DE102005045949A1

DE102005045949A1 - Federbein-Radaufhängung

Info

Publication number: DE102005045949A1
Application number: DE102005045949A
Authority: DE
Inventors: Shingo Toyota Koumura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2006-04-06
Also published as: US20060076751A1; CN1754710A; US7540515B2; JP2006088962A; FR2875738A1

Abstract

Eine Federbein-Radaufhängung weist ein Federbein auf, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist, einen oberen Federsitz (42a), einen am Federbein befestigten unteren Federsitz (42b) und eine zwischen dem oberen Federsitz (42a) und dem unteren Federsitz (42b) um das Federbein herum angeordnete Schraubenfeder (40). In einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkposition definiert und das Fahrzeug steht, schneidet die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) die Lenkdrehachse (KP-Achse) und schließen die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) und die Federbeinachse in einer Seitenansicht des Fahrzeugs einen Winkel größer null ein.

Description

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Federbein-Radaufhängung und im Besonderen auf eine Federbein-Radaufhängung mit einem Federbein, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist, einem oberen Federsitz, einem am Federbein befestigten unteren Federsitz und einer zwischen dem oberen Federsitz und dem unteren Federsitz um das Federbein herum angeordneten Schraubenfeder.

Eine Radaufhängung, bei der im Vergleich zu einer normalen Federbein-Radaufhängung, bei der die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder die Lenkdrehachse schneidet, die Schraubenfedermittelachse (Axiallinie) der Schraubenfeder und die Lenkdrehachse (windschief) verdreht sind, ist beispielsweise aus der JP 11-48728 A bekannt. Bei einer derartigen Radaufhängung lässt sich durch die Schaffung der (windschiefen) Verdrehung, wodurch um die Lenkdrehachse ein Moment in Richtung Vorspur erzeugt wird, beispielsweise das Ansprechverhalten, die Spurstabilität oder das Richtungsverhalten eines Kraftfahrzeugs verbessern.

Bei der vorgenannten Federbein-Radaufhängung entsteht jedoch auch in einem Fahrzeugnormalzustand, nämlich in einem Fahrzeugstoppzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkstellung definiert, um die Lenkdrehachse ein Moment. Eine Abweichung im Moment zwischen der linken Seite und der rechten Seite kann sich also negativ auf den Fahr zustand eines Fahrzeugs auswirken. Anders ausgedrückt führt ein beispielsweiser streuungsbedingter Unterschied in der (windschiefen) Verdrehung zwischen der rechten Seite und der linken Seite ständig zu verschiedenen Momenten um die linke Lenkdrehachse bzw. rechte Lenkdrehachse, so dass eine Richtungsabweichung des Fahrzeugs (eine Richtungsänderung des Fahrzeugs) eintreten könnte. Die Spurstabilität oder das Richtungsverhalten des Kraftfahrzeugs könnte sich somit verschlechtern.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, eine neuartige und nützliche Federbein-Radaufhängung zu schaffen, bei der die vorstehend geschilderten Probleme zumindest teilweise beseitigt sind.

Der Erfindung liegt im Besonderen die Aufgabe zugrunde, eine Federbein-Radaufhängung bereitzustellen, bei der ein primärer Faktor für eine Richtungsabweichung eines Kraftfahrzeugs als ein Nachteil einer Radaufhängung, bei der die Schraubenfedermittelachse und die Lenkdrehachse(windschief) verdreht sind, beseitigt ist, gleichzeitig aber der Vorteil der Radaufhängung, bei der die Schraubenfedermittelachse und die Lenkdrehachse (windschief) verdreht sind, erhalten bleibt.

Diese Aufgaben werden durch eine Federbein-Radaufhängung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 2, 3, 4 oder 5 gelöst.

Die Aufgabe wird im Besonderen gelöst durch eine Federbein-Radaufhängung mit:
einem Federbein, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist,
einem oberen Federsitz,
einem am Federbein befestigten unteren Federsitz, und
einer zwischen dem oberen Federsitz und dem unteren Federsitz um das Federbein herum angeordneten Schraubenfeder,
wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkstellung definiert und das Fahrzeug gestoppt ist,
die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder die Lenkdrehachse schneidet, und
in einer Seitenansicht des Fahrzeugs die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder und die Federbeinachse einen Winkel größer null bilden.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiter gelöst durch eine Federbein-Radaufhängung mit:
einem Federbein, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist,
einem über eine Lagerung an der Kraftfahrzeugkarosserie drehbar abgestützten oberen Federsitz,
einem am Federbein befestigten unteren Federsitz, und
einer zwischen dem oberen Federsitz und dem unteren Federsitz um das Federbein herum angeordneten Schraubenfeder,
wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkstellung definiert und das Fahrzeug gestoppt ist,
die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder die Lenkdrehachse schneidet, und
in einer Seitenansicht des Fahrzeugs die Drehachse der Lagerung gegenüber der Lagerungsfläche des oberen Federsitzes oder die Lenkdrehachse gegenüber der Lagerungsfläche des unteren Federsitzes in einem Winkel ungleich einem rechten Winkel geneigt ist.

Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Federbein-Radaufhängung mit:
einem Federbein, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist,
einem über eine Lagerung an der Kraftfahrzeugkarosserie drehbar abgestützten oberen Federsitz,
einem am Federbein befestigten unteren Federsitz, und
einer zwischen dem oberen Federsitz und dem unteren Federsitz um das Federbein herum angeordneten Schraubenfeder,
wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkstellung definiert und das Fahrzeug gestoppt ist,
die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder die Lenkdrehachse schneidet, und
in einer Seitenansicht des Fahrzeugs die Drehachse der Lagerung gegenüber der Lagerungsfläche des oberen Federsitzes oder die Lenkdrehachse gegenüber der Lagerungsfläche des unteren Federsitzes um einen Winkel ungleich einem rechten Winkel geneigt ist, wobei die Neigungsrichtungen gegensinnig sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiter gelöst durch eine Federbein-Radaufhängung mit:
einer Schraubenfeder,
wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkstellung definiert und das Fahrzeug gestoppt ist,
die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder die Lenkdrehachse schneidet, und
beim Ein- und Ausfedern die Reaktionskraftlinie der Schraubenfeder und die Lenkdrehachse verdreht sind.

Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Federbein-Radaufhängung mit:
einer Schraubenfeder,
wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkstellung definiert und das Fahrzeug gestoppt ist,
die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder die Lenkdrehachse schneidet, und
beim Lenken die Reaktionskraftlinie der Schraubenfeder und die Lenkdrehachse verdreht sind.

Erfindungsgemäß lässt sich für einen bestimmten Zustand um die Lenkdrehachse ein Moment erzeugen und gleichzeitig der primäre Faktor für eine Richtungsabweichung des Kraftfahrzeugs beseitigen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Längsschnitt, der den grundlegenden Aufbau einer Federbein-Radaufhängung zeigt;
2 zeigt eine Rück- und Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Federbein-Radaufhängung der Erfindung;
3 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung des Prinzips der Verschiebung der Reaktionskraftlinie in der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 zeigt Seitenansichten zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen der Reaktionskraftlinie und der Lenkdrehachse beim Einfedern/Ausfedern;
5 zeigt eine Rück- und Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Federbein-Radaufhängung der Erfindung;
6 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung des Prinzips der Verschiebung der Reaktionskraftlinie in der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt Seitenansichten zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen der Reaktionskraftlinie und der Lenkdrehachse beim Lenken (Einschlagen des Rades nach rechts/links);
8 zeigt eine Rück- und Seitenansicht einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform der Federbein-Radaufhängung der Erfindung; und
9 zeigt Seitenansichten zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen der Reaktionskraftlinie und der Lenkdrehachse beim Lenken (Einschlagen eines Rades nach rechts/links) bei der in 8 gezeigten Abwandlung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Anhand der 1 bis 9 werden im Folgenden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Die Erfindung lässt sich anwenden auf eine McPherson-Federbein-Radaufhängung, d. h. auf eine Radaufhängung mit einem Schwingungsdämpfer als Bestandteil eines Radaufhängungsgelenks und einem Querlenker.
1 zeigt einen Längsschnitt, der den grundlegenden Aufbau einer Federbein-Radaufhängung verdeutlicht. Im Radaufhängungsschacht des Motorabteils ist ein oberes Lager 10 vorgesehen. Am oberen Lager 10 ist der obere Teil einer Federbein-Radaufhängungsanordnung 70 abgestützt, die die erfindungsgemäße Radaufhängung bildet. Das obere Ende der Kolbenstange 32 eines Schwingungsdämpfers 30 ist am oberen Lager 10 über einen Gummieinsatz abgestützt. Ein (nicht gezeigtes) Rad ist über einen (nicht gezeigten) Achsschenkel mit dem unteren Ende des Kolbengehäuses 34 des Schwingungsdämpfers 30 verbunden.
Unterhalb des oberen Lagers 10 ist über eine Lagerung 12 ein oberer Federsitz 42a drehbar abgestützt. Am Kolbengehäuse 34 des Schwingungsdämpfers 30 ist ein unterer Federsitz 42b befestigt. Zwischen dem oberen und dem unteren Federsitz ist eine Schraubenfeder 40 um den Schwingungsdämpfer 30 herum angeordnet. Die Schraubenfeder 40 kann als eine Zylinder- oder Normalfeder ausgestaltet sein, bei der der Durchmesser am oberen Ende gleich dem Durchmesser am unteren Ende ist, als eine Kegelfeder, bei der der Durchmesser am oberen Ende verschieden ist vom Durchmesser am unteren Ende, oder als eine Tonnenfeder, bei der der mittlere Teil der Feder ausgebaucht ist. Der Schwingungsdämpfer 30 erfährt als Bestandteil der Radaufhängung eine Last in Aufwärts- und Abwärtsrichtung und dämpft die Federkraft der Schraubenfeder 40 bei einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung (beim Ein- und Ausfedern) des Rades. Am oberen Lager 10 erfolgt eine Zerlegung der eingehenden Kraft in der Weise, dass lediglich die Kraft des Schwingungsdämpfers 30 aufgenommen wird, während die Reaktionskraft (die Federkraft) der Schraubenfeder 40 unmittelbar von der Fahrzeugkarosserie aufgenommen wird.
Die Federbein-Radaufhängungsanordnung 70 kann weitere übliche Komponenten aufweisen. So ist in dem in 1 gezeigten Beispiel beispielsweise am Außenumfang des Schwingungsdämpfers 30 eine einstückig ausgebildete Staubschutzmanschette 37 vorgesehen. Weiter ist an der Kolbenstange 32 des Schwingungsdämpfers 30 ein Begrenzungsanschlag 38 vorgesehen, der eine Bewegung in Aufwärts- und Abwärtsrichtung des Kolbengehäuses 34 begrenzt.
Bei dieser Federbein-Radaufhängung rücken der obere und untere Federsitz 42a, 42b beim Ein- und Ausfedern entlang der Dehn- und Stauchachse, d. h. der Dämpfer- oder Federbeinachse (im Folgenden: "Federbeinachse"), des Schwingungsdämpfers 30 zusammen oder auseinander. Des Weiteren wird bei einem Einschlag des Rades um die Lenkdrehachse (im Folgenden "KP-Achse"), wenn das Lenkrad gedreht wird, der obere Federsitz 42a um die Drehachse (Lagerungsachse) der Lagerung 12 gedreht. Der untere Federsitz 42b wird um die KP-Achse gedreht.
[Erste Ausführungsform]
Anhand der 2 bis 4 wird nun eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federbein-Radaufhängung vorgestellt. In den 2 bis 4 sind zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung die Bauelemente des Federbeins unter Angabe von Bezugszeichen schematisch vereinfacht dargestellt.
2(A) ist eine Rückansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federbein-Radaufhängung, in der die Seite des rechten Rades zu sehen ist. 2(B) ist eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federbein-Radaufhängung.
Bei der Federbein-Radaufhängung dieser Ausführungsform schneidet die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 die KP-Achse, wie es in 2 gezeigt ist. Die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 und die Federbeinachse schließen in der Seitenansicht des Fahrzeugs einen Winkel θ1 größer null ein.
Der Schnittpunkt der Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 und der KP-Achse liegt in 2(A) und 2(B) jeweils auf derselben Höhe. Außerdem ist die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 in der Seitenansicht des Fahrzeugs im Winkel 81 gegenüber der Federbeinachse geneigt. Gemäß 2(B) fällt die Federbeinachse in der Seitenansicht des Fahrzeugs zwar mit der KP-Achse zusammen. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Federbeinachse in der Seitenansicht des Fahrzeugs mit der KP-Achse zusammenfällt.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen gilt, sofern nichts Anderes angegeben ist, die angegebene Beziehung zwischen den Achsen für den Fahrzeugnormalzustand, d. h. einen Stoppzustand des Fahrzeugs, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkstellung definiert. Da die Schraubenfedermittelachse und die KP-Achse im Fahrzeugnormalzustand einander schneiden, wird bei der Federbein-Radaufhängung dieser Ausführungsform im Gegensatz zu einer Radaufhängung, bei der die Schraubenfedermittelachse und die KP-Achse (windschief) verdreht sind, im Fahrzeugnormalzustand um die KP-Achse kein Moment hervorgerufen.
Bei einer üblichen Federbein-Radaufhängung, bei der die Schraubenfedermittelachse parallel zur Federbeinachse angeordnet ist, bleibt der Zustand, dass die Reaktionskraftlinie der Schraubenfeder 40 mit der Schraubenfedermittelachse zusammenfällt, auch bei einer Dehnung und Stauchung der Schraubenfeder 40 erhalten. Daher erfährt bei der üblichen Federbein-Radaufhängung die Beziehung zwischen der Reaktionskraftlinie und der KP-Achse beim Ein-/Ausfedern keine Änderung, so dass um die KP-Achse kein Moment entsteht.
Bei der Federbein-Radaufhängung gemäß dieser Ausführungsform wird, da die Reaktionskraftlinie, wie vorstehend erwähnt, im Fahrzeugnormalzustand die KP-Achse schneidet, im Fahrzeugnormalzustand um die KP-Achse kein Moment hervorgerufen. Da die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 in der Seitenansicht des Fahrzeugs gegenüber der Federbeinachse geneigt ist, ändert sich die Beziehung zwischen der Reaktionskraftlinie und der KP-Achse jedoch beim Ein-/Ausfedern so, dass die Reaktionskraftlinie und die KP-Achse einen Verdrehungszustand einnehmen.
Da im Fahrzeugnormalzustand um die KP-Achse kein Moment erzeugt wird, ergibt sich daher gemäß dieser Ausführungsform kein Unterschied im Moment zwischen der rechten und linken Seite, der zu einer Richtungsänderung (Richtungsabweichung) des Fahrzeugs führen könnte. Da aber beim Einfedern/Ausfedern ein Moment um die KP-Achse entsteht, kann das Fahrverhalten des Fahrzeugs unter der Wirkung des Moments verbessert werden. Das Prinzip hierfür wird nachfolgend erläutert.
3(B) zeigt die Reaktionskraftlinie für einen Zustand, in dem sich der obere und untere Federsitze 42a, 42b gegenüber dem im 3(A) gezeigten Fahrzeugnormalzustand im Winkel jeweils gleichsinnig ändern.
Wie es in 3(B) gezeigt ist, dreht sich die Reaktionskraftlinie (volle Linie) gegenüber einer Scheinmittellinie (Strich-Punkt-Linie) in die Richtung der höheren Reaktionskräfte, d. h. so, dass der Abstand in Richtung der Mittellinie zwischen dem oberen und unteren Federsitz kleiner wird, wenn sich der obere und untere Federsitz 42a, 42b im Winkel gleichsinnig ändern. Die Schraubenfederreaktionskraft neigt sich daher in dieselbe Richtung wie die Federsitze 42a, 42b gegenüber der Scheinmittellinie. Die vorliegende Ausführungsform beruht auf dem vorstehend dargelegten Prinzip.
In dieser Ausführungsform bewegt sich der untere Federsitz 42b, wie in 4(A) (Seitenansicht des rechten Rades, entsprechend 2(B)) gezeigt ist, beim Einfedern entlang der Federbeinachse nach oben (der untere Federsitz 42b im Fahrzeugnormalzustand ist durch eine 2-Punkt-Strich-Linie angegeben), so dass sich die Scheinmittellinie (Punktlinie) gegenüber der Schraubenfedermittelachse (Fahrzeugnormalzustand) neigt. Die Beziehung zwischen dem oberen und unteren Federsitz 42a, 42b verhält sich demnach so, wie es in 3(B) veranschaulicht ist. Die Schraubenfederreaktionskraft (volle Linie) dreht sich daher gegenüber der Scheinmittellinie (Punktlinie) in die Richtung der höheren Reaktionskräfte. In dieser Ausführungsform wird die Schraubenfedermittelachse gegenüber der Federbeinachse, wie in 4(A) gezeigt ist, demnach in eine Richtung geneigt, in der die Oberseite des Fahrzeugs zum Fahrzeugheck hin abfällt, d. h. im Gegenuhrzeigersinn. Beim Einfedern wird die Reaktionskraftlinie daher stärker als die KP-Achse zur Fahrzeugfrontseite hin verlagert. In diesem Fall wird beim Einfedern ein Moment um die KP-Achse in Richtung Vorsprung erzeugt.
Beim Ausfedern bewegt sich der untere Federsitz 42b, wie in 4(B) gezeigt ist, (die 2-Punkt-Strich-Linie gibt den Fahrzeugnormalzustand an) entlang der Federbeinachse nach unten. Die Scheinmittellinie (Punktlinie) neigt sich gegenüber der Schraubenfedermittelachse (Normalzustand). Da sich die Schraubenfedermittellinie im Vergleich zum Einfedern in diesem Fall in die entgegengesetzte Richtung dreht, neigen sich der obere und untere Federsitz 42a, 42b in eine Richtung entgegengesetzt zu der in 3(B) gezeigten Neigungsrichtung. Die Reaktionskraftlinie (volle Linie) bildet sich daher an der Seite aus, an der die Reaktionskraft gegenüber der Scheinmittellinie (Punkt-Linie) höher ist. In dieser Ausführungsform ist die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40, wie in 4(B) gezeigt ist, in einer Seitenansicht des Fahrzeugs gegenüber der Federbeinachse im Winkel θ1 im Gegenuhrzeigersinn geneigt. Die Schraubenfederreaktionskraft wird beim Ausfedern stärker als die KP-Achse zur Fahrzeugheckseite hin verlagert. In diesem Fall entsteht beim Ausfedern ein Moment um die KP-Achse in Richtung Nachspur.
Da erst beim Ein-/Ausfedern um die KP-Achse ein gewünschtes Moment erzeugt werden kann, kann mit dieser Ausführungsform somit verhindert werden, dass sich ein Unterschied im Moment zwischen der rechten und linken Seite ergibt, der bei einer normalen geradlinigen Bewegung eine Richtungsänderung (Richtungsabweichung) des Fahrzeugs verursachen könnte. Des Weiteren ist in dieser Ausführungsform die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 in einer Seitenansicht des Fahrzeugs gegenüber der Federbeinachse (KP-Achse) im Gegenuhrzeigersinn geneigt, so dass beim Ausfedern ein Moment um die KP-Achse in Richtung Nachspur und beim Einfedern ein Moment um die KP-Achse in Richtung Vorspur erzeugt werden. Auf diese Weise kann in einem Zustand, in dem z. B. beim Lenken eine Wankbewegung des Fahrzeugs entsteht und die Radaufhängung einen Stoß erfährt, ein Moment um die KP-Achse als ein Dämpfmoment vorgesehen werden. Daher lässt sich eine Dämpfwirkung um die KP-Achse erhalten, wodurch sich die Spurstabilität bei einer Hochgeschwindigkeitslenkung im Fahrzustand des Fahrzeugs verbessert.
In dem Fall, in dem ein Untersteuervermögen oder eine Untersteuerstabilität bei einer Niedergeschwindigkeitslenkung wichtiger ist als die Spurstabilität bei einer Hochgeschwindigkeitslenkung durch das Dämpfmoment, ist die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 gegenüber der Federbeinachse (KP-Achse) in die entgegengesetzte Richtung geneigt, d. h. die Schraubenfedermittelachse der Schraubenfeder 40 ist gegenüber der Federbeinachse im Winkel θ1 im Uhrzeigersinn geneigt, so dass die Fahrzeugoberseite in einer Seitenansicht des Fahrzeugs zur Frontseite des Fahrzeugs geneigt wird, wodurch sich beim Ausfedern ein Moment um die KP-Achse in Richtung Vorspur und beim Einfedern ein Moment um die KP-Achse in Richtung Nachspur erzeugen lässt.
[Zweite Ausführungsform]
5(A) ist eine Rückansicht der zweiten Ausführungsform der Federbein-Radaufhängung der Erfindung mit Blick auf die Seite des rechten Radseites von der Heckseite des Fahrzeugs aus. 5(A) repräsentiert die Frontseite des Fahrzeugs. 5(B) ist eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform der Federbein-Radaufhängung der Erfindung.
Bei der Federbein-Radaufhängung dieser Ausführungsform schneidet die Schraubenfedermittelachse die KP-Achse im Fahrzeugnormalzustand, wie es in 5 gezeigt ist. Da im Fahrzeugnormalzustand ebenso wie in der ersten Ausführungsform um die KP-Achse kein Moment entsteht, lässt sich daher ein Unterschied im Moment zwischen der rechten und linken Seite verhindern, der bei einer normalen geradlinigen Bewegung zu einer Richtungsänderung (Richtungsabweichung) des Fahrzeugs führen könnte.
Bei der Federbein-Radaufhängung dieser Ausführungsform ist die Drehachse der Lagerung in der Rückansicht des Fahrzeugs gegenüber der Lagerungsfläche des oberen Federsitzes 42a in einem Winkel θ2, der ungleich einem rechten Winkel ist, und die KP-Achse in der Rückansicht des Fahrzeugs gegenüber der Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b in einem Winkel θ3, der ungleich einem rechten Winkel ist, geneigt. Die Neigungsrichtungen sind gegensinnig. Anders ausgedrückt ist bei der Federbein-Radaufhängung dieser Ausführungsform in der Rückansicht des Fahrzeugs die Lagerungsfläche der Schraubenfeder 40 auf der Seite des oberen Federsitzes 42a gegenüber der Drehachse der Lagerung in einem Winkel θ2 ungleich einem rechten Winkel und die Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b gegenüber der KP-Achse in einem Winkel θ3 ungleich einem rechten Winkel geneigt. Die Neigungsrichtungen sind gegensinnig. Obwohl die KP-Achse in der Seitenansicht des Fahrzeugs in dem in 5 gezeigten Beispiel mit der Drehachse der Lagerung zusammenfällt, muss die KP-Achse nicht notwendig mit der Drehachse der Lagerung zusammenfallen.
Da bei einer üblichen Federbein-Radaufhängung die Drehachse der Lagerung senkrecht zur Lagerungsfläche des oberen Federsitzes 42a und die KP-Achse senkrecht zur Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b eingerichtet sind, bleibt bei der üblichen Federbein-Radaufhängung auch beim Lenken der Zustand erhalten, dass die Reaktionskraftlinie der Schraubenfeder 40 mit der Schraubenfedermittelachse zusammenfällt. Daher ändert sich bei der üblichen Federbein-Radaufhängung die Beziehung zwischen der Reaktionskraftlinie und der KP-Achse beim Lenken nicht, wodurch um die KP-Achse kein Moment entsteht.
Da bei der Federbein-Radaufhängung dieser Ausführungsform, wie vorstehend erwähnt, im Fahrzeugnormalzustand die Reaktionskraftlinie die KP-Achse schneidet, wird im Fahrzeugnormalzustand um die KP-Achse kein Moment erzeugt. Da der obere und untere Federsitz 42a, 42b die vorstehend erwähnten Lagerungsflächenneigungen aufweisen, ändert sich beim Lenken die Beziehung zwischen der Reaktionskraftlinie und der KP-Achse allerdings so, dass die Reaktionskraftlinie und die KP-Achse einen Verdrehungszustand einnehmen. Da im Lenkzustand somit ein Moment um die KP-Achse entsteht, lässt sich gemäß dieser Ausführungsform das Fahrverhalten des Fahrzeugs unter der Wirkung des Moments verbessern. Das Prinzip hierfür wird nachfolgend erläutert.
6(B) zeigt die Reaktionskraftlinie für den Zustand, in dem sich die Winkel θ2 und θ3 des oberen bzw. unteren Federsitzes 42a, 42b in verschiedene Richtungen ändern, während 6(A) den Fahrzeugnormalzustand zeigt.
Wie es in 6(B) gezeigt ist, wandert die Reaktionskraftlinie (volle Linie) in dem Fall, in dem sich die Winkel des oberen und unteren Federsitzes 42a, 42b in verschiedene Richtung ändern, gegenüber einer Scheinmittellinie (Strich-Punkt-Linie) auf die Seite, auf der die Reaktionskräfte höher sind, d. h. auf die Seite, auf der der Abstand entlang der Mittellinie zwischen dem oberen und unteren Federsitz kleiner ist. D. h. die Schraubenfederreaktionskraft rückt gegenüber der Scheinmittellinie auf die Seite, auf der sich die Federsitze 42a, 42b nähern. Diese Ausführungsform beruht auf dem vorstehend erläuterten Prinzip.
Wie es in 7(A) (Seitenansicht des rechten Rades, entsprechend 5(B)) gezeigt ist, ändern sich in dieser Ausführungsform die Winkel des oberen und unteren Federsitzes 42a, 42b im Falle eines Einschlags des Rades nach links so, dass sie auf der Fahrzeugfrontseite zusammenrücken, woduch die Reaktionskraftlinie (volle Linie) stärker als die KP-Achse in Richtung Fahrzeugfrontseite verlagert wird. Daher wird ein Moment um die KP-Achse in Richtung Vorspur erzeugt.
Bei einem Einschlag des Rades nach rechts, ändern sich die Winkel des oberen und unteren Federsitzes 42a, 42b (die 2-Punkt-Strich-Linien zeigen den Fahrzeugnormalzustand), wie in 7(B) gezeigt, so, dass der obere und untere Federsitz 42a, 42b auf der Heckseite des Fahrzeugs zusammenrücken, wodurch die Reaktionskraftlinie (volle Linie) stärker als die KP-Achse in Richtung Heckseite des Fahrzeugs verlagert wird. Daher wird ein Moment um die KP-Achse in Richtung Nachspur erzeugt.
Da gemäß dieser Ausführungsform nur beim Einschlag des Rades nach links/rechts um die KP-Achse ein gewünschtes Momento erzeugt wird, stellt sich bei einer normalen geradlinigen Bewegung des Fahrzeugs kein Unterschied im Moment zwischen der rechten und linken Seite ein, der zu einer Richtungsänderung (Richtungsabweichung) des Fahrzeugs führen könnte. Des Weiteren ist bei dieser Ausführungsform in der Rückansicht des Fahrzeugs die Lagerungsfläche des oberen Federsitzes 42a gegenüber der Drehachse der Lagerung im Uhrzeigersinn und die Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b gegenüber der Drehachse der Lagerung im Gegenuhrzeigersinn geneigt, so dass beim Einschlag des Rades nach rechts ein Moment um die KP-Achse in Richtung Nachspur und beim Einschlag des Rades nach links ein Moment in Richtung Vorspur um die KP-Achse erzeugt wird. Auf diese weise kann vorgesehen werden, dass beim Lenken ein um die KP-Achse erzeugtes Moment ein Dämpfmoment wird. Daher lässt sich ein Dämpfeffekt um die KP-Achse erzielen, wodurch die Spurstabilität bei einer Hochgeschwindigkeitslenkung im Fahrzustand des Fahrzeugs verbessert wird.
In dem Fall, in dem ein Untersteuervermögen oder eine Stabilität bei einer Niedergeschwindigkeitslenkung wichtiger ist als die durch das Dämpfmoment erhaltene Spurstabilität bei einer Hochgeschwindigkeitslenkung, ist in der Rückansicht des Fahrzeugs die Lagerungsfläche des oberen Federsitzes 42a gegenüber der Drehachse der Lagerung im Gegenuhrzeigersinn geneigt und die Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b gegenüber der KP-Achse im Uhrzeigersinn geneigt, so dass beim Einschlag des Rades nach rechts ein Moment um die KP-Achse in Richtung Vorspur und beim Einschlag des Rades nach links ein Moment um die KP-Achse in Richtung Nachspur erzeugt werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen dargestellt ist, Änderungen und Abwandlungen möglich.
In der vorstehend dargestellten zweiten Ausführungsform ist in der Rückansicht des Fahrzeugs die Lagerungsfläche des oberen Federsitzes 42a gegenüber der Drehachse der Lagerung im Uhrzeigersinn und die Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b gegenüber der KP-Achse im Gegenuhrzeigersinn geneigt. In der Rückansicht des Fahrzeugs kann die Lagerungsfläche des oberen Federsitzes 42a gegenüber der Drehachse der Lagerung im Gegenuhrzeigersinn und die Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b gegenüber der KP-Achse im Uhrzeigersinn geneigt sein.
8 zeigt eine Abwandlung, bei der in der Rückansicht des Fahrzeugs die Lagerungsfläche des oberen Federsitzes 42a gegenüber der Drehachse der Lagerung im Uhrzeigersinn und die Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b gegenüber der KP-Achse im rechten Winkel (θ3 = 90°) geneigt ist.
In dieser Ausführungsform rückt, wie es in 9(A) (Seitenansicht des rechten Rades, entsprechend 5(B)) gezeigt ist, im Falle des Einschlags des Rades nach links der obere Federsitz 42a auf der Frontseite des Fahrzeugs näher zum unteren Federsitz 42b (keine Winkeländerung). Dabei werden gemäß dem anhand 3 erläuterten Prinzip, da die Schraubenfederreaktionskraft (Strich-Punkt-Linie) in dem Zustand, in dem die Seite des unteren Federsitzes 42b die Basis ist, gegenüber der KP-Achse in Richtung Frontseite des Fahrzeugs geneigt wird, die Reaktionskraftlinie und die KP-Achse verdreht. Da auch in dieser Abwandlung beim Einschlag des Rades nach links ein Moment um die KP-Achse in Richtung Vorspur erzeugt wird, kann daher derselbe Effekt erhalten werden, sofern eine ausreichende Hebelarmlänge gegeben ist.
Ähnlich dazu rückt, wie es in 9(B) gezeigt ist, im Falle eines Einschlags des Rades nach rechts, der obere Federsitz 42a auf der Heckseite des Fahrzeugs zum unteren Federsitz 42b (keine Winkeländerung). Dabei werden gemäß dem in 3 erläuterten Prinzip, da die Schraubenfederreaktionskraft (Strich-Punkt-Linie) in einem Zustand, in dem die Seite des unteren Federsitzes 42b die Basis ist, gegenüber der KP-Achse in Richtung Heckseite des Fahrzeugs geneigt wird, die Reaktionskraftlinie und die KP-Achse verdreht. Da in dieser Abwandlung beim Einschlag des Rades nach rechts ein Moment um die KP-Achse in Richtung Nachspur erzeugt wird, kann derselbe Effekt erhalten werden, sofern eine ausreichende Hebelarmlänge gegeben ist.
Des Weiteren kann in der Rückansicht des Fahrzeugs auch nur eine Seite der Lagerungsfläche des unteren Federsitzes 42b gegenüber der KP-Achse im Gegenuhrzeigersinn geneigt sein. Darüber hinaus können die Lagerungsflächen des oberen und unteren Federsitzes 42a, 42b zwar in dieselbe Richtung jedoch verschieden stark geneigt sein, so dass beim Lenken eine Verdrehungszustand geschaffen werden kann.

Claims

Federbein-Radaufhängung, gekennzeichnet durch: ein Federbein, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist; einen oberen Federsitz (42a); einen am Federbein befestigten unteren Federsitz (42b); und eine zwischen dem oberen Federsitz (42a) und dem unteren Federsitz (42b) um das Federbein herum angeordnete Schraubenfeder (40); wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkposition definiert und das Fahrzeug steht, die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) die Lenkdrehachse (KP-Achse) schneidet, und die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) und die Federbeinachse (KP-Achse) in einer Seitenansicht des Fahrzeugs einen Winkel (θ1) größer null einschließen.
Federbein-Radaufhängung, gekennzeichnet durch: ein Federbein, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist; einen über eine Lagerung (12) gegenüber der Fahrzeugkarosserie drehbar gelagerten oberen Federsitz (42a); einen am Federbein befestigten unteren Federsitz (42b) ; und eine zwischen dem oberen Federsitz (42a) und dem unteren Federsitz (42b) um das Federbein herum angeordnete Schraubenfeder (40); wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkposition definiert und das Fahrzeug steht, die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) die Lenkdrehachse (KP-Achse) schneidet, und in einer Seitenansicht des Fahrzeugs die Drehachse der Lagerung (12) gegenüber der Lagerungsfläche des oberen Federsitzes (42a) oder die Lenkdrehachse (KP-Achse) gegenüber der Lagerungsfläche des unteren Federsitzes (42b) in einem Winkel ungleich einem rechten Winkel geneigt ist.
Federbein-Radaufhängung, gekennzeichnet durch: ein Federbein, dessen oberes Ende an einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen unteres Ende an einem radseitigen Teil abgestützt ist; einen über eine Lagerung (12) gegenüber der Fahrzeugkarosserie drehbar gelagerten oberen Federsitz (42a); einen am Federbein befestigten unteren Federsitz (42b); und eine zwischen dem oberen Federsitz (42a) und dem unteren Federsitz (42b) um das Federbein herum angeordnete Schraubenfeder (40); wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkposition definiert und das Fahrzeug steht, die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) die Lenkdrehachse (KP-Achse) schneidet, und in einer Seitenansicht des Fahrzeugs die Drehachse der Lagerung (12) gegenüber der Lagerungsfläche des oberen Federsitzes (42a) oder die Lenkdrehachse (KP-Achse) gegenüber der Lagerungsfläche des unteren Federsitzes (42b) in einem Winkel ungleich einem rechten Winkel geneigt ist, wobei die Neigungsrichtungen gegensinnig sind.
Federbein-Radaufhängung, gekennzeichnet durch: eine Schraubenfeder; wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkposition definiert und das Fahrzeug steht, die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) die Lenkdrehachse (KP-Achse) schneidet, und die Reaktionskraftlinie der Schraubenfeder (40) und die Lenkdrehachse (KP-Achse) beim Einfedern und Ausfedern verdreht sind.
Federbein-Radaufhängung, gekennzeichnet durch: eine Schraubenfeder; wobei in einem Fahrzeugnormalzustand, in dem der Lenkwinkel eine neutrale Lenkposition definiert und das Fahrzeug steht, die Schraubenmittelachse der Schraubenfeder (40) die Lenkdrehachse (KP-Achse)schneidet, und die Reaktionskraftlinie der Schraubenfeder (40) und die Lenkdrehachse (KP-Achse) beim Lenken verdreht sind.