DE3428161C1 - Achsaufhaengung fuer Kraftfahrzeuge,insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen.

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

Bei dieser Konstruktion trägt die Starrachse an jedem Stirnende ihres Achskörpers einen Radträger, an welchem ober- und unterhalb des Achskörpers jeweils einer der Führungslenker angelenkt ist.

Jeder Radträger ist mit einem Achszapfen zur Lagerung eines Rades ausgestattet. Die Achszapfen sind an den Radträgern gegenüber dem Achskörper seitlich versetzt derart vorgesehen, daß sich die durch sie definierte Radachse, in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, in radialem Abstand vor dem Achskörper befindet. Damit sind die Achszapfen mit Bezug auf den Achskörper an einem Hebel angeordnet, dessen Länge dem Abstand der Radachse von der Verbindungsgeraden der beiden

starrachsseitigen Anlenkpunkte der Lenker entspricht.

Diese Achsaufhängung bietet den Vorteil einer positiven Schrägfederung, in dem sich die Räder, aufgrund des erläuterten Seitenversatzes der Radachse zur Verbindungsgeraden der starrachsseitigen Lenkeranlenkpunkte, beim Einfedern mit Bezug auf den durch die Führungslenker geführten Teil der Starrachse um eine zur Radachse parallele Schwenkachse nach oben hinten bewegen. """■-.

Die Einfederbewegung der Radachse vollzieht sich somit in Richtung eines durch Überfahren einer Unebenheit auf ein Rad erzeugten Stoßes, was bei Achsaufhängungen anzustreben ist.

Die Größe des die positive Schrägfederung bewirkenden Schwenkwinkels des Achskörpers bzw. seiner Radträger wird dabei durch die Länge der Lenker und den Abstand der Radachse von der Verbindungsgeraden der Lenkeranlenkpunkte an der Starrachse bestimmt.

Um hierbei die für eine übliche Schrägfederung von 3° bis 6° erforderliche Bahnkurve der Radachse zu erzielen, ist die Länge der unterhalb der Radachse vorzusehenden Lenker größer zu wählen als die Länge der oberhalb der Radachse anzuordnenden Lenker.

Daraus resultiert jedoch der Nachteil, daß der Achskörper bei ein- und wechselseitigen Ein- und Ausfederungen Lenkbewegungen ausführt und bei einseitigem Ein- und Ausfedern zusätzlich noch einer Torsionsbeanspruchung unterliegt.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zu Grunde, eine Achsaufhängung mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen anzugeben, deren Achskörper bei ein- und wechselseitigen Ein- und Ausfederungen von Lenkbewegungen und Torsionsbeanspruchungen freibleibt.

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

Bei dieser schrägfederungsfähigen Achsaufhängung ist der Achskörper an durch Lenker und Schwingen gebildeten Geradführungen um eine zur Radachse parallele, Schwenkachse verschwenkbar gelagert Die Schwenkachse wird durch diese Geradführung bei Ein- und Ausfederungen in einer zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Vertikalebene geführt. Demgemäß sind Lenkbewegungen des Achskörpers nicht möglich.

Die eine positive Schrägfederung bewirkende Bewegung des Achskörpers wird dabei durch den Führungsarm erreicht, indem durch diesen bei Einfederbewegungen der Achskörper um die Schwenkachse in eine der Vorwärtsfahrtrichtung entgegengerichtete Richtung und bei Ausfederbewegungen in eine hierzu entgegengesetzte Richtung verschwenkt wird.

Die Bewegung der Starrachse bei Ein- und Ausfederungen setzt sich somit bei der erfindungsgemäßen Konstruktion aus «inander überlagerten Teilbewegungen zusammen, wobei eine Teilbewegung in der vertikalen Verlagerung der Schwenkachse und eine weitere in der durch den Führungsarm veranlaßten Schwenkbewegung des Achskörpers um die Schwenkachse besteht

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Einzelheiten der Erfindung sind in der sich anschließenden Beschreibung eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen, als Hinterachsaufhängung für Personenkraftwagen ausgelegten Achsaufhängung erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht der Hinterachsauf-

hängung, schräg von oben gesehen,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Hinterachsaufhängung in der Konstruktionslage, aus der auch die Stellung ihrer zur Führung dienenden Komponenten in einer ein- und ausgefederten Stellung ersichtlich ist.

In F i g. 1 ist mit 10 als Ganzes eine Starrachse bezeichnet, deren z. B. rohrförmiger Achskörper 12 an seinen Enden zur Lagerung von Fahrzeugrädern 14, 16 jeweils einen Achszapfen 18 trägt.

Am Achskörper 12 sind oberhalb einer durch die Radachse hindurchgehenden Horizontalebene, d. h. an dessen oberem Umfangsteil im radnahen Bereich jeweils Lagerlaschen 20, .22 angeordnet, zwischen welchen jeweils ein eine Schwinge 24 eines Wattgestänges 26 bzw. 28 lagernder Lagerbolzen 30 gehalten ist. Die Lagerbolzen 30 befinden sich demgemäß auch oberhalb einer durch die Radachse 41 hindurchgehenden Horizontalebene.

Die Lagerlaschen 20, 22 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel, in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen, beispielsweise schräg nach vorn aufwärts, so daß der untere Teil der in gleichem radialen Abstand zur Radachse 41 gelagerten Schwingen 24 sich vor dem Achskörper 12 befindet.

Die im Bereich des oberen und unteren Endes der Schwingen 24 angelenkten Lenker 32 und 34 der Wattgestänge 26 und 28 erstrecken sich in der Konstruktionslage von diesen im wesentlichen waagrecht weg und liegen parallel zur Fahrzeuglängsmittelachse. Sie sind bei 36 und 38 am Fahrzeugaufbau 40 angelenkt. Sie könnten natürlich im Rahmen der konstruktiven Gegebenheiten in der Konstruktionslage auch zur Horizontalen schräg angestellt sein.

Die exzentrisch zur Radachse 41 vorgesehenen Schwingenlagerbolzen 30 definieren eine sich in Riehtung Radachse 41 erstreckende und zu dieser parallele Schwenkachse 42, um die der Achskörper 12 zu schwingen vermag. Hierauf wird unten noch eingegangen. Diese horizontale Schwenkachse 42 liegt also vor einer durch die Radmitte gelegten Vertikalebene a-a und erstreckt sich senkrecht zur Fahrzeuglängsmittelebene d-d. Die Schwenkachse 42 befindet sich im gezeigten Ausführungsbeispiel oberhalb der Radachse 41. Sie kann ebensogut unterhalb derselben vorgesehen sein. Ebensogut kann sie aber auch hinter der Vertikalebene a-a liegen.

Im Hinblick darauf, daß die oberen Lenker 32 der Wattgestänge 26, 28 den Achskörper 12 kreuzen, erscheint eine nahezu vertikale Einstellung der Schwingen 24 in der Konstruktionslage unter bestimmten Randbedingungen am vorteilhaftesten.

Bei gleichseitigen, einseitigen oder wechselseitigen Ein- und Ausfederbewegungen des Achskörpers 12 bewirken die beiden Wattgestänge 26,28 eine Abstützung der gegenüber dem Fahrzeugaufbau 40 mittels nichtführender Federn abgestützten Starrachse 10 und eine Führung der durch die Schwingenlagerbolzen 30 definierten Schwenkachse 42 entlang einer zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Vertikalebene b-b, so daß der Achskörper 12 bei solchen Bewegungen keine Eigenlenkbewegungen auszuführen vermag.

Mit 46 ist als Ganzes ein Führungsarm bezeichnet, mit dessen Hilfe der Achskörper 12 beim Einfedern um die horizontale Schwenkachse 42 gemäß F i g. 1 und 2 derart verschwenkbar ist, daß eine die Radachse 41 mit der Schwenkachse 42 bindende Verbindungsgerade 43 zu einer Verlagerung in Richtung Horizontallage tendiert. Hierdurch wird eine Einfederungsbewegung der Starrachse 10 in Richtung eines auf ein bzw. auf beide Räder wirksamen Stoßes, eine sogenannte positive Schrägfederung, erreicht.

Der Führungsarm 46 übernimmt vorteilhaft zugleich die Seitenführung der Starrachse 10 und bildet beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 demgemäß auch ein Seitenführungsglied in Art eines an sich bekannten Dreieckslenkers. Dieser ist mit seinem spitz zulaufenden Ende in der Längsmitte des Achskörpers 12 insbesondere unterhalb seiner Radachse 41 bei 48 kardanisch angelenkt, während seine beiden, vom Anlenkpunkt 48 aus zueinander divergierenden Schenkel 47 und 49 mit ihrem freien Ende, in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, im Abstand vor der Schwenkachse 42 am Fahrzeugaufbau 40 um eine zur Schwenkachse 42 parallele Schwenkachse 56 schwenkbar gelagert sind. Der starrachsseitige Anlenkpunkt 48 liegt dabei tiefer als dessen aufbaufeste Schwenkachse 56:

Durch die Aufhängung und Führung des Achskörpers 12 mittels den Wattgestängen 26 und 28 sowie durch den Einsatz des Führungsarmes 46 ist damit sichergestellt, daß die Starrachse 10 auch bei einer gewünschten Schrägfederung, bei der sich die Längsachse des Achskörpers 12 z. B. im wesentlichen entlang einer flachen Kurve c der Fig. 2 bewegen soll, keine kinematisch bedingten Eigenlenkbewegungen ausführen wird.

Dabei hat die aus F i g. 2 ersichtliche Schrägstellung des Dreiecklenkers 46, wie oben schon angedeutet, die Wirkung, daß während Ein- und Ausfederungen und der sich dabei vollziehenden Bewegung der durch die Lagerbolzen 30 definierten Schwenkachse 42 entlang der Vertikalebene b-b der Anlenkpunkt 48 am Achskörper sich entlang einer zur Schwenkachse 56 konzentrischen Kreisbahn 58 bewegt, woraus ein Verschwenken des Achskörpers 12 um die zu dessen Längsachse parallele Schwenkachse 42 im Gegenuhrzeigersinn resultiert beim Einfedern.

Der Achskörper 12 wird somit entgegen der in F i g. 2 durch einen Pfeil angedeuteten Vorwärtsfahrtrichtung, bzw. nach hinten oben verschwenkt, wobei durch die einander überlagerten Bewegungen der Schwenkachse 42 entlang der Vertikalebene b-b sowie des Anlenkpunktes 48 entlang der Kreisbahn 58 sich die Längsachse des Achskörpers 12 bzw. die Radachse 41 sowohl bei einseitigem, als auch gleichseitigem Ein- und Ausfedern in etwa entlang der Kurve c (F i g. 2) und dabei in der Draufsicht in einer zur Fahrzeuglängsmittelebene d-d senkrechten Lage im Raum parallel zu sich selbst verlagern wird.

Die Lagerbolzen 30 der Schwingen 24 sind vorteilhaft am Achskörper 12 so vorgesehen, daß durch die Lenker 32,34 der Wattgestänge 26, 28 sowohl am Achskörper 12 wirksam werdende Momente beim Beschleunigen und Bremsen abgestützt werden als auch durch die Führungsvorrichtung 46 die für eine gewünschte Schrägfederung notwendige Schwenkbewegung des Achskörpers 12 um die Schwenkachse 42 erfolgen kann.

Die Lagerbolzen 30 können deshalb nicht in einer durch die Radachse 41 hindurchgehenden Horizontalebene liegen. Dabei wird durch den den Schnittpunkt der Schenkel 47,49 bildenden Gelenkpunkt 48 zugleich das Momentanzentrum der Starrachse 10 bestimmt.

Bei der beschriebenen Achsaufhängung mit nicht lenkender Starrachse bleiben die kinematischen Eigenschaften von Starrachse, wie Vorspur, Radsturz, Anfahrausgleich, Bremsausgleich, Seitenkraftsteuern sowie die Lage des Momentanzentrums der Starrachse im wesentlichen unverändert erhalten.

Die erfindungsgemäße Achsaufhängung ist für eine Starrachse geeignet, die treibende oder nicht treibende Räder aufweist. Sie kann dabei auch als Vorderachsaufhängung bzw. als Achsaufhängung mit lenkbaren Rädern ausgelegt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer über nicht führende Federn abgestützten Starrachse, die seitlich durch jeweils zwei zueinander höhenversetzte, in bezug auf den Achskörper verschwenkbare und mit ihrem einen Ende am Fahrzeugaufbau angelenkte Führungslenker geführt ist, die sich in einander entgegengesetzten Richtungen quer zur Radachse erstrecken und für die Radachse eine Schwenkachse bestimmen, um die die Radachse bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfederung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslenker (32,34) jedes Lenkerpaares (26, 28) zusammen mit einer an der Starrachse (10) um die zu deren Radachse (41) höhenversetzte Schwenkachse (42) verschwenkbar gelagerten Schwinge (24) eine die Schwenkachse (42) in einer vertikalen Ebene (b-b) führende Geradführung bilden und daß die Verschwenkung der Radachse (41) um die Schwenkachse (42) im Sinne der positiven Schrägfederung über einen zusätzlichen, aufbauseitig gehaltenen Führungsarm (46) gesteuert ist.

2. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (24) an der Starrachse (10), in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, vor der Starrachse (10) und oberhalb einer durch die Radachse (41) hindurchgehenden Horizontalebene schwenkbar gelagert sind.

3. Achsaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (46), in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, vor der Starrachse (10) angeordnet ist.

4. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (46) zugleich die Seitenführungsvorrichtung der Starrachse (10) bildet.

5. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (46) einen Dreieckslenker (46) bildet, dessen an der Starrachse (10) angelenkte Spitze (bei 48) in Draufsicht im wesentlichen auf der Fahrzeuglängsmittelachse (d-d) liegt.