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WO2010069303A1 - Verbundlenkerachse für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2010069303A1
WO2010069303A1 PCT/DE2009/050069 DE2009050069W WO2010069303A1 WO 2010069303 A1 WO2010069303 A1 WO 2010069303A1 DE 2009050069 W DE2009050069 W DE 2009050069W WO 2010069303 A1 WO2010069303 A1 WO 2010069303A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
twist
beam axle
vehicle
rubber bearings
axle according
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2009/050069
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Elbers
Benjamin Bäumer
Ingo Albers
Sami Siddiqui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of WO2010069303A1 publication Critical patent/WO2010069303A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a torsion beam axle for a vehicle, with two spaced apart trailing arms, which are each attached via a main bearing on a vehicle body, two provided on the trailing arms wheel carriers on each of which a vehicle is rotatably mounted, and one between the trailing arms extending, torsionally flexible but rigid cross member, which is attached to each of the trailing arm.
  • the torsion beam axle As a cost-effective solution, since it regularly consists of only one welding assembly and two rubber bearings.
  • the welding assembly is composed of two trailing arms and a torsionally flexible but rigid cross member (torsion profile). This axis architecture is easy to assemble and space saving, allowing many
  • DE 103 21 878 Al discloses an independent suspension with a wheel bearing mounted on the vehicle body handlebar having a mounted in a plurality of elastic pivot bearings wheel carrier, wherein the elastic pivot bearing at least partially consist of two concentric rings or a ring and a bolt between which at least partially Elastomer body is permanently integrated.
  • the wheel carrier is supported on the handlebars via at least one elastic control bearing whose bearing pin lies with its center line in a vertical plane which forms an angle with the direction of travel.
  • the wheel carrier is movably mounted on the handlebar above the horizontal wheel center transverse plane via at least one pendulum support link articulated in pivot bearings.
  • the wheel carrier is movably mounted below the horizontal wheel center transverse plane via a support bearing designed as a pivot bearing on the handlebars.
  • the handlebar can be a composite handlebar.
  • the pendulum support arm of the wheel has a relatively large freedom of movement, which may be advantageous on the one hand, but on the other hand also requires a very precise matching of the bearing stiffnesses, so that undesirable movements of the wheel carrier are suppressed if possible. Furthermore, the number of components and the assembly costs compared to the conventional twist beam axle are significantly increased by the pendulum support arm, which causes relatively high costs.
  • a torsion beam axle with a torsionally elastic cross member is known, the ends of which each carry a hinged to the vehicle body and connected to a wheel longitudinal trailing arm.
  • Each of the wheel carrier is attached via a pivot bearing and at a distance thereto via a hydro-elastic joint on one of the links, wherein the joint has a housing connected to the handlebar and an arranged therein and connected to the wheel carrier inner part.
  • an elastically deformable element is arranged, which defines two liquid-tight chambers together with the housing, so that movement of the inner part relative to the housing can be effected by compressing or expanding the chambers.
  • a system for controlling the Radeinschlag is provided, which can change the volume of a non-compressible fluid in each of the chambers, so that the movements of the inner part and thus the impact of the wheel are controllable relative to the handlebar.
  • This torsion beam axle allows an active position of the wheel carrier, which may indeed have a positive effect on driving behavior and ride comfort, but also because of the active control of the hydro-elastic joint relatively expensive and therefore expensive. Furthermore, there is a risk that in case of failure of the control system, the hydro-elastic bearing has insufficient or undesirable Rad Operations- and / or damping properties.
  • the present invention seeks to further develop a torsion beam axle of the aforementioned so that the driving dynamics of the axle can be improved as inexpensively and störunan ceremonies as possible.
  • the torsion beam axle according to the invention for a vehicle in particular a motor vehicle, has two trailing arms which are spaced apart from each other and are each fastened to a vehicle body via a main bearing, two wheel carriers provided on the trailing arms, on each of which a vehicle wheel is rotatably mounted, and one between the two Trailing arms extending torsionally soft but rigid cross member, which is attached to each of the trailing arm, wherein each of the trailing arm each one of the wheel is secured by three passive rubber bearings, which are not all on one and the same straight line.
  • each wheel by three passive rubber bearings on the respective trailing arm makes it possible to eliminate or at least significantly reduce significant disadvantages of the conventional twist beam axis, such as the lateral force oversteer and the poor vibration decoupling.
  • a significant improvement in function is achieved in a very simple manner.
  • the torsion beam axle according to the invention in the absence of active bearings and / or pendulum support arm for connecting the wheel to the trailing arm is relatively inexpensive.
  • the cross member is preferably fixed to each of the trailing arm, in particular rigidly connected.
  • the cross member is welded to each of the trailing arms.
  • the cross member is preferably attached with its ends to the trailing arms.
  • the cross member is attached to each of the trailing arms between the respective main bearing and the respective wheel carrier.
  • each of the trailing arm extends in or substantially in a vehicle longitudinal direction.
  • the cross member preferably extends in or substantially in a vehicle transverse direction, which is aligned in particular perpendicular to the vehicle longitudinal direction.
  • Vehicle vertical direction is preferably aligned perpendicular to the vehicle longitudinal direction and perpendicular to the vehicle transverse direction.
  • a direction of travel or normal forward direction of travel of the vehicle and / or the axis according to the invention is aligned in particular in the vehicle longitudinal direction.
  • the main bearings sit in the direction of travel in front of the cross member.
  • the cross member in the direction of travel is preferably arranged in front of the wheel carriers.
  • Each of the rubber bearings preferably comprises an outer part designed as a sleeve, an inner part arranged in the sleeve and an elastomeric bearing body arranged in the sleeve, which extends between the inner part and the outer part and preferably surrounds and / or surrounds the inner part.
  • each of the rubber mounts is fixed to one of the parts (outer part and inner part) of the respective trailing arm and another one of the parts (of outer part and inner part) to the respective wheel carrier.
  • the elastomeric bearing body with the inner part and / or the outer part is materially connected, for example by gluing and / or vulcanization.
  • none of the rubber bearings on an active actuator is not limited to the rubber bearings on an active actuator.
  • the outer part is preferably hollow cylindrical or substantially hollow cylindrical.
  • the inner part may be formed as a cylindrical body, which is designed, for example, continuous cylindrical or centrally convex.
  • the inner part may for example be solid or provided with a through hole.
  • Each of the rubber bearings preferably has a bearing longitudinal direction, which is also referred to as axial direction and extends in particular in the longitudinal direction and / or in the direction of the axis of symmetry of the outer part and / or the inner part. Further, in each of the rubber bearings, a direction perpendicular to the bearing longitudinal direction is referred to as a radial direction.
  • Each of the rubber bearings preferably has an end stop in the axial direction and / or a progressive stiffness behavior.
  • an axial displacement of the inner part relative to the outer part due to an axially acting force is limited by the end stop and / or a progressive stiffness change.
  • the main bearings can be configured simpler than in conventional beam steering axles.
  • the transverse rigidity of the axle according to the invention can be greater than in a conventional torsion beam axle with track-correcting or spatially employed main bearings.
  • one of the each of the wheel carrier associated three rubber bearings is arranged in the direction of travel in front of the respective Radwindachse and thus forms a front rubber mount, with two other of each of the wheel carrier associated three rubber bearings are arranged in the direction behind the respective Radcardachse and thus forming rear rubber bearings.
  • the axial direction of each of the front rubber mount extends in particular obliquely to the vehicle longitudinal direction and is preferably aligned perpendicular or substantially perpendicular to the vehicle vertical direction.
  • the axial directions of the front rubber bearings especially as seen from the front rubber bearings, preferably apart in the direction of travel. By this orientation of the front rubber bearings can be achieved that the vehicle wheels are guided during towing in the braking process.
  • the axial direction of each of the rear rubber bearings runs parallel or substantially parallel to the vehicle longitudinal direction.
  • each wheel carrier The rear rubber bearings of each wheel carrier are arranged one above the other in the vehicle vertical direction, so that one of these rubber bearings is preferably arranged above the associated wheel rotational axis and another of these rubber bearings is preferably arranged below the associated wheel rotational axis.
  • the rear rubber mount of each wheel carrier are arranged in particular at a distance from one another along a straight line running in or substantially in the vehicle vertical direction.
  • Each of the rubber mounts is preferably stiffer in its radial direction than in its axial direction. This makes it possible, in particular in combination with the preferred orientations of Rubber bearings reduce or even eliminate the tendency for lateral force oversteer. Furthermore, it can be achieved that the wheels are guided under lateral force in toe.
  • the rubber bearings of each wheel carrier preferably form a triangular arrangement, in particular an acute-angled triangular arrangement, so that the lines connecting the rubber bearings each enclose an angle of less than 90 ° with one another.
  • the rubber mounts of the torsion beam axle according to the invention are preferably arranged and / or designed, in particular with regard to their stiffness, that the virtual wheel pivot point and / or the virtual pivot of each wheel carrier under lateral force and / or braking force in the direction behind the respective Radcardachse and in the vehicle transverse direction, from the axis center and / or vehicle center seen from behind the respective wheel plane.
  • the trailing arms are pivotally mounted in particular by means of the main bearing on the vehicle body, so that the vehicle wheels against the vehicle body in the vehicle vertical direction and can rebound.
  • the main bearings are preferably designed as rubber bearings, the term elastomer bearing being used instead of the term rubber bearing for the main bearings in order to avoid confusion with the passive rubber bearings which are used according to the invention for connecting the wheel carriers to the trailing arms.
  • the trailing arm or the wheel carrier are preferably each supported via a vehicle spring on the vehicle body. Furthermore, the trailing arm or the wheel carrier are preferably each supported via a damper on the vehicle body.
  • each of the wheel carrier of the main group of the torsion beam axle consisting of the cross member and the two trailing arms with the help of three rubber bearings.
  • the axle behavior in the direction of understeer tendency of the vehicle can be designed with lateral force and braking force.
  • a corresponding sweep (inclination) of the front rubber mount is achieved that the axle is pressed under braking force in toe.
  • the rubber bearings are oriented such that the axis is stiff in the transverse direction and soft in the longitudinal direction.
  • vibrations can be decoupled by the rubber bearings.
  • FIG. 1 is a perspective view of a torsion beam axle according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 a side view of the torsion beam axle and Fig. 3: a plan view of the torsion beam axle.
  • FIG. 1 is a perspective view of a torsion beam axle 1 according to an embodiment of the invention can be seen, wherein a torsionally soft but rigid cross member 2 is welded at its ends 3 and 4 each with a trailing arm 5 and 6 respectively.
  • a torsionally soft but rigid cross member 2 is welded at its ends 3 and 4 each with a trailing arm 5 and 6 respectively.
  • Direction of travel 7 is at the front ends of the links 5 and 6 each have a sleeve 8 and 9, respectively, wherein the sleeves 8 and 9 respectively for receiving a main bearing 10 and 11 (see FIG. 3) are used.
  • the main bearings 10 and 11 are formed as elastomeric bearings and serve for the articulated connection of the trailing arms 5 and 6 to a vehicle body 12 (see FIG. 3).
  • Wheel carriers 13 and 14 are fastened to the trailing links 5 and 6, wherein a vehicle wheel 15 or 16 (see FIG. 3) is rotatably mounted on each of the wheel carriers 13 and 14.
  • the vehicle wheel 15 is rotatable about the wheel rotation axis 17 (see FIG. 3) and the vehicle wheel 16 about the wheel rotation axis 18 (see FIG. 3).
  • FIG. 2 is a side view of the torsion beam axle 1 can be seen, wherein the wheel carrier 14 is attached via three passive rubber bearings 19, 20 and 21 to the trailing arm 6.
  • Each of the rubber bearings 19, 20 and 21 has an outer part 22 formed as a sleeve and an inner part 23 arranged therein, which is surrounded by an elastomeric bearing body 24 which extends from the inner part 23 to the outer part 22.
  • the outer parts 22 of the rubber bearings 19, 20 and 21 are part of the wheel carrier 14 and rigidly connected thereto.
  • the inner parts 23 of the rubber bearings 19, 20 and 21 are fixed by screw 25 to the trailing arm 6, in particular rigid.
  • the axial direction 26 of each of the rubber mounts 19, 20 and 21 coincides with the longitudinal direction of the respective inner part 23.
  • Fig. 2 From Fig. 2 it can be seen that the axial directions 26 of the rubber bearings 20 and 21 are parallel to the vehicle longitudinal direction x.
  • the usual direction of travel 7 runs here in the direction of the positive x-axis.
  • vehicle vertical direction z is drawn, wherein a parallel to the z-axis extending straight line 27 is shown, along which the rubber bearings 21 and 22 are arranged at a distance to each other.
  • the rubber bearings 19, 20 and 21 form a triangular arrangement.
  • Fig. 3 is a plan view of the torsion beam axle 1 can be seen, wherein the seated in the sleeves 8 and 9 main bearings 10 and 11, the vehicle body 12 and the vehicle wheels 15 and 16 are shown only schematically.
  • the axial direction 26 of the rubber bearing 19 extends obliquely to the longitudinal direction x. This ensures that the wheel 16 and the wheel carrier 14 is pivoted in a braking operation in toe, which means a pivotal movement of the wheel carrier 14 in the direction of arrow 28.
  • Each of the rubber bearings 19, 20 and 21 is designed such that the stiffness in the axial direction 26 is less than the rigidity in the radial direction 30.
  • a virtual wheel pivot point P of the wheel carrier 14 lies behind the wheel rotational axis 18 in the direction of travel 7 and behind the wheel plane 31 in the vehicle transverse direction Y.
  • the wheel carrier 13 is mounted via a front rubber bearing 32 and two rear rubber bearings 33 and 34 on the trailing arm 5 in a similar manner as the wheel carrier 14 to the trailing arm 6.
  • the assembly formed from the wheel carrier 13 and the rubber bearings 32, 33, 34 of the trailing arm 5 is preferably arranged mirror-symmetrically to the assembly of the trailing arm 6 formed by the wheel carrier 14 and the rubber bearings 19, 20, 21, wherein a median plane 35, shown schematically, forms the mirror plane, which in the middle between the two trailing arms 5 and 6 in the vehicle longitudinal direction x runs and in vehicle vertical direction z, ie is aligned perpendicular to the sheet plane of Fig. 3.
  • Each of the wheel carrier 13 and 14 has three star-shaped away from each other wegerumblende, in particular curved, arms 36, at the free ends of each of the rubber bearing outer sleeves 22 is attached. Further, ribs 37 are attached to each of the trailing arms 5, 6, to which the inner parts 23 of the rear rubber bearings 20, 21, 33 and 34 are fixed. At each of the trailing arms 5 and 6, a trained in particular as a sheet holder 38 is attached, wherein the front rubber bearings 19th and 32 are fixed with their inner parts 23 to the holders 38. The holders 38 serve to align the front rubber bearings 19 and 32 with their axial direction 26 obliquely to the vehicle longitudinal direction x.
  • Torsion beam axle Cross member End of cross member End of cross member Trailing arm Trailing arm Sleeve Sleeve Main bearing Main bearing Vehicle body Wheel carrier Wheel carrier Vehicle wheel Vehicle wheel Raddusachse Radfitachse Rubber bearing Rubber bearing Outer part / sleeve Inner part Elastomeric bearing body Screw connection Axial direction of rubber mount Straight pivoting direction of wheel carrier Lateral force Radial direction of rubber mount Wheel plane Rubber bearing Rubber bearing Rubber bearing Center plane the torsion beam axle 36 arm of the wheel carrier

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, mit zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Längslenkern (5, 6), die jeweils über ein Hauptlager (10, 11) an einem Fahrzeugaufbau (12) befestigt sind, zwei an den Längslenkern (5, 6) vorgesehenen Radträgern (13, 14), an denen jeweils ein Fahrzeugrad (15, 16) drehbar gelagert ist, und einem sich zwischen den Längslenkern (5, 6) erstreckenden, torsionsweichen aber biegesteifen Querträger (2), der an jedem der Längslenker (5, 6) befestigt ist, wobei an jedem der Längslenker (5, 6) jeweils einer der Radträger (13, 14) durch drei passive Gummilager (19, 20, 21; 32, 33, 34) befestigt ist.

Description

Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, mit zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Längslenkern, die jeweils über ein Hauptlager an einem Fahrzeugaufbau befestigt sind, zwei an den Längslenkern vorgesehenen Radträgern, an denen jeweils ein Fahrzeugrad drehbar gelagert ist, und einem sich zwischen den Längslenkern erstreckenden, torsionsweichen aber biegesteifen Querträger, der an jedem der Längslenker befestigt ist.
Für eine nicht angetriebene Hinterachse gilt bei Kraftfahrzeugen die Verbundlenkerachse als kostengünstige Lösung, da sie regelmäßig nur aus einer Schweißbaugruppe und zwei Gummilagern besteht. Die Schweißbaugruppe setzt sich aus zwei Längslenkern und einem torsionsweichen aber biegesteifen Querträger (Torsionsprofil) zusammen. Diese Achsarchitektur ist leicht zu montieren und platzsparend, so dass viele
Personenkraftwagen bis zur Kompaktklasse diesen Achsentyp aufweisen. Ein fahrdynamischer Nachteil tritt jedoch durch die fehlende direkte Seitenkraftabstützung mit der Tendenz zum Seitenkraftübersteuern auf. Schwingungen sind bei diesem Konzept schwierig zu entkoppeln. Es besteht daher der Wunsch, diese funktionellen Nachteile der Verbundlenkerachse mit noch annehmbaren Mehrkosten zu beseitigen, sodass die Gesamtkosten noch unter den Kosten für teurere Lösungen, wie z.B. Mehrlenkeraufhängungen, liegen.
Die DE 103 21 878 Al offenbart eine Einzelradaufhängung mit einem radführenden am Fahrzeugaufbau gelagerten Lenker, der einen in mehreren elastischen Schwenklagern gelagerten Radträger aufweist, wobei die elastischen Schwenklager zumindest bereichsweise aus zwei konzentrischen Ringen oder einem Ring und einem Bolzen bestehen, zwischen denen wenigstens bereichsweise ein Elastomerkörper unlösbar integriert ist. Der Radträger ist über mindestens ein elastisches Steuerlager, dessen Lagerzapfen mit seiner Mittellinie in einer Vertikalebene liegt, die mit der Fahrtrichtung einen Winkel einschließt, am Lenker abgestützt. Ferner ist der Radträger oberhalb der horizontalen Radmittenquerebene über mindestens einen in Schwenklagern angelenkten Pendelstützlenker am Lenker beweglich gelagert. Schließlich ist der Radträger unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene über ein als Schwenklager ausgeführtes Stützlager am Lenker beweglich gelagert. Der Lenker kann ein Verbundlenker sein.
Durch den Pendelstützlenker hat der Radträger eine relativ große Bewegungsfreiheit, was einerseits vorteilhaft sein kann, andererseits aber auch ein sehr genaues Aufeinander-Abstimmen der Lagersteifigkeiten verlangt, sodass unerwünschte Bewegungen des Radträgers nach Möglichkeit unterdrückt werden. Ferner sind durch den Pendelstützlenker die Anzahl der Bauteile sowie der Montageaufwand im Vergleich zur herkömmlichen Verbundlenkerachse deutlich erhöht, was vergleichsweise hohe Kosten verursacht .
Aus der WO 2008/061973 Al ist eine Verbundlenkerachse mit einem torsionselastischen Querträger bekannt, dessen Enden jeweils einen gelenkig am Fahrzeugaufbau lagerbaren und mit einem Radträger verbundenen Längslenker tragen. Jeder der Radträger ist über ein Schwenklager und im Abstand dazu über ein hydroelastisches Gelenk an einem der Lenker befestigt, wobei das Gelenk ein mit dem Lenker verbundenes Gehäuse und ein in diesem angeordnetes und mit dem Radträger verbundenes Innenteil aufweist. Zwischen dem Innenteil und dem Gehäuse ist ein elastisch verformbares Element angeordnet, welches zusammen mit dem Gehäuse zwei flüssigkeitsdichte Kammern begrenzt, sodass durch Zusammendrücken bzw. Ausdehnen der Kammern eine Bewegung des Innenteils relativ zu dem Gehäuse bewirkt werden kann. Ferner ist ein System zur Steuerung des Radeinschlags vorgesehen, welches in jeder der Kammern das Volumen eines nicht komprimierbaren Fluids verändern kann, sodass die Bewegungen des Innenteils und damit der Einschlag des Rades relativ zum Lenker steuerbar sind.
Diese Verbundlenkerachse ermöglicht eine aktive Stellung des Radträgers, was sich zwar positiv auf das Fahrverhalten und den Fahrkomfort auswirken kann, wegen der aktiven Steuerung des hydroelastischen Gelenks aber auch relativ aufwändig und somit teuer ist. Ferner besteht die Gefahr, dass bei Ausfall des Steuerungssystems das hydroelastische Lager unzureichende bzw. unerwünschte Radführungs- und/oder Dämpfungseigenschaften aufweist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbundlenkerachse der eingangs genannten derart weiter zu bilden, dass die fahrdynamischen Eigenschaften der Achse möglichst kostengünstig und störunanfällig verbessert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbundlenkerachse nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die erfindungsgemäße Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist zwei einen Abstand zueinander aufweisende Längslenker, die jeweils über ein Hauptlager an einem Fahrzeugaufbau befestigt sind, zwei an den Längslenkern vorgesehene Radträger, an denen jeweils ein Fahrzeugrad drehbar gelagert ist, und einen sich zwischen den Längslenkern erstreckenden, torsionsweichen aber biegesteifen Querträger auf, der an jedem der Längslenker befestigt ist, wobei an jedem der Längslenker jeweils einer der Radträger durch drei passive Gummilager befestigt ist, die insbesondere nicht alle auf ein und derselben Geraden liegen .
Die erfindungsgemäße Lagerung jedes Radträgers durch drei passive Gummilager an dem jeweiligen Längslenker ermöglicht es, wesentliche Nachteile der konventionellen Verbundlenkerachse, wie die Seitenkraftübersteuerung und die schlechte Schwingungsentkopplung, zu eliminieren oder zumindest deutlich zu reduzieren. Durch die Erfindung wird in einer sehr einfachen Art und Weise eine deutliche Funktionsverbesserung erreicht. Dabei ist die erfindungsgemäße Verbundlenkerachse in Ermangelung aktiver Lager und/oder Pendelstützlenker zur Anbindung der Radträger an die Längslenker vergleichsweise kostengünstig.
Der Querträger ist bevorzugt mit jedem der Längslenker fest, insbesondere starr, verbunden. Vorzugsweise ist der Querträger mit jedem der Längslenker verschweißt. Der Querträger ist bevorzugt mit seinen Enden an den Längslenkern befestigt. Ferner wird von dem Querträger vorzugsweise eine Torsionsfeder gebildet, insbesondere zur Wankstabilisierung. Vorzugsweise ist der Querträger an jedem der Längslenker zwischen dem jeweiligen Hauptlager und dem jeweiligen Radträger befestigt.
Bevorzugt verläuft jeder der Längslenker in oder im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung. Ferner verläuft der Querträger vorzugsweise in oder im Wesentlichen in einer Fahrzeugquerrichtung, die insbesondere senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist. Eine
Fahrzeughochrichtung ist vorzugsweise senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung und senkrecht zur Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet. Eine Fahrtrichtung oder gewöhnliche Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs und/oder der erfindungsgemäßen Achse ist insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet. Bevorzugt sitzen die Hauptlager in Fahrtrichtung vor dem Querträger. Ferner ist der Querträger in Fahrtrichtung vorzugsweise vor den Radträgern angeordnet.
Jedes der Gummilager umfasst bevorzugt ein als Hülse ausgebildetes Außenteil, ein in der Hülse angeordnetes Innenteil und einen in der Hülse angeordneten elastomeren Lagerkörper, der sich zwischen dem Innenteil und dem Außenteil erstreckt und bevorzugt das Innenteil umgibt und/oder umringt. Insbesondere ist jedes der Gummilager mit einem der Teile (von Außenteil und Innenteil) an dem jeweiligen Längslenker und mit einem anderen der Teile (von Außenteil und Innenteil) an dem jeweiligen Radträger befestigt. Bevorzugt ist der elastomere Lagerkörper mit dem Innenteil und/oder dem Außenteil Stoffschlüssig verbunden, z.B. durch Kleben und/oder Vulkanisation. Insbesondere weist keines der Gummilager eine aktive Stellvorrichtung auf. Bevorzugt weist auch keines der Gummilager mit Flüssigkeit gefüllte Kammern auf. Das Außenteil ist vorzugsweise hohlzylinderförmig oder im Wesentlichen hohlzylinderförmig . Ferner kann das Innenteil als zylindrischer Körper ausgebildet sein, der z.B. durchgängig zylindrisch oder mittig konvex ausgestaltet ist. Das Innenteil kann z.B. massiv ausgebildet oder mit einer durchgehenden Bohrung versehen sein. Jedes der Gummilager weist bevorzugt eine Lagerlängsrichtung auf, die auch als axiale Richtung bezeichnet wird und sich insbesondere in Längsrichtung und/oder in Richtung der Symmetrieachse des Außenteils und/oder des Innenteils erstreckt. Ferner wird bei jedem der Gummilager eine zu der Lagerlängsrichtung senkrecht verlaufende Richtung als radiale Richtung bezeichnet. Jedes der Gummilager weist in axialer Richtung bevorzugt einen Endanschlag und/oder ein progressives Steifigkeitsverhalten auf. Somit ist eine axiale Verschiebung des Innenteils gegenüber dem Außenteil aufgrund einer axial angreifenden Kraft durch den Endanschlag und/oder eine progressive Steifigkeitsanderung begrenzt.
Durch den Einsatz der passiven Gummilager bei der erfindungsgemäßen Achse zur Anbindung der Radträger an die Längslenker können die Hauptlager einfacher als bei herkömmlichen Verbundlenkerachsen ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Quersteifigkeit der erfindungsgemäßen Achse größer als bei einer konventionellen Verbundlenkerachse mit spurkorrigierenden oder räumlich angestellten Hauptlagern sein.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist eines von den jedem der Radträger zugeordneten drei Gummilagern in Fahrtrichtung vor der jeweiligen Raddrehachse angeordnet und bildet somit ein vorderes Gummilager, wobei zwei andere von den jedem der Radträger zugeordneten drei Gummilagern in Fahrtrichtung hinter der jeweiligen Raddrehachse angeordnet sind und somit hintere Gummilager bilden. Die axiale Richtung jedes der vorderen Gummilager verläuft insbesondere schräg zur Fahrzeuglängsrichtung und ist vorzugsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeughochrichtung ausgerichtet. Ferner laufen die axialen Richtungen der vorderen Gummilager, insbesondere von den vorderen Gummilagern aus gesehen, bevorzugt in Fahrtrichtung auseinander. Durch diese Ausrichtung der vorderen Gummilager kann erzielt werden, dass die Fahrzeugräder beim Bremsvorgang in Vorspur geführt werden. Bevorzugt verläuft die axiale Richtung jedes der hinteren Gummilager parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung.
Die hinteren Gummilager jedes Radträgers sind in Fahrzeughochrichtung insbesondere übereinander angeordnet, sodass eines dieser Gummilager vorzugsweise oberhalb der zughörigen Raddrehachse und ein anderes dieser Gummilager vorzugsweise unterhalb der zugehörigen Raddrehachse angeordnet ist. Dabei sind die hinteren Gummilager jedes Radträgers insbesondere im Abstand zueinander entlang einer in oder im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Geraden angeordnet.
Jedes der Gummilager ist in seiner radialen Richtung bevorzugt steifer als in seiner axialen Richtung ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, insbesondere in Kombination mit den bevorzugten Ausrichtungen der Gummilager, die Tendenz zum Seitenkraftübersteuern zu reduzieren oder sogar zu eliminieren. Ferner ist erzielbar, dass die Räder unter Seitenkraft in Vorspur geführt werden. Die Gummilager jedes Radträgers bilden bevorzugt eine Dreiecksanordnung, insbesondere eine spitzwinklige Dreiecksanordnung, sodass die die Gummilager verbindenden Geraden jeweils einen Winkel von weniger als 90° miteinander einschließen.
Die Gummilager der erfindungsgemäßen Verbundlenkerachse werden vorzugsweise derart angeordnet und/oder ausgelegt, insbesondere hinsichtlich ihrer Steifigkeiten, dass der virtuelle Raddrehpunkt und/oder der virtuelle Drehpunkt jedes Radträgers unter Seitenkraft und/oder Bremskraft in Fahrtrichtung hinter der jeweiligen Raddrehachse und in Fahrzeugquerrichtung, von der Achsenmitte und/oder Fahrzeugmitte aus gesehen, hinter der jeweiligen Radebene liegt.
Die Längslenker sind mittels der Hauptlager insbesondere schwenkbar an dem Fahrzeugaufbau gelagert, sodass die Fahrzeugräder gegenüber dem Fahrzeugaufbau in Fahrzeughochrichtung ein- und ausfedern können. Bevorzugt sind die Hauptlager als Gummilager ausgebildet, wobei für die Hauptlager anstelle des Begriffs Gummilager der Begriff Elastomerlager verwendet wird, um Verwechslungen mit den passiven Gummilagern zu vermeiden, die erfindungsgemäß zur Anbindung der Radträger an die Längslenker eingesetzt werden. Die Längslenker oder die Radträger sind bevorzugt jeweils über eine Fahrzeugfeder an dem Fahrzeugaufbau abgestützt. Ferner sind die Längslenker oder die Radträger vorzugsweise jeweils über einen Dämpfer an dem Fahrzeugaufbau abgestützt.
Erfindungsgemäß ist es somit möglich, mit Hilfe von drei Gummilagern jeden der Radträger von der Hauptgruppe der Verbundlenkerachse zu entkoppeln, die aus dem Querträger und den beiden Längslenkern besteht. Somit kann über die Anordnung und die Steifigkeitsauslegung der drei Gummilager das Achsverhalten in Richtung Untersteuerungstendenz des Fahrzeugs bei Seitenkraft und bei Bremskraft ausgelegt werden. Durch eine entsprechende Pfeilung (Schrägstellung) der vorderen Gummilager wird erreicht, dass die Achse unter Bremskraft in Vorspur gedrückt wird. Die Gummilager sind insbesondere derart ausgerichtet, dass die Achse in Querrichtung steif und in Längsrichtung weich ausgelegt ist. Zusätzlich können Schwingungen durch die Gummilager entkoppelt werden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Verbundlenkerachse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2: eine Seitenansicht der Verbundlenkerachse und Fig. 3: eine Draufsicht auf die Verbundlenkerachse.
Aus Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Verbundlenkerachse 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei ein torsionsweicher aber biegesteifer Querträger 2 an seinen Enden 3 und 4 jeweils mit einem Längslenker 5 bzw. 6 verschweißt ist. In
Fahrtrichtung 7 ist an den vorderen Enden der Lenker 5 und 6 jeweils eine Hülse 8 bzw. 9 befestigt, wobei die Hülsen 8 und 9 jeweils zur Aufnahme eines Hauptlagers 10 bzw. 11 (siehe Fig. 3) dienen. Die Hauptlager 10 und 11 sind als Elastomerlager ausgebildet und dienen zur gelenkigen Anbindung der Längslenker 5 und 6 an einen Fahrzeugaufbau 12 (siehe Fig. 3) .
An den Längslenkern 5 und 6 sind Radträger 13 bzw. 14 befestigt, wobei an jedem der Radträger 13 und 14 jeweils ein Fahrzeugrad 15 bzw. 16 (siehe Fig. 3) drehbar gelagert ist. Dabei ist das Fahrzeugrad 15 um die Raddrehachse 17 (siehe Fig. 3) und das Fahrzeugrad 16 um die Raddrehachse 18 (siehe Fig. 3) drehbar.
Aus Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Verbundlenkerachse 1 ersichtlich, wobei der Radträger 14 über drei passive Gummilager 19, 20 und 21 an dem Längslenker 6 befestigt ist. Jedes der Gummilager 19, 20 und 21 weist ein als Hülse ausgebildetes Außenteil 22 und ein darin angeordnetes Innenteil 23 auf, welches von einem elastomeren Lagerkörper 24 umringt ist, der sich von dem Innenteil 23 bis zum Außenteil 22 erstreckt. Die Außenteile 22 der Gummilager 19, 20 und 21 sind Bestandstelle des Radträgers 14 und starr mit diesem verbunden. Die Innenteile 23 der Gummilager 19, 20 und 21 sind über Schraubverbindungen 25 an dem Längslenker 6, insbesondere starr, festgelegt. Die axiale Richtung 26 jedes der Gummilager 19, 20 und 21 fällt mit der Längsrichtung des jeweiligen Innenteils 23 zusammen. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass die axialen Richtungen 26 der Gummilager 20 und 21 parallel zur Fahrzeuglängsrichtung x verlaufen. Die gewöhnliche Fahrtrichtung 7 verläuft hier in Richtung der positiven x-Achse. Ferner ist die Fahrzeughochrichtung z eingezeichnet, wobei eine parallel zur z-Achse verlaufende Gerade 27 dargestellt ist, entlang derer die Gummilager 21 und 22 im Abstand zueinander angeordnet sind. Die Gummilager 19, 20 und 21 bilden eine Dreiecksanordnung.
Aus Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Verbundlenkerachse 1 ersichtlich, wobei die in den Hülsen 8 und 9 sitzenden Hauptlager 10 bzw. 11, der Fahrzeugaufbau 12 sowie die Fahrzeugräder 15 und 16 lediglich schematisch dargestellt sind. Es ist zu erkennen, dass die axiale Richtung 26 des Gummilagers 19 schräg zur Längsrichtung x verläuft. Hierdurch wird erreicht, dass das Rad 16 bzw. der Radträger 14 bei einem Bremsvorgang in Vorspur geschwenkt wird, was eine Schwenkbewegung des Radträgers 14 in Richtung des Pfeils 28 bedeutet. Eine vergleichbare Schwenkbewegung des Radträgers 14 erfolgt bei Angreifen einer Seitenkraft 29. Jedes der Gummilager 19, 20 und 21 ist dabei derart ausgelegt, dass die Steifigkeit in axialer Richtung 26 geringer als die Steifigkeit in radialer Richtung 30 ist. Somit liegt ein virtueller Raddrehpunkt P des Radträgers 14 in Fahrtrichtung 7 hinter der Raddrehachse 18 und in Fahrzeugquerrichtung Y hinter der Radebene 31.
Der Radträger 13 ist über ein vorderes Gummilager 32 und zwei hintere Gummilager 33 und 34 an dem Längslenker 5 in entsprechender Weise gelagert wie der Radträger 14 an dem Längslenker 6. Dabei ist die aus dem Radträger 13 und den Gummilagern 32, 33, 34 gebildete Baugruppe des Längslenkers 5 bevorzugt spiegelsymmetπsch zu der aus dem Radträger 14 und den Gummilagern 19, 20 , 21 gebildeten Baugruppe des Längslenkers 6 angeordnet, wobei eine schematisch dargestellte Mittelebene 35 die Spiegelebene bildet, die in der Mitte zwischen den beiden Längslenkern 5 und 6 in Fahrzeuglängsrichtung x verläuft und in Fahrzeughochrichtung z, d.h. senkrecht zur Blattebene der Fig. 3, ausgerichtet ist.
Jeder der Radträger 13 und 14 weist drei sich sternförmig voneinander wegerstreckende, insbesondere gekrümmte, Arme 36 auf, an deren freien Enden jeweils eine der Gummilageraußenhülsen 22 befestigt ist. Ferner sind an jedem der Längslenker 5, 6 Rippen 37 befestigt, an denen die Innenteile 23 der hinteren Gummilager 20, 21, 33 und 34 festgelegt sind. An jedem der Längslenker 5 und 6 ist ein insbesondere als Blech ausgebildeter Halter 38 befestigt, wobei die vorderen Gummilager 19 und 32 mit ihren Innenteilen 23 an den Haltern 38 festgelegt sind. Die Halter 38 dienen dazu, die vorderen Gummilager 19 und 32 mit ihrer axialen Richtung 26 schräg zur Fahrzeuglängsrichtung x auszurichten.
Bezugszeichenliste
Verbundlenkerachse Querträger Ende des Querträgers Ende des Querträgers Längslenker Längslenker Fahrtrichtung Hülse Hülse Hauptlager Hauptlager Fahrzeugaufbau Radträger Radträger Fahrzeugrad Fahrzeugrad Raddrehachse Raddrehachse Gummilager Gummilager Gummilager Außenteil / Hülse Innenteil elastomerer Lagerkörper Schraubverbindung axiale Richtung des Gummilagers Gerade Schwenkrichtung des Radträgers Seitenkraft radiale Richtung des Gummilagers Radebene Gummilager Gummilager Gummilager Mittelebene der Verbundlenkerachse 36 Arm des Radträgers
37 Rippe an Längslenker
38 Halter bzw. Befestigungsblech an Längslenker
x Fahrzeuglängsrichtung y Fahrzeugquerrichtung z Fahrzeughochrichtung
P virtueller Raddrehpunkt

Claims

Verbundlenkerachse für ein FahrzeugPatentansprüche
1. Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug, mit zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Längslenkern (5, 6), die jeweils über ein Hauptlager (10, 11) an einem Fahrzeugaufbau (12) befestigt sind, zwei an den Längslenkern (5, 6) vorgesehenen Radträgern (13, 14), an denen jeweils ein Fahrzeugrad (15, 16) drehbar gelagert ist, und einem sich zwischen den Längslenkern (5, 6) erstreckenden, torsionsweichen aber biegesteifen Querträger (2), der an jedem der Längslenker (5, 6) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Längslenker (5, 6) jeweils einer der Radträger (13, 14) durch drei passive Gummilager (19, 20, 21; 32, 33, 34) befestigt ist.
2. Verbundlenkerachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (2) mit jedem der Längslenker (5, 6) verschweißt ist.
3. Verbundlenkerachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Längslenker (5, 6) in oder im Wesentlichen in
Fahrzeuglängsrichtung (x) verläuft, der Querträger (2) in oder im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) verläuft .
4. Verbundlenkerachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Gummilager (19, 20, 21; 32, 33, 34) ein als Hülse ausgebildetes Außenteil (22), ein in der Hülse angeordnetes Innenteil (23) und einen in der Hülse angeordneten elastomeren Lagerkörper (24) umfasst, der sich zwischen dem Innenteil (23) und dem Außenteil (22) erstreckt.
5. Verbundlenkerachse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Gummilager (19, 20, 21; 32, 33, 34) mit einem der Teile (22, 23) an dem jeweiligen Längslenker (5, 6) und mit einem anderen der Teile (22, 23) an dem jeweiligen Radträger (13, 14) befestigt ist.
6. Verbundlenkerachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines von den jedem der Radträger (13, 14) zugeordneten drei Gummilagern (19, 20, 21; 32, 33, 34) in Fahrtrichtung (7) vor der jeweiligen Raddrehachse (17, 18) angeordnet ist und zwei andere von den jedem der Radträger (13, 14) zugeordneten drei Gummilagern (19, 20, 21; 32, 33, 34) in Fahrtrichtung (7) hinter der jeweiligen
Raddrehachse (17, 18) angeordnet sind.
7. Verbundlenkerachse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Richtung (26) jedes der vorderen Gummilager (19, 32) schräg zur Fahrzeuglängsrichtung (x) verläuft.
8. Verbundlenkerachse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Richtungen (26) der vorderen Gummilager (19, 32) in Fahrtrichtung (7) auseinanderlaufen.
9. Verbundlenkerachse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Richtung (26) jedes der hinteren Gummilager (20, 21; 33, 34) parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung (x) verläuft .
10. Verbundlenkerachse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Gummilager (20, 21; 33, 34) jedes Radträgers (13, 14) in Fahrzeughochrichtung (z) übereinander angeordnet sind, sodass eines dieser Gummilager (20, 33) oberhalb der zugehörigen Radrehachse (17, 18) und ein anderes dieser Gummilager (21, 34) unterhalb der zugehörigen Raddrehachse (17, 18) angeordnet ist.
11. Verbundlenkerachse nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Gummilager (20, 21; 33, 34) jedes Radträgers (13, 14) im Abstand zueinander entlang einer in oder im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung (z) verlaufenden Geraden (27) angeordnet sind.
12. Verbundlenkerachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Gummilager (19, 20, 21; 32, 33, 34) in seiner radialen Richtung (30) steifer als in seiner axialen Richtung (26) ausgebildet ist.
13. Verbundlenkerachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummilager (19, 20, 21; 32, 33, 34) jedes Radträges (13, 14) eine spitzwinklige Dreiecksanordnung bilden.
14. Verbundlenkerachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeiten der Gummilager (19, 20, 21; 32, 33, 34) jedes Radträges (13, 14) derart ausgelegt sind, dass der jeweilige virtuelle Raddrehpunkt (P) unter Seitenkraft und/oder Bremskraft in Fahrtrichtung (7) hinter der jeweiligen Raddrehachse (17, 18) und in Fahrzeugquerrichtung (y) , von der Achsenmitte (35) aus gesehen, hinter der jeweiligen Radebene (31) liegt.
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