DE3207109C2

DE3207109C2 - Hinterachse für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3207109C2
Application number: DE19823207109
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(grad.) 6228 Eltville Kaltwasser
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1982-02-27
Filing date: 1982-02-27
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3207109A1

Abstract

Bei einer Hinterachse für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, sind die Räder (11a. u. 11b) durch Schräglenker (12a u. 12b) geführt, die jeweils aus zwei nach vorn gespreizten Schenkeln (18a u. 19a sowie 18b u. 19b) bestehen. Der innere Schenkel (19a u. 19b) ist auf der Abkröpfung (16) eines um eine Querachse (44) schwenkbar am Fahrzeugaufbau gelagerten abgekröpften Hilfsträgers (10) gelagert und der äußere Schenkel (18a u. 18b) ist schwenkbar auf der Querachse (44) des Hilfsträgers (10) gelagert. Zwischen den Schräglenkern (12a u. 12b) und dem Hilfsträger (10) sind elastische Rückstellelemente (15a u. 21a sowie 15b u. 21b) angeordnet, die bei gegenseitiger Verdrehung der beiden Bauteile Rückstelldrehmomente erzeugen.

Description

Zugleich soll die bei der Koppellenkcrachse hochbelaslelc Verbindung /.wischen der Qtierstrebe und den Längslcnkcrn vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem jeweils inneren Schenkel der Schräglenker und dem Hilfsträger eine außerhalb der gelenkigen Verbindung der beiden Bauteile liegende Rückstellvorrichtung angeordnet ist, durch die bei gegenseitiger Verdrehung der beiden Teile ein Rückstellmoment erzeugt wird.

Durch die {!ückstellmomente wird der Hilfsträger im Rahmen des Achsverbandes, sei es bei der Hindernisfederung oder auch bei der Kurvenfederung, einwandfrei in seiner vorgeschriebenen Einbaulage gehalten.

Bei gleichsinniger Ein- und Ausfederung der beiden Räder schwingt die aus den Schräglenkern und dem Hilfsträger gebildete Achskonstruktion als eine Einheit um die durch die Lagerstellen des Hilfsträger am Aufbau in Querrichtung verlaufende Schwenkachse. Die Achskonstruktion verhält sich dabei wie eine Starr-, Kurbel- oder Verbundlenkerachse, wobei eine weitgehende Sturz-, Vorspur- und Sturzkomstanz erreicht werden kann, sofern die Räder parallel zur Längsmittelebenc angeordnet sind.

Stellmomente erzeugt werden.

Falls die beim wechselseitigen Ein- und Ausfedern der Räder wirksame Schwenkachse zwischen den Mittelpunkten der beiden Lager des Schräglenkers nicht mit den jeweiligen Achsen der Einzeliager zusammenfällt, können durch zwischengeschaltete relativ dickwandige Gummibüchsen die Taumelbewegungen der Lagerungen des Schräglenkers gegenüber seiner Schwenkachse jedoch leicht ausgeglichen werden.

ίο Für die richtige Funktionsweise der erfindungsgemäßen Achse ist es erforderlich, daß in den Verbindungselementen zwischen den Schräglenkern und dem Hilfsträger bei gegenseitiger Verdrehung der Teile Rückstellmomente wirksam werden. Diese können ausschließlich in den ohnehin vorhandenen Gummibüchsen erzeugt werden, indem diese eingepreßt werden.

Mit der Erfindung eröffnet sich jedoch darüber hinausgehend die Möglichkeit, die Rückstellmomente entsprechend der gewünschten Querneigungsstabilisierung durch eine außerhalb der Verbindungsstelle von Schräglenker und Hilfsträger liegende Rückstellvorrichtung in weiten Grenzen zu beeinflussen.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung der Rückstellvorrichtung.

Bei wechselseitiger Ein- und Ausfederung der Räder 25 Diese besteht danach aus einem auf Zug und Druck dagegen hält der Hilfsträger weitgehend seine Lage ansprechenden Federelement, das zwischen jeweils eizum Aufbau bei und die Schräglenker mit den von ihnen

getragenen Rädern schwingen um eine Schwenkachse, die durch die Verbindungslinie der Schwenklager des äußeren und inneren Schenkels des Schräglenkers bestimmt ist. Dabei treten je nach Schräglage dieser Ach:« mehr oder weniger starke Spur-, Sturz- und Vorspuränderungen auf. Dadurch, daß bei dieser Art der Radführung der Hilfsträger seine Lage zum Aufbau im wesentlichen beibehält und nur die Schräglenker an der Federungsbewegung teilnehmen, ist die ungefederte Masse des Schwingungssystems stark reduziert, was den Fahrkomfort verbessert.

F.in besonders großer Vorteil der erfindungsgemäßen Hinterachse besteht darin, daß sie in einem weiten Rahmen die Möglichkeit eröffnet, durch einfache konstruktive Veränderungen Achsen mit unterschiedlichem Stcucrungsverhalten bezüglich der Radsiellungen zu ernem an dem Hilfsträger befestigten Ausleger und einem an dem Schräglenker befestigten Ausleger angeordnet ist

Je mehr durch Erhöhung der Rückstellkräfte die Schwenkbewegung der Schräglenker gegenüber dem Hilfsträger erschwert ist, desto größer wird die stabilisierende Wirkung der Achse bis im Extremfall bei völlig steifer Verbindung beide Räder bzw. Schräglenker nur noch gemeinsam ein- und ausfedern können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Grundriß der Hinterachse nach der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II und F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie II1-II1.

Die Hinterachse besteht im wesentlichen aus einem

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zeugen. Dies ist in einfacher Weise durch Veränderun- am Fahrzeugaufbau gelagerten Hilfsträger 10 und je gen der Lage des Lagerpunktes des inneren Schenkels 45 einem das Rad 11a, 116 tragenden Dreieckslenker 12a, des Schräglenkers am Hilfsträger zu erreichen. Der Lagerpunkt am Hilfsträger kann in weiten Grenzen einesteils durch Veränderung der Größe der Abkröpfung des Hilfsträger und andererseits durch die Winkelstellung der Abkröpfungsebene verändert werden. Je nach 50 Luge dieses Lagerpunktes ergibt sich eine bestimmte Schwenkachse für den Schräglenker bei wechselseitiger Bewegung der Räder.

Zur Isolierung der von der Fahrbahn herrührenden Geräusche und zur Ermöglichung von Ausgleiclisbewegungcn zwischen dem Hilfsträger und den Schräglenkcrn, die insbesondere dadurch erforderlich sind, daß bei der wechselweisen Radbewegung die Schwenkachse des Schräglenkers nicht mit den Achsen der Lager der

12b.

Der Hilfsträger 10 ist als Kurbel ausgebildet und an seinen beiden Enden 13a, 136 in am Fahrzeugaufbau befestigten Lagern 14a, 146 über Gummibüchsen 15a, 156 drehbar gelagert. Die Endabschnitte 13a, 136 des Hilfsträger 10 erstrecken sich in Fahrzeugquerrichtung ebenso wie der gegen die Räder 11a, 116 abgekröpfte Mittelteil 16. Dazwischen ist je ein etwa unter 45° zur Fahrzeuglängsachse stehender gerader Übergangsabschnitt 17a und 176 angeordnet.

Die Dreieckslenker 12a, 126 werden jeweils durch einen Längslenker 18a, 186 und einen Diagonallenker 19a, 196 gebildet, die jeweils an ihrem radseitigen Ende fest miteinander verbunden sind, !n diesem Bereich ist

einzelnen Schenkel zusammenfällt, ist gemäß einem an- 60 jeweils ein Knotenblech 20a, 206 vorgesehen, auf dem deren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß einer- sich vorzugsweise die nicht dargestellte Radfeder abseits der Hilfsträger über Gummielemente elastisch am Fahrzeugaufbau und andererseits die Schenkel der Schräglcnkcr über Gumn.ielemente elastisch am Hilfsträger gelagert sind. Die Gummielemente sind zweck- 65 miißigcrweisc eingepreßt, so daß die Beweglichkeit ausschließlich durch molekulare Verschiebung im Gummimaicrial zustande kommt, wodurch gleichzeitig Rück

stützt. Die Dreieckslenker 12a, 126 sind jeweils mit ihren Längslenkern 18a, 186 auf den in Querrichtung liegenden Endabschnitten 13a, 136 und mit jeweils ihren Diagonallenkern 19a, 196 auf dem Mittelteil 16 des Hilfsträger 10 drehbar über Gummibüchsen 15a, 156 bzw. 21 a, 216 drehbar gelagert. Die Gummibüchsen sind eingepreßt, so daß eine Verdrehung der Lenker in den

Lagern nur aufgrund der koaxialen Verdrehung im Gummi erfolgt. Entsprechend der Abkröpfung des Hilfsträgers 10 sind die Lager der Diagonallenker 19a, 196 gegenüber den Lagern der Längslenker 18a, 18b versetzt, so daß sich bei Schwingungen der Dreieckslenker 12a, 12b in bezug auf den Hilfsträger 10 eine durch die Verbindungslinie der Lager des jeweiligen Längsund Diagonallenkers bestimmte schrägliegende Schwenkachse 22a, 22b einstellt. Die Dreieckslenker 12a, 12b werden auf diese Weise zu Schräglenkern.

Der Hilfsträger 10 ist als Rohr mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Im Bereich der Lager sind zur axialen Fixierung der Gummibüchsen 15a, 15b und 21a, 21b Ringwulste 23 bis 28 angestaucht. In gleicher Weise sind auch die Gummibüchsen mit Ringflanschen 29 bis 38 versehen.

Die Längs- und Diagonallenker 18a, 18b und 19a, 19b sind im Querschnitt als ein nach unten offenes U-Profil ausgebildet. Die Lager der Diagonallenker 19a, 19b weisen einen ovalen Querschnitt (F i g. 2) auf, so daß sich bei einer Schwenkbewegung ein Rückstelldrehmoment in den Lagern nicht nur aufgrund der koaxialen Verformung eingepreßten Gummibüchsen 21a, 21b, sondern auch aufgrund der durch die Ovalität bedingten Formschlüssigkeit ergibt.

Zur Verstärkung des erwähnten Rückstelldrehmomentes sind an den Schrägabschnitten 17a, 17b des Hilfsträgers und an den Diagonallenkern 19a, 19b jeweils Ausleger 39a, 39b und 40a, 40b befestigt. Zwischen diesen Auslegern, die paarweise gegenüberstehend angeordnet sind, ist jeweils eine auf Zug und Druck ansprechende Miniblock-Schraubenfeder 41a, 41b angeordnet. Bezugnehmend auf F i g. 3 ist die Miniblockfeder 41 b auf der Seite der Einstellschraube 43 in der Nut 48 einer mittels der Einstellschraube 43 verschiebbaren Mutter 45 gehalten und an ihrem anderen Ende zwischen dem Kopf einer Schraube 46 und dem mit dem Hilfsträger verbundenen Ausleger 39b mittels einer Mutter 47 festgespannt. Ausgehend von der Mittellage der Schräglenker 19a, 19b wird mit dieser Vorrichtung ebenfalls ein mit dem Schwenkwinkel wachsendes Rückdrehmoment erzeugt, das beide Teile wieder in ihre Ausgangslage zu überführen sucht. Durch die Einstellschraube 43 kann das Rückstellmoment zwischen den Diagonallenkern 19a, 19b und dem Hilfsträger 10 auf einfache Weise beeinflußt werden.
Zum Anschluß eines Stoßdämpfers ist an den Schräglenkern 12a, 12bjeweils ein Lagerbock42,42b befestigt.

Die Hinterachse wirkt wie folgt:
Bei der sogenannten Hindernisfederung, d. h. bei parallelem Ein- und Ausfedern der Räder schwingt die gesamte Achskonstruktion mit den Haupteiementen Hilfsträger 10 und Schräglenkern 12a, 12b wie ein starrer Verband in den Lagern 14a und 14b um eine sich exakt in Querrichtung erstreckende Schwenkachse 44. Bei der Kurvenfederung hingegen, also bei einseitigem Ein- und Ausfedern der Räder, wird der Hilfsträger 10 durch in den Lagern der Diagonallenker 19a, 19b angreifende und in entgegengesetzter Richtung angreifende Vertikalkräfte in zum Aufbau unveränderten die jeweilige Achsbelastung entsprechenden Lage gehalten. Die Räder Wa, Wb schwingen bei dieser Art der Federung an ihren Schräglenkern 12a, 12b jeweils um die durch die Verbindungslinie der Lager der Längslenker 18a, 18b und der Diagonallenker 19a. 19b bestimmte Schwenkachse 22a, 22b. Durch entsprechende Lage dieser Schwenkachsen kann am stärker belasteten kurvenäußeren Rad ein starke Änderung des Radsturzes in Richtung auf negative Sturzwerte erreicht werden. Zugleich wird bei einer Schwenkbewegung der Schräglenker 12a, 12b gegenüber dem Hilfsträger 10 über die eingepreßten Gummibüchsen 15a, 15b und 21a, 21 bin Verbindung mit der ovalen Ausbildung der Lager der Diagonallcnker 19a, 19b und durch die zwischen den Auslegern 39a, 39b und 40a, 40b wirkende Kraft der Federn 41 a, 41 b ein dem auf den Diagonallenker wirkenden Rückdrehmoment gleichgroßes Reaktionsmoment vor dem einen auf den anderen Schräglenker erzeugt. Dieses Reaktionsmoment wirkt stabilisierend, indem es in Seitenansicht einer Verschränkung der Diagonallenker 19a, 19b und damit einer Neigung des Aufbaus entgegenwirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 h. bei einem entgegengesetzt gerichteten Ein- und AusPatentansprüche·, federn der Räder Vorteile bezüglich der Seitenführung, indem das stärker belastete kurvenäußere Rad eine

1. Hinterachse für Kraftfahrzeuge, deren Räder Sturzänderung in Richtung auf negativen Radsturz ermitteis je eines aus zwei nach vorn gespreizten 5 fährt Eine gleichzeitige Abnahme der übertragbaren Schenkeln bestehenden Schräglenkers geführt sind, Seitenführungskraft am kurveninneren Rad wird mehr wobei zumindest jeweils der innere Schenkel der als ausgeglichen im Sinne einer Verbesserung der Sei-Schräglenker an einem um eine Querachse am Fahr- tenführung der Achse insgesamt bzw. des ganzen Fahrzeugaufbau drehbar gelagerten Hilfsträger gelagert zeuges durch den überpropoitionalen Gewinn an Seiist, der zur Lagerung des jeweils inneren Schenkels io tenführung am kurvenäußeren Rad.

der Schräglenker eine gegen die Radzapien gerich- Bei der Koppellenkerachse, einer Sonderform der tete Abkröpfung aufweist, dadurch gekenn- Verbundlenkerachse, wird der Nachteil der Spurändezeichnet, daß zwischen dem jeweils inneren rung beim parallelen Ein- und Ausfedern der Räder verSchenkel (19a, i9b) der Schräglenker (12a, t2b) und mieden, ohne daß bei wechselseitigem Ein- und Ausfedem Hilfsträger (10) eine außerhalb der gelenkigen 15 dem der Räder, z. B. bei Kurvenfahrt Einbußen an Sei-Verbindungsstelle der beiden Bauteile liegende tenstabilität gegenüber der Schräglenkerachse hinzu-Rückstellvorrichtung (39a, 40a, 41a und 396, 40f>, nehmen sind.

41 b) angeordnet ist, durch die bei gegenseitiger Ver- Wie bekannt sind bei der Koppellenkerachse die Räder

drehung der beiden Teile ein Rückstellmoment er- an am Aufbau angelenkten Längslenkern geführt und

zeugt wird. 20 die Längslenker durch eine biegesteife aber verdreh-

2. Hinterachsenach Anspruch 1; dadurch gekenn- weiche Querstrebe miteinander verbunden, die zwizeichnet, daß der Hilfsträger (10) aus einem Rohr mit sehen der Anlenkung der Längslenker am Aufbau und im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besteht den die Räder tragenden Achszapfen angeordnet ist
und einen abgekröpften, sich in Querrichtung er- Die Koppellenkerachse hat jedoch im Vergleich zur streckenden Mittelteil (16) aufweist und daß sowohl 25 Schrägltnkerachse den Nachteil, daß der von der Querder Hilfsträger (10) am Wagenaufbau als auch die strebe benötigte Bewegungsraum nicht anderweitig, Schenkel (18a, 19a und 186, \9b) der Schräglenker z. B. als Heckraum oder zur Unterbringung des Ersatz-(12a, \2b) auf dem Hilfsträger (10) mittels Gummi- rades oder Kraftstofftanks genutzt werden kann,
büchsen (15a, 15b bzw. 21a, 21 b) elastisch gelagert Ferner ergibt sich bei dieser Achse durch die Fordesind. 30 rung nach einer winkelsteifen Befestigung der biegestei-

3. Hinterachse nach Anspruch 1 und 2, dadurch fen und ausreichend verdrehweichen Querstrebe an den gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung aus Längslenkern die Notwendigkeit zu einer starren Vereinem auf Druck und Zug ansprechenden Federele- bindung zwischen den beiden Teilen, wodurch hohe ment (41a, 41 b), das zwischen jeweils einem an dem Spannungen auftreten.

Hilfsträger (10) befestigten Ausleger (39a, 396; und 35 Durch die DE-OS 26 25 374 ist eine Hinterachskon-

einem an dem Schräglenker (12a, i2b) befestigten struktion bekannt, bei der die Räder ähnlich wie bei

Ausleger (40a,40b)angeordnet ist. einer Schräglenkerachse jeweils an einem um eine

4. Hinterachse nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Schrägachse schwenkbar gelagerten Lenker geführt zeichnet, daß das zwischen den Auslegern (39a, 40a sind. Die Lenker sind jedoch abweichend von der übli- und 396, 40b) wirksame Federelement (ila, 416,1 im 40 chen Schräglenkerachse nur mit dem äußeren Lager am Bereich der Lagerstelle des inneren Schenkels (19a, Aufbau gelagert, während das innere Lager durch eine i9b)des Schräglenkers (12a, \2b) angeordnet ist. die inneren Enden der beiden Achsen der Schräglenker

5. Hinterachse nach Anspruch 3 und 4, dadurch verbindende rohrförmige Kupplung gebildet ist. Entgekennzeichnet, daß die Ausleger (40a, 406^ mit ein- sprechend der Schräglage der Schwenkachsen der stellbaren Anschlägen (43) für die Federelemente 45 Schräglenker ist die rohrförmige Kupplung gegenüber (41a, 41 b) ausgebildet sind. den äußeren Lagern in Wagenlängsrichtung versetzt

angeordnet.

Wodurch bei der bekannten Achskonstruktion die aus

den beiden Schräglenker-Schwenkachsen und der rohr-50 förmigen Kupplung gebildete Querverbindung zwi-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterachse für sehen den aufbauseitigen Lagern der Schwenkachsen in Kraftfahrzeuge, deren Räder mittels je eines aus zwei ihrer Lage gesichert ist, geht aus dieser Druckschrift nach vorn, gespreizten Schenkeln bestehenden Schräg- nicht hervor. Man kann nur annehmen, daß die zur Lalenkers geführt sind, wobei zumindest jeweils der innere gesicherung der Schwenkachsen der Schräglenker erSchenkel der Schräglenker an einem um eine Querachse 55 forderlichen Rückstellmomente durch elastische Veram Fahrzeugaufbau drehbar gelagerten Hilfsträger ge- formung eingepreßter Gummi-Lagerbüchsen erzeugt lagert ist, der zur Lagerung des jeweils inneren Sehen- werden.

kels der Schräglenker eine gegen die Radzapfen gerich- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vortete Abkröpfung aufweist. teile einer durch ein Längslenkersystem geführten Ach-Bei der Schräglenkerachse wird der bei parallelen 60 se mit denen einer Schräglenkerachse in der Weise mit-Ein- und Ausfedern auftretende seitliche Versatz der einander zu verknüpfen, daß bei parallelem Ein- und Räder als großer Nachteil empfunden. Dies bedingt Ausfedern der Räder die Radführung wie bei einer nicht nur je nach den dabei auftretenden Reibungskräf- durch Längslenker geführten Achse unter weitgehender f| ten Veränderungen im Federungsverhalten, es führt Sturz- und Vorspurkonstanz und bei wechselseitigem aber auch in ganz besonders nachteiliger Weise zu un- 65 Ein- und Ausfedern der Räder die Radführung wie bei kontrollierbaren Querverschiebungen der Achse, die einer Schräglenkerachse mit starker Sturzänderung des den Fahrkomfort verschlechtern. Auf der anderen Seite einfedernden Rades in Richtung auf negative Radsturzbietet die Schräglenkerachse bei der Kurvenneigung, d. werte erfolgt.