DE3048864A1

DE3048864A1 - "achse, insbesondere hinterachse fuer personenkraftwagen, mit unabhaengig von einander gefuehrten raedern"

Info

Publication number: DE3048864A1
Application number: DE19803048864
Authority: DE
Inventors: Manfred Von Der Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Ohe
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-07-01
Also published as: JPS57134309A; FR2496566A1; IT8125436A0; GB2089743A; JPS6253361B2; AU548922B2; DE3048864C2; FR2496566B1; US4474389A; AU7863881A; GB2089743B; IT1139903B

Description

Dniml cr-Ben/. Aktiengesellschaft . D aim 13 033/4

Stuttgart ^{EPT Wi}/P^fa

22.12.1980

insbesondere Hinterachse für Personenkraftwagen, mit unabhängig voneinander geführten Rädern "

Die Erfindung betrifft eine Achse, insbesondere eine Hinterachse für Personenkraftwagen, mit unabhängig voneinander geführten Rädern, bei der jede Rndführung einen oberen und einen unteren Lenk or für einen iladträge aufweist und bei der über den oberen und den unteren Lenker < er Radführung ein bezogen auf die Konstruktionslage in Rückansicht in der Fahrzeuglängsmittelebene liegendes Mom-?ntan::entrum bestimmt ist, das bei Kurvenfahrt aus der Fahrzeuglängsmittelebene nach einer Fahrzeugseite hin auswandert.

Bei einer bekannten Achse dieser A: *t (Bild 3-^/15 in Reimpell, Band 1, Ausgabe 1970, Seite 122) ist der untere Lenker durch einen einstöckigen Querlenker gebildet, der am Aufbau und am Radträger um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schwenkachse angelenkt ist, während der obere Lenker durch die zwischen Radträger und Hinterachsgetriebe verlaufende Antriebswelle bestimmt ist. Der un ere Lenker, der über zwei Federn gegenüber dem Aufbau ahgestitzt i.;t, ist verhältnismäßig lang und es läßt sich dadurc] eine gute übersetzung für die Federn und die innerhalb derselben angeordneten Stoßdämpfer erreichen, wie dies ai sich erwf ischt ist. Diese Art

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- " - Dη.im l'j 03';

der Ausgesi altung in Verbindung mit der dargestellten Lage und Anordnung von oberem und unterem Lenker hat, wie der Erfinder erkannt hat, aber auch zur Folge, daß sich das Momentanzentrutn beim wechselseitigen Federn in eine Richtung verlagert, nämlich nach der Kurvenaußenseite, die zu einem verslärkten Anheben des Fahrzeugaufbaus und dessen Schwerpunkt führt. In entsprechender Weise vergrößern sich deshalb die Radlastdifferenzen zwisehen Kurvenaußen- und Kurveninnenseite, wodurch die Gesamt-Seitenführungskraft verkleinert wird.

Der-Jjlrfindx-ng lifgt ausgehend hiervon die Aufgabe zugrunde, bei einer Achsaufhängung der vorgenannten Art eine zusätzliche Möglich .eit aufzuzeigen, die Gesamt-Seitenführungskraft bei Kurvenf.ihrt /\x vergrößern.

Gemäß der Lrfindung wdrd dies bei einer Achse der eingangs genannten Art durch eine derartige Ausbildung und Anordnung der Lenker erreicht, daß das Momentanzentrum sich zur Kurveninnenseite hin verschiebt. Durch diese Verschiebung des Momentanzentrums zur Kurveninnenseite hin lassen sich nämlich, wie sich gezeigt hat, die Radlastdifferenzen zwischen lcurvenäußerem und lcurveninnerem l.'ad verringern, mit der Folge, daß die Gesamt-Seitenführungskraft tendenz iellvergrößert wird.

Konstruktiv besteht eine Möglichkeit hierzu darin, den unteren Lenker kürzer als den oberen Lenker auszubilden.

Diese Gestaltung stehen unter Berücksichtigung der sonstigen Anforderungen an das Fahrzeug insbesondere' dann gewisse Schwierigkeiten entgegen, vr.-rm der untere Lenker die Feder

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- 6 - Daiml3

trägt, dn mit der Verkürzung dieses Lenkers auch die Schwierigkeiten anwachsen, eine erwünschte große Federübersetzung zu realisieren. Diese Schwierigkeit laßt sich in Ausgestaltung der Erfindung dadurch vermeiden, daß der untere Lenker als geteilter Lenker ausgebildet wird und aus zwei voneinander unabhängig3n streben besteht. Es kann nämlich bei einer derartigen Ausgestaltung der eine dieser Lenker, auf dem dann die Feder an;eordnet wird, eine Länge aufweisen, die größer ist als die Länge eines entsprechenden Ersatzlenkers, der für die Bestimmung des Motnentanzentrütns herangezogen wird und der sich in Rückansicht als die Strecke zwischen dem ideellen Anlenkpunki des unteren Leakers am Radträger und dem Pol des unteren Lenkers darstellt.

Zweckmäßigerweise liegt dabei die die Feder tragende Strebe des unteren Lenkers - Federstrebe - hirter der Radmittenquerebene, wobei frie vom radtr&gerseitigen Anlenkpunkt in Draufsicht schräg nach hinten und innen verläuft. Die andere Strebe des unteren Lenkers wird dabei zweckmäßigerweise als Schubstrobo schräg nacl· vorne und innen verlaufend angeordnet. Die Anlenkung der beiden Streben am Radträger erfolgt dabei zweckmäßigerweise so, daß de Fed ;rstrebe hinter und die Schubstrebe vor der Radmitten<iuereb. ne angelenkt wird.

Den oberen Lenker im Vergleich zum unter in Lenker möglichst lang zu machen ist im I ahmen der Erfindung unter Berücksichtigung der sonstigen Arforderungen an den Aufbau des Fahrzeuges, insbesondere die Führui g von dessen Längsträger dadurch möglich, daß auch dieser geteilt ausgebildet wird, wobei die Streben dann zweckmäßigerwrise einen gegenüber der Radmittenlnngjsebone nach außen \ »rsctztcn ideellen oberen Anlenkpunkt

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- 7 - Dn.im ¹3 OVi/'Ί

für den Radträger bestimmen. Der obere Lenker wird dabei zweckmäßigerweise so aufgebaut, daß er in Draufsicht eine in Querrichtung verlaufende Stur:? strebe und eine schräg nach vorne und innen verlaufende Zugstrebe aufweist. Hierbei kann der radträgersojtigo AnIenkpunkt der Sturzstrebe des oberen Lenkers bevorzugt etwa in der Radmittenquerebene liegen, während der entsprechende Anlenkpunkt der Zugstrebe in bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeuges davorliegt, derart, daß die Zugstrebe schräg nach vorne und innen verläuft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

lig. 1 cine Draufsicht auf die eine Achsseite einer unabhängigen Radaufhängung gen.äß der Erfindung in schemata sierter Darstellung, deren zweite Achsseite spiegelbildlich zur Längsmitte des Fahrzeuges angeordnet und ausgebildet ist ,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Radaufhängung gemäß Fif· 1,

Fig. 3 eine Rückansicht der in den Fig. 1 und ' 2 dargestellten Radaufhängung, wiederum schematisiert dargestellt, und

Fig. 4 in Rückansicht schematisiert eine Gesamtachse mit Radau hängungen gemäß der vorgeschildertcη, in Fdg. 1 bis 3 erläuterten Radaufhängung. obei die oberen und

- ^fi - ^])aim 13·Ο'33Λ

untere:; Lenker durch ihre Ersatzlenker symbolisiert sind.

Die als Ausführungsbei spiel in den Fig I bis 3 dargestellte unabhängige Radaufhängung für die ange. riebenen Hinterräder 1 eines Personenkrnftwagens weist einen Radträger 2 auf, der über einen geteilten oberen, durch eine Sturzstrebe 3 und eine Zugstrebe 4 gebildeten Lenker einerseits und einen unteren Lenker andererseits geführt ist, der aus einer Federstrebe 5 und einer SchubHtrebe 6 aufgebaut ist. Zur Führung des Radträgers 2 ist ferner noch eine Spurstange 7 vorgesehen.

Die Sturzstrebe 3 verläuft nahezu horizontal in Fahrzeugquerrichtung und liegt mit ihrer Achse dm wesentlichen in der Radmittenquerebene 8. Ihr radträgersei iger Anlenkpunkt ist mit 9· ihr aufbausei ti jrcr AuJ oiilq nik t π Lt 10 bezeichnet.

Die Zugstrebe 4 vcrläu-'t in der Draufsicht unter einem Winkel von etwa 35 zur Sturz strebe 3. Ihr vor der Radmittenquerebene 8 liegender radträgerseitiger An■enkpunkt ist mit 11, ihr aufbauseitiger Anlenkpunkt mit 12 bezeichnet. In Rückansicht ist din Zugstrebe 4 gegenüber der Sturzstrebe 3 leicht

und außen
nach unten/geneigt.

Die Federstrebe 5 verlauft in Draufsicht bezogen auf die Fahrtrichtung F leicht nach hinten geneigt bezüglich der Radmittenquerebene 8. Ihr radträgerseitiger Anlenkpunkt ist mit 13 ihr aufbauseitiger Anlenkpunkt mit 14 bezeichnet. In

die
Rückansicht verläuft / Fedorstrebc· 5 nahezu horizontal, und

ihr radträgerseitjger Vnlenkpunkt 13 ifct in der Draufsicht ,eogenübpr der Radinitic qur -elnme fi nach hinten versetzt. Der Kinkel zwisclu ii di sir und der Ei-streckungsrichtung des

- 9 BAD

- ο - Da im !'·; rrn/'i

Federlenkers 5 in Draufsicht belauft sich auf etwa 10 .

IVi r schubstrob(< 6 verläuft in Draufsicht schräg nach \'orne und innen, und zwar unter einem Winkel von etwa 65 zur Radmittenquerebene 8. Ihr radträgerseitiger Anlenkpunkt ist mit 15) ihi aufbauseitiger Anlenkpunkt mit l6 bezeichnet. Der radträgorseitige Anlenkpunkt 15 liegt mit Abstand vor der RadmittenquerebeiK 8. Ihre Achse verläuft in der Drauf-¹^¹ sieht etwa durch den α adträgerseitigen Anlei-üqmnkt 9 der

- Sturzstrebe;

Bezüglich der Spurstange 7 s.in-fl üor radträgerseitige Anlenkpunkt mit 17 und der aufbauseitige Anlenkpunkt mit l8 bezeichnet. Zur Radmitte lquerebene 3 schließt die Spurstange 7 in der Draufsicht einen Winkel von etwa 25 ein. In der Draufsicht liegt ferner ihr aufbauseii i.ger Anlenkpunkt l8 im we-. sentlichen deckungsgleich mit dem aufbauseitigen Anlenkpunkt

12 der Zugstrebe k. Bezogen auf die Fahrtrichtung F liegt der Anlenkpunkt 11 der Zugstvebe etwa mittig zwischen dem Anlenkpunkt 15 der Schubstre ie 6 und dem Anlenkpunkt 17 der Spurstange 7· Der Versatz de ; Anlenkpunktes I5 der Schubstrebe 6 zur Ri-idmittenquereb -ne 8 in Fahrtrichtung F entspricht "twa dem Abstand des radträgea'seitigen Anlenkpunktes

13 der F-derstrebe 5 von der Radmittenquerebone 8 in Gegenrichtung -

Die Anlenkpunkte 'k und l6 von Federlenker 5 und Schubstrebe 6 bilden die theoretische Schwenkachse 19 des unteren Lenkers. Tn drr Draufsichl .Iiogun die Antcjikpunktc l8 und 12 etwa auf dieser Schwenkacl se 19- die zur R; dmittcnquerebene 8 in Drauf-

sich nach aufk η öffnenden _o
sieht eiiien/Vinkei von etis'a 55 einschließt. Der Abstand der Anlenkpunkte 8 und 12 vom Anlenkpunkt I^ der Federstrebe 5

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entspricht etwa dem vierfachen des Abstandes der Anlenkpunkte 12 und l8 vom AnImkpunkt l6 der Schubstrebe 6.

Die theoretische Schwenkachse 20 des oberen Lenkers ist in der Draufsicht durch die Anlenkpunkte 10 und 12 von Sturzstrebe 3 und Zugstrebe 4 bestimmt. Die Schnittpunkte der Achsen 19 und 20 mit d· r Radmittenquerebene 8 sind in Fahrzeugquerrichtung verse zt und es liegt der Schnittpunkt der Schwenkachse 19 weiter innen als der Schnittpunkt der Schwenk-■ achse 20-

In Rückansicht verläuft die Spurstange 7 gegenüber einer Horizontalen durch die Radmittc unter einem Winkel von etwa

5 bis 10 schräg nach außen und unten, vährend die Schubstrebe

6 unter oinom Kinkel von etwa 35 schrä; nach außen und unten gegenüber doi* gleichen Uezugsiiernden ve: Läuft.

Aufbauseitig sind alle Anlenkpunkte an einem Tragkörper 21 angeordnet, der seinerseits sich im wesentlichen in Fahrtrichtung F erstreckt und an seinem vorderen und hinteren Ende über elasti.' ehe Abstützungen 22 und 23 in nicht näher dar- -"-■ gestellter Weise am Aufbau befestigt ist. Der Tragkörper 21 ist Bestandteil eines hier nie lit weiter gezeigten Fahrschemels, der zumindest zwei in Querrichtung verlaufende Verbindungsstreben zwischen den beiden Tragkörpern 21 aufweist.

In der Seitenansicht gemäß Fi,t . 2 verlaufen Schubstrebe 6 und Spurstange 7 im wesentlichen parallel und unter einem Winkel von etwa 20 schräg narli vorm· mit' <■!>' -u ,c;c\s;"i -niihc r einer hori j-nntnlen Bozugf «,-erc-w ··>::. Die Federn Li'ebe 5 verläuft gegenüber tier gleichen i-'e>- tjri-'jrerudcii schräg naoh hinten und oben, und zwar unter eiii'-m Winkel von etwa 1) .

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Oberer und unterer Lenker sind als geteilte Lenker ausgebildet und bestehen jeweils aus zwei Streben, so daß gegenüber dem Radträ'ger ideell·· Anlenkpunkte gegeben sind, die die aufrechte Radschvrenkachse bestimmen. Für den oberen Lenker ist dieser ideelle Anlenkpunkt als Schnittpunkt der Achsen von Stürzst, 'ebe j und Zugstrebe k außerhalb der Radmitten-

21

längsebene/^elegen. Er ist mit 2k bezeichnet. Für den unteren Lenker ist dieser Schnittpunkt mit 26 bezeichnet und er liegt, wiederum in Draufsicht, bezüglich der Radmittenlängsebene nach innen versetzt.

Projeziert nan, vie in den Fig. 1 und 3 angedeutet, die Anlenkpunkte .'.k und 26 sowie die Schnittpunkte der Achsen 19 und 20 mit der Ra<lmittenc;uerebene 8 in die Rückansicht gemäß Fig. '■, so sind damit für die geteilten oberen und unteren Lenker die s· geiiann¹ en Ersatzlenker festgelegt, die strichpunktiert in F g. 3 ai gedeutet sind und die mit 27 für den oberen Eis&tvLenker und 28 iür den unteren Ersatzlenker bezeichnet sind.

Diese Ersatzlenker 27 und 28 sind in der Schemadarstellung der Achse gemäß Fig. 4 anstelle der tatsächlichen Lenker eingezeichnet. Es zeigt sieb hierbei, daß der obere Lenker 27 länger als der untere Lenker 28 ist. Weiter sind in der Schetnadarstellung gemäß Fig. h auf der Fahrzeuglängsmittelobene 29 für die beiden Achsseiten die Momentanzentren angegeben, die sich beim gleichseitigen Ein- und Ausfedern für beide Räder 1 det^ Achse ergeben. Die Momentanzentren sind dabei mit M bezeichnet, und für das Ausfedern mit dem Kennbuchst, ben A und für das Eir>federn mit dem Kennbuchstaben E beze:chnet. Betrachtet man nun eine Kurvenfahrt, im Ausführung.-beispi el die Zustände beim Durchfahren einer Rechts

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kurve, so federt das äußei~e . linksseitige Rad ein. während das innere, rech ase:. tige Rad ausfedert. Der Schnittpunkt der beiden Frist ahle η ergibt das Momenta lzentrum R für das wechselsfiti ;e Federn. Dieses Momenteazentrum ist bezogen auf die durchfa ireiie Kurve nach der Kurveninnenseite versetzt, mit der FoI.-^e, daß sich im Vergleich zu einem hier nicht gegebenen, nach der Rurvenaußenseite versetzten Momentanzentrum für das wechselseitige Federn eine größere Ge.sunil so i i <·irfiihrung.skra TL org i b I .

Dies wird ir Rahmen der Erfi ndun.'c, wio das gezeigte Ausführungsbeifpiel veranschauliehl . trotz eines günstigen Übersetzungsverhältnisses fi'ir Fc ler und Stoßdämpfer erreicht. Maßgebend hierfür ist- näml:; ch do tatsächliche Länge der Federstrebe 5· die bei der erfin lungsgemäßen Ausgestaltung und Verwendung eines gctei.1 ι en ' 'nkcrs größer als die entsprechende Lunge des Lrsat/J enk> r« ~o ist- '.Herbei sind bezogen auf dLe Federstrebe S.Fod ν und Stoßdämpfer, die in den Fig. 1 bis 3 mit 30 unc 31 mgedcutet sind, auf der Längsachse der Federstrebe 5 an,' eorcJ iet, so daß sich keine Lagerverspannungen ergeben. Ein« eir eilige Ausgestaltung des unteren Lenkers würde dies nicht ermöglichen, da Feder und Stoßdämpfer dann jeweils ei wa ;uf ein -r Geraden angeordnet sein müßten, die senkrecht zur Schwel :acl)se 19 durch den ideellen Anlenkpunkt 2G verläuft, wem kerne ungleichmäßige Belastung der Anlenkungen lk und l6 i ir Federstrebe 5 und Schubstrebe 6 in Kauf genommen werdei sollen. Letzteres ist praktisch aber riä chi möglich, iccnn, v.ie aus Komi ortgründen er 1 "orflf'i'l i ch , die Si ι·ι·1>. η jeweils elastisch /uiiüudopt an ^: hi'on, (■ i'i: : ¹IiIp ;iim el.enld sii¹.'".

Claims

Daj ml Λ-y-Uaiiy. Ak t.:i cngo.sollsilia.lt Dairn 1 Ί

Stuttgart ^{ΕΡΪ wl}~"^fa

22.12.1980

Ansprüche

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'Achse, insbcsondere Hinterachse für Personenkraftwagen mit unabhängig voneinander gefühi*ten Rädern, bei der jede Rad-■ führung einen oberen and einen unteren Lenker für einen Raäträger aufweist und bei der über den oberen und den ■- unteren Lenker der Radführung. ein bezogen auf die Konstruktionslage in Rückansicht in der Fahrzeuglaiigsmittelebene liegendes Motnentnnzentrum bestimmt ist, dan bei Kurvenfnhrt aus der· Fahrzeuglaiigsmittelebene nach einer Fahrzeugseite hin auswandert,

gekennzeichnet

durch eine derartige Ausbildung und Anordnung der Lenker (27j28), daß das Momentanzentrum (M\_vTg) sich zur Kurveninnenseite hin verschiebt.

2. Achse nach Anspruch 1,

dadurch jr e kennzeichnet , dnß der un1 ere -'Lenker (28) kurzer als der oberet, Lenker \( 27)

ist.

3· Achse» nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der untere Lenker (28) durch einen geteilten Lenker gebildet ist und aus zwei voneinander unabhängigen Streben (Federstrebe 5, S<hubstrebe 6) besteht.

- Il - Daim

k. Achse nacli Anspruch 3 j

d η d u r c h g e k e η η κ <j i e Ii η e t , daß die eine der Streben des unteren Lenkers als Federstrebe (5) die Feder (30) trägt und eine Länge aufweist, die größer als die Länge eines Ersatzlenkers (28) ist, der sich in Rückansicht als die Strecke zwischen dem ideellen Anlenkpunkt (26) des unteren Lenkers am Radträger (2) und dem Pol des unteren Lenkers darstellt.

5. Achse nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß die Federstrebe (5) in Draufsicht hinter der Radmittenquerebene (8) liegt.

6. Achse nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstrebe (5) von ihrem radträgerseitigen Anlenkpunkt (13) schräg nach hinten und innen verläuft.

7· Achse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Strebe des unteren Lenkers als Schubstrebe (6) schräg nach vorne innen verläuft.

8. Achse nach einem dor Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Federstrebe (5) hinter und die Schubstrebe (6) vor der Radmittenquerebene (8) am Radträger (2) angelenkt ist.

9. Achse nach ein^m der vorhergehende 1 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Lenker als geteilter Lenker ausgebildet ist.

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- 3 - Da:ini 13 O3 3/'i

10. Achse nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Streben des geteilten oberen Lenkers einen in der Draufsicht gegenüber der Radmittenlängsebene (25) nach außen versetzten ideellen oieren Anlenkpunkt (2*0 für den Radträger (2) bestimmen.

11. Achse nach einem der Ansprüche 9 oder 10,

jr\ dadu, rch gekennzeichnet,

. daß der obere Lenker eine in Querrichtung verlaufende Sturzstrebe (3) aufweist.

12. Achse nach einem der Ansprüche 9 bif- 11, dadurch gekennzeichnet,

daß der ob< rc Lenker eine schräg nach vorne und innen verlaufende Zvigstrebe (k) aufweist.

13· Achse nach einem der Ansprüche 9 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß der radträgerseitige Anlenkpunkt (9) der Sturzstrebe (3) etwa in der Radmittenquerebene (8) und der entsprechende Anlenkpunkt der Zugstrebe (4) gegenüber der Radmittenquerebene ■ (8) in bezug auf di< Fahrtrichtung Q ) davorliegt.