DE3507436A1 - Radaufhaengung fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Radaufhaengung fuer ein kraftfahrzeug

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Werner Dipl.-Ing. 5200 Siegburg Krude
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GKN Driveline North America Inc
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Description

GKN AUTOMOTIVE COMPONENTS INC! XO128.001/P84.110
Ne/Fe 25.02.1985
Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit unabhängig am Fahrgestell aufgehängten, über ein angelenktes Differential angetriebenen Hinterrädern.
Aus der US-PS 2 968 357 ist eine Differentialaufhängung bekannt, die so an einem Fahrgestell befestigt ist, daß eine Winkelbewegung des Differentials gegenüber dem Fahrzeug möglich ist. Hierbei ist eine Schwenkbewegung des Differentials auf Querzapfen an den seitlichen Trägern eines Fahrzeugrahmens möglich, um ein Absacken des Fahrzeughecks während der Beschleunigung zu reduzieren und um zur Geräuschisolierung beizutragen. Diese Anordnung umfaßt ein Widerlager, das die Winkelbewegung beschränkt, mit Ausnahme bei einer über ein bestimmtes Maß hinausgehenden Beschleunigung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung zu schaffen, in der das Differential derartig aufgehängt ist, daß das Einfedern in der Beschleunigungsphase verringert wird und eine verbesserte Bewegungsmöglichkeit des Differentials gegenüber dem Fahrzeugrahmen geschaffen ist. Die Aufhängung soll einfach im Aufbau, leicht und robust auszuführen sein.
Die Lösung hierfür besteht in einer Radaufhängung, die gekennzeichnet ist durch einen drehbar am Fahrgestell befestigten Querträger, der um eine querliegende Schwenkachse schwenkbar ist, ein am Querträger befestigtes, mit diesem um die Schwenkachse schwenkbares Differential mit einer längsgerichteten Differentialeingangachse und einer senkrecht dazu/ im wesentlichen parallel zur Schwenkachse liegenden Differentialausgangsachse, zwei als Radlenker dienenden Schwingarmen, die jeweils eine Radanordnung mit dem Querträger verbinden und die in einem Abstand voneinander angeordnete Trägerabschnitte aufweisen, die um eine im wesentlichen senkrecht zur Radachse verlaufenden Schwingachse schwenkbar mit dem Querträger verbunden sind, wobei eine erste Relativbewegung um die Schwingachse zwischen dem Differential und jeder Radanordnung und eine zweite Relativbewegung um die Schwenkachse zwischen dem Fahrgestell einerseits sowie dem Differential und den Radanordnungen andererseits stattfinden kann.
Mit der Erfindung wird ein neues Aufhängungssystem geschaffen, bei dem das Differential gegenüber dem Fahrzeug Bewegungen um eine erste, sich quer zum Fahrzeug erstreckende Schwenkachse ausführen kann und um eine zweite, von der Differentialausgangsachse gebildete Achse, die sich im wesentlichen parallel zur Schwenkachse im Abstand von dieser erstreckt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil des Fahrzeugs mit einer unabhängigen Radaufhängung,
Fig. 2 eine Rückansicht der Aufhängung nach Fig. 1,
wobei der Querträger nach hinten geneigt ist,
um bestimmte Elemente in Perspektive zu zeigen,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Aufhängung,
Fig. 4 eine isometrische, teilweise weggebrochene Ansicht der Aufhängung,
Fig. 5 einen Querschnitt eines für das Aufhängungssystem verwendeten Gleichlaufschiebegelenks zur Verbindung von Motor und Längswelle.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Fahrzeug mit einem Aufbau 10, der an einem Fahrgestell 12 befestigt ist, welches einen Rahmen 14 mit zwei seitlich in einem Abstand voneinander angeordneten, in Längsrichtung sich erstreckenden seitlichen Rahmenelementen 16 und 18 aufweist. Zwischen diesen seitlichen Rahmenelementen 16 und 18 ist ein Querträger 22 schwenkbar mittels einer Schwenkverbindung in Form einer Zapfenbohrung 20 durch jedes seitliche Rahmenelement befestigt. Der Querträger 22 ist dabei an einem Querstab 24 befestigt, dessen Außenabschnitte 26 und 28 in den Zapfenbohrungen 20 aufgenommen werden, um eine im allgemeinen horizontale querliegende Schwenkachse 30 zu schaffen.
Der Querträger 22 weist einen vorderen Abschnitt 32 mit zwei nach vorne sich erstreckenden äußeren Flanschabschnitten 34 und 36 auf, die von dem nach vorne sich
erstreckenden Mittelabschnitt 38 durch zwei Längsschlitze 40 und 42 getrennt sind. Die Längsschlitze 40 und 42 besitzen eine ausreichend große Länge und Breite, um die Seitenrahmenelemente 16 und 18 mit Abstand aufzunehmen, wenn sie um die Schwenkachse 30 eine Schwenkbewegung ausführen. In der Nähe der vorderen Abschnitte und 46 der entsprechenden Flanschabschnitte 34 und 36 sind elastische zylinderförmige Büchsen 48 und 50 koaxial an den entsprechenden äußeren Endabschschnitten 26 und 28 des Querstabes 24 befestigt, die z.B. durch Muttern und Schrauben (nicht dargestellt) an den vorderen Flanschabschnitten 44 und 46 angebracht sind.
Die inneren Stirnflächen 52 und 54 der Büchsen 48 und 50 stoßen an ringförmige Druckscheiben 56 und 58 an, welche die Rahmenelemente 16 und 18 von den Büchsen 48 und 50 trennen.
Eine Befestigungsfläche 60 des Differentials 62 ist z.3. mittels Schrauben an dem hinteren Abschnitt 59 des Querträgers 22 befestigt, wobei das Differential 62 eine im allgemeinen parallel zu der Längswellenachse 132 des Fahrzeuges verlaufende Eingangsachse 64 und eine dazu im wesentlichen senkrecht sich erstreckende Ausgangsachse 66 aufweist. Die seitlichen Ausgänge 68 und 70 des Differentials 62 sind über mit Drehgelenken versehenen Antriebswellen, die je ein inneres Drehgelenk 72 aufweisen, das durch ein Wellenteil 76 mit einem äußeren Drehgelenk 74 verbunden ist, mit den entsprechenden Radanordnungen verbunden. Diese weisen je ein Rad 82 auf, das um eine Radachse 84 drehbar ist und mit der Fahrbahnoberfläche 85 in Kontakt steht.
Die Achse der Antriebswelle 76 schneidet die Differentialausgangsachse 66 des Differentials 62 an der Beugungsachse 86 des äußeren Gelenks.
Der Querträger 22 ist mit jeder Radanordnung 80 durch einen als Radlenker dienenden Schwingarm 90 verbunden, der einen nach hinten sich erstreckenden Abschnitt 92 aufweist, der z.B. mittels Schrauben 94 an einem Flansch 96 befestigt ist, der eine Nabe 98 trägt, so daß die Radanordnung 80 um die Radachse 84 drehbar ist.
Jeder Schwingarm 90 weist weiterhin einen Trägerabschnitt 100 mit zwei in einem Abstand voneinander am Ende einer Lasche 106 angeordneten Schwenkelementen 102 und 104 auf, wobei die Lasche 106 an dem Abschnitt 100 des Schwingarms 90 durch Schrauben 108 befestigt ist. Die Schwenkelemente 102 und 104 erstrecken sich über zwei im Abstand voneinander angeordnete Schwenkstifte 110 und 112, die durch Schrauben 114 befestigt sind, so daß sie von der oberen Fläche des Querträgers 22 abstehen.
Ein Schwenkzapfen 118 ist in einer Axialbohrung 116 eines jeden Schwenklagers 110, 112 mittels Gewindeschrauben befestigt. Jeder Schwenkzapfen 118 hat äußere Endabschnitte 120 und 122, die drehbar in die Schwenkelemente 102 und 104 eingreifen. Die Schwenklager 110 und 112 sind gegenüber der Schwenkachse 30 so auf dem Querträger 22 angeordnet und die Höhe eines jeden Schwenklagers 110 und 112 ist so ausgewählt, daß sie seitlich versetzt von der Differentialeingangsachse 64 und der Längswellenachse 132 eine Schwingachse bilden, die im wesentlichen durch das innere Drehgelenk 72 an dessen Beugungsachse verläuft.
Da die längsliegende Schwingachse 124 sich in dieser Weise durch das innere Drehgelenk 72 erstreckt, wird eine Relativbewegung zwischen der Radanordnung 80 und dem Differential 62 um die Schwingachse 124 ermöglicht, während eine weitere Relativbewegung um die querliegende Schwenkachse 30 zwischen dem Fahrzeugrahmen 14 und dem Differential 62 stattfinden kann. Außerdem wird durch die Einfederung des Fahrzeugrahmens 14 gegenüber der Fahrbahnoberfläche 85 in vertikaler Richtung eine dritte Relativbewegung um die Differentialausgangsachse 66 zwischen dem Fahrzeugrahmen 14 und jedem von ihm gehaltenen Element, einschließlich des Querträgers 22, des Differentials 62 und des Radlenkers 90 gestattet.
Der Differentialeingang 63 ist über eine Längswelle 130 mit der Längswellenachse 132 insbesondere über ein Schaltoder Automatikgetriebe (nicht dargestellt) mit einem Motor 134 verbunden, dessen Motorabtrieb 136 um eine Abtriebsachse 138 ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Das differentialseitige Ende 140 der Längswelle 130 ist am Differentialeingang 63 befestigt, so daß die Differentialeingsachse 64 koaxial zu der Längswellenachse 132 der Antriebswelle 130 verläuft. Das motorseitige Ende 142 der Antriebswelle 130 ist über ein Gleichlaufdrehgelenk 144 mit dem Motorabtrieb 136 verbunden, um eine Abwinklung zwischen der Längswellenachse 132 und der Motorabtriebsachse 138 zuzulassen. Bei dem Drehgelenk 144 handelt es sich um ein axial arbeitendes Verschiebegelenk. Die Beugung zwischen der Längswellenachse 132 und der Motorabtriebsachse 138 wird an dem Differential 62 durch eine entsprechende relative Winkelbewegung um die Schwenkachse 30 und die Radachse 84 aufgenommen.
- ίο -
Als Alternative kann die Längswelle 130 mit einem axial feststehenden Gleichlaufgelenk an einem Ende und mit einem Gleichlaufverschiebegelenk an dem anderen Ende versehen werden.
Um die oben erwähnte Relativbewegungen zu beschränken, werden weitere Radführungselemente in Form einer Stoßdämpfer- und Schraubenfederanordnung 150 vorgesehen, die den Fahrzeugrahmen 14 mit einem geeigneten Angriffspunkt wie z.B. der Radanordnung 80, dem Radlenker 90, dem Querträger 22 oder sogar dem Differential 62 verbinden. Insbesondere wird ein nach hinten sich erstreckendes senkrechtes Tragelement 152 mit einem nach außen sich erstreckenden Flansch 154 durch z.B. Schrauben 156 an jedem seitlichen Rahmenelement 16 und 18 befestigt. Jede Stoßdämpfer- und Schraubenfederanordnung 150 weist einen Stoßdämpfer 160 auf, der entlang einer nach innen geneigten Stoßdämpferachse 162 wirksam ist und von einer Schraubenfeder 164 umgeben ist, die zwischen einer oberen Schraubenfederhaltekappe 166 und einer unteren Schraubenfederhaltekappe 168 wirksam ist. Der Umfang der oberen Schraubenfederhaltekappe 166 ist mittels einer Gewindeschraube 170 an einer vorbestimmten Stelle an der äußeren Hantelfläche eines äußeren Stoßdämpferteils mit einer Befestigungsnabe, die sich durch eine Öffnung in der Haltekappe 166 erstreckt, befestigt. Die Befestigungsnabe ist mit einer Bohrung versehen, in die ein Stoßdämpferschwenkzapfen 180, der an dem nach außen sich erstrekkenden Flansch 154 des vertikalen Tragelements 52 befestigt ist, eingreift. Der Stoßdämpferzapfen ist z.B. mittels einer elastischen, ringförmigen Scheibe 176 elastisch befestigt. Ein inneres Stoßdämpferteil der Stoßdämpfer- und Schraubenfederanordnung 150 erstreckt sich durch eine Öffnung in der unteren Schraubenfederhaltekappe 168 und endet in einem Gabelteil 169 mit einer
Öffnung 192, die eine teilweise kugelige Innenfläche 195 aufweist, um ein Kugelgelenk aufzunehmen, das von einer zylindrischen Fläche 200 an der Radnabenanordnung hervorsteht.
Die oben erwähnte Stoßdämpfer- und Schraubenfederanordnung 150 ist so angeordnet, daß die Achse des Stoßdämpferschwenkzapfens 180 - in einer Draufsicht - in Querrichtung zwischen der Schwingachse 124 und der Beugungsachse SS des äußeren Gelenks liegt. Die Stoßdämpferbefestigungsnabe führt um den Stoßdämpferschwenkzapfen 180 in einer Ebene, die sich im wesentlichen durch die querliegende Schwenkachse 30 erstreckt, eine Schwenkbewegung aus. Das Kugelgelenk 198 ist quer angeordnet, s0 daß sich die Gabel 159 um eine Achse beugt, die sich in einer Ebene befindet, in der auch die Beugungsachse 8ö des äußeren Gelenks angeordnet ist. Das Kugelgelenk 198 ist so gegenüber aer Radachse 84 und in einem solchen Abstand von der querliegenden Schwenkachse 30 angeordnet, daß es ein Wirkdrehmoment auf das radseitige Ende des Radlenkers ausübt, so daß dessen Bewegung gegenüber dem Fahrzeug- rahmen 14 nach vorne um die querliegende Schwenkachse 30 und auch die Bewegung des Schwingarmes 90 nach unten und außen um die Schwingachse 124 eingeschränkt wird.
Der Fachmann wird ohne weiteres erkennen können, daß das hier beschriebene Aufhängungssystem auch oder als Alternative verschiedene Kombinationen von Schraubenfedern, Blattfedern, Stoßdämpfern und anderen bekannten Vorrichtungen aufweisen kann.
- Leerseite -

Claims (13)

GKN AUTOMOTIVE COMPONENTS INC. XO128.001 Ne/Fe 25.02.1985 Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug Patentansprüche
1. Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit unabhängig am Fahrgestell aufgehängten, über ein winkelbeweglich angelenktes Differential angetriebenen Hinterrädern, gekennzeichnet durch:
einen drehbar am Fahrgestell (12) befestigten Querträger (22), der um eine querliegende Schwenkachse (24) schwenkbar ist, „
ein an dem Querträger (22) befestigtes, mit diesem um ^
die Schwenkachse (30) schwenkbares Differential (62) v*
mit einer längsgerichteten Differentialeingangachse (64) und einer senkrecht dazu im wesentlichen parallel zur Schwenkachse (30) liegenden Differentialausgangsachse (66),
zwei als Radlenker dienende Schwingarme (90), die jeweils eine Radanordnung (80) mit dem Querträger (22) verbinden und die zwei im Abstand voneinander angeordnete Trägerabschnitte (100) aufweisen, die um eine im wesentlichen senkrecht zur Radachse verlaufende Schwingachse (124) schwenkbar mit dem Querträger (22) verbunden sind, wobei eine erste Relativbewegung um die Schwingachse (124) zwischen dem Differential (52) und jeder Radanordnung (80) und eine zweite Relativbewegung um die Schwenkachse (30) zwischen dem Fahrgestell (12) einerseits sowie dem Differential (62) und den Radanordnungen andererseits stattfinden kann.
2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachse (124) im wesentlichen parallel zur Differentialeingangsachse (64) verläuft.
3. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer Längswelle (130) zwischen dem Differentialeingang (64) und einem Motorabtrieb (136), dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehgelenk (144) zur Abwinklung zwischen der Gelenkwelle (130) und der Motorausgangswelle (138) oder der Differentialeingangswelle (64) vorgesehen ist.
4. Aufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachse (124) im wesentlichen parallel zur Längswellenachse (132) verläuft.
5. Aufhängung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwinklung des Drehgelenkes (144) durch die Bewegung des Differentials (62) um die Schwenkachse (30) und/oder eine Radachse (04) aufgenommen wird.
6. Aufhängung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk (144) aus einem als Schiebegelenk ausgebildeten Gleichlaufdrehgelenk besteht.
7. Aufhängung nach einem der vorherigen Ansprüche mit Gelenkwellen zwischen dem Differentialausgang und der entsprechenden Radanordnung, dadurch gekennzeichnet , daß die Fahrzeugträger (16,18) und/oder der Querträger (22) und/oder das Differential (62) in einer dritten Relativbewegung relativ zur Fahrbahnoberfläche (36) um die Radachse (G4) verschwenkbar sind.
8. Aufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgelenke (72,74) der Antriebswellen (76) auf der Schwingachse (124) angeordnet sind.
9. Aufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Feder- und Dämpfungselementen zwischen dem Fahrgestell einerseits und den Schwingarmen oder den beiden Radanordnungen andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungsmittel (150) zumindest einer der beiden ersten Relativbewegungen entgegenwirken.
10. Aufhängung nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungselemente (150) der dritten Relativbewegung entgegenwirken.
11. Radaufhängung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (22) um eine erste querliegende Schwenkachse gegenüber den Fahrzeugträgern (16,18) schwenkbar ist und daß 6er Querträger (62) gegenüber dem Differential um eine zweite Achse schwenkbar ist.
12. Aufhängung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Achse die Differentialausgangsachse (66) oder die Schwingachse (124) ist, die im wesentlichen senkrecht zu der Differentialausgangsachse (66) verläuft.
13. Aufhängung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differential (62) am Querträger (22) derart befestigt ist, daß es beim Einfedern des Fahrzeuges um die erste und um die zweite Drehachse schwenkbar ist.
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