DE3403466C2 - - Google Patents

Description

Es ist bei längslenkergeführten Starrachsen bekannt, einen Drehstab-Stabilisator in die Starrachse zu integrieren. Bei einer aus dem DE-GM 16 78 346 entnehmbaren Ausgestaltung dieser Art besteht die Starrachse aus einer linken und einer rechten Achshälfte, deren einander zugewandte Enden einander koaxial überlappen und aneinander drehbar geführt sind, wobei sich zwischen den einander zugewandten Enden ein Drehstab erstreckt, der einer Verdrehung der einen Achshälfte gegenüber der anderen entgegenwirkt.

Bei einer anderen, aus der US-PS 39 51 225 entnehmbaren Achse ist diese selbst als Drehstab-Stabilisator ausgebildet, wobei sie durch einen L, V oder T-förmigen Profilstab gebildet ist.

Beide vorbeschriebenen Ausgestaltungen sind von schwieriger und kostenintensiver Bauweise. Im ersten Fall ist die schwierige Bauweise konstruktiv bedingt, weil die Starrachse wegen ihrer Teilung in zwei Hälften sehr stabil ausgeführt werden muß, um den Schwachpunkt der Teilung auszugleichen. Im zweiten Fall ist die Achse zwar einstückig, jedoch ist diese Starrachse teuer, weil sie selbst auf ihrer ganzen Länge als Drehstab ausgebildet ist und deshalb nicht nur ein großer Drehstab sondern auch eine große Menge teueren Drehstab-Materials vorgegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine längslenkergeführte Starrachse so auszubilden, daß bei Gewährleistung einer guten Funktion eine einfache und kostengünstige Bauweise erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zu einer einfachen und kostengünstigen Bauweise sowohl für die Starrachse selbst als auch für den Drehstab. Ersteres wird zu einem großen Teil schon deshalb erreicht, weil bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Starrachse als Achsrohr einstückig ist und deshalb von Natur aus geeignet ist, große Belastungen aufnehmen zu können, so daß unter Berücksichtigung der Sicherheitsbestimmungen ein verhältnismäßig kleiner Durchmesser gewählt werden kann. Dies gilt auch für den Drehstab. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird keine Torsions-Federwirkung ausgeübt, wenn die Räder beider Seiten gleichzeitig nach oben oder unten bewegt werden. Wenn jedoch das Fahrzeug eine Neigungsbewegung ausführt, wird ein Drehmoment erzeugt, das der Neigungskraft entgegenwirkt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich insbesondere für die Hinterachsaufhängung eines Automobils mit Frontantrieb.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die aus Gründen einer einfachen und kostengünstigen Bauweise sowie einer guten Raumausnutzung von Vorteil sind, sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Achsaufhängung mit einer längslenkergeführten Starrachse in Form eines Achsrohres im Schnitt als erstes Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Achsaufhängung mit längslenkergeführter Starrachse im Schnitt als zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 einen Stabilisator der Achsaufhängung nach Fig. 3 im horizontalen Schnitt.

In der Beschreibung der beiden Ausführungsbeispiele werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher oder korrespondierender Teile verwendet.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind Achsschenkel 2, 3 am in Fahrtrichtung linken und rechten Ende L, R eines Achsrohres 1 befestigt. Ein linkes Rad 4 und ein rechtes Rad 5 sind drehbar auf den Achsschenkeln 2 und 3 gelagert. Das Achsrohr 1 ist hinter und unterhalb der Rotationsachse O der Räder 4 bzw. 5 angeordnet, so daß eine die Rotationsachse O und die Mittelachse des Achsrohrs 1 schneidende Ebene entgegen der Fahrtrichtung schräg abwärts verläuft.

Es ist zu beiden Seiten der Achsaufhängung ein linker Längslenker 6 und ein rechter Längslenker 9 vorgesehen, die mit ihren vorderen Enden 7 bzw. 10 jeweils um eine im wesentlichen horizontale Querachse schwenkbar mit dem Chassis des Fahrzeugs verbunden sind. Das hintere Ende 8 des linken Längslenkers 6 ist am Achsschenkel 2 befestigt, d. h. am linken Ende L des Achsrohrs 1. Das hintere Ende 11 des rechten Längslenkers 9 ist durch eine Lagerung 12 schwenkbar mit dem Achsschenkel 3 bzw. dem rechten Ende R des Achsrohrs 1 verbunden. Wenn sich die Räder 4 bzw. 5 aufwärts bzw. abwärts bewegen, schwenken die Längslenker 6 bzw. 9 nach oben bzw. nach unten um deren Verbindungspunkte mit dem Chassis, wobei eine Relativbewegung in Fahrt- oder Rückwärtsrichtung verhindert ist.

Das Achsrohr 1 besteht aus einem Rohr, in dem sich ein Stabilisator in Form eines Drehstabs 13 erstreckt. Das linke Ende A des Drehstabs 13 ist mit dem linken Ende L des Achsrohrs 1 so verbunden, beispielsweise durch eine Kerbverzahnung, daß das linke Ende A des Drehstabs 13 sich gegenüber dem Achsrohr 1 nicht verdrehen kann. Dagegen ist das rechte Ende B des Drehstabs 13 drehbar am rechten Ende R des Achsrohrs 1 mittels eines Drehstablagers 14 gehalten. Das rechte Ende B des Drehstabs 13 ragt über das rechte Ende R des Achsrohrs 1 hinaus. Ein Verbindungsglied 16, das als Steuerarm dient, ist zwischen einem einstückig am rechten Ende B des Drehstabs 13 ausgebildeten Ankerarm 15 und dem rechten Längslenker 9 eingefügt.

An den Enden L, R des Achsrohrs 1 sind jeweils Stützarme 17 und 18 vorgesehen, die von den Enden L, R nach vorn vorstehen. Zwischen dem Chassis und den Stützarmen 17 bzw. 18 ist jeweils ein Stoßdämpfer 19 bzw. 20 drehbar gelagert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Stoßdämpfer 19 und 20 derart angeordnet, daß ihre Achsen Punkte durchlaufen, welche in unmittelbarer Nähe der Radachsen O der Räder 4 und 5 liegen. Die Stoßdämpfer 19 und 20 weisen koaxial angeordnete Schraubenfedern 21 bzw. 22 zum Zweck einer elastischen Halterung des Achsrohrs 1 am Chassis auf.

Ein Panhardstab 23, der in einer durch die Radachsen O der Räder 4 und 5 verlaufenden vertikalen Ebene benachbart angeordnet ist, ist mit seinem einen Ende schwenkbar an einem vorderen Abschnitt des Achsrohrs 1 zum Zweck einer Schwenkbewegung um eine Achse angebracht, die sich im wesentlichen parallel zur Längsachse des Chassis erstreckt. Das andere Ende des Panhardstabes 23 ist schwenkbar am Chassis angebracht, so daß der Panhardstab 23 dazu dienen kann, die relative Bewegung zwischen dem Achsrohr 1 und dem Chassis in seitlicher Richtung zu begrenzen.

Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Achsaufhängung ist folgende:

Wenn sich das linke und das rechte Rad 4 und 5 aufgrund einer Unebenheit der Straßenoberfläche gleichzeitig nach oben bzw. nach unten bewegen, werden beide Längslenker 6 und 9 um die Verbindungspunkte ihrer vorderen Enden 7 bzw. 10 nach oben bzw. unten geschwenkt. Dementsprechend schwenkt der Panhardstab 23 ebenfalls nach oben bzw. nach unten um den Punkt, an dem er mit dem Chassis verbunden ist. Folglich wird das Achsrohr 1 nach oben bzw. unten bewegt, während es parallel zum Chassis gehalten wird. Die Bewegungsenergie des Achsrohrs 1 wird von den Schraubenfedern 21 und 22 und den Stoßdämpfern 19 und 20 absorbiert.

Bei Belastung des linken Rades 4, beispielsweise in einer Rechtskurve, schwenkt der linke Längslenker 6 um sein vorderes Ende 7 nach oben. Das Achsrohr 1, das an seinem linken Ende L mit dem Längslenker 6 verbunden ist, dreht sich gemäß der Darstellung in Fig. 2 entgegen dem Uhrzeigersinn als Ergebnis der Schwenkung dieses Längslenkers 6. Folglich wird das linke Ende A des Drehstabs 13, das am Achsrohr 1 befestigt ist, in derselben Richtung gedreht. Der rechte Längslenker 9, welcher schwenkbar mit dem rechten Ende R des Achsrohrs 1 verbunden ist, wird durch die Lagerung 12 von der Schwenkung des Achsrohrs 1 freigehalten, und er behält seine Position bei, es sei denn, daß sich auch das Rad 5 nach oben bzw. nach unten bewegt. Andererseits dreht sich das rechte Ende B des Drehstabs 13, das mit dem Längslenker 9 über das Verbindungsglied 16 verbunden ist, nicht in bezug auf das Chassis, es sei denn, daß auch der Längslenker 9 geschwenkt wird. Folglich wird der Drehstab 13 durch die Kräfte, die auf dessen beiden Enden A und B einwirken, verdreht, wodurch eine Kraft erzeugt wird, die der relativen Bewegung zwischen den Rädern 4 und 5 entgegenwirkt. Als Ergebnis wird der Neigungswinkel des Chassis verringert und somit die Lagestabilität bzw. die Straßenlage des Fahrzeugs verbessert.

Wenn das rechte Rad 5 nach oben bewegt wird, wird der rechte Längslenker 9 nach oben geschwenkt, wobei eine Drehung des rechten Endes B des Drehstabs 13 bezüglich des Chassis erfolgt. Dabei wird aufgrund der Lagerung 12 der linke Längslenker 6 nicht geschwenkt, es sei denn, daß das linke Rad 4 ebenfalls nach oben bzw. unten bewegt wird. Somit wird das Achsrohr 1 und das linke Ende A des Drehstabs 13, welches am Achsrohr 1 befestigt ist, nicht in bezug auf das Chassis geschwenkt. Folglich wird durch die Kräfte, die dessen beiden Enden A, B zugeführt werden, eine Verdrehkraft auf den Drehstab 13 ausgeübt, um der Anhebung des rechten Rades 5 entgegenzuwirken.

Auf diese Weise erzeugt, wenn das linke oder rechte Rad 4 bzw. 5 nach oben bzw. nach unten bewegt wird, der Drehstab 13 ein Moment, das einer derartigen relativen Bewegung der Räder 4 und 5 einen Widerstand entgegensetzt.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Achsen der Stoßdämpfer 19 und 20 derart, daß sie durch Punkte verlaufen, welche sehr dicht an den Drehachsen O der Räder 4 bzw. 5 liegen. Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, die Differenz der Dämpfungskräfte zwischen den Stoßdämpfern 19 und 20 zu verringern, welche durch die Differenz des Schwenkwinkels zwischen den beiden Längslenkern 6 und 9 verursacht wird. Zusätzlich ist es durch die Anordnung des Panhardstabes 23 in Nachbarschaft der vertikalen Ebene, die durch die Radachsen O der Räder 4 und 5 verläuft, möglich, den Betrag der Auslenkung der Räder 4 und 5 durch externe Kräfte zu verringern, wodurch die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert wird.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 3 und 4 ist im wesentlichen identisch mit dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Konstruktion des Stabilisators und der Konstruktion der Verbindung zwischen dem Stabilisator und dem Achsrohr 1.

Wie es in Fig. 4 deutlich gezeigt ist, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Stabilisator im Achsrohr 1 axial aufgenommen. Der Stabilisator ist durch ein Verdrehrohr 25, das vom rechten Ende R des Achsrohrs 1 her eingesetzt ist, und einen Torsionsstab 26, der sich axial im Verdrehrohr 25 erstreckt, gebildet. Ein Ende 27 des Verdrehrohrs 25 ragt nach außen über das rechte Ende R des Achsrohrs 1 hinaus. Eine Verdrehrohrplatte 28 ist am vorstehenden Ende 27 befestigt. Andererseits ist ein Nabenträger 29 zur Halterung des Achsschenkels 3 am rechten Ende R des Achsrohrs 1 befestigt. Die Verdrehrohrplatte 28 ist am Nabenträger 29 mittels Schrauben 30 befestigt. Somit ist das äußere bzw. rechte Ende 27 des Verdrehrohrs 25 am Nabenträger 29 befestigt, d. h. am Achsrohr 1. Ein Gummidichtungsring 31, der zwischen dem äußeren Ende 27 des Verdrehrohrs 25 und dem Achsrohr 1 angeordnet ist, ist dazu bestimmt, zu verhindern, daß Schmutzwasser in das Achsrohr 1 eintreten kann. Das andere bzw. innere Ende 32 des Verdrehrohrs 25 erstreckt sich im Achsrohr 1 bis zu einer mittleren Position davon und wird dort durch ein ringförmiges Halteteil 33 gehalten, das aus Gummi hergestellt ist.

Ein hohlzylindrischer Körper 36 ist drehbar in dem äußeren Ende 27 des Verdrehrohrs 25 aufgenommen und mittels eines Lagers 34 darin gelagert. Ein ringförmiges, von außen eingesetztes Dichtungsteil 35 dient dazu, das Eindringen von Schmutzwasser oder dergl. in das Lager 34 zu verhindern. In der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 36 sind Federnuten 37 ausgebildet. Federnuten 38 sind auch in der inneren Umfangsfläche des inneren Endes 32 des Verdrehrohrs 25 ausgebildet. Die äußeren Umfangsflächen der beiden Enden des Torsionsstabes 26 sind mit Stegen zum Eingreifen in die Federnuten 37 bzw. 38 ausgebildet. Somit ist das innere Ende des Torsionsstabes 26 undrehbar im inneren Ende 32 des Verdrehrohrs 25 gehalten, während das äußere Ende des Torsionsstabes 26 undrehbar mit dem zylindrischen Körper 36 verbunden ist. Daher ist der Torsionsstab 26 an seinem inneren Ende mit dem inneren Ende 32 des Verdrehrohrs 25 nicht verdrehbar verbunden, und er ist durch das äußere Ende 27 des Verdrehrohrs 25 verdrehbar im rechten Ende R des Achsrohrs 1 gelagert. Das äußere offene Ende des zylindrischen Körpers 36 ist durch eine Kappe 39 verschlossen. Am zylindrischen Körper 36 ist der Ankerarm 15 befestigt, wobei das Verbindungsglied 16, das als Steuerarm dient, zwischen dem Ankerarm 15 und dem zweiten Längslenker 9 eingefügt ist.

Die Achsaufhängung dieses Ausführungsbeispiels arbeitet wie folgt.

Wenn sich das linke Rad 4 und das rechte Rad 5 gleichzeitig nach oben bzw. nach unten bewegen, werden der linke Längslenker 6 und der rechte Längslenker 9 um ihre Verbindungsstellen mit dem Chassis an ihren vorderen Enden 7 oder 10 nach oben bzw. nach unten geschwenkt, so daß der Panhardstab 23 um die Verbindungsstelle, an der er mit dem Chassis verbunden ist, ebenfalls nach oben bzw. nach unten geschwenkt wird. Folglich bewegt sich das Achsrohr 1 parallel zum Chassis nach oben bzw. nach unten. Die Energie dieser Bewegung des Achsrohrs 1 wird durch die Schraubenfedern 21 und 22 sowie die Stoßdämpfer 19 und 20 absorbiert.

Wenn das linke Rad 4 relativ zum Chassis aufwärts geschwenkt wird, wird der linke Längslenker 6 um den Drehpunkt an seinem vorderen Ende 7 nach oben geschwenkt. Da das linke Ende L des Achsrohrs 1 am Längslenker 6 befestigt ist, kann das Achsrohr 1 wie beim ersten Ausführungsbeispiel relativ zum Chassis entsprechend der Schwenkung des Längslenkers 6 mit­ geschwenkt werden. Der rechte Längslenker 9, der schwenkbar mit dem rechten Ende R des Achsrohrs 1 verbunden ist, verbleibt in seiner Lage. Das andere Ende des Torsionsstabes 26 ist mit dem rechten Längslenker 9 durch den zylindrischen Körper 36, den Ankerarm 15 und das Verbindungsglied 16 drehfest verbunden. Daher werden der Torsionsstab 26 und das Verdrehrohr 25 unter Torsion verformt, wobei sie ein Drehmoment erzeugen, das der relativen Verdrehung zwischen den Rädern 4 und 5 entgegenwirkt. Folglich wird der Neigungswinkel des Chassis verringert, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs verbessert wird.

Wenn das rechte Rad 5 relativ zum Chassis angehoben wird, wird der rechte Längslenker 9 nach oben geschwenkt, so daß sich das andere Ende des Torsionsstabes 26 relativ zum Chassis dreht. Der linke Längslenker 6 wird nicht geschwenkt. Als Ergebnis werden das Verdrehrohr 25 und der Torsionsstab 26 unter Torsion verformt, wobei sie einer Anhebung des rechten Rades 5 entgegenwirken.

Auf diese Weise erzeugt der Stabilisator ein Drehmoment, das eine Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung des jeweils anderen linken oder rechten Rades 4 bzw. 5 entgegenwirkt.

Die Anordnung kann auch derart ausgeführt sein, daß das rechte Ende 27 des Verdrehrohrs 25 direkt am Achsrohr 1 befestigt ist.

Bei den vorbeschriebenen Anordnungen sind die Länge und der Durchmesser des Stabilisators frei innerhalb der Größe des Hohlraums des Achsrohrs 1 in Übereinstimmung mit der festgelegten Federkonstante bestimmt. Demzufolge ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Stabilisator so zu konstruieren, daß er bei erforderlicher Festigkeit ein minimales Gewicht aufweist, wodurch das Gewicht der Achsanordnung im ganzen verringert werden kann.

Claims (8)

1. Längslenkergeführte Starrachse mit einem Drehstab-Stabili­ sator mit folgenden Merkmalen:

• - der Stabilisator (Drehstab 13, Verdrehrohr 25 mit Torsionsstab 26) ist im Inneren des Achsrohrs (1) der Starrachse geführt,
• - das Achsrohr (1) ist torsions- und biegesteif ausgebildet und gegenüber den Radachsen (O) in Längsrichtung des Fahrzeuges versetzt,
• - der Stabilisator (Drehstab 13, Verdrehrohr 25 mit Torsionsstab 26) ist mit einem Ende am Achsrohr (1) festgelegt und mit dem anderen Ende drehbeweglich aus dem Achsrohr (1) herausgeführt und am zugehörigen Längslenker (9) über eine Hebelverbindung (15, 16) angelenkt,
• - dieser zugehörige Längslenker (9) ist gegenüber dem Achsrohr (1) drehbeweglich gelagert (12), während der andere Längslenker (6) mit dem Achsrohr (1) drehfest verbunden ist.

2. Längslenkergeführte Starrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator sich als Drehstab (13) auf der gesamten Länge des Achsrohrs (1) erstreckt und die zueinandergehörigen Enden (A, L) des Drehstabs (13) und des Achsrohrs (1) undrehbar miteinander verbunden sind (Fig. 1).

3. Längslenkergeführte Starrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator durch ein Verdrehrohr (25) und einen darin axial angeordneten Torsionsstab (26) gebildet ist, deren von dem gegenüber dem Achsrohr (1) drehbeweglich gelagerten Längslenker (9) abgewandte Enden (32) drehfest miteinander verbunden sind und deren dem Längslenker (9) zugewandte Enden (27) verdrehbar aneinander gelagert sind, wobei das Ende (27) des Drehrohrs (25) drehfest mit dem zugehörigen Ende (R) des Achsrohrs (1) verbunden ist und das Ende des Torsionsstabes (26) drehfest mit einem Ankerarm (15) der Hebelverbindung (15, 16) verbunden ist (Fig. 3).

4. Längslenkergeführte Starrachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerarm (15) mit einem hohlzylindrischen Körper (36) verbunden ist, der sich koaxial zwischen die Enden des Torsionsstabes (26) und des Verdrehrohrs (25) erstreckt und im Endbereich des Drehrohrs (25) drehbar gelagert ist sowie durch eine Keilnutverbindung (37) drehfest mit dem zugehörigen Ende des Torsionsstabes (26) verbunden ist (Fig. 4).

5. Längslenkergeführte Starrachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelverbindung (15, 16) durch einen mit dem Stabilisator (Drehstab 13, Torsionsstab 26) verbundenen Ankerarm (15) und ein letzteren mit dem zugehörigen Längslenker (9) verbindenden Verbindungsglied (16) gebildet ist.

6. Längslenkergeführte Starrachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen nahe einer durch die Drehachsen (O) der Räder (4; 5) gehenden Vertikalebene angeordneten Panhardstab (23), dessen eines Ende mit dem Achsrohr (1) und dessen anderes Ende mit dem Chassis schwenkbar verbunden ist.

7. Längslenkergeführte Starrachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei zwischen den Enden des Achsrohrs (1) und dem Chassis angeordnete Stoßdämpfer (19; 20) mit Schraubenfedern (21; 22), deren Längsachsen Punkte durchlaufen, welche in unmittelbarer Nähe der Rotationsachsen (O) der Räder (4; 5) liegen.

8. Längslenkergeführte Starrachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsrohr (1) hinter der Rotationsachse (O) der Räder (4; 5) angeordnet ist.