DE4322326A1 - Radaufhängung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Radaufhängung kann beispielsweise eine Verbundlenke­ rachse sein, wie sie in der DE 21 03 399 gezeigt ist. Es sollen je­ doch auch Hinterachsen mit beispielsweise in Höhe der Schwenklager der Längslenker liegender Querstrebe oder mit in Höhe der Achszapfen für die Lagerung der Räder liegender Querstrebe mit umfaßt sein. Für derartige Radaufhängungen wurden schon mehrere Maßnahmen vorgeschla­ gen, um das Eigenlenken der Räder beim Durchfahren von Kurven zu be­ einflussen, z. B. durch spurkorrigierende Lenkerlager.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Radaufhängung vor­ zuschlagen, die unter Beibehaltung einer robusten, baulich günstigen Konstruktion und einer vorteilhaften Radführung einen verbesserten Abrollkomfort aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentan­ spruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die die Längslenkerlager aufneh­ menden Konsolen in Fahrzeuglängsrichtung begrenzt nachgiebig anzuord­ nen und über ein nur ein gemeinsames Nachgeben ermöglichendes tor­ sionssteifes Bauteil miteinander fest zu verbinden. Daraus resul­ tiert, daß die Achse insgesamt längsfedernd ausgebildet ist und somit beim Überrollen von Unebenheiten in der Fahrbahn eine verbesserte Dämpfung bzw. einen verbesserten Abrollkomfort erhält. Andererseits wirkt sich durch die Querverbindung bzw. durch das Bauteil diese Längsnachgiebigkeit beim Durchfahren von Kurven nicht nachteilig aus, weil hier aufgrund des ecksteifen Verbandes der Achse entgegengesetzt wirkende Längskräfte angreifen, die sich über die Koppelung aufheben. Eine ungewollte Eigenlenkung der Räder tritt somit nicht auf.

Das Bauteil kann durch ein verdrehsteifes Gebilde aus einem oder mehreren steifen, miteinander fest verbundenen Bauelementen bestehen, welche geometrisch entsprechend den Einbauverhältnissen im Kraftfahr­ zeug angepaßt sind. In der einfachsten Form wird vorgeschlagen, ein zwischen den beiden Konsolen verlaufendes Querrohr anzuordnen, wel­ ches ggf. in baulich besonders einfacher Weise eine Baueinheit mit den Drehschublagern der Längslenker bilden kann. Das Querrohr kann dabei zur Erzielung einer einfachen Montage mittels Klemmschellen an den Konsolen angebunden sein.

Zur Erzielung der Längsnachgiebigkeit sind bevorzugt die Konsolen kippbar am Aufbau des Kraftfahrzeuges befestigt. Die Kippbewegung kann in vorteilhafter Weise durch unterschiedliche Elastizitäten an den Befestigungsstellen der Konsolen oder durch eine zusätzliche Koppelstange bewerkstelligt werden. Die dazu verwendeten elastischen Lagermittel sind konstruktiv so auszulegen, daß nur eine Längsnach­ giebigkeit bzw. ein Kippen in Fahrzeuglängsrichtung ermöglicht ist, während in Querrichtung eine nach wie vor steife Anbindung der Konso­ len am Aufbau gewährleistet sein muß.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weite­ ren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine abschnittsweise dargestellte Radauf­ hängung als Verbundlenker-Hinterachse eines Kraftfahrzeuges mit in Fahrzeuglängsrichtung nachgiebigen Konsolen und einem Querrohr als Koppeleinrichtung;

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 durch eine der am Aufbau des Kraftfahrzeuges befestigten Konsolen;

Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt gemäß Linie III-III der Fig. 2 durch die Konsole, entlang der Schwenkachse der Längslenker;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Befestigungsstellen der Konsole, gemäß Linie IV-IV der Fig. 1.

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere, abschnittsweise dargestellte Verbundlenker-Hinterachse mit über ein Querrohr verbundene Konsolen und längsnachgiebigen Koppelstangen;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Fig. 5 und

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Schwenkachse der Längslenker gemäß Linie VII-VII der Fig. 6.

Die in der Fig. 1 abschnittsweise in der Draufsicht dargestellte Ver­ bundlenker-Hinterachse 10 für ein Kraftfahrzeug setzt sich im wesent­ lichen zusammen aus zwei Längslenkern 12 (in der Zeichnung ist nur der linke Längslenker 12 dargestellt), die durch eine biegesteife aber verdrehweiche Querstrebe 14 ecksteif miteinander fest verbunden sind. Die Längslenker 12 tragen an ihren freien Enden Achszapfen 18, über die in bekannter Weise die nur angedeuteten Hinterräder 20 dreh­ bar gelagert und gehalten sind. Die entgegengesetzt dazu liegenden Enden der Längslenker 12 sind zur Versteifung des Achsverbandes zu­ sätzlich über einen Stabilisator 16 miteinander verbunden, wobei der Stabilisator 16 an seinen Endbereichen mit den Längslenkern 12 ver­ schweißt ist. Die Längslenker 12 sind in Konsolen 22 (die nicht dar­ gestellte rechte Konsole 22 ist spiegelbildlich gleich ausgeführt) schwenkbar gelagert, wobei die Konsolen 22 mit dem Aufbau 24 (vgl. Fig. 2-4) verschraubt sind. Federn und Stoßdämpfer der Hinterachse 10 können bekannter Bauart sein und sind deshalb nicht dargestellt.

Die Konsolen 22 weisen je einen horizontal verlaufenden Basisab­ schnitt 26 auf, der mittels zweier begrenzt elastisch ausgebildeter Befestigungsstellen 28, 30 mit dem Aufbau 24 verschraubt ist. Dabei ist die in Fahrtrichtung (Pfeil 32) vorne liegende Befestigungsstelle 28 in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles 34 (vgl. Fig. 2 und 4) begrenzt elastisch ausgebildet, während die dahinter liegende Be­ festigungsstelle 30 nur insoweit elastisch ausgeführt ist, wie dies zur Nachgiebigkeit der vorderen Befestigungsstelle 28 zwingend erfor­ derlich ist. Diese Ausbildung ergibt eine quer zur Fahrtrichtung ver­ laufende Kippachse 36, bzw. eine Längsnachgiebigkeit der im wesentli­ chen senkrecht darunter liegenden Schwenkachse 38 der Längslenker 12.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, ist die Befestigungsstelle 28 durch einen Silentblock gebildet, der sich aus einer äußeren Metall­ hülse 40, einer inneren, längeren Metallhülse 42 und einem dazwischen liegenden ringförmigen Gummikörper 44 zusammensetzt. Die innere Me­ tallhülse 40 ist mittels einer Schraube 46 mit einer Beilagscheibe 48 am Aufbau 24 festgelegt. Die beiden zwischen dem Basisabschnitt 26 und dem Aufbau 24 bzw. der Beilagscheibe 48 gebildeten Spalte s₁ und s₂ definieren die begrenzte Nachgiebigkeit der Befestigungsstelle 28. Dabei ist der Spalt s₂ größer ausgebildet, woraus eine entgegen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges größere Längsnachgiebigkeit der Längslenker 12 resultiert.

Die Befestigungsstelle 30 hingegen ist lediglich unter Zwischenlage von hutförmigen gummielastischen Scheiben 50, 52 ausgebildet, wobei eine um die Schraube 46 angeordnete Distanzbüchse 54 eine definierte Vorspannung der Scheiben 50, 52 sicherstellt. Diese elastische Befe­ stigung reicht aus, um die Kippachse 36 der Konsole 22 zu definieren.

Die beiden derart befestigten Konsolen 22 weisen nach unten abragende Schenkel 56, 58 auf, die mit nach unten weisenden, halbkreisförmigen Ausnehmungen 57 versehen sind. In diese Ausnehmungen 57 ist in Ver­ bindung mit zwei halbkreisförmigen Klemmschellen 60, 62 mittels geeig­ neter Schrauben 59 ein Querrohr 64 eingespannt. Das Querrohr 64 bil­ det zugleich eine Baueinheit mit den Schwenklagern der Längslenker 12, in dem es über ein ringförmiges Drehschublager 66 mit den Lager­ augen 68 der Schwenklager 12 verpreßt ist. Somit können die Längslen­ ker 12 über das Drehschublager 66 um das Querrohr 64 über einen defi­ nierten Drehwinkel schwenken, während das Querrohr 64 aufgrund der festen Klemmverbindung mit den Konsolen 22 ein Bauteil bildet, das nur ein gemeinsames Kippen der beiden Konsolen 22 um die Kippachse 36 zuläßt.

Durch die gezeigte Anordnung der Konsolen 22 mit dem Querrohr 64 wird der Abrollkomfort der Hinterachse 10 aufgrund der Längsnachgiebigkeit der Längslenker 12 deutlich verbessert. Da das Bauteil bzw. Querrohr 64 aber nur beide Konsolen 22 über die beschriebenen Befestigungs­ stellen 28, 30 gleichermaßen nachgeben läßt, ist eine Eigenlenkung der Räder 10 vermieden. Gleiches gilt beim Durchfahren von Kurven mit entsprechenden Seitenkräften an den Rädern 20, die aufgrund der eck­ steifen Ausbildung des Achsverbandes 10 an der einen Konsole 22 ein Kippmoment in Fahrtrichtung und an der anderen Konsole 22 ein Kippmo­ ment entgegen der Fahrtrichtung ausüben. Durch das Bauteil bzw. das Querrohr 64 heben sich diese Momente jedoch auf, so daß die Hinter­ achse 10 insgesamt unnachgiebig ist und eine exakte Radführung si­ cherstellt.

Die Fig. 5-7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verbund­ lenker-Hinterachse 70, deren Funktion im wesentlichen gleich dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist, so daß nur die relevanten Unterschiede beschrieben sind. Gleiche Teile sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen.

Die ebenfalls nur Abschnittsweise dargestellte Hinterachse 70 weist zwei Längslenker 72 auf, die über eine biegesteife, jedoch torsions­ weiche Querstrebe 74 ecksteif miteinander verbunden sind.

Die Längslenker 72 sind über elastische Schwenklager 76 an Konsolen 78 schwenkbar gelagert. Die Konsolen 78 sind über je ein senkrecht angeordnetes Gummi-Metall-Drehschublager 80 über Schrauben 82 am Auf­ bau 24 des Kraftfahrzeuges im wesentlichen sowohl längs- als auch quersteif befestigt.

Ferner sind die Konsolen 78 (die nicht dargestellte in Fahrtrichtung rechts liegende Konsole 78 ist sich spiegelbildlich gleich vorzustel­ len) über ein mit den Konsolen 78 verschweißtes Querrohr 84 fest mit­ einander verbunden, wobei aus der begrenzten Elastizität der Dreh­ schublager 80 die querverlaufende Kippachse 36 resultiert. Wie er­ sichtlich ist, liegen die Schwenklager 76 der Längslenker 72 wiederum vertikal unterhalb der Kippachse 36.

In axialer Verlängerung der durch die Schwenklager 76 gebildeten ge­ meinsamen Schwenkachse 38 der Längslenker 72 ist an den U-förmig aus­ gebildeten Abschnitten 86 (vgl. Fig. 7) der Konsolen 78 je eine La­ gerbüchse 88 angeschweißt, die eines Gummilagers 92 je einer Koppel­ stange 90 befestigt. Das Gummilager 92 ist jeweils mittels einer Schraube 94 gehalten.

Die etwa horizontal und in Fahrtrichtung verlaufende Koppelstange 90 ist an einer vor der Kippachse 36 liegenden Stelle über ein ebenfalls vertikal ausgerichtetes Gummi-Metall-Drehschublager 96 (Fig. 5) am Aufbau 24 über eine Schraube 98 befestigt. Das Drehschublager 96 bzw. dessen elastischer, ringförmiger Lagerkörper 100 ist mit in der Fahrtrichtung angeordneten, nierenförmigen Ausnehmungen 102 versehen, die eine definierte Längsnachgiebigkeit der Koppelstange 90 sicher­ stellen.

Durch diese Anordnung der Konsolen 78 mit den Koppelstangen 90 und durch die feste Verbindung mit dem Querrohr 84 können die Längslenker 72 in Längsrichtung bzw. entgegen der Fahrtrichtung nachgeben, wobei die Konsolen 78 mit den Querrohr 84 um die Kippachse 36 schwenken, soweit dies die längsnachgiebigen Drehschublager 96 der Koppelstange 90 zulassen. Beim Durchfahren von Kurven wiederum heben sich die in Fahrzeuglängsrichtung entgegengesetzt wirkenden Kippmomente durch die feste Verbindung der Konsolen 78 mit dem Querrohr 84 auf, wodurch ein unerwünschtes Eigenlenkverhalten vermieden ist.

Abweichend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Längsnachgiebigkeit der Konsolen auch gezielt veränderbar bzw. steu­ erbar sein, um damit neben dem Abrollkomfort auch eine Lenkbarkeit der Hinterachse bei definierten Fahrzuständen einzustellen; z. B. um eine Lenkbarkeit der Hinterräder bzw. der Hinterachse in begrenztem Umfange herzustellen und/oder um die Steuerungstendenz beim Durchfah­ ren von Kurven abhängig von fahrzeugspezifischen Parametern wie Ge­ schwindigkeit, Querbeschleunigung, Last etc. zu verändern. Dabei können die verwendeten gummielastischen Lager in an sich bekannter Weise hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch verstellbar ausgeführt sein.

Claims (10)

1. Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit zwei schwenkbar am Aufbau über begrenzt elastische Lager angelenkten Längslenkern, die mit­ tels zumindest einer biegesteifen Querstrebe ecksteif miteinander verbunden sind, wobei die elastischen Lager an am Aufbau befe­ stigten Konsolen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsolen (22) in Fahrzeuglängsrichtung begrenzt federnd nachgie­ big angeordnet und über ein torsionssteifes Bauteil (64) fest miteinander verbunden sind.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsolen (22) kippbar angeordnet sind, wobei die in Fahrzeugquer­ richtung verlaufende Kippachse (36) außerhalb der Schwenkachse (38) der Längslenker (12) liegt.

3. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Konsolen (22) entgegengesetzt zur Fahrtrichtung eine größere Längsnachgiebigkeit (s₂) aufweisen.

4. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bauteil ein Querrohr (64) ist.

5. Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querrohr (64) mit ringförmigen Drehschublagern (66) der Längslen­ ker (12) eine Baueinheit bildet.

6. Radaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Querrohr (64) mittels Klemmschellen (60, 62) mit den Konsolen (22) fest verbunden ist.

7. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konsolen (22) im wesentlichen in einer horizon­ talen Ebene über zumindest zwei in Fahrzeuglängsrichtung hinter­ einander liegende Befestigungsstellen (28, 30) mit elastischen Zwischenlagen (44, 50, 52) am Aufbau (24) befestigt sind, wobei die jeweils vorne liegenden Befestigungsstellen (28) eine größere elastische Nachgiebigkeit aufweisen und die hinteren Befesti­ gungsstellen (30) die Kippachse (36) bilden.

8. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkachse (38) der Längslenker (12) im we­ sentlichen senkrecht unterhalb der Kippachse (36) der Konsolen (22) liegt.

9. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnachgiebigkeit der Konsolen (78) über Koppelstangen (90) definiert ist.

10. Radaufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die die Längsnachgiebigkeit definierenden Befestigungsstellen (28) bzw. Lager (96) hydrau­ lisch, pneumatisch und/oder elektrisch zur Erzielung eines defi­ nierten Lenkverhaltens steuerbar bzw. verstellbar sind.