DE60105095T2

DE60105095T2 - Hinterradaufhängung mit Schwingarm für ein Kraftfahrzeug mit Querführungsstreben

Info

Publication number: DE60105095T2
Application number: DE60105095T
Authority: DE
Inventors: Daniel Nicolas
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: EP1170156B1; AR028715A1; FR2810273A1; FR2810273B1; DE60105095D1; BR0102391B1; ATE274424T1; BR0102391A; ES2227085T3; EP1170156A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hinterradaufhängung für Kraftfahrzeuge, vom Typ mit zwei gezogenen Längslenkern.
Bei einer solchen Hinterradaufhängung sind die beiden gezogenen Lenker zum Abstützen der Achszapfen über einen rohrförmigen Querträger miteinander verbunden, dessen Körper am Fahrzeugaufbau über zwei vordere Laschen und zwei hintere Laschen befestigt ist, welche fest mit dem Köper verbunden und mit dem Fahrzeugaufbau über elastische Gelenke in Keilform verbunden sind. Jeder gezogene Lenker ist am entsprechenden Ende des Querträgers um eine Querachse verschwenkbar über ein Nadellager gelagert, um ein Ausfedern in der senkrechten Ebene eines jeden Hinterrads zu gestatten.
Die Auslegung dieser Hinterradaufhängung erschwert es, unter großen Querkräften hervorgerufene Lenkungsausschläge der Aufhängung zu verhindern, und zwar aufgrund der Elastizität der Verbindungskeile zum Verbinden der gezogenen Lenker mit dem Fahrzeugaufbau und vor allem aufgrund der Verformung der Radträger, insbesondere der gezogenen Lenker selbst.
Somit liegt der Erfindung das Problem zugrunde, Biegemomente an den gezognen Lenkern der Hinterradaufhängung bei auf diese aufgebrachten hohen Querkräften zu beseitigen.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt die Erfindung eine Hinterradaufhängung für Kraftfahrzeuge mit zwei gezogenen Längslenkern zum Abstützen der Achszapfen vor, die über einen Querträger miteinander verbunden sind, der am Fahrzeugaufbau über vordere und hintere Laschen befestigt ist, welche über elastische Gelenke fest mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind, und die um eine Querachse schwenkbeweglich am entsprechenden Ende des Querträgers gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen starren Querstab enthält, der mit seinen Enden starr am Fahrzeugaufbau befestigt ist und zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Radaufhängung liegt, und mit zwei im wesentlichen querverlaufenden Haltestäben, von denen jeder mit einem Ende am starren Querstab über ein Gelenk und mit seinem gegenüberliegenden Ende am entsprechenden Radzapfen über ein Gelenk befestigt ist, wobei jeder Haltestab so angeordnet ist, dass er je nach senkrechten Ein- und Ausfederungen des Rads bei Beaufschlagung und Entspannung eine veränderliche Länge hat.
Gemäß einer ersten Ausführungsform enthält jeder Haltestab an seinem mit dem starren Querstab verbundenen Endbereich zwei Teleskopelemente, und zwar ein äußeres und ein inneres, die jeweils einen festen Querendanschlag enthalten, zwischen denen sich ein Federglied abstützt, das axial zusammengedrückt werden kann, wenn das Rad unter Beaufschlagung senkrecht einfedert.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist das Federglied eine spiralförmige Druckfeder.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist das Federglied ein kegelstumpfförmiger Gummiblock, der fest mit dem Endanschlag des inneren Teleskopelements verbunden ist.
Das äußere Teleskopelement eines jeden Haltestabs ist an seinem Ende mit dem starren Querstab über das entsprechende Gelenk verbunden, das ein elastisches Gelenk oder Kugelgelenk ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist das jeden Haltestab mit dem starren Querstab verbindende Gelenk elastisch und enthält eine Hülse auf Gummibasis mit parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufender Längsachse und mit zwei diametral gegenüberliegenden Innenhohlräumen, die eine radiale Verformung der Hülse bei senkrechten Ein-/Ausfederungen des Rads gestattet.
Vorteilhaft weisen die Hohlräume im Querschnitt jeweils die Form einer bogenförmigen Aussparung auf.
Jeder Haltestab ist mit dem starren Querstab über einen Bügel verbunden, der fest mit dem Querstab unter demselben in einer annährend senkrechten Ebene verbunden ist.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, aus der weitere Ziele, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung deutlicher hervorgehen, und zwar anhand der beigefügten Zeichnungen, die sich nur beispielhaft verstehen und zwei Ausführungsformen der Erfindung darstellen, worin zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung für Kraftfahrzeuge,
2 eine Schnittansicht, welche die Befestigung eines Endes des starren Querträgers darstellt, welcher zur Radaufhängung aus 1 gehört,
3 eine vergrößerte Teilschnittansicht des Endabschnitts des einen von zwei Haltestäben gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die bei der Hinterradaufhängung aus 1 Anwendung finden,
4 eine Teilansicht von oben gemäß Pfeil IV aus 3,
5 schematisch verschiedene senkrechte Ausfederungen der Hinterräder des Fahrzeugs, um die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung zu erläutern,
6 eine Teilansicht im Schnitt ähnlich wie 3, welche eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Haltestabs zeigt,
7 eine vergrößerte Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform mit der Anlenkung des Endabschnitts eines erfindungsgemäßen Haltestabs, und
8 eine Draufsicht gemäß Pfeil VIII aus 7.
Bezugnehmend auf 1 und 2 enthält die Hinterradaufhängung für Kraftfahrzeuge zwei entgegengesetzte gezogene Längslenker 1 zum Abstützen der Achszapfen 2 der Hinterräder des Fahrzeugs, die über ein Rohrelement 3 miteinander verbunden sind, dessen Körper 3a am Fahrzeugaufbau C über zwei vordere Laschen 3a1 und zwei hintere Laschen 3a2 befestigt ist, welche fest mit dem Körper 3a verbunden sind, um einen festen Rahmen zu bilden, und über elastische Gelenke AL in Form von Keilen mit dem Fahrzeugaufbau C verbunden sind. Jeder gezogene Lenker 1 ist um eine Querachse schwenkbeweglich am entsprechenden Ende des Querträgers 3 gelagert, und zwar über ein Nadellager (nicht dargestellt), um ein Ausfedern in der senkrechten Ebene eines jeden Hinterrades zu gestatten.
Die Hinterradaufhängung enthält ferner zwei torsionsverformbare Querstäbe BT, von denen nur einer dargestellt ist, die sich auf beiden Seiten des rohrförmigen Querträgers 3 befinden. Einer der Stäbe BT ist mit einem Ende in der entsprechenden vorderen Lasche 3a1 bzw. hinteren Lasche 3a2 und mit dem entgegengesetzten Ende in dem fest mit dem Körper 3a des Querträgers 3 verbundenen Endabschnitt entgegensetzt zum ersten Verankerungsendabschnitt des ersten Stabs BT verankert.
Ein doppelt wirkender Hydraulikstoßdämpfer AH ist zwischen dem Ende einer jeden hinteren Lasche 1b und dem entsprechenden gezogenen Lenker 1 eingesetzt.
Erfindungsgemäß enthält die Hinterradaufhängung ferner einen starren Querstab 4, der rohrförmig sein kann und mit jedem seiner Enden starr am Fahrzeugaufbau C über einen Befestigungsbolzen 5 befestigt ist, über den auch das entsprechende Ende der hinteren Lasche 1b über das elastische Gelenk AL befestigt ist, wobei der Stab 4 zwischen Fahrzeugaufbau C und Hinterradaufhängung angeordnet ist.
Diese Radaufhängung enthält auch zwei sogenannte Haltestäbe 6, 7, die im wesentlichen quer zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufenden von denen jeder mit einem Ende am starren Querstab 4 über ein Gelenk AP befestigt ist, das in Verbindung mit den beiden Ausführungsformen aus 3, 4 und 6, 7 beschrieben wird, sowie einen Bügel 8, der fest mit dem Querstab 4 verbunden ist, indem er unter demselben in einer annährend senkrechten Ebene vorsteht.
Das andere Ende eines jeden Haltestabs 6, 7 ist am Radzapfen des entsprechenden Hinterrades über ein Gelenk mit Längsachse A6 und A7 befestigt, welches am Ende eines fest mit dem Radzapfen verbundenen Bügels 9 befestigt ist.
Jeder Haltestab 6, 7 ist so angeordnet, dass er je nach senkrechten Ein- und Ausfederungen des entsprechenden Hinterrads bei Beaufschlagung und Entspannung eine veränderliche Länge hat und ausgehend von seinem Verankerungspunkt P3, P4 mit dem Stab 4 von oben nach unten geneigt ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform, die in 3 und 4 dargestellt ist, enthält jeder Haltestab 6, 7 an seinem mit dem starren Querstab 4 verbundenen Endbereich zwei rohrförmige Teleskopelemente, und zwar ein inneres 6a, 7a und ein äußeres 6b, 7b, so dass der Abstand zwischen dem Verankerungspunkt P1, P2 des Haltestabs 6, 7 am Bügel 9 des entsprechenden Radzapfens und dem Verankerungspunkt P3, P4 des entgegengesetzten Endes des Haltestabs 6, 7 am entsprechenden Bügel 8 verändert wird. Der Verankerungspunkt P3, P4 kann eine exzentrische Schraube sein, um die Kraft auf die Radebene einzustellen.
Das Ende des teleskopischen Innenrohrs 6a, 7a des Haltstabs wird von einem Zylinderstopfen 10 verschlossen, der in das Rohr 6a, 7a eingepresst ist und eine Senkung 10a zum Aufnehmen der Basis eines kegelstumpfförmigen Blocks 11 aus einem Material auf Gummibasis aufweist, das unter Druck axial verformbar ist.
Das Ende des teleskopischen Außenrohrs 6b, 7b des Haltstabs 6, 7 wird auch von einem Zylinderanschlag 12 verschlossen, der dem Stopfen 10 entgegengesetzt ist, und zwar mit dem zwischengeordneten Gummiblock 11, um es dem Block 11 zu ermöglichen, sich an dem Anschlag 12 abzustützen und sich unter Druck axial zu verformen, wie gestrichelt in 3 dargestellt ist, wenn jedes Hinterrad unter Beaufschlagung in einer senkrechten Ebene einfedert.
Der zylindrische Anschlag 12 wird im entsprechenden Ende des Außenrohrs 6b, 7b von einer Bördelung S dieses Rohrs gehalten.
Die beiden teleskopischen Rohre 6a, 7a und 6b, 7b werden von außen durch eine balgförmige Außenhülse 13 abgedichtet.
Das Ende des Außenrohrs 6b, 7b, durch welches das den Anschlag 12 aufnehmende Ende fortgesetzt wird, ist so abgeflacht, das es einen Abschnitt mit geringerer Dicke bildet, der von der Achse 14 des Bügels 8 über ein elastisches Gelenk 15 getragen wird, das aus einer Gummihülse besteht, die fest mit der Achse 14 zwischen den beiden Schenkeln 8a des Bügels 8 verbunden ist. Die Hülse 15 ist auch in einer Metallmanschette 16 befestigt, die am abgeflachten Ende des Außenrohrs 6b, 7b quer zu diesem Ende befestigt ist.
Die Hülse 15 kann an der Achse 14 und an der Manschette 16 über ein Haftmittel fixiert sein.
Gemäß einer Variante kann das Gelenk AP ein Kugelgelenk sein.
Die in 6 dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet sich von der aus 3 nur durch eine vorhandene spiralförmige Druckfeder 11, welche den Gummiblock ersetzt und zwischen den beiden Endanschlägen 10 und 12 zwischengelagert ist.
5 zeigt schematisch Ausfederungen der Hinterräder und damit der gezogenen Lenker 1 um die Drehachse A-A', die mit den Punkten AR ausgehend von der Bezugsstellung 0 angedeutet sind. Somit federt jedes Hinterrad von der Stellung "Beaufschlagung" (1) in die Stellung "Entspannung" (2) um die Achse A-A', und die Verankerungspunkte P1 und P2, die fest mit den Hinterrädern verbunden sind, sind diesen Ein-/Ausfederungen beiderseits der Bezugsstellung (0') des Punkts P1, P2 ausgesetzt, wie mit (1') und (2') angedeutet ist. Die Verlagerungen der Punkte P1 und P2 bewirken eine Längenveränderung der Geraden P3, P1 und P2, P4, welche die beiden jeweiligen Haltestäbe 6, 7 darstellen. Somit folgt jeder Haltestab 6, 7 so nahe wie möglich der theoretischen Wegstrecke des entsprechenden gezogenen Lenkers 1 bei "normaler Fahrt" und bei "Beaufschlagung", wo die Wirkungen der Fliehkraft im Sinne einer Kompression des Stabs 6, 7 erfolgen und damit direkt von diesem in seinem teleskopischen Bereich aufgenommen werden, von dem das Innenrohr 6a, 7a sich in dem Außenrohr 6b, 7b zum Anschlag 12 so verlagert, so dass der Gummiblock 11 an diesem axial zusammengedrückt wird.
Dagegen wird bei "Entspannung" in der theoretischen Wegstrecke eines jeden gezogenen Lenkers 1 der entsprechende Haltestab 6, 7 von jedem Verankerungspunkt P1, P2 im Sinne einer Ausdehnung desselben gezogen, d. h. das Innenrohr 6a, 7a des teleskopischen Bereichs des Haltestabs verlagert sich im Außenrohr 6b, 7b, indem es sich von dem Anschlag 12 entfernt.
Die teleskopische Ausgestaltung der Endabschnitte der beiden Haltestäbe 6, 7 ermöglicht es damit, die Hinterradebene zu kontrollieren, um den von den Querkräften verursachten Lenkungsausschlag zu vermindern, und gewährleistet eine gute Stabilität bezüglich Parallelität der Räder.
Die in 6 und 7 dargestellte zweite Ausführungsform stellt die gleiche Funktion sicher wie die vorangehend beschriebene erste Ausführungsform und wird nachfolgend erläutert.
Bei dieser zweiten Ausführungsform enthält das Gelenk AP, welches das Ende eines jeden Haltestabs 6, 7 mit dem Bügel 8 verbindet, eine Gummihülse 17, die an der Querachse 14 des Bügels 8 koaxial zu dieser montiert ist und in einer Metallmanschette 18 aufgenommen ist, die fest mit dem abgeflachten Ende des Haltestabs 6, 7 quer zu diesem verbunden ist. Die Hülse 17 ist zwischen den beiden Schenkeln 8a des Bügels 8 aufgenommen und verläuft somit mit ihrer Längsachse parallel zur Längsachse des Fahrzeugs.
Jede Hülse 17 enthält zwei diametral gegenüberliegende Innenhohlräume 17a, die sich in einer Richtung parallel zur Längsachse der Hülse erstrecken und jeweils in Form einer bogenförmigen Aussparung vorliegen. Die beiden Hohlräume 17a ermöglichen eine radiale Verformung der Hülse 17 unter Druck, wenn das entsprechende Hinterrad unter Beaufschlagung einfedert, wo die Wirkungen der Fliehkraft im Sinne einer Kompression des entsprechenden Stabs 6, 7 erfolgen.
Die Erfindung schlägt somit zwei Lösungen vor, die es ermöglichen, die gesamten Querkräfte aufzunehmen, die auf die Hinterradaufhängung ausgeübt werden und direkt in den Fahrzeugaufbau eingeleitet werden, ohne die Teile der Hinterradaufhängung verformend zu beaufschlagen, d. h. die gezogenen Lenker und/oder die Verbindungskeile zum Verbinden derselben mit dem Fahrzeugaufbau.
Die Ausdehnung eines jeden Haltestabs im Sinne einer Entspannung ermöglicht es, interne Spannungen abzubauen, die ansonsten das freie Ein-/Ausfedern der Hinterradaufhängung unterbinden würden.

Claims

Hinterradaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit zwei gezogenen Längslenkern (1) zum Abstützen der Hinterräder, die über einen Querträger (3) miteinander verbunden sind, der am Fahrzeugaufbau (C) über zwei vordere Laschen (3a1) und zwei hintere Laschen (3a2) befestigt ist, welche über elastische Verbindungen (AL) fest mit dem Fahrzeugaufbau (C) verbunden sind, und die um eine Querachse schwenkbeweglich am entsprechenden Ende des Querträgers (3) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen starren Querstab (4) enthält, der mit seinen Enden starr am Fahrzeugaufbau (C) befestigt ist und zwischen dem Fahrzeugaufbau (C) und der Radaufhängung liegt, und mit zwei im wesentlichen querverlaufenden Haltestäben (6, 7), von denen jeder mit einem Ende am starren Querstab (4) über ein Gelenk und mit seinem gegenüberliegenden Ende am entsprechenden Radzapfen (9) über ein Gelenk (AP) befestigt ist, wobei jeder Haltestab (6, 7) so angeordnet ist, dass er je nach senkrechten Ein- und Ausfederungen des Rads bei Beaufschlagung und Entspannung eine veränderliche Länge hat.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Haltestab (6, 7) an seinem mit dem starren Querstab (4) verbundenen Endbereich zwei Teleskopelemente (6a, 7a; 6b, 7b) enthält, und zwar ein äußeres und ein inneres, die jeweils einen festen Querendanschlag (10, 13) enthalten, zwischen denen sich ein Federglied (11) abstützt, das axial zusammengedrückt werden kann, wenn das Rad unter Beaufschlagung senkrecht einfedert.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federglied (11) eine spiralförmige Druckfeder ist.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federglied (11) ein kegelstumpfförmiger Gummiblock ist, der fest mit dem Endanschlag des inneren Teleskopelements (6a, 7a) verbunden ist.
Hinterradaufhängung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Teleskopelement (6b, 7b) eines jeden Haltestabs (6, 7) an seinem Ende mit dem starren Querstab (4) über das entsprechende Gelenk verbunden ist, das ein elastisches Gelenk oder Kugelgelenk ist.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeden Haltestab (6, 7) mit dem starren Querstab (4) verbindende Gelenk (AP) elastisch ist und eine Hülse auf Gummibasis (8) mit parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufender Längsachse und mit zwei diametral gegenüberliegenden Innenhohlräumen (17a) enthält, die eine radiale Verformung der Hülse (8) bei senkrechten Ein-/Ausfederungen des Rads gestattet.
Hinterradaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (17a) im Querschnitt jeweils die Form einer bogenförmigen Aussparung aufweisen.
Hinterradaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Haltestab (6, 7) mit dem starren Querstab (4) über einen Bügel (8) verbunden ist, der fest mit dem Querstab (4) unter demselben in einer annährend senkrechten Ebene verbunden ist.