DE3642421C2

DE3642421C2 -

Info

Publication number: DE3642421C2
Application number: DE3642421A
Authority: DE
Inventors: Yasuji Yokohama Jp Shibahata; Hiroshi Tonomura; Yasumasa Yokosuka Jp Tsubota
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1986-12-11
Publication date: 1993-07-15
Also published as: KR900004613B1; DE3642421A1; JPS62149505A; KR870005837A; US4744586A; JP2635546B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterradaufhängung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche ist aus dem US-Report "on the sixth international technical conference on experimental Safety vehicles", 12.-15.10.1976, S. 656-664 bekanntgeworden.

Eine weitere Hinterradaufhängung zeigt die DE 30 48 794 C1. Bei dieser bekannten Radaufhängung sind fünf Einzellenker vorgesehen, die durch eine schräg nach vorne und innen verlaufende Schubstrebe, einen Querlenker, eine Stoßstrebe, eine schräg nach vorne und innen verlaufende Zugstrebe und eine Spurstange gebildet werden. Die Radaufhängung weist also eine relativ komplizierte geometrische Gestaltung auf, für die fünf Lenker mit jeweils fünf Gelenken verwendet werden müssen. Ziel dieser Gestaltung ist es, die Vorteile der aus dem Rennsport bekannten Doppel-Querlenkeraufhängung im Hinblick auf Leichtbau und Fahrverhalten zu erhalten, andererseits aber bei kompakter Bauweise einen guten Fahrkomfort zu erreichen.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche so ausgebildet ist, daß - je nach konstruktiver Auslegung - ein vorbestimmter geringer Betrag an Nachspur, eine Nullnachspur oder ein bestimmter Betrag an Vorspur hervorgerufen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 bis 3 eine Draufsicht, eine Vorderansicht (mit Blick vom Heck des Fahrzeugs) und eine Seiten ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 einen Teilschnitt einer elastomerischen Buch seneinheit, durch welche die Aufhängungsarme der Ausführungsformen der vorliegenden Erfin dung mit der Fahrzeugkarosserie betriebsver bunden sind;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die Anordnung der Aufhängungsbauteile der vorliegenden Er findung, wobei dargestellt ist, wie diese An ordnung die Versetzung des Radzentrums und der Achsschenkelbolzenachse auf Null reduziert;

Fig. 6 ein Diagramm der Anordnungen und Schnittpunkte der Achsen der Anordnungen von drei Ausführungs beispielen der Erfindung;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der räumlichen An ordnung der verschiedenen Verbindungen und Achsen, durch welche die vorliegende Erfindung charakterisiert ist, zusammen mit der winkel mäßigen Orientierung der Spurstange;

Fig. 8 ein schematisches Diagramm der Kräfte, welche auf das Rad wirken und des korrespondierenden Effekts der Orientierung der Spurstange bei einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Achsen, um welche der untere Radführungslenker schwenkbar ist; und

Fig. 9 eine graphische Darstellung des auf die Aufhän gung mittels einer Kraft aufgebrachten Effektes, welche seitlich auf das Kraftfahrzeug einwirkt, bzw. einer Kraft, welche in Richtung auf das Heck des Kraftfahrzeuges wirkt, wobei die Dar stellung bezüglich (a) des Nachspurbetrages und (b) des obengenannten Winkels erfolgt.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung. Bei dieser Anordnung bezeichnet die Bezugsziffer 1 die verschiedenen Bauteile der Kraftfahr zeugkarosserie. Weiterhin sind dargestellt: Eine An triebswelle 2, ein Differentialgetriebe 3, eine hintere Antriebswelle 4, eine Radachse 5, ein an der Achse befe stigtes Rad 6, ein Achsgehäuse 7, eine Bremsverbindungs platte 8, welche einstückig an dem Achsgehäuse ausgebil det oder mit diesem dauerhaft verbunden ist, ein A-förmiger Radführungslenker 10 und ein Lager 10a, welche die innenliegenden Enden des Quer lenkerarms 10 mit der Karosserie 1 verbinden. Wie in Fig. 4 dargestellt, umfaßt jedes dieser Lager 10a eine elastomerische Buchse 11, durch welche eine Achse in Form einer Schraube 12 geführt ist, sowie einen Träger 13, der fest mit der Karosserie 1 des Kraftfahrzeugs ver bunden ist.

Das außenliegende Ende des Radführungslenkers 10 ist mit einem Träger 14 verbunden, der fest mit dem unteren Bereich des Achsgehäuses 7 mittels einer Kugel gelenkverbindung 10b verbunden ist, die von einem nicht gezeigten Staubschutz umgeben ist.

Eine Spurstange 19 ist an ihrem außenliegenden Ende mit einem Träger 18 verbunden, welcher sich von der Seite des Achsgehäuses 7 aus nach hinten erstreckt. Die Spurstange 19 ist in Form einer zweiteiligen Konstruktion ausge bildet, mittels derer ihre Länge einjustierbar ist. Das innenliegende Ende der Spurstange 19 ist über eine Buchseneinheit 19a mit der Kraftfahrzeugkarosserie 1 ver bunden, welche gemäß dem Beispiel in Fig. 4 ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen dem Träger 18 und Spurstange 19 erfolgt über eine Kugelgelenkverbindung 19b.

Eine Stoßdämpferstange 20 eines McPherson- oder eines ähnlichen Stoßdämpfers ist in Wirkverbindung zwischen der Kraftfahrzeugkarosserie 1 und dem Achsgehäuse in der dar gestellten Weise angeordnet. Ein Torsionsstab 21 er streckt sich quer über das Kraftfahrzeug und ist an jedem seiner beiden Enden mit jeweils einem Arm des Radführungslenkers verbunden, wobei in Fig. 1 nur ein Ende des Torsions stabs 21 dargestellt ist.

Ein Träger 22 verbindet die außenliegenden Enden eines ersten und eines zweiten oberen Einzellenkers 23, 24 mit dem Achsgehäuse 7. Wie in den Figuren dargestellt, sind die innenliegenden Enden der Einzellenker 23, 24 mit der Karosserie 1 jeweils mittels einer elastomeri schen Einheit 23a und 24b verbunden. Eine Verbindung zwi schen dem Träger 22 und den zwei Einzellenkern 23, 24 erfolgt über zwei separate Kugelgelenkverbindungen 23b und 24b. Die elastomerischen Einheiten 23a und 34a sind im wesentlichen so ausgebildet, wie dies in Fig. 4 darge stellt ist.

Wie am einfachsten aus Fig. 5 zu erkennen ist, sind die oberen Einzellenker 23 und 24 so konvergierend an geordnet, daß ihr Abstand an den innenliegenden Enden X beträgt, während der Abstand an den außenliegenden Enden Y ist, wobei sich die gedachten Verlängerungen der beiden Einzellenker in einem Punkt G schneiden. Dieser Punkt G ist auf der außenliegenden Seite einer Ebene P angeordnet, welche senkrecht zu der Drehachse des Rades 6 steht und welche das Radzentrum A umfaßt. Bei dieser An ordnung ist die Achsschenkelbolzenachse L₁ so angeordnet, daß sie durch den Punkt G und das Zentrum der Kugelge lenkverbindung 10b derart verläuft, daß sie das Radzentrum A schneidet (siehe Fig. 2).

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Betrag an Nach spur, die durch eine Kraft erzeugt wird, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, im wesentlichen auf Null reduziert.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine An ordnung beschränkt, bei welcher die Achsschenkelbolzen achse das Radzentrum als solches schneidet und kann in einer Weise variiert werden, welche einen gesteuerten ge ringen Betrag an Nachspur indiziert oder andererseits in einer derartigen Weise, daß ein umgekehrter Effekt er zeugt wird, bei welchem ein gesteuerter Betrag an Vorspur auftritt. Es ist z.B. möglich, die oberen Einzellenker 23, 24 so anzuordnen, daß deren gedachte Verlän gerungen sich an einem Ort schneiden, welcher dazu führt, daß die Achsschenkelbolzenachse in nächster Nähe neben dem Radzentrum A verläuft. Es ist nämlich, wie in Fig. 6 dargestellt, die Anordnung zum Schnitt der gedachten Ver längerungen der Einzellenker in einem Punkt G₁ so vorzusehen, daß die Achsschenkelbolzenachse a₁ sich von dem Punkt G₁ zu einem Punkt H, der das Zentrum der Kugel gelenkverbindung 10b bildet, erstreckt, und die Raddreh achse L₂ an einem Punkt I₁ schneidet, welcher gerade in nerhalb des Radzentrums A angeordnet ist. Wenn anderer seits der Schnittpunkt der Einzellenker so angeordnet ist, daß er auf den Punkt G₃ fällt, dann schneidet die Achsschenkelbolzenachse a₃ L₂ in einem Punkt I₃ an einer Stelle, welche geringfügig außerhalb des Radzentrums A liegt. Diese Anordnung führt zu dem oben beschriebenen Vorspureffekt.

Wie das in Fig. 6 dargestellte Diagramm zeigt, betrifft die Achsschenkelbolzenachse a₂, welche durch die Punkte G₂, a₂, I₂ und H führt, die Anordnung, welche gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestaltet ist, welche sehr neutrale Charakteristiken beinhaltet, bei welchen im wesentlichen keine negative Vorspur bzw. Nachspur auftritt.

Mit der oben beschriebenen Radaufhängung, bei welcher es möglich ist, wie in Fig. 7 gezeigt, die Achsen L₃ und L₄, um welche der untere Radführungslenker 10 und die oberen Einzellenker 23 und 24 wirksam verschwenkbar sind, im wesentlichen parallel anzuordnen, ist es möglich, den Be trag des Eigenlenkverhaltens, welches bei einem Einwärts biegen und Zurückbiegen des Rades 6 erzeugt wird, zu re duzieren. Die Achsen L₃ und L₄ sind nämlich im wesentli chen zueinander parallel, unter der Voraussetzung, daß die Deformation der Buchsen vernachlässigt wird. Unter dieser Voraussetzung ist es möglich, (a) eine Linie J-K zu bilden, welche sich senkrecht zu der Achse L₃ zu dem Zentrum der Kugelgelenkverbindung 10b des unteren Radführungslenkers erstreckt und (b) eine Linie N-O zu bilden, welche sich senkrecht von der Achse L₄ erstreckt, um wel che die oberen Verbindungsstangen 23, 24 effektiv ver schwenkbar sind, zu dem Schnittpunkt der Verlängerungen dieser Verbindungsstangen. Das ermöglicht, daß die Punk te, welche durch die Elemente 23a, 23b, 24a und 24b ge bildet werden, in derselben Ebene liegen, welche sich im wesentlichen horizontal erstreckt. Folglich sind die Ach sen L₃, L₄ und die Linien J-K und M-O im wesentlichen zu einander parallel, wobei dies während des Biegens und Zu rückbiegens der Fall ist. Das durch die Punkte J, K, N und O gebildete System wird damit daran gehindert, eine dreidimensionale Verwindung vorzunehmen.

Weiterhin ist in der oben beschriebenen Radaufhängung der Seitenlenker 19 so angeordnet, daß ein spitzer Winkel R zwischen der Achse L₃ und der Längsachse der Spurstange 19 gebildet wird. Die Auswahl dieses Winkels stellt ein bedeutendes Merkmal der vorliegenden Erfindung dar. Das Rad 6 wird nämlich nicht nur durch eine Kraft FB, sondern auch durch eine seitlich wirkende Kraft FS beauf schlagt, welche entlang der Drehachse L2 des Rades 6 wirkt.

Wie in Fig. 9 dargestellt, weisen diese beiden Kräfte einen Effekt auf, der sich auf den Betrag der Vorspur auswirkt, welche bei den oben beschriebenen Ausführungs formen der Erfindung auftritt. Bei den Ausführungsformen der Erfindung ist der Winkel auf ungefähr 60° festge setzt. Der Grund dafür liegt darin, daß der Betrag der Vorspur, welche in Abhängigkeit von der Kraft FB hervor gerufen wird, im wesentlichen gleich, zu der durch die Kraft FS hervorgerufenen, wobei der Effekt der Kraft FB schnell zu einer Seite dieses Wertes abfällt, während der Effekt der Kraft FS bei spitzerem Winkel steil ansteigt. Dabei soll erwähnt werden, daß Werte nahe bei 60°, z.B. in einem Bereich von 60 bis 75°, verwendet werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfin dung abzuweichen und sicherstellen, daß der Betrag der Vorspur (siehe T in Fig. 8), welcher als Ergebnis der Aufbringung der Kräfte FS und FB induziert wird, in einer Weise stabil gesteuert werden kann, welche die Betriebs charakteristiken der vorliegenden Erfindung noch verbes sert.

Claims

1. Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit:
einem Radträger (7),
einem unteren, A-förmigen Radführungslenker (10), der mit seinen inneren, aufbauseitigen Enden elastisch mittels Lagern (10a, 10a) mit dem Aufbau verbunden ist, wobei das äußere radseitige Ende dieses A-förmigen Radführungslenkers mit dem Radträger über ein erstes Gelenk (10b) verbunden ist, und wobei dieses erste Gelenk (10b) zwischen der Radmittellängsebene (P) und dem Aufbau angeordnet ist,
einem oberen, aus zwei Einzellenkern (23, 24) bestehenden Radführungslenker, welche elastisch mit ihren aufbauseitigen Enden (23a, 24a) mit dem Aufbau verbunden ist, und welche an ihren radseitigen Enden mit dem Radträger (7) mittels eines zweiten und eines dritten Gelenkes (23b, 24b) verbunden sind, wobei die Längsachsen der Einzellenker (23, 24) sich in einem Punkt (G) schneiden, welcher außerhalb der Radmittellängsebene (P) liegt,
einer Spurstange (19), welche aufbauseitig (19a) elastisch mit dem Aufbau (1) verbunden ist und welche radseitig mittels eines vierten Gelenkes (19b) mit dem Radträger verbunden ist, wobei diese Spurstange in Fahrtrichtung hinter dem A-förmigen Radführungslenker angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch die aufbauseitigen Lager (10a, 10a) des A-förmigen Radführungslenkers (10) verlaufende erste Schwenkachse (L3) sich nach innen und hinten erstreckt,
daß die durch die aufbauseitigen Lager (23a, 24a) der Einzellenker (23, 24) verlaufende Schwenkachse (L4), in der Draufsicht gesehen, im wesentlichen parallel zur ersten Schwenkachse (L3) ist,
daß die ideelle Achsschenkelbolzenachse (L1) das Drehzentrum (A) des Rades schneidet oder nahe diesem verläuft, und
daß die erste Schwenkachse (L3) und die Längsachse der Spurstange (19) - in der Draufsicht gesehen - einen spitzen Winkel (R) einschließen.

2. Hinterradaufhängung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel, den die erste Schwenkachse (L3) und die Längsachse der Spurstange (19) einschließen, ungefähr im Bereich zwischen 60° und 75° liegt.

3. Hinterradaufhängung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel, den die erste Schwenkachse (L3) und die Längsachse der Spurstange (19) einschließen, ungefähr 60° beträgt.

4. Hinterradaufhängung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (10a), die an den radseitigen Enden des A-förmigen Radführungslenkers (10) angeordnet sind, so ausgebildet sind, daß sie relativ nachgiebig in Richtung dieser ersten Schwenkachse (L3) und relativ unnachgiebig in Richtung senkrecht dazu sind.