DE3832181A1 - Aufhaengung fuer die hinterraeder eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Aufhängung für die an­ triebslosen Hinterräder eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merk­ malen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Aufhängung ist durch die DE-PS 22 20 119 be­ kannt. Sie umfaßt eine Verbundlenkerachse aus einer torsions­ weichen Querstrebe sowie aus zwei mit der Querstrebe biege­ und winkelsteif verbundenen, etwa S-förmig gekrümmten rohr­ förmigen Längslenkern. Stirnseitig der Querstrebe sind Lage­ rungen zur Verbindung der Verbundlenkerachse mit dem Fahr­ zeugrahmen vorgesehen. Die zum Heck des Fahrzeugs weisenden freien Enden der Längslenker tragen Lagerböcke, an denen auch die Achszapfen aufgenommen sind. Ferner dienen die zur Fahrzeuglängsmitte hin gerichteten Abschnitte der Lager­ böcke als Widerlager für Federbeine mit Schraubendruckfedern, über die sie gegenüber dem Fahrzeugrahmen distanziert sind.

Ein Nachteil der bekannten Bauart besteht in dem vergleichs­ weise langen Hebelarm zwischen der Querstrebe und der durch die Achszapfen der Hinterräder verlaufenden Ebene, in wel­ cher auch die Widerlager für die Schraubendruckfedern lie­ gen. Aufgrund dieses langen Hebelarms müssen die Lagerungen in den stirnseitigen Bereichen der Querstrebe entsprechend kräftig dimensioniert werden, wodurch der zur Verfügung stehende Einbauraum eingeengt wird.

Die Widerlager an den Lagerböcken für die Federbeine bzw. die Schraubendruckfedern liegen etwas unterhalb der Achszap­ fen. Somit wird der Bereich zwischen den Hinterrädern mit ihren Radkästen und der Querstrebe durch den Platzbedarf der Schraubendruckfedern sowie deren oberen Widerlager merklich eingeschränkt. Der sich quer erstreckende Hebelarm zwischen jedem Längslenker und dem jeweiligen Widerlager ist relativ lang bemessen. Folglich wird bei direkter Integration der Lager der Achszapfen in die Lagerböcke, insbesondere bei stoßförmigen Einfederungsbelastungen durch die Krafteinlei­ tung aus den Schraubendruckfedern in die Lagerböcke, ein zusätzliches Torsionsmoment auf die Längslenker und somit auch auf deren unmittelbare Anbindung an die Querstrebe hervorgerufen. Dieses zusätzliche Torsionsmoment bewirkt außerdem bei stoßförmigen Einfederungsvorgängen sowie bei hoher Zuladung des Fahrzeugs eine erhöhte Neigung zum nega­ tiven Sturz der Hinterräder.

Ausgehend von den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführ­ ten Merkmalen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, sowohl die Beanspruchungen der Längslenker sowie der Lage­ rungen stirnseitig der Querstrebe zu senken als auch zwi­ schen der Querstrebe und den Längslenkern bzw. den Hinter­ rädern einen größeren Einbauraum zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merk­ malen.

Durch die in Längsrichtung jedes Längslenkers nebeneinander­ liegende Anordnung einer Achszapfenaufnahme und einer Feder­ aufnahme werden jetzt die Widerlager für die Schraubendruck­ federn und ggf. für die Federbeine bzw. die Dämpfungszylinder aus der durch die Achszapfen verlaufenden Ebene verlagert und erheblich näher zur Querstrebe hin angeordnet. Bereits hierdurch wird zwischen den beiden Achszapfenaufnahmen ein größerer Freiraum zur günstigeren Eingliederung anderer Bauteile des Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Benzintanks oder eines Ersatzreifens geschaffen. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Hebelarm zwischen dem Widerlager für die Schraubendruckfeder und der Querstrebe erheblich kürzer wird. Folglich können die Beanspruchungen der etwa stirn­ seitig der Querstrebe befindlichen Lagerungen (Verbindung zum Fahrzeugrahmen) merklich gesenkt und diese Lagerungen einfacher gestaltet werden. Hiermit verbunden ist auch eine kleinere Dimensionierung der die Längslenker verbindenden Querstrebe.

Mit der Einbettung des Widerlagers für die Schraubendruck­ feder in eine Einsenkung des Längslenkers wird der Vorteil erzielt, daß bei platzsparender Ankopplung der Schrauben­ druckfeder an den Längslenker ein ausreichend langer Feder­ weg gewährleistet wird, ohne daß hiermit Nachteile im Be­ reich der Anlenkung der Schraubendruckfeder an den Fahrzeug­ rahmen verbunden sind. Außerdem wird hiermit ein sehr guter Federungskomfort erzielt, welcher wiederum positiv die Fahr­ eigenschaften des Fahrzeugs beeinflußt. Eine weitere vorteil­ hafte Eigenschaft der sowohl in Längsrichtung des Längslen­ kers als auch quer zu diesem versetzten Federaufnahme be­ steht darin, daß ein zusätzliches Torsionsmoment auf den Längslenker vermieden wird. Folglich wird eine evtl. Sturz­ änderung der Hinterräder im wesentlichen nur durch die exakt berechenbare Steifigkeit der Querstrebe bestimmt. Darüber hinaus wird durch diese Maßnahme der Einbauraum zwischen den Hinterrädern und der Querstrebe noch weiter vergrößert.

Durch die kastenförmige Gestaltung der Achszapfenaufnahme und der Federaufnahme wird bei geringem Materialeinsatz ein hohes Widerstandsmoment gegen Biegung und Torsion erreicht. Achszapfenaufnahme und Federaufnahme bilden in Verbindung mit dem Längslenker eine sehr kompakte Einheit, die alle äußeren Kräfte aufnehmen kann.

Aufgrund des Sachverhalts, daß sich nunmehr sowohl die Achs­ zapfenaufnahme als auch die Federaufnahme in Längsrichtung des Längslenkers auf diesem abstützen, werden die Beanspru­ chungen der gesamten Verbundlenkerachse gesenkt. Da die Querwände beider Aufnahmen die Längslenker mindestens etwa über ein Drittel des Umfangs formschlüssig umschließen, werden nachteilige Spannungsspitzen weitgehend vermieden.

Die Schwächung des Längslenkers durch die Einsenkung wird durch die Kastenform der Federaufnahme mehr als ausgeglichen. Die Federaufnahme bildet vielmehr ein Brückenglied zwischen den Längenabschnitten des Längslenkers, die nicht umgeformt sind. Hierbei kann durch eine gezielte Gestaltung der Kasten­ form ohne weiteres eine Erhöhung des übertragbaren Biegemo­ ments erzielt werden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme ist es problemlos möglich, eine Schraubendruckfeder und einen Dämpfungszylin­ der getrennt voneinander anzuordnen. Denkbar ist aber auch, Schraubendruckfeder und Dämpfungszylinder konzentrisch in­ einanderzuschachteln und zu einem Federbein zusammenzu­ fassen.

Das Widerlager für die Schraubendruckfeder ist so gestaltet, daß es die Schraubendruckfeder einwandfrei zentriert. Ein zentraler Zapfen des Widerlagers kann in diesem Zusammenhang am oberen Ende mit einem Pufferelement versehen sein, das bei extremen Federwegen der Schraubendruckfeder wirksam werden kann.

Die Achszapfenaufnahme und die Federaufnahme können zu einem Bauteil zusammengefaßt sein. Bevorzugt handelt es sich um eine einfache Blechkonstruktion, die durch Ziehen und/oder Biegen und/oder Schweißen gebildet wird. Bevorzugt sind Federaufnahme und Achszapfenaufnahme aber getrennt kasten­ förmig hergestellt und gemäß Anspruch 2 miteinander sowie mit dem Längslenker verschweißt. Auch eine andere Art der Verbindung ist selbstverständlich denkbar. Bei der getrenn­ ten Herstellung von Achszapfenaufnahme und Federaufnahme sind diese Bauteile ebenfalls vorzugsweise durch Ziehen und/oder Biegen und/oder Schweißen gefertigt.

Im Hinblick auf die von Material und Aufwand her einfache Gestaltung der Achszapfenaufnahme und der Federaufnahme können diese Bauteile durch vergleichsweise problemlos auto­ matisierbare Schweißverfahren miteinander verbunden werden. Auch können die Schweißnähte in belastungsmäßig günstige Bereiche verlegt werden.

Eine Möglichkeit der Umformung des Längslenkers im Bereich der Federaufnahme ist die spanlose Bearbeitung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3. Hierbei wird der Längslenker, insbesondere durch einen Preßvorgang, entsprechend der Längs­ erstreckung der Federaufnahme oberseitig eingedrückt und auf diese Weise die gewünschte Einsenkung erreicht. Die Querwän­ de der Federaufnahme stützen sich aber auf jeden Fall noch auf dem vollen Querschnitt des Längslenkers ab. Ein weiterer Vorteil der spanlosen Umformung besteht darin, daß die Schwä­ chung des Widerstandsmoments des Längslenkers in bezug auf Biegung und Torsion gegenüber der spanabhebenden Umformung vernachlässigbar ist. Sie wird durch die kastenförmige Feder­ aufnahme als Brückenglied mehr als ausgeglichen.

Gelangt gemäß Anspruch 4 eine spanabhebende Umformung des Längslenkers zur Anwendung, so kann hiermit die angestrebte Kontur der Einsenkung des Längslenkers auf relativ einfachem und doch präzisem Wege maschinell erzielt werden.

Die Kastenbauart der Federaufnahme ist so kompakt gestaltet, daß nach Anspruch 5 eine Tieferlegung des Federwiderlagers in die Einsenkung um mindestens die Hälfte des ursprüng­ lichen Durchmessers des rohrförmigen Längslenkers möglich wird. Dadurch kann das obere Widerlager der Schraubendruck­ feder am Fahrzeugrahmen um diesen Betrag tiefer gelegt wer­ den. Auf diese Weise wird zusätzlicher Fahrgastraum bzw. Kofferraum gewonnen. Statt eines runden Längslenkers sind aber auch andere Querschnittsformen denkbar.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 wird noch gezielter sicher­ gestellt, daß die resultierende Federkraft keine zusätz­ lichen Torsionsmomente auf den Längslenker ausübt. Die bie­ gesteife Anbindung des Längslenkers an die torsionsweiche Querstrebe wird somit nicht zusätzlich durch ein Torsions­ moment, resultierend aus der Federkraft, belastet. Bei Fahr­ zeugen mit eng tolerierten Sturzänderungen der nicht ange­ triebenen Hinterräder ist diese Konstruktionsart besonders vorteilhaft, da die Federkraft keine zusätzliche Sturzände­ rung durch ein Torsionsmoment auf die Längslenker verur­ sachen kann. Die Sturzänderung ergibt sich dann hauptsäch­ lich aus der Biege- und/oder Torsionssteifigkeit der Quer­ strebe, verursacht durch die Krafteinleitung im Radauf­ standspunkt.

Die einstückige Ausgestaltung von Federaufnahme und Wider­ lager gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 vereinfacht die Herstellung. Dennoch bietet eine solche gewichtssparende Rahmenkonstruktion aufgrund der senkrecht verlaufenden Wände und deren Höhe ein genügend großes Widerstandsmoment gegen die aus der Federkraft resultierenden Biegungen und Ver­ windungen.

Denkbar ist aber auch eine Ausführungsform, wie sie in An­ spruch 8 gekennzeichnet ist, wo also das Widerlager als gesondert herzustellender Bauteil mit der kastenförmigen Federaufnahme verbunden, insbesondere verschweißt, wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen von einem Längslenker durchsetzten Lager­ bock einer Verbundlenkerachse in der Perspektive;

Fig. 2 die Anordnung der Fig. 1 in der Draufsicht zusammen mit einem Hinterrad sowie einen Teil einer Querstrebe und

Fig. 3 eine Ansicht auf die Anordnung der Fig. 2 in Richtung des Pfeils III.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 ein rohrförmiger kreisrun­ der Längslenker 1 einer nicht näher dargestellten Verbund­ lenkerachse bezeichnet. Der leicht S-förmig gekrümmte Längs­ lenker 1 ist zur Fahrzeugmitte hin durch eine torsionsweiche Querstrebe 2 (Fig. 2) biege- und winkelsteif mit einem auf der anderen Fahrzeugseite spiegelbildlich angeordneten Längslenker verbunden.

Das der Querstrebe 2 abgewandte Ende 7 des Längslenkers 1 durchsetzt eine kastenförmige Achszapfenaufnahme 3 für ein Hinterrad 19. Die Achszapfenaufnahme 3 ist aus einem gestanz­ ten Blech abgekantet. Eine Lagerplatte 4 ist stirnseitig vor die Seitenwände 5, 6 der Achszapfenaufnahme 3 geschweißt. Die Seitenwände 5, 6 umschließen den Längenabschnitt 7 des Längslenkers 1 auf nahezu dem gesamten Umfang formschlüssig. Seitenwände 5, 6 und Längslenkerabschnitt 7 sind miteinander verschweißt.

Der S-förmige Versetzungsabschnitt 8 des Längslenkers 1 ist, wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 erkennbar ist, mit einer Einsenkung 9 versehen, die etwa der Hälfte des Durchmessers des Längslenkers 1 entspricht. Die Einsenkung 9 kann durch spanlose oder spanabhebende Umformung gebildet sein.

Desweiteren ist aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, daß der Versetzungsabschnitt 8 des Längslenkers 1 von einer eben­ falls kastenförmig gestalteten Federaufnahme 10 brückenartig übergriffen wird. Die Querwände 11, 12 der Federaufnahme 10 umschließen wie die Querwände 5, 6 der Achszapfenaufnahme 3 den Längslenker 1 formschlüssig über nahezu den gesamten Umfang. Die Querwände 11, 12 sind mit dem Längslenker 1 verschweißt. Ferner sind Achszapfenaufnahme 3 und Federauf­ nahme 10 miteinander verschweißt.

Die Oberseite der Federaufnahme 10 ist als kreisringförmig gestaltete Schale 13 eingezogen, wobei diese Schale 13 an die Kontur der Einsenkung 9 im Längslenker 1 angepaßt ist. Ein zentraler Zapfen 14 mittig der Schale 13 kann ggf. mit einem Pufferelement 15 versehen sein (Fig. 1).

Die kreisringförmige Schale 13 bildet ein Widerlager für eine Schraubendruckfeder 16, welche sich mit ihrem anderen Ende gegen den nicht näher veranschaulichten Fahrzeugrahmen abstützt. Insbesondere die Fig. 1 und 2 lassen in diesem Zusammenhang erkennen, daß die Resultierende 17 aus der Kraft der Schraubendruckfeder 16 die Mittelachse 18 des Längslenkers 1 schneidet.

Claims (8)

1. Aufhängung für die antriebslosen Hinterräder eines Kraft­ fahrzeugs, die zwei rohrförmige Längslenker sowie eine die Längslenker biege- und winkelsteif verbindende torsionswei­ che Querstrebe aufweist, wobei die der Querstrebe abgewende­ ten Enden der Längslenker mit Achszapfen tragenden Lager­ böcken verbunden und durch Schraubendruckfedern und/oder Dämpfungszylinder gegenüber dem Fahrzeugaufbau relativ be­ weglich distanziert sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Lagerbock aus einer kastenför­ migen Achszapfenaufnahme (3) und einer kastenförmigen Feder­ aufnahme (10) gebildet ist, die nebeneinanderliegend mit ihren Querwänden (5, 6; 11, 12) mindestens etwa ein Drittel des Umfangs des zugeordneten Längslenkers (1) formschlüssig umgreifen, wobei das Widerlager (13) für die in Längsrich­ tung des Längslenkers (1) neben der Achszapfenaufnahme (3) angeordnete Schraubendruckfeder (16) in eine Einsenkung (9) des Längslenkers (1) eingebettet ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achszapfenaufnahme (3), die Feder­ aufnahme (10) und der Längslenker (1) miteinander verschweißt sind.

3. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einsenkung (9) durch eine span­ lose Umformung des Längslenkers (1) gebildet ist.

4. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einsenkung (9) durch eine spanab­ hebende Umformung des Längslenkers (1) gebildet ist.

5. Aufhängung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ senkung (9) mindestens etwa die Hälfte des Durchmessers des kreisrunden Längslenkers (1) beträgt.

6. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Resultierende (17) aus der Kraft der Schraubendruckfeder (16) die Mittelachse (18) des Längs­ lenkers (1) schneidet.

7. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerlager (13) für die Schrauben­ druckfeder (16) einstückiger schalenförmiger Bestandteil der aus einer Platine gezogenen Federaufnahme (10) bildet.

8. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerlager (13) für die Schrauben­ druckfeder (16) Bestandteil eines schalenförmigen Einsatzes bildet, der an den oberen Längskanten der Wände der Feder­ aufnahme (10) befestigt ist.