DE2523121C2

DE2523121C2 - Hinterachsaufhängung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2523121C2
Application number: DE2523121A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Bufler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1975-05-24
Filing date: 1975-05-24
Publication date: 1984-06-20
Also published as: DE2523121A1; US4061362A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinlerachsaufhängung für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 16 30 278 bekannt ist.

Beim Beladen eines Kraftfahrzeuges mit Frontmotor tritt an der Vorderachse eine nur geringe und an der Hinterachse eine große Radlaständerung ein. Das hat bei konventionellen Fahrzeugen zur Folge, daß sich über Achsschräglauf der Hinterachse entsprechend stark und der der Vorderachse nur wenig vergrößert, da die sich bei Kurvenfahrt einstellende Rad- bzw. Achsschräglaufwinkel eines Kraftfahrzeuges bekanntlich unter anderem auch von der jeweiligen Radlast abhängen. Da für das Eigenlenkverhalten eines Kraftfahrzeuges aber der Unterschied zwischen dem Schräglaufwinkel der Vorderachse und der Hinterachse maßgeblich ist, wird durch die Beladung auch eine Veränderung des Eigenlenkverhaltens des Kraftfahrzeuges hervorgerufen, und zwar derart, daß ein bei Lccrlast an sich neutral oder geringfügig übersteuerndes Fahrzeug sieh bei Vollast übersteuernd bzw. stark übersteuernd verhält, bzw. daß ein ursprünglich untersteuerndes Fahrzeug bei Vollast ein neutral- oder sogar übersteuerndes Verhalten zeigt. Fs versteht sich, daß derartige Veränderungen im Eigenlcnkverhallcn unerwünscht sind.

Bei einer bekannten Hinterachse (Dl-OS 16 30 278) ist die Anlenkung eines U-förmigen Drehstab-Stabilisators derart ausgebildet daß der wirksame Hebelarm der Siabilisatorarme zur Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens des Kraftfahrzeugs verändert werden kann. Zu diesem Zweck ist ein aufwendiger Servomechanismus vorgesehen, mit dem die Federhärte eines U-förmigen Drehstab-Stabilisators beim Beschleunigen oder Bremsen des Fahrzeuges durch teleskopartiges Verlängern oder Verkürzen der Stabilisatorarme verändert wird, ίο z.B. derart, daß beim Beschleunigen ein an der angetriebenen Fahrzeugachse angeordneter Stabilisator verhärtet ein an der nichtangetriebenen Fahrzeugachse angeordneter Stabilisator dagegen weniger hart wird, bzw. umgekehrt wenn Gas weggenommen oder gebremst wird. Die Veränderung der Stabilisatorhärte beim Beschleunigen bzw. Bremsen hat eine entsprechende Änderung der Verteilung der Rollmomente auf die beiden Achsen zu Folge, wodurch das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs beim Beschleunigen oder Bremsen weitgehend unverändert bleibt

Ein Beladen oder Entladen führt aber bei diesem bekannten Fahrzeug zur zuvor geschilderten Veränderung des Eigenlenkverhaltens.

Es ist auch bereits eine Hinterachsaufhängung bekannt (DE-GM 67 51 047), bei der die Arme eines mit seinem Mittelteil schwenkbar am Fahrzeugaufbau angelenkten U-förmigen Drehstab-Stabilisators teleskopartig auseinanderziehbar bzw. ineinanderschiebbar ausgebildet und unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Zwischenhebels o. ä., an den Radführungsgliedern angelenkt sind. Bei dieser bekannten Hinterachsaufhängung findet in Abhängigkeit von der statischen Einfederung eine Änderung der Stabilisatorhebelarmlänge statt und zwar derart, daß der wirksame Hebelarm mit zuj5 nehmender Einfederung, d. h. mit zunehmender Beladung des Fahrzeuges verringert wird.

Ausgehend von einer Hinterachse der im Oberbegriff des Patenvanspruchs 1 genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses ohne den Einsatz komplizierter Servomechanismen so auszugestalten, daß das Eigenlenkverhalten des Kraftfahrzeuges weitgehend lastunabhängig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst; vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

In einfacher Weise wird erreicht daß bei Rollneigung des vollbeladenen Kraftfahrzeuges eine — im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen — kleine Radlaständerung auftritt mit der Folge, daß sich an der Hinterachse ein entsprechend kleinerer Achsschräglaufwinkel einstellt. Da die Rollneigung des Fahrzeuges infolge der geringeren Rollmomentabstützung an der Hinterachse zunimmt, wird andererseits das Rollrückstellmoment an der Vorderachse größer, so daß sich dort ein — im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen — größerer Abschräglaufwinkel einstellt. Die Verkleinerung des Hinterachsschräglaufwinkeli; und die gleichzeitige Vergrößerung des Vorderachsschräglaufwinkels führen zum Abbau der Übersteuerneigung bei Vollast und machen somit das Eigcnlenkvcrhahen des Fahrzeuges wunschgemäß weitgehend unabhängig vom jeweiligen Ueladungs/.iistand.

Wenn die Arme des Stabilisators und die zugehörigen bi Zwischenhebel gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung — in der Seitenansicht des Fahrzeugs gesehen — bei Vollast einen Winkel von zumindest annähernd 90" und bei Lccrlast einen stumpfen

Winkel von erheblich mehr als 90° zwischen sich einschließen, dann ergibt sich mit zunehmender Beladung oine degressive Wirkung des Stabilisators und demgemäß eine entsprechende Abnahme des Rollrückstcllmomentes.

Wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Weilerbildung der Erfindung die Zwischenhebel in aus der GBPS 9 71 104 an sich bekannter Weise quer zur Fahrzeuglängsachse nach oben innen geneigt angeordnet sind, derart, daß der Schnittpunkt ihrer Verlängerungen oberhalb der Zwischenhebel liegt, wobei die Arme des Stabilisators bei Vollast zumindest annähernd parallel zur Fahrbahn verlaufen, dann sind die Arme des Stabilisators bei Leerlast demzufolge so geneigt, daß die Anschlußpunkte der Stabilisatorarme mit den Zwischenhebeln um einen bestimmten Betrag über dem Momentanpol der Hinterachse liegen und daher die Zwischenhebel bei Rollneigung des Fahrzeuges seitlich geschwenkt werden, was eine zusätzliche Verdrehung des Stabilisators bewirkt und somit ein noch größeres Rollrückstellmoment zur Folge hai.

Anhand einiger Ausführungsbeispiele werden die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert

In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 + 2 die Seitenansicht einer Hinterachse mit einer erfindungsgemäßen Stabilisatoranlenkung bei Leerlast und bei Vollast,

F i g. 3 + 4 entsprechende Ansichten mit einer abgewandelten Stabilisatoranlenkung,

Fig.5 die Hinteransicht einer Hinterachse r.iit schräggestellten Zwischenhebeln und

Fig.6 die Stabilisatorkennlinien der erfindungsgemäßen Hinterachse.

In den Figuren ist lediglich der hintere Teil eines Kraftfahrzeuges in schematischer Form angedeutet. Das Hinterrad 5 ist über ein im Ausführungsbeispiel als Längslenker ausgebildetes Radführungsglied 3 am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 2 angelenkt und über eine nicht weiter gezeigte Fahrzeugfeder gegen ihn abgefedert. Im Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 ist ein bekannter U-förmiger Drehstab-Stabilisator 1 mit seinem Mittelteil drehbar mit dem Fahrzeugaufbau 2 verbunden. In den Seitenansichten sind lediglich die Arme 1.1 des Stabilisators zu erkennen. Diese sind über gelenkig daran befestigte Zwischenhebcl 4 gelenkig mit den Radführungsgliedern 3 verbunden. Die Anne 1.1 des Stabilisators und die zugehörigen Zwisclienhebe! 4 sind jeweils derart ausgebildet und angeordnet, daß sie in der Seitenansicht des Fahrzeuges gesehen bei Leerlast einen stumpfen Winkel ac' von erheblich mehr als 90° und bei Vollast einen Winkel α von zumindest annähernd 90° zwischen sich einschließen. In Fi g. 1 ist der Leerlastfall und in F i g. 2 der Vollastfall dargestellt. Man erkennt, daß der wirksame Hebelarm a im Leerlastfall klein und im Vollastfall relativ groß ist. Somit ist die Abstützkraft über die Zwischenhebel 4 zu den Radführungsgliedern 3 bei Leerlast groß und bei Volllast relativ klein. Bei Leerlast ergibt sich demzufolge ein großes Rollrückstellmoment, welches etwa dem RoIlrückstellmoment konventioneller Achsen entsprechen sollte. Bei Vollast ist das Rückstellmoment dagegen erheblich kleiner als bei konventionellen Fahrzeugen, so daß — im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen — bei Rollneigung wunschgemäß eine Korrektur der Radlaständerungen und damit der Achsschrägluufwinkel stattfindet. Gleichzeitig wird infolge der sich ergebenden größeren Rollneigung des Fahrzeuges das Rollrückstellmoment und damit der Achsschräglaufwinkel der Vorderachse größer als bei konventionellen Fahrzeugen. Ein im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen bei Vollast vorliegender kleinerer Hinterachs· schräglauf und größerer Vorderachsschräglauf führen zum Abbau der sonst üblichen Übersteuerneigung bei Vollast und machen somit das Fahrverhalten des Fahrzeuges wunschgemäß weitgehend unabhängig voi" Beladungszustand.

ίο Bei der in den Fig.3 und 4 gezeigten Hinterachse wird eine degressive Rollmomentabstützung der Hinterachse dadurch erzielt, daß die Federkonstante eines U-förmigen Drehstab-Stabilisators durch eine entsprechend gewählte Anlenkkinematik bei Vollast kleiner als bei Leerlast wird. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 ist der Stabilisator in diesem Ausführungsbeispiel mit seinem Mittelteil nicht am Fahrzeugaufbau 2, sondern schwenkbar an den Radführungsgliedern 3 befestigt. Entsprechend sind die Stabilisatoren 1.1 über die gelenkig daran befestigten Zwischenhebel 4 nicht an den Radführungsgiiedern 3, sondern am Fahrzeugaufbau 2 angelenkt. Die Funktionsweise dieser Hinterachse stimmt mit der gemäß den F i g. 1 und 2 überein, denn auch hier schließen die Stabilisatorarme 1.1 und die zugehörigen Zwischenhebel 4 jeweils bei Vollast einen Winkel α von zumindest annähernd 90° und bei Leerlast einen stumpfen Winkel ot! von erheblich mehr als 90° zwischen sich ein. Bei den in den Fig. 1—4 gezeigten Hinterachsen verlaufen die Zwischenhebel 4 — in der Vorder- bzw. Hinteransicht des Fahrzeuges — zumindest annähernd vertikal. Sie werden beim Einfedern des Fahrzeuges demzufolge ausschließlich in Fahrzeuglängsrichtung ausgelenkt. Abweichend davon sind die Zwischenhebel 4 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zusätzlich quer zur Fahrzeuglängsachse nach oben innen geneigt angeordnet, und zwar derart, daß der Schnittpunkt der Zwischenhebelverlängerungen oberhalb der Zwischenhebel liegt. Der Stabilisator und die Zwischenhebel sind dabei derart bemessen und angeordnet, daß die Arme des Stabilisators bei Vollast zumindest annähernd parallel zur Fahrbahn verlaufen. Das bedeutet, daß die Arme 1.1 des Stabilisators bei Leerlauf geneigt verlaufen.
Man erkennt, daß die Anschlußpunkte der Stabilisalorarmc 1.1 mit den Zwischenhebeln 4 im Leerlastfall um den Betrag b über dem mit M bezeichneten Momentanpol liegen.

Im Lcerlaslfall werden die Zwischenhebel 4 daher infolge des wirksamen Hebelarms b bei Rollneigung des

so Fahrzeuges seitlich geschwenkt, was eine zusätzliche Verdrehung des Stabilisators und damit eine Vergrößerung des Leerlastrollrückstellmomentes bewirkt. Bei Vollast federt der Fahrzeugaufbau 2 ohne Ausschwenken der Zwischenhebel 4 soweit ein, daß die Arme 1.1 des Stabilisators 1 zumindest annähernd parallel zur Fahrbahn verlaufen. Der mit b bezifferte Abstand zwischen den Anschlußpunkten der Zwischenhebel 4 und dem Moinentanpol M bzw. dem Fahrzeugaufbau 2 wird dadurch zumindest annähernd zu Null, so daß dann die seitliche Schwenkbewegung der Zwischenhebel 4 bei Rollneigung des Fahrzeuges entfällt.

In den Fig. 1—5 ist eine Hinterachse dargestellt, bei der die Hinterräder 5 über als Längslenker ausgebildete Radführungsglieder 3 am Fahrzeugaufbau 2 angelenkt

b5 sind. Wie ;uis F i g. 5 ersichtlich, sind die Längslenker im Ausfiihrungsbeispiel im Bereich der Radachsen miteinander durch eine biegesteife, aber torsionsweiche Querstrebe 6 verbunden, so daß sich eine besonders einfache

Achsanordnung ergibt, welche die Vorteile einer Einzelradaufhängung mit den Vorteilen einer Starrachse vereinigt. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Stabilisatoranlenkung ist aber nicht auf einen derartigen Achstyp beschränkt. Sie kann sowohl bei Längslenker-, Schräglenker-, Querlenker- oder Starrachsen angewendet werden.

In F i g. 6 ist der prinzipielle Verlauf der Stabilisatorfederkennung einer Hinterachse gemäß der Erfindung dargestellt. Es ist die Stabilisatorfederkennung als Funktion des Rollwinkels aufgetragen, und zwar einmal für den mit L bezeichneten Leerlastfall und einmal für den mit V bezeichneten Vollastfall. Man erkennt, daß die Stabilisatorfederkennung bei Leerlast erheblich größer ist als bei Vollast. Man erkennt weiterhin, daß die Stabilisatorfederkennung insbesondere bei Leerlast mit wachsendem Rollwinkel deutlich abnimmt. Das beruht darauf, daß der wirksame Hebelarm a im Leerlastfall sich bei Rollneigung sehr viel stärker verändert als im Vollastfall.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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JO

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Claims

Patentansprüche:

1. Hinterachsaufhängung für Kraftfahrzeuge, bei denen die Radlaständerung bei Beladung an der Hinterachse größer ist als an der Vorderachse und die statische Einfederung der Räder der Radlast entspricht mit einem U-förmigen Drehstab-Stabilisator, dessen Mittelteil schwenkbar am Fahrzeugaufbau oder an den Radführungsgliedern gelagert ist und dessen Arme über gelenkig befestigte Zwischenhebel an den Radführungsgliedern bzw. dem Fahrzeugaufbau derart angelenkt sind, daß ihr wirksamer Hebelarm zur Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens des Kraftfahrzeuges veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (1.1) des Stabilisators (1) und die Zwischenhebel (4) relativ zueinander und zu den Radführungsgliedern (3) derart angeordnet sind, daß sich mit zunehmender statischer Einfederung der Räder (5) zwischen Leerlast und Vollast allein durch ihre Winkelstellung zueinander eine stetige Zunahme des wirksamen Hebelarmes (a) ergibt

2. Hinterachsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Arme (1.1) und die zugehörigen Zwischenhebel (4) — in der Seitenansicht des Fahrzeuges gesehen — bei Vollast einen Winkel (λ) von zumindest annähernd 90° und bei Leerlast einen stumpfen Winkel (<*") von erheblich mehr als 90° zwischen sich einschließen.

3. Hinterachsaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhebel (4) in an sich bekannter Weise quer zur Fahrzeuglängsachse nach oben innen geneigt angeordnet sind, so daß der Schnittpunkt ihrer Verlängerungen oberhalb der Zwischenhebel liegt, und daß die Arme (1.1) des Stabilisators (1) bei Vollast zumindest annähernd parallel zur Fahrbahn verlaufen.