DE3875336T2

DE3875336T2 - Hintere kraftfahrzeugaufhaengung vom typ mit unabhaengigen raedern und vierseitigen querstuecken.

Info

Publication number: DE3875336T2
Application number: DE8888830534T
Authority: DE
Inventors: Guido Alesso; Raffaele Leonardis; Gian Luigi Perello
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2008-12-14
Also published as: US4903981A; EP0323815A1; BR8806714A; IT1212162B; DE3875336D1; EP0323815B1; IT8768147A0; ES2035365T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hinterachsaufhängung für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
Ein Achsaufhängung dieser Art ist aus der FR-A-1 573 273 bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hinterachsaufhängung zu schaffen, welche sowohl für nichtgelenkte Räder als auch für gelenkte Räder verwendbar ist, welche die Stabilität und Straßenhaftung des Motorfahrzeuges sicherstellt und welche gleichzeitig erlaubt, die kinematischen Bewegungen und das elastische Ausweichen der Aufhängung unabhängig zu steuern. Diese Aufgabe ist durch die obengenannte bekannte Aufhängung nicht zufriedenstellend gelöst.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Hinterachsaufhängung der obengenannten Art vorgesehen, welche zusätzlich die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschriebenen Merkmale aufweist.
Es sei bemerkt, daß die Verwendung einer am Radträger befestigten Verbindungsstrebe zur Beeinflussung der Radwinkeleinstellung während des Steuerns aus EP-A-0 141 093 bekannt ist. Diese Druckschrift nimmt jedoch die obengenannten charakterisierenden Merkmale der Erfindung nicht vorweg.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die lediglich ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel darstellen; es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine perspektivische Teilansicht der Aufhängung gemaß der Erfindung,
Fig. 2 eine andere perspektivische Darstellung der Aufhängung in Fig. 1,
Fig. 3 bis 5 eine Draufsicht, eine Rückansicht und eine Seitenansicht der Aufhängung der Fig. 1,
Fig. 6 eine Abwandlung der Fig. 4.
Die Zeichnungen zeigen lediglich den Teil der Aufhängung, welcher zum rechten Hinterrad des Kraftfahrzeuges gehört. Der linke Teil der Aufhängung ist zu dem dargestellten Teil der Aufhängung symmetrisch.
In der Zeichnung ist das rechte Hinterrad eines Kraftfahrzeuges, dessen Struktur mit 2 bezeichnet ist, mit 1 bezeichnet. Das Rad 1 ist an einem Träger 3 montiert, welcher mit der Struktur 2 über ein Rechtecklenkersystem verbunden ist, welches im Ganzen mit 4 bezeichnet ist. Das Rechtecklenkersystem 4 umfaßt ein oberes Querelement, welches durch einen einzigen Querarm 5 gebildet ist, sowie ein unteres Querelement 6, welches durch eine Dreieckanordnung gebildet ist, die durch einen unteren Hauptarm 7 und einen mit dem Arm 7 in einer später im einzelnen beschriebenen Weise verbundenen Hilfsarm 8 gebildet wird. Entsprechend der gewöhnlich von Fachleuten dieses Fachgebietes verwendeten Terminologie wird der Begriff "quer" in der vorliegenden Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen zur Bezeichnung einer horizontalen Richtung verwendet, die im wesentlichen zur Längsachse des Kraftfahrzeuges geneigt ist. Im Fall des unteren Hauptarmes 7 spricht man korrekterweise nicht von einem Querarm, da er in einer Richtung angeordnet ist, die fast parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeuges liegt. Die durch die Kombination des Armes 7 und des Armes 8 gebildete Dreieckanordnung ist jedoch einem Querarm äquivalent.
Ein Ende 9 des oberen Querarmes 5 ist mit der Struktur des Kraftfahrzeuges gelenkig verbunden und sein anderes Ende 10 ist mit einem oberen Schenkel des Radträgers 3 verbunden (welcher im wesentlichen C-förmig ausgebildet ist, wie aus Fig. 4 deutlich zu erkennen ist).
Die Länge des Querarmes 5 ist mittels einer Justiereinrichtung 11 einstellbar, welche eine Gewindeverbindung umfaßt, die im einzelnen nicht dargestellt wurde, weil sie an sich bekannt ist. Bei der in Fig. 6 dargestellten Abwandlung ist ein Fluid-Verstellantrieb 31 zum Einstellen der Länge des Armes 5 anstelle der Einrichtung 11 vorgesehen.
Der untere Hauptarm 7 hat eine rohrförmige Metallblechstruktur, deren Vorderende (bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeuges) mit einem Metallrohr 12 verschweißt ist. Das Rohr 12 nimmt eine elastische Hülse auf, die auf einem von der Unterstruktur 2 gehaltenen Bolzen angeordnet ist (beispielsweise mittels zweier Flansche 13 wie in Fig. 1 dargestellt). Die Schwenkachse der Hülse ist in der Zeichnung (siehe insbesondere Figur 3) mit 14 bezeichnet. Der untere Hilfsarm 8 hat ebenfalls eine rohrförmige Metallblechstruktur, die mit einem Ende an einem Metallrohr 15 angeschweißt ist, welches gelenkig auf einem Bolzen angeordnet ist, der unter Zwischenschaltung einer Gummihülse von der Unterstruktur des Kraftfahrzeuges gehalten wird. Das andere Ende des Armes 8 ist um eine vertikale Achse einer Lagerhülse 16 gelenkig gelagert, welche von zwei mit dem unteren Hauptarm 7 verschweißten Flanschen 17 gehalten wird. ,Die Gelenkachse der Lagerhülse 15 ist in der Zeichnung (siehe insbesondere Fig. 3) mit 18 bezeichnet. In der Fig. 3 definieren die beiden Lagerhülsen 12, 15 eine Achse 19 zum Verschwenken der unteren Dreieckstruktur 6. Der untere Hauptarm 7 ist außerdem mit dem unteren Schenkel des Radträgers 3 über ein Kugelgelenk 20 verbunden. Die beiden Kugelgelenke 10, 20 (siehe Fig. 4) definieren eine Steuerachse 21 für das Hinterrad 1. Die Steuerung wird mittels einer Steuerstange 22 bewirkt, die mit einer Justiereinrichtung 23 für ihre Längeneinstellung versehen ist. Die Stange 22 wird an einem Ende durch einen Stellantrieb 24 (Fig. 2) betätigt und ist mit ihrem anderen Ende gelenkig mit einem Arm 25 verbunden, welcher vom Radträger 3 absteht und einen Teil desselben bildet. In der Abwandlung gemäß der Fig. 6 ist der Betätigungsantrieb 24 nicht wesentlich, da die Steuerung durch die Betätigungseinrichtung 31 durchgeführt werden kann, so daß sie von der Sturzänderung abhängig wird. Es ist jedoch offensichtlich möglich, auch beide Stellantrieb 24, 31 zu verwenden. Der Arm 25 des Radträgers 3 ist mit dem unteren Ende des unteren Hauptarmes 7 über eine Verbindungsstrebe 26 verbunden. Die Strebe 26 ist mit ihren Enden gelenkig mit dem Arm 25 bzw. dem Arm 7 verbunden.
Die erfindungsgemäße Aufhängung kann sowohl für nichtangetriebene Hinterräder als auch für angetriebene Hinterräder verwendet werden. Im letzteren Fall (Fig. 2) können die die Querarme 5, 8 verbindenden Träger an der Struktur des hinteren Differentials des Motorfahrzeuges angeordnet sein.
Bei einer Bewegung des Kraftfahrzeuges kann die vertikale Verschiebung des Rades relativ zur Struktur des Kraftfahrzeuges durch die Schwingungsbewegung des Rechtecklenkersystems bewirkt werden, welches durch den oberen Arm 5 und das untere Dieieck 6 gebildet ist. Wenn das Kraftfahrzeug Kurven durchfährt, werden die hinteren Räder mittels der Betätigungseinrichtung 24 und der Stange 22 gesteuert, die eine Drehung des Trägers um die Achse 21 (Fig. 4) bewirken. Das bedeutet gleichzeitig, da der Träger 3 über die Verbindungsstrebe 26 auch mit dem unteren Arm 7 verbunden ist, daß dann, wenn der Träger 3 um die Achse 21 verdreht wird, er auch seine räumliche Einstellung verändert, wodurch der Einstellwinkel des Rades (in Fig. 5 mit B bezeichnet) und der Sturzwinkel, welcher in Fig. 4 mit A bezeichnet ist, ebenfalls verändert werden. Dadurch kann die Aufhängung so ausgelegt werden, daß man ein erwünschtes Verhalten der Aufhängung selbst während der Fahrt erhält. Die Verbindungsstrebe 26 übernimmt dann die Funktion, auf Drehmomente mit querliegenden Momentenachsen und auf vertikale, auf den Träger 3 wirkende Belastungen zu reagieren.
Natürlich können die Radwinkel während der Phase des Einrichtens mittels der Justiereinrichtungen 11 und 23 zum Einstellen der Länge des oberen Arms 5 und der Steuerstange 23 auch justiert werden. Insbesondere kann der Sturzwinkel des Rades durch eine Längenänderung des oberen Armes 5 justiert werden, während der Spurwinkel (in Figur 3 mit Bezug auf die gestrichelt dargestellte Radstellung mit C bezeichnet) durch eine Veränderung der Stange 22 reguliert werden kann.
Wie bereits bemerkt wurde, wird bei der Variante der Figur 6 durch den Verstellantrieb 31 sowohl der Sturz eingestellt als auch die Radsteuerung bewirkt. Die Längenänderung des Armes 5 dreht die Achse 21 um einen Winkel D (Fig. 6) um die Achse 51, die durch das Gelenk 20 und durch das Gelenk zwischen der Stange 22 und dem Arm 25 hindurch verläuft. Dieses führt zu einer Steuerbewegung des Rades.
Wenn das Gelenkende der Stange 22 auf Seiten des Fahrzeugaufbaus in einem Punkt 27 angeordnet ist, welcher im Drehzentrum des Systems liegt, bewirken vertikale Bewegungen des Rades während der Fahrt des Kraftfahrzeuges keine Verdrehung des Trägers 3 um die Steuerachse 21 bzw. eine dadurch verursachte Veränderung des Spurwinkels. Die Anordnung kann jedoch natürlich auch so getroffen werden, daß durch Verlegen des Punktes 27 an eine zum Drehzentrum beabstandete Stelle eine gewünschte Spurwinkeländerung als Folge von vertikalen Bewegungen des Rades erreicht wird.
Wenn das Kraftfahrzeug Kurven durchfährt, erzeugt eine Querbelastung F (Fig. 3), die als Folge der Kurvenfahrt auf den Radträger 3 wirkt, eine Bewegung des unteren Dreieckes 6 um das Drehzentrum 0 (Fig. 3), welches durch den Schnittpunkt der Normalen auf die zur Lagerhülse 12 ausgerichtete Achse 14 mit der Achse 28 definiert ist. Der Drehsinn ist so, daß die Spur des Rades sich in der Kurve vergrößert, womit die Stabilität verbessert wird. Diese Drehung ergibt sich als Folge einer Verformung der für die Gelenkverbindung 12 ausgerichteten Gummihülse in axialer Richtung (in dem in Fig. 3 dargestellten Fall ist es eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn).
Während des Bremsens bewirkt die resultierende, auf den Träger 3 wirkende Kraft S ebenfalls eine Drehung (in Figur 3 im Gegenuhrzeigersinn) um das Drehzentrum O mit der Folge, daß die Spur vergrößert wird (immer mit einem Vorteil für die Stabilität). Bei einer Beschleunigung, die das Wirksamwerden einer Kraft T zur Folge hat, ergibt sich der entgegengesetzte Effekt.
Eine Schraubenfeder und ein Stoßdämpferzylinder, die zwischen dem Arm 25 und dem Kraftfahrzeugaufbau 2 angeordnet sind, sind mit 40 und 41 bezeichnet.

Claims

1. Hinterachsaufhängung für Motorfahrzeuge mit einzeln aufgehängten Rädern, bei welcher der Träger (3) für jedes Rad (1) mit der Struktur (2) des Motorfahrzeuges über ein Rechtecklenkersystem (4) verbunden ist, welches ein oberes Querelement (5) und ein unteres Querelement (6) umfaßt,

wobei das obere Querelement (5) durch einen Querarm gebildet ist, dessen eines Ende mit der Struktur des Motorfahrzeuges (2) gelenkig verbunden und dessen anderes Ende über ein Kugelgelenk mit dem Radträger (3) gelenkig verbunden ist,

wobei das untere Querelement durch eine Dreieckanordnung (6) mit einem unteren Hauptarm (7) und einem mit dem unteren Hauptarm (7) verbundenen unteren Hilfsarm (8) gebildet ist,

wobei jeweils ein Ende (12, 15) der beiden unteren Arme (7, 8) mit der Kraftfahrzeugstruktur (2) unter Zwischenschaltung von Hülsen aus elastisch verformbarem Material gelenkig verbunden ist,

wobei die untere Dreieckanordnung (6) mit dem Radträger (3) über eine Kugelgelenkverbindung (20) verbunden ist, die zusammen mit der Kugelgelenkverbindung (10) des oberen Querarmes eine Steuerachse (21) für das Rad (1) bildet, und

wobei der Radträger (3) mit einem abstehenden Arm (25) ausgestattet ist, mit welchem eine Steuerbetätigungsstrebe (22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der abstehende Arm (25) des Radträgers (3) mit dem unteren Hauptarm (7) über eine Verbindungsstrebe (26) verbunden ist, welche mit dem hinteren Ende (bezogen auf die Vorwärtsfahrbewegung des Kraftfahrzeuges) des unteren Hauptarmes (7) gelenkig verbunden ist, wobei zwischen dem abstehenden Arm (25) und dem Kraftfahrzeugaufbau (2) eine Achsaufhängungsstrebe (41) angeordnet ist.

2. Hinterachsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Hilfsarm (8) mit dem unteren Hauptarm (7) gelenkig verbunden ist.

3. Hinterachsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radträger (3) im wesentlichen C-förmig ausgebildet ist mit einem oberen Schenkel, welcher mit dem oberen Querarm (5) verbunden ist, und einem unteren Schenkel, welcher über das Kugelgelenk (20) mit einem Fortsatz des unteren Hauptarmes (7) verbunden ist.

4. Hinterachsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querarm (5) längenverstellbar ist.

5. Hinterachsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (22) längenverstellbar ist.

6. Hinterachsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querarm (5) einen Fluid-Verstellantrieb (31) zum Einstellen seiner Länge umfaßt.