DE3428159C2 - Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, deren über nicht führende Federn abgestützte, bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfederung verlagerbare Starrachse am Fahrzeugaufbau unter Seitenkrafteinfluß querversatzfrei geführt ist und bei der die Zuordnung des Momentanzentrums zur Fahrbahnebene annähernd konstant bleibt, unabhängig von ein- oder wechselseitiger Federbewegung und Zuladung. Dies wird dadurch erreicht, daß die das Momentanzentrum (Wankpol) bestimmenden Lenker in einer Fahrzeugquerebene liegen und in Richtung auf die Starrachse konvergieren und daß die Lenker mit der Starrachse höhenbeweglich und mit ihrem aufbauseitigen Anlenkpunkt an einer mit der Starrachse höhenbeweglich angeordneten Basis angelenkt sind, die in Fahrzeugquerrichtung gegenüber dem Aufbau ortsfest, jedoch in einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Ebene beweglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Eine Achsaufhängung dieser Art ist bereits bekannt (US-PS 22 26 047, Fig. 5).

Diese Achsaufhängung bietet den Vorteil einer positiiven Schrägfederung,· indem sich die Räder aufgrund ei- ;nes Seitenversatzes der Radachse zu einer Verbindungsgeraden der starrachsseitigen Lenkeranlenkpunkte beim Einfedern um eine zur Radachse parallele Schwenkachse nach oben hinten bzw. in Richtung eines durch Überfahren einer Unebenheit auf ein Rad erzeugten Stoßes bewegen können, was bei Achsaufhängungen anzustreben ist.

Ein Nachteil dieser Achsaufhängung besteht darin, daß die Abstützung von Seitenkräften durch jeweils einen oberhalb des Achskörpers der Starrachse an dessen Radträgern angelenkten Führungslenker bewerkstelligt ist Hierau ist einmal eine entsprechend stabile Lenkerausführung und Lenkerlagerung erforderlich, wobei sich, aufgrund vorhandener Elastizitäten in den Lenklagern, ein Querversatz der Starrachse nicht vermeiden läßt Zum anderen bestimmten diese Führungslenker ίο zugleich das Momentanzentrum (Wankpol) der Starrachse, das demgemäß weit oberhalb der Radachse Hegt.

Diese Lage des Momentanzentrums führt dazu, daß sich die Rad auf Standspunkte bei Wechseifederung in starkem Maße quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlagern.

Dies hat zur Folge, daß die Räder auf eisglatter Fahrbahn leicht in seitlicher Richtung wegwandern und damit die Starrachse ins Schwimmen gerät.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Achsaufhängung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches ί anzugeben, bei der eine Abstützung von Seitenkräften ohne Querversatz der Starrachse gewährleistet ist und die eine beliebige Bestimmung der Lage des Momentanzentrums (Wankpol) relativ zur Radaufstandsfläche insbesondere zwischen Radachse und Radaufstandsfläche erlaubt sowie andere V^rstellbarkeiten der Achse voll ermöglicht Dabei soll bei Ein- und Ausfederbewegungen sowie Wechselfederungen sichergestellt sein, daß der Abstand des Momentanzentrums von der Fahrbar, neben« stets gleich bleibt und dadurch Änderungen im fahrdynamischen Verhalten des Fahrzeuges ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Führung der Starrachse ohne jede Seitenabweichung unter Seitenkrafteinfiuß wird dadurch erreich i, daß die einerseits an der Starrachse angelenkten Lenker andererseits an der zusammen mit der Starrachse höhenbeweglichen Basis angelenkt sind, die ihrerseits in Fahrzeugquerrichtung gegenüber dem Aufbau ortsfest, jedoch in einer Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Ebene beweglich ist.

Aufgrund dessen, daß hierbei der gegenseitige Abstand der basisseitigen Anlenkpunkte der Lenker gegenüber demjenigen ihrer starrachsseitigen Anlenkpunkte größer ist, läßt sich durch die Wahl entsprechender Lagerabstände der den Abstand des Momentanzentrums relativ zur Fahrbahnebene bestimmende Schnittpunkt der beiden Lenkerverbindungsgeraden frei wählen. Die zusammen mit der Starrachse höhenbeweglich angeordneten, das Momentanzentrum bestimmenden Lenker gewährleisten bei Federungen eine synchrone Bewegung von Radachse und Momentanzentrum. Hieraus resultiert der Vorteil, daß sich die Lage der Rollachse bezogen auf die Fahrbahnebene nicht verändert und dadurch das Fahrzeug in leerem oder beladenem Zustand fahrdynamisch stabil bleibt.

Die Größe des von den beiden Lenkern eingeschlossenen Winkels wird man hierbei vorteilhaft so wählen, daß das Momentanzentrum sich unterhalb der Radachse befindet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Bahnkurven, entlang der sich beim wechselseitigen Ein- und Ausfedern die Radaufstandspunkte bewegen, einen steileren Verlauf erhalten, mit. der Folge, daß sich die Wege der Radaufstandspunkte relativ zur Fahrbahn quer zur Fahrzeuglängsrichtung verringern. Dies bewirkt ein verbessertes Laufverhalten, nämlich ein besseres Haften der Räder auf Eisflächen in seitlicher Rich-

tung. Die Bewegungsfähigkeit der Basis in einer in Fahrzeugiängsrichtung verlaufenden Ebene ist bei Ein- und Ausfederbewegungen erforderlich, bei denen der Achskörper zur Erzielung einer positiven Schrägfederung um die Schwenkachse verschwenkt wird.

Vorteilhaft ist es, die Lenkeranordnung nach Anspruch 2 zu treffen, wodurch die kleinsten seitlichen Versatzwege der Räder auf Glatteis erreichbar sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 ermöglicht eine im wesentlichen in Radmitte erfolgende Seitenkraftabstützung.

V/eitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Untercmsprüche 4—6.

Außer der durch die US-PS 22 26 047 - Fig. 5 dokumentierten Achsaufhängung ist aus der DD-PS 71 057 eine Achsaufhängung bekannt, bei der der durch seitliche Führungslenker geführte Achskörper der Starrachse gleichfalls durch zusätzliche, mit dem Aufbau gekoppelte Lenker in Querrichtung abgestützt ist

Bei dieser Konstruktion sind jedoch Abstimmung und gegenseitige Zuordnung von Führungs- und \bstützlenkern derart getroffen, daß bei Einfederungen keine positive Schrägfederung erfolgt Außerdem verlagert sich dabei das Momentanzentrum entlang der Fahrzeugmittenebene.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Achsaufhängung teilweise schematisch und schaubildlich dargestellt.

10 bezeichnet als Ganzes eine Starrachse, die seitlich über je ein Wattgestänge 12 in Längsrichtung geführt ist, von denen lediglich eines dargestellt ist

Zu diesem Zweck sind deren Schwingen 14 beispielsweise am oberen Umfangsteil des Achskörpers 16 der Starrachse 10 auf einem Lagerbolzen 18 einer Lagerlasche 20 des Achskörpers 16 gelagert, der sich vorzugsweise zur Radachse 22 parallel erstreckt

Die Führungslenker 24 und 26 der Wattgestänge 12 sind zueinander höhenversetzt und einerseits am Fahrzeugaufbau (t :i 28) sowie andererseits im einen Endbereich der Schwinge 14 angelenkt. Sie erstrecken sich in einander entgegengesetzte Richtungen quer zur Radachse 22.

Die zur Längsführung der Starrachse 10 dienenden Wattgestänge 12 bilden zugleich Geradführungen, mit deren Hilfe die für die Radachse 22 ei.je Schwenkachse 30 bestimmenden Lagerbolzen 18 auch in einer Vertikalebene a-a geführt sind.

Mit Hilfe der beiden Wattgestänge 12 wird erreicht, daß die Starrachse 10 bei giiichseitigen, ein- oder wechselseitiger. Ein- und Ausfederbewegungen keine Eigenlenkbewegut.gen ausführt.

Mit 32 ist ein bei 34 am Achskörper 16 angelenkter Führungsarm bezeichnet, der, in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet, z. B. vor dem Achskörper 16 angeordnet ist und dessen aufbauseitiger Anlenkpunkt 36 oberhalb seines starrachsseitigen Anlenkpunktes 34 liegt.

Dieser Führungsarm 32 bewirkt bei Einfederbewegungen zugleich eine Schwenkbewegung des Achskörpers 16 um die Schwenkachse 30 im Sinne einer positiven Schrägfederung.

Zur Abstützung von Seitenkräften-.dient eine als Ganzes mit 38 bezeichnete Querabstützvorrichtung. Diese weist zwei Abstützlenker 40 und 42 auf, die in einer gemeinsamen Fahrz£ugquerebene liegen, die vorzugsweise zur Radmittenquerebene parallel ist.

Die Abstützlenker 40 uf,d 42 erstrecken sich außerdem vom Achskörper 16 vorzugsweise symmetrisch zur Fahrzeuglängsmittelebene b-b nach oben und außen.

Demgemäß haben deren starrachsseitigen Anienkpunkte 44 und 46 einen kleineren gegenseitigen Abstand als deren im Abstand darüber liegenden aufbauseitigen Anlenkpunkte 48 und 50, die an einer beispielsweise T-förmigen Basis 52 an deren oberem T-Balken 54 vorgesehen sind.

Die starrachsseitigen Anlenkpunkte 44 und 46 der nach unten bzw. in Richtung auf den Achskörper 16 konvergierenden Abstützlenker 40 und 42 sind bei-

!0 spielsweise an Lagerbolzen vorgesehen, deren Achse vorzugsweise die Radachse 22 schneidet. Selbstverständlich könnten diese auch unterhalb der Radachse 22 vorgesehen sein.

Die Basis 52 ist gegenüber dem Fahrzeugaufbau 28 in Fahrzeugquerrichtung durch ein oberes und vorzugsweise auch durch ein unteres Wattgestänge 56 und 58 abgestützt Deren Schwinge 60 bzw. 62 ist in der Fahrzeuglängsmittelebene b-b an der Oberseite des T-BaI-kens 54 bzw. an der sich unterhalb de? Achskörpers 16 befindenden unteren Stirnseite des T-c-f egteües 64 verschwenkbar gehalten. Die an jedem Schwingenende angelenkten Lenker 66 und 68 bzw. 70 und 72 erstrecken sich in der Konstruktionslage jeweils vorzugsweise, parallel zum Achskörper 16.

Die Gc-ienkverbindungsgeraden 74 und 76 der beiden Abstützlenker 40 und 42 schneiden sich bei 78 unterhalb der Radachse 22 und vorzugsweise auf der Radaufstandsfläche.

Der Schnittpunkt 78 definiert das Momentanzentrum.

um das sich der Fahrzeugaufbau bei einer Wankbewegung drehen wird.

Bei dessen Lage auf der Radaufstandsebene ergeben sich bei Wechselfederung sehr kleine Wege der Radaufstandspunkte gegenüber der Fahrbahn in seitlicher Richtung der Räder und somit hervorragendes Geradeauslaufvermögen auf Glatteis.

Bei wirksamen Seitenkräften, die, aufgrund der Anlenkung der Abstützlenker 40 und 42 in einer durch die Radachse 22 hindurchgehenden Horizontalen, im wesentl^hen im Radzentrum und über die Basis 52 und die Wattgestänge 56 und 58 an einander gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugaufbaues 28 abgestützt werden, bleibt die Starrachse 16 querversatzfrei. Demgemäß behält die Längsachse der Schwingen 60 Und 62 ihre zur Radachse 22 senkrechte Lage bei, solange keine Wankbewegung auftritt.

Die Wattgestänge 56 und 58 ermöglichen eine Bewegung der Basis 52 in einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Ebene, die bei Ein- und Ausfederbewegungen erforderlich ist, bei denen der Achskörper 16 durch den Führungsarm 32 um die Schwenkachse 30 verschwenkt wird. In diesem Falle verschwenken sich die Schwingen 60 und 62 und kompensieren dadurch die sich bei Kippbeweg'ingen der Basis in Fahrzeuglängsrichtung ergebenden Verlagerungen der an diesen vorhandenen Anlenkpunkte der Lenker 66,68 bzw. 70,72.

Bei Ein- und Ausfederbewegungen ist dabei die Basis 52 mit der Starracl.ie 10 höhenbeweglich. Dabei sind vorteilhaft die Lenker beider Wattgestänge 56 und 58 zumindest an einem ihrer Anlenkpunkte, vorzugsweise an den Schwingen 60 und 62, kardanisch beweglich gehalten.

Hierzu ί -Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer über nicht führende Federn abgestützten Starrachse, die über seitliche Führungslenker geführt ist, die in bezug auf den Achskörper verschwenkbar sind und für die Radachse eine Schwenkachse bestimmen, um die die Radachse bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfedening verlagerbar ist und die durch aufbau- und starrachsseitig angelenkte und die Lage des Momentanzentrums (Wankpol) bestimmende Lenker in Fahrzeugquerrichtung abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Momentanzentrum (78) bestimmenden zusätzlichen Lenker (40, 42) in einer Fahrzeugquerebene liegen und in Richtung auf die Starrachse (10) konvergieren und daß die Lenker (40, 42) mit der Starrachse (10) höhenbewegiich und mit ihrem dem Aufbau gegenüberliegenden Anienkpunkt (4S bzw. 50) an einer mit der Starrachse (10) höhenbeweglich angeordneten Basis (52) angelenkt sind, die in Fahrzeugquerrichtung gegenüber dem Aufbau (28) unbeweglich, jedoch in einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Ebene beweglich ist.

2. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gelenkverbindungsgeraden (74,76) der Lenker (40,42) in der Konstruktionsiage unterhalb der Radachse (22), insbesondere auf der Radaufst-.idsfläche, schneiden.

3. Achsaufhängung nach Ar-,pruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die starrachsseitigen Schwenkachsen der Lenker (4P 42) die Radachse (22) schneiden.

4. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (52) in Fahrzeugquerrichtung am Fahrzeugaufbau (28) durch mindestens ein Wattgestänge (56 oder 58) abgestützt ist, dessen Schwinge (60 oder 62) an der Basis (52) angelenkt ist.

5. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (40, 42) in einer zur Radmittenquerebene parallelen Ebene angeordnet sind.

6. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (40, 42) symmetrisch zur Fahrzeuglängsmittelebene (b-b)an Starrachse (10) und Basis (52) ange- !enkt sind.