DE3441560C2

DE3441560C2 -

Info

Publication number: DE3441560C2
Application number: DE19843441560
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 6228 Eltville De Kaltwasser
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1988-12-22
Also published as: DE3441560A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterachse mit Gummimetall-Lagern für die schwenkbare Anlenkung der Führungslenker oder eines Achsverbundes am Aufbau eines Kraftfahrzeuges, welche jeweils eine Dämpfungsbüchse mit in radialer Richtung unterschiedlicher Nachgiebigkeit aufweisen. Eine solche Hinterachse ist in der DE-OS 27 48 193 beschrieben.

Bei der bekannten Hinterachse dient die einseitige Nach giebigkeit der Gummimetall-Lager dem Zweck, das Eigen lenkverhalten des Kraftfahrzeugs bei Kurvenfahrt zu be einflussen. Dadurch kann der durch die Elastizität der Gummimetall-Lager zwangsläufig eintretenden Übersteue rungstendenz bei Kurvenfahrt entgegengewirkt werden, in dem der Achsverbund als Ganzes in einer Kurve aufgrund der an den Rädern angreifenden Seitenkräfte um eine senkrechte Achse entgegen der Kurvenrichtung schwenkt.

Bei der vorbekannten Hinterachse ist das Gummimetall- Lager relativ kompliziert gestaltet und muß von der Seite her in den Achskörper eingeschoben und dann mit dem Aufbau verschraubt werden. Das macht eine automa tische Montage schwierig. Nachteilig bei der bekannten Hinterachse ist auch, daß durch die die Eigenlenkbewe gung herbeiführenden Maßnahmen zwangsläufig das Fede rungsverhalten des Gummimetall-Lagers in vertikaler Richtung beeinflußt wird, so daß man zwischen Komfortver halten und Kurvenverhalten optimieren muß.

Die früher angemeldete, jedoch nicht vorveröffentlichte DE-OS 35 21 361 zeigt auch schon eine Hinterachse, bei der die einen Achsverbund mit dem Aufbau des Kraftfahr zeuges verbindenden Dämpfungsblöcke als Dämpfungsbüchsen in senkrechter Ausrichtung am Fahrzeugunterbau abge stützt sind. Die Dämpfungsbüchsen sind jeweils durch zwei in ihnen vorgesehene, einander gegenüberliegende, vertikale Ausnehmungen in radialer Richtung unterschied lich nachgiebig, damit die Hinterachse bei Kurvenfahrt ein vorteilhaftes Eigenlenkverhalten erhält. Der Fig. 4 der genannten Offenlegungsschrift ist zu entnehmen, daß sich die Ausnehmungen in den Dämpfungsbüchsen von einer Stirnseite aus gesehen zur Mitte der Dämpfungsbüchse hin im Querschnitt verengen und dann zur anderen Stirnseite hin wieder erweitern. Eine Angabe über den Sinn der Querschnittsverengungen der Ausnehmungen findet sich in der Schrift nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hinter achse der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß mit ihr ein optimales Eigenlenkverhalten bei mög lichst hohem Fahrkomfort zu erzielen ist, ohne daß ihr Gummimetall-Lager dadurch im Aufbau kompliziert wird, und bei der das Gummimetall-Lager besonders einfach auch automatisch montiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dämpfungsbüchsen jeweils in senkrechter Ausrichtung am Fahrzeugaufbau abgestützt und in axialer und radialer Richtung verformbar gehalten sind und damit auch senk recht zu dem jeweiligen Führungslenker oder dem Achsver bund verlaufen, daß die unterschiedliche Nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchsen jeweils durch zwei einander gegen überliegende, vertikale Ausnehmungen in der Dämpfungs büchse erzeugt ist und daß die Ausnehmungen von einer Stirnseite der Dämpfungsbüchse aus gesehen zur Mitte der Dämpfungsbüchse hin sich im Querschnitt verengen und dann zur anderen Stirnseite hin wieder erweitern und daß der Querschnitt der Ausnehmungen so bemessen ist, daß bei radialer Kraftbeanspruchung eine zunehmende Anlage einer Seite der Ausnehmung an die andere eintritt.

Es sind zwar bei Hinterachsen von Kraftfahrzeugen auch schon Gummimetall-Lager mit stehenden Dämpfungsbüchsen bekannt, was beispielsweise der DE-AS 17 80 687 zu ent nehmen ist. Die bekannten, stehenden Dämpfungsbüchsen dienen jedoch nicht dazu, eine Drehbewegung zwischen zwei Teilen um eine waagerechte Achse zu ermöglichen, sondern stützen lediglich einen Tragkörper ab, an dem die Hinterräder führende Schräglenker angelenkt sind. Deshalb werden die stehenden Dämpfungsbüchsen bei dieser Hinterachsausführung auf Druck beansprucht.

Durch die erfindungsgemäße, stehende Anordnung von eine Drehbewegung um eine horizontale Achse zulassenden Lager büchsen ergeben sich wesentliche Vorteile gegenüber der vorbekannten, liegenden Anordnung. Ein funktioneller Vorteil liegt darin, daß es besser möglich wird, das Eigenlenkverhalten und das Komfortverhalten unabhängig voneinander abzustimmen. Beim Überfahren von Hindernis sen und Unebenheiten kann das jeweilige Hinterrad nach hinten ausweichen, um das Komfortverhalten zu verbes sern. Unabhängig von der Federungsrate in Fahrzeuglängs richtung kann die vertikale Federungsrate ebenfalls aus Komfortgründen verändert werden.

Die Erfindung kann bei sehr unterschiedlichen Hinter achsen Anwendung finden, beispielsweise bei Koppellenker achsen, Verbundlenkerachsen oder Kurbellenkerachsen. Kostenmäßig ist es von Vorteil, daß die stehenden Dämp fungsbüchsen von unten her in den Tragkörper eingescho ben und auch von unten her mit dem Aufbau verschraubt werden können. Das erleichtert die Montage ganz wesent lich und erlaubt eine automatische Montage. Dadurch, daß sich die Ausnehmungen von einer Stirnseite der Dämpfungs büchse aus gesehen zur Mitte der Dämpfungsbüchse hin im Querschnitt verengen und dann zur anderen Stirnseite hin wieder erweitern, wird bei richtiger Bemessung der Quer schnitte eine zu große radiale Auslenkung durch zuneh mende Anlage einer Seite der Ausnehmung an die andere mit zunehmender Kraft begrenzt. Hierdurch tritt eine progressive Versteifung der Dämpfungsbüchsen bei radia ler Kraftbeanspruchung auf. Eine Lehre, die Querschnitte der Ausnehmungen so zu bemessen, daß diese progressive Versteifung auftritt, findet sich nicht in der früher angemeldeten DE-OS 35 21 361.

Eine andere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der gegenseitige Abstand der äußeren Flächen der Ausnehmungen über die Höhe der Dämpfungsbüchse unter schiedlich ist. Auf diese Weise verändert sich die Längs nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchsen durch Veränderung der Schlitzbreite völlig selbständig bei unterschied licher Zuladung des Kraftfahrzeugs.

Zum Ausbau der Feder ist es bei einem Kraftfahrzeug er forderlich, daß bei hochgebocktem Wagen die Längslenker so weit nach unten schwenken können, daß die Feder voll ständig entspannt ist. Da bei stehenden Dämpfungsbüchsen diese jedoch hierzu die erforderliche kardanische Aus lenkung nur begrenzt zulassen, ist ein solches Entspan nen jedoch nicht ohne weiteres zu erreichen. Mittels der im Anspruch 3 gekennzeichneten langen Schraube kann man die Dämpfungsbüchse jedoch so weit absenken, daß die Führungslenker sich ausreichend verschwenken können.

Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin dung besteht darin, daß jede Dämpfungsbüchse in einer zylindrischen Öffnung des Führungslenkers oder des Achs verbunds um eine senkrechte Achse verstellbar angeord net ist. Durch diese Möglichkeit des begrenzten Verstel lens kann man das Lenkverhalten eines Fahrzeugs von vorn herein oder auch nachträglich zwischen einem Übersteuern und Untersteuern verändern oder eine Anpassung der Hin terachse an unterschiedliche Vorderachsen oder auch an eine unterschiedliche Motorisierung vornehmen. Bislang wurden zu diesem Zweck Dämpfungsbüchsen unterschied licher Form oder Gummihärte verwendet.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu ihrer weiteren Verdeutlichung wird nunmehr auf die Zeich nung Bezug genommen. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäß gestalteten Hinterachse eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des linken Be reiches einer erfindungsgemäßen Hinterachse,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Gummi metall-Lagers in einer ersten Einbaulage,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Gummi metall-Lagers in einer zweiten Einbaulage,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Hinterachse im Bereich des Gummimetall-Lagers,

Fig. 6 eine Prinzipskizze einer kompletten Hinter achse gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt einen Teilbereich eines Fahrzeugauf baus 2, an dem ein Führungslenker 4 mit einem Hinterrad 6 befestigt ist. Die Verbindung zwischen Führungslenker 4 und Fahrzeugaufbau 2 erfolgt über ein Gummimetall- Lager 8, welches derart angeordnet ist, daß es durch das Ein- und Ausfedern des Führungslenkers 4 kardanisch bean sprucht wird. Als Federelement dient eine zwischen Fahr zeugaufbau 2 und Führungslenker 4 abgestützte Schrau bendruckfeder 10.

Die Fig. 2 läßt die konkrete Ausgestaltung der Hinter achse deutlicher erkennen. Dargestellt ist der linke Bereich einer als Koppellenkerachse ausgebildeten Hinter achse 12. Von ihr sind der linke Führungslenker 4 und eine diesen mit dem anderen, nicht gezeigten Führungs lenker verbindende Querstrebe 14 zu erkennen. Am Ende des Führungslenkers 4 ist eine Radnabe 16 vorgesehen. Zu erkennen ist in diesem Bereich eine Bremstrommel 18 des Hinterrades. Die bereits in Verbindung mit Fig. 1 er wähnte Schraubendruckfeder 10 ist ebenfalls in Fig. 2 dargestellt. Des weiteren ist ein Stoßdämpfer 48 zu sehen.

Die Anlenkung der Hinterachse 12 an den Fahrzeugaufbau 2 erfolgt mittels zweier Gummimetall-Lager, von denen das Gummimetall-Lager 8 dargestellt ist. Es hat eine stehend angeordnete Dämpfungsbüchse 20, welche in eine entspre chend bemessene Öffnung 22 von unten her eingeschoben werden kann. Mit seiner unteren Stirnfläche steht die Dämpfungsbüchse 20 im montierten Zustand auf einem Halte blech 24, welches mittels zweier Schrauben 26, 28 am Fahrzeugaufbau 2 festgeschraubt wird. Eine weitere, rela tiv lange Schraube 30 durchdringt dieses Halteblech 24 und die Dämpfungsbüchse 20 und verbindet auf diese Weise die Dämpfungsbüchse 20 mit dem Fahrzeugaufbau 2.

Wichtig für die Erfindung ist, daß die Nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchse 20 in verschiedenen radialen Richtun gen unterschiedlich ist. Zu diesem Zweck besitzt die Dämpfungsbüchse 20, was in den Fig. 3 und 4 zu erken nen ist, einander gegenüberliegend zwei senkrechte Aus nehmungen 32, 34. In Fig. 4 weisen die Ausnehmungen 32, 34 in Fahrzeuglängsrichtung und in Fig. 3 in Quer richtung. Das hat zur Folge, daß die Dämpfungsbüchse 20 in der in Fig. 3 gezeigten Einbaulage in Fahrzeuglängs richtung relativ steif, quer dazu jedoch relativ nach giebig ist. Wird die Dämpfungsbüchse 20 um 90 Grad bis in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gedreht, so ist sie in Fahrzeuglängsrichtung nachgiebig und quer dazu rela tiv steif.

Die Fig. 5 zeigt im Schnitt das Gummimetall-Lager 8 im montierten Zustand. Gezeigt ist, daß die Ausnehmungen 32, 34 nicht einfach senkrecht durch die Dämpfungsbüchse 20 hindurchführen, sondern zur Mitte hin enger und dann wieder weiter werden. Verschiebt sich der Führungslenker 4 nach vorn, so legt sich eine nach außen gewölbte Flä che 36 gegen eine gegenüberliegende Fläche 38 der Aus nehmung 34. Die Flächenberührung nimmt gleichmäßig zu, so daß eine Längsbewegung des Führungslenkers 4 langsam abgebremst wird.

Nicht dargestellt ist, daß der gegenseitige Abstand der äußeren Flächen 38 der Ausnehmungen 32, 34 über die Höhe der Dämpfungsbüchsen 20, 20′ unterschiedlich sein kann. Dann ändert sich bei einer vertikalen Relativbewegung zwischen der inneren Fläche 36 und der äußeren Fläche 38 infolge unterschiedlicher Zuladung die Schlitzbreite der Ausnehmungen 32, 34, so daß sich die Längsnachgiebigkeit selbständig verändert.

Zum besseren Verständnis der Funktionsweise der erfin dungsgemäßen Hinterachse sei nunmehr auf die Fig. 6 Be zug genommen. Diese zeigt die Hinterachse 12 als ganzes. Zu erkennen sind die beiden Längslenker 4, 4′, die Quer strebe 14, beide Dämpfungsbüchsen 20, 20′ sowie die beiden Hinterräder 6, 6′. Wichtig für die Erfindung ist die Lage der beiden Ausnehmungen 32, 34 in den Dämpfungs büchsen 20. In diesem Beispiel sind die Ausnehmungen 32, 34 so ausgerichtet, daß der zwischen den Ausnehmungen 32, 34 gebildete Steg 40 mit ihren Mittellinien 42, 44 schräg nach vorne weisen, so daß diese Mittellinie sich in Fahrzeugmitte vor der Hinterachse 12 schneiden. Durch fährt nun das Fahrzeug eine Rechtskurve, was durch einen Pfeil 46 angedeutet ist, so muß in beiden Hinterrädern 6 die nach außen gerichtete Fliehkraft abgefangen werden. Diese Kräfte führen durch die unterschiedliche Nach giebigkeit der Dämpfungsbüchsen 20, 20′ dazu, daß die ganze Hinterachse 12 um eine Hochachse entgegen dem Uhr zeigersinn schwenkt und die gestrichelt dargestellte Po sition einnimmt. Es kommt dadurch zu einem Übersteuern.

Soll eine Untersteuerungstendenz erreicht werden, dann sind beide Dämpfungsbüchsen 20, 20′ gegenüber der Lage in Fig. 6 um 90 Grad verdreht einzubauen. In einer Rechtskurve vermag sich dann der linke Führungslenker 4 etwas nach vorn und der rechte Führungslenker 4′ etwas nach hinten zu verlagern. Die Hinterachse 12 schwenkt dadurch im Uhrzeigersinn um ihre Hochachse, so daß das Fahrzeugheck etwas in die Kurve hinein gelenkt wird.

Claims

1. Hinterachse mit Gummimetall-Lagern für die schwenk bare Anlenkung der Führungslenker oder eines Achsver bundes am Aufbau eines Kraftfahrzeuges, welche jeweils eine Dämpfungsbüchse mit in radialer Richtung unter schiedlicher Nachgiebigkeit aufweisen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dämpfungsbüchsen (20, 20′) jeweils in senkrechter Ausrichtung am Fahrzeugaufbau (2) abgestützt und in axialer und radialer Richtung verformbar gehalten sind und damit auch senkrecht zu dem jeweiligen Führungs lenker oder dem Achsverbund verlaufen, daß die unter schiedliche Nachgiebigkeit der Dämpfungsbüchsen (20, 20′) jeweils durch zwei einander gegenüberliegende, vertikale Ausnehmungen (32, 34) in der Dämpfungsbüchse (20, 20′) erzeugt ist und daß die Ausnehmungen (32, 34) von einer Stirnseite der Dämpfungsbüchse (20) aus ge sehen zur Mitte der Dämpfungsbüchse (20) hin sich im Querschnitt verengen und dann zur anderen Stirnseite hin wieder erweitern und daß der Querschnitt der Ausnehmun gen (32, 34) so bemessen ist, daß bei radialer Kraftbean spruchung eine zunehmende Anlage einer Seite der Ausneh mung (32, 34) an die andere Seite eintritt.

2. Hinterachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der äußeren Flächen (38) der Ausnehmungen (32, 34) über die Höhe der Dämpfungs büchse (20) unterschiedlich ist.

3. Hinterachse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummimetall-Lager (8) mit einer Stirnfläche auf einem am Fahrzeugaufbau (2) von unten her festgeschraubten Halteblech (24) aufsitzt und durch die Dämpfungsbüchse (20) vertikal hindurch eine Schraube (30) in den Fahrzeugaufbau (2) geschraubt ist, deren Einschraublänge wesentlich größer ist als zum Festschrau ben der Dämpfungsbüchse (20) erforderlich.

4. Hinterachse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dämpfungsbüchse (20, 20′) in einer zylindrischen Öffnung (22) des Führungs lenkers (4) oder des Achsverbundes relativ zum Fahr zeugaufbau und der Führungslenker um eine senkrechte Achse verstellbar angeordnet ist.