DE3302627C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung für die Räder einer Kraftfahrzeug-Hinterachse der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6 genannten Art, wie sie beispielsweise bekannt ist aus den DE-AS 11 90 810, AT-PS 1 36 838, US-PS 17 42 387 oder GB-PS 3 55 714.

Bei diesen bekannten Einzelradaufhängungen dient die sich quer zur Fahrtrichtung von einer zur anderen Fahrzeugseite erstrec­ kende Blattfederanordnung aus zwei zueinander beabstandeten Blattfedern nicht nur zur Abfederung des Fahrzeuges, sondern übernimmt gleichzeitig - zusammen mit einem weiteren Radfüh­ rungsglied - die Radführung des betreffenden Rades, wobei sie bezüglich dieser Funktion wie ein unterer Querlenker wirkt. Die Blattfederanordnung ist dabei entweder fahrzeugmittig oder über zwei im Abstand zur Fahrzeugmittellängsachse angeordnete Lager­ stellen am Fahrzeugaufbau abgestützt; die benachbarten freien Enden der Blattfedern sind hierbei - im Abstand zueinander - starr oder über einen in Fahrzeuglängsrichtung weisenden hori­ zontalen Lagerbolzen mit den Radträgern verbunden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine neue vor­ teilhafte Einzelradaufhängung der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 genannten Art zu schaffen, welche zur Erzielung gu­ ter, ausgewogener und insbesondere komfortabler Fahreigenschaf­ ten in einfacher Weise den vielfältigen Anforderungen angepaßt werden kann und in ihrem konstruktiven Aufbau trotzdem sehr einfach ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 sowie des Patentanspruchs 6 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei­ spiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in schematisierter Darstellung

Fig. 1 bis 6 die Draufsichten verschiedener Varianten der Hinterachse gemäß der Erfindung,

Fig. 6a ein abgeändertes Detail der in Fig. 6 dargestellten Hinterachse,

Fig. 7 die Hauptansicht dieser Hinterachse und

Fig. 8 eine Seitenansicht dieser Hinterachse.

Dargestellt sind in den Figuren lediglich die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten der Einzelradaufhängung.

Die in den Fig. 1 bis 5 mit 1 bezifferten Räder der Kraft­ fahrzeug-Hinterachse sind einerseits jeweils über ein nicht weiter dargestelltes erstes Radführungsglied, z. B. ein radfüh­ rendes Federbein oder einen oberen Lenker, und andererseits über ein zweites Radführungsglied in Form einer sich quer zur Fahrtrichtung von der einen zur anderen Fahrzeugseite erstrec­ kenden Blattfederanordnung 3, welche neben ihrer Federungswir­ kung jeweils als unterer Querlenker wirkt, am in den Fig. 1 und 2 nicht weiter dargestellten, ansonsten nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 5 angelenkt. Die Blattfederanordnung besteht je­ weils aus zwei in einer Horizontalebene im Abstand hintereinan­ derliegenden Blattfedern 31 und 32, die sich entweder über zwei jeweils im Abstand zur Fahrzeuglängsachse angeordnete Lager­ stellen gegen den Fahrzeugaufbau 5 abstützen können oder - wie in den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 8 dargestellt - jeweils über nur eine fahrzeugmittige Lagerstelle am Fahrzeug­ aufbau 5 angreifen. Die einander benachbarten freien Enden der beiden Blattfedern 31 und 32 greifen am Radträger (Achsschen­ kel) 2 der Räder 1 an, der in den Fig. 1 bis 5 Teil eines im einzelnen nicht weiter dargestellten Federbeines 4 ist.

In den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2 erfolgt die Anlenkung bzw. Abstützung der beiden Blattfedern 31 und 32 am Fahrzeugaufbau 5 - entweder fahrzeugmittig oder über zwei Lagerstellen - derart, daß die beiden Blattfedern zumindest annähernd weder in Fahrzeuglängsrichtung noch in Fahrzeugquer­ richtung auslenkbar sind. Die Verwendung von Gummizwischenlagen zur Geräuschdämpfung etc. ist dadurch natürlich nicht ausge­ schlossen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die Verbindungs- bzw. Anlenkstellen zwischen den beiden Blattfedern 31, 32 und den beiden Radträgern als elastisch nachgiebige Lagerstellen 61 ausgebildet, welche im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung nachgiebig sind, nicht jedoch in Fahrzeugquerrichtung. Hierbei kann es sich z. B. um längsnachgiebige Gummilager der Radträger mit in Fahrtrichtung weisender Lagerachse handeln, an denen die Blattfederenden angreifen. Diese Achsausführung weist einen Längsfedereffekt auf, und zwar für beide Räder unabhängig von­ einander, wodurch ein entsprechend hoher Fahrkomfort erzielt wird.

In vorteilhafter Weise ist es auch möglich, dem Kraftfahrzeug in einfacher Weise ein lastunabhängiges Eigenlenkverhalten zu vermitteln. Zu diesem Zweck sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Verbindungs- bzw. Anlenkstellen zwischen der vorde­ ren Blattfeder 31 und den beiden Radträgern 2 als elastisch nachgiebige Lagerstellen 62 ausgebildet werden, welche im we­ sentlichen nur in Fahrzeugquerrichtung nachgiebig sind. Die Verbindungs- bzw. Anlenkstellen zwischen der hinteren Blattfe­ der 32 und den Radträgern 2 sind dagegen als Lagerstellen 63 ausgebildet, die im wesentlichen nur Schwenkbewegungen der Rad­ träger 2 um durch diese Lagerstelle 63 verlaufende, zumindest annähernd vertikale Schwenkachsen zulassen. Durch diese spezi­ elle Anordnung werden die Fahrzeugräder 1 bei angreifenden Sei­ tenkräften, z. B. beim Durchfahren von Kurven, ausgelenkt, und zwar zuladeabhängig. Bei hoher Beladung des Fahrzeuges werden die Räder infolge der dann großen Zentrifugalkraft um einen vergleichsweise großen Winkel ausgelenkt, während sich bei ver­ gleichsweise kleiner Beladung nur ein kleiner Auslenkwinkel einstellt. Die Auslenkung der Räder erfolgt dabei in einer Richtung, die eventuell vorhandenen Übersteuertendenzen des Fahrzeuges entgegenwirkt. Durch die beschriebenen Eigenschaften wird die Änderung des Eigenlenkverhaltens des Fahrzeuges infol­ ge Zuladung (Übersteuertendenz) also weitgehend ausgeschaltet, so daß das Fahrzeug ein weitgehend lastunabhängiges Eigenlenk­ verhalten besitzt.

Ein derartiges lastunabhängiges Eigenlenkverhalten kann auch in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß die vordere Blatt­ feder 31 so am Fahrzeugaufbau angelenkt wird, daß sie beim Auf­ treten entsprechender Zentrifugalkräfte nach Art einer Spur­ stange in Fahrzeugquerrichtung elastisch nachgiebig auslenkbar ist. In Fig. 3 ist eine entsprechende Achsvariante dargestellt. Bei dieser Anordnung sind sämtliche Verbindungs- bzw. Anlenk­ stellen 64 zwischen den beiden Blattfedern 31, 32 und den bei­ den Radträgern 2 derart ausgebildet, daß Blattfedern und Rad­ träger jeweils um eine zumindest annähernd vertikale Achse ge­ geneinander verschwenkbar sind. Die vordere Blattfeder 31 ist dabei am Fahrzeugaufbau 5 über eine elastisch nachgiebige La­ gerstelle 65 in Fahrzeugquerrichtung elastisch nachgiebig an­ gelenkt. Die hintere Blattfeder 32 dagegen ist zumindest annä­ hernd weder in Fahrzeuglängs- noch in Fahrzeugquerrichtung aus­ lenkbar. Auch bei dieser Achsanordnung werden die beiden Räder 1 beim Auftreten entsprechender Seitenkräfte in eine einer Übersteuertendenz entgegenwirkenden Richtung ausgelenkt und zwar ebenfalls lastabhängig.

Die in Fig. 4/4a dargestellte Achsanordnung stimmt im wesentli­ chen mit der in Fig. 3 dargestellten Anordnung überein. Sie unterscheidet sich von dieser nur durch die besondere Art der Anlenkung der vorderen Blattfeder 31 am Fahrzeugaufbau 5. In diesem Ausführungsbeispiel ist die vordere Blattfeder 31 pen­ delnd am Fahrzeugaufbau 5 angelenkt und zwar derart, daß sie um eine im Abstand d unterhalb der Blattfeder fahrzeugmittig in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse 66 pendelt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Lenkbewegung der beiden Räder 1 bei Rollneigung des Fahrzeuges bewirkt. Die vordere Blattfe­ der wirkt dabei nämlich als pendelnde Ausgleichsfeder, welche - wegen des Hebelarms d - bei Neigung in Pfeilrichtung eine Aus­ gleichbewegung der vorderen Anschlußstellen der Radträger her­ vorruft.

Fig. 5 schließlich zeigt eine Hinterachsanordnung, bei der die beiden Blattfedern 31 und 32 am Fahrzeugaufbau 5 derart ela­ stisch nachgiebig angelenkt sind, daß sie im wesentlichen zwar weder in Fahrzeuglängsrichtung, noch in Fahrzeugquerrichtung nachgeben können, jedoch um eine jeweils fahrzeugmittige verti­ kale Achse 67 schwenkbar sind. Die Verbindungs- bzw. Anlenk­ stellen 64 zwischen den Blattfedern 31, 32 und den Radträgern 2 entsprechen denen der in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Anord­ nungen. Bei an den Rädern 1 angreifenden Längskräften tritt auch bei dieser Anordnung ein gewisser, komforterhöhender Längsfedereffekt auf, allerdings nur dann, wenn an den Rädern unterschiedlich hohe Längskräfte angreifen. Nur dann findet nämlich eine Parallelschwenkung beider Blattfedern (in Drauf­ sicht) um ihre fahrzeugmittigen Anlenkachsen 67 statt, wobei jedoch das mit der kleineren Längskraft beaufschlagte Rad zwangsweise nach vorn ausweichen muß.

In den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 5 ist als erstes Radführungsglied ein Federbein 4 angedeutet. Statt des­ sen kann auch ein oberer Querlenker vorgesehen werden, der der­ art am Radträger (Achsschenkel) angelenkt sein muß, daß der Radträger die durch elastische Ausbildung der verschiedensten Anlenkpunkte der beiden Blattfedern bedingten Auslenkbewegungen verzwängungsfrei durchführen kann.

In dem in den Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Räder 1 der Kraftfahrzeug-Hinterachse wie in den vor­ angegangenen Ausführungsbeispielen wieder über eine sich quer zur Fahrtrichtung von der einen zur anderen Fahrzeugseite er­ streckende Blattfederanordnung aus zwei in einer Horizontalebe­ ne im Abstand hintereinanderliegenden Blattfedern, die einer­ seits als Fahrzeugfederung und andererseits als unterer Quer­ lenker wirkt, am Fahrzeugaufbau angelenkt. Die Anlenkung der Blattfedern 31 und 32 am Fahrzeugaufbau erfolgt derart starr, daß die Blattfedern zumindest annähernd weder in Fahrzeuglängs- noch in Fahrzeugquerrichtung auslenkbar sind, wobei sie entwe­ der fahrzeugmittig - wie in Fig. 6 gezeigt - oder an zwei im Abstand zueinander liegenden Stellen am Fahrzeugaufbau 5 befe­ stigt sind.

Abweichend von den vorherigen Ausführungsbeispielen ist als zweites Radführungsglied kein radführendes Federbein, sondern ein oberer Querlenker 7 vorgesehen. Dieser ist derart ausgebil­ det und aufbauseitig sowie radträgerseitig angelenkt, daß sein am Radträger (Achsschenkel) 2 angelenktes Ende in Fahrzeug­ längsrichtung ausgelenkt wird, wenn am Fahrzeugrad 1 Längskräf­ te L angreifen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist der Querlenker daher als Zweipunktlenker 7 ausgebildet, der sowohl am Radträger (Achsschenkel) 2 als auch am Fahrzeugaufbau 5 der­ art angelenkt ist, daß er in dieser Lagerstelle kugelige Bewe­ gungen ausführen kann.

Wenn auf das Rad 1 eines in Fahrtrichtung F fahrenden Kraft­ fahrzeuges z. B. infolge Straßenunebenheiten eine Längskraft einwirkt, dann greift diese am Achsschenkel 2 in Höhe der Rad­ achse an, wie die in Fig. 8 dargestellt ist. Dieser wird daher infolge der federnden Nachgiebigkeit der beiden Blattfedern 31 und 32 mit seinem oberen Ende in Pfeilrichtung nach hinten ge­ schwenkt, was wegen der vorbeschriebenen Ausbildung und Anlen­ kung des oberen Querlenkers 7 möglich ist. Die beiden am Achs­ schenkel 2 angelenkten Blattfedern 31, 32 werden dabei wie an­ gedeutet in Pfeilrichtung nach oben bzw. nach unten ausgelenkt. Die Größe der Schwenkbewegung des Achsschenkels 2 hängt einer­ seits von der Federhärte der beiden Blattfedern 31 und 32 ab und andererseits davon, welchen Abstand a die Blattfedern un­ tereinander und welchen Abstand b sie vom Angriffspunkt der Längskraft L haben. Durch entsprechende Abstimmung dieser Werte aufeinander kann die Größe der Schwenkbewegung des Achsschen­ kels 2, d. h. die komfortfördernde Nachgiebigkeit den Komfort­ wünschen entsprechend festgelegt werden.

Es ist natürlich auch möglich, die Schwenkbewegung des Achs­ schenkels 2 bzw. des am Achsschenkel angelenkten Endes des Querlenkers 7 mittels eines mechanischen Anschlages auf einen zulässigen Maximalwert zu begrenzen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind zu diesem Zweck sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende stabförmige Begrenzungsglieder 8 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende gelenkig am Fahrzeugaufbau 5 angelenkt sind und mit ihrem anderen Ende mit Spiel an den Querlenkern 7 angreifen. Wie nur schematisch angedeutet, ist das Spiel der Kopplung zwischen Querlenker 7 und Begrenzungsglied 8 so ge­ wählt, daß die Querlenker einerseits verzwängungsfrei dem Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder 1 folgen können, andererseits aber die Schwenkbewegung in Fahrzeuglängsrichtung begrenzt ist.

Die gegebenenfalls gewünschte mechanische Begrenzung der Schwenkbewegung des oberen Querlenkers kann in einfacher Weise aber auch durch Einsatz eines Dreiecklenkers 71 realisiert wer­ den, indem das eine aufbauseitige Lager 9 in Fahrzeugquerrich­ tung elastisch nachgiebig ausgebildet wird, wie dies in Fig. 6a angedeutet ist, wobei es von der Lage der beiden aufbauseitigen Lager relativ zum radseitigen Lagerpunkt abhängt, ob das vorde­ re, wie im Ausführungsbeispiel, oder das hintere aufbauseitige Lager elastisch nachgiebig ausgebildet wird. Es ist leicht er­ kennbar, daß bei Einsatz eines solchen Dreiecklenkers mit nach­ giebiger Anlenkung das am Achsschenkel 2 angelenkte Ende dieses Dreiecklenkers bei am Fahrzeugrad angreifenden Längskräften L ebenfalls in der vorbeschriebenen Weise in Fahrzeuglängsrich­ tung ausgelenkt werden kann, wobei die Auslenkbewegung unabhän­ gig von der vorbeschriebenen Bemessung der Federhärte der bei­ den Blattfedern 31 und 32 sowie der Abstände a und b durch die Lagerausbildung des quernachgiebigen Lagers 9 begrenzt ist.

Beim Bremsen macht sich die komforterhöhende längsnachgiebige Anlenkung des oberen Achsschenkelpunktes nicht nachteilig be­ merkbar, obgleich die beim Bremsen auf das Fahrzeugrad 1 ein­ wirkenden Längskräfte wesentlich höher sind als die sonstigen maximal betriebsmäßig auftretenden Längskräfte. Wie aus Fig. 8 leicht zu entnehmen ist, wirkt beim Bremsen nämlich ein durch die am Radaufstandspunkt angreifenden Bremskräfte bewirktes Moment M_B auf den Achsschenkel 2, dessen Richtung entgegenge­ setzt zu der Richtung der Momente ist, die durch sonstige am Rad angreifende betriebsmäßige Längskräfte verursacht werden. Es ist bei dieser Konstellation somit in sehr einfacher Weise möglich, einerseits durch Anordnen entsprechender mechanischer Anschläge zumindest annähernd völlig zu verhindern, daß sich das obere Achsschenkelende unter der Wirkung des Bremsmomentes M_B in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne, in Fig. 8 also nach links, verlagert, und andererseits die obere Anlenkung des Achsschenkels 2 wie vorbeschrieben so auszubilden, daß das obe­ re Achsschenkelende beim Einwirken üblicher betriebsmäßiger Längskräfte komforterhöhend in Fahrzeuglängsrichtung nach hin­ ten, in Fig. 8 also nach rechts, ausweichen kann.

Claims (9)

1. Einzelradaufhängung für die ungelenkten Räder (1) einer Kraft­ fahrzeug-Hinterachse, mit je einem ersten Radführungsglied und mit einem zweiten Radführungsglied (3) in Form einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Blattfederanordnung aus zwei in einer Horizontalebene im Abstand hintereinander liegenden Blattfedern (31, 32), deren benachbarte freie Enden jeweils im Abstand zueinander am Radträger (Achsschenkel) (2) angelenkt sind und die entweder fahrzeugmittig oder an zwei zueinander und zur Fahrzeugmitte beabstandeten Stellen mit dem Fahrzeugaufbau (5) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der beiden Blattfedern (31, 32) am Fahrzeugauf­ bau (5) derart angelenkt ist, daß sie zumindest annähernd weder in Fahrzeuglängs- noch in Fahrzeugquerrichtung auslenkbar ist, und daß zumindest ein Teil der Verbindungsstellen (61, 62, 63, 64) zwischen den Blattfedern (31, 32) und den Radträgern (2) jeweils entweder als zumindest annähernd vertikale Schwenkachse (63, 64) oder aber als längselastisch nachgiebige Lagerstelle (61) ausge­ bildet ist.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Blattfedern (31, 32) zumindest annähernd weder in Fahr­ zeuglängs- noch in Fahrzeugquerrichtung auslenkbar sind, und daß sämtliche Verbindungsstellen zwischen den Blattfedern (31, 32) und den Radträgern (2) als im wesentlichen längselastisch nachgiebige Lagerstellen (61) ausgebildet sind (Fig. 1).

3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Blattfedern (31,32) zumindest annähernd weder in Fahr­ zeuglängs- noch in Fahrzeugquerrichtung auslenkbar sind, und daß - jeweils auf Vorwärtsfahrtrichtung bezogen - die Verbin­ dungstellen zwischen den Radträgern (2) und der vorderen Blatt­ feder (31) als im wesentlichen querelastisch nachgiebige Lager­ stellen (62) und die Verbindungsstellen zwischen den Radträgern (2) und der hinteren Blattfeder (32) als zumindest annähernd ver­ tikale Schwenkachsen (63) ausgebildet sind (Fig. 2).

4. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die hintere Blattfeder (32) zumindest annähernd weder in Fahrzeuglängs- noch in Fahrzeugquerrichtung auslenkbar ist, wäh­ rend die vordere Blattfeder (31) am Fahrzeugaufbau (5) entweder querelastisch nachgiebig oder aber um eine fahrzeugmittig im Ab­ stand unterhalb der Blattfeder (31) in Fahrzeuglängsrichtung ver­ laufende Achse (66) pendelnd angelenkt ist, und daß sämtliche Verbindungsstellen zwischen den Radträgern (2) und den Blattfedern (31, 32) als zumindest annähernd vertikale Schwenkachsen (64) ausgebildet sind (Fig. 3; 4, 4a).

5. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Blattfedern (31, 32) zumindest annähernd weder in Fahr­ zeuglängs- noch in Fahrzeugquerrichtung auslenkbar, jedoch um ei­ ne zumindest annähernd vertikale und fahrzeugmittige Achse (67) schwenkbar sind, und daß sämtliche Verbindungsstellen zwischen den Radträgern (2) und den Blattfedern (31, 32) als zumindest annähernd vertikale Schwenkachsen (64) ausgebildet sind (Fig. 5)

6. Einzelradaufhängung für die ungelenkten Räder (1) einer Kraft­ fahrzeug-Hinterachse, mit je einem ersten Radführungsglied und mit einem zweiten Radführungsglied (3) in Form einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Blattfederanordnung aus zwei in einer Horizontalebene im Abstand hintereinander liegenden Blattfedern (31, 32), deren benachbarte freie Enden jeweils im Abstand zueinander am Radträger (Achsschenkel) (2) angelenkt sind und die entweder fahrzeugmittig oder an zwei zueinander und zur Fahrzeugmitte beabstandeten Stellen mit dem Fahrzeugaufbau (5) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Radführungsglied ein oberer Querlenker (7, 71) vor­ gesehen ist, der derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sein am Radträger (2) angelenktes Ende bei am Rad (1) angreifenden Längskräften (L) begrenzt in Fahrzeuglängsrichtung auslenkbar ist.

7. Einzelradaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querlenker als sowohl am Radträger (2) als auch am Fahr­ zeugaufbau (5) kugelig angelenkter Zweipunktlenker (7) ausgebil­ det ist.

8. Einzelradaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querlenker als Dreiecklenker (71) mit zwei aufbauseitigen Lagern ausgebildet ist, von denen eines (9) in Fahrzeugquerrich­ tung elastisch nachgiebig ist.

9. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen die Auslenkung des am Radträger (2) angelenkten Endes des Querlenkers (7, 71) begrenzenden mechanischen Anschlag (Begrenzungsglied 8).