DE19743736A1 - Vorderradaufhängung - Google Patents

Description

Der Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 8-264855 mit einem Anmeldedatum vom 4. Oktober 1996 in Japan wird hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.

Diese Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen für eine Vorderradaufhängung eines Kraftfahrzeuges, und bezieht sich insbesondere auf Verbesserungen bei einer Vorderradaufhängung des Typs, der sowohl die Merkmale einer Federbeinachse bzw. McPherson-Achse und einer Doppelquerlenkerachse besitzt.

Eine Vielzahl von Vorderradaufhängungen wurden bis jetzt im Bereich von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen und in praktische Verwendung genommen. Eine von diesen ist in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-178041 offenbart. Diese Vorderradaufhängung ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und schließt einen Achsschenkel (Radträgerelement) ein, welcher einen unteren Endabschnitt aufweist, der schwenkbar über einen unteren Arm mit einer Fahrzeugkarosserie (oder einem fahrzeugkarosserieseitigen Element) schwenkbar verbunden ist. Ein Verbindungselement ist verschwenkbar mit dem oberen Endabschnitt des Achsschenkels so verbunden, daß er um die Achse eines vertikalen Bolzens (oder eines Einbaubolzens) drehbar ist, der von dem oberen Endabschnitt des Achsschenkels hervorsteht. Das Verbindungselement ist verschwenkbar mit dem unteren Ende einer Dämpfungseinrichtung oder Stoßdämpfers so verbunden, daß er im allgemeinen vertikal verschwenkbar ist. Ein oberer Arm weist einen Endabschnitt auf, der verschwenkbar an einem einzelnen Punkt mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und weist einen anderen Endabschnitt auf, der drehbar um die Achse eines Verbindungsbolzens verbunden ist, der sich im allgemeinen in Längsrichtung (fore-and-aft direction) des Fahrzeuges erstreckt. Mehr im einzelnen, der letztgenannte Endabschnitt des oberen Arms ist z. B. gabelförmig ausgebildet, um zwei Endbereiche zu bilden, die vorwärts und rückwärts in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet sind. Die beiden Endbereiche sind verschwenkbar an jeweiligen zwei Punkten mit dem Verbindungselement verbunden. Die so angeordnete Vorderradaufhängung ist sowohl mit den Vorteilen der Federbeinaufhängung als auch der Doppelquerlenkeraufhängung versehen. Das heißt, die Vorderradaufhängung hat eine Ausrichtung, die in gleicher Weise zu der der Doppelquerlenkeraufhängung, gesehen von der Vorderseite des Fahrzeuges ist, um dadurch eine hohe Steifigkeit gegenüber einer Krafteinleitung von einer Querrichtung zu zeigen, auch wenn der obere Arm an einer unteren Position angeordnet ist, währenddessen dieser eine Ausrichtung hat, die gleich ist zu der Federbeinaufhängung gesehen von einer Seite des Fahrzeuges, um dadurch zu ermöglichen, daß der fahrzeugkarosserieseitige Verbindungspunkt des Stoßdämpfers, der im wesentlichen als ein oberer Arm dient, an einer höheren Position angeordnet wird, um sowohl eine niedrigere Steifigkeit in Längsrichtung des Fahrzeuges als auch eine höhere Nachlaufsteifigkeit zu erzielen. Als ein Ergebnis dessen können durch eine geeignete Kombination sowohl der Merkmale der Federbeinaufhängung als auch der Doppelquerlenkeraufhängung ein guter Fahrkomfort als auch eine gute Fahrstabilität erzielt werden.

Bei der oben erläuterten herkömmlichen Vorderradaufhängung, bei der der obere Arm drehbar nur um die Achse des Verbindungsbolzens ist, der sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt, sind jedoch Nachteile aufgetreten, da z. B. der obere Lenker an den beiden Punkten mit dem Verbindungselement verbunden ist. Das heißt, wenn das Verbindungselement in einem Zustand befindlich ist, wo es sich um die Achse des Einbaubolzens beim Aufnehmen der Krafteinleitung von der Feder dreht, führt der obere Lenker keine zwangsläufige Verschiebung aus, da der obere Lenker verschwenkbar mit dem Verbindungselement verbunden ist, dem es ermöglicht wird, seine vertikale Schwingungsbewegung auszuführen und ist schwenkbar an dem einzelnen Punkt mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden. Mit anderen Worten, wenn eine Vertikalkraft auf ein Vorderrad eingeleitet wird, führt der obere Lenker nur seine vertikale Schwingungsbewegung aus, so daß Bewegungen (wie z. B. eine Bewegung der Verformung einer elastischen Buchse), die anders sind als diese vertikale Schwingungsbewegung, eingeschränkt werden. Als ein Ergebnis dessen können die Verbindungspunkte zwischen dem Verbindungselement und dem oberen Lenker nicht in andere Richtungen als in die vertikalen Schwingungsbewegungenrichtungen verschoben werden, wenn eine Vertikalkraft auf die Vorderradaufhängung aufgebracht wird oder wenn sich die Vorderräder vertikal, d. h. bei einem Radhub, bewegen, wodurch nicht in positiver Weise die Bewegung des Vorderrades beeinflußt wird. Daher ist es unmöglich, zwangsläufig die Ausrichtung der Vorderradaufhängung zu ändern, wenn die Vertikalkraft auf die Aufhängung aufgebracht wird und in geeigneter Weise die Änderung der Ausrichtung bei der Vertikalbewegung des Vorderrades festzulegen.

Die vorliegende Erfindung wurde in der Absicht entwickelt, um die oben erläuterten auftretenden Nachteile bei der herkömmlichen Vorderradaufhängung zu überwinden. Entsprechend der Erfindung ist ein oberer Lenker an einem einzelnen Punkt mit einem Verbindungselement verbunden. Dadurch kann die Gestaltungsfreiheit (freedom in layout) für die Vorderradaufhängung unter Beibehaltung einer guten Leistungsfähigkeit, (wie z. B. der Steifigkeit) der Vorderradaufhängung verbessert werden, währenddessen bewirkt wird, daß sich das Verbindungselement unter der Kraft der Feder eines Federbeines dreht, um dadurch in geeigneter Weise den Spurwinkel und den Radsturzwinkel des Vorderrades während der Vertikalbewegung des Vorderrades einzustellen. Zusätzlich kann die Bewegung des Vorderrades (wie z. B. die Radsturzwinkeländerung) während der Vertikalbewegung des Vorderrades in geeigneter Weise durch in Betrachtziehen der Rotationsbewegung des Verbindungselementes zusätzlich zu einer sogenannten Aufhängungsgeometrie einschließlich der Länge und Winkel des oberen und unteren Lenkers festgelegt werden, z. B. durch die Gestaltung und die Verformung von elastomeren Buchsen, die in anderen Abschnitten als an dem oberen Lenker verwendet werden. Dieses verbessert effektiv die Fahrstabilität des Fahrzeuges.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorderradaufhängung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die effektiv die Nachteile, die bei herkömmlichen Vorderradaufhängungen für ein Kraftfahrzeug auftreten, zu überwinden.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorderradaufhängung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die die Gestaltungsfreiheit der Vorderradaufhängung verbessert, währenddessen ein geeigneter Ausgleich zwischen Radsturzsteifigkeit, Quersteifigkeit u. dgl. der Vorderradaufhängung beibehalten wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorderradaufhängung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die in geeigneter Weise den Spurwinkel und den Radsturzwinkel eines Vorderrades festlegt und die Bewegungen (wie z. B. die Radsturzwinkeländerung) des Vorderrades festlegt, wodurch es möglich wird, in geeigneter Weise die Bewegung eines vorderen Reifens festzulegen.

Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorderradaufhängung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem die Achse einer Feder eines Federbeines und die Achse eines Verbindungselementes in einer sogenannten Torsionspositionsbeziehung befindlich sind, so daß eine Verschiebung zwischen einem oberen Lenker und dem Verbindungselement unter der Wirkung der Kraft der Feder auftritt.

Eine Vorderradaufhängung der vorliegenden Erfindung ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und umfaßt ein Radträgerelement zum drehbaren Stützen eines Straßenrades des Fahrzeuges. Ein unterer Lenker weist einen ersten Endabschnitt auf, der drehbar mit einem unteren Abschnitt des Radträgerelementes verbunden ist, und weist einen zweiten Endabschnitt auf, der mit einem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden ist, so daß es schwenkbar im allgemeinen in einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges befindlich ist. Ein Verbindungselement ist drehbar an einem oberen Abschnitt des Radträgerelementes montiert, um drehbar um eine erste Achse zu sein, die durch das Radträgerelement hindurchtritt und sich im allgemeinen in Vertikalrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Ein Stoßdämpfer weist einen oberen Endabschnitt auf, der schwenkbar mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden ist, und weist einen unteren Endabschnitt auf, der schwenkbar mit dem Verbindungselement verbunden ist, um drehbar um eine zweite Achse zu sein, die sich im allgemeinen in einer Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Eine Feder wird durch den Stoßdämpfer gestützt und weist eine dritte Achse auf. Die Ausdehnung der dritten Achse ist von einer Ausdehnung der ersten Achse auf einer Horizontalebene, die sich in einer Horizontalrichtung des Fahrzeuges erstreckt, getrennt. Die dritte Achse neigt sich relativ zu der ersten Achse auf eine Vertikalebene, die sich in einer Vertikalrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Ein oberer Lenker weist einen ersten Endabschnitt auf, der schwenkbar mit dem Verbindungselement verbunden ist, und weist einen zweiten Endabschnitt auf, der schwenkbar mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden ist. Der obere Lenker weist eine vierte Achse auf, die einen ersten Verbindungspunkt, bei dem der erste Endabschnitt mit dem Verbindungselement verbunden ist und einen zweiten Verbindungspunkt, bei dem der zweite Endabschnitt mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden ist, verbindet. Die vierte Achse kreuzt die erste Achse auf der Vertikalebene und auf der Horizontalebene. Zusätzlich ist eine Spurstange vorgesehen, um das Radträgerelement bei dessen Bewegung in Breitenrichtung des Fahrzeuges in Übereinstimmung mit einem Lenkvorgang des Fahrzeuges zu drehen.

Gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung ist der obere Lenker an dem einzelnen Verbindungspunkt mit dem Verbindungselement so verbunden, daß er einfach verschwenkbar ist, wodurch verhindert wird, daß dieser nur um eine Achse schwenkbar ist, die sich im allgemeinen in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Zusätzlich kreuzt die obere Lenkerachse oder vierte Achse (die den ersten Verbindungspunkt, bei dem der obere Lenker mit dem Verbindungselement verbunden ist und den zweiten Verbindungspunkt, bei dem der obere Lenker mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden ist, verbindet) die Achse (die erste Achse) des Verbindungselementes an dem Kreuzungspunkt auf der vertikalen Ebene und der horizontalen Ebene. Dementsprechend kann die Gestaltungsfreiheit verbessert werden, währenddessen ein geeigneter Ausgleich zwischen Radsturzsteifigkeit, Quersteifigkeit u. dgl. der Vorderradaufhängung beibehalten wird. Ferner ist die Ausdehnung der Achse (der dritten Achse) der Feder von der Ausdehnung der Achse (der ersten Achse) des Verbindungselementes auf der Horizontalebene getrennt, und die Achse der Feder neigt sich relativ zu der Achse (der ersten Achse) des Verbindungselementes auf der Vertikalebene. Mit anderen Worten, die Achse der Feder und die Achse des Verbindungselementes sind in einer sogenannten Torsionspositionsbeziehung, und daher tritt eine Verschiebung zwischen dem oberen Lenker und dem Verbindungselement unter der Wirkung der Kraft der Feder auf, wodurch es ermöglicht wird, die Bewegung eines vorderen Reifens festzulegen. Dieses ermöglicht es, in geeigneter Weise den Spurwinkel und den Radsturzwinkel des Vorderrades durch Verschiebung des oberen Lenkers mit der Drehbewegung des Verbindungselementes unter einer vertikalen Krafteinleitung zum Vorderrad festzulegen, und in geeigneter Weise die Bewegungen (z. B. die Radsturzwinkeländerung) des Vorderrades einzustellen, in dem bewirkt wird, daß sich das Verbindungselement auch unter einer Vertikalbewegung des Rades oder des Radhubes dreht, um somit in geeigneter Weise die Bewegungen des vorderen Reifens zu steuern.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Elemente in allen Figuren. Darin zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische Perspektivansicht einer Vorderradaufhängung entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine fragmentarische Vorderansicht der Vorderradaufhängung von Fig. 1;

Fig. 3 eine fragmentarische Vertikalschnittansicht eines oberen Teils eines Federbeins der Vorderradaufhängung von Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der Vorderradaufhängung von Fig. 1;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht der Vorderradaufhängung von Fig. 1;

Fig. 6A eine schematische erläuternde Draufsicht der Vorderradaufhängung von Fig. 1;

Fig. 6B eine schematische erläuternde Vorderansicht der Vorderradaufhängung von Fig. 1;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht ähnlich zu Fig. 4, die aber ein modifiziertes Beispiel der Vorderradaufhängung von Fig. 1 zeigt; und

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht ähnlich zu Fig. 3, die aber ein modifiziertes Beispiel des Federbeins von Fig. 3 zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 der Zeichnungen wird eine Ausführungsform einer Vorderradaufhängung entsprechend der vorliegenden Erfindung durch das Bezugszeichen F dargestellt. Die Aufhängung F dieser Ausführungsform ist für ein linkes Vorderrad (Straßenrad) eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, und daher wird eine andere gleichartige Aufhängung für ein rechtes Vorderrad in solch einer Weise verwendet, daß es im allgemeinen symmetrisch zu der in Fig. 1 gezeigten Aufhängung F angeordnet ist. Obwohl ein Paar von Vorderradaufhängungen somit im allgemeinen symmetrisch vorgesehen sind, wird eine Erläuterung der vorliegenden Erfindung nur für die Vorderradaufhängung des linken Vorderrades zum Zwecke der Vereinfachung der Darstellung vorgenommen.

Eine Vorderradaufhängung F umfaßt einen Achsschenkel oder ein Radträgerelement 1 zum drehbaren Stützen des linken Vorderrades. Der Achsschenkel 1 schließt einen zylindrischen Abschnitt 1a ein, in welchen eine Vorderachse oder Antriebswelle des Vorderrades eingesetzt ist, um auf diese Weise drehbar gestützt zu werden. Der zylindrische Abschnitt 1a ist an einem vertikal mittleren Abschnitt des Achsschenkels 1 ausgebildet. Der Achsschenkel 1 schließt einen unteren Endabschnitt 1b ein, mit dem ein unterer Lenker 4 über ein Kugelgelenk 3 verbunden ist. Der Achsschenkel 1 schließt außerdem einen oberen Endabschnitt 1c ein, mit dem ein oberer Lenker 6 und ein Federbein 7 über eine Rotationsverbindung J verbunden sind. Eine Spurstange 8 ist mit einem Spurstangenträgerabschnitt 1d verbunden, der an dem vertikal mittleren Abschnitt 1c des Achsschenkels 1 angeordnet ist und rückwärts relativ zu dem Fahrzeug hervorsteht.

Der untere Lenker 4 ist so angeordnet, daß er sich in Richtung der Breite des Fahrzeugs erstreckt und weist einen außenliegenden Endabschnitt (kein Bezugszeichen) auf, der schwenkbar über das Kugelgelenk 3 mit dem unteren Endabschnitt 1b des Achsschenkels 1 verbunden ist. Der innenliegende Endabschnitt (kein Bezugszeichen) des unteren Lenkers 4 ist gabelförmig ausgebildet, um zwei Enden oder Lenkerbereiche (kein Bezugszeichen) zu bilden, die jeweilig über elastomere Buchsen 4a, 4b mit einem fahrzeugkarosserieseitigen Element, wie z. B. einem Aufhängungselement 14, verbunden sind, so daß der untere Lenker 4 im allgemeinen eine A-Form in der Draufsicht einnimmt. Entsprechenderweise ermöglicht der untere Lenker 4 vertikale Bewegungen des Achsschenkels 1 oder ein Einfedern und Ausfedern des Vorderrades, hemmt aber die Bewegung des Achsschenkels 1 in Längsrichtung (fore-and-aft direction) des Fahrzeuges.

Die Rotationsverbindung J schließt einen Einbaubolzen K ein, der sich aufwärts von dem oberen Endabschnitt 1c des Achsschenkels 1 erstreckt. Der Einbaubolzen K weist eine Achse L_K auf, die mit der Ausdehnung einer Lenkachse ausgerichtet ist, die durch den Mittelpunkt (oder einem Verbindungspunkt R in Fig. 4) des Kugelgelenkes 3 hindurchtritt. Der Verbindungspunkt R ist in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem außenliegenden Endabschnitt des unteren Lenkers 4 und dem unteren Endabschnitt 1b des Achsschenkels 1 enthalten. Die Rotationsverbindung J schließt ferner ein drehbares Verbindungselement 5 ein, das drehbar auf dem Einbaubolzen K über Lager (nicht gezeigt) montiert oder gestützt wird. Entsprechenderweise ist auch die Achse des drehbaren Verbindungselementes 5 mit der Achse L_K und der Ausdehnung der Lenkachse ausgerichtet. Es ist zu verstehen, daß sich die Achse L_K im allgemeinen vertikal relativ zu dem Fahrzeug erstreckt.

Das drehbare Verbindungselement 5 schließt einen Bolzenzylinder 5d ein, der drehbar und koaxial auf dem Einbaubolzen K in einer solchen Weise montiert ist, daß er den Einbaubolzen K abdeckt. Der Bolzenzylinder 5d ist einstückig mit zwei Stützabschnitten 5e, 5f versehen, die jeweilig nach außen und innen in Breitenrichtung des Fahrzeuges hervorstehen. Die Stützabschnitte 5e, 5f sind jeweils so angepaßt, daß sie den oberen Lenker 6 und einen Stoßdämpfer 15 stützen. Der Stützabschnitt 5e ist im allgemeinen zylindrisch ausgebildet und ist innen mit einer zylindrischen elastomeren Buchse 5g versehen. Die Achse des im allgemeinen zylindrischen Stützabschnittes 5e erstreckt sich im allgemeinen in der Längsrichtung des Fahrzeuges. Der Stützabschnitt 5f ist im allgemeinen zylindrisch ausgebildet und weist eine Achse auf, die sich im allgemeinen in der Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Ein Verbindungsbolzen 10 ist durch den im allgemeinen zylindrischen Stützabschnitt 5f eingesetzt.

Der obere Lenker 6 schließt einen im allgemeinen I-förmigen Lenkerabschnitt (kein Bezugszeichen) ein, der sich im allgemeinen in der Breitenrichtung des Fahrzeuges erstreckt. In der Praxis ist der I-förmige Lenkerabschnitt relativ zu der Breitenrichtung des Fahrzeuges leicht geneigt und erstreckt sich nicht präzise in der Breitenrichtung des Fahrzeuges, wie nachstehend erläutert wird. Ein Schwenkbolzen 11 erstreckt sich im allgemeinen in der Längsrichtung des Fahrzeuges von dem außenliegenden Endbereich des I-förmigen Lenkerabschnittes. Der Schwenkbolzen 11 ist in die elastomere Buchse 5g eingesetzt, die innerhalb des Stützabschnittes 5e angeordnet ist, in einer solchen Weise, daß dessen vorderer Endabschnitt nach außen von dem Stützabschnitt 5e hervorsteht. Der vordere Endbereich des Schwenkbolzens 11 ist mit einem Gewindeteil ausgebildet, auf welchem eine Mutter 31 in Eingriff ist und festgezogen ist. Entsprechenderweise ist der außen liegende Endabschnitt des oberen Lenkers 6 schwenkbar mit dem drehbaren Verbindungselement 5 verbunden.

Der innenliegende Endbereich des I-förmigen Lenkerabschnittes des oberen Lenkers 6 ist einstückig mit einem Schwenkbolzen (nicht gezeigt) versehen, der sich im allgemeinen in der Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt und innerhalb einer elastomeren Buchse 13 angeordnet ist, die innerhalb eines im allgemeinen zylindrischen Stützabschnittes 14a angeordnet ist, der einen Teil des Aufhängungselementes 14 bildet. Entsprechenderweise ist der innenliegende Endabschnitt des oberen Lenkers 6 schwenkbar mit dem Aufhängungselement 14 verbunden. Das Aufhängungselement 14 ist über einen Aufhängungselementisolator 14 mit einem Seitenelement M verbunden. Der obere Lenker 6 ist solcherart angeordnet, daß der I-förmige Lenkerabschnitt sich so erstreckt, daß er durch die Vorderseite des drehbaren Verbindungselements 5 der Rotationsverbindung J hindurchtritt und neigt sich relativ zu der Breitenrichtung des Fahrzeugs in einer solchen Weise, daß der außenliegende Endbereich des I-förmigen Lenkerabschnittes nach vorne relativ zu dem innenliegenden Endbereich des I-förmigen Lenkerabschnittes angeordnet ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist der obere Lenker 6 eine Achse L_U auf (als eine "obere Lenkerachse" bezeichnet), welche die Achse L_K des Einbaubolzens an einem Kreuzungspunkt P kreuzt. Die obere Lenkerachse L_U tritt durch einen ersten Punkt Q1 hindurch, welcher ein axialer Mittelpunkt der zylindrischen elastomeren Buchse 5a ist, die innerhalb des Stützabschnittes 5e angeordnet ist, und tritt durch einen zweiten Punkt Q2 hindurch, welcher der axiale Mittelpunkt der zylindrischen elastomeren Buchse 13 ist, die innerhalb des Stützabschnittes 14a angeordnet ist. Der axiale Mittelpunkt der zylindrischen elastomeren Buchse 5g, 13 entspricht einem Schwenkmittelpunkt, der nicht bewegt werden kann, auch wenn ein Drehmoment (rotational torque) auf jede Buchse 5g, 13 aufgebracht wird.

Die obere Lenkerachse L_U ist senkrecht zu der Achse der zylindrischen elastomeren Buchse 5b und der Achse der zylindrischen elastomeren Buchse 13, wie in Fig. 2 zu sehen ist. Der erste Punkt Q1 dient als ein Verbindungspunkt zwischen dem oberen Lenker 6 und dem drehbaren Verbindungselement 5 und ist an der außenliegenden Seite relativ zu der Achse L_K des Einbaubolzens in dem Fahrzeug angeordnet, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Ein Verbindungsabschnitt (der den Verbindungspunkt Q1 enthält) zwischen dem oberen Lenker 6 und dem drehbaren Verbindungselement 5 ist innerhalb einer innenliegenden Einsenkung des Vorderrades positioniert (nicht gezeigt). Der zweite Punkt Q2 dient als ein Verbindungspunkt eines Verbindungsabschnittes zwischen dem oberen Lenker 6 und dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14.

Das Federbein 7 schließt einen Stoßdämpfer 15 ein, der ein Zylinderrohr 15a aufweist. Eine Feder 16 ist um den oberen Abschnitt des Stoßdämpfers 15 angeordnet. Eine im allgemeinen C-förmige Stützhalterung 17 ist fest an dem unteren Ende des Zylinderrohrs 15a installiert. Die Stützhalterung 17 ist schwenkbar mit dem Stützabschnitt 5f des drehbaren Verbindungselementes 5 verbunden. Der Stoßdämpfer 15 weist eine Kolbenstange 15b auf, welche von dem oberen Ende des Zylinderrohres 15a hervorsteht. Der obere Endabschnitt der Kolbenstange 15b ist über ein Dammgummi (mound rubber) 18 und eine Montageplatte 19 mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14, wie z. B. einem Federbeindom od. dgl., befestigt.

Nun wird eine kurze und klare Erläuterung eines Aufbaus zum Verbinden des Zylinderrohres 15a des Stoßdämpfers 15 mit dem oberen Endabschnitt 1c des Achsschenkels 1 gegeben. Die C-förmige Stützhalterung 17 ist einstückig an ihren gegenüberliegenden Endabschnitten mit zwei zylindrischen Elementen 17a, 17a versehen, von denen jede innen mit einer zylindrischen elastomeren Buchse 12 versehen ist. Die zylindrischen Elemente 17a, 17a sind koaxial zueinander und beabstandet voneinander befindlich, so daß der Stützabschnitt 5f des drehbaren Verbindungselementes 5 dazwischen angeordnet ist. Der Verbindungsbolzen (wie z. B. der Bolzen od. dgl.) 10 ist durch die Innenlöcher (nicht angegeben) der zylindrischen Elemente 17a, 17a und des Stützabschnittes 5f des drehbaren Verbindungselementes 5 eingesetzt, wobei die Innenlöcher in einem solchen Zustand sind, daß sie zueinander ausgerichtet sind. Der so eingesetzte Verbindungsbolzen 10 ist in einem Zustand, bei dem die gegenüberliegenden Endabschnitte jeweilig von den äußeren Enden der zylindrischen Elemente 17a, 17a hervorstehen. Muttern (kein Bezugszeichen) sind jeweilig auf die hervorstehenden gegenüberliegenden Endabschnitte des Verbindungsbolzens 10 aufgeschraubt und in einer Position angezogen, so daß die C- förmige Stützhalterung 17 drehbar mit dem drehbaren Verbindungselement 5 verbunden ist. Entsprechenderweise ist der Stoßdämpfer 15 mit dem drehbaren Verbindungselement 5 in einer solchen Weise verbunden, daß dem Stoßdämpfer 15 ermöglicht wird, sich um die Achse zu drehen, die sich im allgemeinen in der Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt und daß verhindert wird, daß andere Drehungen und Schwingungsbewegungen auftreten, obwohl eine leichte Schwenkbewegung in allen Richtungen unter der Deformation der elastischen Buchsen 12, 12 möglich ist.

Das obere Ende der Feder 16 ist direkt durch die Trägerplatte 20 od. dgl. mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14, wie z. B. dem Federbeindom od. dgl., montiert. Das untere Ende der Feder 16 ist direkt über die Stützplatte 21 mit dem Zylinderrohr 15a des Stoßdämpfers 15 montiert. In der Anordnung von Fig. 3 wird eine große Schwingungseinleitung über den Pfad P1 übertragen, wobei eine kleine Schwingungseinleitung über den Pfad P2 übertragen wird.

In dieser Ausführungsform sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der Stoßdämpfer 15 und die Feder 16 an der innen liegenden Seite relativ zur Achse L_K des Einbaubolzens K angeordnet, mit dem das drehbare Verbindungselement 5 koaxial montiert ist, um eine störende Beeinflussung mit dem Vorderrad od.gl. zu vermeiden. Die Feder 16 ist wie folgt angeordnet: Die Achse L_S der Feder 16 ist im allgemeinen parallel zu der Achse L_K des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5 befindlich, gesehen von der Vorderseite des Fahrzeuges oder in einer imaginären Vertikalebene, die sich in Breitenrichtung des Fahrzeuges erstreckt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Achse L_S ist jedoch nach vorne zum Fahrzeug relativ zu der Achse L_K geneigt, wie von der Seite des Fahrzeuges oder einer imaginären Vertikalebene, die sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt, zu sehen ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Mit anderen Worten, die Achse L_K und die Achse L_S sind auf einer imaginären Horizontalebene versetzt angeordnet oder getrennt voneinander angeordnet. Mit anderen Worten, die Ausdehnung der Achse L_K und die Ausdehnung der Achse L_S ist nicht parallel zueinander und kreuzen sich nicht an einem Kreuzungspunkt in den drei Dimensionen. Somit sind die Achse L_K und die Achse L_S in einer sogenannten Torsionspositionsbeziehung (torsional locational relationship), bei dem der Winkel der Neigung in der Längsrichtung des Fahrzeuges kleiner gesetzt ist, als der Nachlaufwinkel der Achse L_K, die im wesentlichen als die Lenkachse dient, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Zusätzlich tritt, wie in Fig. 2 zu sehen ist, die Achse L_S der Feder 16 durch einen Verbindungspunkt (fahrzeugkarosserieseitigen Verbindungspunkt) S hindurch, wobei angenommen wird, daß sie durch die Mitte eines Verbindungsabschnittes zwischen der Feder 16 und dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14, wie z. B. dem Federbeindom od. dgl., hindurchtritt und durch die Achse L_P des Verbindungsbolzens 10 hindurchtritt, auf dem die Stützhalterung 17 für den Stoßdämpfer 15 drehbar gelagert wird. Mehr im einzelnen, die Achse L_S der Feder kreuzt die Achse L_P an einem Kreuzungspunkt oder tritt durch eine Mitte der Achse L_P des Verbindungsbolzens 10 hindurch, dessen Mittelpunkt dem axialen Mittelpunkt des Innenloches des Stützabschnittes 5f des drehbaren Verbindungsabschnittes 5 entspricht.

Die Spurstange 8 ist mit einem Lenkgetriebe (nicht gezeigt) verbunden, um zu bewirken, daß sich der Achsschenkel 1 um die Achse LK_K dreht, um so das Fahrzeug zu lenken.

Nachstehend wird die Funktion der obigen Vorderradaufhängung F im einzelnen erläutert.

Die Vorderradaufhängung F dieser Ausführungsform setzt eine Doppelquerlenkeraufhängung voraus, die den unteren Lenker 4 und den oberen Lenker 6 gesehen von der Längsrichtung des Fahrzeuges aus, einschließt, währenddessen eine Federbeinaufhängung den unteren Lenker 4 und das Federbein 7, gesehen von der Breitenrichtung des Fahrzeuges, einschließt. Entsprechenderweise kann die Vorderradaufhängung F dieser Ausführungsform Vorteile sowohl der Doppelquerlenkeraufhängung als auch der Federbeinaufhängung zeigen und vermeidet die Unzulänglichkeiten derselben. Mehr im einzelnen, wie von der Vorderseite des Fahrzeugs zu sehen ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Bewegung des Vorderrades (Bewegung des Achsschenkels 1) mit dem Radhub durch den unteren Lenker 4 und den oberen Lenker 6 eingeschränkt, und daher funktioniert die Vorderradaufhängung F wie die Doppelquerlenkeraufhängung. Wie aus der Querrichtung des Fahrzeuges zu sehen ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird die gleiche Bewegung des Vorderrades durch den unteren Lenker 4 und den Stoßdämpfer 15 eingeschränkt, und daher funktioniert die Vorderradaufhängung 6 wie die Federbeinaufhängung. Bezüglich der Krafteinleitung (force input) zu dem Vorderrad und dem Achsschenkel 1, wird die Krafteinleitung in Längsrichtung durch den unteren Lenker 4 und das Federbein 7 in gleicher Weise, wie bei der Federbeinaufhängung aufgenommen, währenddessen die Krafteinleitung in Querrichtung durch den unteren Lenker 4 und den oberen Lenker 6 in gleicher Weise wie bei der Doppelquerlenkeraufhängung aufgenommen wird.

Entsprechenderweise kann die Vorderradaufhängung dieser Ausführungsform eine höhere Steifigkeit gegenüber einer Krafteinleitung von der Querrichtung des Fahrzeuges erzielen durch Anordnen des unteren Lenkers an einer unteren Position gesehen von der Vorderseite des Fahrzeuges. Zusätzlich kann die Vorderradaufhängung F eine hohe Nachlaufsteifigkeit erzielen und verringert die Steifigkeit gegenüber einer Krafteinleitung in Längsrichtung des Fahrzeuges, da der fahrzeugkarosserieseitige Verbindungspunkt S des Stoßdämpfers praktisch als ein oberer Lenker dient, der an einer höheren Position angeordnet ist, wie von der Vorderseite des Fahrzeuges zu sehen ist. Somit können sowohl ein hoher Fahrkomfort als auch eine hohe Fahrstabilität des Fahrzeuges durch geeignetes Kombinieren der Merkmale der Doppelquerlenkeraufhängung und der Federbeinaufhängung erzielt werden. Ferner ist in dieser Ausführungsform ein oberer Lenker an der unteren Position angeordnet, wie oben erläutert wurde, wodurch die Aufhängung F kleinbauend ausgebildet sein kann und eine hohe Steifigkeit und Präzision durch Einbauen der Aufhängung F an dem Aufhängungselement 14 erzielt werden kann.

Wenn eine Querkraft, die zur innenliegenden Seite des Fahrzeuges gerichtet ist, auf den Achsschenkel 1 wirkt, z. B. während einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges, wird die Querkraft, die den Achsschenkel 1 erreicht, dann auf das drehbare Verbindungselement 5 übertragen, da der untere Abschnitt des Achsschenkels von seiner Bewegung in Breitenrichtung des Fahrzeuges unter der Wirkung des unteren Lenkers 4 eingeschränkt wird, und daher wird die Querkraft auf die Achse L_K (die als Lenkachse dient) des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5 aufgebracht. Das Federbein 7 einschließlich des Stoßdämpfers 15 erzeugt in starker Weise eine Reaktionskraft gegenüber der Querkraft, da der Verbindungsbolzen 10 so angeordnet ist, daß er sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Im Gegensatz dazu kann eine große Reaktionskraft gegenüber der Querkraft an der oberen Lenkerachse L_U erzeugt werden, da die obere Lenkerachse L_U die Achse LA des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5 an dem Kreuzungspunkt P kreuzt. Mit anderen Worten, nur eine axiale Druckkraft oder Zug kraft wirkt einfach auf die obere Lenkerachse L_U, wobei eine kleine Kraft weggelassen wird, die infolge der Torsion jeder elastischen Buchse erzeugt wird, die an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem oberen Lenker 6 und dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14 und zwischen dem oberen Lenker 6 und dem drehbaren Verbindungselement 5 angeordnet ist, wodurch kein Moment erzeugt wird, das bewirkt, daß sich das drehbare Verbindungselement 5 um die Achse L_K des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5 dreht. Es ist anzumerken, daß, wenn eine Querkraft durch den Achsschenkel 1 eingeleitet wird, so daß eine Reaktionskraft entlang der oberen Lenkerachse L_U als eine Komponentenkraft dient, eine kleine Kraft, die in Längsrichtung des Fahrzeuges aufgebracht wird, als eine Komponentenkraft erzeugt wird, da die obere Lenkerachse L_K relativ-zu der Breitenrichtung des Fahrzeuges geneigt angeordnet ist. Diese kleine Kraft wirkt auf das drehbare Verbindungselement 5, wird jedoch durch das Federbein 7 aufgenommen, in einer gleichen Weise, bei der die Längsrichtungskraft auf das Vorderrad wirkt, wie oben beschrieben wurde, und daher wird keine Verminderung bei der Radsturzsteifigkeit und einer Quersteifigkeit in einen Zustand ausgeführt, wo der obere Lenker 6 und das drehbare Verbindungselement 5 an dem einzelnen Verbindungspunkt verbunden sind.

In diesem Zusammenhang wird bei der herkömmlichen Vorderradaufhängung, die in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-178041 offenbart ist, ein Moment zum Drehen des drehbaren Verbindungselementes unter der Wirkung der Axialkraft des oberen Lenkers und der Krafteinleitung von dem Einbauabschnitt des Achsschenkel zu dem drehbaren Verbindungselement erzeugt. Um eine Erzeugung eines solchen Momentes zu verhindern, ist es notwendig, daß der Einbau des oberen Lenkers an dem drehbaren Verbindungselement in einer solchen Weise ausgeführt wird, daß der obere Lenker nur um die Achse drehbar ist, die sich um die Achse erstreckt, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Dementsprechend ist es z. B. erforderlich, daß der obere Lenker an zwei Punkten mit dem drehbaren Verbindungselement verbunden ist.

Wenn in dieser Ausführungsform eine Krafteinleitung in der Längsrichtung des Fahrzeuges auf den Achsschenkel erfolgt, wird die Längsrichtungskrafteinleitung durch die Achse L_K des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5 in einen normalen Zustand aufgebracht, wo der Verbindungsbolzen 10 zum Verbinden des Federbeins 7 und dem drehbaren Verbindungselement 5 in Längsrichtung des Fahrzeuges gerichtet ist. Die Krafteinleitung kann durch Reaktionskräfte aufgenommen werden, die auf den Verbindungsbolzen 10 zum Verbinden des Federbeins 7 mit dem drehbaren Verbindungselement 5 und dem fahrzeugkarosserieseitigen Verbindungspunkt S aufgebracht werden, der an dem oberen Teil des Federbeins 7 angeordnet ist, um dadurch auf sichere Weise zu verhindern, daß der Achsschenkel 1 in Längsrichtung des Fahrzeuges verschoben wird. Wenn zusätzlich der Verbindungsbolzen 10 zwischen dem Federbein 7 und dem drehbaren Verbindungselement 5 sich bewegt, um sich um die Achse L_K zu drehen entsprechend zu der Lenkachse, wird vorausgesetzt, daß sich das drehbare Verbindungselement 5 und das Federbein 7 um die Achse L_K des Einbaubolzens 7 für das drehbare Verbindungselement 5 und um die Achse des Federbeins 7 herum drehen. In diesem Fall scheint es notwendig zu sein, die Länge des oberen Lenkers 6 zu verändern, wobei jedoch eine solche Rotationsverschiebung in der Praxis nicht unter der Wirkung der Reaktionskraft des oberen Lenkers 6 auftreten kann.

Ferner wird in dieser Ausführungsform der außenliegende Endabschnitt des oberen Lenkers 6 an dem Stützabschnitt 5e an der außenliegenden Seite des drehbaren Verbindungselementes 5 gestützt, und daher kann die Länge des oberen Lenkers 6 größer festgelegt werden. Dieses optimiert die Veränderung des Radsturzwinkels, der mit dem Radhub bewirkt wird und vermindert einen Winkel der Verdrehung der elastomeren Buchse bei einem Zustand, wo eine Axialkraft auf den oberen Lenker aufgebracht wird, wodurch die Lebensdauer der Buchse und der Radsturzwinkeländerung linearisiert wird, währenddessen der Fahrkomfort des Fahrzeuges verbessert wird.

Jede der elastomeren Buchsen 5g, 13, die jeweils innerhalb des Stützabschnittes 14a des fahrzeugkarosserieseitigen Elementes 14 angeordnet ist und der Stützabschnitt 5e des drehbaren Verbindungselementes 5 sind solcherart angeordnet, daß deren Achse senkrecht zu der oberen Lenkerachse L_U befindlich sind. Dieses kann eine Kraft minimieren, die in der Axialrichtung des oberen Lenkers 6 aufgebracht wird, d. h., eine Verschiebungsgröße der elastomeren Buchse unter Aufbringung einer Axialkraft auf den oberen Lenker, wodurch ein geeigneter Ausgleich zwischen der Radsturzsteifigkeit, der Seitenfestigkeit u. dgl. beibehalten wird.

In dieser Ausführungsform tritt die Achse L_K des Montagebolzens K für das drehbare Element 5 durch den Mittelpunkt des Kugelgelenkes (Buchse) 3 hindurch, dessen Mittelpunkt als ein Verbindungspunkt zwischen dem Achsschenkel 1 und dem unteren Lenker 4 dient. Mit anderen Worten, die Achse L_K des Einbaubolzens K ist mit der Lenkachse ausgerichtet. Entsprechenderweise führt das drehbare Verbindungselement 5, auch wenn der Achsschenkel 1 durch die Spurstange 8 durch das Lenkgetriebe 5 gelenkt wird, keine Drehung aus, so daß die Krafteinleitung mit der Lenkung des Vorderrades nicht auf den oberen Lenker 6 wirkt.

Somit sind in dieser Ausführungsform jeder gegenüberliegenden Endabschnitt des oberen Lenkers 6 an dem einzelnen Punkt mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14 oder dem Achsschenkel 1 verbunden, währenddessen auf sichere Weise ein Absenken der Radsturzsteifigkeit und der Seitensteifigkeit verhindert wird. Als ein Ergebnis dessen wird die Gestaltungsfreiheit erhöht, um eine störende Beeinflussung u. dgl. der Vorderradaufhängung F mit einem Reifen und/oder einem Installationsabschnitt des Vorderrades, insbesondere während der Lenkung des Vorderrades, zu verhindern, und zusätzlich ist es möglich, das Gewicht und die Produktionskosten der Vorderradaufhängung F zu vermindern. Außerdem können durch geeignetes Auswählen der Federkonstante der Feder 16 des Federbeins 7, des Elastizitätskoeffizienten der elastomeren Buchsen und der Länge der Lenker unterschiedliche Vorderradaufhängungen, die für unterschiedliche Arten von Fahrzeugen geeignet sind, angeordnet werden, währenddessen möglich gemacht wird, die gleichen Vorderradaufhängungen gemeinsam für verschiedene Arten von Fahrzeugen zu verwenden.

Ferner verwendet die Vorderradaufhängung F dieser Ausführungsform den besonderen Stützaufbau für den Stoßdämpfer 15 und die Feder 16, um das Einleitungstrennungs- Federbein (input separation type strut) zu bilden. Zusätzlich kreuzt die Achse L_S der Feder 16 die Achse L_P des Verbindungsbolzens 10 zwischen dem Stoßdämpfer 15 und dem drehbaren Verbindungselement 5, um einen Kreuzungspunkt zu bilden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Als ein Ergebnis dessen kann ein Drehmoment um die Achse L_P des Verbindungsbolzens 10 nicht als eine Biegekraft auf den Stoßdämpfer 15 eingeleitet werden, wenn eine Vertikalkraft aufgrund des Fahrzeuggewichtes od. dgl. auf das Vorderrad eingeleitet wird, wodurch eine Reibung des Stoßdämpfers vermindert wird und somit der Fahrkomfort des Fahrzeuges verbessert wird.

Wenn zusätzlich eine Aufwärtskraft auf das Vorderrad eingeleitet wird, z. B. infolge der Belastung des Fahrzeuges und einem unebenen Zustand einer Straße, schafft die Feder 16 eine Abwärtskraft entgegen der Aufwärtskraft auf den Stoßdämpfer 15, wodurch ein Ausgleich zwischen den Aufwärts- und Abwärtskräften hergestellt wird. Die Abwärtskraft von der Feder 16 drückt das Zylinderrohr 15a des Stoßdämpfers 15 abwärts, und daher wird sie auf das drehbare Verbindungselement 5 über die Stützhalterung 17 und die elastomeren Buchsen 12, 12 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt das drehbare Verbindungselement 5 ein Drehmoment, um die Achse L_K des Einbaubolzens für das drehbare Verbindungselement 5 unter der Wirkung der Kraft der Feder 16, da die Achse L_S der Feder 16 und die Achse L_K des Einbaubolzens für das drehbare Verbindungselement 5 nicht parallel zueinander befindlich sind und sich nicht zueinander an irgendeinem Kreuzungspunkt kreuzen, wodurch die sogenannte Torsionspositionsbeziehung zwischen den Achsen L_S und L_K hergestellt werden, wie oben erläutert wurde. Das so erzeugte Drehmoment kann jedoch bei Deformation (distorsion) der elastomeren Buchse 5b an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem drehbaren Verbindungselement 5 und dem oberen Lenker 6 ausgeglichen werden. Dementsprechend erzeugt, wie von oben oder in der Draufsicht, wie in Fig. 5 gezeigt ist, zu sehen ist, das drehbare Verbindungselement 5 ein Drehmoment um die Achse L_K des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5, so daß die elastomere Buchse 5g, die innerhalb des Stützabschnittes 5e angeordnet ist (der Verbindungsabschnitt zwischen dem drehbaren Verbindungselement 5 und dem oberen Lenker 6) verformt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird unter der Wirkung einer Reaktionskraft der Verformung der elastomeren Buchse eine Vorwärtskraft F_OUT an dem außenliegenden Endabschnitt des oberen Lenkers 6 erzeugt und gleichzeitig wird eine Rückwärtskraft FIN an dem innenliegenden Endabschnitt des oberen Lenkers 6 erzeugt. Als ein Ergebnis dessen wird, wie in den Fig. 6A und 6B dargestellt ist, der obere Lenker 6 an dessen Seite des drehbaren Verbindungselementes 5 oder des Achsschenkels 1 vorwärts in dem Fahrzeug verschoben. Somit bewegt sich, in dem Fall, daß der innenliegende (fahrzeugkarosserieseitige) Endabschnitt des oberen Lenkers 6 nach hinten in dem Fahrzeug relativ zu dem drehbaren Verbindungselement 5 in dieser Ausführungsform angeordnet ist, die Seite des Achsschenkels 1 des oberen Lenkers 6 nach vorn und bewegt sich gleichzeitig zu der innen liegenden Seite des Fahrzeuges, so daß ein negativer Radsturz zu dem Vorderrad erzeugt wird. Zusätzlich werden der Vorderabschnitt des drehbaren Verbindungselementes 5 und des Achsschenkels 1, die nach vorne von der Spurstange angeordnet sind, zu der innenliegenden Seite des Fahrzeuges bewegt, so daß eine Vorspur an dem Vorderrad erzeugt wird. Daher kann in dem Fall, bei dem das Vorderrad ein außenliegendes Rad bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges ist, die Kurvenfahrteigenschaft des Fahrzeuges verbessert werden.

Im Gegensatz dazu ist es ersichtlich, daß in dem Fall, bei dem der innenliegende (fahrzeugkarosserieseitige) Endabschnitt des oberen Lenkers nach vorn relativ zu dem drehbaren Verbindungselement angeordnet ist, daß, wenn ein Drehmoment auf das drehbare Verbindungselement aufgebracht wird, wie bei dem obigen, der obere Lenker sich in die entgegengesetzten Richtungen bewegt, so daß bei dem Obigen in der Breitenrichtung des Fahrzeuges sich das Vorderrad in die entgegengesetzte Richtung zu der in dem obigen Fall bewegt, da der Abstützungspunkt für die Verschiebung des oberen Lenkers sich von den in dem obigen Fall unterscheidet. Zusätzlich wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist, in dem Fall, daß die Achse L_S der Feder 16 sich rückwärts relativ zu der Achse L_K des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5 neigt, wie von der Seite des Fahrzeuges oder auf einer Vertikalebene senkrecht zu der Breitenrichtung des Fahrzeuges zu sehen ist, ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn auf das drehbare Verbindungselement 5, umgekehrt zu dem obigen Fall, aufgebracht. Als ein Ergebnis dessen bewegt sich der außenliegende Endabschnitt des oberen Lenkers 6 nach hinten, so daß ein positiver Radsturz und eine Nachspur an dem Vorderrad erzeugt werden, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt verbessert wird.

Die Reaktionskraft der Feder 16 erhöht sich und vermindert mit den Vertikalbewegungen des Vorderrades. Der Spurwinkel, der Radsturzwinkel u. dgl. des Vorderrades können in Übereinstimmung mit der Änderung der Federreaktionskraft mit dem Radhub geändert werden. Dementsprechend können eine Veränderung des Radsturzwinkel und des Spurwinkels, die hauptsächlich in Zusammenhang mit der Gestaltung u. dgl. der Aufhängungslenker bestimmt werden, in geeigneter Weise festgelegt werden, auch in dem Fall, bei dem keine Gestaltungsfreiheit gegeben ist, wodurch die Fahrstabilität des Fahrzeuges verbessert wird.

Ferner ist ist dieser Ausführungsform die elastomere Buchse in dem Verbindungsab­ schnitt zwischen dem oberen Lenker 6 und dem fahrzeugkarosserieseiten Element 14 und zwischen dem oberen Lenker 6 und dem drehbaren Verbindungselement 5 ange­ ordnet, und daher kann die elastomere Buchse in geeigneter Weise ihre elastische Deformation ausführen, damit sie unter der Wirkung des Drehmomentes, welches von dem Verbindungselement 5 herkommt und durch die Reaktionskraft der Feder 16 erzeugt wird, verformt wird, so daß eine geeignete Winkeländerung gegenüber dem Drehmoment erzielt werden kann. Zusätzlich können sogar in dem Fall, bei der kein präziser Kreuzungspunkt vorhanden ist, bei dem sich die obere Lenkerachse L_U und die Achse L_K des Einbaubolzens für das drehbare Verbindungselement zueinander kreuzen, z. B. bei Produktionstoleranzen, ein Moment, das dem Abstand der Achsen entspricht, durch die Verdrehsteifigkeit jeder elastomeren Buchse aufgenommen werden, wodurch diese die gleiche Funktion zeigen, wie die oben diskutierten.

In dieser Ausführungsform sind die Achse L_S der Feder 16 und die Achse L_K des Einbaubolzens für das drehbare Verbindungselement 5 immer in der Torsionspositionsbeziehung. Mit anderen Worten, die Ausdehnungen der Achsen L_S und L_K sind in der Positionsbeziehung, bei der sie nicht parallel zueinander sind und sich nicht an einem Kreuzungspunkt einander kreuzen. Entsprechenderweise wird, auch in einem Zustand, bei der kein wesentlicher Radhub auftritt, eine Reaktionskraft an der Feder 16 erzeugt, die das Fahrzeuggewicht aufnimmt, und daher wird das Drehmoment in dem drehbaren Verbindungselement 5 erzeugt, so daß eine Deformation aufgrund der Torsion in der elastomeren Buchse 5g in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem drehbaren Verbindungselement 5 und dem oberen Lenker 6 und in der elastomeren Buchse 13 in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem oberen Lenker 6 und dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14 auftritt oder auftreten wird. Das Drehmoment jedoch, das auf das drehbare Verbindungselement 5 unter der Wirkung der Reaktionskraft der Feder 16 und der Verschiebung des oberen Lenkers aufgrund der Reaktionskraft aufgebracht wird, werden zum Einstellen der geeigneten Ausrichtungsänderungen, wie z. B. des Radsturzwinkels, der Vorspurwinkeländerung u. dgl. verwendet, wenn der Radhub ausgeführt wird. Entsprechenderweise führt die elastomere Buchse ihre Deformation aufgrund der Torsion aus oder nicht aus, indem bewirkt wird, daß das Drehmoment nicht auf das drehbare Verbindungselement 5 in einem Zustand aufgebracht wird, wo kein Radhub auftritt, wodurch ermöglicht wird, daß zu erwarten ist, daß die Lebensdauer der elastomeren Buchse auf einen Wert verbessert wird, der keiner Deformation entspricht. Um eine solche Anordnung zu erzielen, sind die Achse L_S der Feder 16 und die Achse L_K des Einbaubolzens K für das drehbare Verbindungselement 5 parallel zueinander angeordnet, und/oder die Ausdehnungen L_S, L_K kreuzen sich an einem Kreuzungspunkt in einem Zustand, wo kein Radhub ausgeführt wird.

Währenddessen der untere Lenker 4 gezeigt und beschrieben wurde als ein einzelner Körper, der eine A-Form in der Draufsicht bei der obigen Ausführungsform besitzt, ist es verständlich, daß der untere Lenker 4 aus zwei Lenkerelementen gebildet werden kann, die getrennt voneinander ausgebildet sind, wobei jedes Lenkerelement die im allgemeinen I-Form aufweist. In diesem Fall sind die beiden Lenkerelemente vordere und hintere untere Lenkerelemente, die jeweils vorwärts und rückwärts in dem Fahrzeug angeordnet sind. Das vordere untere Lenkerelement erstreckt sich im allgemeinen in der Breitenrichtung des Fahrzeuges, bei dem der außen liegende Endabschnitt des vorderen unteren Lenkerelementes drehbar über ein Kugelgelenk od. dgl. mit dem vorderen Teil des unteren Endabschnittes 1b des Achsschenkels 1 verbunden ist, und der innenliegende Endabschnitt des gleichen Lenkerelementes ist über die elastomere Buchse 4a mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element, wie z. B. dem Aufhängungselement, verbunden. Der hintere untere Lenker ist gekrümmt, um sich nach vorne in dem Fahrzeug auszubauchen und ist geneigt, relativ zu der Breitenrichtung des Fahrzeugs in einer solchen Weise angeordnet, daß der innenliegende Endabschnitt nach hinten relativ zu dem außenliegenden Endabschnitt angeordnet ist. Der außenliegende Endabschnitt ist drehbar über ein Kugelgelenk od. dgl. mit dem hinteren Teil des unteren Endabschnitts 1b des Achsschenkels 1 verbunden, und der innenliegende Endabschnitt ist über die elastomere Buchse 4b mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element, wie z. B. dem Aufhängungselement, verbunden.

Die Bewegungseinschränkungswirkung des unteren Lenkers, die durch die beiden Lenkerelemente mit dem Achsschenkel gebildet werden, ist nicht problematisch, da angenommen wird, daß die beiden Lenkerelemente durch bloßes Trennen des A- förmigen unteren Lenkers ausgebildet sind. Es ist anzumerken, daß der wesentliche Verbindungspunkt R zwischen dem unteren Lenker und dem Achsschenkel einen Kreuzungspunkt einer ersten Linie entspricht, die den fahrzeugkarosserieseitigen Verbindungspunkt und den Achsschenkelverbindungspunkt des vorderen unteren Lenkerelementes und einer zweiten Linie, die den fahrzeugkarosserieseitigen Verbindungspunkt und den achsschenkelseitigen Verbindungspunkt des hinteren unteren Lenkerelementes verbindet, entspricht. Entsprechenderweise, kann, gesehen von der Vorderseite des Fahrzeuges, eine Freiheit bei der Festlegung des Neigungswinkels der (imaginären) Lenkachse relativ zu der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5 in einem Wert erhöht werden, die der Außenrichtungsverschiebung des wesentlichen Verbindungspunktes R zwischen dem unteren Lenker und dem Achsschenkel entspricht. Dieses bietet die folgenden Vorteile: In dem Fall, daß eine Vorderradaufhängung den so angeordneten unteren Lenker in einem Vorderradantriebsfahrzeug verwendet, wird der Lenkachsenneigungswinkel vergrößert, so daß ein sogenannter Lenkrollradius (ein Abstand zwischen dem Kreuzungspunkt der Lenkachse mit der Straßenoberfläche und einem Mittelpunkt der Straßenkontaktfläche des Reifens) negativ festgelegt wird, wodurch eine Vorspuränderung aufgrund des Lenkungsdrehmomentes während des Fahrens unterdrückt wird und ein Kurvenfahrmoment zum Aufbringen einer großen Bremskraft auf eines der Vorderräder bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges vermieden wird. Dieses verbessert die Fahrstabilität des Fahrzeuges, währenddessen der Fahrkomfort des Fahrzeuges durch Unterdrücken des sogenannten Shimmy-Effektes (Lenkungsflatterneffekt) unterdrückt wird, welches bei der Übertragung der Resonanzschwingung eines Lenkgetriebes (unter Krafteinleitung von der Straßenoberfläche) zu einem Lenkrad bewirkt wird.

Währenddessen die oben erläuterte Ausführungsform so gezeigt und beschrieben wurde, daß das Federbein 7 des Einleitungstrennungstypes verwendet wird, wobei die Krafteinleitungen auf die Fahrzeugkarosserie von der Feder 16 und dem Stoßdämpfer 15 jeweils durch separate Pfade ausgeführt werden, ist ersichtlich, daß das Federbein 7 von einem sogenannten Einleitungskonzentrationstyp sein kann, wobei die Krafteinleitungen auf die Fahrzeugkarosserie von der Feder 16 und dem Stoßdämpfer 15 durch den gleichen Pfad erfolgt, wie in Fig. 8 gezeigt ist, wodurch die gleichen vorteilhaften Affekte, wie bei der oben erläuterten Ausführungsform, erzielt werden. Bei diesem Einleitungs­ konzentrationstyp-Federbein 7, tritt die Achse L_S der Feder 16 durch den Verbin­ dungspunkt S zwischen dem Stoßdämpfer 15 und dem fahrzeugkarosserieseitigen Element 14 hindurch und tritt durch die Achse L_P des Verbindungsbolzens 10 zwischen dem Stoßdämpfer 15 und dem drehbaren Verbindungselement 5 hindurch. Entsprechen­ derweise kann ein Drehmoment nicht um die Achse L_P des Verbindungsbolzens 10 zwischen dem Stoßdämpfer 15 und dem drehbaren Verbindungselement 5 eingeleitet werden, auch wenn eine Vertikalkraft aufgrund des Fahrzeuggewichtes u. dgl. auf das Vorderrad eingeleitet wird, wodurch es möglich wird, die Reibung des Stoßdämpfers zu vermindern, um dadurch den Fahrkomfort des Fahrzeuges zu verbessern.

Claims (13)

1. Vorderradaufhängung für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch
ein Radträgerelement (1) zum drehbaren Stützen eines Straßenrades des Fahrzeuges;
einen unteren Lenker (4), der einen ersten Endabschnitt aufweist, der drehbar mit einem unteren Abschnitt des Radträgerelementes (1) verbunden ist und einen zweiten Endabschnitt aufweist, der mit einem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) so verbunden ist, daß er im allgemeinen in einer Vertikalrichtung des Fahrzeuges schwenkbar ist;
ein Verbindungselement (5), das drehbar an einem oberen Abschnitt (1c) des Radträgerelementes (1) montiert ist, um drehbar um eine erste Achse (L_K) zu sein, die durch das Radträgerelement (1) hindurchtritt und sich im allgemeinen der Vertikalrichtung des Fahrzeuges erstreckt;
einen Stoßdämpfer (15), der einen oberen Endabschnitt aufweist, verschwenkbar mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) verbunden ist und einen unteren Endabschnitt aufweist, der schwenkbar mit dem Verbindungselement (5) verbunden ist, um drehbar um eine zweite Achse (L_P) zu sein, die sich im allgemeinen in einer Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckt;
eine Feder (16), die durch den Stoßdämpfer (15) gestützt wird und eine dritte Achse (L_S) aufweist, wobei eine Ausdehnung der dritten Achse (L_S) getrennt von einer Ausdehnung der ersten Achse (L_K) auf einer Horizontalebene ist, die sich in einer Horizontalrichtung des Fahrzeuges erstreckt, wobei sich die dritte Achse (L_S) relativ zu der ersten Achse (L_K) auf einer Vertikalebene neigt, die sich in der Vertikalrichtung des Fahrzeuges erstreckt;
einen oberen Lenker (6), der einen ersten Endabschnitt aufweist, der schwenkbar mit dem Verbindungselement (5) verbunden ist und einen zweiten Endabschnitt aufweist, der schwenkbar mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) verbunden ist, wobei der obere Lenker (5) eine vierte Achse (L_U) aufweist, die einen ersten Verbindungspunkt, bei dem ein erster Abschnitt mit dem Verbindungselement (5) verbunden ist und einen zweiten Verbindungspunkt, bei dem der zweite Endabschnitt mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden ist, verbindet, wobei die vierte Achse (L_U) die erste Achse (L_K) auf der Vertikalebene und auf der Horizontalebene kreuzt; und
eine Spurstange (8) zum Drehen des Radträgerelementes (1) bei dessen Bewegung in der Breitenrichtung des Fahrzeuges in Übereinstimmung mit einem Lenkvorgang für das Fahrzeug.

2. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) einen oberen Endabschnitt aufweist, der an dem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) installiert ist, wobei die Ausdehnung der dritten Achse (L_S) der Feder (16) die Ausdehnung der ersten Achse (L_K) auf der Vertikalebene in einem Zustand kreuzt, bei dem das Rad und das Radträgerelement (1) keine Vertikalbewegung ausführen.

3. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einen oberen Endabschnitt aufweist, die an dem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) installiert ist, wobei die Ausdehnung der dritten Achse (L_S) der Feder die Ausdehnung der ersten Achse (L_K) auf der Vertikalebene in einem Zustand kreuzt, wo das Rad und das Radträgerelement (1) nicht ihre vertikale Bewegung ausführen.

4. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einen oberen Endabschnitt aufweist, der an dem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) installiert ist, und einen unteren Endabschnitt aufweist, der an dem Stoßdämpfer (15) installiert ist, wobei die Ausdehnung der dritten Achse (L_S) der Feder (16) die zweite Achse (L_P) auf der Vertikalebene kreuzt.

5. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) ein oberes Ende aufweist, das an einem oberen Abschnitt des Stoßdämpfers (15) installiert ist, wobei die Ausdehnung der dritte Achse (L_S) der Feder (16) die erste Achse (L_K) auf der Vertikalebene in einem Zustand kreuzt, wo das Rad und das Radträgerelement (1) keine Vertikalbewegung ausführen.

6. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß die Feder (16) ein oberes Ende aufweist, das an einem oberen Abschnitt des Stoßdämpfers (15) istalliert ist, wobei die Ausdehnung der dritten Achse (L_S) der Feder (16) parallel zu der ersten Achse (L_K) auf der Vertikalebene in einem Zustand ist, wo das Rad und das Radträgerelement (1) keine Vertikalbewegung ausführen.

7. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) ein oberes Ende aufweist, das an einem oberen Abschnitt des Stoßdämpfers (15) installiert ist, und ein unteres Ende aufweist, das mit dem Stoßdämpfer (15) verbunden ist, wobei die Ausdehnung der dritten Achse (L_S) der Feder (16) die zweite Achse (L_P) auf der Vertikalebene kreuzt.

8. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt des oberen Lenkers (6) mit dem Verbindungselement (5) über einen ersten Verbindungsabschnitt, der eine erste elastomere Buchse (12) einschließt, verbunden ist, und daß der zweite Endabschnitt des oberen Lenkers (6) mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) über einen zweiten Verbindungsabschnitt, der eine zweite elastomere Buchse (13) einschließt, verbunden ist.

9. Vorderradaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Achse der ersten und zweiten elastomeren Buchse (12, 13) im allgemeinen senkrecht zu der vierten Achse (L_U) des oberen Lenkers (6) auf der Vertikalebene ist.

10. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Endabschnitt des oberen Lenkers (6) an dem ersten und zweiten Verbindungspunkt jeweils mit dem Radträgerelement (1) und dem fahrzeugkarosserieseitigen Element (14) verbunden ist, wobei der erste und zweite Verbindungspunkt in Längsrichtung des Fahrzeuges voneinander getrennt sind.

11. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endabschnitt des unteren Lenkers (4) an einem dritten Verbindungspunkt mit dem unteren Abschnitt des Radträgerelementes (1) verbunden ist, wobei die erste Achse (L_K) im allgemeinen durch den dritten Verbindungspunkt hindurchtritt.

12. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endabschnitt des oberen Lenkers (6) an dem ersten Verbindungspunkt mit dem Verbindungselement (5) verbunden ist, wobei das vierte Verbindungselement an einer außenliegenden Seite relativ zu der ersten Achse (L_K) angeordnet ist.

13. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endabschnitt des unteren Lenkers (4) einen ersten und zweiten Lenkerbereich aufweist, die voneinander getrennt sind und schwenkbar mit dem fahrzeugkarosserieseitigen Element verbunden sind.