DE3635612A1

DE3635612A1 - Fahrzeugaufhaengung

Info

Publication number: DE3635612A1
Application number: DE19863635612
Authority: DE
Inventors: Kiyokatsu Miura; Nobuo Hiraiwa; Hajime Naruse; Shogo Tanaka; Hisaomi Kumai; Mitsuo Kawase; Naoto Kitagawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1987-05-21
Also published as: DE3635612C2; US4723791A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugaufhän gung, genauer gesagt, eine Fahrzeugaufhängung mit einem Unterrahmen, bei dem Aufhängungsarme, die jeweils ein Rad lagern, schwenkbar mit der linken und rechten Seite des Unterrahmens verbunden sind.

Ein solches Fahrzeug, bei dem Aufhängungsarme, die je weils ein Rad lagern, schwenkbar mit der linken und rechten Seite eines Unterrahmens verbunden sind und bei dem der Unterrahmen über Montageelemente aus Gummi mit der Fahrzeugkarosse verbunden ist, besitzt den Vorteil, daß im Vergleich zu einem Fahrzeug, bei dem die Aufhän gungsarme direkt mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt sind, der Montagevorgang auf einer Montagestraße verein facht wird, in einfacher Weise eine hohe Montagegenauig keit erreicht werden kann und die Herabsetzung der Ge räuschentwicklung erleichtert wird. Da die vordere und hintere Federung für den Fahrkomfort, die Steifigkeit in bezug auf seitliche Kräfte für die Steuerbarkeit und die Nachgiebigkeit in vertikaler Richtung zur Verhin derung von Vibrationen von den Eigenschaften der an den Verbindungsstellen des Unterrahmens mit der Fahrzeug karosserie angeordneten Montageelemente aus Gummi ab hängen, sind die Form, Lage, Härte und andere Eigen schaften dieser Gummimontageelemente in verschieden artiger Weise verbessert worden.

Bei der in der veröffentlichten japanischen Gebrauchs musterschrift 1 55 605/80 beschriebenen Fahrzeugauf hängung sind Lagerabschnitte an zwei linken und rech ten vorderen Stellen des Aufhängungselementes, d. h. eines Unterrahmens, über entsprechende elastische Ele mente derart an einer Fahrzeugkarosserie montiert, daß sich der Unterrahmen vorwärts, rückwärts, nach links und nach rechts bewegen kann. Ein Lagerabschnitt an ei nem hinteren mittleren Punkt ist über ein elastisches Element derart an der Fahrzeugkarosserie montiert, daß sich der Unterrahmen nur vorwärts und rückwärts bewe gen kann.

Bei der in der veröffentlichten japanischen Gebrauchs musterschrift 70 408/81 beschriebenen Aufhängung sind ein vorderes Montageelement und ein hinteres Montage element, d. h. ein Unterrahmen, über vier Montageele mente aus Gummi, die vorne, hinten, links und rechts angeordnet und so ausgebildet sind, daß der Abstand zwischen der Drehachse eines Rades und dem vorderen Gummimontageelement sich von dem zwischen der Drehach se und dem hinteren Gummimontageelement unterscheidet, mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden.

Bei einem Aufhängungssystem, das in der veröffentlich ten japanischen Gebrauchsmusterschrift 9926/84 be schrieben ist, wird ein Unterrahmen durch Querelemen te, die vorne und hinten angeordnet sind, und ein Mon tageelement gebildet, das vor den vorderen Querelemen ten angeordnet und am linken und rechten Ende über Gummimontageelemente mit einer Fahrzeugkarosserie ver bunden ist. Die entsprechenden inneren Enden eines Paares von Aufhängungsarmen sind mit den Querelemen ten gekoppelt, und der vordere und hintere Abschnitt eines Differentialträgers sind in entsprechender Wei se über Gummimontageelemente mit dem Montageelement und dem hinteren Querelement gekoppelt.

Bei den in den vorstehend genannten Veröffentlichungen beschriebenen Aufhängungssystemen ist jeder Unterrah men mit der Fahrzeugkarosserie über insgesamt vier Gum mimontageelemente verbunden, die an Vorder- und Hinter abschnitten der entsprechenden Seiten des Unterrahmens angeordnet sind, oder über insgesamt drei Gummimonta geelemente, die an den entsprechenden Vorderseiten und dem hinteren mittleren Abschnitt des Unterrahmens an geordnet sind, so daß die vordere und hintere Federung und die Lenkeigenschaften bei der Einwirkung von seit lichen Kräften bestimmt werden, nachdem die Form und die Federkonstante dieser Gummimontageelemente festge legt und die Elemente in vorgegebene Positionen ge bracht worden sind.

Da das hintere Gummimontageelement normalerweise in seitlicher Richtung hart ausgebildet ist, sind die Be reiche in bezug auf die Auswahl der Federkonstanten und der Einbaurichtung des hinteren Gummimontageele mentes begrenzt. Da ferner die Einbaurichtung des vor deren Gummimontageelementes durch das hintere Gummi montageelement beschränkt wird, sind das vordere und hintere und das Längsfedervermögen sowie das Lenkver mögen bei der Einwirkung von seitlichen Kräften in be zug auf den Freiheitsgrad beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug aufhängung zu schaffen, mit der die Freiheit in bezug auf die Einstellung der Längsfederung und das Lenkver mögen bei der Einwirkung von seitlichen Kräften erwei tert und der Fahrkomfort sowie die Steuerbarkeit ver bessert werden können.

Bei einer mit einem Aussteifungsstab oder einem Gegen lenker zur Einschränkung der Vorwärts- und Rückwärts bewegung eines Radträgers versehenen Aufhängung kann ein Ende des Aussteifungsstabes mit einem Unterrahmen verbunden sein, um den Montagevorgang durch Anordnung des Unterrahmens weiter zu vereinfachen (siehe bei spielsweise die veröffentlichten japanischen Gebrauchs musterschriften 1 34 309/82 und 1 92 407/84). Da in diesem Fall die über den Aussteifungsstab auf den Unterrahmen übertragene Längskraft groß ist, muß die Steifigkeit der Verbindung zwischen dem Unterrahmen und dem Aus steifungsstab sowie die von deren Umgebung erhöht wer den, was ein Hindernis in bezug auf die Gewichtserspar nis des Unterrahmens darstellt.

Die Erfindung bezweckt somit ferner die Schaffung ei ner Fahrzeugaufhängung, bei der die über den Ausstei fungsstab übertragene Längskraft direkt in die Fahr zeugkarosserie abgeleitet werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Fahrzeugaufhängung geschaffen, die eine Reihe von Aufhängungsarmen, welche jeweils ein Rad lagern, einen schwenkbar an seiner linken und seiner rechten Seite mit den entsprechenden Aufhängungsarmen verbundenen Unterrahmen, welcher auf jeder Seite Ab schnitte vor und hinter der Drehachse eines Rades be sitzt, und eine Vielzahl von elastischen Montageele menten umfaßt.

Der Unterrahmen ist auf jeder Seite über mindestens zwei der elastischen Montageelemente mit einer Fahrzeugka rosserie verbunden, wobei die Montageelemente mit seit lichem Abstand in einem der Abschnitte und mindestens ein elastisches Montageelement im anderen Abschnitt an geordnet sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Unterrahmen auf einer Seite über mindestens zwei der elastischen Montageelemente, die mit seitlichem Ab stand in einem der Abschnitte angeordnet sind, mit ei ner Fahrzeugkarosserie verbunden. Der Unterrahmen ist hierbei ferner über mindestens ein elastisches Montage element, das im anderen Abschnitt angeordnet ist, an seinem Mittelpunkt in seitlicher Richtung mit der Fahr zeugkarosserie verbunden.

Wenn die Aufhängung desweiteren einen Aussteifungsstab bzw. Gegenlenker auf jeder Seite der Fahrzeugkarosserie aufweist, ist das eine Ende des Aussteifungsstabes mit dem Aufhängungsarm oder einem Radträger und das andere Ende desselben mit einem Montageabschnitt verbunden, an dem das innere von den beiden elastischen Montage elementen befestigt ist, die an jeder Seite des Unter rahmens angeordnet sind.

Die Form, Federkonstante, das Ausmaß der Nichtlinearität etc. von zwei ersten und zweiten elastischen Montageele menten an den entsprechenden Seiten sind unter einem hohen Freiheitsgrad im Hinblick auf die gegenseitige Beziehung zwischen dem ersten und zweiten elastischen Montageelement ausgewählt, auch wenn diese Eigenschaf ten eines dritten elastischen Montageelementes denen des Standes der Technik entsprechen. Beispielsweise ist eine beliebige Auswahl innerhalb eines beträchtlichen Bereiches möglich, so daß die Federkonstante des ersten oder zweiten elastischen Montageelementes größer ist als die des anderen Elementes oder der Grad der Nicht linearität von einem der Montageelemente steiler aus fällt als der des anderen Elementes. Wenn darüberhin aus jedes elastische Montageelement mit Abschnitten versehen ist, die große und kleine Federkonstanten auf weisen, können das erste und zweite elastische Monta geelement so in den Unterrahmen eingebaut werden, daß sich die Richtungen der Abschnitte, die eine große Fe derkonstante aufweisen, voneinander unterscheiden. So mit wird der Freiheitsgrad in bezug auf die Form und den Einbau der elastischen Montageelemente beträchtlich erhöht.

Was die vertikale Federkonstante anbetrifft, so wird das innere des ersten und zweiten elastischen Montage elementes an den entsprechenden Seiten kleiner ausge bildet als das äußere, um das Vibrationsverhinderungs vermögen zu verbessern.

Was die Längsfederkonstante anbetrifft, so werden das erste und zweite elastische Montageelement an den ent sprechenden Seiten jeweils mit Abschnitten versehen, die eine große und kleine Federkonstante aufweisen, oder ein elastisches Montageelement wird mit Abschnitten ver sehen, die eine große und kleine Federkonstante besit zen, während das andere elastische Montageelement so ausgebildet wird, daß es eine große Federkonstante auf weist.

Wenn zwei elastische Montageelemente an den entspre chenden Seiten im Vorderabschnitt der Drehachse des Rades angeordnet sind, werden beide elastische Monta geelemente so eingebaut, daß der von einem Abschnitt des äußeren Montageelementes mit einer großen Feder konstanten und einer Geraden, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, gebildete Winkel klei ner ist als der von einem Abschnitt des inneren Monta geelementes mit großer Federkonstanten und der sich in Längsrichtung erstreckenden Geraden gebildete Winkel, um hierdurch den Fahrkomfort zu verbessern und zur glei chen Zeit die Steuerbarkeit bei der Einwirkung von seit lichen Kräften zu fördern.

Was die Längsfederkonstante anbetrifft, so ist, wenn zwei elastische Montageelemente an den entsprechenden Seiten vor der Drehachse des Rades angeordnet sind, die Federkonstante des elastischen Montageelementes, das an der Außenseite angeordnet ist, größer als die des elastischen Montageelementes, das an der Innenseite an geordnet ist, um auf diese Weise die Steuerbarkeit bei der Einwirkung von seitlichen Kräften zu verbessern.

Wenn zwei elastische Montageelemente an den entspre chenden Seiten hinter der Drehachse des Rades angeord net sind, wird ein ähnlicher Effekt erreicht, wenn die vorstehend beschriebene Ausführungsform umgekehrt wird.

Wenn die Federkonstante von mindestens einem des ersten und zweiten elastischen Elementes an den entsprechenden Seiten nicht linear ist, wird die Position des von zwei elastischen Montageelementen gebildeten scheinbaren Mon tageelementes in Abhängigkeit von der Größe der seitli chen Kraft bei der Einwirkung einer solchen Kraft be wegt, um das Lenkvermögen zu verändern.

Wenn die Aufhängung mit einem Aussteifungsstab bzw. Ge genlenker versehen ist, wird der Stab mit dem Montage abschnitt verbunden, an dem das innere elastische Mon tageelement der beiden elastischen Montageelemente an den entsprechenden Seiten befestigt ist, so daß die vom Aussteifungsstab übertragene Last direkt auf die Fahr zeugkarosserie übertragen wird. Somit kann die Steifig keit des Unterrahmens reduziert werden, wodurch der Un terrahmen kompakt und leicht ausgebildet sein kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs beispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die rechte Hälfte einer Aufhängung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Unter rahmens;

die Fig. 3a und 3b Schnittansichten, in denen elastische Monta geelemente dargestellt sind, welche vor ent sprechenden Seiten des Unterrahmens angeord net sind;

Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie 4-4 in Fig. 1;

die Fig. 5 und 6 beispielhafte Darstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise eines elastischen Monta geelementes;

Fig. 7 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Durchbiegung und Last verdeutlicht;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Last und Lenkwinkel des Unterrahmens ver deutlicht; und

Fig. 9 eine Draufsicht auf die rechte Hälfte einer anderen Ausführungform einer Aufhängung.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt eine Aufhängung 10 einen Unterrahmen 14, bei dem Aufhängungsarme 12, die jeweils ein Rad lagern, schwenkbar mit seiner linken und rechten Seite (in Figur ist die rechte Seite dar gestellt) verbunden sind.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird der Aufhängungsarm 12 durch einen oberen Arm, einen ersten unteren Arm 18 und einen zweiten unteren Arm 20 gebildet. Der obere Arm 16 besitzt eine ebene, V-förm ige Gestalt, wobei seine divergierenden Enden in Brei tenrichtung einer Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) schwenkbar mit dem Unterrahmen 14 verbunden sind, wie nachfolgend erläutert. Ein äußeres Ende des oberen Ar mes 16 ist über ein Kugelgelenk 22 mit einem Radträger 24 verbunden.

Die äußeren Enden eines ersten und zweiten unteren Ar mes 18, 20 sind mit Armen 26, 28 verbunden, die am Rad träger 24 vorgesehen sind. Die Verbindung erfolgt über Gummihülsen (nicht gezeigt) mit Hilfe von Bolzen 30, so daß ein Schwenkvorgang um eine Horizontalachse mög lich ist. Die inneren Enden des ersten und zweiten un teren Armes 18, 20 sind schwenkbar mit dem Unterrahmen 14 verbunden, wie nachfolgend erläutert wird.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Unterrahmen 14 symmetrisch um die Mittellinie ausgebildet, die sich in Längsrich tung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und mit der Fahr zeugkarosserie über zwei elastische Montageelemente 34, 36 verbunden, die an jeder Seite im Vorderabschnitt ei ner Drehachse eines Rades 32, das am Radträger 24 mon tiert ist, angeordnet sind. Ein elastisches Montageele ment 38 befindet sich an jeder Seite im hinteren Ab schnitt der Drechachse des Rades 32, wie nachfolgend erläutert wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Unterrah men 14 einstückig aus zwei Elementen 40, die in Längs richtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, und zwei Trägerelementen 42, 44 hergestellt, die sich zwi schen den Elementen 40 erstrecken. Die beiden Elemente 40 sind in geeigneter Weise gebogen, um eine störende Beeinflussung der Fahrzeugkarosserie zu verhindern. Das Trägerelement 42 ist mit einem Zwischenabschnitt eines jeden Elementes 40 verschweißt, während das Trägerele ment 44 mit einem hinteren Ende eines jeden Elementes 40 verschweißt ist. Ein Differentialträger 46 (Fig. 1) wird durch beide Trägerelemente über eine an sich be kannte Einheit gelagert.

Die beiden elastischen Montageelemente 34, 36 sind in seitlichen Abständen an einem vorderen Ende des Elemen tes 40 angeordnet, wobei sich das innere elastische Montageelement 34 vor dem äußeren elastischen Montage element 36 befindet. Das elastische Montageelement 38 ist am hinteren Ende des Elementes 40 angeordnet. An Stellen, die in Längsrichtung etwa gleiche Abstände von einer Antriebswelle 48 aufweisen, die sich vom Diffe rentialträger 46 zwischen die beiden Trägerelemente 42, 44 erstreckt, sind Haltearme 50, 52 für den oberen Arm 16, ein Haltearm 54 für den ersten unteren Arm 18 und ein Haltearm 56 für den zweiten unteren Arm 20 angeord net. Die jeweiligen Arme sind durch Bolzen über Gummi buchsen (nicht gezeigt) schwenkbar mit den entsprechen den Haltearmen verbunden.

Die entsprechenden elastischen Montageelemente bestehen aus Gummi. Die beiden vorderen elastischen Montageele mente 34, 36 bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungs form besitzen dreidimensionale Federkonstanten, die sich in der inneren und äußeren voneinander unterscheiden.

Das elastische Montageelement 34 weist ein inneres Rohr 58 auf, das mit einer inneren Umfangsfläche verklebt ist, und ein äußeres Rohr 60, das mit einer äußeren Um fangsfläche verklebt ist. Zwei ausgehöhlte Löcher 62 sind symmetrisch an beiden Seiten des inneren Rohres 58 angeordnet und erstrecken sich in Axialrichtung des selben. Das Loch 62 besteht aus einem Abschnitt 63 a ei ner ebenen bogenförmigen Gestalt und einem ausgeweiteten Abschnitt 63 b, der an beiden Enden des Abschnittes 63 a vorgesehen ist. Ein Abschnitt 35 a des elastischen Monta geelementes 34, der zwischen gegenüberliegenden ausge weiteten Abschnitten 63 b angeordnet ist, ist mit Gummi gefüllt, so daß er in der Richtung x hart ist, d. h. eine große Federkonstante besitzt, während ein Abschnitt 35 b in einer Richtung y senkrecht zur Richtung x auf grund des Vorhandenseins des Loches 62 weich ist, d. h. eine geringe Federkonstante besitzt.

Das elastische Montageelement 36 besitzt ein inneres Rohr 64, das mit einer inneren Umfangsfläche verklebt ist, und ein äußeres Rohr 66, das mit einer äußeren Um fangsfläche verklebt ist. Das elastische Montageelement 36 weist desweiteren zwei Eisenplatten 67 in Abschnitten 37 a, die mit Gummi gefüllt sind, an beiden symmetrischen Seitenpositionen um das innere Rohr 64 herum auf. Zwei ausgehöhlte Löcher 68 sind symmetrisch an beiden Seiten positionen des inneren Rohres 64 angeordnet und erstrecken sich in Axialrichtung desselben. Das Loch 68 besteht aus einem Abschnitt 69 a mit ebener bogenförmiger Gestalt und einem ausgeweiteten Abschnitt 69 b, der an beiden Enden des Abschnittes 69 a vorgesehen ist.

Die Umfangslänge des bogenförmigen Abschnittes 69 a des Lochs 68 ist geringer als die des bogenförmigen Abschnit tes 63 a des Lochs 62. Mit anderen Worten, die Gummimenge in einem weichen Abschnitt 37 b des elastischen Montage elementes 36 ist im Vergleich zu einem weichen Abschnitt 35 b des Montageelementes 34 geringer, und der Raum des ausgeweiteten Abschnittes 69 b des Lochs 68 im Montageele ment 36 ist um die verringerte Gummimenge größer.

Beide elastische Montageelemente 34, 36 unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise durch den Unterschied in der Form oder den Abmessungen der Löcher 62, 68 und durch das Vorhandensein der Eisenplatte 67 in der folgenden Weise:

in Richtung x:

Da das äußere elastische Montageelement 36 die Eisen platte 67 aufweist, wird die Länge des Gummis in Hori zontalrichtung geringer, so daß das innere elastische Montagelement 34 weicher wird.

in Richtung y:

Obwohl die Federkonstante durch die Scherung der harten Abschnitte 35 a, 37 a der elastischen Montageelemente be stimmt wird, bis die bogenförmigen Abschnitte 63 a, 69 a der Löcher abgeflacht sind, besitzt das innere elasti sche Montageelement 34 im Vergleich zum äußeren elasti schen Montageelement 36 die größere Horizontallänge an Gummi, so daß es weicher ist als das äußere Montageele ment. Wenn die bogenförmigen Abschnitte 63 a, 69 a abge flacht werden, wird die Federkonstante durch die Kompres sion der Abschnitte 35 b, 37 b in Richtung y erhöht. Da in diesem Fall die Länge des Abschnittes 35 b des inneren Montageelementes 34 in Horizontalrichtung größer ist als die des äußeren Abschnittes 37 b, wird das innere Monta geelement 34 härter.

in Richtung z senkrecht zur Papierfläche: Während die Federkonstante durch die Scherung der har ten Abschnitte 35 a, 37 a in Richtung x bestimmt wird, ist die Horizontallänge des Abschnittes 35 a des inne ren elastischen Montageelementes 34 größer als die des äußeren Abschnittes 37 a, so daß das innere Montageele ment 34 weicher wird.

Das hintere elastische Montageelement 38 kann die gleiche Konstruktion wie das elastische Montageelement 34 be sitzen.

Das äußere Rohr eines jeden elastischen Montageelemen tes ist mittels Preßpassung in einem im Unterrahmen 14 vorgesehenen Loch befestigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind hierbei die elastischen Montageelemente so angeord net, daß der Winkel R₁ zwischen dem Abschnitt 37 a mit der großen Federkonstante des äußeren elastischen Mon tageelementes 36 und einer sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckenden Geraden kleiner wird als der Winkel R₂ zwischen dem Abschnitt 35 a mit der großen Federkonstanten des inneren elastischen Montage elementes 34 und der in Längsrichtung der Fahrzeugka rosserie verlaufenden Geraden. Der Winkel R₃ zwischen dem Abschnitt mit der großen Federkonstanten des hin teren elastischen Montageelementes 38 und der sich in Längsrichtung erstreckenden Geraden ist am größten. Bei der dargestellten Ausführungsform betragen R₁ 30°, R₂ 45° und R₃ 90°.

Der Unterrahmen 14 ist mit der Fahrzeugkarosserie über die elastischen Montageelemente durch Bolzen verbunden, die in das innere Rohr eines jeden Montageelementes ein gesetzt sind. Das elastische Montageelement 36 an der vorderen Außenseite ist vorzugsweise so angeordnet, daß es einem Abschnitt der Fahrzeugkarosserie mit hoher Steifigkeit, d. h. einer Schwenkplatte 90 oder einem Torsionskasten 92, gegenüberliegt.

Ein Aussteifungsstab (Gegenlenker) 70, dessen hinteres Endes schwenkbar über eine bekannte Konstruktion mit dem Radträger 24 verbunden ist, ist schräg angeordnet, so daß ein vorderes Ende mit einem Montageabschnitt 72 verbunden ist, an dem das innere elastische Montageele ment 34 befestigt ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Haltearm 74 so vorgesehen, daß er vom Montageabschnitt 72 des Unterrahmens vorsteht. Ein am Ende des Ausstei fungsstabes 70 vorgesehenes Auge 71 ist in einem vom Haltearm 74 vorgesehenen Spalt angeordnet. Eine mit ei ner Hülse 78 versehene Gummibuchse 76 ist mittels Preß passung im Auge 71 befestigt. Der Aussteifungsstab 70 ist mit einem Bolzen 80, der sich durch die Hülse 78 erstreckt, mit dem Haltearm 74 schwenkbar verbunden.

Die Position, in der der Haltearm 74 montiert ist, ist so festgelegt, daß die Verlängerung der Achse des Aus steifungsstabes 70 mit der Achse des elastischen Monta geelementes 34 in der in Fig. 1 gezeigten Draufsicht zusammenfällt und den mittleren Abschnitt der Vertikal länge des elastischen Montageelementes 34 kreuzt, wie in der Vorderansicht der Fig. 4 dargestellt. Wenn so mit das elastische Montageelement 34 über einen in der Fahrzeugkarosserie 82 befestigten Gewindebolzen und eine Mutter 86 mit der Fahrzeugkarosserie 82 verbunden wird, wird die über den Aussteifungsstab 70 aufgebrachte Last durch den Montageabschnitt 72, das elastische Montage element 34 und den Bolzen 84 auf die Fahrzeugkarosserie 82 übertragen, ohne daß ein Moment im Montageabschnitt 72 und somit im Unterrahmen 14 erzeugt wird oder mit Erzeugung eines sehr kleinen Momentes. Daher kann der Unterrahmen 14 eine geringe Steifigkeit und ein gerin ges Gewicht besitzen. Wenn der Gewindebolzen 84 auskragt, wie in der Zeichnung dargestellt, ist eine Verstärkungs platte 38 vorzugsweise zwischen der Fahrzeugkarosserie 82 und dem Gewindebolzen 84 vorgesehen, um diesen zu verstärken.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind zwei elastische Montageelemente 34, 36 an den entspre chenden Seiten des Unterrahmens 14 vor der Drehachse des Rades angeordnet, und ein elastisches Montageele ment 38 befindet sich an den entsprechenden Seiten des Unterrahmens 14 hinter der Achse des Rades. Insbeson dere dann, wenn die Aufhängung 10 für die Vorderräder verwendet wird, können alternativ dazu auch zwei ela stische Montageelemente 34, 36 an den entsprechenden Seiten des Unterrahmens 14 hinter der Drehachse des Ra des und ein elastisches Montageelement 38 an den ent sprechenden Seiten des Unterrahmens vor der Drehachse angeordnet sein.

Die in Fig. 9 dargestellte Aufhängung 110 ist für Vor derräder geeignet und umfaßt einen Unterrahmen 114 mit Aufhängungsarmen 112, die schwenkbar mit der linken und rechten Seite des Rahmens verbunden sind.

Der Aufhängungsarm 112 besteht aus einem oberen Arm 116, der im wesentlichen die gleiche Form wie bei der vor stehend beschriebenen Ausführungsform besitzt, und ei nem unteren Arm 118, der allgemein L-förmig ausgebil det ist. Der obere Arm 116 ist über einen Bolzen 122 und eine Mutter 124 schwenkbar mit einem Haltearm 120 verbunden, der am Unterrahmen 114 vorgesehen ist. Der untere Arm 118 ist an seinen zwei inneren, in Längsrich tung voneinander beabstandeten Enden über eine bekannte Verbindungskonstruktion schwenkbar mit dem Unterrahmen 114 verbunden. Ein Achsschenkel 126 ist über Kugelge lenke (nicht gezeigt) an entsprechenden äußeren Enden des oberen und unteren Armes 116, 118 befestigt, und ein Vorderrad 128 wird vom Achsschenkel 126 getragen. Da der untere Arm 118 L-förmig ausgebildet ist, wirkt er der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Vorderrades 128 entgegen, so daß auf einen Aussteifungsstab ver zichtet werden kann.

Der Unterrahmen 114 besteht aus zwei Querelementen 130, 132, die vorne und hinten angeordnet sind, und aus zwei Seitenelementen 134, die mit den Querelementen 130, 132 verschweißt sind. Der Unterrahmen 114 ist symmetrisch um die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie er streckende Mittellinie ausgebildet. Er ist mit der Fahr zeugkarosserie über ein elastisches Montageelement 136, das an den entsprechenden Seiten vor der Drehachse des Vorderrades 128 angeordnet ist, und über zwei elasti sche Montageelemente 138, 140, die sich an den entspre chenden Seiten hinter der Drehachse befinden, verbun den. Am Unterrahmen 114 ist ein Getriebe 142 einer Lenk einrichtung montiert.

Das elastische Montageelement 136 besitzt eine hohe seitliche Steifigkeit und eine niedrige Längssteifig keit und ist ähnlich wie das elastische Montageelement 38 ausgebildet und angeordnet. Die hinteren elastischen Montageelemente 138, 140 sind entsprechend dem elasti schen Montageelement 34 ausgebildet. Das äußere elasti sche Montageelement 140 kann ähnlich ausgebildet sein wie das Montageeelement 36. Wenn jedoch die elastischen Montageelemente 138, 140 mittels Preßpassung im Unter rahmen 114 befestigt werden, werden beide Elemente so positioniert, daß die harten Abschnitte derselben in unterschiedliche Richtungen weisen. Mit anderen Worten, die Winkel R₄, R₅, die die harten Abschnitte der ela stischen Montageelemente 140, 138 mit der sich in Längs richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckenden Geraden bilden, werden gegen den Uhrzeigersinn gemessen, wäh rend die Winkel R₁, R₂ zwischen den entsprechenden harten Abschnitten der Montageelemente 36, 34 und der sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstrecken den Geraden im Uhrzeigersinn gemessen werden. Darüber hinaus ist der Winkel R₄ größer als der Winkel R₅. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt R₄ 60° und R₅ 45°.

Das elastische Montageelement 38 oder 136 hinter oder vor der Drehachse des Rades ist an den entsprechenden Seiten des Unterrahmens 14 oder 114 angeordnet. Statt dessen kann jedoch auch nur ein elastisches Montage element, das in den Fig. 1 und 9 gestrichelt darge stellt ist, in einer seitlich mittleren Position des Elementes 44 oder 130 angeordnet sein. In diesem Fall ist der Unterrahmen über insgesamt fünf elastische Mon tageelemente mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Zwei elastische Montageelemente, die an den entsprechen den Seiten des Unterrahmens vorgesehen sind, besitzen Federkonstanten, die sich dreidimensional voneinander unterscheiden. Die Federkonstante kann jedoch auch nur in der Richtung x, y, z oder in beliebigen zwei Rich tungen verschieden sein.

Obwohl der Aussteifungsstab 70 an einem Ende mit dem Radträger 24 verbunden ist, kann er auch mit dem Auf hängungsarm 12, d. h. einem der unteren Arme 18, 20 oder dem oberen Arm 16, verbunden sein. Der Aufhängungs arm 12 wird im Falle einer Macpherson-Aufhängung nur durch einen einzigen Arm gebildet.

Es werden nunmehr die Wirkungen beschrieben, die durch die Tatsache hervorgerufen werden, daß die vertikale Federkonstante des äußeren elastischen Montageelemen tes 36 von zwei elastischen Montageelementen 34, 36, die an den entsprechenden Seiten des Unterrahmens 14 angeordnet sind, größer ist als die des inneren Mon tageelementes 34.

Das äußere elastische Montageelement 36 ist mit der Schwenkplatte 90 oder dem Torsionskasten 92 (Fig. 1) der Fahrzeugkarosserie verbunden, die eine große Stei figkeit und eine geringe Vibrationsempfindlichkeit be sitzen. Da die vertikale Federkonstante des äußeren elastischen Montageelementes 36 größer ist als die des inneren Elementes, kann das äußere Montageelement 36 eine höhere Last aufnehmen. Wenn daher Vibrationen vom Differentialgetriebe 46 auf den Unterrahmen 14 übertra gen werden, wird eine größere Last über das Montageele ment 36 auf den Abschnitt der Fahrzeugkarosserie, der eine geringe Empfindlichkeit besitzt, übertragen, so daß schließlich die auf die Fahrzeugkarosserie übertra genen Vertikalschwingungen reduziert werden.

Es werden nunmehr die Wirkungen beschrieben, die durch die Tatsache verursacht werden, daß der Winkel R₁ (Fig. 1) zwischen dem Abschnitt 37 a mit einer großen Fe derkonstanten des äußeren elastischen Montageelementes 36 der beiden Montageelemente, die an den entsprechen den Seiten des Unterrahmens 14 angeordnet sind, und der sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstrek kenden Geraden kleiner ist als der Winkel R₂ zwischen dem Abschnitt 35 a mit einer großen Federkonstanten des inneren Montageelementes 34 und der sich in Längsrich tung erstreckenden Geraden.

Wie in Fig. 5 gezeigt, wird angenommen, daß die Feder konstanten der harten Abschnitte der elastischen Monta geabschnitte 36, 34 und 38 k ₁, k ₂ und k ₃ betragen. Die zusammengesetzte Federkonstante aus k ₁, k ₂ beträgt k ₀, und der Schnittpunkt zwischen den Richtungen von k ₀ links und k ₀ rechts beträgt 0. Beim Auftreten einer durch Um drehungen des Rades verursachten seitlichen Kraft F neh men die vorderen elastischen Montageelemente MR ₁, MR ₂, ML ₁ und ML ₂ die aufgeteilte vordere seitliche Kraft Ff auf, neigen dazu, sich um den Punkt 0 zu drehen und be wegen sich entsprechend nach mr ₁, mr ₂, ml ₁ und ml ₂. Die hinteren elastischen Montageelemente MR ₃, ML ₃ nehmen die hintere aufgeteilte seitliche Kraft Fr auf und be wegen sich nach mr ₃, ml ₃. Wenn in diesem Falle k ₂ klei ner ist als k ₁, selbst wenn die Summe von k ₁ und k ₂ kon stant ist, bewegt sich der Schnittpunkt 0 von k ₀ nach 0_o. Das bedeutet, daß sich der Betrag der seitlichen Bewegung eines jeden vorderen elastischen Montageele mentes erhöht, so daß die Aufhängung die Neigung zum Untersteuern besitzt,und die Steuerbarkeit verbessert wird. Da die Summe von k ₁ und k ₂ dann konstant ist, steigt das Längsfedervermögen extrem wenig an, und der Fahrkomfort wird kaum verschlechtert.

Wenn die Längsfederkonstante des äußeren elastischen Montageelementes 36 größer ist als die des inneren Mon tageelementes 34, d. h. k ₂ < k ₁, kann sich der Schnitt punkt 0 von k ₀ nach 0_o bewegen, und die seitliche Bewe gung eines jeden vorderen elastischen Montageelementes kann sichergestellt werden. Folglich besitzt die Aufhän gung die Neigung zum Untersteuern, und die Steuerbar keit wird verbessert.

Es werden nunmehr die Wirkungen beschrieben, die durch die Tatsache hervorgerufen werden, daß die Längsfeder konstante von mindestens einem der beiden elastischen Montageelemente 34, 36, die an den entsprechenden Sei ten des Unterrahmens 14 angeordnet sind, nicht linear ist.

Wenn das Federvermögen des elastischen Montageelemen tes 34 sowie das des elastischen Montageelementes 36 nicht linear sind, wie durch A und B in Fig. 7 ge zeigt, d. h. wenn die Lastzunahme bis zum Erreichen der Durchbiegung δ₁ und die nach dem Erreichen dieser Durch biegung einen unterschiedlichen Verlauf besitzt, unter scheidet sich die Lastverteilung zwischen den elasti schen Montageelementen 34, 36, nachdem die Durchbiegung δ₁ erreicht ist. Folglich bewegt sich das gedachte Mon tageelement M (Fig. 6), das für die beiden elastischen Montageelemente eingesetzt wurde, in Abhängigkeit von der Größe der Durchbiegung δ. Wie in Fig. 8 gezeigt, ändert sich somit der Winkel des Unterrahmens der vor liegenden Erfindung abrupt, wie bei D gezeigt, so daß das sogenannte Lenkvermögen abrupt verändert werden kann, während der Unterrahmen 14 mit herkömmlichen vier oder drei Montageelementen einen durch die Last verschobenen Winkel C besitzt.

Da das Lenkvermögen abrupt verändert werden kann, kann der Lenkwinkel des Rades in Abhängigkeit von der Größe der aufgenommenen seitlichen Kraft eingestellt werden, so daß auf diese Weise das Verhalten von einem Drehen mit kleiner seitlicher Beschleunigung zu einem solchen mit einer hohen Grenze seitlicher Beschleunigung stark verbessert werden kann.

Auch das Ausmaß, in dem das innere elastische Montage element 34 nicht linear wird, ist größer als das, in dem das äußere elastische Montageelement 36 nicht li near wird, und der Aussteifungsstab 70 ist mit dem Mon tageabschnitt 72 des inneren elastischen Montageelemen tes 34 verbunden, so daß der Effekt der Übertragung ei ner großen Last, die durch das Fahren über einen Stein verursacht wird, direkt auf die Fahrzeugkarosserie ver bessert wird.

Erfindungsgemäß wird somit eine Fahrzeugaufhängung vor geschlagen, die eine Reihe von Aufhängungsarmen, die jeweils ein Rad tragen, und einen Unterrahmen umfaßt, der auf seiner linken und rechten Seite schwenkbar mit den entsprechenden Aufhängungsarmen verbunden ist. Der Unterrahmen besitzt auf jeder Seite Abschnitte vor und hinter der Drehachse des Rades und sechs elastische Mon tageelemente. Er ist auf jeder Seite über zwei der ela stischen Montageelemente, die mit seitlichem Abstand in einem der Abschnitte angeordnet sind, und über ein ela stisches Montageelement, das im anderen Abschnitt ange ordnet ist, mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Claims

1. Aufhängung für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch:
eine Reihe von Aufhängungsarmen (12, 112), die jeweils ein Rad (32, 128) tragen;
einen Unterrahmen (14, 114), der an seiner linken und rechten Seite schwenkbar mit entsprechenden Aufhängungs armen (12, 112) verbunden ist und der auf jeder Seite Abschnitte vor und hinter der Drehachse des Rades auf weist; und
eine Vielzahl von elastischen Montageelementen (34, 36, 38; 136, 138, 140), wobei der Unterrahmen (14, 114) auf jeder Seite mit ei ner Fahrzeugkarosserie über mindestens zwei elastische Montageelemente (34, 36; 138, 140), die mit seitlichem Abstand in einem der Abschnitte angeordnet sind, und über mindestens ein elastisches Montageelement (38, 136), das im anderen Abschnitt angeordnet ist, verbunden ist.

2. Aufhängung für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch:
eine Reihe von Aufhängungsarmen (12, 112), die jeweils ein Rad (32, 128) tragen;
einen Unterrahmen (14, 114), der an seiner linken und rechten Seite mit entsprechenden Aufhängungsarmen (12, 112) schwenkbar verbunden ist und auf jeder Seite Ab schnitte vor und hinter der Drehachse des Rades auf weist; und
eine Vielzahl von elastischen Montageelementen (34, 36; 138, 140), wobei der Unterrahmen (14, 114) auf jeder Seite mit ei ner Fahrzeugkarosserie über mindestens zwei der elasti schen Montageelemente (34, 36; 138, 140), die mit seit lichem Abstand in einem der Abschnitte angeordnet sind, verbunden ist, wobei der Unterrahmen desweiteren über mindestens ein elastisches Montageelement, das im ande ren Abschnitt angeordnet ist, in seiner Mitte von der Seite her gesehen mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.

3. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die vertikale Federkonstante eines äußeren elastischen Montageelementes (36, 140) der auf jeder Seite angeordneten beiden elastischen Montageele mente größer ist als die eines inneren elastischen Mon tageelementes (34, 138).

4. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden elastischen Montageelemente (34, 36), die an jeder Seite angeordnet sind, vor der Drehachse des Rades (32) vorgesehen sind und daß die Längsfederkonstante des äußeren elastischen Montageele mentes (36) der beiden Elemente größer ist als die des inneren elastischen Montageelementes (34).

5. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden elastischen Montageelemente (34, 36), die an jeder Seite angeordnet sind, vor der Drehachse des Rades (32) vorgesehen sind und jeweils einen Abschnitt mit einer großen Längsfederkonstanten auf weisen und daß der Winkel zwischen dem Abschnitt mit großer Federkonstanten des äußeren elastischen Montage elementes (36) und einer sich in Längsrichtung der Fahr zeugkarosserie erstreckenden Geraden kleiner ist als der zwischen dem Abschnitt mit großer Federkonstanten des inneren elastischen Montageelementes (34) und der Ge raden.

6. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden elastischen Montageelemente (138, 140), die an jeder Seite angeordnet sind, hinter der Drehachse des Rades (128) vorgesehen sind und daß die Längsfederkonstante des äußeren elastischen Monta geelementes (140) der beiden Elemente kleiner ist als die des inneren elastischen Montageelementes (138).

7. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden elastischen Montageelemente (138, 140), die an jeder Seite angeordnet sind, hinter der Drehachse des Rades (128) vorgesehen sind und je weils einen Abschnitt mit einer großen Längsfederkon stanten aufweisen und daß der Winkel zwischen dem Ab schnitt mit großer Federkonstanten des äußeren elasti schen Montageelementes (140) und einer sich in Längs richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckenden Geraden größer ist als der zwischen dem Abschnitt mit großer Federkonstanten des inneren elastischen Montageelemen tes (138) und der Geraden.

8. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Längsfederkonstante von mindestens einem der beiden elastischen Montageelemente, die an jeder Seite angeordnet sind, nichtlinear ist.

9. Aufhängung eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch:
eine Reihe von Aufhängungsarmen (12), die jeweils ei nen Radträger tragen;
einen Unterrahmen (14), der an seiner linken und rech ten Seite schwenkbar mit entsprechenden Aufhängungsar men (12) verbunden ist und auf jeder Seite Abschnitte vor und hinter der Drehachse eines Rades (32), das vom Radträger getragen wird, aufweist;
einen Aussteifungsstab (Gegenlenker) (70) auf jeder Sei te der Fahrzeugkarosserie, der an einem Ende mit einem Aufhängungsarm (12) oder Träger verbunden ist; und eine Vielzahl von elastischen Montageelementen (34, 36, 38), wobei der Unterrahmen (14) auf jeder Seite mit einer Fahrzeugkarosserie über mindestens zwei der elastischen Montageelemente (34, 36), die mit seitlichem Abstand in einem der Abschnitte vorgesehen sind, und über mindestens ein elastisches Montageelement (38), das im anderen Ab schnitt angeordnet ist, verbunden ist und wobei das an dere Ende des Aussteifungsstabes (70) mit einem Abschnitt verbunden ist, an dem ein inneres elastisches Montageele ment (34) der beiden elastischen Montageelemente, die auf jeder Seite vorgesehen sind, befestigt ist.

10. Aufhängung für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch: eine Reihe von Aufhängungsarmen (12), die jeweils einen Radträger tragen;
einen Unterrahmen (14), der an seiner linken und rechten Seite schwenkbar mit entsprechenden Aufhängungsarmen (12) verbunden ist und auf jeder Seite Abschnitte vor und hin ter der Drehachse eines Rades (32), das vom Radträger ge tragen wird, aufweist;
einen Aussteifungsstab (Gegenlenker) (70), der an jeder Seite einer Fahrzeugkarosserie angeordnet und an einem Ende mit einem Aufhängungsarm (12) oder Träger verbunden ist; und
eine Vielzahl von elastischen Montageelementen (34, 36), wobei der Unterrahmen (14) auf jeder Seite mit einer Fahrzeugkarosserie über mindestens zwei der elastischen Montageelemente (34, 36), die mit seitlichem Abstand in einem der Abschnitte angeordnet sind, und über mindes tens ein elastisches Montageelement, das im anderen Abschnitt angeordnet ist, in der Mitte in seitlicher Richtung verbunden ist und wobei das andere Ende des Aussteifungsstabes (70) mit einem Abschnitt verbunden ist, an dem ein inneres elastisches Montageelement (34) der beiden elastischen Montageelemente, die auf jeder Seite angeordnet sind, befestigt ist.

11. Aufhängung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden elastischen Montageelemente (34, 36), die an jeder Seite angeordnet sind, im Vorder abschnitt in bezug auf die Drehachse des Rades (32) vor gesehen sind und daß die Federkonstanten in Längs-, seitlicher und vertikaler Richtung des inneren elasti schen Montageelementes (34) der beiden Elemente klei ner sind als die in Längs-, seitlicher und vertikaler Richtung des äußeren elastischen Montageelementes (36).