DE3719327A1

DE3719327A1 - Radaufhaengung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3719327A1
Application number: DE19873719327
Authority: DE
Inventors: Fusami Oyama; Shingo Ohbayashi; Akira Takahashi; Hiroshi Mori; Takeo Inoue
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1987-06-10
Publication date: 1987-12-17
Also published as: US4732407A; DE3719327C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Kraft fahrzeug.

Es wird eine Radaufhängung verwendet, die ein Schwingorgan wie etwa einen Lenker oder eine Achsstrebe zum schwenkbaren Verbinden eines Rads mit dem Fahrzeugaufbau eines Kraft fahrzeugs aufweist. Ein Ende des Schwingorgans ist an dem Fahrzeugaufbau über ein elastisches Element, z. B. eine Gummibuchse, angelenkt. Die Federkonstante des elastischen Elements ist so bestimmt, daß sie den Anforderungen hin sichtlich verminderter Vibrationen des Fahrzeugaufbaus und verminderter Geräusche sowie einer Verbesserung der Lenk fähigkeit entspricht.

Die JP-Offenlegungsschrift 60-1 46 707 zeigt eine Radaufhän gung, bei der ein hohles elastisches Element auf einem An lenkpunkt eines Schwingorgans angeordnet und die Kammer des elastischen Elements mit Öl gefüllt ist. Die Federkonstante wird durch Ändern des Öldrucks in der Kammer geregelt. Das elastische Element, z. B. eine Gummibuchse, erfährt jedoch im Lauf der Zeit eine Materialverschlechterung durch das Hochdrucköl. Außerdem ist es schwierig, die Federkonstante durch Ändern des Öldrucks zu regeln.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Radauf hängung, bei der die Federkonstante eines elastischen Ele ments, das auf dem Anlenkpunkt eines Schwingorgans ange ordnet ist, sich mit der Änderung der Winkellage des Schwingorgans ändert, wobei ein Einstellsystem zur Ein stellung der Winkellage nach Maßgabe der Fahrbedingungen vorgesehen ist.

Die Radaufhängung nach der Erfindung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Schwingorgan zum schwenkbaren Verbin den eines der Räder des Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeug aufbau, ist gekennzeichnet durch eine drehbar am Fahrzeug aufbau gelagerte Welle, durch eine an der Welle befestigte ringförmige elastische Buchse, wobei die ringförmige ela stische Buchse Federkonstanten hat, die in verschiedenen Winkellagen unterschiedlich sind, und wobei das Schwing organ mit der elastischen Buchse in Drehverbindung steht, und durch Mittel zum Verdrehen der Welle nach Maßgabe von Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs, um die Federkonstanten in bezug auf das Schwingorgan zu ändern.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt die ringförmige elastische Buchse eine auf der Welle gesicherte Innenhülse, eine mit einem Ende des Schwingorgans in Drehverbindung stehende Außenhülse und ein zwischen beiden Hülsen angeord netes und daran gesichertes ringförmiges Gummielement, wobei das ringförmige Gummielement zwei genau gegenüber liegende Schlitze aufweist.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Radaufhängung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Radaufhängung;

Fig. 3a und 3b Gummibuchsen;

Fig. 4 eine größere Schnittansicht eines Teils der Radaufhängung von Fig. 1;

Fig. 5 eine Vorderansicht von Fig. 4;

Fig. 6a bis 6c verschiedene Winkellagen von Gummibuchsen;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Radaufhängung nach der Erfindung;

Fig. 8a bis 8c verschiedene Winkellagen von Gummibuchsen in der Radaufhängung von Fig. 7;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der Radaufhängung nach der Erfindung;

Fig. 10 eine größere Schnittdarstellung eines Teils von Fig. 9; und

Fig. 11 eine in Fig. 10 verwendete Gummibuchse.

Fig. 1 zeigt eine Hinterradaufhängung, wobei ein Paar Hin terräder 1 über Achsen 4 drehbar an Rahmen F 1 und F 2 abge stützt ist. Jeder Rahmen ist rechteckförmig und umfaßt zwei Lenker 2, 3, die in bezug auf den Aufbau eines Kraftfahr zeugs quer angeordnet sind, sowie einen längs angeordneten Lenker 4 a und eine Welle 6.

Gemäß Fig. 4 ist die Welle 6 an einem Querträger 5 des Auf baus in Lagern 13 drehbar gelagert, die in einer am Quer träger 5 befestigten Laufbüchse 12 angeordnet sind. Im äußeren Ende jedes Lagers 13 ist eine Öldichtung 18 vorge sehen. Die Lenker 2 und 3 sind mit beiden Enden der Welle 6 über Gummibuchsen 7 a bzw. 7 b verbunden.

Wie Fig. 3a zeigt, umfaßt die Gummibuchse 7 a eine Innen hülse 71, eine Außenhülse 72, die mit der Innenhülse 71 koaxial ist, und ein zwischen beiden Hülsen 71, 72 ange ordnetes und daran befestigtes ringförmiges Gummielement 73. Das Gummielement 73 weist genau gegenüberliegende und in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze 73 a auf. Infolge dessen ist die Federkonstante in der die Schlitze 73 a durchsetzenden X-X-Richtung kleiner als die Federkonstante in der dazu senkrechten Y-Y-Richtung. Gemäß Fig. 3b kann auch ein Gummielement 73 b mit genau gegenüberliegenden Metallplatten 73 c auf der Y-Y-Linie anstelle des Gummiele ments 73 verwendet werden.

Wie Fig. 4 zeigt, steht die Innenhülse 71 mit der Welle 6 durch eine Keilverbindung in Eingriff, und die Außenhülse 72 ist an einem Bund 15 mit sphärisch gewölbter Außenfläche befestigt, der an zwei Spannringen 16 gesichert ist. Die Spannringe 16 beider Gummibuchsen 7 a, 7 b sind drehbar in Löchern der Lenker 2, 3 an den Enden 2 a bzw. 3 a befestigt, so daß die Lenker 2, 3 über die Gummibuchsen 7 a, 7 b drehbar auf der Welle 6 abgestützt sind. Die Gummibuchse 7 a ist von einer Mutter 14 gehalten, die mit einem Ende der Welle 6 in Eingriff steht. Am anderen Ende der Welle 6 greift ein Arm 11 c in eine Keilnutverbindung ein, und die Gummibuchse 7 c und der Arm 11 c sind von einer Mutter 14 a gehalten.

Gemäß den Fig. 1 und 2 sind die Arme 11 c beider Rahmen F 1 und F 2 über Gelenke 17 (Fig. 4) mit einer Lenkverbindungs stange 11 b unter Bildung eines Rechteckquerlenkers 11 ver bunden. Der mittlere Abschnitt der Lenkverbindungsstange 11 b ist mit einem Arm 11 a verbunden, der an einer Abtriebs welle eines Untersetzungsgetriebes 10 für einen Motor 9 gesichert ist. Die Radaufhängung weist einen Fahrzeugge schwindigkeitsfühler 19 und eine Steuereinheit 20 zum An treiben des Motors 9 nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindig keit auf.

Ferner ist der Lenker 4 a jedes Rahmens mit dem Aufbau über eine Schrägschwinge 8 an einem Vorderende 81 verbunden, um die auf das Rad in Längsrichtung wirkende Last aufzunehmen.

Fig. 6a zeigt Winkellagen der Gummibuchsen in einem niedri gen Fahrgeschwindigkeitsbereich. Dabei sind die Gummibuch sen links vorn und links hinten mit 7 a und 7 b und die Gum mibuchsen rechts vorn und rechts hinten mit 7 a′ und 7 b′ bezeichnet. Die vorderen Gummibuchsen 7 a und 7 a′ sind so angeordnet, daß die einander gegenüberliegenden Schlitze 73 a jeder Buchse auf einer Linie in Vertikalrichtung lie gen, um die Federkonstante in Vertikalrichtung zu verrin gern. Dagegen sind die hinteren Gummibuchsen 7 b und 7 b′ so angeordnet, daß die entgegengesetzten Schlitze 73 a auf einer Linie in Horizontalrichtung liegen.

Wenn bei einer solchen Anordnung der Gummibuchsen das Fahr zeug mit geringer Geschwindigkeit durch eine Kurve fährt, wirken Seitenkräfte auf die Räder 1 und komprimieren die hinteren Gummibuchsen 7 b, 7 b′ stärker als die vorderen Gummibuchsen 7 a, 7 a′. Infolgedessen läuft das in einer Kur ve innere Rad in der Vorspur und das äußere Rad in der Nachspur aufgrund der Einfederung der Gummibuchsen. Das heißt, die Hinterräder 1 werden entgegengesetzt zu den Vorderrä dern eingeschlagen, wodurch die Lenkfähigkeit bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit verbessert wird.

Bei mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt die Steuer einheit 20 ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Ausgangs signal des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 19 und verdreht den Arm 11 im Uhrzeigersinn um 45° in Fig. 2, so daß die Gummibuchsen 7 a-7 b′ die Winkellagen gemäß Fig. 6b aufwei sen. In der Stellung von Fig. 6b sind die Federkonstanten der Gummibuchsen 7 a, 7 a′ gegen die Seitenkräfte gleich denen der Gummibuchsen 7 b, 7 b′. Infolgedessen erfolgt keine Spuränderung der Räder bei Kurvenfahrt, wodurch die Lenk fähigkeit bei mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit verbessert wird.

In einem hohen Geschwindigkeitsbereich werden die Gummi buchsen um weitere 45° im Uhrzeigersinn gedreht, wie Fig. 6c zeigt. In diesen Lagen wird die Federkonstante jeder vorderen Gummibuchse klein gegenüber den Seitenkräften. Infolgedessen läuft bei Kurvenfahrt das Innenrad in der Nachspur und das Außenrad in der Vorspur, die dieselbe Richtung wie die Lenkrichtung der Vorderräder ist. Daher wird die Lenkstabilität bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten verbessert.

Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform werden zwar die Federkonstanten sämtlicher Gummibuchsen entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert; es ist aber auch mög lich, die Anordnung so zu treffen, daß eine vordere und eine hintere Gummibuchse so ausgelegt werden, daß ihre Federkonstante geändert wird. Zum Beispiel ist die Federkonstante jeder hinteren Gummibuchse gleichbleibend, und die Feder konstante jeder vorderen Gummibuchse wird auf einen hohen, einen mittleren und einen niedrigen Wert geändert.

Es ist auch möglich, die Federkonstante jeder Gummibuchse nach Maßgabe anderer Fahrbedingungen als der Fahrzeugge schwindigkeit zu ändern, z. B. entsprechend der Motordreh zahl, der Beschleunigung, der Verzögerung, des Lenkwinkels und des Gierwinkels, indem man eine oder mehrere Fahrbe dingungen verwendet.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Radaufhän gung. Bei dem hierbei verwendeten Fahrzeug ist ein Motor E im vorderen Teil des Aufbaus montiert, und die Vorderräder 1 a werden von dem Frontmotor angetrieben. Die Radaufhängung umfaßt einen Beschleunigungsfühler (bzw. Verzögerungsfüh ler) 19 a, dessen Ausgangssignal der Steuereinheit 20 zuge führt wird. Weitere Teile entsprechen hinsichtlich der Kon struktion der ersten Ausführungsform und sind dementspre chend gleich bezeichnet.

Im stationären Fahrzustand sind die Gummibuchsen 7 a-7 b′ entsprechend Fig. 8a angeordnet, wobei die Federkonstanten sämtlicher Gummibuchsen gleich sind.

Im allgemeinen zeigt das Frontmotorfahrzeug eine Unter steuerungstendenz, wenn eine Kurve mit Beschleunigung ge fahren wird.

Bei der Radaufhängung nach Fig. 7 haben die Gummibuchsen 7 a-7 b′ die Winkellagen gemäß Fig. 8b, wenn bei Beschleuni gung eine Kurve gefahren wird. In diesen Lagen läuft das Innenrad in der Vorspur und das Außenrad in der Nachspur aufgrund der Seitenkräfte.

Dagegen hat ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb eine Über steuerungstendenz. Dementsprechend sind die Gummibuchsen 7 a-7 b′ beim Kurvenfahren mit Beschleunigung entsprechend Fig. 8c angeordnet.

Das Fahrzeug kann bei Verzögerung eine Übersteuerungsten denz aufweisen. Dementsprechend sind die Gummibuchsen des Fahrzeugs, und zwar einschließlich des Frontmotorfahrzeugs, entsprechend Fig. 8c angeordnet, so daß ein Übersteuern verhindert wird. Die Verzögerung wird erfaßt, wenn der Be schleunigungsfühler 22 von Fig. 7 ein negativ werdendes Signal erzeugt.

Gemäß den Fig. 9 und 10, die eine weitere Ausführungsform der Radaufhängung zeigen, ist das Vorderende 81 jeder Schrägschwinge 8 über eine Gummibuchse 24 drehbar auf einer horizontalen Welle 23 abgestützt, die in einer Halterung 21 über Öldichtungen 35 aufweisende Lager 22 drehbar gelagert ist. Die Gummibuchse 24 entspricht im Aufbau der Gummi buchse 7 a der ersten Ausführungsform. Sie umfaßt also eine Innenhülse 241, eine Außenhülse 242 und ein ringförmiges Gummielement 243 zwischen beiden Hülsen 241 und 242. Das Gummielement 243 weist genau gegenüberliegende Schlitze 243 a auf, wodurch die Federkonstante in der beide Schlitze durchsetzenden diametralen Richtung verringert wird. Die Innenhülse 241 ist mit der Welle 23 verkeilt und von einer auf die Welle 23 geschraubten Mutter 25 gehalten. Die Außenhülse 242 steht in Eingriff mit einem Bund 26, dessen Außenumfang kugelig ist und in Dreheingriff mit dem Ende 81 steht. Die Welle 23 ist über ein Universalgelenk 34, eine Welle 32, ein Universalgelenk 33 und ein Untersetzungsge triebe 30 betriebsmäßig mit einem Motor 27 gekoppelt. Der Motor 27 wird von einem Ausgangssignal einer Steuereinheit 29 nach Maßgabe der Fahrbedingungen wie z. B. der Fahrzeug geschwindigkeit, die von einem Beschleunigungsfühler 28 erfaßt wird, angesteuert. Weitere Teile entsprechen Fig. 1 und sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Wenn der Beschleunigungsfühler 28 eine Beschleunigung oder Verzögerung über einem vorbestimmten Wert erfaßt, erzeugt die Steuereinheit 29 ein Ausgangssignal, das den Motor 27 ansteuert, so daß dieser die Welle 23 dreht. Die Gummibuch se 24 ist in einer solchen Lage angeordnet, daß die Y-Y- Linie mit großer Federkonstanten mit der Axialrichtung der Schrägstange 8 koinzidiert. Damit nimmt die Gummibuchse 24 eine große Last auf, die durch die Beschleunigung bzw. Ver zögerung bewirkt ist, so daß eine übergroße Änderung des Radspurwinkels verhindert wird. Im stationären Zustand ist die Gummibuchse 24 so positioniert, daß die X-X-Linie mit kleiner Federkonstanten mit der Axialrichtung der Schräg stange 8 koinzidiert. Damit werden Geräusche, Vibrationen des Aufbaus und andere Schwingungen vermindert. Bevorzugt ist ein Motordrehzahlfühler zur Steuerung des Motors 27 vorgesehen, so daß auch die durch die Drehzahl hervorge rufenen Schwingungen verringert werden können. Ferner kön nen die Radaufhängungen nach den Fig. 1 und 9 kombiniert werden, um dadurch die Fahreigenschaften des Fahrzeugs wei ter zu verbessern.

Claims

1. Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Schwingorgan zum schwenkbaren Verbinden eines der Räder des Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeugaufbau, gekennzeichnet durch eine drehbar am Fahrzeugaufbau gelagerte Welle (6; 23); eine an der Welle befestigte ringförmige elastische Buchse (7 a, 7 b, 7 a′, 7 b′; 24), wobei die ringförmige elastische Buchse Federkonstanten hat, die in verschiedenen Winkellagen unterschiedlich sind; und wobei das Schwingorgan (2, 3; 8) mit der elastischen Buchse (7 a-7 b′; 24) in Drehverbindung steht; und Mittel zum Verdrehen der Welle (6; 23) nach Maßgabe von Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs, um die Federkonstanten in bezug auf das Schwingorgan zu ändern.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige elastische Buchse (z. B. 7 a; 24) eine auf der Welle gesicherte Innenhülse (71; 241), eine mit einem Ende des Schwingorgans (2, 3; 8) in Drehverbindung stehende Außenhülse (72; 242) sowie ein zwischen beiden Hülsen angeordnetes und daran gesichertes ringförmiges Gummielement (73; 243) umfaßt.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel einen Motor (9; 27) zum Drehen der Welle (6; 23), eine Steuereinheit (20; 29) und einen Fühler (19; 28) zum Erfassen eines Fahrzustands umfassen.

4. Radaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Gummielement (73; 243) zwei genau ent gegengesetzte Schlitze (73 a; 243 a) aufweist.

5. Radaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element (73 b) zwei genau entgegenge setzte Metallplatten (73 c) aufweist.