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Thema: ITR: Fahrwerksbuchsen: Gummi, PU, Kugelgelenke, was ist am besten und warum?

  1. #1

    Standard ITR: Fahrwerksbuchsen: Gummi, PU, Kugelgelenke, was ist am besten und warum?

    Auch nach langer Beschäftigung damit ist die Hinterachse am ITR immer noch sehr verwirrend für mich. Allein schon die Frage, was in der großen Längslenkerbuchse ideal ist, ist imo nicht einfach zu beantworten.
    Wie sicherlich die meisten wissen gibt es da ja die folgenden Möglichkeiten

    - OEM/Mugen Gummibuchse
    - ES,... PU Buchse
    - Kugelgelenk (PCI, Blox,...)

    Was gut ist, was nicht und warum, soll der Thread hier mal etwas genauer (für Nerds) erörtern. Ist doch immer gut zu wissen was man tut.
    Ein Fazit gibt es unten bei den

    Um beurteilen zu können, welche Bauart am geeignetsten ist, muss man sich erstmal die Bewegung des Fahrwerks vor Augen führen.

    ====ACHTUNG AB HIER WIRD ES SEHR TECHNISCH! NIX FÜR SCHWACHE NERVEN!!!====
    Die folgenden Informationen stammen teils aus diesem Thread auf Honda-Tech http://honda-tech.com/showthread.php?t=606414, teils aus dem Buch "The Automotive Chassis: Engineering Principles" von Reimpell, gibt es hier zum online Lesen: http://de.scribd.com/doc/15362943/Th...-Stoll-Betzler


    Wir haben also einen massiven Längslenker, dessen Vorderseite am Spurlenker hängt, und an der Hinterseite mit 2 Querlenkern an der Karosserie verschraubt ist.

    Wenn nun das Hinterrad einfedert (was beim Beschleunigen, bei Bodenwellen, Kompression und Kurvenfahrt passiert), bewegt sich der Längslenker (an dem das Rad "fest" dran ist) wie folgt: (Kinematik)
    - durch den hinteren unteren Querlenker bewegt sich die Hinterseite nach oben, und in der Regel auch etwas nach innen (da der Querlenker durch die Tieferlegung ja schon waagerecht steht bzw. nach oben zeigt). Die Drehachse liegt hier waagerecht in der Längslenkerbuchse.
    - durch den hinteren oberen Querlenker dreht sich der Längslenker auf mehr neg. Sturz (das heißt um die Fahrzeuglängsachse)
    => mehr negativer Sturz beim Einfedern, ebenso mehr positiver Sturz beim Ausfedern
    - da sich die Hinterseite des Längslenkers hoch bewegt und mit waagerechter Drehachse um die Längslenkerbuchse dreht, bewegt sich die Vorderseite des Längslenkers nach unten. Da hier aber der Spurlenker dran hängt (der kürzer ist als der hintere Querlenker), dreht sich der Längslenker mit senkrechter Drehachse in der Längslenkerbuchse auf Vorspur! => mehr Vorspur beim Einfedern, mehr Nachspur beim Ausfedern (also auch beim Bremsen!)
    - da sich die Länge des Längslenkers logischerweise nicht ändert, muss er beim Einfedern in der Längslenkerbuchse nach innen wandern!

    Das sind alleine die Bewegungen durch die Kinematik der Hinterachse, da wir es aber (zumindest im Serienzustand) mit Gummibuchsen zu tun haben, kommen hier noch elastische Verformungen der Buchsen hinzu! (Elastokinematik)
    z.B.:
    - beim Bremsen verformt sich die Längslenkerbuchse in Fahrtrichtung, so als würd man die Karosserie festhalten und am Hinterrad nach hinten ziehen. Dadurch bewegt sich der Längslenker ein Stück nach hinten, das heißt die äußeren Buchsen der Querlenker drehen um die Hochachse, genauso der Spurlenker. Weil der Spurlenker schräg angebracht ist, bewegt sich das Vorderende des Längslenkers (mit Drehpunkt: innerer Anbindungspunkt vom Spurlenker, Drehachse=Hochachse) nach innen,
    => Beim Bremsen gibt es durch Elastokinematik zusätzlich Vorspur!
    - bei Kurvenfahrt werden die Seitenkräfte von den Buchsen der Querlenker, und des Spurlenkers aufgenommen. Da der Kraftangriffspunkt vor einer gedachten Linie durch die Anbindungspunkte der Querlenker am Längslenker geht, wird der Längslenker vorne nach innen gedrückt.
    => bei Kurvenfahrt haben wir durch die Elastokinematik ebenfalls zusätzlich Vorspur!
    - Beim Bremsen wird ein Moment durch diese Linie durch die beiden Anbindungpunkte der Querlenker am Längslenker erzeugt, welches den Längslenker auf Nachspur drückt. Dieser Effekt ist allerdings geringer, als der Vorspurzuwachs durch die Bewegung des Querlenkers nach hinten.
    - weil der innere Stab an der Längslenkerbuchse festvulkanisiert ist, gibt es beim Einfedern eine Zusatzfederrate durch die Verdrehung des Gummis.

    Wie man sieht, ist da schon einiges zusammengekommen! Das ist aber immer noch nicht alles, wenn es jemand besser versteht als ich könnte derjenige das ja noch ergänzen! Wie sich der Vorlauf (neg. Nachlauf) an der HA verändert und wie sich das auswirkt, das und ähnliche spaßige Dinge werden irgendwo in dem Buch auch erläutert. Hier noch ein paar Links zu den in dem Bild oben erwähnten Abbildungen und einigen Textpassagen:




    ====AB HIER GEHT'S WIEDER...===

    Was davon bleibt also, wenn man die Längslenkerbuchse verändert?

    - Wenn man nur ein härteres Gummilager nimmt (Hardrace), bleiben die Bewegungen natürlich prinzipiell möglich, werden aber natürlich deutlich abgeschwächt. Die Zusatzfederrate für die Verdrehung um die Querachse beim Einfedern nimmt jedoch noch zu.
    => alles in allem sicherlich kein schlechter Kompromiss, soviel Spuränderung führt allerdings nicht grade zu einem direkten Fahrverhalten, eher zu einem Sicheren.

    - wenn man auf PU Buchsen umsteigt, fallen alle Rotationen und Auslenkungen weg, bis auf die Drehung um die Querachse in der Längslenkerbuchse. Damit verliert man nicht nur die Effekte durch die Elastokinematik, die Bewegung des Längslenkers wird auch behindert, das heißt bei starker Einfederung spackt der Längslenker ordentlich in der Buchse rum!
    => zwar einfach einzubauen, aber durch die Verhinderung der Drehbewegung kann die Hinterachse nicht so arbeiten, wie sie das gerne will! Von daher die schlechteste Variante!
    (man verliert: Sturz beim Einfedern(kin.), Vorspur beim Einfedern(kin.), Nachspur beim Bremsen(kin.), Vorspur beim Bremsen(elast.), Vorspur bei Kurvenfahrt(elast.), leichte Nachspur beim Bremsen(elast.), Zusatzfederrate durch Verdrehung)

    - wenn man auf Kugelgelenke umsteigt, verliert man die elastokinematischen Effekte beim Bremsen und bei der Kurvenfahrt. Zusätzlich wird, sofern die Buchse sich nicht auch seitlich verschieben lässt (hoher Verschleiß!), die Bewegung des Spurlenkers (weil der hier das schwächere Glied ist) unterbunden, an diesem wird extrem gezogen! Daher den Spurlenker am besten ganz weglassen! Bleibt nur die Frage, wie stellt man jetzt noch die Spur ein? Ist ja eigentlich nur noch am (jetzt so genannten) Längslenkerlager möglich!
    => teuer, hart und laut - allerdings am direktesten! Man muss aber mit der Spureinstellung aufpassen, da der vordere Teil der Achse nutzlos geworden ist!
    (man verliert: ebenfalls alles elast., die kinematischen Spuränderungen, die Zusatzfederrate durch Verdrehung)

    es gibt aber auch Kugelgelenke für die HA, bei denen die seitliche Bewegung der Längslenkerbuchse weiterhin gegeben ist, Beispiele dafür sind weiter unten im Thread. Bei denen bleibt die prinzipielle Funktion der Achse erhalten, das heißt man bekommt ein super direktes Lenkgefühl und Fahrverhalten, und verliert lediglich die elastokinematischen Effekte - die man im Rennstreckenbetrieb in der Regel eh nicht haben will.

    Das war ja schon sehr anstrengend, nun wollen wir uns aber noch kurz die anderen Buchsen an der HA angucken:

    - Spurlenker auf Kugelgelenke wechseln: nur geringe Unterschiede in der Elastokinematik, ansonsten völlig problemlos. Dadurch dass man beim Bremsen mehr von der Vorspur behält, wohl noch etwas besser als OEM.
    Man verliert: minimal in der Elastokinematik (Vorspur bei Kurvenfahrt, Nachspur beim Bremsen)

    - Querlenker auf PU wechseln: noch vertretbar, da die Verdrehungen hier ohnehin nur sehr gering sind. Kugelgelenke sind trotzdem noch ein bisschen genauer!
    Man verliert: nix außer Komfort

    Allgemein muss man bedenken, dass Kugelgelenke natürlich eine geringere Lebensdauer als PU- oder Gummibuchsen haben, Vibrationen übertragen, und anfällig gegen Schmutz sind (solange sie nicht abgedichtet sind jedenfalls).

    Was ist also nun der ideale Aufbau an der Hinterachse?

    - Für ein reines Trackauto natürlich alles mit Kugelgelenken. Aber nicht vergessen die Spurlenker raus zu rupfen, oder Kugelgelenke mit seitlich verschiebbaren Innenteilen in der Längslenkerbuchse zu benutzen (Hardrace, Blox, PCI)!

    - Für einen Daily Driver: die großen Längslenkerbuchsen am besten OEM lassen (wenn man unbedingt will auf Hardrace), die Spurlenker mit Kugelgelenken und die Querlenker mit PU Buchsen (hält länger) bzw. mit abgedichteten Kugelgelenken!

    - Zusätzlich sollte man, wenn man die Vorspur an der HA auwählt, die verbauten Buchsen in Betracht ziehen! Da man ja z.B. mit einer Gummibuchse im Längslenker durch die Elastokinematik mehr Vorspur beim Bremsen und Kurvenfahren hat, kann man weniger statische Vorspur einstellen.

    Hoffe das interessiert überhaupt jemanden, bin auf Anregungen und Verbesserungen gespannt
    Geändert von Steel (23.04.2013 um 12:12 Uhr)

  2. #2
    Avatar von Riddick
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    Richtig gut gemacht,
    ich bin der Zeit am Überlegen welche Buchsen ich nehme entweder Hardrace oder halt Energy Suspension,

    Ich wollte halt gelegentlich auf den Ring also welche würdest du mir empfehlen?

    Die Hardrace sind ja nur härteres Gummi aber wie schauts mit der Haltbarkeit aus?
    Geändert von Riddick (06.11.2012 um 08:38 Uhr)

  3. #3
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    Hmm, hatte eigentlich vor die längslenker buchsen gegen es zu tauschen...aber jetzt muss ich mir das wohl doch noch überlegen....

  4. #4
    Avatar von ThaMan
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    Ich kann dazu sagen:

    Alle Lager OEM gelassen, nur die großen auf ES gewechselt bringt deutlich mehr Agilität, bei zufriedenstellendem Restkomfort. Kurze Querfugen gehen aber deutlich mehr ins Kreuz. Lenkagilität wird größer. Günstige Variante, die recht viel bringt, aber alltagstauglich ist.

    Dazu noch ES Domlagereinsätze steigert das beschriebene nochmal. Kurze Querfugen überfährt man dann aber zwangsläufig viel langsamer, weils direkt in die Karosserie eingeleitet wird (wenig! Komfort). Sonst aber alles besser.

  5. #5

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    Erstmal zu den Gummibuchsen, die Haltbarkeit ist vor allem davon abhängig in welchem Winkel man sie einbaut. Man muss hier genau drauf achten, dass in der Ruhelage der Stab nicht verdreht ist sondern genau grade, damit hier das Gummi nicht belastet ist. Wenn man das nicht beachtet, gehen die Dinger ruck zuck kaputt.

    Bezüglich PU, die Frage ist halt auch wie weit Theorie und Praxis hier vereinbar sind. Ich würde auf jeden Fall gerne mal einen direkten Vergleich mit allen möglichen Setups fahren, aber das wird wohl nicht möglich sein.

    Bei mir hab ich es genau wie ThaMan, fährt sich auf jeden Fall direkter als mit den alten verschlissenen Buchsen, aber man muss halt auch überlegen woran das liegt! Der Längslenker kann sich beim Einfedern ja nicht mehr auf neg. Sturz drehen, also sinkt der mögliche Grip an der HA.
    Gleichzeitig werden die Gummibuchsen in den Querlenkern stark beansprucht und verformen sich, da die Querlenker ja nunmal unterschiedlich lang sind. Ebenso vorne in den Spurlenkern. Somit werden die Buchsen gepresst und alles fühlt sich schön direkt an, nur funktioniert die ganze Kinematik nicht mehr so wie sie soll und das Fahrverhalten im Grenzbereich wird schlechter. Die Lenkung ist aber schön genau und alles spricht direkter an. Von daher sollte man hier vielleicht erst mal schauen in welchem Zustand die restlichen Buchsen sind.

    Mal schauen, vielleicht wechsel ich nächstes Jahr oder so mal auf neue OEM Gummibuchsen oder Hardrace und guck wie es sich dann im direkten Vergleich fährt.

    @Riddick so wie auch oben steht, bin mittlerweile der Meinung dass die Längslenkerbuchsen besser aus Gummi sein sollten. Denke mal die Hardrace sind ein guter Kompromiss, bin sie aber selber noch nicht gefahren.
    Geändert von Steel (06.11.2012 um 10:55 Uhr)

  6. #6
    EE9 #333 Händler/Partner Avatar von richi
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    Zitat Zitat von ThaMan Beitrag anzeigen
    Ich kann dazu sagen:

    Alle Lager OEM gelassen, nur die großen auf ES gewechselt bringt deutlich mehr Agilität, bei zufriedenstellendem Restkomfort. Kurze Querfugen gehen aber deutlich mehr ins Kreuz. Lenkagilität wird größer. Günstige Variante, die recht viel bringt, aber alltagstauglich ist.

    Dazu noch ES Domlagereinsätze steigert das beschriebene nochmal. Kurze Querfugen überfährt man dann aber zwangsläufig viel langsamer, weils direkt in die Karosserie eingeleitet wird (wenig! Komfort). Sonst aber alles besser.
    Wir haben beim ITR auch überall ES-Buchsen verbaut und das brachte eine deutliche Steigerung in der Direktheit des Fahrzeugs. Die Annahme, dass die großen Längslenkerbuchsen von ES keine Taumelbewegungen mehr um die am Rahmen verschraubte Querachse zulassen, ist so nicht ganz richtig. Der PU-Gummi ist auf jeden Fall noch elastisch genug um die nötigen Wege zuzulassen...
    Im EE9 haben wir an dieser Position die großen Kugelgelenklager von Blox. Wie schon richtig angenommen ist das natürlich die direkteste Variante. Der Civic reagiert messerscharf auf jede Lenkbewegung, das ist eine wahre Pracht Diese Kugelgelenke sind aber keineswegs starr, sondern auf einer Gleitlagerbuchse aus Lagerbronze axial verschiebbar. Da der EE9 damit aber kaum im Regen bewegt wurde, ist hier auch kein großartiger Verschleiß zu erkennen.

  7. #7

    Standard


    Gummilagerhersteller verbreiten gerne mal solche Bilder

    Richi, meinst du bei den PCI ist diese Querbewegung auch möglich?
    (nicht meine)



    kann mir jedenfalls nicht vorstellen, dass die Bronzebuchse ohne Gummihülle oder regelmäßige Schmierung im Alltag lange durchhält.

  8. #8
    EE9 #333 Händler/Partner Avatar von richi
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    Die gezeigte, ausgenudelte PU-Buchse hat aber mit Sicherheit mehr Bewegungen mitmachen müssen, als sie im elastischen Bereich kann. Bei Gummi ist es doch eigentlich auch wie bei Stahl, wenn ich über den elastischen Bereich hinaus verforme, gibt irgendwas nach

    Diese PCI Lager sollten offensichtlich auch axial verschiebbar sein... Mit einer Gummihülle erhöht man mit Sicherheit die Lebensdauer, das ist richtig. Mit einer regelmäßigen Schmierung ohne Staubschutz wäre ich bei solchen Gleitlagern aber vorsichtig. Öl oder Fett bindet Staub und Schmutzpartikel und wirkt dann zwischen den Lagerflächen wie eine Schleifpaste - dann lieber trocken und auf die Eigenschmierung der Lagerbronze vertrauen. Aber eins steht für mich sowieso fest: für den Alltag sind solche Kugelgelenklager so oder so nix...

  9. #9

    Standard

    das stimmt, aber um das Polyurethan zu verformen muss man gewiss einiges an Kraft aufwenden. Man muss ja ungefähr 0.3° auf Spur verdrehen, und ungefähr 2,5° auf Sturz. Kann man ja eigentlich leicht testen wie schwergängig es ist, habe nur leider keine Hebebühne wo man das mal eben machen kann (Stabi und Federbein raus und mal weit hoch drücken).

  10. #10
    Avatar von ThaMan
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    Ich würde für den Straßenbetrieb NIE Lager ohne Abdichtung verbauen, das geht nicht lange gut. Höchstens jede Woche mit Bremsenreiniger Spülen, aber wer macht das schon?

    Da müste man wie bei Winkelgelenken so einen Gummiüberzieher montieren. (Evtl noch mit Fett füllen)

  11. #11

    Standard

    Die Hardrace Teile mit Kugelgelenken machen auf mich bisher den besten Eindruck, allerdings kA wo man die her bekommt:



    Die haben sowohl solche Dust-Boots, als auch außen eine ziemlich dünne Gummischicht, die die schlimmsten Vibrationen dämpfen sollte.
    Wie man sieht, sind die auch axial beweglich:



    Da spricht für mich nicht viel dagegen, solche auch im Alltagsauto zu verwenden, wobei die zu erwartende Lebensdauer sicherlich noch interessant wäre.

    Vorteile der PCI sind dagegen dass sie leicht exzentrisch sind und damit die Geometrieänderung durch die Tieferlegung ein Stück korrigieren, dass sie sich sehr leicht einbauen lassen und dass man die Bronzebuchse auch günstig einzeln bekommt. Außerdem sind die Hardrace mit Kugelgelenken wohl an sich ganz schön teuer.
    Geändert von Steel (09.11.2012 um 05:27 Uhr)

  12. #12
    HondaHolics Switzerland Avatar von orca
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    Interessantes Thema, danke für die aufschlussreiche Übersicht.

    Im Motorsport wird ja auch hauptsächlich Uniball gefahren und meines Wissens gibt es da auch bei Regen keine Probleme bzw. die Buchsen müssen auch nicht aufwändig gepflegt werden. Ist das Ganze bei einem hauptsächlich in der Freizeit bewegten Fahrzeug wirklich so ein Problem, oder vernachlässigbar?

  13. #13

    Standard

    Gute Frage, hier im Forum hat die glaub ich niemand, habe mit der Suche zumindest nichts gefunden.
    Im Honda-Tech fahren auch einige Leute die PCI Buchsen im Alltag, so schlimm kann es also nicht sein. Ich würd aber, um Versandkosten zu sparen, direkt ein paar Ersatz-Bronzebuchsen mitbestellen falls der Verschleiß doch höher ist als erwartet.

    Wenn man die Längslenkerbuchse mit Kugelgelenk drin hat, kann man imo sogar auf die dünneren Querlenker vom nicht-ITR umsteigen (leichter), weil die Kraft in Fahrtrichtung ja dann besser vom Längslenker in der großen Buchse abgestützt wird, der untere Querlenker also keine Querkräfte mehr sieht und deshalb in diese Richtung nicht so massiv gebaut sein muss. Da das aber auch noch kein Schwein getestet hat, bleibt es bei der Vermutung
    Hintergrund ist, dass es ein paar sehr schöne neue Querlenker von SPMS/PasswordJDM gibt, die abgedichtete Kugellager verbaut haben, und bei der Dämpferaufnahme eine PU- oder Gummibuchse. Außerdem gefällt mir die Form gut, die scheinen besser ausgelegt zu sein als die meisten anderen Querlenker. Das mache ich z.B. daran fest, dass oberhalb der Stabianbindung Material weggelassen wurde, und dass keine Löcher drin sind.

  14. #14
    Kraft-FC User Avatar von Luigi
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    Echt ein super Beitrag.
    Wurde alles absolut bestens Recherchiert!

    Ich fahr derzeit in meinem H22 EK noch ringsum die ES/ Prothane Buchsen. Allerdings muss sich sagen, das die nun nach rund 80tkm sehr stark verschlissen sind. Die Buchsen an den hinteren oberen Querlenkern sind inzwischen sogar Oval.
    Auch mit dem ständigen schmieren ist das so eine Sache.
    Da ich gute Verbindungen zu Whiteline habe, habe ich mich auf der letzten Automechanika mal mit einem Whiteline Techniker unterhalten. Der meinte das die ES Buchsen aus einem viel zu harten und "billigen" PU hergestellt sind.
    Also alle anderen Buchsen wären besser wie diese.

    Jetzt im Winter wollte ich eh alle Buchsen tauschen (zu viel Spiel in allen Achsen). Daher werde ich nun alle Buchsen die es von Whiteline gibt gegen deren Produkte tauschen. Den Rest den es nicht gibt, kommen die Hardrace Gummibuchsen rein.
    Mal abwarten wie sie halten. Bis jetzt habe ich von Whiteline nur gutes gehört und bin diese auch schon in diversen Subarus usw. gefahren.

    Hier mal ein Bild des großen Hauptlagers:


    Ist zwar aus PU, aber nicht durchgängig aus der gleichen Materialstärke. Sieht aus als würden sie durch die Materialverjüngung den von Steel angesprochenen Flex im Hauptlager herstellen.

    Soweit ich informiert bin sind eh alle Uniball Buchsen von Hardrace mit einem Gummibalk versehen um sie gegen Schmutz zu schützen.
    Was noch dazu kommt, an meiner Celica GT4 sind schon original zigfach solche geschützten Lager verbaut und hatte bisher keinerlei Probleme.
    Geändert von Luigi (12.11.2012 um 10:07 Uhr)

  15. #15
    hab dir liiieeeb Avatar von oli316
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    hau dir hinten auch gleich rigid collar rein steel hehe

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