DE3818412C2 - Kraftfahrzeug-Hinterachse - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Hinterachse
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie sie beispielsweise
aus der DE 23 61 009 C2 bekannt ist.
Eine solche bekannte Kraftfahrzeug-Hinterachse besitzt im Gegensatz zu den in
der Praxis bewährten üblichen Verbund- und Koppellenkerachsen, bei denen die
radtragenden starren Längslenker miteinander durch eine an ihnen angeschweißte
biegesteife, jedoch torsionsweiche Querstrebe verbunden sind, von Natur aus
zwar keine Stabilisatorwirkung, weist diesen gegenüber andererseits jedoch den
großen Vorteil auf, daß die Längslenker vergleichsweise kurz bemessen werden
können, weil beim Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder selbst bei größeren Ver
schränkungen der Längslenker zwischen der Querstrebe und den Längslenkern keinerlei
Wölbspannungen auftreten können.
Bei der bekannten Kraftfahrzeug-Hinterachse ist
die geradlinig verlaufende Querstrebe in mindestens einem der beiden
Längslenker drehbar gelagert. Sie kann aber auch mit einem Ende an dem einen
Längslenker durch Schweißen o. ä. formschlüssig befestigt sein, während das rohrförmig ausgebil
dete andere Ende der Querstrebe dagegen in ein am anderen Längslenker form
schlüssig befestigtes Führungsrohr gesteckt und in diesem in Lagern drehbar
gelagert ist. Bei einem unterschiedlich großen oder sogar gegensinnigen Ein- und
Ausfedern der Hinterräder kann sich die Querstrebe frei im Führungsrohr verdrehen;
eine Stabilisatorwirkung tritt dabei nicht auf.
Bei einer anderen bekannten Kraftfahrzeug-Hinterachse dieser Art (DE 30 16 248 C2)
ist die Querstrebe nicht geradlinig, sondern bogenförmig mit nach vorn abgebogenen,
geraden Endabschnitten ausgebildet, wobei die Endabschnitte in den Längslenkern
unter Bildung von jeweils schräg zu den Längslenkern liegenden Drehachsen unter
Einfügung von elastischen Büchsen drehbar gelagert sind. Auch bei dieser bekannten
Hinterachse können die Längslenker vergleichsweise kurz bemessen werden, da
beim wechselseitigen bzw. ungleichmäßigen Ein- und Ausfedern der Räder ebenfalls
keine Wölbspannungen zwischen Querstrebe und Längslenkern auftreten können.
Soweit eine Stabilisatorwirkung vorhanden ist, wird sie durch die auf Schub
beanspruchten gummielastischen Büchsen bewirkt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das allgemeine Fahrverhalten und
das Eigenlenkverhalten einer Kraftfahrzeug-Hinterachse der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 genannten Art weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden die beiden aufbauseitigen gummielastischen Lenkerlager
also derart schrägnachgiebig ausgebildet, daß durch sie in Richtung ihrer Schräg
nachgiebigkeit gelegte Geraden sich in der Fahrzeugdraufsicht fahrzeugmittig
und im Abstand zu einer durch beide Lenkerlager gelegten Geraden schneiden,
und die Querstrebe ist gegen die Vorspannung einer Federvorrichtung teleskopartig
zusammenschiebbar.
Durch die Teleskopierbarkeit der Querstrebe und die spezielle schrägnachgiebige
Ausbildung der Lenkerlager wird einerseits ein den Fahrkomfort erhöhender Längs
federeffekt erzielt und andererseits ein das Eigenlenkverhalten verbesserndes
Seitenkraftlenken in Richtung Untersteuern, wobei der Vorteil, die Längslenker
kurz bemessen zu können, voll erhalten bleibt. Grundsätzlich ist es für sich
bereits bekannt (z. B. DE 35 21 361 A1), die aufbauseitigen Lenkerlager einer
Verbund- oder Koppellenker-Hinterachse in dieser Weise schrägnachgiebig auszubil
den, um dadurch vorhandene Übersteuerungstendenzen des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt
gezielt abzubauen.
Hierbei handelt es sich jedoch um Achsen mit an den Längslenkern angeschweißten
torsionsweichen biegesteifen Querstreben, deren Längslenker somit nur im beschränk
ten Umfang gegeneinander verschränkt werden können und demzufolge eine gewisse
Mindestlänge besitzen müssen. Bei diesen bekannten Achsen wird bei Kurvenfahrt
der ganze Lenkerverbund in den Lenkerlagern verschoben, was mit einer entsprechen
den Spuränderung verbunden ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung
nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 die Draufsicht einer Kfz-Hinterachse gemäß
der Erfindung bei Geradeausfahrt und
Fig. 2 die gleiche Hinterachse beim Durchfahren
einer Linkskurve.
Die beiden Räder 1 dieser Verbund- oder Koppellenker-Hinterachse sind über einen
Lenkerverbund 2 schwenkbar am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 6 angelenkt. Der
Lenkerverbund besteht aus zwei die Räder 1 tragenden starren Längslenkern 21,
die jeweils über ein gummielastisches Lenkerlager 4 schwenkbar am Fahrzeugauf
bau 6 angelenkt sind, und einer die beiden Längslenker miteinander verbindenden
biegesteifen Querstrebe 3, welche an diesen jeweils zwischen den Radachsen 8
und den gummielastischen Lagern 4 angreift.
Die Querstrebe 3 und ihre Verbindung mit den beiden Längslenkern 21 ist so gestal
tet, daß sie beim ungleichmäßigen oder gegensinnigen Ein- und Ausfedern der
Räder 1 nicht auf Torsion beansprucht wird.
Im Ausführungsbeispiel besteht sie aus zwei ineinandergesteckten und über La
ger 9, 10 dreh- und verschiebbar aufeinander abstützenden Rohren 31 und 32,
von denen das eine am linken und das andere am rechten Längslenker 21 angeschweißt
ist.
Durch eine zwischen den beiden rohrförmigen Teilstreben 31 und 32 wirksame Feder
vorrichtung in Form einer axial federnden Gummifeder 7 sind beide Rohre 31 und 32
axial vorgespannt, und zwar derart, daß auf sie eine sie axial auseinanderdrückende
Kraft wirkt. Die beiden Längslenker 21 werden somit in ihren Lenkerlagern 4
- bei Geradeausfahrt - an deren außenseitigen Lagerwangen o. ä. zur Anlage gezwun
gen, wie dies in Fig. 1 erkennbar ist.
Die beiden aufbauseitigen gummielastischen Lenkerlager 4 sind in bekannter Weise
schrägnachgiebig ausgebildet, und zwar derart, daß durch die Lenkerlager 4 in
Richtung der Lenker-Schrägnachgiebigkeit gelegte Geraden A und B sich - in Fahr
zeugdraufsicht - fahrzeugmittig schneiden und zwar im Abstand zu einer durch
beide Lenkerlager 4 gelegten Geraden C. Im Ausführungsbeispiel wird die gewünschte
Schrägnachgiebigkeit der Lenkerlager durch Schrägstellung der Lagerachsen 5
der Lenkerlager und durch eine entsprechende Bemessung der Axialnachgiebigkeit
der in den Lenkerlagern 4 verwendeten, nicht weiter dargestellten gummielastischen
Elemente erreicht. Es ist aber auch möglich, als Lenkerlager bekannte spurkorri
gierende Gummimetall-Lager (z. B. DE 28 38 391 C2) oder Lager der aus der DE
31 33 312 A1 oder DE 35 21 361 A1 bekannten Art einzusetzen.
Die beiden Lenkerlager 4 sind bezüglich ihrer Schrägnachgiebigkeit asymmetrisch
ausgebildet, und zwar derart, daß die in ihnen gelagerten Längslenker 21 im
wesentlichen jeweils nur zur Fahrzeugmitte hin auslenkbar sind, wie dies z. B.
auch aus der DE 23 62 199 A1 bekannt ist. Bei Geradeausfahrt werden die Längs
lenker, wie oben ausgeführt, durch die axial federnde Gummifeder 7 an den außen
seitigen Lagerwangen der Lager zur Anlage gebracht.
Wenn die beiden Hinterräder 1 gleichsinnig und gleichmäßig ein- bzw. ausfedern,
werden die beiden Längslenker 21 wie üblich ohne gegenseitige Verschränkung
um ihre Lenkerlager 4 verschwenkt, ohne daß es dabei zu spürbaren Relativbewe
gungen zwischen den beiden rohrförmigen Strebenteilen 31 und 32 kommt. Bei einem
ungleichmäßigen oder sogar gegensinnigen Ein- und Ausfedern der beiden Räder
werden die beiden rohrförmigen Teilstreben 31 und 32 dagegen problemlos relativ
zueinander verdreht; im Gegensatz zu üblichen Verbund- und Koppellenkerachsen
mit einstückigen torsionsweichen Querstreben treten dabei in den vorhandenen
Schweißverbindungen zwischen den beiden Längslenkern 21 und den jeweiligen Teil
streben 31, 32 keine Wölbspannungen auf. Die Längslenker 21 können deshalb ver
gleichsweise kurz bemessen werden, weil ihre dabei einhergehende größere Verschrän
kung zu keinen überhöhten Materialbeanspruchungen mehr führt. Eine kürzere Bauweise
der Längslenker hat zur Folge, daß diese bei Kurvenfahrt aufgrund ihrer nunmehr
geringeren Eigenelastizität sowie des geringeren wirksamen Hebelarms seitlich
weniger nachgeben als sonst üblich; das bedeutet aber unter anderem, daß diese
Hinterachse von vornherein eine geringere Übersteuerungsneigung besitzt als
übliche Verbund- und Koppellenkerachsen.
Im Gegensatz zu bekannten Verbund- und Koppellenkerachsen mit relativ zueinander
verdrehbaren Teil-Querstreben sind die beiden rohrförmigen Teilstreben 31 und 32
nicht nur relativ zueinander verdrehbar, sondern auch in axialer Richtung federvor
gespannt relativ zueinander verschiebbar ineinander gelagert.
Durch diese Anordnung wird einerseits erreicht, daß die Längslenker beim Überfahren
von Hindernissen bzw. beim Durchfahren von Schlaglöchern o. ä. fahrkomforterhöhend
in Fahrzeuglängsrichtung federnd nachgeben können. Dieser Längsfedereffekt kann
gezielt so ausgebildet werden, daß er entgegen der Fahrtrichtung, d. h. nach
hinten, etwas härter ist, weil u. a. der Rollwiderstand aufgenommen werden muß,
und in Fahrtrichtung, d. h. nach vorn etwas weicher. Im in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Längsfedereffekt nach hinten vergleichsweise gering,
weil die Lenkerlager und die Längslenker so ausgebildet sind, daß die Längslenker
bei Geradeausfahrt etwa an den außenseitigen Lagerwangen der Lenkerlager anliegen.
Von besonderer Bedeutung ist jedoch, daß mit der vorgeschlagenen Anordnung ein
ausgeprägtes Seitenkraftlenken erzielt wird, welches jeweils durch das kurvenäußere
Rad der Achse eingeleitet bzw. ausgelöst wird.
Wie Fig. 2 erkennen läßt, in der das Durchfahren einer Linkskurve dargestellt
ist, wird jeweils der kurvenäußere Längslenker durch die am kurvenäußeren Rad 1
angreifende Seitenkraft Sa aus seiner bei Geradeausfahrt (Fig. 1) eingenommenen
Lage im zugehörigen Lenkerlager 4 gegen die wirksame Federkraft dieses gummi
elastischen Lagers 4 und gegen die Wirkung der axial federnden Gummifeder 7
bzw. 7′ schräg nach vorn zur Fahrzeugmitte hin verlagert, wobei die beiden rohr
förmigen Teilstreben 31 und 32 teleskopartig ineinandergeschoben werden. Der
kurveninnere, hier der linke Längslenker 21, behält unter der Wirkung der am
kurveninneren Rad angreifenden Seitenkraft Si seine zuvor eingenommene Lage
im zugehörigen Lenkerlager, d. h. seine Anlage an der außenseitigen Lagerwange,
bei. Während der kurveninnere linke Längslenker 1 sich im wesentlichen kaum
bewegt, wird der kurvenäußere rechte Längslenker wegen der Schrägnachgiebigkeit
des Lenkerlagers schräg nach vorne gezogen, was eine entsprechende Lenkbewegung
des zugehörigen Hinterrades 1, d. h. ein Seitenkraftlenken der Achse bedeutet.
Im Gegensatz zu üblichen Achslenkprinzipien, bei denen jeweils der komplette
Lenkerverbund verschoben wird, wird hier nur das kurvenäußere Rad zum Lenkvorgang
seitlich bewegt, wohingegen das kurveninnere Rad praktisch die Spur behält,
was für die Spurhaltung der Achse günstig ist.
Da, wie bereits erwähnt wurde, bei kurzbemessenen Längslenkern die Übersteuerungs
neigung der Achse von vornherein geringer ist als bei vergleichbaren Achsen
sonst üblich, ist der zu treibende Aufwand zur weiteren Reduzierung der Über
steuerungstendenz, d. h. der Aufwand für die Schrägnachgiebigkeit der Lenkerlager
etc. vergleichsweise gering.
Es ist leicht erkennbar, daß das vorgeschlagene Konstruktionsprinzip, d. h.
das besondere Zusammenwirken von schrägnachgiebigen Lenkerlagern mit einer vorge
spannten teleskopischen Querstrebe der Verbundlenkerachse sinngemäß auch einge
setzt werden kann, wenn der Verbundlenker-Hinterachse - aus welchen Gründen
auch immer - eine gewisse Tendenz zum Übersteuern verliehen werden soll. In
diesem Falle müßten die gummielastischen Lenkerlager 4 lediglich derart ausgebildet
und angeordnet werden, daß die Längslenker unter der Einwirkung von Seitenkräften
nicht schräg nach vorn, sondern schräg nach hinten zur Fahrzeugmitte hin ausgelenkt
würden.
Claims (3)
1. Kraftfahrzeug-Hinterachse mit über gummielastische Lager schwenkbar am Fahr
zeugaufbau angelenkten radtragenden starren Längslenkern und mit einer an
diesen jeweils zwischen den gummielastischen Lagern und den Radachsen angrei
fenden biegesteifen Querstrebe, wobei die Querstrebe entweder in mindestens
einem der beiden Längslenker um die Querstrebenlängsachse drehbar gelagert
ist oder aus zwei axial ineinandergesteckten und gegeneinander drehbaren
Teilstreben besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aufbauseitigen gummielastischen Lenker
lager (4) derart schrägnachgiebig ausgebildet
sind, daß durch die Lenkerlager (4) in Richtung ihrer Schrägnachgiebigkeit
gelegte Geraden (A, B) sich in der Draufsicht fahrzeugmittig und im Abstand
zu einer durch beide Lenkerlager (4) gelegten Geraden (C) schneiden,
und daß die Querstrebe (3) gegen die Vorspannung einer Federvorrichtung (7)
teleskopartig zusammenschiebbar ist.
2. Kraftfahrzeug-Hinterachse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Federvorrichtung eine zwischen den beiden
Teilstreben (31, 32) bzw. zwischen dem Längslenker (21) und der in diesem
drehbar gelagerten Querstrebe wirksame axial federnde Gummifeder (7) vorge
sehen ist.
3. Kraftfahrzeug-Hinterachse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkerlager (4) in an sich bekannter Weise
in der Weise asymmetrisch schrägnachgiebig ausgebildet sind, daß die in
ihnen angelenkten Längslenker (21) im wesentlichen jeweils nur zur Fahrzeug
mitte hin auslenkbar sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B60G 3/14 |
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D2 | Grant after examination | ||
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