DE3740395A1

DE3740395A1 - Rueckwaertiges aufhaengungssystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3740395A1
Application number: DE19873740395
Authority: DE
Inventors: Kanji Kubo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-12-09
Filing date: 1987-11-28
Publication date: 1988-06-16
Also published as: GB8727973D0; US4840396A; FR2607756A1; GB2198398B; JPS63145112A; GB2198398A; FR2607756B1

Description

Die Erfindung betrifft ein rückwärtiges Aufhängesystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere ein solches, das eine hohe Auslenkkraft (compliance) entlang der Fahrzeug-Längsachse aufweist, oder anders ausgedrückt in der Vorwärts-Rück wärts-Richtung des Fahrzeugkörpers, und das dabei dennoch die Änderung des Spurwinkels (toe angle) des Rades dann begrenzt, wenn dieses in vertikaler Richtung einen Weg zurücklegt.

Die Vorwärts-Rückwärts-Auslenkkraft eines Rades soll möglichst hoch sein, da mit das Rad leichter über schlechte Straßenflächen hinwegkommt und damit dem Kraftfahrzeug ein höherer Fahrkomfort verliehen wird; eine zu hohe Vorwärts- Rückwärts-Auslenkkraft (fore-and-aft compliance) des Rades führt jedoch zu einer Instabilität des Spurwinkels (toe angle) des Rades. Die Stabilität des Spurwinkels ist wesentlich für die Seitenstabilität des Fahrzeugs. Ändert sich der Spurwinkel des Rades wenn das Rad eine vertikale Bewegung ausführt, so ändert sich die Übersteuerungs- oder Untersteuerungstendenz des Kraftfahrzeu ges entsprechend, so daß sich dies schlechter beherrschen läßt. Auch kann eine hohe Vorwärts-Rückwärts-Auslenkkraft eines Rades zu einer Instabilität des Radsturzes führen, der ebenfalls unter Kontrolle sein sollte. Die Fähigkeit des Rades, Änderungen bezüglich des Spurwinkels (toe angle) und des Radsturzes (camber angle) zu widerstehen, wird im folgenden als "Spurwinkelsteifigkeit" bzw. "Radsturzsteifigkeit" bezeichnet. Somit sollen nicht nur die Spurwinkel steifigkeit sondern auch die Radsturzsteifigkeit des Rades so groß wie mög lich sein.

Es sind rückwärtige Aufhängungssysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, mit einem Schlepparm sowie drei seitlichen Verbindungsgliedern, beispielsweise JA-OS 60-53 408 und DE-OS 20 38 880. Ein solches Aufhängungssystem bietet recht viel Freiheit bezüglich der verschiedenen baulichen Merkmale und erlaubt eine gute Kontrolle des Spurwinkels und des Radsturzes durch entsprechendes Anordnen so wie Bemessen der Längen der seitlichen Verbindungsglieder. Diese Systeme weisen jedoch nicht unbedingt eine hohe Auslenkkraft (compliance) des Rades in Vorwärts- Rückwärts-Richtung auf. Außerdem ist es erforderlich, einen Stoßdämpfer mit we nigstens einem Dämpfelement oder einer Feder an einen oberen Arm oder an die Ge lenkverbindung selbst anzuschließen, die das Rad trägt. Ein solcher Stoßdämpfer, der sich oberhalb des Aufhängesystemes in den Fahrgastraum oder in den Koffer raum hinein erstreckt, ist aber unangenehm sperrig. Dies liegt auch daran, daß es keinen unteren Arm gibt, der sich genau unter der Achse befindet, um am unte ren Ende des Stoßdämpfers anzugreifen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die bekannten rückwärtigen Auf hängesysteme zu verbessern. Insbesondere soll ein rückwärtiges Aufhängesystem für Kraftfahrzeuge verbessert werden, das einen Zug- oder Schlepparm sowie seit liche Verbindungsglieder aufweist, und es sollen die Vorwärts-Rückwärts-Auslenk kraft des Rades sowie die Spurwinkelsteifigkeit und/oder die Radsturzsteifigkeit verbessert werden. Außerdem soll sich der Radsturz derart verändern können, daß der Wendekreis sowie das allgemeine Kurvenverhalten (cornering limit) noch verbessert wird. Schließlich soll das Auf hängesystem kompakt, d. h. raumsparend gestaltet werden können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Da das zweite und das dritte Verbindungsglied im wesentlichen dieselbe Länge ha ben, befindet sich die Änderung des Spurwinkels unter Kontrolle. Da der Angriffs punkt des dritten Verbindungsgliedes am Radtragelement von jenen am ersten und am zweiten Verbindungsglied weit entfernt ist, ist die Spurwinkelsteifigkeit er heblich besser. Da das erste und das zweite Verbindungsglied relativ zueinander diagonal angeordnet sind, ist auch die Radsturzsteifigkeit sehr stark verbessert.

Dadurch, daß das erste Verbindungsglied kürzer als das zweite ist, wird der Rad sturz negativ, wenn sich das Rad in einem oberen Bereich eines vertikalen Hubes befindet, und der Wendekreis (cornering limit) des Fahrzeugs wird verbessert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich das erste seit liche Verbindungsglied seitlich im wesentlichen genau unter einer zentralen Axial linie der Radachse des Radtragelementes. Auf diese Weise ist es möglich, daß das untere Verbindungsglied an einer sehr niedrig gelegenen Stelle des Radtragelemen tes angreift, und die Befestigungspunkte für Dämpfer und Aufhängungsfeder lassen sich demgemäß auch entsprechend niedrig anordnen.

Der Zughebel kann mit einem Dämpfer ausgerüstet sein, der eine gedämpfte Längsbewegung des Zughebels erlaubt. Der Zughebel erstreckt sich horizontal, und das rückwärtige Ende des Zughebels ist am Radtragelement mittels eines Gelenkzapfens angelenkt, der aus der Vertikalen geringfügig nach vorn geneigt ist. Hierdurch erhält man den gewünschten Freiheitsgrad und die gewünschte Auslenkkraft gegen die Bewegung des Radtragelementes.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzel nen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein rückwärtiges Aufhängesystem;

Fig. 2 ist eine Ansicht des Aufhängesystems gemäß Fig. 1 von hinten;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Aufhängesystem gemäß Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel weist ein Radtragele ment oder eine Gelenkverbindung 1 auf, die einteilig einen Zapfen 2 trägt, der sich von einem zentralen Bereich der Gelenkverbindung 1 nach außen er streckt und ein hier nicht dargestelltes Rad frei drehbar lagert. Obwohl die Gelenkverbindung für ein nichtangetriebenes Rad gedacht ist, ist die Erfin dung in gleicher Weise anwendbar auf ein Aufhängesystem für ein angetrie benes Rad. Das vordere, das rückwärtige, das obere und das untere Ende Gelenk verbindung 1 sind mit Armen 3, 17, 9 und 13 versehen, die radial von einer zentralen Axiallinie des Zapfens 2 hinwegragen. Der obere Arm 9 sowie der rück wärtige Arm 17 sind gegen das Zentrum des Kraftfahrzeuges leicht geneigt.

Der vordere Arm 3 der Gelenkverbindung 1 ist gelenkig an einem gegabelten rück wärtigen Ende 5 a eines Zughebels 5 befestigt. Dieser erstreckt sich in einer im wesentlichen horizontalen Ebene, ausgehend von einem leicht nach vorn ge neigten Schwenkzapfen 4, der durch das gegabelte Ende 5 a des Zughebels 5 und das freie Ende des vorderen Armes 3 hindurchgeführt ist. Wie man am besten aus Fig. 1 erkennt, befindet sich das freie Ende des vorderen Armes 3 zwischen den beiden Zinken des rückwärtigen, gegabelten Endes 5 a des Zughebels 5. Zughebel 5 ist in seinem mittleren Bereich leicht nach einwärts gekrümmt, so wie am besten aus Fig. 3 erkennbar, um ein Anschlagen am Rad zu vermeiden, und sein vorderes Ende 5 b greift an einem buchsenförmigen Ende eines Dämpfers 6 an. Das andere Ende des Dämpfers 6, nämlich das kolbenförmige Ende, ist mittels einer Kolbenstange 7 an der Karosserie angelenkt; hier erkennt man eine Gummi buchse 8 sowie einen Gelenkzapfen 8 a, die sich in horizontaler Richtung er strecken und in einer Horizontalebene geringfügig nach rechts geneigt sind.

Der obere Arm 9 der Gelenkverbindung 1 greift an der Karosserie mittels eines ersten seitlichen Verbindungsgliedes 10 an. Die beiden Enden des seitlichen Ver bindungsgliedes 10 sind an der Automobilkarosserie sowie an der Gelenkverbindung 1 mittels Gummibuchsen 11 und 12 sowie Gelenkzapfen 11 a und 12 a angelenkt. Die Gelenkzapfen 11 a und 12 a erstrecken sich in Richtung bzw. parallel zur Fahrzeug längsachse. Sie können leicht nach unten geneigt sein, und zwar derart, daß das vordere Ende nach unten zeigt, je nach Betriebszustand. Der untere Arm 13 der Gelenkverbindung 1 greift mittels eines zweiten seitlichen Verbindungsgliedes 14, das relativ flach und in seinem mittleren Bereich breiter ist, an der Auto mobilkarosserie an. Die beiden Enden des zweiten seitlichen Verbindungsgliedes 14 sind an der Karosserie und an der Gelenkverbindung 1 mittels Gummibuchsen 15 und 16 sowie Gelenkzapfen 15 a und 16 a angeschlossen; hierbei erstrecken sich die Gelenkzapfen 15 a und 16 a wiederum in Richtung der Fahrzeuglängsachse bzw. parallel hierzu.

Der rückwärtige Arm 17 der Gelenkverbindung 1 greift mittels eines dritten seit lichen Verbindungsgliedes 18 an der Karosserie des Fahrzeuges an. Die beiden En den des dritten seitlichen Verbindungsgliedes 18 sind mittels Gummibuchsen 19 und 20 sowie Gelenkzapfen 19 a und 20 a an der Fahrzeugkarosserie bzw. an der Gelenk verbindung 1 angeschlossen; auch diese beiden Gelenkzapfen 19 a und 20 a erstrecken sich wiederum in Richtung der Fahrzeuglängsachse bzw. parallel hierzu (fore-and- aft direction of the automobile).

Wie man am besten aus Fig. 2 erkennt, greift ein mittlerer Bereich des zweiten seitlichen Verbindungsgliedes 14, der sich relativ nahe an der Gelenkverbindung 1 befindet, am unteren Ende eines Dämpfers 21 mittels einer Gummibuchse 22 an, wäh rend das andere oder obere Ende des Dämpfers 21 in gleicher Weise mittels einer Gummibuchse 23 mit der Automobilkarosserie verbunden ist. Ein weiterer mittlerer Bereich des zweiten seitlichen Verbindungsgliedes 14, das sich etwas näher an der Karosserie befindet, ist mit einem Federteller 25 zur Aufnahme des unteren Endes einer Aufhängefeder 24 ausgerüstet, während das obere Ende dieser Aufhänge feder 24 an der Karosserie mittels eines entsprechenden Federtellers 26 angreift.

In Fig. 3 erkennt man eine zentrale axiale Linie A der Hinterachse des Kraftfahr zeuges sowie eine zentrale axiale Linie B des zweiten seitlichen Verbindungsglie des 14, ausgehend von einem gemeinsamen zentralen Punkt am Zapfen 2; diese bei den Linien bilden einen Winkel Alpha. Die zentrale axiale Linie B des zweiten pa rallelen Verbindungsgliedes 14 erstreckt sich mit anderen Worten von der Karosserie aus seitlich nach außen und geringfügig nach vorn in einer ho rizontalen Ebene, während die zentrale axiale Linie A der Fahrzeugachse sich nach außen erstreckt, und zwar genau seitlich der Automobilkarosserie. Dies ist vorteilhaft bezüglich der mechanischen Festigkeit und der Steifig keit des Aufhängesystemes, und zwar durch fluchten der Axiallinie des zwei ten seitlichen Verbindungsgliedes 14 mit der Wirkungsrichtung der Kraft, die aus der Kombination der seitlichen Kraft resultiert, welche auf das in nere Rad des Fahrzeuges bei Kurvenfahrt einwirkt, und dem Rollwiderstand des Rades. In Fig. 3 sind der Dämpfer 21 sowie die Aufhängefeder 24 weggelassen.

Da der Zughebel 5 bei dieser Ausführungsform der Erfindung mittels des Dämp fers 6 an der Karosserie angreift, ist es möglich, die Auslenkkraft (compliance) der Gelenkverbindung 1 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung auf ein gewünschtes Maß anzuheben. Da weiterhin das dritte seitliche Verbindungsglied 18 weit von dem ersten und dem zweiten seitlichen Verbindungsglied 10 bzw. 14 entfernt an geordnet ist, wird auch die Steifigkeit des Spurwinkels (toe angle) gesteigert. Durch Wahl annähernd gleicher Längen des zweiten und des dritten seitlichen Verbindungsgliedes 14 bzw. 18 läßt sich schließlich eine Veränderung des Spur winkels unter Kontrolle halten bzw. steuern.

Da das zweite seitliche Verbindungsglied 14 im unteren Ende der Gelenkverbin dung 1 angeordnet ist, lassen sich auch die Angriffspunkte des Dämpfers 21 und der Aufhängefeder 24 entsprechend niedrig legen. Somit verbleibt für den Fahrgastraum oder den Kofferraum des Fahrzeugs noch genügend Platz. Daß das erste seitliche Verbindungsglied 10 diagonal gegenüberliegend dem zweiten seitlichen Verbindungsglied 14 angeordnet ist, trägt zur Verbesserung der Rad sturzsteifigkeit (camber rigidity) bei. Da das erste seitliche Verbindungsglied 14 kürzer als das zweite seitliche Verbindungsglied 10 ist, wird der Radsturz dann negativ, wenn sich das Rad im oberen Bereich eines vertikalen Hubes be findet. Dies hat zum Ergebnis, daß der Wendekreis (cornering limit) des Fahr zeugs sowie auch die Laufeigenschaften verbessert werden.

Da gemäß der Erfindung die Auslenkkraft des Rades sowie die Spurwinkelsteifig keit und die Radsturzsteifigkeit verbessert werden können, und da der Radsturz dann negativ werden kann, wenn sich die Räder bei einem vertikalen Aufwärtshub des Fahrzeugs einander annähern, erhält man ganz entscheidende Verbesserungen des Fahrkomforts und der Laufeigenschaften des Fahrzeugs.

Claims

1. Aufhängesystem für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) Ein Zughebel (5) erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung (fore- and-aft direction of the automobilebody) und ist mit seinem vor deren Ende (8 a) an der Fahrzeugkarosserie angelenkt;
b) eine Gelenkverbindung (1) (Radtragelement) greift am hinteren En de (4, 5 a) des Zughebels (5) derart an, daß eine seitliche Bewe gung relativ hierzu möglich ist;
c) ein erstes, seitliches Verbindungsglied (10) erstreckt sich seit lich zwischen einem oberen Bereich (9) der Gelenkverbindung (1) und der Fahrzeugkarosserie im wesentlichen in horizontaler Rich tung;
d) ein zweites seitliches Verbindungsglied (14) erstreckt sich seit lich zwischen einem unteren Bereich (13) der Gelenkverbindung (1) und der Fahrzeugkarosserie im wesentlichen in horizontaler Rich tung;
e) ein drittes seitliches Verbindungsglied (18) erstreckt sich seit lich zwischen einer Zwischenposition (17) der Gelenkverbindung (1), angeordnet zwischen dem oberen und dem unteren Bereich der Gelenk verbindung (1) und hinter einer zentralen Axiallinie des Radzapfens (2) der Gelenkverbindung (1) sowie der Fahrzeugkarosserie im wesent lichen in horizontaler Richtung;
f) das zweite seitliche Verbindungsglied (14) ist wenigstens annähernd gleichlang wie das dritte seitliche Verbindungsglied (18).

2. Aufhängesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste seit liche Verbindungsglied (10) kürzer als das zweite seitliche Verbindungs glied (14) ist.

3. Aufhängesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das zweite seitliche Verbindungsglied (10) seitlich im wesentlichen ge nau unter einer zentralen Axiallinie des Radzapfens (2) der Gelenk verbindung (1) erstreckt.

4. Aufhängesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zwei te seitliche Verbindungsglied (10) ein Ende eines Federelements (24) trägt.

5. Aufhängesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zwei te seitliche Verbindungsglied (10) ein Ende eines Dämpfelementes (21) trägt.

6. Aufhängesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zug hebel (5) mit einem Dämpfer (6) versehen ist, der eine gedämpfte Längs bewegung des Zughebels (5) erlaubt.

7. Aufhängesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zughebel (5) im wesentlichen horizontal erstreckt, daß das hintere Ende des Zughebels (5) an der Gelenkverbindung (1) mittels eines Ge lenkzapfens (4) angreift, und daß der Gelenkzapfen (4) aus der Ver tikalen geringfügig nach vorn geneigt ist.

8. Aufhängesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein mitt lerer Bereich des Zughebels (5) zur Vermeidung eines Anstoßens an einem Rad nach einwärts gekrümmt ist.

9. Aufhängesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich ei ne zentrale axiale Linie B des zweiten Verbindungsgliedes von der Fahrzeugkarosserie seitlich nach außen und in einer horizontalen Ebene geringfügig nach vorn erstreckt.