DE2362199A1

DE2362199A1 - Hintere starrachse fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2362199A1
Application number: DE2362199A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Bufler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1973-12-14
Publication date: 1975-06-19

Description

^: 9362

VOLKSWAGENWERK Aktiengesellschaft ^v . =-

J18 V ο 1 £ s b U r g

Unsere Zeichens K 1628
1702-Pt-Gn-Hr

13, 12. 73

Hintere Starrachse für Fahrzeuge

Me Erfindung: bezieht sich auf eins hintere Starrachse für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit quer zur Fahrtrichtung angeordneten, miteinander fluchtenden Radaehsen, die über Längsstreben am Fahrzeugaufbau angelenkt sind und miteinander durch ein, im Abstand hinter den Radaohsen angeordnetes und mit diesen formsteif verbundenes dreh- und biegeweiches Hochkantfederblatt verbunden sind, wobei das Hochkantfederblatt zwecks Erzielung einer exakten Seitenführung über quer-, diagonal- oder dreieckförmig angeordnete Führungsstäbe am Fahrzeugaufbau angelenkt ist. >

Eine solche hintere Starrachse ist beispielsweise aus der DT-OS 1 959 237, Figur 3» bekannt. Me dort beschriebene Starrachse weist insbesondere das Merkmal auf- daß je nach Abstand des Hochkantfederblattes von den Radachsen und in Abhängigkeit von dem bei Kurveiifahrten auftretenden Rollen der Rollsturz O wird oder sogar ein Gegen-Bollsturz erzeugt v/ird. Durch eine besondere räumliche Anordnung des Hochkantfederblattes-schräg nach oben oder unten abgewinkelt, hinter den Hadachsen liegend- ist in einer

509825/0163

23621

speziellen Ausführungsfarm der bekannten starren Hinterachse dafür gesorgt, daß bei der Rollneigung des Fahrzeuges, eine Lenkbewegung der Hinterräder entsteht, die dem Schräglaufwinkel an den Hinterrädern entgegengerichtet ist. Damit wird der Schwimmwinkel des fahrzeuges, d. h. der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der momentanen Fortbewegungsrichtung, verkleinert und somit die Kurvenlage des Fahrzeuges verbessert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hintere Starrachse der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß beim Auftreten der Seitenkraft bereits vor dem Bollen des Fahrzeuges eine dem Schräglauf winkel entgegengesetzte Lenkbewegung der hinteren Eäder bewirkt wird, so daß das Fahrzeug auf Fahrtrichtungsänderungen schneller reagiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsstreben entweder als dreh- und biegesteife Streben, welche kugelig und seitennachgiebig aia Fahrzeugaufbau angelenkt sind, oder als dreh- und biegeweiche Streben, welche seitenunnachgiebig am Fahrzeugaufbau angelenkt sind, ausgebildet sind.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Anlenkachse der Längsstrebe jeweils in der Weise schräg gestellt, daß die in der Anlenkstelle darauf errichtete Senkrechte die Verlängerung des Hochkantfederblattes -zumindest angenähert in der Mittelebene des zugeordneten Fahrzeugrades schneidet. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist gewährleistet, daß beim Beschleunigen oder Verzögern des Fahrzeuges kein störendes Lenkmöment an den hinteren Rädern erzeugt wird.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.

509825/0163

In der Zeichnung zeigen

Figur 1 eine hintere Starrachse mit dreh- und biegesteifen Längslenkern,

Figur 2 eine hintere Starrachse mit ebenfalls

dreh- und biege steifen Längslenkem, : bei denen die Anlenkachse der Längsstrebe Jedoch schräg gestellt ist,

Figur 5 eine hintere Starrachse mit dreh- und biegeweichen Längslenkern und

Figur 4 eine hintere -Starrachse mit dreh- und biegeweichen Längslenkern, wobei die Anlenkachse der Längsstrebe jeweils schräg gestellt ist.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der hinteren Starrachse ist sowohl für angetriebene, als auch für nicht angetriebene Starrachsen geeignet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist eine angetriebene hintere Starrachse dargestellt. Die beiden Fahrzeugräder 1 sind jeweils über eine dreh- und biegesteife Längsstrebe 113, im Anlenkpunkt A am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt. Die beiden Badachsen 3 sind miteinander durch eine im Abstand d hinter den Badachsen angeordnete Querstrebe 2 formsteif verbunden. Diese Querstrebe besteht aus einem dreh- und biegeweichen Hochkantfederblatt. Die beiden Längsstreben 113 sind zu diesem Zwecke über die Radachεen 3 hinaus nach hinten entsprechend verlängert. Das Hochkantfederblatt 2 ist zwecks Erzielung einer exakten Seitenführung über einen Führungsstab 6, im Beispiel ein Panhard-Stab, am Fahrzeugaufbau angelenkt. Die Abfederung der beiden Bäder erfolgt im Ausführungsbeispiel über Schraubenfedern 12. Angetrieben werden die beiden Bäder über das Differential 4 und die beiden Gelenkwellen 5» welche nur schematisch dargestellt sind. Erfindungsgemäß sind die

509825/0 163 ^

beiden dreh- und biegesteifen Längsstreben 113 am Fahrzeugaufbau kugelig und insbesondere seitennachgiebig angelenkt. Diese seitennachgiebige Anlenkung wird im Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Federn 7 verwirklicht, so daß die Längsstrebe 115 unter der Einwirkung einer Seitenkraft gegebenenfalls entlang der Anlenkachse I nach rechts oder nach links ausweichen kann* Vorzugsweise weist die seitennachgiebige Anlenkung, d* h. die Federn 7» eine degressive Kennlinie auf, so daß die seitliche Auslenkung der Längsstrebe erst beim Einwirken größerer Seitenkräfte eintritt.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende:

Beim Auftreten einer Seitenkraft S wird auf das Bad 1 und die längsstrebe 11J ein Lenkmoment ausgeübt, dessen Größe durch die Größe der Kraft S und den Abstand d gegeben ist. unter der Wirkung dieses Lenkmomentes wird die Längsstrebe 113 und das damit befestigte Fahrzeugrad 1 gegen die Kraft der Feder 7 um den Punkt M geschwenkt. Die Längsstrebe 115 stellt sich infolge der seitennachgiebigen Ausbildung der Anlenkung A schräg, wodurch in gewünschter Weise eine dem Schräglaufwinkel des Fahrzeuges entgegengesetzte Lenkbewegung bewirkt wird. Im Ausführungsbeispiel ist eine von links auf die Hader 1 einwirkende Seitenkraft S angenommen. Solche Kraft entsteht beispielsweise beim Durchfahren einer Rechtskurve. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 werden unter der Einwirkung dieser äeitenkraft S das linke Fahrzeugrad zur Fahrzeugmitte hin und das rechte Fahrzeugrad von der Fahrzeugmitte weg schräggestellt. Es tritt demzufolge ein Gegenlenken beider Räder 1 ein. Dieses Einschwenken der beiden Bäder bzw. der beiden Längsstreben ist nur möglich, weil die Querstrebe 2 nicht nur drehweich, sondern auch biegeweich ausgebildet ist und sich beim Auftreten von Seitenkräften entsprechend verformen kann. Man erkennt weiterhin, daß in vorteilhafter Weise beim Sollen des Fahrzeuges der Sturz der Hinterräder 0 ist oder sogar ein Gegen-Eollsturz eintritt. Die Eollneigung des Fahrzeuges bewirkt nämlich, daß beispielsweise die linke Anlenkung A des Fahrzeuges zur Fahrbahn hin und die rechte Anlenkung A von der Fahrbahn weg bewegt wird. Die beiden Längsstreben II3 werden entsprechend um die Eadachsen 3

509825/0163

bewegt. Sas bedeutet, daß das freie Ende der linken Längsstrebe 113 von der Fahrbahn weg und das freie Ende der rechten Längsstrebe zur Fahrbahn hin bewegt wird. In Figur 1 bedeutet das, daß das freie Ende der linken Längsstrebe sich aus der Zeichenebene heraus und das freie Ende der rechten Längsstrebe in die Zeichenebene hinein bewegt. Dadurch wird die Querstrebe 2, von hinten aus betrachtet, schräggestellt. Dies hat wegen der formsteifen Verbindung mit den beiden Längsstreben 11J zur Folge* daß die beiden Längsstreben entsprechend verdreht werden. Diese Verdrehung ist wegen der kugeligen Anlenkung in den Anlenkpunkt A möglich. Demzufolge wird das linke Fahrzeugrad bei den zuvor angenommenen Betriebsbedingungen in Richtung eines negativen und das rechte Fahrzeugrad in Richtung eines positiven Sturzes verdreht.

Wie Figur 1 erkennen läßt, wirken die am Fahrzeugrad 1 angreifenden Verzögerungs- oder Beschleunigungskräfte mit einem Hebelarm e auf die jeweils zugehörige Längsstrebe 115. Das bedeutet, daß beim Beschleunigen und beim Verzögern des Fahrzeuges ein Lenkmoment erzeugt wird, durch welches die Längsstrebe 113 seitlich ausgelenkt wird. Um dieses störende Lenkmoment zu beseitigen, wird nach einer in Figur 2 dargestellten besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hinterachse die Anlenkachse II der Längsstrebe 21J jeweils in der Weise schräggestellt, daß die in der Anlenkstelle B darauf errichtete Senkrechte III die Verlängerung des Hochkantfederblattes 2 zumindest angenähert in der Mittelebene IV des zugeordneten Fahrzeugrades 1 schneidet. Dadurch wird der Drehpunkt M zumindest angenähert in die Mittelebene IV des zugeordneten Fahrzeugrades 1 gelegt. Die Brems- und Beschleunigungskräfte üben demzufolge kein störendes Lenkmoment mehr aus* Die sonstige Funktionsweise der hinteren Starrachse wird dadurch nicht verändert. Insbesondere wird beim Auftreten einer Seitenkraft S wiederum eine Schrägstellung der Längsstreben 213 und der damit verbundenen Fahrzeugräder 1 in der zuvor beschriebenen Weise hervorgerufen. Auch die Eigenschaften bezüglich der Einstellung eines Gegenroll Sturzes sind die gleichen vie in Figur 1. Im Ausführungabeispiei

509825/0163 *

gemäß Figur 2 ist die seitennachgiebige Anlenkung der dreh- und biegesteifen Längsstreben 213 in der Weise einseitig vorgespannt, daß das zugeordnete Fahrzeugrad 1 jeweils nur zur Fahrzeugmitte hin auslenkbar ist. Diese einseitige Torspannung ist mit Hilfe eines Anschlages 8 verwirklicht. Durch diese, auch bei der Anordnung gemäß Figur 1 einsetzbare, Ausbildung der Anlenkung entsteht bei Einwirken einer Seitenkraft S eine Vorspurvergrößerung, weil nur das kurvenäußere Bad, im Beispiel das linke Bad, eine Lenkbewegung zur Fahrzeugmitte hin ausführen kann, wogegen das kurveninnere Bad, im Beispiel das rechte Bad, wegen des Anschlages keine entsprechende nach außen gerichtete Lenkbewegung ausführen kann« Man erkennt, daß im Gegensatz zu Figur 1, wo beide Bäder eine Gegenlenkbewegung ausführten, hier nur eines der Bäder eine entsprechende Gegenlenkbewegung ausführt. Durch diese Vorspurvergrößerung wird das radial nur wenig belastete kurveninnere Bad, im Seispiel das rechte Fahrzeugrad, welches wegen der geringen Radlast nur wenig Seitenkraft übertragen kann, entlastet, so daß es erst später als üblich ins reine Gleiten gerät. Das kurvenäußere Rad, durch dessen Schrägstellung die -asymmetrische- Vorspur-Vergrößerung bewirkt wird, kann eine entsprechend höhere Seitenkraft übertragen.

Xn den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 ist das gewünschte Gegenlenken durch eine seitennachgiebige Anlenkung der Längslenker verwirklicht. In den Figuren 3 und 4 ist eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der hinteren Starrachse dargestellt. In Figur 3 besteht die Längsstrebe 313 aus einer dreh- und biegeweichen Strebe. Diese ist im Anlenkpunkt C seitenunnachgiebig am nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt. Die Badachse 3 wird von einem nicht näher bezeichneten starren Achsstummel getragen, an dem die dreh- und biegeweiche Strebe 313 angeschraubt oder angeschweißt ist. Wie in den Ausführungen gemäß den Figuren 1 und 2 ist der Achsstummel über die Badachse 3 hinaus nach hinten verlängert. Die freien Enden der beiden Achsstummel sind wiederum durch eine dreh- und biegeweiche Querstrebe 2 miteinander verbunden. Die Verbindung dieser Querstrebe mit dem Achsstummel kann, wie in den Fi-

509825/0163

guren 1 und. 2, entweder durch eine Vers ehr aubung oder auch durch Verschweißen erfolgen. Die Funktionsweise dieser hinteren Starrachse entspricht der der Figuren 1 bis 2. Beim Auftreten einer Seitenkraft S wird ein Lenkmoment erzeugt, dessen Größe durch die Höhe dieser Seitenkraft und die Größe des Abstandes d bestimmt ist. Unter der Wirkung dieses erwünschten Lenkmomentes wird das Fahrzeugrad 1 um den Drehpunkt M geschwenkt. Diese Schwenkung ist trotz der seitenunnachgiebigen Anlenkung der Lenkstrebe 313 möglich, weil die dreh- und biegeweiche Längsstrebe wegen ihrer Elastizität seitlich entsprechend nachgeben kann. Man erkennt, daß die Funktionsweise der Anordnung gemäß Figur 3 der der Anordnung gemäß Figur 1 entspricht. Im einzelnen bedeutet es, daß beim Auftreten einer entsprechenden Seitenkraft beide Fahrzeugräder 1 eine entsprechende Gegenlenkbewegung ausführen und daß beim Sollen des Fahrzeuges wie bei der Anordnung gemäß Figur 1 ein Gegenrollsturz eingestellt wird. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 erfolgt die Seitenführung der Starrachse durch dreieckförmig angeordnete Führungsstäbe 10. Angedeutet ist darüber hinaus die mögliche Verwendung von Dämpfera 9 zur Dämpfung der Schwenkbewegungen.

Figur 4 zeigt eine Hinterächsanordnung mit dreh- und biegeweichen Längsstreben 413» deren Anlenkachse II wiederum jeweils in der Weise schräggestellt ist, daß die in der Anlenkstelle D darauf errichtete Senkrechte III die Verlängerung des Hochkantfederblattes 2 zumindest angenähert in der Mittelebene IV des zugeordneten Fahrzeugrades 1 schneidet, so daß der Drehpunkt M wiederum in die Mittelebene IV des Fahrzeugrades 1 fällt. Dadurch wird das zuvor erwähnte, beim Beschleunigen und Bremsen auftretende Lenkmoment vermieden. Die Funktionsweise dieser Hinterachsanordnung entspricht im Prinzip wieder der Funktionsweise der zuvor beschriebenen Anordnungen. Beim Auftreten einer Seitenkraft S wird das Fahrzeugrad 1 um den Drehpunkt M verschwenkt. Dies ist wegen der biegeweichen Ausführungen der Querstrebe 2 und der Längsstrebe 41J trotz der seitenunnachgiebigen Ablenkung der Längsstrebe im Punkt D möglich. Die Seitenführung der Hinterachsanordnung ist in diesem Ausführungsbeispiel wiederum durch einen quer angeordneten Panhard-Stab 6 gegeben. Im rechten Teil der

509825/0163

Figur 4 ist angedeutet, wie der dreh- und biegeweichen Längsstrebe 415 eine degressive Kennlinie gegeben werden kann. Man erkennt, daß die Längsstrebe 413 aus zwei an sich gebogenen, zusammengespannten Hochkantfederblättern 415^a und 413h besteht. Beim Auftreten einer Seitenkraft sind zunächst beide Federn gemeinsam wirksam. Sobald die durch die Seitenkraft bewirkte Schrägstellung des Fahrzeugrades 1 einen bestimmten Wert überschritten hat, heben die beiden Eochkantfederblätter 413a und 413h voneinander ab, so daß nur noch eine der beiden Hochkantfederblätter wirksam ist. In der Achsanordnung gemäß Figur 4 ist weiterhin eine Spurstange 11 vorgesehen, welche an die beiden Längsstreben 413 in einem wählbaren Abstand vor der Querstrebe 2 miteinander verbindet. Genauso gut könnte diese Spurstange 11 unter entsprechender Verlängerung der Achsstummel nach hinten in einem entsprechenden Abstand hinter der Querstrebe 2 angeordnet sein. Durch die Verwendung einer solchen Spurstange wird bewirkt, daß die beiden Bäder 1 in genau gleicher Weise einschwenken. Möglich ist die Verwendung einer solchen Spurstange natürlich nur in solchen Fällen, in denen die seitennachgiebige Anlenkung nicht einseitig vorgespannt ist. Möglich wäre also, eine entsprechende Spurstange auch in den Anordnungen gemäß den Figuren 1 und 3 vorzusehen. In Figur 2 wäre eine entsprechende Spurstange nur möglich, wenn der Anschlag 8 der Anlenkung wegfiele. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 stimmt die Länge der Spurstange 11 mit der Länge des Hochkantfederblattes überein, so daß eine gleichmäßig und gleichsinnige Schrägstellung der beiden Bäder 1 erzwungen wird. Zwecks Erzielung einer gezielten asymmetrischen Vorspur ist es aber auch möglich, die Länge der Spurstange 11 größer oder, kleiner als die Länge des Hochkantfederblattes 2 zu bemessen. In diesem Falle werden die beiden Fahrzeugräder 1 nicht gleichmäßig schräggestellt, so daß sich eine bestimmte Vorspur einstellt.

Die erfindungsgemäße hintere Starrachse wurde anhand von vier Ausführungsbeispielen erläutert. Es versteht sich, daß die Einzelheiten der vier Beispiele miteinander kombiniert werden können.

50 9825/0163

2382199

Durch die erfindungsgemäße hintere Starrachse wird der Schräglaufwinkel der Hinterachse und somit der Sehwimmwinkel des ganzen Fahrzeuges beim Einwirken von Seitenkräften infolge einer selbständigen Gegenlenkbewegung der Hinterräder verkleinert.

50S82S/Q1&3

Claims

ANSPRÜCHE

Hintere Starrachse für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit quer zur Fahrtrichtung angeordneten, miteinander fluchtenden Badachsen, die über längsstreben am Fahrzeugaufbau angelenkt sind und miteinander durch ein im Abstand hinter den Badachsen angeordnetes und mit diesen formsteif verbundenes dreh- und blegeweich.es Hochkantfederblatt verbunden sind, wobei das Hochkantfederblatt zwecks Erzielung einer exakten Seitenführung über quer-, diagonal- oder dreieckförmig angeordnete Führungsstäbe am Fahrzeugaufbau angelenkt ist, dadurch gekennze lehnet, daß die Längsstreben entweder als dreh- und biegesteife Streben (113» 215)» welche kugelig und seitennachgiebig am Fahrzeugaufbau angelenkt sind, oder als dreh- und biegeweiche Streben (513, 413)» welche seitenunnachgiebig am Fahrzeugaufbau angelenkt sind*, ausgebildet sind.

2· Hintere Starrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkachse (ll) der Längsstrebe (213» 413) Jeweils in der Weise schräggestellt ist, daß die in der Anlenkstelle (B,D) darauf errichtete Senkrechte (Hl) die Verlängerung des Hochkantfederblattes (2) zumindest angenähert in der Mittelebene (3-V) des zugeordneten Fahrzeugrades (1) schneidet.

3· Hintere Starrachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitennachgiebige Anlenkung (7) der dreh— und biegesteifen Längsstrebe (113, 2:13) oder die biegeweiche Längsstrebe (313t 413) eine degressive Kennlinie aufweist.

4» Hintere Starrachse nacti Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die degressiv ausgebildete dreh- und. Megeweiche Längsstrebe (413) aus mindestens zwei au sich gezogenen, zusanimengespannteil· Hochkantfederblättem |4i^a» 413b) besteht«

5. Hintere Starrachse nach einem der Ansprüche 1 - 3 t« dadurch gekennzeichnet, daß die seitennachgiebige Anlenkung (7) der dreh- und biegesteifen Längsstrebe (1.13».213) in der Weise einseitig vorgespannt ist, daß das zugeordnete Fahrzeugrad (1) jeweils nur zur Fahrzeugmitte hin aüslenkbar ist.

6. Hintere Starrachse nach einem der Anspruch 1 - 5» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Längsstreben in den Fällen, in denen die seitennachgiebige Anlenkung (7) nicht einseitig vorgespannt ist, über eine im Abstand vor oder hinter dem Hochkantfederblatt (2) angeordnete Spurstange (11) miteinander verbunden sind.

7· Hintere Starrachse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer gezielten asymmetrischen Torspur die Länge der Spurstange "(1t) größer oder kleiner bemessen ist, als die des Hochkantfederblattes (2).

509825/0 163

Leerseite