DE4242815A1 - Suspension for wheels of front engined vehicle - uses twin axis universal joint to give good anti-dive properties - Google Patents
Suspension for wheels of front engined vehicle - uses twin axis universal joint to give good anti-dive propertiesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugaufhängungsvorrichtung,
insbesondere eine verbesserte sogenannte Lenkeraufhängungsvor
richtung, die als Zwischentyp zwischen einer Lenkeraufhängung und
einer Doppel-Wishbone-Aufhängung obere und untere Arme und eine
Stoßdämpfereinheit aufweist. Genauer gesagt, richtet sich die
Erfindung auf eine Verbesserung bei dem Aufbau eines An
schlußabschnittes, der den Stoßdämpferkörper mit dem unteren Arm
verbindet.
Lenkeraufhängungen und Doppel-Wishbone-Aufhängungen sind in der
Praxis als Aufhängungsvorrichtungen für Fahrzeuge im Gebrauch.
Eine Lenkeraufhängungsvorrichtung kann aus einigen wenigen Teilen
gebildet und klein und einfach sein, was zur Verringerung der
Kosten günstig ist. Die Lenkeraufhängungsvorrichtung zeigt jedoch
den Nachteil, daß der Versatz des Achsschenkelbolzens größer wird
und die Sturzsteifigkeit nicht leicht vergrößert werden kann.
Verglichen mit der Lenkeraufhängungsvorrichtung benötigt eine
Doppel-Wishbone-Aufhängungsvorrichtung mehr Teile. Bei dieser
Vorrichtung kann jedoch eine größere Freiheit beim geometrischen
Auslegen bezüglich der Änderungen im Sturzwinkel und der Spur
erzielt werden. Weiterhin kann ein Achsschenkelbolzenversatz
relativ klein gehalten werden. Ein Problem besteht darin, daß die
Doppel-Wishbone-Aufhängung einen großen Einsetzraum benötigt, was
für eine Verkleinerung nachteilig ist.
Aufhängungsvorrichtungen mit den oben erwähnten Vorteilen beider
Aufhängungstypen, wie in der offengelegten Japanischen Patentan
meldung (Kokai) Nr. 56-1 28 207, der offengelegten Japanischen
Patentanmeldung (Kokai) Nr. 57-2 09 408 und der Japanischen Paten
tanmeldung Publikation (Kokoku) Nr. 58-55 921 vorgeschlagen wer
den, weisen obere und untere Arme in einer Breitenrichtung der
Fahrzeugkarosserie und eine Stoßdämpfereinheit auf. Bei diesen
Vorrichtungen ist der untere Endabschnitt des Stoßdämpferkörpers
schwenkbar im Eingriff mit dem unteren Arm, und der innere End
abschnitt des oberen Arms in Richtung der Mitte der Fahrzeug
karosserie ist schwenkbar an dem Stoßdämpferkörper befestigt.
Bei diesen Aufhängungsvorrichtungen (nachfolgend als "verbesserte
Lenkeraufhängungsvorrichtungen" bezeichnet), kann die Auslegungs
freiheit einer Achsenschenkelbolzenachse die geometrische Tole
ranz bezüglich der Sturzänderung, der Spuränderung und ein Anti-
Dive in ähnlicher Weise erreicht werden, wie bei einer konventio
nellen Doppel-Wishbone-Aufhängung. Außerdem können, da diese
Vorrichtungen relativ klein konstruiert werden können, diese für
Vorderradaufhängungen in FF-Kraftfahrzeugen (Frontmotor mit
Frontantrieb) eingesetzt werden, welche in letzter Zeit kompakt
ausgestaltet worden sind.
Die obige Lenkeraufhängungsvorrichtung wird unter Bezugnahme auf
Fig. 10 erläutert, welche eine mechanische perspektivische An
sicht einer verbesserten Lenkeraufhängungsvorrichtung zeigt. In
Fig. 10 besitzt die Vorrichtung einen oberen Arm 140 und einen
unteren Arm 150 in Fahrzeugquerrichtung und eine Stoßdämpfer
einheit, wie oben beschrieben. Der untere Endabschnitt des Stoß
dämpferkörpers 120 ist an einem unteren Arm - Befestigungsab
schnitt 150a - montiert, und ein innerer Endabschnitt 140a des
oberen Arms 140 in Richtung auf eine Fahrzeugkarosserie ist mit
dem Stoßdämpferkörper 120 auf- und abwärts bewegbar verbunden.
Bei dem obigen Aufbau muß der obere Arm 140, der mit dem Seiten
abschnitt des Stoßdämpferkörpers 120 bewegbar in vertikaler
Richtung verbunden ist, den Stoßdämpferkörper 120 an einem Rotie
ren in einer Richtung hindern, die durch einen Pfeil b angedeutet
ist. Aus diesem Grund ist das untere Ende des Stoßdämpferkörpers
120 an dem unteren Arm - Befestigungsabschnitt 150a - angebracht,
der eine Achse aufweist, die sich in Fahrzeuglängsrichtung er
streckt (Achse Z).
Durch diese Anordnung schwingt entsprechend der Bewegung des
Fahrzeugs infolge eines Einfederns oder Rückfederns der untere
Arm 150 auf eine Achse X in einer Richtung des Pfeils a, und der
Stoßdämpfer 120 dehnt sich längs einer Richtung des Pfeils c aus
und zieht sich längs dieser Richtung zusammen. Die Achse X des
unteren Arms 150, der einen Wellenabschnitt besitzt, der an der
Fahrzeugkarosserie angebracht ist, beeinflußt die Nickzentrumshöhe
und die Anti-Dive-Geometrie.
Weiterhin beeinflußt eine Achse Y, die sich durch den Stoßdämp
ferkörper 120 erstreckt, verschiedene Ausrichtungen, wie bei
spielsweise den Nachlaufwinkel, die Rollzentrumshöhe, die Nickzentrumshöhe
und die Dämpfereffizienz. Demgemäß wird ein Winkel
der von der Achse Z parallel zu der Achse X und der Achse Y
gebildet wird, auf einen vorbestimmten Winkel α eingestellt, der
von 90° abweicht, so daß der Winkel α und ein Winkel ß beim
Einfedern oder Ausfedern variieren.
Wenn das Fahrzeug einfedert oder ausfedert, wird eine Bewegungs
größe in vertikaler Richtung des Stoßdämpferkörpers 120 (d. h.
eine Auf- und Abwärtsbewegungsgröße des oberen Arms 140) kleiner
als die des Rades 100, während der Neigungswinkel des oberen Arms
140 zunimmt, um einen geeigneten Sturzwinkel zu erzielen.
Bei der oben erwähnten verbesserten Lenkeraufhängungsvorrichtung
ist der Anschlußabschnitt, der den unteren Endabschnitt des
Stoßdämpferkörpers 120 mit dem unteren Arm 150 verbindet, norma
lerweise als Welle mit einer Gummibuchse gebildet, und die Stei
figkeit der Gummibuchse wird so passend wie möglich eingestellt.
Wenn jedoch die Gummibuchse für den Anschlußabschnitt verwendet
wird, wird die Verbindung des Stoßdämpfers 120 und des unteren
Arms 150 übermäßig gehemmt, wodurch eine Reibkraft sowie eine
Reaktionskraft aufgrund der elastischen Deformation der Gummi
buchse entsteht, wobei weiterhin die Sturzsteifigkeit und die
Nachlaufsteifigkeit abnehmen, ebenfalls aufgrund der Deformation
der Gummibuchse. Falls die verbesserte Lenkeraufhängungsvorrich
tung für Lenkräder verwendet wird, fühlt sich ein Fahrer gele
gentlich verwirrt bei der Lenkreaktion aufgrund der dreidimensio
nalen Beanspruchung, mit der die Buchse beaufschlagt wird.
Gemäß Fig. 10 sind Parameter, die bei der Sturzsteuerung anwend
bar sind, nur die Länge m des unteren Arms 150, die Länge t des
oberen Arms 140 und die Länge n zwischen dem unteren Arm - An
bringungsabschnitt 150a - und dem inneren Endabschnitt des unte
ren Arms 150. Aus diesem Grund kann die Toleranz der Sturzsteue
rung nicht leicht erhöht werden.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Aufhän
gungscharakteristik bei der verbesserten Lenkeraufhängungsvor
richtung weiter zu verbessern.
Die Erfindung zielt weiterhin darauf ab, die Reibung an dem
Verbindungsabschnitt des unteren Arms mit dem Stoßdämpferkörper
derart zu eliminieren, daß die Sturzsteifigkeit und die Nachlaufsteifikeit
verbessert und die Sturzsteuerungstoleranz erhöht
werden kann.
Weiterhin soll mit der Erfindung erreicht werden, daß in dem Fall
einer Verwendung der verbesserten Lenkeraufhängungsvorrichtung
für ein zu lenkendes Rad die Reibung an dem Verbindungsabschnitt
des unteren Arms mit dem Stoßdämpferkörper so eliminiert wird,
daß ein verwirrendes und unbefriedigendes Lenkverhalten ver
schwindet.
Mit der Erfindung soll weiterhin die Reibung an dem Anschluß
abschnitt des unteren Arms mit dem Stoßdämpferkörpers derart
eliminiert werden, daß die Aufhängungskennlinie eines Hinterrads
weiter verbessert werden kann.
Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, besteht eine Aufhängungsvor
richtung gemäß der Erfindung aus einem oberen Element; einem
unterem Element; einer Stoßdämpfereinheit mit einer Schraubenfe
der und einem Stoßdämpfer, wobei ein unterer Endabschnitt der
Stoßdämpfereinheit mit dem unterem Element verbunden ist, und
wobei das obere Element mit einem vorbestimmten Abschnitt des
Stoßdämpfers verbunden ist; und aus einem Universalgelenk mit
einer ersten annähernd in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie
verlaufenden Achse und einer zweiten annähernd in Querrichtung
der Fahrzeugkarosserie verlaufenden Achse, wobei sich beide
Achsen senkrecht schneiden.
Gemäß der Erfindung kann der Aufbau des Abschnitts, der den
Endabschnitt des Stoßdämpferkörpers mit dem unteren Element
verbindet, als idealer Aufbau gestaltet werden, der bei niedriger
Reibung eine nötige und genügende Zurückhaltefunktion aufweist.
Dieser Aufbau kann vollständig die Bewegung des unteren Endab
schnitts des Stoßdämpferkörpers in Fahrzeuglängsrichtung und
Querrichtung verhindern. Hierdurch kann die seitliche Steifigkeit
der Stoßdämpfereinheit (Stoßdämpfer) gewährleistet werden, um die
Sturz- und Nachlaufsteifigkeit zu erhöhen.
Weiterhin kann durch Absetzen der ersten Achse des Universalge
lenks in einer nach oben und nach unten weisenden Richtung be
züglich einer Achse, die die beiden unteren Enden des unteren
Arms verbindet, die Absetzgröße als Parameter bei einer Sturz
steuerung verwendet werden, um die Sturzsteuerungstoleranz auf
ein größeres Maß zu erhöhen. Die Länge des oberen Arms kann
kürzer eingestellt werden.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung besitzt
die Vorrichtung einen oberen Seitenlenker und zwei untere Seiten
lenker, die voneinander in Längsrichtung beabstandet sind. Die
zweite Achse des Universalgelenks enthält ein Verbindungselement,
das die vorderen und hinteren Seitenlenker verbindet. Durch diese
Anordnung kann die Ausdehnung dieser Bestandteile verbessert
werden, da das Universalgelenk unter Verwendung des toten Raums
zwischen den vorderen und hinteren Seitenlenkern eingesetzt
werden kann.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind
dem anschließenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem die
Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen prinzipiell unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert wird, in
denen dieselben oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen
versehen sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Ansicht einer Aufhän
gungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung von dem Inneren einer Fahrzeugkarosserie aus
gesehen;
Fig. 2 eine Draufsicht der Aufhängungsvorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles 3 in Fig.
2;
Fig. 4 eine perspektivische Außenansicht eines wichtigen Ab
schnitts der Aufhängungsvorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der
Aufhängungsvorrichtung;
Fig. 6 und 7 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Auf
hängungsvorrichtung;
Fig. 8 eine perspektivische Außenansicht einer Aufhängungs
vorrichtung gemäß einer Abwandlung;
Fig. 9 eine perspektivische Außenansicht eines wichtigen Ab
schnitts einer hinteren Aufhängungsvorrichtung gemäß
einem anderen Ausführungsbeispiel; und
Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung einer verbesserten Len
keraufhängungsvorrichtung gemäß einer herkömmlichen
Technik.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 wird nun eine Ausbildungs
form als Beispiel erläutert, bei dem die vorliegende Erfindung
bei vorderen Aufhängungsvorrichtungen eines FF-Kraftfahrzeugs
eingesetzt wird. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Erläute
rung nur hinsichtlich des Aufbaus vorgenommen wird, der das
vordere rechte Rad 1 trägt, weil diese Aufhängungsvorrichtung FS
für das linke Vorderrad symmetrisch aufgebaut ist.
Ein vorderer Seitenrahmen 4 ist an einer Stirnwand 3 eines Motor
raums 2 montiert. Ein Verbindungshalter 5a eines Aufhängungsquer
elements S ist mittels eines Bolzens 6 an dem vorderseitigen
Rahmen 4 befestigt. Ein Montageabschnitt 8 zum Anschluß eines
Stoßdämpfers 20 ist auf der Oberseite einer Aufhängungsstütze 7
angeordnet, zu der die Radstirnwand 3 gehört. Die Aufhängungsvor
richtung FS besitzt einen Radhalter 10, einen Stoßdämpfer 20,
eine Schraubenfeder 36, die außerhalb des Stoßdämpfers 20 an
geordnet ist, einen I-Arm 50 als unterem Arm, einen Längslenker
60 und einen Stabilisator 70.
Der Radhalte 10 besitzt eine drehbare Welle 11, an der ein Rad 1a
angebracht ist, ein Gelenk 12, mit dem eine Spurstange 16 einer
Lenkeinrichtung verbunden ist, einen oberen Verbindungsabschnitt
13 und einem Paar vorderer und hinterer unterer Verbindungsab
schnitte 14 und 15. Die Welle 11 ist mit dem rechten Endabschnitt
an eine Antriebswelle 9 über ein (nicht dargestelltes) Univer
salgelenk mit Gummibuchsen verbunden.
Der Stoßdämpfer 20 und die Schraubenfeder 36 bilden eine Stoß
dämpfereinheit. Der Stoßdämpfer 20 besitzt einen allgemeinen
Öldruckdämpfer. Die Schraubenfeder 36 ist zwischen einem Feder
aufnahmeteil 22, das an dem Hauptkörper 21 des Stoßdämpfers 20
befestigt ist, und einem Federaufnahmeteil 24 angeordnet, das um
das obere Ende einer Stange 23 des Stoßdämpfers 20 befestigt ist.
Ein Montageteil 25, das an dem oberen Ende der Stange 23 befe
stigt ist, ist mit vier Bolzen 8a an dem Montageabschnitt 8
angebracht.
Die untere Hälfte des Stoßdämpferkörpers 21 wird von einem Gabel
element 26 mit einem Paar vorderer und hinterer Beine 27 gebil
det. Das Paar vorderer und hinterer Beine 27 weist jeweilige
untere Endabschnitte 27a (Fig. 4) auf, die drehbar an dem mitt
leren Abschnitt des I-Arms 50 einer ersten Kupplung 28 angebracht
sind. Innere Endabschnitte 42 eines Paars vorderer und hinterer
Arme 41 des oberen Arms 40 sind an den Außenseitenabschnitt des
oberen Endes des Gabelelements 26 über eine Kugelgelenkbuchse
(diese Buchse enthält ein wellenförmiges Kugelgelenk und eine
Gummibuchse) einer zweiten Kupplung 29 befestigt. Es ist darauf
hinzuweisen, daß ein Kugelgelenk zum Anbringen der entsprechenden
inneren Endabschnitte 42 verwendet werden kann.
Bei der ersten Kupplung 28 sind die unteren Endabschnitte 27a der
Beine 27 des Gabelelements 26 mit dem I-Arm 50 an einer Stelle,
die geringfügig aus der Mitte des Arms nach außen verschoben ist,
über ein Universalgelenk 30 verbunden, das eine vordere und eine
hintere Drehachse und eine rechte und eine linke Drehachse be
sitzt.
Der obere Arm 40 ist im wesentlichen horizontal zur Fahrzeug
breitenrichtung angeordnet. Die inneren Endabschnitte 42 der
beiden Arme 41 sind mit einem Außengelenk 34 an dem oberen Ende
des Gabelelements 26 über eine Kugelgelenkbuchse verbunden, die
eine im wesentlichen vorwärts und rückwärts gerichtete Achse C
(Fig. 4) besitzen. Ein äußerer Endabschnitt 43 des oberen Arms 40
ist mit dem oberen Gelenkabschnitt 13 verbunden.
Der I-Arm ist im wesentlichen horizontal zur Fahrzeugbreitenrich
tung angeordnet. Der innere Endabschnitt 52 des I-Arms 50 ist mit
einem Halter 5b des Aufhängungsquerelements 5 über eine Kugelge
lenkbuchse verbunden, die ein wellenförmiges Kugelgelenk und eine
Gummibuchse aufweist, zu welche eine im wesentlichen vorwärts und
rückwärts verlaufende Achse B (Fig. 4) besitzen. Ein äußerer
Endabschnitt 53 des I-Arms 50 ist mit dem unteren Verbindungs
abschnitt 14 an der vorderen Seite des Radhalters 10 über ein
Kugelgelenk verbunden.
Das Universalgelenk 30, das zu einem kritischen Merkmal der
vorliegenden Erfindung gehört, wird nachfolgend unter Bezugnahme
auf Fig. 4 beschrieben. Ein Paar rechter und linker Gelenke 31,
die aufeinander weisen, sind an der oberen Fläche des I-Arms
angebracht oder einstückig mit dieser gebildet. Eine kreuzförmige
Welle des Universalgelenks 30 besitzt eine erste Welle 32 in
einer Rechts-Links-Richtung und eine zweite Welle 33 in einer
Vorwärts-Rückwärts-Richtung. Die erste Welle 32 ist drehbar mit
den Gelenken 31 verbunden, und die zweite Welle 33 ist drehbar
mit den unteren Beinendabschnitten 27a verbunden. Die zweite
Welle 33 besitzt eine Achse, die um eine vorbestimmte Entfernung
von einer Achslinie nach oben versetzt ist, welche die inneren
und äußeren Enden des I-Arms 50 verbindet. Grundsätzlich sind die
Enden der Wellen 32 und 33 ohne Gummibuchsen im Eingriff; es
können jedoch entsprechend den Bedingungen Gummibuchsen verwendet
werden.
Der zuvor erwähnte Längslenker 60, der eine allmählich nach innen
zu seinem hinteren Ende gekrümmte Form besitzt, ist wie in Fig.
4 gezeigt, in einer im wesentlichen Vorwärts-Rückwärts-Richtung
angeordnet. Ein vorderer Endabschnitt 61 des Längslenkers 60 ist
mit dem unteren Gelenkabschnitt 15 an der hinteren Seite des
Radhalters 10 über ein Kugelgelenk angeschlossen. Eine Kupplungs
welle 62 an dem hinteren Ende des Längslenkers 60 ist mit einem
Halter 5c des Aufhängungsquerelements 5 über eine Kupplung 63
verbunden, zu der eine Gummibuchse gehört, deren Achse sich in
einer im wesentlichen Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt. Die
Bewegung der Kupplungswelle 62 ist auf eine Relativbewegung in
Axialrichtung bezüglich des Halters 5c begrenzt.
In Fig. 2 weist der Stabilisator 70 einstückig ein Paar rechter
und linker Arme 71 und einen Torsionsstab 72 auf, der die beiden
hinteren Enden des Arms 71 verbindet. Das andere Ende des Arms 71
ist mit dem oberen Ende des Beins 27 an dem hinteren Ende des
Gabelelements 26 über einen Steuerhebel 73 verbunden. Eine Ach
senschenkelbolzenachse K ist derart eingestellt, daß der Versatz
des Achsenschenkelbolzens einen kleinen positiven Wert erreicht,
wie in Fig. 1 und 5 gezeigt, und daß ein geeigneter Nachlauf Ct
erreicht werden kann, wie in Fig. 3 gezeigt.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Aufhängungsvorrichtung FS
unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.
In Fig. 5 kennzeichnet der Buchstabe L eine Linie, die die Buchse
an dem inneren Ende des I-Arms 50 und den Montageabschnitt des
oberen Endes des Stoßdämpfers 20 verbindet; M eine Linie, die das
Kugelgelenk an dem äußeren Ende des I-Arms 50 und das Kugelgelenk
an dem äußeren Ende des unteren Arms 40 verbindet; P einen
Schnittpunkt der Linien L und M; und Q eine momentane Mitte des
I-Arms und des Längslenkers 60. Die Achsenschenkelbolzenachse K
ist als eine Linie definiert, die den Schnittpunkt P und die
momentane Mitte Q verbindet. Gemäß Fig. 5 kann der Versatz des
Achsenschenkelbolzens auf einen kleinen positiven Wert (ein
Einstellen auf nahezu 0 ist möglich) eingestellt werden, und
demzufolge kann das Lenkmoment und das Rückstellmoment (Feed-
Back) verbessert werden.
Wenn das Vorderrad 1 einfedert, bewegt sich der Radhalter 10 mit
dem Vorderrad 1 nach oben, der I-Arm 50 bewegt sich mit dem
inneren Endabschnitt 52 als Drehzentrum nach oben, und die Stange
23 des Stoßdämpfers 20 fällt zurück. Die Aufhängungsvorrichtung
FS zu diesem Zeitpunkt ist mit einer gestrichelten Linie gezeigt.
Wenn zu diesem Zeitpunkt das untere Ende des Stoßdämpferkörpers
21 (die unteren Endabschnitte 27a des Gabelelements 26) an dem I-
Arm 50 über das Universalgelenk 30 verbunden ist, das eine Dreh
achse in eine Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und eine Drehachse
in einer Rechts-Links-Richtung besitzt, kann eine Drehbewegung
des Stoßdämpferkörpers 21 mit seinem unteren Endhalteabschnitt
als Drehzentrum eliminiert werden.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken ist der Stoßdämpferkörper
ohne Gummibuchsen verbunden, was eine Deformation der Gummibuch
sen und die Erzeugung von Reibung verhindert. Hierdurch kann eine
hohe seitliche Steifigkeit des Universalgelenks beibehalten und
die Sturz- und Nachlaufsteifigkeit erhöht werden.
Wenn eine ansteigende Größe des Radhalters 10 bei einer derarti
gen Einfederungsbewegung als H angegeben wird, die Länge des I-
Arms 50 als m und die Länge von dem inneren Endabschnitt 52 des
I-Arms zu der ersten Kupplung 28 als n angegeben wird, beträgt
eine Anstiegsgröße h der ersten Kupplung 28 H×n/m. Dementspre
chend wird eine Anstiegsgröße h der inneren Endabschnitte 42 des
oberen Arms 40 kleiner als die Anstiegsgröße H des Radhalters 10.
Konsequenterweise nimmt der Neigungswinkel des oberen Arms 40 zu
und es kann eine geeignet Sturzänderung erreicht werden, die den
Nachlaufwinkel des Radhalters 10 besitzt, welcher einen negativen
Wert aufweist, wodurch die Nachlaufsteifigkeit gewährleistet
wird. In ähnlicher Weise kann bei der Ausfederungsbewegung des
vorderen Rades 1 ein im wesentlichen 0° Sturzwinkel erreicht und
die Nachlaufsteifigkeit gewährleistet werden. Auf diese Weise
können die Längen (m, n) und die Länge des oberen Arms 40 als
Parameter zur Sturzsteuerung verwendet werden.
Die Achse B, an der der I-Arm 50 angebracht ist, beeinflußt die
Nickzentrumshöhe und die Anti-Dive- bzw. Bremsmomentabstützungs
geometrie. Die Achse des Stoßdämpfers 20 beeinflußt verschieden
artige Ausrichtungen, wie beispielsweise den Nachlaufwinkel, die
Momentanpolhöhe, die Nickzentrumhöhe und die Dämpfereffizienz.
Die Achse ist der zweiten Welle 33 des Universalgelenks 30 ist
von der Achsenlinie, die die beiden Enden des I-Arms 50 verbin
det, um eine vorbestimmte Entfernung k versetzt, und diese Ver
setzungsgröße k beeinflußt auch die Sturzsteuerung. Aus diesem
Grund kann die Versatzgröße k als Parameter für die Sturzsteue
rung verwendet werden, und die Sturzsteuertoleranz kann vergrö
ßert werden.
Genauer gesagt, wie in Fig. 6 gezeigt, ändert sich, für die Zeit
der Welle 33 des Universalgelenks 30 nach oben oberhalb des I-
Arms 50 versetzt ist, um die Versatzgröße k zu erhöhen, der
Sturzwinkel beim Einfedern in negativer Richtung. Desweiteren
ändert sich, wie in Fig. 7 gezeigt, der Sturzwinkel beim Ein
federn in eine positive Richtung, wenn die zweite Welle 33 nach
unten unterhalb des I-Arms 50 versetzt ist, um die Versetzungs
größe k zu erhöhen.
Wenn der Längslenker 60 nicht verwendet wird, empfängt der Rad
halter 10 einen Moment durch eine Bremskraft, die auf den Reifen
von der Straßenoberfläche einwirkt. Aufgrund des Längslenkers 60
jedoch kann die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des I-Arms 50
gehemmt werden. Aus diesem Grund schwingt der Stoßdämpfer 20
nicht in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung, und die Drehbewegung
des Radhalters 10 um die Welle 11 kann über den oberen Arm 40 und
den I-Arm 50 gehindert werden. Außerdem kann der Nachlauf(-win
kel) Ct auf einen im wesentlichen festen Wert beibehalten werden.
Es ist festzuhalten, daß der Längslenker 60 statt nach hinten
auch nach vorn ausgestreckt ausgebildet sein kann. Das hintere
Ende des Längslenkers 60 kann mit dem Aufhängungsquerelement 5
über eine Buchse verbunden sein, die eine Achse in Fahrzeugquer
richtung besitzt. Desweiteren können die oben erwähnten Achsen
(A, B, C) im wesentlichen parallel oder nicht parallel einge
stellt sein.
Gemäß Fig. 8 kann anstelle des Z-Arms 50 und des Längslenkers 60
ein A-förmiger Arm 50a, der einstückig mit dem I-Arm 50 und dem
Längslenker 60 gebildet ist, verwendet werden, und die inneren
Endabschnitte 42 der beiden vorderen und hinteren Arme 41 des
oberen Arms 40 können jeweils an den vorderen und hinteren Enden
über eine Kugelgelenkbuchse oder ein Kugelgelenk um das obere
Ende des Gabelelements 26 herum befestigt sein. Desweiteren
können die inneren Endabschnitte 42 mit dem inneren Seitenab
schnitt um das obere Ende des Gabelelements 26 in ähnlicher Weise
befestigt sein. Das hintere Ende des Längslenkers 60 kann mit der
Fahrzeugkarosserie über eine Gummibuchse verbunden sein, die eine
nach oben und unten gerichtete Achse besitzt.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert, bei
dem die vorliegende Erfindung bei einer hinteren Aufhängungsvor
richtung eingesetzt wird, wie in Fig. 9 gezeigt, die eine hintere
Aufhängungsvorrichtung RS für ein hinteres linkes Rad veranschau
licht. Es ist zu erwähnen, daß Teile und Elemente, die denen bei
dem vorigen Ausführungsbeispiel entsprechen, entsprechende Be
zugszahlen aufweisen und die zugehörigen Erklärungen weggelassen
werden.
In Fig. 9 sind statt des I-Arms 50 ein Paar vorderer und hinterer
Seitenlenker 55 und 56 parallel um eine vorbestimmte Entfernung
voneinander beabstandet in Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Die
inneren Enden der seitlichen Lenker 55 und 56 sind jeweils mit
der Fahrzeugkarosserie über eine Kugelgelenkbuchse mit einer
vorwärts-rückwärts-verlaufenden Achse verbunden. Die äußeren
Enden der seitlichen Lenker 55 und 56 sind mit zugehörigen unte
ren Gelenkabschnitten des Radhalters 10a über eine Kugelgelenk
buchse verbunden, die eine vorwärts-rückwärts-gerichtete Achse
besitzt. Ein unterer Endabschnitt eines Stoßdämpferkörpers 21A
eines Stoßdämpfers 20A ist mit einem Mittelabschnitt der Seiten
lenker 55 und 56 verbunden, der zu dem äußeren Ende über ein
Universalgelenk 30A verschoben ist.
Bei dem Universalgelenk 30A weist dessen kreuzförmige Welle eine
erste Welle 32A in einer Rechts-Links-Richtung und eine zweite
Welle 33A in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung auf (diese Welle
entspricht einem Kupplungsteil, das die beiden Seitenlenker 55
und 56 verbindet). Die zweite Welle 33A ist über die Seitenlenker
55 und 56 montiert, und die beiden Enden der zweiten Welle 33A
sind mit einem Zylinder 57 der Seitenlenker 55 und 56 ohne Gummi
buchsen verbunden. Die beiden Enden der zweiten Welle 32A sind
mit einem Paar vorderer und hinterer Beine 27A an dem unteren
Ende des Stoßdämpferkörpers 21A ohne Gummibuchse befestigt. Ein
Paar vorderer und hinterer innerer Endabschnitte eines oberen
Seitenteils 40A, das dem oberen Arm entspricht, ist entsprechend
mit den Gelenkabschnitten der Außenseiten des Stoßdämpferkörpers
21A über eine Kugelgelenkbuchse verbunden. Das äußere Ende des
oberen seitlichen Teils 40A ist mit einem oberen Gelenkabschnitt
des Radhalters 10A über ein Kugelgelenk verbunden.
Weiterhin ist ein vorderer Endabschnitt eines Längslenkers 60A,
der in einer im wesentlichen Vorwärts-Rückwärtsrichtung ausge
richtet ist und sich nach vorn erstreckt mit der Fahrzeugkarosse
rie über eine Kugelgelenkbuchse verbunden, während der hintere
Endabschnitt an dem Radhalter 10A über eine Kugelgelenkbuchse mit
einer aufwärts-abwärts-gerichteten Achse angebracht ist. Es ist
festzuhalten, daß die Achse der zweiten Welle 33A nicht von einer
Achsenlinie versetzt ist, die die beiden inneren und äußeren
Enden der Seitenlenker 55 und 56 verbindet, wobei die Achse
jedoch nach oben oder nach unten versetzt sein kann.
Bei der hinteren Aufhängungsvorrichtung dieses Ausführungsbei
spiels können ähnliche Wirkungsweisen, wie bei dem vorigen Aus
führungsbeispiel erreicht werden, und demgemäß werden verspre
chende Erläuterungen hier weggelassen. Bei dieser Aufhängungsvor
richtung kann ein Raum zwischen den Seitenlenkern 55 und 56 zur
Anordnung des Universalgelenks 30A verwendet werden, um die
Auslegung zu verbessern.
Claims (15)
1. Fahrzeugaufhängungsvorrichtung (FS; RS), bestehend aus:
einem oberen Element (40, 40A);
einem unterem Element (50, 50A, 55, 56);
einer Stoßdämpfereinheit mit einer Schraubenfeder (36, 36A) und einem Stoßdämpfer (20, 20A), wobei ein unterer Endab schnitt der Stoßdämpfereinheit mit dem unterem Element (50, 50A, 55, 56) verbunden ist, und wobei das obere Element (40) mit einem vorbestimmten Abschnitt des Stoßdämpfers (20, 20A) verbunden ist; und aus
einem Universalgelenk (30, 30A) mit einer ersten annähernd in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie verlaufenden Achse und einer zweiten annähernd in Querrichtung der Fahrzeug karosserie verlaufenden Achse, wobei beide Achsen sich senkrecht schneiden, und wobei das Universalgelenk (30, 30A) an einem Verbindungsabschnitt zum Anschluß des unteren Endabschnitts der Stoßdämpfereinheit an dem unteren Element (50, 50A, 55, 56) vorgesehen ist.
einem oberen Element (40, 40A);
einem unterem Element (50, 50A, 55, 56);
einer Stoßdämpfereinheit mit einer Schraubenfeder (36, 36A) und einem Stoßdämpfer (20, 20A), wobei ein unterer Endab schnitt der Stoßdämpfereinheit mit dem unterem Element (50, 50A, 55, 56) verbunden ist, und wobei das obere Element (40) mit einem vorbestimmten Abschnitt des Stoßdämpfers (20, 20A) verbunden ist; und aus
einem Universalgelenk (30, 30A) mit einer ersten annähernd in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie verlaufenden Achse und einer zweiten annähernd in Querrichtung der Fahrzeug karosserie verlaufenden Achse, wobei beide Achsen sich senkrecht schneiden, und wobei das Universalgelenk (30, 30A) an einem Verbindungsabschnitt zum Anschluß des unteren Endabschnitts der Stoßdämpfereinheit an dem unteren Element (50, 50A, 55, 56) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
obere Element (40) obere Arme (41) aufweist, und daß das
untere Element einen unteren Arm (50, 50A) aufweist, und daß
ein Längslenker (60) separat von dem unteren Arm für die
Verwendung der Aufhängungsvorrichtung für zu lenkende Vor
derräder (1) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Längslenkerelement einstückig mit dem unteren Arm (50A) zur
Verwendung der Aufhängungsvorrichtung für zu lenkende Vor
derräder (1) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Längslenkerelement (60) in Längsrichtung der
Fahrzeugkarosserie nach hinten oder nach vorn erstreckt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Längslenkerelement in Längsrichtung der Fahrzeug
karosserie nach hinten oder nach vorn erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Stabilisator (70) zur Verbindung der im wesentlichen sym
metrischen Aufhängungsvorrichtungen für die Vorderräder (1),
wobei der Stabilisator (70) eine Torsionsfeder (72) besitzt,
die an der Fahrzeugkarosserieseite angeordnet ist; und durch
einen Steuerhebel (73), von dem ein Ende um einen oberen
Abschnitt eines Stabilisatoranschlußabschnitts (27) und
dessen anderes Ende mit einem Armabschnitt der Torsionsfeder
(72) zur Verwendung der Aufhängungsvorrichtung für zu len
kende Vorderräder (1) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Universalgelenk (30) von einer axialen Linie, die die An
schlußabschnitte beider Enden des unteren Elements (50, 50A)
verbindet, derart nach oben abgesetzt ist, daß sich bei
Einfederungsbewegung des Fahrzeugs der Sturzwinkel in nega
tiver Richtung ändert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Universalgelenk (30) von einer die Anschlußabschnitte beider
Enden des unteren Elements (50) verbindende axialen Linie
derart nach unten abgesetzt ist, daß sich der Sturzwinkel
bei Einfederungsbewegung des Fahrzeugs in positiver Richtung
ändert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achse (K) des Achsschenkelbolzens um einen vorbestimmten
positiven Wert (Ct) versetzt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achse (K) des Achsschenkelbolzens um einen vorbestimmten
positiven Nachlaufwert (Ct) versetzt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Verwendung der Aufhängungsvorrichtung (RS) für ein Hinterrad
das obere Element einen oberen Seitenlenker (40A) und das
untere Element einen unteren Seitenlenker (50A, 55, 56)
aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Verwendung der Aufhängungsvorrichtung (RS) für ein
Hinterrad ein Längslenkerelement (60A), das sich nach vorn
längs der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, einstückig mit
dem unteren Seitenlenker (50A) gebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das obere Element einen oberen Seitenlenker (40A) und das
untere Element zwei untere Seitenlenker (55, 56) aufweist,
die in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie ausgerichtet
sind, und daß die zweite Achse des Universalgelenks (30A)
als Abschnitt zur Verbindung der beiden unteren Seitenlenker
(55, 56) und als Abschnitt zum Anschluß des unteren Endes
der Stoßdämpfereinheit an den unteren Seitenlenkern (55, 56)
zur Verwendung der Aufhängungsvorrichtung (RS) für Hinter
räder vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
obere Element einen oberen Arm (40) und das untere Element
einen unteren Arm (50A) mit einem Längslenkerelement auf
weist, und daß eine Antriebswelle für das zu lenkende Vor
derrad (1) derart angeordnet ist, daß die Aufhängungsvor
richtung (FS) für ein zu lenkendes Vorderrad (1) eines
vorderradgetriebenen Kraftfahrzeugs einsetzbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
obere Element einen oberen Arm (40) und das untere Element
einen unteren Arm (50A) mit einem Längslenkerelement auf
weist, und daß eine Antriebswelle für die Vorderradlenkung
für das Vorderrad (1) derart angeordnet ist, daß die Auf
hängungsvorrichtung (FS) für zu lenkende Vorderräder (1)
eines frontgetriebenen Kraftfahrzeugs einsetzbar ist, und
daß weiterhin eine Aufhängungsvorrichtung für Hinterräder
vorgesehen ist, bei der das obere Element einen oberen
Seitenlenker (40) und das untere Element einen unteren
Seitenlenker (50) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35376691A JPH05162518A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 車両のサスペンション装置 |
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DE4242815A1 true DE4242815A1 (en) | 1993-06-24 |
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