind. Durch den gewählten Versatz der Querstrebe zu ω den aufbauseitigen Lagerstellen der beiden Längslenker wird nicht nur erreicht, daß sich die beiden Räder beim Neigen des Fahrzeugaufbaus (Rollneigung) weniger stark neigen als z. B. bei Radaufhängungen gemäß der DE-PS 10 72 893, sondern es wird gleichzeitig erreicht, daß die materialmä3ige Beanspruchung der Querstrebe weiter verringert wird. Die an der Querstrebe beim Auftreten von Seitenkraft«:! wirksamen Biegemomente werden durch den vorgeschlagenen Versatz der Querstrebe nämlich verringert, da der wirksame Hebelarm verkleinert wird. Beide Maßnahmen unterstützen sich somit in vorteilhafter Weise.

Durch die erfindungsgemäße Verschmelzung der verschiedenen Merkmale ergibt sich somit eine besonders leichte, einfach aufgebaute und nur sehr wenig Platz beanspruchende Hinterachse, welche die Vorteile einer Einzelradaufhängung — wie z. B. geringe ungefederte Massen und unabhängiges Ein- und Ausfedern der Räder — mit den Vorteilen einer Starrachse — wie z. B. genaue Spurhaltung — verbindet, wobei besondere Stützstreben o. ä. zur Aufnahme der im Betrieb auftretenden Seitenkräfte dabei genausowenig erforderlich sind wie ein besonderer Stabilisator zur Erzielung eines angemessenen Stabilisatoreffektes, weil diese Aufgaben bereits durch die formsteif an den Längslenkern angeschlossene drehelastische und biegosteife Querstrebe erfüllt werden. Trotz ihres unscheinbaren Äußeren gewährleistet diese Radaufhängung eine hervorragende spurkonstante Radführung und ei¹· besonders gutes

* ***** »*»» «*i**fcw»*j rrwit Μ· U* UlW U<lg\«t WUt*l Will iflttOOVH 11 Ul gering sind und der bei Rollneigung des Fahrzeuges auftretende Radsturz zwangsläufig verkleinert wird.

Eine weitere Funktionsverbesserung ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung darin zu sehen, daii die Lagerungen der Längslenker, soweit diese im wesentlichen bahnparallel verlaufen und das Fahrzeug auf horizontaler Fahrbahn ruht, außerhalb der durch die Achszapfen gehenden Horhontalebene liegen, und zwar bei untersteuertem Fahrverhalten des Fahrzeuges zweckmäßig oberhalb und bei übersteuertem Fahrverhalten des Fahrzeuges vorteilhaft unterhalb dieser Horizontalebene. Bei dieser Anordnung verläuft der wirksame Arm der Längslenker von dem Anlenkungspunkt an dem Aufbau aus entweder schräg nach unten oder schräg nach oben gerichtet. Wenn nun die Räder gegensinnig einfedern (Rollneigung), enthält das eine Rad eine Vorspur und das andere Rad eine Nachspur, weil die auf die Fahrbahn projizierte Länge des wirksamen Lenkerarmes des kurvenäußeren Lenkers siel verkürzt oder vergrößert und die des kurveninneren Lenkers sich gegensinnig ändert, und zwar in Abhängigkeit davon, ob sich die Anlenkung der Längslenker oberhalb oder unterhalb der vorerwähnten Horizontalebene befinden. Durch diese durch Rollenkung hervorgerufene Verstellung der Laufräder kann man der Übersteuerungs- bzw. der Untersteuerungstendenz des Fahrzeuges entgegenwirken.

Bei der Erfindung soll ferner einerseits die elastische Verdrehbarlceit der Querstrebe begünstigt werden, soweit dies zur Erzielung eines angemessenen Stabilisatoreffektes zweckdienlich ist Andererseits soll die Quen=«rebe einen möglichst hohen Widerstand gegen Biegung besitzen. Diese Anforderungen unter günstiger Materialausnutzun£ werden am besten durch eine Querstrebe erreicht, die im Querschnitt eine mit ihrem Steg in die Fahrtrichtung weisende T-Form besitzt. Nach dieser Anordnung und der Eigenart der Erfindung, nach der die Torsionsachse der Querstrebe außermittig zu den Lagerungen der Längslenker angeordnet ist, befindet sich der zu dem Steg senkrechte Gurt der Strebe zwangsläufig ebenfalls außerhalb der Mittellinie der Lagerungen, und zwar in Richtung auf die Hinterräder zu. Da der Gurt in dieser Position bei Durchfederung der Räder außer der Verdrehung auch noch hochkam gebogen wird, könnte er unter Umständen und in Abhängigkeit seiner Entfernung von den Lagerungen der Längs-

lenker ausbeulen. Da bei dem verwendeten T-Profil der Abstand des Gurtes von der Torsionsachse der Querstrebe, die allein maßgebend für die Minderung des Radsturzes bei Rollneigung des Aufbaues ist, klein ist, ist sein Abstand von den Lagerungen der Längslenker s ebenfalls möglichst klein, so daß die Gefahr des Ausbeulens weitgehend herabgesetzt ist

Die angestrebten Eigenschaften der Achse werden mit besonders wenig Aufwand erreicht, wenn die Längslenker aus Rohrmaterial hergestellt sind und mit ihren in Fahrtrichtung weisenden geraden Abschnitten, die unter Zuhilfenahme je eines Knotenblechs seitlich an der Querstrebe angeschlossen sind, je eine nach außen hin einfach versetzte Schlangenform aufweisen, die zusammen mit der Querstrebe in einer gemeinsamen Ebene liegen, und in der Seitenansicht der Hinterachse an dem einen Ende je einen von der Fahrbahn abgekehrten Lagerbock und an dem anderen Ende je ein für die Anbringung eines Federbeines und des Acnszaptens dienendes Widerlager tragen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht einer Hinterachse,

F i g. 2 die Seitenansicht der Hinterachse gemäß der Schnittlinie II-II der F i g. 1 und

F i g. 3 die Hinteransicht gemäß der Schnittlinie III-III der F i g. 2.

Die Hinterachse umfaßt zwei Längslenker 1 und 2, die aus Rohrmaterial hergestellt sind und an dem einen Ende die Hinterräder 3 und an dem anderen Ende mit an dem Aufbau 12 befestigten Gummimetall-Lagerungen 4 in Verbindung stehende Lagerböcke 5 tragen, und aus einer drehelastischen aber biegesteifen Querstrebe 6, die mit ihrem in die Fahrtrichtung weisenden Steg 7 eine T-förmige Querschnittsform aufweist und die Enden der

Minircl^ntAr 1 nnrj O rn\li*\nanA^r verbindet. DäbC! !St

die Querstrebe, um zunächst eine winkelsteife Verbindung herzustellen, unter Zuhilfenahme von Knotenblechen 8 an den Längslenkern 1 und 2 angeschlossen und mit ihrer Torsionsachse t zwischen den Hinterrädern 3 und den Lagerungen 4 — in verhältnismäßig kleinem Abstand dvon der Mitte der letzteren — angeordnet.

Die Längslenker 1 und 2 setzen an den Lagerböcken 5 mit je einem in die Fahrtrichtung weisenden geraden Abschnitt 9 an und sind zu den Hinterrädern 3 hin in einer gemeinsamen Ebene nach außen hin in Schlangenform einfach abgebogen, damit ihre Enden sich an die Schüssel der Hinterräder 3 anschmiegen können. Dort tragen die Längslenker 1 und 2 je ein Widerlager 10 aus geschweißter Bkchkonstruktion, die nach außen hin weisende Achszapfen 11 für die Hinterräder 3 aufweisen. Zu der Fahrzeugmitte hin sind die Widerlager 10 für die Aufnahme eines in der Grundstellung nach vorn geneigten und mit seinem freien Ende an dem Aufbau 12 angelenkten Federbeines 13 ausgebildet die damit dicht an den Hinterrädern 3 angeordnet werden können, um eine breite Federbasis für den Aufbau 12 zu erhalten.

Es wurde schon darauf hingewiesen, daß die in F i g. 1 gezeigte Versetzung der Torsionsachse f der Querstrebe 6 von der Mitte der Lagerungen 4 um den Betrag d den Rollsturz der Hinterräder 3 verringert Einen weiteren achskinematischen Effekt erzielt man dadurch, daß man die Lagerböcke 5 zusammen mit den Lagerungen 4 an der von der Fahrbahn abgekehrten Seite der Längslenker 1 und 2 vorsieht Dabei müssen allerdings die Längslenker 1 und 2 in dem Beladungszustand des Fahrzeuees- bei dem der Effekt eintreten soll, etwa horizon tal stehen, wie dies in F i g. 2 gezeigt wird, so daß die die Mitte der Lagerungen 4 und die Achszapfen 11 verbindende Linie I-1 nach hinten absteigt. Wenn jetzt das Fahrzeug eine Kurve befährt, federt das kurveninnere Laufrad 3 aus, wodurch sich die auf die Fahrbahn projizierte Länge des einen Längslenkers verkürzt und das zugehörige Hinterrad 3 eine Vorspur erhält. Das kurvenäußere Hinterrad 3 federt dagegen ein, wodurch sich die auf die Fahrbahn projizierte Länge des anderen Längslenkers vergrößert und das zugehörige Hinterrad 3 eine Nachspur erhält. Sollte das Fahrzeug ggf. ein untersteuertes Fahrverhalten haben, so wirkt diese Anordnung dagegen.

Die hier beschriebene Konstruktion stellt eine unabhängige Aufhängung der Hinterräder 3 dar. Denn die die Längslenker 1 und 2 miteinander verbindende Querstrebe 6 beeinträchtigt die freie Einzelbewegung der Hinterräder 3 nur insofern, als dies die üblichen Stabilisatoren bei unabhängigen KauuufiiänguMgcri oiiitciiiii tun.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 kannt, die an ihren freien Enden Achszapfen für die Patentansprüche: Räder tragen und mittels einer insgesamt biegesteifen, jedoch drehelastischen Querstrebe winkelfest miteinan-

1. Radaufhängung für Kraftfahrzeug-Hinterräder, der verbunden sind, wobei die Querstrebe die einzige mit am Fahrzeugaufbau begrenzt elastisch ange- 5 Querverbindung zwischen den Längslenkern bildet
lenkten starren, d. h. dreh- und biegesteifen Längs- Bei dieser bekannten Radaufhängung werden die lenkern, die an ihren freien Enden Achszapfen für Längslenker-Lagerstellen durch innenliegende volumidie Räder tragen und mittels einer insgesamt biege- nöse Gummi-Metallelemente gebildet, welche nicht nur steifen, jedoch drehelastischen Querstrebe winkel- Lagerfunktionen, sondern auch die eigentlici s Fahrfest miteinander verbunden sind, wobei die Quer- io zeugfederung übernehmen. Die biegesteife und drehelastrebe die einzige Querverbindung zwischen den stische Querstrebe ist bei dieser bekannten Anordnung Längslenkern bildet und zwischen der Anlenkung — wie auch die Längslenker — formfest mit der inneren der Längslenker am Fahrzeugaufbau und den Achs- Metallhülse des Gummi-Metall-Lagers verbunden, so zapfen formfest an den Längslenkern befestigt ist, daß die Querstrebe unmittelbar durch die beiden aufdadurch gekennzeichnet, daß die Quer- is bauseitigen Lager verläuft, d. h. genau in der Drehachse strebe (€} eine Querschnittsform aufweist, deren auf der miteinander fluchtenden aufbauseitigen Längslendie durch den Schwerpunkt des Querschnitts verlau- ker-Lagerungen liegt Bei Rollneigung des Fahrzeuges, fenden Hauptachsen bezogenen Widerstandsmo- d. h. bei Schrägstellung des Fahrzeugaufbaus z. B. bei mente annähernd so groß sind, daß die Fläch? des Kurvenfahrt wird daher die unmittelbar an den aufbau-Querschnirs sowohl bei solchen an der Querstrebe 20 seitigen Lagerstellen der Radaufhängung gelagerte (6) angreifenden Biegemomenten. die von den auf Querstrebe entsprechend geneigt Da die Querstrebe die Hinterräder (3) einwirkenden vertikalen Kräften mit den Längslenkern formsteif und winkelfest verbunherrühren, als auch bei solchen an der Querstrebe den ist hat dies zwangsläufig zur Folge, daß die beiden angreifenden Biegemomenten, die von den Seiten- Fahrzeugräder um den gleichen Winkel, mit dem der kräften herrühren, für die Festigkeit etwa gleichmä- 25 Fahrzeugaufbau gegen die Horizontale geneigt wird, ßig ausgenutzt ist und somit auch die Biegespannun- gegen ihre ursprüngliche Radebene (z. B. gegen eine in gen für beide Biegerichtungen etwa gleich groß sind. Fahrzeuglängsrichfe flg verlaufende Vertikalebene) ge-

2. Hinterachse nach Anspruch 1, dadurch gekenn- neigt werden. Bei Rollneigung des Fahrzeuges wird der zeichnet daß bei untersteuertem Fahrverhalten des Radsturz bei dieser bekannten Radaufhängung also Fahrzeuges die Lagerungen (4) der Längslenker (1, 30 stark verändert, was für die Radführungskräfte und da-2) oberhalb tter Querstrebe (6) angeordnet sind. her für das Eigenlenkverhalten des Fahrzeuges von

3. Hinterachse nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Nachteil ist

zeichnet daß bei übe.steuer.<;m Fahrverhalten des Am Rad angreifende Seiten- und Radaufstandskräfte

Fahrzeuges die Lagerungen (4) der Längslenker (1, werden bei dieser bekannten Radaufhängung offen-

2) unterhalb der Querstrebe (6) -.ngeordnet sind. 35 sichtlich zum großen Teil unmittelbar von den nicht nur

4. Hinterachse nach einem der vorhergehenden der Lagerung der Längslenker, sondern auch der Abfe-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer- dening des Fahrzeugs dienenden großvolumigen und strebe (6) im Querschnitt eine mit ihrem Steg (7) in breitbasigen Gummi-Metall-Lagern aufgenommen, die Fahrtrichtung weisende T-Form besitzt Über die die beiden Längslenker "niteinander verbin-

5. Hinterachse nach einem der vorhergehenden 40 dende biegesteife Querstrebe wird somit nur ein Teil Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- der am Rad angreifenden Seiten- und Radaufstandslenker (1, 2) aus Rohrmateria! hergestellt sind und krähe übertragen.

mit ihren unter Zuhilfenahme eines Knotenblechs (H) Das Material der Querstrebe ist bei dieser bekannten seitlich an der Querstrebe (6) angeschlossenen, in Radaufhängung offensichtlich nicht günstig ausgenutzt. Fahrtrichtung weisenden geraden Abschnitten (9) je 45 In einem Falle wird als Querstrebe ein hochkant steheneine zusammen mit der Querstrebe in einer gemein- der Flachstahl verwendet bei dem die horizontale Absamen Ebene liegende, nach außen hin einfach ver- messung des Stabquerschnittes natürlich verhältnismäsetzte Schlangenform aufweisen und in der Seiten- ßig groß sein muß, um den noch zu übertragenden Seiansicht der Hinterachse an dem einen Ende je einen tenführungskräften standzuhalten, wobei die vertikale von der Fahrbahn abgekehrten Lagerbock (5) und so Abmessung des Stabquerschnitts, bedingt durch die an dem anderen Ende je ein für die Anbringung Form des Querschnitts, die horizontale Abmessung eines Federbeines (13) und des Achszapfens (11) die- noch überschreitet. Das Material der Querstrebe ist nendes Widerlager (10) tragen. aber auch dann nicht günstig ausgenutzt, wenn gemäß

einem anderen Ausführungsbeispiel anstelle des hoch-

55 kant stehenden Flachstahls ein geschlitztes Rohr Verwendung findet. Die Widerstandsmomente eines solchen Rohrquerschnittes sind in den verschiedenen Bie-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung gungsrichtungen gleich groß. Da die im Betrieb in den

der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten verschiedenen Biegungsrichtungen an der Querstrebe

Art. 50 angreifenden maximalen Biegemomente — einerseits

Eine solche Radaufhängung ist Gegenstand der als durch die vertikal gerichteten Radaufständskräfte und

älteres Recht zu wertenden DE-PS 21 03 399; sie gehört andererseits durch die am Rad wirksamen Seitenkräfte

nicht zum allgemeinen Stand der Technik. hervorgerufen — unterschiedlich groß sind, sind auch

Aus der DE-AS 10 72 893, und zwar mit den in Abb. 4 die in der Querstrebe auftretenden Biegespannungen

dargestellten Querstreben-Varianten 26 sowie 27, ist ei- 65 für diese beiden Biegerichtungen unterschiedlich groß,

ne Radaufhängung für Kraftfahrzeug-Hinterräder, mit Die Fläche des Querschnitts der Querstrebe wird für die

am Fahrzeugaufbau begrenzt elastisch angelenkten Festigkeit also nur ungleichmäßig ausgenutzt,

starren, d. h. dreh- und biegesteifen Längslenkern be- Aus der GB-PS 7 55 708 ist eine Radaufhängung, und