DE3719327C2

DE3719327C2 -

Info

Publication number: DE3719327C2
Application number: DE3719327A
Authority: DE
Inventors: Fusami Gunma Jp Oyama; Shingo Ohta Gunma Jp Ohbayashi; Akira Shimokobayashi-Ohta Gunma Jp Takahashi; Hiroshi Gunma Jp Mori; Takeo Ohta Gunma Jp Inoue
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1987-06-10
Publication date: 1990-09-27
Also published as: DE3719327A1; US4732407A

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Radaufhängung der eingangs genannten Art ist aus der JP-OS 61-50 810 bekannt, bei der zur Einstellung der Steifigkeit in Längsrichtung die Lagerkennlinien in Abhängigkeit vom Lenkwinkel und von der Fahrzeuggeschwindigkeit über Magnetventile hydraulisch verstellbar sind. Eine ähnliche Anordnung ist in der JP-OS 60-1 46 707 gezeigt.

Problematisch an derartigen Anordnungen ist zum einen der Aufwand, der bei einer hydraulischen Verstellung getrieben werden muß, zum anderen die erzielte Genauigkeit, mit der die Einstellung erfolgt, da diese die erreichbaren Verbesserungen des Fahrverhaltens maßgeblich mitbestimmt.

Aus der DE-OS 26 27 847 ist eine Radaufhängung bekannt, bei der eine am Fahrzeugaufbau gelagerte Welle endseitig jeweils eine ringförmige elastische Buchse aufweist, deren Federkonstante in verschiedenen Winkellagern unterschiedlich ist. Auf diese Weise soll ein gezieltes Eigenlenkverhalten eines Doppelquerlenkers erreicht werden. Eine vom Zweck her ähnliche Anordnung ist aus der DE-OS 31 41 560 bekannt, bei der durch einen verdrehten Einbau der elastischen Buchsen die Kinematik der Radaufhängung gezielt verändert werden soll. Bei beiden vorgenannten Anordnungen ist jedoch eine gezielte Einstellung der Federkennlinien in Abhängigkeit von Fahrbedingungen nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise das Fahrverhalten des Fahrzeuges verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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 ihre Achsstummel 4 drehbar an Rahmen F 1 und F 2 abgestützt ist. Jeder Rahmen ist rechteckförmig und umfaßt zwei Quer lenker 2, 3, sowie einen längs angeordneten Lenker 8.

Gemäß Fig. 4 ist eine Welle 6 an einem Querträger 5 des Aufbaus 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 Gummielements 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 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.

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 Radaufhängung. 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. Verzögerungsfühler) 19 a, dessen Ausgangssignal der Steuereinheit 20 zugeführt 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 19 a 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 beschleunigung, 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 Radführungsgliedern (2, 3; 8) zum schwenkbaren Verbinden der Räder (1) des Kraftfahrzeuges mit dem Fahrzeugaufbau, wobei die Radführungsglieder über elastische Lager (7, 24) am Fahrzeugbau befestigt sind und von einer Steuereinheit (20, 29) gesteuerte Verstelleinrichtungen (6; 9-11; 20; 23) vorgesehen sind, über welche die Lagerkennlinien in Abhängigkeit von durch Fühler (19, 28) abgetasteten Fahrbedingungen verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen 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), deren Federkonstanten in verschiedenen Winkellagen unterschiedlich sind, und einen Motor (9, 27) zum Verdrehen der Welle (6; 23) umfassen.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige elastische Buchse (z. B. 7 a; 24) eine auf der Welle (6; 23) gesicherte Innenhülse (71; 241), eine mit einem Ende jedes Radführungsgliedes (2, 3; 8) in Drehverbindung stehende Außenhülse (72; 242) sowie ein zwischen beiden Hülsen angeordnetes und daran gesichertes ringförmiges Gummielement (23; 43) umfaßt.

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

4. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden, für eine Achseinheit vorgesehenen Wellen (6; 23) über einen Getriebezug (11; 31-34) miteinander drehfest verbunden sind und der Motor (9; 27) an den Getriebezug gekoppelt ist.

5. Radaufhängung nach einem der vorderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler zum Abtasten der Fahrbedingungen einen Beschleunigungsfühler (19 a, 28) umfassen.