-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halterungskonstruktionen für die Halterung von Hilfsrahmen, an denen beispielsweise Hinterradaufhängungen und hintere Differentiale von Fahrzeugen, wie zum Beispiel Kraftfahrzeugen, angebracht sind; insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Halterungskonstruktion, die das Verhalten eines Hilfsrahmens in angemessener Weise regulieren kann, während das Volumen von elastischen Buchsenkörpern sichergestellt ist.
-
Bei einer bekannten Konstruktion zum Unterdrücken der Übertragung von Vibrationen und Geräuschen von einer Hinterradaufhängung zu einem Fahrzeugaufbau bei einem Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel einem Personenkraftfahrzeug, ist ein über elastische Körper, wie zum Beispiel Gummibuchsen, an dem Fahrzeugaufbau gehalterter Hilfsrahmen vorgesehen, an dem Aufhängungsarme und dergleichen angebracht sind.
-
Bei einem Fahrzeug mit einem derartigen Hilfsrahmen ist ein hinteres Differential, das eine Antriebskraft auf die Hinterräder überträgt, an dem Hilfsrahmen normalerweise derart angebracht, daß die Übertragung von Vibrationen und Geräuschen auf den Fahrzeugaufbau unterdrückt wird.
-
Als herkömmliche Technologie in Verbindung mit einem solchen Hilfsrahmen beschreibt die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
JP-A-1995-315 245 ein Beispiel, bei dem der Hilfsrahmen einen rechteckigen Rahmenkörper aufweist, der durch Verbinden von Querelementen mit vorderen und hinteren Bereichen eines Paares von Seitenschienen gebildet ist, wobei Arme und dergleichen der Hinterradaufhängung und des hinteren Differentials an dem Hilfsrahmen angebracht sind. Der Hilfsrahmen ist an dem Fahrzeugaufbau unter Verwendung von elastischen Halterungen angebracht, die an vier Stellen angeordnet sind, d. h. vorn, hinten, links und rechts.
-
Als Halterungen, die an dem Fahrzeugaufbau zum Abstützen des Hilfsrahmens verwendet werden, werden im allgemeinen Buchsen verwendet. Jede dieser Buchsen weist einen an dem Hilfsrahmen festgelegten äußeren Zylinder, einen an dem Fahrzeugaufbau befestigten inneren Zylinder sowie einen elastischen Körper, beispielsweise aus Gummi, auf, der zwischen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder angeordnet ist.
-
Wenn der Hilfsrahmen unter Verwendung von solchen Buchsen gehaltert wird, kann ein Dämpfungseffekt gesteigert werden, indem das Volumen der elastischen Körper erhöht wird und damit deren Steifigkeit vermindert wird, um auf diese Weise die Übertragung von Vibrationen und Geräuschen in Richtung zu dem Fahrzeugaufbau zu unterdrücken und somit für einen besseren Fahrkomfort in dem Fahrzeug zu sorgen.
-
Wenn jedoch die Steifigkeit der elastischen Körper vermindert wird, dann wird auch die Halterungssteifigkeit des Hilfsrahmens vermindert, wobei dies ansprechend auf eine Drehmomentreaktionskraft bei dem hinteren Differential zu einem verstärkten Nicken des Hilfsrahmens (d. h. zu einer Rotation des Hilfsrahmens um eine in Fahrzeugbreitenrichtung verlaufende Achse) führt.
-
Wenn eine Verbindung einer Antriebskraft von dem Getriebe zu dem hinteren Differential übertragenden Gelenkwelle aufgrund von Nicken des Hilfsrahmens in einem Winkel angeordnet wird, können Vibrationen oder Geräusche auftreten.
-
Wenn ein Antiblockier-Bremssystem aktiviert wird oder eine Giersteuerung unter Verwendung einer Fahrzeugverhalten-Stabilisierungsvorrichtung ausgeführt wird, können ferner Bremskräfte, die auf das linke und das rechte Hinterrad ausgeübt werden, manchmal beträchtlich voneinander verschieden sein. In diesem Fall kommt es bei dem Hilfsrahmen zu einem Gieren (d. h. einer Rotation um eine vertikale Achse). Ein solches Gieren kann auch aufgrund von Hindernissen, wie zum Beispiel Unebenheiten, auf der Straßenoberfläche auftreten.
-
Wenn die Steifigkeit der Buchsen vermindert ist, kann das Gieren des Hilfsrahmens möglicherweise zunehmen und somit die Geradeauslaufstabilität des Fahrzeugs beeinträchtigen, oder das Fahrzeugverhalten kann instabil werden. Ferner kann es zu Vibrationen kommen, da der Hilfsrahmen Vibrationen an dem Fahrzeugaufbau hervorrufen würde.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Angbe einer Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion, die das Verhalten eines Hilfsrahmens regulieren kann, während gleichzeitig das Volumen von elastischen Buchsenkörpern, die den Hilfsrahmen haltern, sichergestellt werden kann.
-
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion, wie sie in den Ansprüchen 1 und 2 angegeben ist.
-
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion, die einen Hilfsrahmen über eine Vielzahl von zylindrischen Buchsen haltert, die jeweils eine im wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufende zentrale Achse aufweisen, wobei an dem Hilfsrahmen ein Aufhängungsarm einer Hinterradaufhängung und ein hinteres Differential angebracht sind.
-
Die Vielzahl der zylindrischen Buchsen beinhaltet eine in einem vorderen Bereich des Hilfsrahmens vorgesehene vordere Buchse sowie eine in einem hinteren Bereich des Hilfsrahmens vorgesehene hintere Buchse. Die vordere Buchse und die hintere Buchse beinhalten jeweils einen an dem Hilfsrahmen festgelegten Außenzylinder, einen in den Außenzylinder eingeführten und an einem Fahrzeugaufbau festgelegten Innenzylinder sowie einen zwischen dem Außenzylinder und dem Innenzylinder angeordneten elastischen Körper.
-
Der Innenzylinder der vorderen Buchse weist einen Bereich mit großem Durchmesser auf, dessen Außendurchmesser in der Nähe eines oberen Endes von diesem relativ zu anderen Bereichen vergrößert ist. Der Innenzylinder der hinteren Buchse weist einen Bereich mit großem Durchmesser auf, dessen Außendurchmesser in der Nähe eines unteren Endes von diesem relativ zu anderen Bereichen vergrößert ist.
-
Ein mittlerer Bereich des Innenzylinders von mindestens einer der vorderen Buchse und der hinteren Buchse weist eine horizontale Querschnittsform mit einer Abmessung in einer zweiten Richtung auf, die größer ist als eine Abmessung in einer ersten Richtung, wobei die erste Richtung entlang einer Linie verläuft, die sich von einem Gierzentrum des Hilfsrahmens zu der zentralen Achse des Innenzylinders erstreckt, und wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion, die einen Hilfsrahmen über eine Vielzahl von zylindrischen Buchsen haltert, die jeweils eine im wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufende zentrale Achse aufweisen, wobei an dem Hilfsrahmen ein Aufhängungsarm einer Hinterradaufhängung und ein hinteres Differential angebracht sind.
-
Die Vielzahl der zylindrischen Buchsen beinhaltet eine in einem vorderen Bereich des Hilfsrahmens vorgesehene vordere Buchse sowie eine in einem hinteren Bereich des Hilfsrahmens vorgesehene hintere Buchse. Die vordere Buchse und die hintere Buchse beinhalten jeweils einen an dem Hilfsrahmen festgelegten Außenzylinder, einen in den Außenzylinder eingeführten und an einem Fahrzeugaufbau festgelegten Innenzylinder sowie einen zwischen dem Außenzylinder und dem Innenzylinder angeordneten elastischen Körper.
-
Der Innenzylinder der vorderen Buchse weist einen Bereich mit großem Durchmesser auf, dessen Außendurchmesser in der Nähe eines oberen Endes von diesem relativ zu anderen Bereichen vergrößert ist. Der Innenzylinder der hinteren Buchse weist einen Bereich mit großem Durchmesser auf, dessen Außendurchmesser in der Nähe eines unteren Endes von diesem relativ zu anderen Bereichen vergrößert ist.
-
Ein mittlerer Bereich des Innenzylinders der vorderen Buchse und der hinteren Buchse weist jeweils eine horizontale Querschnittsform mit einer Abmessung in einer zweiten Richtung auf, die größer ist als eine Abmessung in einer ersten Richtung, wobei die erste Richtung entlang einer Linie verläuft, die sich von einem Gierzentrum des Hilfsrahmens zu der zentralen Achse des Innenzylinders erstreckt, wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist und wobei die Abmessung in der zweiten Richtung bei der hinteren Buchse kleiner ist als die Abmessung in der zweiten Richtung bei der vorderen Buchse.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich folgende Vorteile erzielen.
- (1) Durch das Vorsehen der Bereiche mit großem Durchmesser in der Nähe des oberen Endes des Innenzylinders der vorderen Buchse sowie in der Nähe des unteren Endes des Innenzylinders der hinteren Buchse kann ein Nicken des Hilfsrahmens, bei dem das vordere Ende von diesem aufgrund einer auf das hintere Differential wirkenden Antriebsmoment-Reaktionskraft nach oben verlagert wird und das hintere Ende von diesem nach unten verlagert wird, unterdrückt werden, während gleichzeitig bei einer normalen Fahrt des Fahrzeugs ein Dämpfungseffekt durch die Buchsen sichergestellt wird.
-
Infolgedessen lassen sich Vibrationen und Geräusche aufgrund von Bewegung des Hilfsrahmens sowie Vibrationen und Geräusche aufgrund einer Winkelstellung der Verbindung der Gelenkwelle als Ergebnis einer Verlagerung des Hilfsrahmens verhindern.
-
Da ferner der mittlere Bereich des Innenzylinders von mindestens einer der vorderen Buchse und der hinteren Buchse derart ausgebildet ist, daß die Abmessung von diesem in der zu der ersten Richtung orthogonalen, zweiten Richtung größer ist als die Abmessung von diesem in der ersten Richtung, die entlang einer Linie verläuft, die sich von dem Gierzentrum des Hilfsrahmens zu der zentralen Achse des Innenzylinders erstreckt, kann die Steifigkeit der Buchse gegenüber einer Last, die in einer Richtung wirkt, die ein Nicken des Hilfsrahmens hervorruft, vergrößert werden und dadurch ein Nicken des Hilfsrahmens unterdrückt werden.
-
Infolgedessen läßt sich das Volumen des elastischen Körpers der Buchse sicherstellen, so daß Vibrationen und Geräusche unterdrückt werden können. Darüber hinaus wird ein Gieren des Hilfsrahmens auch dann unterdrückt, wenn auf das linke und das rechte Hinterrad wirkende vordere und hintere Kräfte beispielsweise aufgrund einer Aktivierung des Antiblockier-Bremssystems oder der Fahrzeugstabilisiervorrichtung variieren, so daß sich die Geradeauslaufeigenschaften des Fahrzeugs gewährleisten lassen.
- (2) Da der mittlere Bereich des Innenzylinders einer jeden vorderen und hinteren Buchse eine horizontale Querschnittsform aufweist, deren Abmessung in der zu der ersten Richtung orthogonalen zweiten Richtung größer ist als die Abmessung in der ersten Richtung, die entlang einer Linie verläuft, die sich von dem Gierzentrum des Hilfsrahmens zu der zentralen Achse des Innenzylinders erstreckt, und da die Abmessung in der zweiten Richtung bei der hinteren Buchse kleiner ist als die Abmessung in der zweiten Richtung bei der vorderen Buchse, wird ein Gieren des Hilfsrahmens unterdrückt und eine Behinderung gegenüber einer relativen Rotationsbewegung des Fahrzeugaufbaus in bezug auf den Hilfsrahmen aufgrund einer lateralen Kraft, die bei einer Kurvenfahrt auf das Zentrum einer Vorderradachse wirkt, ist vermindert, so daß sich die Lenkstabilität und das Betätigungsgefühl im Anfangsstadium einer Kurvenfahrt verbessern lassen.
-
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand zeichnerischer Darstellungen von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels einer Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion, bei der die vorliegende Erfindung Anwendung findet, bei Betrachtung aus der Breitenrichtung eines Fahrzeugs;
-
2 eine schematische Draufsicht auf die Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion der 1, bei Betrachtung von oberhalb des Fahrzeugs;
-
3A und 3B eine Darstellung einer vorderen Buchse bei der Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion gemäß 1, wobei 3A eine Draufsicht von oben und 3B eine Schnittdarstellung entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A zeigen;
-
4A und 4B eine Darstellung einer hinteren Buchse bei der Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion gemäß 1, wobei 4A eine Draufsicht von oben und 4B eine Schnittdarstellung entlang der Linie IVB-IVB in 4A zeigen; und
-
5 eine Draufsicht zur Erläuterung des Verhaltens eines Hilfsrahmens bei der Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion der 1, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt.
-
Wie im folgenden noch beschrieben wird, erreicht die vorliegende Erfindung die Zielsetzung der Schaffung einer Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion, die das Verhalten eines Hilfsrahmens in angemessener Weise regulieren kann, während sie gleichzeitig das Volumen von elastischen Buchsenkörpern sicherstellt, die den Hilfsrahmen haltern. Dabei weist ein Innenzylinder einer Gummibuchse in einem vorderen Bereich des Hilfsrahmens einen erweiterten Bereich mit großem Durchmesser an einem oberen Ende auf sowie einen mittleren Bereich mit im Querschnitt ovaler Formgebung auf.
-
Ein Innenzylinder einer Gummibuchse in einem hinteren Bereich des Hilfsrahmens weist einen erweiterten Bereich mit großem Durchmesser an seinem unteren Ende sowie einen mittleren Bereich mit im Querschnitt ovaler Formgebung auf. Die Längsrichtung der Formgebung mit ovalem Querschnitt bei jeder Buchse ist im wesentlichen orthogonal zu einer Linie angeordnet, die sich von dem Gierzentrum des Hilfsrahmens zu der Buchse erstreckt.
-
Ausführungsbeispiel
-
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion beschrieben, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird.
-
Die Hilfsrahmen-Halterungskonstruktion gemäß dem Ausführungsbeispiel ist unter dem Boden eines hinteren Fahrzeugaufbaubereichs eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel eines Personenkraftfahrzeugs, vorgesehen und weist zum Beispiel Aufhängungsarme einer Hinterradaufhängung sowie ein daran angebrachtes hinteres Differential auf.
-
Wie in den 1 und 2 gezeigt, beinhaltet ein Hilfsrahmen 10 ein vorderes Element 11, ein hinteres Element 12, seitliche Elemente 13, Befestigungsbereiche 14 für vordere Buchsen sowie Befestigungsbereiche 15 für hintere Buchsen.
-
An dem Hilfsrahmen 10 sind zum Beispiel eine Hinterradaufhängung 20 und ein hinteres Differential 30 angebracht.
-
Das vordere Element 11 ist in einem vorderen Bereich des Hilfsrahmens 10 vorgesehen und ist in Form eines trägerartigen Elements ausgebildet, das sich im wesentlichen in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt.
-
Das hintere Element 12 ist in einem hinteren Bereich des Hilfsrahmens 10 vorgesehen und ist in Form eines trägerartigen Element ausgebildet, das sich im wesentlichen in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt.
-
Die Seitenelemente 13 sind an der linken und der rechten Seite des Hilfsrahmens 10 vorgesehen und in Form von trägerartigen Element ausgebildet, die sich im wesentlichen in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Die Seitenelemente 13 verbinden das vordere Element 11 und das hintere Element 12 miteinander. Die vorderen Enden der Seitenelemente 13 sind in Anlage mit rückwärtigen Oberflächen des vorderen Elements 11 in der Nähe der gegenüberliegenden Enden von diesen angeordnet und sind mit diesen zum Beispiel durch Schweißen verbunden.
-
Gegenüberliegende Enden des hinteren Elements 12 sind mit in Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seitenflächen der Seitenelemente 13 in der Nähe von rückwärtigen Enden von diesen in Anlage gebracht und mit diesen beispielsweise durch Schweißen verbunden. Wie in 1 gezeigt ist, sind die Seitenelemente 13 jeweils derart ausgebildet, daß das rückwärtige Ende von diesen jeweils höher angeordnet ist als ihr vorderes Ende und ein mittlerer Bereich von diesen S-förmig gekrümmt ausgebildet ist.
-
Das vordere Element 11, das hintere Element 12 und die Seitenelemente 13 sind zum Beispiel jeweils durch Verbinden von zum Beispiel zwei oberen und unteren Preßteilen durch Punktschweißen oder Laserschweißen gebildet oder sind jeweils als Hohlteil mit geschlossenem Querschnitt durch Hydroformen gebildet.
-
Bei den Befestigungsbereichen 14 für vordere Buchsen und den Befestigungsbereichen 15 für hintere Buchsen handelt es sich um zylindrische Elemente, in denen im folgenden noch zu beschreibende vordere Buchsen 100 und hintere Buchsen 200 im Preßsitz angeordnet sind. Die Befestigungsbereiche 14 für die vorderen Buchsen 100 und die Befestigungsbereiche 15 für die hinteren Buchsen 200 sind derart angeordnet, daß sich die zentralen Achsen von diesen in Vertikalrichtung erstrecken.
-
Die Befestigungsbereiche 14 für die vorderen Buchsen 100 sind mit dem linken und dem rechten Ende des vorderen Elements 11 beispielsweise durch Schweißen verbunden.
-
Die Befestigungsbereiche 15 für die hinteren Buchsen 200 sind mit den hinteren Enden des linken und des rechten Seitenelements 13 beispielsweise durch Schweißen verbunden.
-
Die Hinterradaufhängung 20 ist zum Haltern von Gehäusen, in denen Nabenlager zum drehbaren Abstützen von Hinterrädern W untergebracht sind, in einer derartigen Weise konfiguriert, daß jedes der Gehäuse entlang einer vorbestimmten Bahn in bezug auf den Fahrzeugaufbau verlagerbar ist.
-
Die Hinterradaufhängung 20 beinhaltet vordere Querlenker 21, hintere Querlenker 22, Längslenker 23, Aufhängungsfedern (nicht gezeigt) sowie Stoßdämpfer (nicht gezeigt).
-
Der vordere Querlenker 21 und der hintere Querlenker 22 an jeder Seite des Fahrzeugs erstrecken sich im wesentlichen in Fahrzeugbreitenrichtung und sind in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet angeordnet. In Fahrzeugbreitenrichtung äußere Enden des vorderen Querlenkers 21 und des hinteren Querlenkers 22 sind mit dem entsprechenden Gehäuse schwenkbar verbunden.
-
In Fahrzeugbreitenrichtung innere Enden des vorderen Querlenkers 21 und des hinteren Querlenkers 22 sind mit dem entsprechenden Seitenelement 13 des Hilfsrahmens 10 schwenkbar verbunden.
-
Der Längslenker 23 an jeder Seite des Fahrzeugs erstreckt sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung, und das vordere und das hintere Ende von diesem sind mit dem Hilfsrahmen 10 bzw. dem entsprechenden Gehäuse schwenkbar verbunden.
-
Das hintere Differential 30 beinhaltet einen Differentialmechanismus, der Antriebskraft von einem nicht gezeigten Getriebe, das in dem vorderen Bereich des Fahrzeugaufbaus montiert ist, über eine Gelenkwelle zu einer mit dem linken und dem rechten Hinterrad verbundenen Antriebswelle überträgt und der auch eine Differenz bei der Rotationsgeschwindigkeit zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad aufgrund einer Kurvenfahrt oder dergleichen aufnimmt.
-
Im folgenden werden die vorderen Buchsen 100 und die hinteren Buchsen 200 ausführlich beschrieben, die in den Verbindungsbereichen zwischen dem Hilfsrahmen 10 und einem Fahrzeugaufbau B vorgesehen sind.
-
Die vorderen Buchsen 100 beinhalten jeweils einen Außenzylinder 110, einen Innenzylinder 120 und einen Gummibereich 130.
-
Bei dem Außenzylinder 110 handelt es sich um einen Bereich, der im Preßsitz in dem entsprechenden Vorderbuchsen-Befestigungsbereich 14 des Hilfsrahmens 10 festzulegen ist, wobei dieser Bereich mit einer zylindrischen Formgebung ausgebildet ist.
-
Bei dem Innenzylinder 120 handelt es sich um ein im wesentlichen zylindrisches Element zum Einsetzen in den Außenzylinder 110 innerhalb des Innendurchmesser von diesem. Gegenüberliegende Enden des Innenzylinders 120 ragen oben und unten aus dem Außenzylinder 110 heraus. Das Zentrum des Innenzylinders 120 ist mit einer Bolzen- bzw. Schraubenöffnung 121 versehen, in die ein Bolzen bzw. eine Schraube (nicht gezeigt) zum Befestigen des Innenzylinders 120 an dem Fahrzeugaufbau B eingeführt ist. In einem unbelasteten Zustand ist die Schraubenöffnung 121 im wesentlichen konzentrisch in bezug auf den Außenzylinder 110 angeordnet.
-
Ein oberes Ende 122 des Innenzylinders 120 ist mit einem Bereich mit großem Durchmesser versehen, dessen Außendurchmesser in schräg verlaufender Weise zunimmt bzw. erweitert ist. Diese schräg verlaufende Oberfläche steht während einer normalen Fahrt des Fahrzeugs nicht mit dem Gummibereich 130 in Kontakt, gelangt jedoch mit einer oberen Oberfläche des Gummibereichs 130 in Kontakt, wenn der Hilfsrahmen 10 ein Nickverhalten zeigt, bei dem die Vorderseite von diesem aufgrund einer auf das hintere Differential 30 wirkenden Reaktionskraft nach oben verlagert wird (oder das hintere Ende von diesem nach unten verlagert wird).
-
Ein unterhalb von dem oberen Ende 122 befindlicher mittlerer Bereich 123 des Innenzylinders 120 weist im Querschnitt entlang einer horizontalen Ebene eine im wesentlichen ovale Formgebung auf. Die Schraubenöffnung 121 ist in der Längsrichtung des Ovals in der Mitte von diesem angeordnet.
-
Der Innenzylinder 120 ist zum Beispiel durch Schmieden eines Materials auf Stahlbasis gebildet.
-
Der Gummibereich 130 ist dadurch gebildet, daß vibrationsdämpfendes Gummimaterial zwischen der Innenumfangsfläche des Außenzylinders 110 und der Außenumfangsfläche des mittleren Bereichs 123 des Innenzylinders 120 eingebracht ist und das Gummimaterial durch Vulkanisationsverbindung mit dem Außenzylinder 110 und dem Innenzylinder 120 verbunden ist.
-
Die hinteren Buchsen 200 weisen jeweils einen Außenzylinder 210, einen Innenzylinder 220 und einen Gummibereich 230 auf.
-
Bei dem Außenzylinder 210 handelt es sich jeweils um einen Bereich, der im Preßsitz in dem entsprechenden Hinterbuchsen-Befestigungsbereich 15 des Hilfsrahmens 10 festzulegen ist, wobei der Bereich mit einer zylindrischen Formgebung ausgebildet ist.
-
Bei dem Innenzylinder 220 handelt es sich um ein im wesentlichen zylindrisches Element zum Einsetzen in den Außenzylinder 210 innerhalb seines Innendurchmessers. Gegenüberliegende Enden des Innenzylinders 220 ragen oben und unten aus dem Außenzylinder 210 heraus. Das Zentrum des Innenzylinders 220 ist mit einer Bolzen- bzw. Schraubenöffnung 221 versehen, in die ein Bolzen bzw. eine Schraube (nicht gezeigt) zum Festlegen des Innenzylinders 220 an dem Fahrzeugkörper B eingeführt ist. Im unbelasteten Zustand ist die Schraubenöffnung 221 im wesentlichen konzentrisch in bezug auf den Außenzylinder 210 angeordnet.
-
Ein unteres Ende 222 des Innenzylinders 220 ist mit einem Bereich mit großem Durchmesser versehen, dessen Außendurchmesser in schräg verlaufender Weise größer wird bzw. erweitert ist. Diese abgeschrägte Oberfläche steht während der normalen Fahrt des Fahrzeugs nicht mit dem Gummibereich 230 in Kontakt, gelangt jedoch mit einer unteren Oberfläche des Gummibereichs 230 in Kontakt, wenn der Hilfsrahmen 10 ein Nickverhalten zeigt, bei dem das vordere Ende von diesem aufgrund einer auf das hintere Differential 30 wirkenden Drehmomentaktionskraft nach oben verlagert wird (oder das hintere Ende von diesem nach unten verlagert wird).
-
Ein oberhalb von dem unteren Ende 222 vorgesehener mittlerer Bereich 223 des Innenzylinders 220 weist im Querschnitt entlang einer horizontalen Ebene eine im wesentlichen ovale Formgebung auf, wobei jedoch die Abmessung des Ovals in der Längsrichtung kleiner ist als bei dem mittleren Bereich 123 in dem Innenzylinder 120 jeder vorderen Buchse 100.
-
Daher ist die Dicke des Gummibereichs 230 an den gegenüberliegenden Längsenden des Ovals bei der hinteren Buchse 200 größer als bei der vorderen Buchse 100. Infolgedessen ist die Halterungssteifigkeit des Innenzylinders gegenüber einer Last, die in der Längsrichtung des Ovals aufgebracht wird, bei den hinteren Buchsen 200 geringer als bei den vorderen Buchsen 100. Die Schraubenöffnung 221 ist in der Längsrichtung dieses Ovals in der Mitte von diesem angeordnet.
-
Der Innenzylinder 220 ist zum Beispiel durch Schmieden unter Verwendung eines Materials auf Stahlbasis gebildet.
-
Der Gummibereich 230 ist dadurch gebildet, daß vibrationsdämpfendes Gummimaterial zwischen der Innenumfangsfläche des Außenzylinders 210 und der Außenumfangsfläche des mittleren Bereichs 223 des Innenzylinders 220 eingebracht ist und das Gummimaterial durch Vulkanisationsverbindung mit dem Außenzylinder 210 und dem Innenzylinder 220 verbunden ist.
-
Im folgenden werden die Richtungen beschrieben, in denen die vorderen Buchsen 100 und die hinteren Buchsen 200 gemäß dem Ausführungsbeispiel angebracht sind.
-
Wie in 2 gezeigt, ist ein Schnittpunkt zwischen einer Linie, die die zentrale Achse der linken vorderen Buchse 100 (d. h. die Achse der Innenzylinder-Schraubenöffnung) und die zentrale Achse der rechten hinteren Buchse 200 verbindet, und einer Linie, die die zentrale Achse der rechten vorderen Buchse 100 und die zentrale Achse der linken hinteren Buchse 200 verbindet, im wesentlichen mit dem Gierzentrum CY des Hilfsrahmens 10 ausgerichtet, wenn eine Differenz bei der Bremskraft zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad beispielsweise aufgrund einer Aktivierung eines Antiblockier-Bremssystems oder einer Fahrzeugstabilisiervorrichtung auftritt.
-
Die vorderen Buchsen 100 und die hinteren Buchsen 200 sind an dem Hilfsrahmen 10 derart angebracht, daß die Längsrichtungen der im Querschnitt ovalen Formgebungen der mittleren Bereiche 123 und 223 der Innenzylinder 120 und 220 orthogonal zu Linien sind, die von dem Gierzentrum CY zu den jeweiligen Buchsen verlaufen.
-
Die Vorteile des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden im folgenden erläutert.
-
Wie in 1 gezeigt, wirkt eine Drehmomentreaktionskraft eines Antriebsdrehmoments bei Betrachtung von der linken Seite des Fahrzeugs aus im Uhrzeigersinn auf das hintere Differential 30. Wenn das Antriebsdrehmoment hoch ist, da das Fahrzeug eine plötzliche Beschleunigung ausführt oder bergauf fährt, wirkt ein hohes Nickmoment in der nach vorn oben gehenden Richtung auf das hintere Differential 30, und dieses Nickmoment wird auf den Hilfsrahmen 10 übertragen und führt dazu, daß der Hilfsrahmen 10 ein Nickverhalten in der nach vorn oben gehenden sowie der nach hinten unten gehenden Richtung zeigt.
-
In diesem Fall bewegt sich der Außenzylinder 110 jeder vorderen Buchse 100 relativ zu dem Innenzylinder 120 nach oben. Dadurch gelangt die obere Oberfläche des Gummibereichs 130 mit der abgeschrägten Oberfläche des oberen Endes 122 des Innenzylinders 120 in Kontakt, um jegliche weiter nach oben gehende Bewegung des Außenzylinders 110 zu verhindern.
-
Andererseits bewegt sich der Außenzylinder 210 jeder hinteren Buchse 200 relativ zu dem Innenzylinder 220 nach unten. Dadurch gelangt die untere Oberfläche des Gummibereichs 230 mit der abgeschrägten Oberfläche des unteren Endes 222 des Innenzylinders 220 in Kontakt, um dadurch jegliche weiter nach unten gehende Bewegung des Außenzylinders 210 zu verhindern.
-
Die abgeschrägten Oberflächen der Innenzylinder 120 und 220 wirken somit als Anschlagelemente gegen vertikale Verlagerung der Außenzylinder 110 und 210 relativ zu den Innenzylindern 120 und 220, um dadurch ein Nicken des Hilfsrahmens 10 zu unterdrücken und beispielsweise auch Vibrationen und Geräusche zu unterdrücken, die durch ein Nickverhalten des Hilfsrahmens 10 oder durch eine Winkelstellung einer Verbindung der Gelenkwelle aufgrund des Nickens hervorgerufen werden.
-
Dieser Vorteil läßt sich in ähnlicher Weise erzielen, indem unabhängige Anschlagelemente zum Regulieren der Bewegung des Hilfsrahmens vorgesehen werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jedoch die eigentlichen Buchsen mit einer Anschlagfunktion ausgestattet, so daß eine geringere Anzahl von Komponenten, ein reduziertes Gewicht, geringere Kosten sowie eine geringere Anzahl von Konstruktionsprozessen ermöglicht werden, da es nicht notwendig ist, spezielle Anschläge für verschiedene Fahrzeugmodelle zu konstruieren.
-
Da ferner in der in 2 gezeigten Weise die Längsrichtungen der im Querschnitt ovalen Formgebungen der mittleren Bereiche 123 und 223 der Innenzylinder 120 und 220 in den jeweiligen Buchsen 100 und 200 orthogonal zu den Linien angeordnet sind, die von dem Gierzentrum CY zu den jeweiligen Buchsen verlaufen, kann die Steifigkeit der vorderen und hinteren Buchsen 100 und 200 gegenüber einer in einer Richtung wirkenden Last, die ein Gieren des Hilfsrahmens 10 hervorruft, relativ zu den anderen Richtungen selektiv verbessert werden.
-
Somit kann die Halterungssteifigkeit des Hilfsrahmens 10 gegenüber der Last in der Gierrichtung verbessert werden. Selbst wenn zum Beispiel ein Moment, das ein Gieren des Hilfsrahmens 10 hervorruft, als Ergebnis einer großen Differenz bei der Bremskraft erzeugt wird, die beispielsweise aufgrund einer Aktivierung des Antiblockier-Bremssystems oder der Fahrzeugstabilisiervorrichtung zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad auftritt, wird das Gieren des Hilfsrahmens 10 unterdrückt, um somit beispielsweise eine Anstellungsänderung bei den Hinterrädern W zu verhindern und dadurch die Lenkstabilität, wie zum Beispiel die Geradeauslaufstabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Darüber hinaus können Vibrationen und Geräusche verhindert werden, die bei Vibrationen des Fahrzeugaufbaus B durch den Hilfsrahmen 10 auftreten.
-
Wie ferner in 5 in einem Anfangsstadium einer Kurvenfahrt gezeigt ist, in dem das Fahrzeug die Ausführung einer Kurvenfahrt beginnt, wirken dann, wenn der Fahrzeugaufbau seine Orientierung in Abhängigkeit von einer von den Vorderrädern erzeugten Kurvenfahrtkraft zu ändern beginnt, die Hinterräder W als Widerstand und somit als Hindernis gegenüber der Kurvenfahrt des Fahrzeugs. Dies kann das Ansprechvermögen und das Betätigungsgefühl (wie zum Beispiel ein Lenkungs-Feedback) in unerwünschter Weise beeinträchtigen.
-
In dieser Hinsicht sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die mittleren Bereiche 223 der Innenzylinder 220 mit einer im Querschnitt ovalen Formgebung versehen, so daß die Abmessung der Innenzylinder 220 der hinteren Buchsen 200, die die relative Rotation möglicherweise behindern können, in der Längsrichtung des Ovals kleiner ausgebildet ist und somit eine Behinderung der Bewegung des Fahrzeugaufbaus B in dem anfänglichen Kurvenfahrtstadium unterdrückt wird und auf diese Weise das Ansprechvermögen und das Betätigungsgefühl verbessert werden.
-
Modifikationen
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind verschiedene Modifikationen und Änderungen im technischen Umfang der Erfindung möglich.
- (1) Die Konstruktionen, Formgebungen, Materialien und Herstellungsverfahren des Hilfsrahmens sowie der verschiedenen an diesem angebrachten Komponenten sind nicht auf die bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen beschränkt, sondern können in geeigneter Weise verändert werden.
- (2) Obwohl die Innenzylinder der vorderen Buchsen und der hinteren Buchsen bei dem Ausführungsbeispiel jeweils durch Schmieden in integraler Weise ausgebildet sind, können auch andere Herstellungsverfahren und andere Materialien verwendet werden. Zum Beispiel können die Innenzylinder alternativ durch Gießen unter Verwendung einer Aluminiumlegierung, durch Spritzgießen unter Verwendung von technischem Kunststoff oder durch Kombinieren von mehreren Elementen gebildet sein. Weiterhin ist die Querschnittsform der mittleren Bereiche nicht auf die im wesentlichen ovale Formgebung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Hilfsrahmen
- 11
- vorderes Element
- 12
- hinteres Element
- 13
- Seitenelemente
- 14
- Befestigungsbereich für vordere Buchse
- 15
- Befestigungsbereich für hintere Buchse
- 20
- Hinterradeaufhängung
- 21
- vordere Querlenker
- 22
- hintere Querlenker
- 23
- Längslenker
- 30
- hinteres Differential
- 100
- vordere Buchsen
- 110
- Außenzylinder
- 120
- Innenzylinder
- 121
- Schraubenöffnung
- 122
- oberes Ende
- 123
- mittlerer Bereich
- 130
- Gummibereich
- 200
- hintere Buchsen
- 210
- Außenzylinder
- 220
- Innenzylinder
- 221
- Schraubenöffnung
- 222
- unteres Ende
- 223
- mittlerer Bereich
- 230
- Gummibereich
- B
- Fahrzeugaufbau
- CY
- Gierzentrum
- W
- Rad
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
