DE4422875A1 - Aufhängung einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufhängung Hinterachse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer aus der FR-OS 2 319 507 bekannten Aufhängung ist der Achsführungskörper gebildet durch ein die beiden Räder miteinan­ der verbindendes gerades Achsrohr, an welchem eine Deichsel be­ festigt ist, die wiederum in der Fahrzeuglängsmittelebene am Fahrzeugaufbau kardanisch angelenkt ist. Die Querführung erfolgt über ein Wattgestänge, welches im radnahen Bereich am Achsrohr und im Bereich der Fahrzeuglängsmittelebene am Aufbau angelenkt ist.

Aufgrund des zwischen den beiden Rädern gerade verlaufenden Achsrohres steht gerade in diesem Bereich nur wenig Platz z. B. für ein am Aufbau zu befestigendes Ausgleichsgetriebe mit den von diesem abgehenden Antriebswellen zur Verfügung, so daß diese Art der Aufhängung für angetriebene Achsen nicht geeignet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aufhängung einer Hinterachse der im Oberbegriff des Hauptanspruches be­ schriebenen Art zu schaffen, welche auch für angetriebene Achsen geeignet ist und bei welcher sich die Neigung der Achse zum Übersteuern unter Seitenkrafteinfluß dennoch nicht erhöht.

Dadurch, daß der Achsführungskörper nur noch durch das in Vor­ wärtsfahrtrichtung nach vorne gebogene Achsrohr gebildet wird, ist in dem Raum zwischen den beiden Rädern genügend Bauraum vor­ handen z. B. für ein am Aufbau abzustützenden Heckmotor und/oder für ein am Aufbau zu befestigendes Differential und auch für die von diesem zu den beiden Rädern abgehenden Antriebswellen. Die erfindungsgemäße Aufhängung eignet sich damit sowohl für ange­ triebene als auch für nicht angetriebene Achsen. Ferner wird durch den erfindungsgemäßen, an den beiden Achsrohrenden ange­ lenkten Längslenker, welcher sich über den kardanisch an diesem angebundenen biegesteifen Lenker am Fahrzeugaufbau abstützt, verhindert, daß die unter Seitenkrafteinfluß auftretenden Biege­ momente (z. B. bei Kurvenfahrt) ausschließlich von dem nach vorne gebogenen Achsrohr aufgenommen werden müssen. Die Neigung der Hinterachse, unter Seitenkrafteinfluß zu übersteuern, kann somit deutlich reduziert werden. Insbesondere dann, wenn, wie mit An­ spruch 5 aufgezeigt, die Anlenkung des Achsrohres am Aufbau re­ lativ weich (große Elastizität) und die Anlenkung des biegesteifen Lenkers am Aufbau sowie die Anlenkung des Längslen­ kers am Achsrohr relativ hart (geringe Elastizität) ausgelegt ist, kann unter Seitenkrafteinfluß sogar ein erwünschtes un­ tersteuerndes Eigenlenkverhalten der Hinterachse erreicht wer­ den.

Ebenfalls ein untersteuerndes Eigenlenkverhalten wird beim wech­ selseitigen Federn dann erreicht, wenn, wie mit Anspruch 3 vor­ geschlagen, der Anlenkpunkt des Achsrohres am Aufbau tiefer liegt als der Anlenkpunkt des Längslenkers an dem biegesteifen Lenker.

Durch die erfindungsgemäße Anlenkung des Längslenkers an den beiden Achsrohrenden (schwenkbar um eine parallel zur Fahrzeug­ querachse verlaufende Achse) sowie des biegesteifen Lenkers am Längslenker (kardanische Anlenkung) und am Fahrzeugaufbau (über Drehgelenk) ist ferner gewährleistet, daß beim Ein- oder Aus­ federn der Achse keine Seitenabweichungen zwischen Aufbau und Achse auftreten können.

Eine in Querrichtung besonders steife Anbindung des Längslenkers an den Fahrzeugaufbau kann erreicht werden, wenn der biegesteife Lenker, wie mit Anspruch 4 vorgeschlagen, als Koppellenker aus­ gebildet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert.

Im einzelnen zeigt in Form von Prinzipdarstellungen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufhän­ gung einer Hinterachse in einer Draufsicht,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Fig. 1 und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des in den Fig. 1-3 mit 23 bezeichneten Koppellenkers.

Die Fig. 1-3 zeigen eine angetriebene Hinterachse 1 eines Kraftfahrzeuges mit Heckmotor, deren Achsführungskörper gebildet ist durch ein in Vorwärtsfahrtrichtung (Pfeil 2) gebogenes Achs­ rohr 3, an dessen beiden Enden 4, 5 je ein Rad 6, 7 gelagert ist. Das Achsrohr 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht ein­ teilig ausgebildet, sondern setzt sich zusammen aus einem Grund­ körper 8, an welchem jeweils im radnahen Bereich je ein Endstück 9, 10 befestigt ist, an welchem wiederum je ein Rad 6, 7 gela­ gert ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine mehrstückige Ausbildung des Achsrohres 3 beschränkt. Es kann ebenso auch ein einstückiges Achsrohr vorgesehen sein, an dessen beiden Enden dann jeweils je ein Rad gelagert ist. Das Achsrohr 3 ist über ein elastisches Kugelgelenk 11, welches im Bereich der Fahrzeuglängsmittelebene 12 angeordnet ist, am Fahrzeugauf­ bau 13 kardanisch angelenkt, d. h. dieses Gelenk 11 läßt eine Be­ wegung des Achsrohres 3 um alle drei Achsen X, Y und Z im Raum zu. In den Übergangsbereichen von dem Grundkörper 8 in die bei­ den Endstücke 9, 10 ist an dem Achsrohr 3 je eine Abstützein­ richtung 14, 15 angeformt, an welcher je eine Tragfeder 16, 17 (z. B. Schraubenfeder) zur Federung des Fahrzeugaufbaus 13 abge­ stützt ist. Ferner ist an den beiden Abstützeinrichtungen 14, 15 je ein Dämpferelement 18, 19 angelenkt, welches jeweils von der Tragfeder 16, 17 konzentrisch umgeben ist. In den beiden End­ stücken 9, 10 des Achsrohres 3 ist je eine Ausnehmung 20, 21 zur Durchführung je einer hier nur schematisch angedeuteten An­ triebswelle 39, 44 angeordnet.

Zur Querführung der Hinterachse 1 ist ein als Dreieckslenker ausgebildeter Längslenker 22 vorgesehen, welcher an den beiden Achsrohrenden 4, 5, d. h. an den beiden Endstücken 9, 10 des Achsrohres 3 angelenkt ist und sich über einen im Bereich der Fahrzeuglängsmittelebene 12 an diesem Dreieckslenker 22 karda­ nisch angelenkten biegesteifen Lenker 23 am Fahrzeugaufbau 13 abstützt. Der Dreieckslenker 22 ist entgegen der Vorwärtsfahrt­ richtung gebogen ausgebildet und um die durch die Anlenkpunkte 24, 25 und parallel zur Fahrzeugquerachse verlaufende Achse 26 schwenkbar (Doppelpfeil 29) gelagert. Die Fahrzeugquerachse ist eine beliebige, senkrecht zur Fahrzeuglängsmittelebene 12 ver­ laufende Achse. Die Verbindung 27 zwischen Dreieckslenker 22 und dem biegesteifen Lenker 23 ist eine Kugelgelenkverbindung, d. h. der Dreieckslenker 22 kann gegenüber dem biegesteifen Lenker 23 Drehbewegungen um alle drei Achsen X, Y und Z im Raum ausführen. Kräfte in Querrichtung hingegen werden über diese Verbindung 27 übertragen. Die Anbindung des biegesteifen Lenkers 23 am Fahrzeugaufbau 13 erfolgt über ein Drehgelenk 37, welches eine Drehung des Lenkers 23 um die parallel zur Schwenkachse 26 des Dreiecklenkers 22 verlaufende Drehachse 28 ermöglicht (Doppelpfeil 30). Auftretende Querkräfte (in Y-Richtung) werden also über dieses Gelenk 37 in den Fahrzeugaufbau 13 weitergelei­ tet. Um eine besonders steife Ausbildung des Lenkers 23 zu er­ reichen, ist dieser, wie in der Fig. 4 in vergrößerter Darstel­ lung zu sehen, als Koppellenker ausgebildet. Die Kugelgelenkver­ bindung 27 zwischen dem Koppellenker 23 und dem Dreieckslenker 22 ist dabei realisiert über eine in den beiden Lagerbohrungen 31, 32 im Koppellenker 23 gelagerten und gegen Axialbewegungen gesicherte Welle 33, welche in ihrer Mitte eine kugelförmige Verdickung 34 aufweist, die von einer Hülse 35 mit der Kugelform entsprechend sphärisch geformter Innenfläche umgeben wird. An die Hülse 35 ist ein Zapfen 36 angeformt, welcher fest mit dem Dreieckslenker 22 verbunden ist. Über diese Gelenkverbindung 27 können somit Querkräfte (Kräfte in Y-Richtung) vom Dreieckslenker 22 in den Koppellenker 23 übertragen werden, gleichzeitig bleibt aber ein Verschwenken des Koppellenkers 23 gegenüber dem Dreieckslenker 22 um alle drei Achsen X, Y und Z im Raum möglich. Die Kugelgelenk- 27 und die Drehgelenkverbin­ dung 37 sowie die Gelenkverbindung zwischen Dreieckslenker und Achsrohr 3 (Anlenkpunkte 24, 25) sind relativ hart ausgelegt, die kardanische Anlenkung des Achsrohres 3 am Fahrzeugaufbau 13 über das elastische Gelenk 11 hingegen ist relativ weich ausge­ legt, so daß die Achse 1 unter Seitenkrafteinfluß ein unter­ steuerndes Eigenlenkverhalten aufweist (kurvenäußeres Rad geht in Vorspur). Dadurch, daß die gesamten Längskräfte (z. B. Längs­ stöße) ausschließlich von dem Gelenk 11 abgestützt werden und dieses Gelenk 11 relativ weich ausgelegt ist, wird ein guter Fahrkomfort erreicht.

Beim beidseitigen Einfedern der Hinterachse 1 schwenkt das ge­ samte Achsrohr 3 relativ zum Fahrzeugaufbau 13 um den Anlenk­ punkt 45 bzw. um die parallel zur Fahrzeugquerachse durch den Anlenkpunkt 45 verlaufende Achse 38. Dadurch, daß auch der Drei­ eckslenker 22 und der Koppellenker 23 in ihren Anlenkpunkten (24, 25 bzw. 27 bzw. 37) jeweils um eine parallel zur Fahrzeug­ querachse verlaufende Achse verschwenkbar sind, und dadurch, daß das den Dreieckslenker 22 mit dem Koppellenker 23 verbindende Gelenk 27 außerhalb der beiden Drehachsen 28 und 26 liegt, kön­ nen diese beiden Lenker 22 und 23 die Bewegung des Achsrohres 3 beim Einfedern durch eine entsprechende Änderung ihrer Stellung zueinander (Winkel α) bzw. zum Aufbau 13 und zum Achskörper 3 ausgleichen, so daß die Lage des Fahrzeugaufbaus 13 hierbei un­ beeinflußt bleibt.

Ebenso ist aufgrund der Kugelgelenkverbindung 27 zwischen Quer- 22 und Koppellenker 23 auch ein wechselseitiges Einfedern ohne Beeinflussung der Lage des Fahrzeugaufbaus 13 möglich.

Die Wankachse dieser Hinterachse 1 wird gebildet durch eine den Gelenkpunkt 45, um welchen das Achsrohr 3 drehbar ist, mit dem Drehpunkt des Kugelgelenkes 27 verbindende Achse 46. Dabei liegt der Gelenkpunkt 45 tiefer als der Drehpunkt des Kugelgelenkes 27, wodurch erreicht wird, daß beim wechselseitigen Federn (z. B. bei Kurvenfahrt) die Hinterachse 1 ein untersteuerndes Eigen­ lenkverhalten aufweist, d. h. das kurvenäußere Rad dreht sich beim Einfedern in Vorspur. Dieses untersteuernde Eigenlenkver­ halten beim wechselseitigen Feuern ist umso stärker ausgeprägt, je steiler die Wankachse in Vorwärtsfahrtrichtung (Pfeil 2) ab­ fällt.

Ferner ändert sich beim beidseitigen Federn die Lage des Gelenk­ punktes 27 relativ zum Fahrzeugaufbau 13 und somit auch die Nei­ gung der Wankachse 46 (die Lage des Gelenkpunktes 45 relativ zum Aufbau 13 ist der dieselbe). Dabei kann die Änderung dieser Neigung bei gleichseitigem Federn durch eine entsprechende Aus­ legung der Winkelstellung des Koppellenkers 23 zur Horizontalen 50 mehr oder weniger beeinflußt werden. So ist bei einem kleinen Winkel (10° < γ < 20°) zwischen dem Koppellenker 23 und der Horizontalen 50 die Änderung der Neigung der Wankachse 46 der Hinterachse 1 beim gleichseitigen Einfedern relativ groß und bei einem großen Winkel (70° < γ < 90°) relativ klein.

Die Erfindung ist hier am Beispiel einer angetriebenen Achse be­ schrieben. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei nicht angetriebene Hinterachsen Verwendung finden.

Claims (7)

1. Aufhängung einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges mit einem in sich steifen Achsführungskörper, welcher ein sich quer zur Fahrtrichtung erstreckendes Achsrohr, an dessen beiden Enden je ein Rad gelagert ist, aufweist, welcher Achsführungskörper je­ weils im radnahen Bereich über je eine Tragfeder am Fahrzeug­ aufbau abgestützt ist und welcher Achsführungskörper im Bereich der Fahrzeuglängsmittelebene, in Vorwärtsfahrtrichtung vor der Raddrehachse kardanisch am Aufbau angelenkt ist und mit einer Einrichtung zur Querführung der Hinterachse, welche Einrichtung jeweils an den beiden Achsrohrenden gelenkig abgestützt und im Bereich der Fahzeuglängsmittelebene am Fahrzeugaufbau befestigt ist und welche Einrichtung eine Koppelvorrichtung zur Vermeidung von Seitenabweichungen zwischen Aufbau und Achsführungskörper beim Ein- und Ausfedern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsrohr (3) in Vorwärtsfahrtrichtung gebogen ausgebil­ det ist, daß das Achsrohr (3) selbst am Aufbau (13) kardanisch angelenkt ist und daß die Einrichtung zur Querführung der Hin­ terachse (1) gebildet ist aus einem Längslenker (22), welcher um eine durch dessen Anlenkpunkte (24, 25) am Achsrohr (3) und pa­ rallel zur Fahrzeugquerachse verlaufende Achse (26) schwenkbar gelagert ist und an welchem im Bereich der Fahrzeuglängsmitte­ lebene (12) ein biegesteifer Lenker (23) kardanisch angelenkt ist, der am Fahrzeugaufbau (13) über ein Drehgelenk (37), wel­ ches eine Drehung um eine parallel zur Fahrzeugquerachse ver­ laufende Achse (28) ermöglicht, angelenkt ist.

2. Aufhängung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längslenker (22) entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung ge­ bogen ausgebildet ist.

3. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt (45) des Achsrohres (3) am Aufbau (13) tie­ fer liegt als der Anlenkpunkt des biegesteifen Lenkers (23) am Längslenker (22).

4. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der biegesteife Lenker (23) als Koppellenker ausgebildet ist.

5. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung des biegesteifen Lenkers (23) am Aufbau (13) sowie die Anlenkung des Längslenkers (22) am Achsrohr (3) im Vergleich zur kardanische Anlenkung des Achsrohres (3) am Aufbau (13) verhältnismäßig hart ausgelegt ist.

6. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Längslenker (22) als Dreieckslenker ausgebildet ist.

7. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Längslenker (22) mit dem biegesteifen Lenker (23) über ein Kugelgelenk (27) verbunden ist.