DE3642421C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterradaufhängung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche ist aus
dem US-Report "on the sixth international technical
conference on experimental Safety vehicles", 12.-15.10.1976,
S. 656-664 bekanntgeworden.
Eine weitere Hinterradaufhängung zeigt die DE 30 48 794 C1.
Bei dieser bekannten Radaufhängung sind fünf Einzellenker
vorgesehen, die durch eine schräg nach vorne und innen
verlaufende Schubstrebe, einen Querlenker, eine Stoßstrebe,
eine schräg nach vorne und innen verlaufende Zugstrebe und
eine Spurstange gebildet werden. Die Radaufhängung weist
also eine relativ komplizierte geometrische Gestaltung auf,
für die fünf Lenker mit jeweils fünf Gelenken verwendet
werden müssen. Ziel dieser Gestaltung ist es, die Vorteile
der aus dem Rennsport bekannten Doppel-Querlenkeraufhängung
im Hinblick auf Leichtbau und Fahrverhalten zu erhalten,
andererseits aber bei kompakter Bauweise einen guten
Fahrkomfort zu erreichen.
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der
vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen,
welche so ausgebildet ist, daß - je nach konstruktiver
Auslegung - ein vorbestimmter geringer Betrag an Nachspur,
eine Nullnachspur oder ein bestimmter Betrag an Vorspur
hervorgerufen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
Anspruches 1 gelöst.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 bis 3 eine Draufsicht, eine Vorderansicht (mit
Blick vom Heck des Fahrzeugs) und eine Seiten
ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der
Erfindung;
Fig. 4 einen Teilschnitt einer elastomerischen Buch
seneinheit, durch welche die Aufhängungsarme
der Ausführungsformen der vorliegenden Erfin
dung mit der Fahrzeugkarosserie betriebsver
bunden sind;
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die Anordnung
der Aufhängungsbauteile der vorliegenden Er
findung, wobei dargestellt ist, wie diese An
ordnung die Versetzung des Radzentrums und der
Achsschenkelbolzenachse auf Null reduziert;
Fig. 6 ein Diagramm der Anordnungen und Schnittpunkte
der Achsen der Anordnungen von drei Ausführungs
beispielen der Erfindung;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der räumlichen An
ordnung der verschiedenen Verbindungen und
Achsen, durch welche die vorliegende Erfindung
charakterisiert ist, zusammen mit der winkel
mäßigen Orientierung der Spurstange;
Fig. 8 ein schematisches Diagramm der Kräfte, welche
auf das Rad wirken und des korrespondierenden
Effekts der Orientierung der Spurstange bei
einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Achsen,
um welche der untere Radführungslenker
schwenkbar ist; und
Fig. 9 eine graphische Darstellung des auf die Aufhän
gung mittels einer Kraft aufgebrachten Effektes,
welche seitlich auf das Kraftfahrzeug einwirkt,
bzw. einer Kraft, welche in Richtung auf das
Heck des Kraftfahrzeuges wirkt, wobei die Dar
stellung bezüglich (a) des Nachspurbetrages und
(b) des obengenannten Winkels erfolgt.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung. Bei dieser Anordnung bezeichnet die
Bezugsziffer 1 die verschiedenen Bauteile der Kraftfahr
zeugkarosserie. Weiterhin sind dargestellt: Eine An
triebswelle 2, ein Differentialgetriebe 3, eine hintere
Antriebswelle 4, eine Radachse 5, ein an der Achse befe
stigtes Rad 6, ein Achsgehäuse 7, eine Bremsverbindungs
platte 8, welche einstückig an dem Achsgehäuse ausgebil
det oder mit diesem dauerhaft verbunden ist, ein
A-förmiger Radführungslenker 10 und ein Lager 10a,
welche die innenliegenden Enden des Quer
lenkerarms 10 mit der Karosserie 1 verbinden. Wie in Fig.
4 dargestellt, umfaßt jedes dieser Lager 10a
eine elastomerische Buchse 11, durch welche eine Achse in
Form einer Schraube 12 geführt ist, sowie einen Träger
13, der fest mit der Karosserie 1 des Kraftfahrzeugs ver
bunden ist.
Das außenliegende Ende des Radführungslenkers 10 ist
mit einem Träger 14 verbunden, der fest mit dem
unteren Bereich des Achsgehäuses 7 mittels einer Kugel
gelenkverbindung 10b verbunden ist, die von einem nicht
gezeigten Staubschutz umgeben ist.
Eine Spurstange 19 ist an ihrem außenliegenden Ende mit
einem Träger 18 verbunden, welcher sich von der Seite des
Achsgehäuses 7 aus nach hinten erstreckt. Die Spurstange
19 ist in Form einer zweiteiligen Konstruktion ausge
bildet, mittels derer ihre Länge einjustierbar ist. Das
innenliegende Ende der Spurstange 19 ist über eine
Buchseneinheit 19a mit der Kraftfahrzeugkarosserie 1 ver
bunden, welche gemäß dem Beispiel in Fig. 4 ausgebildet
ist. Die Verbindung zwischen dem Träger 18 und
Spurstange 19 erfolgt über eine Kugelgelenkverbindung 19b.
Eine Stoßdämpferstange 20 eines McPherson- oder eines
ähnlichen Stoßdämpfers ist in Wirkverbindung zwischen der
Kraftfahrzeugkarosserie 1 und dem Achsgehäuse in der dar
gestellten Weise angeordnet. Ein Torsionsstab 21 er
streckt sich quer über das Kraftfahrzeug und ist an jedem
seiner beiden Enden mit jeweils einem Arm des Radführungslenkers
verbunden, wobei in Fig. 1 nur ein Ende des Torsions
stabs 21 dargestellt ist.
Ein Träger 22 verbindet die außenliegenden Enden eines
ersten und eines zweiten oberen Einzellenkers 23, 24
mit dem Achsgehäuse 7. Wie in den Figuren dargestellt,
sind die innenliegenden Enden der Einzellenker 23,
24 mit der Karosserie 1 jeweils mittels einer elastomeri
schen Einheit 23a und 24b verbunden. Eine Verbindung zwi
schen dem Träger 22 und den zwei Einzellenkern 23,
24 erfolgt über zwei separate Kugelgelenkverbindungen 23b
und 24b. Die elastomerischen Einheiten 23a und 34a sind
im wesentlichen so ausgebildet, wie dies in Fig. 4 darge
stellt ist.
Wie am einfachsten aus Fig. 5 zu erkennen ist, sind die
oberen Einzellenker 23 und 24 so konvergierend an
geordnet, daß ihr Abstand an den innenliegenden Enden X
beträgt, während der Abstand an den außenliegenden Enden
Y ist, wobei sich die gedachten Verlängerungen der beiden
Einzellenker in einem Punkt G schneiden. Dieser
Punkt G ist auf der außenliegenden Seite einer Ebene P
angeordnet, welche senkrecht zu der Drehachse des Rades 6
steht und welche das Radzentrum A umfaßt. Bei dieser An
ordnung ist die Achsschenkelbolzenachse L1 so angeordnet,
daß sie durch den Punkt G und das Zentrum der Kugelge
lenkverbindung 10b derart verläuft, daß sie das Radzentrum
A schneidet (siehe Fig. 2).
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Betrag an Nach
spur, die durch eine Kraft erzeugt wird, wie sie in Fig.
1 dargestellt ist, im wesentlichen auf Null reduziert.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine An
ordnung beschränkt, bei welcher die Achsschenkelbolzen
achse das Radzentrum als solches schneidet und kann in
einer Weise variiert werden, welche einen gesteuerten ge
ringen Betrag an Nachspur indiziert oder andererseits in
einer derartigen Weise, daß ein umgekehrter Effekt er
zeugt wird, bei welchem ein gesteuerter Betrag an Vorspur
auftritt. Es ist z.B. möglich, die oberen Einzellenker
23, 24 so anzuordnen, daß deren gedachte Verlän
gerungen sich an einem Ort schneiden, welcher dazu führt,
daß die Achsschenkelbolzenachse in nächster Nähe neben
dem Radzentrum A verläuft. Es ist nämlich, wie in Fig. 6
dargestellt, die Anordnung zum Schnitt der gedachten Ver
längerungen der Einzellenker in einem Punkt G1 so
vorzusehen, daß die Achsschenkelbolzenachse a1 sich von
dem Punkt G1 zu einem Punkt H, der das Zentrum der Kugel
gelenkverbindung 10b bildet, erstreckt, und die Raddreh
achse L2 an einem Punkt I1 schneidet, welcher gerade in
nerhalb des Radzentrums A angeordnet ist. Wenn anderer
seits der Schnittpunkt der Einzellenker so angeordnet
ist, daß er auf den Punkt G3 fällt, dann schneidet die
Achsschenkelbolzenachse a3 L2 in einem Punkt I3 an einer
Stelle, welche geringfügig außerhalb des Radzentrums A
liegt. Diese Anordnung führt zu dem oben beschriebenen
Vorspureffekt.
Wie das in Fig. 6 dargestellte Diagramm zeigt, betrifft
die Achsschenkelbolzenachse a2, welche durch die Punkte
G2, a2, I2 und H führt, die Anordnung, welche gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestaltet
ist, welche sehr neutrale Charakteristiken beinhaltet,
bei welchen im wesentlichen keine negative Vorspur bzw.
Nachspur auftritt.
Mit der oben beschriebenen Radaufhängung, bei welcher es
möglich ist, wie in Fig. 7 gezeigt, die Achsen L3 und L4,
um welche der untere Radführungslenker 10 und die oberen
Einzellenker 23 und 24 wirksam verschwenkbar sind, im
wesentlichen parallel anzuordnen, ist es möglich, den Be
trag des Eigenlenkverhaltens, welches bei einem Einwärts
biegen und Zurückbiegen des Rades 6 erzeugt wird, zu re
duzieren. Die Achsen L3 und L4 sind nämlich im wesentli
chen zueinander parallel, unter der Voraussetzung, daß
die Deformation der Buchsen vernachlässigt wird. Unter
dieser Voraussetzung ist es möglich, (a) eine Linie J-K
zu bilden, welche sich senkrecht zu der Achse L3 zu dem
Zentrum der Kugelgelenkverbindung 10b des unteren
Radführungslenkers erstreckt und (b) eine Linie N-O zu bilden,
welche sich senkrecht von der Achse L4 erstreckt, um wel
che die oberen Verbindungsstangen 23, 24 effektiv ver
schwenkbar sind, zu dem Schnittpunkt der Verlängerungen
dieser Verbindungsstangen. Das ermöglicht, daß die Punk
te, welche durch die Elemente 23a, 23b, 24a und 24b ge
bildet werden, in derselben Ebene liegen, welche sich im
wesentlichen horizontal erstreckt. Folglich sind die Ach
sen L3, L4 und die Linien J-K und M-O im wesentlichen zu
einander parallel, wobei dies während des Biegens und Zu
rückbiegens der Fall ist. Das durch die Punkte J, K, N
und O gebildete System wird damit daran gehindert, eine
dreidimensionale Verwindung vorzunehmen.
Weiterhin ist in der oben beschriebenen Radaufhängung der
Seitenlenker 19 so angeordnet, daß ein spitzer Winkel R
zwischen der Achse L3 und der Längsachse der Spurstange
19 gebildet wird. Die Auswahl dieses Winkels stellt
ein bedeutendes Merkmal der vorliegenden Erfindung dar.
Das Rad 6 wird nämlich nicht nur durch eine Kraft FB,
sondern auch durch eine seitlich wirkende Kraft FS beauf
schlagt, welche entlang der Drehachse L2 des Rades 6
wirkt.
Wie in Fig. 9 dargestellt, weisen diese beiden Kräfte
einen Effekt auf, der sich auf den Betrag der Vorspur
auswirkt, welche bei den oben beschriebenen Ausführungs
formen der Erfindung auftritt. Bei den Ausführungsformen
der Erfindung ist der Winkel auf ungefähr 60° festge
setzt. Der Grund dafür liegt darin, daß der Betrag der
Vorspur, welche in Abhängigkeit von der Kraft FB hervor
gerufen wird, im wesentlichen gleich, zu der durch die
Kraft FS hervorgerufenen, wobei der Effekt der Kraft FB
schnell zu einer Seite dieses Wertes abfällt, während der
Effekt der Kraft FS bei spitzerem Winkel steil ansteigt.
Dabei soll erwähnt werden, daß Werte nahe bei 60°, z.B.
in einem Bereich von 60 bis 75°, verwendet werden können,
ohne von dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfin
dung abzuweichen und sicherstellen, daß der Betrag der
Vorspur (siehe T in Fig. 8), welcher als Ergebnis der
Aufbringung der Kräfte FS und FB induziert wird, in einer
Weise stabil gesteuert werden kann, welche die Betriebs
charakteristiken der vorliegenden Erfindung noch verbes
sert.
Claims (4)
1. Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit:
einem Radträger (7),
einem unteren, A-förmigen Radführungslenker (10), der mit seinen inneren, aufbauseitigen Enden elastisch mittels Lagern (10a, 10a) mit dem Aufbau verbunden ist, wobei das äußere radseitige Ende dieses A-förmigen Radführungslenkers mit dem Radträger über ein erstes Gelenk (10b) verbunden ist, und wobei dieses erste Gelenk (10b) zwischen der Radmittellängsebene (P) und dem Aufbau angeordnet ist,
einem oberen, aus zwei Einzellenkern (23, 24) bestehenden Radführungslenker, welche elastisch mit ihren aufbauseitigen Enden (23a, 24a) mit dem Aufbau verbunden ist, und welche an ihren radseitigen Enden mit dem Radträger (7) mittels eines zweiten und eines dritten Gelenkes (23b, 24b) verbunden sind, wobei die Längsachsen der Einzellenker (23, 24) sich in einem Punkt (G) schneiden, welcher außerhalb der Radmittellängsebene (P) liegt,
einer Spurstange (19), welche aufbauseitig (19a) elastisch mit dem Aufbau (1) verbunden ist und welche radseitig mittels eines vierten Gelenkes (19b) mit dem Radträger verbunden ist, wobei diese Spurstange in Fahrtrichtung hinter dem A-förmigen Radführungslenker angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch die aufbauseitigen Lager (10a, 10a) des A-förmigen Radführungslenkers (10) verlaufende erste Schwenkachse (L3) sich nach innen und hinten erstreckt,
daß die durch die aufbauseitigen Lager (23a, 24a) der Einzellenker (23, 24) verlaufende Schwenkachse (L4), in der Draufsicht gesehen, im wesentlichen parallel zur ersten Schwenkachse (L3) ist,
daß die ideelle Achsschenkelbolzenachse (L1) das Drehzentrum (A) des Rades schneidet oder nahe diesem verläuft, und
daß die erste Schwenkachse (L3) und die Längsachse der Spurstange (19) - in der Draufsicht gesehen - einen spitzen Winkel (R) einschließen.
einem Radträger (7),
einem unteren, A-förmigen Radführungslenker (10), der mit seinen inneren, aufbauseitigen Enden elastisch mittels Lagern (10a, 10a) mit dem Aufbau verbunden ist, wobei das äußere radseitige Ende dieses A-förmigen Radführungslenkers mit dem Radträger über ein erstes Gelenk (10b) verbunden ist, und wobei dieses erste Gelenk (10b) zwischen der Radmittellängsebene (P) und dem Aufbau angeordnet ist,
einem oberen, aus zwei Einzellenkern (23, 24) bestehenden Radführungslenker, welche elastisch mit ihren aufbauseitigen Enden (23a, 24a) mit dem Aufbau verbunden ist, und welche an ihren radseitigen Enden mit dem Radträger (7) mittels eines zweiten und eines dritten Gelenkes (23b, 24b) verbunden sind, wobei die Längsachsen der Einzellenker (23, 24) sich in einem Punkt (G) schneiden, welcher außerhalb der Radmittellängsebene (P) liegt,
einer Spurstange (19), welche aufbauseitig (19a) elastisch mit dem Aufbau (1) verbunden ist und welche radseitig mittels eines vierten Gelenkes (19b) mit dem Radträger verbunden ist, wobei diese Spurstange in Fahrtrichtung hinter dem A-förmigen Radführungslenker angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch die aufbauseitigen Lager (10a, 10a) des A-förmigen Radführungslenkers (10) verlaufende erste Schwenkachse (L3) sich nach innen und hinten erstreckt,
daß die durch die aufbauseitigen Lager (23a, 24a) der Einzellenker (23, 24) verlaufende Schwenkachse (L4), in der Draufsicht gesehen, im wesentlichen parallel zur ersten Schwenkachse (L3) ist,
daß die ideelle Achsschenkelbolzenachse (L1) das Drehzentrum (A) des Rades schneidet oder nahe diesem verläuft, und
daß die erste Schwenkachse (L3) und die Längsachse der Spurstange (19) - in der Draufsicht gesehen - einen spitzen Winkel (R) einschließen.
2. Hinterradaufhängung gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der spitze Winkel, den die erste
Schwenkachse (L3) und die Längsachse der Spurstange (19)
einschließen, ungefähr im Bereich zwischen 60° und 75°
liegt.
3. Hinterradaufhängung gemäß Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der spitze Winkel, den die erste
Schwenkachse (L3) und die Längsachse der Spurstange (19)
einschließen, ungefähr 60° beträgt.
4. Hinterradaufhängung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (10a), die an den
radseitigen Enden des A-förmigen Radführungslenkers (10)
angeordnet sind, so ausgebildet sind, daß sie relativ
nachgiebig in Richtung dieser ersten Schwenkachse (L3) und
relativ unnachgiebig in Richtung senkrecht dazu sind.
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