DE3927924C1 - Vehicle axle suspension subframe - is adjustable in height relative to main structure - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Kraftfahr­ zeuge mit einem Fahrschemel, der über zwei auf verschie­ denen Seiten der Achsquerebene liegende, zur Fahrzeuglängs­ ebene jeweils symmetrische Gruppen von Abstützelementen höhenbeweglich gegenüber dem Aufbau gehalten ist und an dem die Räder der Achse über Radführungselemente unabhängig voneinander angelenkt sind.

Achsaufhängungen dieser Art sind als Hinterachsaufhängun­ gen bei Personenkraftwagen der Anmelderin in der Serie eingesetzt. Es ergeben sich durch den Fahrschemel Vorteile in der Montage des Fahrzeuges wie auch günstige Voraus­ setzungen für die Anbringung der Radführungselemente. Zu­ sätzlich hat die Abstützung der Radführungselemente über den Fahrschemel am Fahrzeugaufbau aufgrund der dadurch erreichbaren, hintereinander geschalteten Elastizitäten eine Verbesserung des Fahrkomforts zur Folge.

Die Hintereinanderschaltung der Elastizitäten und insbe­ sondere die elastische Abstützung des Fahrschemels gegen­ über dem Aufbau hat aber auch Einfluß auf das dynamische Fahrverhalten, da der Fahrschemel aufgrund seiner elasti­ schen Abstützung gegenüber dem Aufbau unter dem Einfluß von Längs- und Querkräften, wie sie beispielsweise beim Anfahren, Bremsen oder Kurvenfahren eintreten, Eigenbewegun­ gen ausführt, die das Fahrverhalten beeinflussen.

Im Rahmen der Erfindung geht es insbesondere darum, nega­ tive Einflüsse auf das Fahrverhalten auszuschalten, die sich aufgrund der elastischen Abstützung des Fahrschemels gegenüber dem Aufbau unter dem Einfluß von Längskräften, insbesondere Anfahr- und Bremskräften ergeben können. Da­ durch bedingte Kippbewegungen des Fahrschemels um eine Fahrzeugquerachse können nämlich die Anfahr- und die Brems­ nickabstützung wie auch die Vorspur beeinflussen.

Daß die Elastizitäten in der Abstützung von Fahrschemeln gegenüber dem Aufbau das Fahrverhalten beeinflussen kön­ nen, ist bekannt (EP-OS 00 96 345, DE-OS 34 37 071). Bei diesen bekannten Konstruktionen werden die Elastizitäten in der Abstützung von Fahrschemeln gegenüber dem Fahrzeug­ aufbau in Verbindung mit am Fahrschemel angreifenden Stell­ elementen dazu genutzt, dem Fahrzeug durch willkürliche Verstellung des Fahrschemels ein gewisses Lenkverhalten aufzuzwingen. Der Fahrschemel wird hierfür durch die Stell­ elemente horizontal verschwenkt.

Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Eigenlenk­ verhaltens durch Eingriff in die Achsaufhängung mittels willkürlicher Stellelemente zeigt die DE-PS 25 27 733. Hier wird durch die Stellelemente die fahrzeugseitige An­ lenkung zumindest eines Teils der Radführungsglieder wäh­ rend der Fahrt in Höhenrichtung verstellt, um eine Roll­ zentrumsverlagerung zu erhalten, die dazu führt, daß sich in Abhängigkeit von der Höhenlage des Rollzentrums eine direktere oder eine indirektere Lenkwirkung ergibt, wobei die Verstellung der Höhenlage des Rollzentrums geschwindig­ keitsabhängig gesteuert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, negative Aus­ wirkungen der Verschwenkung des Fahrschemels um eine Fahr­ zeugquerachse insbesondere unter dem Einfluß von Anfahr­ und Bremskräften zu minimieren bzw. auszuschalten.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Fahrschemel zumindest einerseits der Achsquerebene will­ kürlich höhenverstellbar abgestützt ist. Durch eine solche höhenverstellbare Abstützung läßt sich die Anfahr- und die Bremsnickabstützung in gewünschter Weise beeinflussen. Da zum Beispiel die Vortriebskraft die Anfahrnickabstützung an der Hinterachse erhöht, sie zugleich aber an der Vor­ derachse verringert, kann durch bewußt gegenläufiges Kippen des Fahrschemels die Anfahrnickabstützung an der Hinter­ achse tendenziell verringert oder an der Vorderachse ent­ sprechend vergrößert werden. Es kann mit anderen Worten eine durch die Art der verwendeten Achskonstruktionen vorgegebene Tendenz jeweils in gewünschter Weise durch die erfindungsgemäße Höhenverstellbarkeit verstärkt oder ver­ ringert werden.

Die Höhenverstellbarkeit ist im Rahmen der Erfindung da­ durch zu realisieren, daß ergänzend zu den Abstützelemen­ ten des Fahrschemels entsprechende Stellelemente vorgese­ hen werden oder daß entsprechende Stellelemente in die Abstützelemente integriert werden, beispielsweise bei Ver­ wendung entsprechender, bevorzugt elastischer, hydrau­ lisch ansteuerbarer Stellelemente.

Die erfindungsgemäßen Effekte lassen sich dadurch vergrö­ ßern, daß eine entsprechende Höhenverstellbarkeit beider­ seits der Fahrzeugquerebene vorgesehen wird, daß also bei­ spielsweise die Abstützelemente des Fahrschemels sämtlich entsprechend willkürlich höhenverstellbar ausgebildet werden.

Ist eine solche willkürliche Verstellbarkeit für sämtliche Abstützelemente vorgesehen, so kann die erfindungsgemäße Anordnung in vorteilhafter Weise auch dazu herangezogen werden, das Kurvenverhalten des Fahrzeuges entsprechend zu beeinflussen. Erreicht wird dies dadurch, daß die Abstütz­ elemente jeweils einer Fahrzeugseite entsprechend ange­ steuert werden, bzw. daß die Abstützelemente beider Fahr­ zeugseiten gegenläufig angesteuert werden.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, auch gesondert und unabhängig von den Abstützelementen Stellelemente vorzusehen, was im Regelfall allerdings ei­ nen zusätzlichen Aufwand bedeuten wird. Wird aber beispiels­ weise nur eine Beeinflussung des Brems- und Anfahrnickver­ haltens angestrebt, so kann es ausreichend sein, längsmittig ein Stellelement auf der einen Seite der Achsquerebene vorzusehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht einer Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem Fahrschemel, der gegenüber dem Aufbau höhenbeweglich abgestützt ist und an dem die Radführungsglieder einer unabhängigen Radauf­ hängung gehaltert sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1, beschränkt auf die Darstellung des Rades und des Fahr­ schemels,

Fig. 3 eine weitere, der Fig. 1 entsprechende und teilweise ergänzte Darstellung, und

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer höhenbeweglichen Abstützung, wie sie in ei­ nem der Abstützpunkte des Fahrschemels ge­ genüber dem Aufbau vorgesehen ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Achsaufhängung für Kraftfahr­ zeuge umfaßt einen Fahrschemel 1, der über zwei auf ver­ schiedenen Seiten einer Achsquerebene 12 liegende Gruppen von Abstützelementen 2 bzw. 4 gegenüber dem schematisch angedeuteten Aufbau 3 abgestützt ist.

Im Ausführungsbeispiel bilden je zwei Abstützelemente 2 bzw. 4 eine Gruppe, und es sind die Abstützelemente 2 bzw. 4 untereinander jeweils symmetrisch zur Fahrzeuglängsmittel­ ebene 13 angeordnet. Die Abstützelemente 2 bzw. 4 liegen dabei jeweils nahe dem seitlichen Rand des Fahrzeugaufbaus.

Am Fahrschemel 1 sind die Radführungsglieder 6 der unab­ hängigen Führungen für die Räder 7 angelenkt, wobei je­ weils fünf Lenker eine Radführung bilden.

Die den Fahrschemel 1 gegenüber dem Aufbau abstützenden Elemente 2 bzw. 4 sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gruppenweise unterschiedlich ausgebildet. So sind als Abstützelemente 2 aktiv verstellbare höhenbewegliche Stellelemente vorgesehen, während als Abstützelemente 4 elastische Abstützglieder Verwendung finden, wie sie in der Abstützung von Fahrschemeln allgemein üblich sind.

Die aktiv höhenverstellbaren Abstützelemente 2 sind be­ vorzugt derart ausgebildet, daß sie neben der Funktion der elastischen Abstützung, wie sie über passive, entsprechende Abstützglieder vorgenommen wird, zusätzlich druckbeauf­ schlagbar und dadurch in ihrer Länge verstellbar sind.

Bevorzugt sind die Abstützelemente 2 durch ein oder mehr­ kammrige elastische Verstellelemente gebildet, die über eine hydraulische Versorgungseinheit 5 und entsprechende Leitungsanschlüsse 9 in ihrer Länge einstellbar sind. Als hydraulische Versorgungseinheit kann beispielsweise ein einfach oder doppelt wirkender Hydraulikzylinder 8 dienen, über den bei entsprechender Leitungsführung den Stützele­ menten 2 Druckflüssigkeit zugeführt oder entnommen werden kann. Hierbei ist es beispielsweise möglich, den Fahr­ schemel 1 über die Stützelemente 2, bezogen auf seine Aus­ gangslage als Konstruktionslage, im vorderen, d.h. im be­ zogen auf die Fahrtrichtung vorderen Bereich gegen den Aufbau 3 anzuheben oder gegenüber diesem zu senken, je nach dem, welcher Effekt im Hinblick auf das Fahrverhalten angestrebt wird. Die rückwärtigen Abstützelemente 4 gemäß Fig. 1 wirken dabei im wesentlichen als Scharniere, wobei zu berücksichtigen ist, daß die jeweilige Höhenverstellung über die Abstützelemente 2 in Bezug auf die in Längsrich­ tung des Fahrzeuges gemessene Erstreckung zwischen den Abstützelementen 2 und 4 verhältnismäßig klein ist und sich somit auch nur verhältnismäßig kleine Schwenkwege ergeben.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der auch die rück­ wärtigen Abstützelemente, nunmehr mit 2′ bezeichnet, eben­ falls höhenverstellbar sind und bei der diesen Abstützele­ menten dementsprechend eine hydraulische Versorgungseinheit 5′ (Hydraulikzylinder 8′) zugeordnet ist, die Überleitungs­ verbindungen 9′ mit den Abstützelementen 2′ verbunden ist.

Eine derartige Verstellbarkeit beider Gruppen von Abstütz­ elementen 2 und 2′ ermöglicht eine gegenläufige Verstellung des Fahrschemels, und damit einen größeren Verstellbereich im Bezug auf dessen von der Konstrukti­ onslage abweichende Winkellage gegenüber dem Aufbau 3.

In Fig. 4 sind verstellbare Abschnittselemente 2 und 2′ in ihrer Anordnung gegenüber Fahrschemel und Aufbau sche­ matisch dargestellt. Bevorzugt sind diese Abstützelemente zweikammrig ausgebildet und so mit dem Fahrschemel bzw. dem Aufbau verbunden, daß durch wechselseitige Versorgung dieser Kammern jeweils gewünschte Höhenlage für das jewei­ lige Abstützelement in einfacher Weise einzustellen ist.

Die über die gezeigte Verstellung des Fahrschemels in Höhen­ richtung erreichbare Beeinflussung des fahrdynamischen Verhaltens des Fahrzeuges soll helfen, die Anfahr- und Bremsnicksabstützung im jeweils gewünschten Sinne zu verän­ dern, also zu verstärken oder auch abzumindern, je nach dem, was die jeweilige Radaufhängung im Hinblick auf die jeweilige Fahrsituation als sinnvoll erscheinen läßt.

Die für eine entsprechende Steuerung der Versorgung für die Abstützelemente notwendigen Signale können aus am Fahr­ zeug bereits vorhandenen Systemen abgeleitet werden, bei­ spielsweise dem Bremssystem, insbesondere bei mit ABS aus­ gerüsteten Fahrzeugen. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, entsprechende Signale aus der Veränderung der Höhenlage des Fahrschemels 1 gegenüber dem Aufbau 3 abzuleiten.

Findet ein System gemäß Fig. 3 mit Höhenverstellbarkeit sowohl der vorderen wie auch der rückwärtigen Abstützele­ mente 2 und 2′ Verwendung, so ist es im Rahmen der Erfin­ dung ohne großen Zusatzaufwand möglich, auch das Kurvenver­ halten entsprechend zu beeinflussen, und zwar dadurch, daß in Abhängigkeit von der jeweils zu durchfahrenden Kurve die rechts- oder die linksseitigen Abstützelemente 2, 2′ in ihrer Ausfahrlänge verändert werden, derart, daß der Fahrschemel rechts- oder linksseitig gegenüber dem Aufbau abgesenkt oder zu diesem angehoben wird.

Das erfindungsgemäße System erlaubt mit einfachen Mitteln und ohne Eingriff in die Grundfunktion der elastischen Abstützung des Fahrschemels 1 gegenüber dem Fahrzeugaufbau einen gezielten Eingriff in das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs, wobei die Verstellung der Abstützelemente in Höhenrichtung, wie bereits angedeutet, eine Zusatzfunk­ tion darstellt, so daß die Grundfunktion der Abstützele­ mente auch bei Ausfall der Zusatzfunktion erhalten bleibt, und dementsprechend keine aufwendigen Absicherungsmaßnahmen erforderlich sind.

Eine zur Fahrzeuglängsmittelebene 13 symmetrische Anordnung für eine Gruppe von Abstützelementen ist auch dann noch gegeben, wenn lediglich ein Abstützelement in der Fahrzeug­ längsmittelebene angeordnet ist, was insgesamt zu einer Abstützung des Fahrschemels über mindestens 3 Abstützele­ mente führt und konstruktiv oder aus sonstigen Gründen in Einzelfällen, so beispielsweise aus Platzgründen, insbeson­ dere bei Vorderachsen zweckmäßig sein kann.

Darüberhinaus ist die erfindungsgemäße vorgeschilderte Anordnung über zwei Gruppen von Abstützelementen in gleicher Weise für Vorder- und für Hinterachse vorteilhaft, und zwar insbesondere dann, wenn diese angetrieben sind, also nicht nur das Bremsnickverhalten, sondern auch das Anfahr­ nickverhalten beeinflußt werden kann.

Claims (5)

1. Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem Fahrsche­ mel, der über zwei auf verschiedenen Seiten der Achsquer­ ebene liegende, zur Fahrzeuglängsebene jeweils symmetri­ sche Gruppen von Abstützelementen höhenbeweglich gegenüber dem Aufbau gehalten ist und an dem die Räder der Achse über Radführungselemente unabhängig voneinander angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrschemel (1) zumindest einerseits der Achsquer­ ebene (12) willkürlich höhenverstellbar abgestützt ist.

2. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die willkürlich höhenverstellbare Abstützung durch zumindest ein höhenverstellbares Abstützelement (2) gebildet ist.

3. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Abstützelemente (2) einer Gruppe jeweils höhenverstellbar ausgebildet sind.

4. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die höhenverstellbaren Abstützelemente (2 bzw. 2′) hydraulisch verstellbar sind.

5. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Abstützelementen zwei Abstützelemente (2 bzw. 2′) umfaßt, daß sämtliche dieser Abstützelemente (2 bzw. 2′) höhenverstellbar sind und daß wahlweise die jeweils auf einer Seite der Fahrzeuglängsmittelebene (13) liegenden Abstützelemente (2 bzw. 2′) entsprechend ansteuer­ bar sind.