DE3428162C2

DE3428162C2 - Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE3428162C2
Application number: DE19843428162
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7036 Schönaich Hoffmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1986-09-18
Also published as: DE3428162A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit einer gegenüber dem Fahrzeugaufbau mittels nichtführender Federn abgestützten Starrachse, deren Achskörper am Fahrzeugaufbau in Fahrzeugquerrichtung abgestützt und sowohl um eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsachse als auch um eine neben der Radachse angeordnete Querachse schwenkbar gelagert ist. Um bei einer solchen Achsaufhängung die Radachse unabhängig von einem Höhenversatz der Querachse zur Radachse sowie vom gegenseitigen Abstand dieser beiden Achsen bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfederung zu verlagern, wird vorgeschlagen, die Querachse in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar anzuordnen und an der Starrachse einen aufbauseitig und gegenüber der Radachse höhenversetzt abgestützten Führungslenker anzulenken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 oder 2.

Eine Achsaufhängung dieser Art ist aus der DE-OS 30 619 bekannt. Der Achskörper der Starrachse dieser Achsaufhängung ist in Fahrtrichtung U-förmig ausgekröpft.

Der ausgekröpfte Achskörperteil ist um eine parallel

60

65 zu den Radachsen verlaufende Querachse verdrehbar gelagert, die ihrerseits um eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende und in dieser Richtung am Fahrzeugaufbau verstellbar gelagerte Achse verschwenkbar angeordnet ist.

Damit sich die Radachse bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfederung verlagern kann, erstrecken sich die abgekröpften und in Fahvzeuglängsrichtung verlaufenden, jeweils einen der Radträger haltenden äußeren Achskörperteilstücke, ausgehend von der Querachse, in Richtung Radachse von oben schräg nach hinten unten.

Die Konstruktion dieser Achsaufhängung erfordert somit einen größeren HOhenversatz der Querschwenkp.chse zur Radachse zwecks Orientierung einer kreisförmigen Bahnkurve im Raum, entlang der sich die Radachse zur Erzielung ihrer Schrägfederungsbewegung zu verlagern hat, wobei der Winkel, unter welchem sich die positive Einfederungsbewegung zur Vertikalen vollzieht, durch den Radius der Bahnkurve bzw. die Länge der äußeren Achskörperteilstücke bestimmt wird.

Aus der mit Bezug auf die Radachse erforderlichen hochliegenden Anordnung der Querachse ist ein entsprechend großer Abstand der Bodengruppe des Aufbaues zum Achskörper zu berücksichtigen, so daß eine gedrungene Bauweise nicht möglich ist Außerdem resultiert daraus ein weit oberhalb der Radachse liegendes Momentanzentrum, um das sich der Aufbau bei Angriff einer Seitenkraft neigt Aus ein- und wechselseitigen Federungen resultieren deshalb Lenkbewegungen und die Radaufstandspunkte wandern in Fahrzeugquerrichtung, so daß die Starrachse schwimmt und insbesondere auf eisglatter Fahrbahn das Geradeauslaufvermögen stark eingeschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Achsaufhängung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 bzw. 2 anzugeben, die unabhängig von einem Höhenversatz der Querachse zur Radachse sowie vom gegenseitigen Abstand dieser t"<den Achsen eine positive Schrägfederung sowie ein besseres Fahrverhalten ermöglicht

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale dieser Ansprüche gelöst.

Bei den erfindungsgemäßen Achsaufhängungen wird die Beweglichkeit der Querachse in Fahrzeuglängsrichtung zur Schrägfederungsbewegung genutzt, indem der den Schrägfederungswinkel bestimmende Verstellweg durch die Länge des aufbauseitig und gegenüber der Radachse höhenversetzt abgestützten Führungslenkers bestimmt wird. Die durch den Führungslenker bewerkstelligte Zwangsführung erübrigt dabei eine Schräganordnung der äußeren Achskörperteilstücke nach hinten unten und ermöglicht es so, die Einbauhöhe von Längsund Querachse verringern und dadurch das Momentanzentrum sowie den Fahrzeugaufbau entsprechend tief legen bzw. das Fahrverhalten gezielt beeinflussen zu können.

Die Achsaufhängung gemäß Anspruch 2 erlaubt es dabei, das Momentanzentrum beispielsweise in die Fahrebene zu verlegen, wodurch bei Wechselfederung das Fahrverhalten auf eisglatter Fahrbahn optimiert 'werden kann.

Dabei kann, der die Längsbewegung der Querachse steuernde Führungslenker in Fahrzeuglängsrichtung vor oder hinter der Starrachse vorgesehen sein.

Um hierbei die zur Erzielung der Schrägfederungsbewegung der Radachse erforderliche Verlagerung der Querschwenkachse entgegen der Fahrtrichtung zu er-

reichen, ist bei einer vor der Starrachse liegenden Anordnung des Führungslenkers dessen aufbauseitiger Abstützpunkt oberhalb der Radachse und bei einer hinter der Starrachse liegenden Anordnung unterhalb der Radachse vorzusehen. Im letzteren Fall ergibt sich dabei der Vorteil, daß die Schrjigfederungsbewegung progressiv verläuft

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Achsaufhängungen schematised dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine erste Achsaufhängung, bei der die in Fahrzeuglsngsrichtung vor der Radachse liegende Querachse in der Konstruktionsiage in Höhe der Radachse angeordnet und entlang einer in der Fahrzeuglängsmittelebene liegenden Längsachse verschiebbar ist,

Fig.2 eine zweite Achsaufhängung, bei der die in einer Anordnung gemäß Fig. 1 vorgesehene Querachse durch einen in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar angeordneten Teil bestimmt ist der an AbstOtzlenkern aufgehängt ist

!n F i g. 1 bezeichnet 10 als Ganzes eine zum Beispie! die Hinterachse eines Personenkraftwagen: bildende Starrachse, deren über nichtführende Federn, beispielsweise Schraubenfedern 11 und 12, am Fahrzeugaufbau abgestützter Achskörper 13 beispielsweise durch ein Rohr gebildet ist, an dessen Stirnenden jeweils ein Radzapfen 14 bzw. 16 zur Lagerung eines Hinterrades 18 bzw. 20 vorgesehen ist

Der Achskörper 13 ist an der Unerseite eines nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbaues mittels einer Aufhängevorrichtung 22 derart aufgehängt daß dessen zugleich die Radachse 24 definierende Längsachse sich sowohl parallel zu sich selbst verlagern als auch um eine zu ihr parallele und sich in deren Richtung erstreckende Querachse 26 zur Durchführung von Ein- und Ausfederbewegungen zu schwingen vermag. Diese Querachse 26 liegt beispielsweise in Höhe der Radachse 24; sie könnte aber auch darüber oder darunter liegen.

Die Aufhängevorrichtung 22 ist in Fahrzeuglängsrichtung beispielsweise vor der Starrachse 12 angeordnet: sie könnte ebensogut auch dahinter liegen.

Die Verstellung der Radachse 24 para'lel zu sich selbst erfolgt entlang einer vorteilhaft in der Fahrzeuglängsmittelebene liegenden und vorzugsweise zur Radebene parallelen Längsachse 28.

Querachse 26 und Längsachse i8 sind durch sich senkrecht kreuzende Lugerrohre 30 und 32 bestimmt Während das Lagerrohr 32 auf einer die Längsachse 28 definierenden, aufbaufesten Führungsstange 34 axial verschiebbar angeordnet ist sind im Lagerrohr 30 jeweils ein Schenkel 36 b/w. 38 von winkelförmigen Lagerkörperii 40 bzw. 42 drehbar gelagert deren anderer Schenkel 44 bzw. 46 am Achskörper 13 beispielsweise durch Schweißen starr befestigt ist.

Als Alternative zu dieser Konstruktion könnten die beiden winkelförmigen Lagerkörper 40 und 42 zusammen auch als einstückiger, U-förmiger Lagerkörper ausgebildet sein, dessen U-förmige Schenkel am Achskörper 12 starr zu befestigen wären. In diesem Falle könnte dann die Führungsstange 34 durch zwei Teilstücke gebildet sein, sofern sich die Achsen 26 und 28 kreuzen sollten. Ebensogut wäre es auch denkbar, diese beiden Achsen übereinander vorzusehen, so daß in beiden Lagerrohren 30 und 32 entsprechend stangenförmige Lagerglieder durchgehend angeordnet sein könnten.

Zur Seitenkraftabstützung ist auf die Schenkel 36 und 38 der Lagerkörper 40 Wid 42 jeweils ein vorzugsweise ringförmiger Anschlag 48 bzw. 50 befestigt, die sich am benachbarten Stirnende des Lagerrohres 30 abstützen.

Der Aufhängevorrichtung 22 ist zur Erzielung eiuer Bewegung der Radachse 24 bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfederung ein Führungslenker 52 zugeordnet der in Fahrzeuglängsrichtung beispielsweise vor der Starrachse 10 angeordnet ist Das eine Lenkerende ist vorzugsweise in der Fahrzeuglängsmittelebene bei 54 am Achskörper 13 und das andere Lenkerende aufbauseitig bei 56 oberhalb der Radachse

ίο 24 angelenkt

Es ist auch möglich, vorzugsweise symmetrisch zur Fahrzeuglängsmittelebene, im Seitenabstand voneinander zwei solcher Führungslenker vorzusehen, wobei auf die Anordnung der Anschläge 48 und 50 verzichtet werden könnte, sofern diese Führungslenker in Richtung auf den Achskörper 13 schräg angeordnet sind und vorzugsweise konvergieren.

Die durch die Lage seiner Anlenkpunkte 54 und 56 bestimmte Schräganordnung des Führungslenkers 52 bewirkt bei gleichseitigen Ein- und ',usfederbewegungen um die Querachse 26 eine Verlagerung von Achskörper 13 und Aufhängevorrichtung 22 entlang der Längsachse 28, so daß die Radachse 14 zur Erzielung der positiven Schrägfederung zwei einander überlagerte Bewegungen ausführen wird. Die Anordnung der Längsachse 28 parallel zur Fahrbahnebene stellt dabei sicher, daß die Starrachse bei ein- und wechselseitigen Ein- und Ausfederungen von Lenkbewegungen frei bleibt

Bei einer gemäß F i g. 1 strichpunktierten Anordnung des Führungslenkers 52 in Fahrzeuglängsrichtung hinler der Starrachse 10, wobei dessen aufbauseitiger Anlenkpunkt 58 in einer unterhalb der Radachse 24 liegenden Ebene vorzusehen wäre, läßt sich gleichfalls positive Schrägfederung erzielen, verbunden mit dem Vorteil, daß sich diese mit zunehmendem Einfederweg progressiv gestalten bzw. der Winkel, unter welchem sich die Verlagerung der Radachse 24, bezogen auf die Vertikale, vollzieht, sukzessive vergrößern wird.

Anstelle der gezeigten Ausbildung des Achskörpers 13 »önnte dieser als Ganzes auch U-förmig ausgekröpft und demgemäß dessen zur Radachse 24 parallel verlaufendes Teilstück im Lagerrohr 30 verdrehbar gelagert sein.

Die in F i g. 2 gezeigte Achsaufhängung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Konstruktion lediglich dadurch, daß anstelle des Lagerrohres 32 zur Aufhängung des parallel zur Radachse 24 liegenden Lagerrohres 30 zwei dasselbe haltende, zur Fahrzeuglängsmittelachse a-a symmetrisch angeordnete, in Richtung auf das Lagerrohr 30 konvergierende Abstützlaschen 60 und 62 vorgesehen sind, die auch zur Seitenkraftabstützung

Teile dieser Achsaufhängung, die Teilen der anhand der Fig. 1 erläuteren Achsaufhängung gierchen, sind deshalb mit den dort verwendeten Bezugszahlen bezeichnet.

Die beiden Abstützlaschen 60,62 sind sowohl am Lagerrohr 30 als aucn an der Unterseite des Fahrzeugaufbaues um zur Fahrzeuglängsmittelachse a-a parallele Achsen schwenkbeweglich gelagert, wobei sie das Lagerrohr 30 in gabelförmiger Ausbildung übergreifen und jeweils auf einem Paar von Lagerzapfen 64 bzw. 66 desselben gelagert sind. Aufbauseitig sind sie jeweils auf einer Führungsstange 68 bzw. 70 sowohl quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges verschwenkbar als auch in deren Achsrichtung verschiebbar gelagert.

Die beiden Abstützlaschen 60. 62 könnten auch auf

den Lagerzapfen 64 und 66 des Lagerrohres 30 axial verschiebbar gelagert und aufbauseitig lediglich quer zur Fahrzeuglängsrichtung verschwenkbar aufgehängt sein.

Diese Konstruktion bietet gegenüber der Achsaufhängung gemäß Fig. 1 den weiteren Vorteil, die Lage des Momentanzentrums (Wankpol) unterhalb der Radachse 24 bestimmen zu können.

Im vorliegenden Falle ist der zwischen den beiden Abstützlaschen 60, 62 eingeschlossene Winkel so gewählt, daß sich die Verbindungsgeraden 7.1 und 72 der Abstützlaschengelenke bei 76, vorzugsweise auf der Radlaufstandsfläche, schneiden. Der Schnittpunkt 76 definiert hierbei das Momentanzentrum, um das sich der Fahrzeugaufbau bei einer Wankbewegung drehen wird.

Die Lage des Momentanzentrums 76 auf der Radaufstandsfläche bietet den Vorteil, daß bei Wechselfederung nur noch sehr kleine Wege der Radaufstandspunk-

IA opnAnuhAr Ae*r PohrKahn in coitllfliAr* iiinhttinn Aar·

Räder zustande kommen und dadurch ein zuverlässiges Geradeausl:v:iVermögen auf Glatteis gegeben ist, indem der A chskörper 13 sich um eine in Fahrzeugslängsrichtung erstreckende Rollachse (Längsachse) bewegen wird, die das Momentanzentrum 76 und das Momentanzentrum der Fahrzeugvorderachse durchdringt.

Die Räder 18, 20 geraten demgemäß weniger leicht ins Schwimmen.

Die Lage des Momentanzentrums 76 gemäß F i g. 2 in Fahrzeuglängsrichtung vor der Radachse 24 führt bei Abstützung von Seitenkräften zu einer Verlagerung der Starrachse 10 im Sinne eines Obersteuerns, was bei frontgetriebenen Kraftfahrzeugen anzustreben ist.

Alternativ hierzu kann das Momentanzentrum 76 durch entsprechend konstruktive Abwandlung der Achsaufhängung auch im Abstand hinter der Radachse 24 vorgesehen sein, woraus dann bei Seitenkraftangriff eine Verlagerung der Starrachse 10 im Sinne eines Untersteuerns resultiert

Die erfindungsgemäße Achsaufhängung ist für treibende oder nichttreibende Räder gleich vorteilhaft geeignet Ebenso kann sie mit lenkbaren Rädern ausgestattet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer gegenüber dem Fahrzeugaufbau mittels nichtführender Federn abgestützten Starrachse, deren die Radachse tragender Achskörper am Fahrzeugaufbau in Fahrzeugquerrichtung abgestützt und sowohl um eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsachse als auch um eine neben der Radachse angeordnete und in Fahrzeuglängsrichtung versteübare Querachse schwingbar gelagert ist, derart, daß die Radachse bei Einfederbewegungen im Sinne einer positiven Schrägfederung verlagerbar ist, dadurch ge- is kennzeichnet, daß sich die Querachse (26) und die parallel zur Fahrbahnebene angeorndete Längsachse (28) schneiden und daß an der Starrachse (10) zumindest ein aufbauseitig gegenüber der Radachse (24) höhenversetzt abgestützter Führungslenker (52) angelenkt kt.

2. Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer gegenüber dem Fahrzeugaufbau mittels nichtführender Federn abgestützten Starrachse, deren die Radachse tragender Achskörper am Fahrzeugaufbau in Fahrzeugquerrichtung abgestützt und sowohl um eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsachse als auch um eine neben der Radachse angeorndete und in Fahrzeuglängsrichtung verstellbare, durch einen Lagerkörper bestimmte Querachse schwingbar gelagert ist, derart, daß die Radachse bei Einfederbewegungen im Sinne eiiwr posi .,ven Schrägfederung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Starrachse (10) mindestens ein . afbauseitig gegenüber der Radachse (24) höhenversetzt abgestützter Führungslenker (52) angelenkt ist, und daß der Lagerkörper (30) an mindestens zwei voneinander getrennt und zur Fahrzeuglängsmittelebene (a-a) symmetrisch angeordneten sowie in Richtung auf den Lagerkörper (30) konvergierenden Abstützlaschen (60,62) gehalten ist, die sowohl am Lagerkörper (30) als auch am Fahrzeugaufbau um zur Längsachse parallele Achsen (64, 66; 68,70) verschwenkbar und entlang den aufbau- oder lagerkörperseitigen Achsen verstellbar angeordnet sind.

3. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufbauseitige Anlenkpunkt (56) des Führungslenkers (52) in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Achskörper (13) der Starrachse (10) angeordnet ist.

4. Achsaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gelenkverbindungsgeraden (71, 72) der Abstützlaschen (60,62) in der Konstruktionslage auf der Radaufstandfläche schneiden.