DE102011056309B4

DE102011056309B4 - Koppellenkerachse mit verbesserten Nachlaufeigenschaften

Info

Publication number: DE102011056309B4
Application number: DE102011056309.1A
Authority: DE
Inventors: Sungjin Kim; Seongho An; Byongcheol Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: DE102011056309A1; US20130062850A1; JP2013056657A; CN102991299A; DE102011056309A9; KR20130027860A; US8505939B2

Abstract

Eine Koppellenkerachsen-Aufhängung (1) mit verbesserten Nachlaufeigenschaften für ein Fahrzeug, wobei die Koppellenkerachsen-Aufhängung aufweist:einen Querverbinder (11) mit zwei Enden, wobei an den beiden Enden des Querverbinders (11) je ein Längslenker (12) angeordnet ist, und an den beiden Längslenkern mittels Haltern (14) je eine Halterung (13) montiert ist, an welchen jeweils ein Hinterrad (RW) montiert ist,ein Zentralrohr (21), welches in einer Mitte des Querverbinders (11) angeordnet ist und sich in longitudinaler Richtung des Fahrzeugs erstreckt, undzwei Lenkerstangen (22), die jeweils zwei Enden aufweisen, wobei das eine Ende der einen Lenkerstange (22) mit einer der beiden Halterungen (13) und das andere Ende der einen Lenkerstange (22) mit dem Zentralrohr (21) verbunden ist, und das eine Ende der anderen Lenkerstange (22) mit der anderen Halterung (13) und das andere Ende der anderen Lenkerstange (22) ebenfalls mit dem Zentralrohr (21) verbunden ist,wobei die beiden anderen Enden voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dassdie beiden anderen Enden bezüglich einer Längsrichtung des Fahrzeugs hintereinander mit dem Zentralrohr (21) verbunden sind; unddas eine Ende der einen Lenkerstange (22), welche zu einer Vorderseite des Fahrzeugs weisend verbunden ist, zu einer Heckseite des Fahrzeugs abgewinkelt ist, unddas eine Ende der anderen Lenkerstange (22), welche zur Heckseite des Fahrzeugs weisend verbunden ist, zur Vorderseite des Fahrzeugs abgewinkelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Koppellenkerachsen-Aufhängung (CTBA für Englisch „coupled torsion beam axle“, oder auch eine Verbundlenkerachsen-Aufhängung), was eine Art einer (Rad-)Aufhängung eines Fahrzeugs darstellt, und genauer eine CTBA mit verbesserten Nachlaufeigenschaften, die den Spurwert (z.B. den Spurwinkel) eines Hinterrades während des Lenkens steuern kann, so dass dieser durch eine einfache Struktur nach innen eingelenkt wird während des Lenkens.
Eine Koppellenkerachsen-Aufhängung (CTBA), welche eine Art einer (Rad-)Aufhängung eines Fahrzeugs darstellt, hat eine kleine Zahl von Bauteilen, hat eine ausgezeichnete Haltbarkeit und kann leicht gewartet werden wegen eines einfachen Aufbaus und ist relativ günstiger als andere Aufhängevorrichtungen, was bedeutet, dass die CTBA vorzugsweise in einem kleinen Fahrzeug verwendet wird.
Bezug nehmend auf eine wesentliche Struktur der CTBA Aufhängungsvorrichtung, wie in 1 und 2 dargestellt, weist die CTBA 100 auf einen Querverbinder 111, Längslenker 112, welche an beiden Enden des Querverbinders 111 bereitgestellt sind, und Halterungen 113, an welchen Hinterräder RWs (für Englisch „rear wheels“) befestigt sind, welche in den Längslenkern 112 bereitgestellt sind.
Die CTBA 100 hat jedoch eine konstruktive Eigenschaft, dass Hinterräder RWs nach außen ausgelenkt werden, wenn das Fahrzeug wendet (bzw. eine Kurve fährt). Darum kann eine Hinterrad-Steuervorrichtung bereitgestellt werden in der CTBA, wie es offenbart ist in einem Stand-der-Technik-Dokument KR 10 2006 0 006 797 A , um die Handhabung und die Fahrstabilität zu verbessern. Wenn, wie in 1 dargestellt, eine Seitenkraft Fs angreift, während das Fahrzeug wendet, wird das Hinterrad RW, welches die Seitenkraft Fs aufnimmt, nach außen ausgelenkt in Richtung A, wie in 1 dargestellt, oder wenn ein Außenrad des Hinterrads RW über eine Unebenheit fährt (B für Englisch „bump“), und daraufhin ein inneres Rad zurückprallt (R für Englisch „rebound“), wird ein Spurwert des Hinterrads RW nach außen ausgelenkt, so dass die Lenkungsstabilität zerstört wird. Darum muss der Spurwert des Hinterrads RW gesteuert werden durch die Verwendung eines Aktuators und eines Verbindungselements.
Das bedeutet, dass der Aktuator und das Verbindungselement, welche den Spurwert des Hinterrads steuern können, in der CTBA bereitgestellt werden, und eine Steuervorrichtung betätigt den Aktuator in Abhängigkeit von einer Fahrbedingung, um den Spurwert des Hinterrads zu steuern.
Da jedoch, wie oben beschrieben, die Technologie, welche den Spurwert des Hinterrads durch elektronische Steuerung steuert, teuer ist, werden die Herstellungskosten des Fahrzeugs erhöht, und ein Aufbau ist kompliziert.
Die gattungsbildende DE 10 2006 033 755 A1 offenbart eine Radaufhängung, bei welcher ein Wattgestänge zwei Stangen aufweist, die schwenkbar an einer Wippe montiert sind, die sich auf der Fahrzeuglängsachse befindet. Die zwei Stangen sind jeweils schwenkbar und mit einem Höhenversatz zueinander mit einem am jeweiligen Längslenker montierten separaten Lagerteil verbunden.
Die DE 10 2008 010 614 A1 offenbart eine Achsaufhängung für ein Fahrzeug, bei welcher jeder der Radführungslenker mit einer zentralen Halterung mittels eines Gelenks verbunden ist.
Die JP 2008 - 207 771 A offenbart eine Radaufhängung, bei welcher das jeweilige eine Ende von Lenkerstangen dreidimensional und drehbar nahe hinteren Enden der rechten und linken Längslenker angebracht sind, und das jeweilige andere Ende an einem zentral angeordneten Schwenkarm.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Koppellenkerachsen-Aufhängung mit verbesserten Nachlaufeigenschaften bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Koppellenkerachsen-Aufhängung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Koppellenkerachsen-Aufhängung (CTBA für Englisch „coupled torsion beam axle“) mit verbesserten Nachlaufeigenschaften bereit, welche eine einfache Struktur hat, damit der Spurwert eines Hinterrades während des Lenkens konstruktiv durch eine Verbindungsstruktur ohne komplizierte elektronische Steuerung nach innen eingelenkt werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Koppellenkerachsen-Aufhängung (CTBA für Englisch „coupled torsion beam axle“) mit verbesserten Nachlaufeigenschaften bereit, welche Längslenker und Halter aufweist, an welchen Hinterräder mittels Halterungen an beiden Enden eines Querverbinders montiert sind, ein Zentralrohr, welches in einer Längsrichtung eines Fahrzeugs in der Mitte des Querverbinders (durch diesen hindurch) durchtritt, und eine Lenkerstange, von der ein Ende mit der Halterung verbunden ist und das andere Ende mit dem Zentralrohr verbunden ist, wobei die beiden anderen Enden hintereinander mit dem Zentralrohr verbunden sind, wobei das eine Ende der Lenkerstange, die zu einer Vorderseite des Fahrzeugs weisend verbunden ist, zu einer Heckseite des Fahrzeugs abgewinkelt ist, und das eine Ende der Lenkerstange, welche zu einer Heckseite des Fahrzeugs weisend verbunden ist, zu einer Vorderseite des Fahrzeugs abgewinkelt ist.
Durch die erfindungsgemäße Lösung hält eine Lenkerstange ein Hinterrad während einer Fahrt über eine Unebenheit oder während des Lenkens in einer einfachen Struktur zur Steuerung der Nachlaufeigenschaften der CTBA, was dazu führt, dass ein Spurwert des Hinterrades nach innen eingelenkt wird, wodurch die Fahrstabilität steigt.
Die Lenkerstange kann gemäß einer Ausgestaltung mit der Halterung durch ein Kugelgelenk verbunden sein.
Das eine Ende der Lenkerstange kann gemäß einer Ausgestaltung mit der Halterung so verbunden sein, dass es höher ist als das Zentralrohr.
Das eine Ende der Lenkerstange kann gemäß einer Ausgestaltung mit der Halterung vor dem Mittelpunkt des Hinterrades verbunden sein.
Jede der Lenkerstangen kann gemäß einer Ausgestaltung hintereinander mit dem Zentralrohr durch ein Bolzengelenk verbunden sein.
Die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorzüge, welche anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich sind, bzw. genauer erläutert werden. Zusammen mit der „Detaillierten Beschreibung“ dienen sie der Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung.

1 ist eine Draufsicht einer Koppellenkerachse (CTBA) gemäß bezogener Technik.
2 ist eine Hinteransicht einer CTBA gemäß bezogener Technik.
3 ist eine Draufsicht einer beispielhaften CTBA mit verbesserten Nachlaufeigenschaften gemäß vorliegender Erfindung.
4 ist eine Hinteransicht einer beispielhaften CTBA mit verbesserten Nachlaufeigenschaften gemäß vorliegender Erfindung.
5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils einer beispielhaften CTBA mit verbesserten Nachlaufeigenschaften gemäß vorliegender Erfindung.
6 ist eine Ansicht, welches einen Zusammenbau-Zustand eines Zentralrohrs in einer beispielhaften CTBA mit verbesserten Nachlaufeigenschaften gemäß vorliegender Erfindung zeigt.

Es ist zu verstehen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig maßstabsgerecht sind, und dass sie eine etwas vereinfachte Darstellung der Eigenschaften bilden, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Spezifische Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie z.B. spezifische Abmessungen, Ausrichtungen, Positionierungen und Formen, werden teilweise auch durch die geplante Nutzung und Anwendungsumgebung bestimmt.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche oder ähnliche Teile der vorliegenden Erfindung.
Es wird nun detailliert Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Beispiele werden durch die beigefügten Zeichnungen und den Text unten erläutert. Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungen erläutert wird, wird damit in keiner Weise die Erfindung auf die Ausführungsbeispiele eingeschränkt.
Wie in 3 und 4 dargestellt, weist die beispielhafte CTBA mit verbesserten Nachlaufeigenschaften gemäß vorliegender Erfindung, welche Längslenker 12 und mittels Haltern 14 montierte Halterungen 13, auf welchen Hinterräder RWs an beiden Enden eines Querverbinders 11 montiert sind, ein Zentralrohr 21 auf, welches in longitudinaler Richtung eines Fahrzeugs in der Mitte des Querverbinders 11 (durch diesen hindurch) durchtritt, und eine Lenkerstange 22, deren eines Ende mit der Halterung 13 verbunden ist und deren anderes Ende mit dem Zentralrohr 21 verbunden ist.
Das Zentralrohr 21 ist bereitgestellt, um durch den Querverbinder 11 der CTBA hindurchzutreten. Das Zentralrohr 21 ist bereitgestellt, um durch die Mitte des Querverbinders 11 hindurchzutreten in einer Richtung, welche senkrecht zum Querverbinder 11 ist. Das bedeutet, dass das Zentralrohr 21 in der Längsrichtung des Fahrzeugs eingebaut ist. In diesem Fall tritt das Zentralrohr 21 durch den Querverbinder 11 hindurch, und dann werden der Querverbinder 11 und das Zentralrohr 21 aneinander befestigt, indem die Abschnitte W des Querverbinders 11 und des Zentralrohrs 21, welche einander wie in 6 dargestellt berühren, miteinander verschweißt werden, so dass der Querverbinder 11 mit dem Zentralrohr 21 unbeweglich verbunden wird.
Ein Ende der Lenkerstange 22 ist mit der Halterung 13 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Zentralrohr 21 verbunden. Die Lenkerstange 22 ist ausgebildet als ein Paar, und jeweils eine der Lenkerstangen ist auf der linken bzw. der rechten Seite ausgebildet und steuert einen Spurwert des linken bzw. des rechten Hinterrads. Ein Ende der Lenkerstange 22 ist mit der Halterung 13 durch ein Kugelgelenk oder eine Buchse verbunden, und eine Buchse 22a ist am anderen Ende ausgebildet, welches so verbunden ist, dass das Zentralrohr 21 die Buchse 22a durchdringt. Bei einem Paar von Lenkerstangen 22 sind die linke Lenkerstange und die rechte Lenkerstange hintereinander mit dem Zentralrohr 21 durch das Bolzengelenk verbunden, da das andere Ende der jeweiligen Lenkerstange mit einem einzigen Zentralrohr 21 durch ein Bolzengelenk verbunden ist.
Wenn, wie oben beschrieben, sowohl die linke als auch die rechte Lenkerstange 22 mit dem Zentralrohr 21 durch das Bolzengelenk verbunden ist, wird eine Sicherungsmutter 23 am äußeren Ende des Zentralrohrs 21 angebracht, um zu verhindern, dass die Lenkerstange 22 herausgelangen kann.
Wenn, wie oben beschrieben, ein Paar Lenkerstangen 22 im Wesentlichen parallel zum Querverbinder 11 verbunden sind, ist ein Ende der Lenkerstange 22, d.h. ein Abschnitt, wo die Lenkerstange 22 und die Halterung 13 miteinander verbunden sind, vor einem Radmittelpunkt des Hinterrades angeordnet und oberhalb des Querverbinders 11 angeordnet, um Lenkstabilität sicherzustellen.
Wenn, wie in 3 und 5 dargestellt, die Lenkerstange 22 mit der Halterung 13 verbunden ist, ist die Lenkerstange 22 mit der Halterung 13 vor der Radmitte des Hinterrades verbunden bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Wenn also, wie in 5 detailliert dargestellt, die Lenkerstange 22 mit der Halterung 13 verbunden ist, ist die Lenkerstange 22 mit der Halterung 13 vor der Radmitte des Hinterrades RW verbunden bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs (ein Pfeil in 5). Da die einen Enden der Lenkerstangen 22 hintereinander mit dem Zentralrohr 21 verbunden sind, sind die jeweils anderen Enden der Lenkerstangen 22 gebogen, und das eine Ende der Lenkerstange 22, die mit dem Zentralrohr 21 durch das Bolzengelenk in einem vorderen Abschnitt des Zentralrohrs 21 verbunden ist, ist in Richtung zu der Heckseite des Fahrzeugs gebogen, und das andere Ende der Lenkerstange 22, die mit dem Zentralrohr 21 durch das Bolzengelenk in einem hinteren Abschnitt des Zentralrohrs 21 verbunden ist, ist in Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeugs gebogen.
Weil wie oben beschrieben ein Ende der Lenkerstange 22 mit der Halterung 13 vor der Radmitte des Hinterrades RW bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs verbunden ist, zieht ein Ende der Lenkerstange 22, wenn das Hinterrad RW über eine Unebenheit (B) fährt, den vorderen Abschnitt des Hinterrades RW, um das Hinterrad nach innen einzulenken.
Wenn, wie in 4 dargestellt, die Lenkerstange 22 mit der Halterung 13 verbunden ist, ist ein Ende der Lenkerstange 22 in einer Position verbunden, die höher ist als der Querverbinder 11, um das Hinterrad nach innen einzulenken durch Ziehen am Hinterrad während des Überfahrens der Unebenheit. Da das eine Ende der Lenkerstange 22, welches außerhalb der CTBA 1 liegt, hoch ist, ist das Paar von Lenkerstangen 22 in Form eines ,V's angeordnet. Das führt dazu, dass beim Überfahren einer Unebenheit mit einem Außenrad die Lenkerstange das äußere Hinterrad zieht, um zu ermöglichen, dass ein Spurwert des Hinterrads RW nach innen eingelenkt wird.
Wie oben beschrieben ist die Lenkerstange 22 in der CTBA parallel zum Querverbinder 11 angeordnet, so dass die Lenkerstange 22 das Hinterrad RW hält, um das Ausspuren des Hinterrads RW zu steuern, wenn das Fahrzeug wendet, eine Kurve fährt oder das Hinterrad über eine Unebenheit fährt, so dass die Lenkerstange 22 zum inneren Teil des Hinterrades RW zeigt um zu ermöglichen, dass das Hinterrad RW nach innen gezogen wird.
Dementsprechend werden die Nachlaufeigenschaften von CTBA 1 verbessert, wenn das Fahrzeug gesteuert wird oder über eine Unebenheit fährt, um die Fahrstabilität zu verbessern.
Um die Erklärung zu vereinfachen und eine genaue Definition in den beigefügten Ansprüchen zu ermöglichen, werden die Begriffe „vorne“, „hinten“, etc. verwendet, um Elemente der beispielhaften Ausführung zu bezeichnen mit Bezug auf die Positionierung dieser Elemente wie in den Zeichnungen dargestellt.

Claims

Eine Koppellenkerachsen-Aufhängung (1) mit verbesserten Nachlaufeigenschaften für ein Fahrzeug, wobei die Koppellenkerachsen-Aufhängung aufweist: einen Querverbinder (11) mit zwei Enden, wobei an den beiden Enden des Querverbinders (11) je ein Längslenker (12) angeordnet ist, und an den beiden Längslenkern mittels Haltern (14) je eine Halterung (13) montiert ist, an welchen jeweils ein Hinterrad (RW) montiert ist, ein Zentralrohr (21), welches in einer Mitte des Querverbinders (11) angeordnet ist und sich in longitudinaler Richtung des Fahrzeugs erstreckt, und zwei Lenkerstangen (22), die jeweils zwei Enden aufweisen, wobei das eine Ende der einen Lenkerstange (22) mit einer der beiden Halterungen (13) und das andere Ende der einen Lenkerstange (22) mit dem Zentralrohr (21) verbunden ist, und das eine Ende der anderen Lenkerstange (22) mit der anderen Halterung (13) und das andere Ende der anderen Lenkerstange (22) ebenfalls mit dem Zentralrohr (21) verbunden ist, wobei die beiden anderen Enden voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden anderen Enden bezüglich einer Längsrichtung des Fahrzeugs hintereinander mit dem Zentralrohr (21) verbunden sind; und das eine Ende der einen Lenkerstange (22), welche zu einer Vorderseite des Fahrzeugs weisend verbunden ist, zu einer Heckseite des Fahrzeugs abgewinkelt ist, und das eine Ende der anderen Lenkerstange (22), welche zur Heckseite des Fahrzeugs weisend verbunden ist, zur Vorderseite des Fahrzeugs abgewinkelt ist.
Die Koppellenkerachsen-Aufhängung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die beiden Lenkerstangen (22) mit der Halterung (13) durch ein Kugelgelenk oder eine Buchse verbunden sind.
Die Koppellenkerachsen-Aufhängung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das eine Ende der beiden Lenkerstangen (22), welches mit der jeweiligen Halterung (13) verbunden ist, in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen in einer höheren Position liegt als das andere Ende der beiden Lenkerstangen (22), welches mit dem Zentralrohr (21) verbunden ist.
Die Koppellenkerachsen-Aufhängung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das eine Ende der beiden Lenkerstangen (22), welches mit der jeweiligen Halterung (13) verbunden ist, bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs weiter vorne als ein Mittelpunkt der Hinterräder (RW) angeordnet ist.
Die Koppellenkerachsen-Aufhängung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der Lenkerstangen (22) mit dem Zentralrohr (21) durch ein Bolzengelenk verbunden ist.