DE3821414C2

DE3821414C2 - Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3821414C2
Application number: DE3821414A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tonomura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2008-06-25
Also published as: DE3821414A1; US4902033A; JPS644506A; JP2513699B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche, aus der JP 61-263 809 A bekannte Hinterradaufhängung umfaßt einen oberen und unteren Dreieckslenker, die jeweils zwei Schwenklagerungen umfassen, die mit dem Fahrschemel verbunden sind, und jeweils eine Kugelgelenklagerung umfassen, die mit dem Radträger verbunden sind. Die Achsen der Schwenklagerungen der beiden Dreieckslenker verlaufen koaxial entlang Linien, die zur Fahrzeuglängsachse vom Fahrzeugheck aus betrachtet, schräg nach außen und nach oben verlaufen. Durch die auf den oberen Lenker in unterschiedlicher Richtung wirkenden Kräfte bei Motorbremsung bzw. bei Bremsen mit der Betriebsbremse erfolgt eine unterschiedliche Verstellung der Räder in Richtung Vorspur in Abhängigkeit von der Art des Bremsens.

Aus der CH 300 699 ist eine Fahrzeugaufhängung bekannt, bei der der obere Dreieckslenker so angebracht ist, daß die Achsen der Schwenklagerungen parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufen. Eine Angabe darüber, ob diese Aufhängung als eine Vorderrad- oder eine Hinterradaufhängung verwendet werden soll, ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung so zu verbessern, daß eine Fahrstabilität des Fahrzeugs, auch bei Bremsvorgängen aller Art, verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß verlaufen die Achsen der Schwenklagerungen des oberen Dreieckslenkers entlang einer Linie, die parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft und sich in einer horizontalen Ebene erstreckt. Dadurch hat der obere Dreieckslenker keinen oder nur einen geringen Einfluß auf die Spurverstellung beim Bremsen, so daß sowohl bei Motorbremsung als auch beim Bremsen mit Betriebsbremse eine annähernd gleiche Verstellung der Räder in Richtung Vorspur durch die Wirkung der unteren Dreieckslenker erfolgt. Die Kugelgelenklagerung des oberen Dreieckslenkers ist vom Fahrzeugheck aus betrachtet vor der Kugelgelenklagerung des unteren Dreieckslenkers in einer Höhe angeordnet, die im wesentlichen dem oberen Scheitelpunkt des Rades entspricht. Die Kugelgelenklagerung des oberen Dreieckslenkers ist in unmittelbarer Radnähe angeordnet. Dadurch wird auch bei auftretenden Seitenkräften eine Verstellung in Richtung Vorspur erzielt. Desweiteren dient diese Anordnung dazu, die Veränderung des Radsturzes in minimalen Grenzen zu halten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbei spiel einer erfindungsgemäßen Doppelquerlenker-Hinter radaufhängung,

Fig. 2 eine Rückansicht der Doppelquerlenker- Hinterradaufhängung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt einer Verbindung zwischen einem Ende eines oberen oder eines unteren Lenkerarms der Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung nach Fig. 1 mit einem Fahrschemel und

Fig. 4 bis 6 schematische Darstellungen zur Er läuterung von Kräften, die an der Doppelquer lenker-Hinterradaufhängung nach Fig. 1 beim Bremsen mittels Betriebsbremse, bei Motorbremsung bzw. bei einem Zustand, in welchem ein Rad einer Seitenkraft ausgesetzt wird, angreifen.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Fahrschemel der Hinterradaufhängung. Dieser Fahrschemel ist Teil einer Fahrzeugkarosserie.

Das Hinterachse-Antriebssystem besteht aus einer Kardanwelle 2, einem Differentialgetriebe 3, einer Antriebswelle 4 (siehe Fig. 2), einer Radnabe 5 und einem Hinterrad 6. Das Rad 6 ist drehbar auf dem Radträger 7 gehalten. Eine Bremsträgerplatte 8 (siehe Fig. 2) ist am Radträger 7 befestigt.

Die Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung gemäß der Erfindung umfaßt einen oberen Lenkerarm 9 und einen unteren Lenkerarm 10, die eine sogenannte A-Form haben.

Der untere Lenkerarm 10 ist aufbauseitig mit Schwenklagerungen bzw. Drehgelenk-Enden 10a und 10a am Fahrschemel 1 der Hinterradaufhängung und ein radträgerseitiges Ende 10b zur Verbindung mittels eines Kugelgelenkes 10c am Radträger 7 angebracht. Die Drehgelenk-Enden 10a und 10a sind jeweils mittels einer elastischen rohrförmigen Buchse 11, einem Drehgelenk 12 und einer Halterung 13, wie in Fig. 3 gezeigt, am Fahrschemel 1 befestigt. Die Drehgelenk-Enden 10a und 10a schwenken um Achsen, die koaxial sind und Teil einer geraden Linie L₁ sind, d.h. die Achsen L₂ der Buchsen 11 und 11 zwischen dem Fahrschemel 1 und den Drehgelenk-Enden 10a und 10a sind koaxial und übereinstimmend mit der geraden Linie L₁. Die Linie L₁ verläuft nach vorwärts und seitlich nach außen und gleichzeitig nach vorwärts und nach aufwärts gegenüber der Fahrzeugkarosserie. Das rückwärtige der Drehgelenk-Enden 10a und 10a, d.h. die rückwärtige Verbindung P1 zwischen dem rückwärtigen Drehgelenk-Ende 10a und dem Fahrschemel 1 ist im wesentlichen auf derjenigen Linie angeordnet, die die Kugelgelenke 10c für den linken und den rechten unteren Lenkerarm 10 verbindet (obwohl das rechte Drehgelenk und der rechte untere Lenkerarm nicht gezeigt sind).

Der obere Lenkerarm 9 umfaßt gegabelte Drehgelenk-Enden 9a und 9a zur Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie in ähnlicher Weise wie die in Fig. 3 gezeigten Drehgelenk-Enden 10a und 10a sowie ein radträgerseitiges Ende 9b zur Verbindung mit dem Radträger 7 mittels eines Kugelgelenkes 9c. Die Drehgelenk-Enden 9a und 9a schwenken um Achsen, die koaxial sind und Teil einer geraden Linie L₃ darstellen, welche parallel zur Längsachse der Fahrzeugkarosserie verläuft und in einer horizontalen Ebene angeordnet ist. Das Kugelgelenk 9c für den oberen Lenkerarm 9 ist hinter dem Kugelgelenk 10c für den unteren Lenkerarm 10 und einwärts des oberen Endabschnittes des Rades 6, diesem benachbart, angeordnet, wie aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist.

Das radträgerseitige Ende 10b des unteren Lenkerarms 10 ist über das Kugelgelenk 10c mit dem unteren Ende eines Achsschenkelträgers 14 (siehe Fig. 2) verbunden. Der Achsschenkelträger 14 ist am Radträger 7 so befestigt, daß er von diesem aus gegenüber der Fahrzeugkarosserie nach unten vorspringt. Eine Staubabdeckung ist mit dem Bezugszeichen 15 und ein Torsionsstab mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet.

Ein oberer Achsschenkelträger 22 ist am Radträger 7 so befestigt, daß er von diesem aus der Fahrzeugkarosserie gegenüber nach oben vorspringt. Der obere Achsschenkelträger 22 umfaßt ein oberes Ende 22a, das hinter dem Kugelgelenk 10c und einwärts des oberen Endabschnitts des Rades 6, diesem benachbart, angeordnet ist. Das obere Ende 22a des oberen Achsschenkelträgers 22 ist über das Kugelgelenk 9c mit dem Ende 9b des oberen Lenkerarms 9 verbunden.

Ein Spurstangenhebel 18 ist am Radträger 7 so befestigt, daß er von diesem aus gegenüber der Fahrzeugkarosserie nach rückwärts und nach einwärts vorspringt. Ein Spurstange 19 umfaßt ein inneren Ende 19a, welches in einer zu Fig. 3 ähnlichen Weise, d.h. über eine elastische Buchse, ein Drehgelenk und eine Halterung, am Fahrschemel 1 an einer Stelle hinter dem Differentialgetriebe 3 befestigt ist. Das äußere Ende 19b der Spurstange 19 ist mittels eines Kugelgelenks 19c mit dem rückwärtigen Ende des Spurstangenhebels 18 verbunden.

Ein Federbein 20 und eine daran befestigte Schraubenfeder 24 sind zwischen dem Fahrschemel 1 und dem Radträger 7 angeordnet.

In Fig. 4 ist eine obere Verbindungsstelle des Radträgers 7 mit der Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung mit "U", eine untere Verbindungsstelle des Radträgers 7, mit "L" und der Mittelpunkt des Rades 6 mit "C" bezeichnet. Fig. 4 zeigt, daß die Verbindungsstelle "U" und "L" bzw. die Reifenlauffläche während der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs (der dargestellte Zustand ist der Verzögerungszustand beim Bremsen) den Wirkungen von Kräften F₁, F₂ und F_B ausgesetzt sind. Für diesen Fall ist die folgende Gleichung gegeben:

Aus dieser Gleichung entnimmt man, daß F₁ um × F₂ größer als F₂ ist.

Während der Motorbremsung sind die Verbinungsstellen "U" und "F_B" und der Reifenmittelpunkt "C" Kräften F₃, F₄ und F_C ausgesetzt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Für diesen Fall ist die folgende Gleichung gegeben:

Wenn das Fahrzeug der Wirkung einer Seitenkraft ausgesetzt ist, sind die Verbindungsstellen "U" und "L" sowie die Reifenlauffläche den Wirkungen von Kräften F₅, F₆ und F_S ausgesetzt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist (das Rad ist in Betrachtung von der Rückseite des Fahrzeuges her dargestellt). Für diesen Fall ist die folgende Gleichung gegeben:

Um die Stabilitität des Fahrzeuges beim Bremsen zu erhöhen, ist es erforderlich, daß die an der Reifenlaufläche wirkende Längskraft F_B eine Lenkverstellung bewirkt, die die Spureinstellung des Reifens 6 auf Vorspur ändert. Zum gleichen Zweck ist es während der Motorbremsung erforderlich, daß die im Radmittelpunkt angreifende Längskraft F_C, wie in Fig. 5 gezeigt ist, eine Lenkverstellung bewirkt, mit der die Spureinstellung des Rades 6 auf Vorspur geändert wird.

Zur Verbesserung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges in Kurven ist es weiterhin erforderlich, daß die Seitenkraft F_S, wie in Fig. 6 gezeigt, eine Lenkverstellung bewirkt, mit der die Spureinstellung des Rades 6 auf Vorspur geändert wird.

Wie in den Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, wirken die Kräfte an dem oberen Querlenker beim Bremsen mittels Fußbremse jedoch in einer anderen Richtung als beim Motorbremsen. In der Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung ist der obere Lenker so ausgebildet, daß er eine geringe Lenkverstellung bewirkt, während im Gegensatz dazu der untere Lenker in Reaktion auf die Kräfte F₁, F₂ und F_S eine solche Lenkverstellung bewirkt, wie oben beschrieben ist.

Um eine gewünschte Sturz-Stabilität zu erzielen, ist l₂ mit einer ausreichenden Länge ausgelegt, wenn die verwendeten elastischen Buchsen die gleiche Federkonstante aufweisen.

Andererseits kann die Größe der in der Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung bewirkten Lenkverstellung im wesentlichen gleich derjenigen in einer Aufhängung in Längslenkerausführung mit einem unteren Lenkerarm durch Einstellung l₂ < l₁ und l₄ < l₃ gemacht werden. Die Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung gemäß dem Ausführungsbeispiel kann Sturzänderungen im Vergleich zur Aufhängung in Längslenker-Ausführung innerhalb eines engeren Bereichs halten und ist somit dieser gegenüber bezüglich Reifen-Kontaktfähigkeit überlegen.

Nachlaufwinkel und Nachlauf sind so auslegt, daß sie die Spureinstellung des Rades 6 auf Vorspur ändern, wenn das Fahrzeug der Wirkung einer Seitenkraft ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck ist das Kugelgelenk 9c für den oberen Lenkerarm 9 hinter dem Kugelgelenk 10c für den unteren Lenkerarm 10 angeordnet.

Durch die beschriebene Ausbildung des oberen Lankers der Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung kann erreicht werden, daß das obere Kugelgelenk 9c geringe Bewegungen in der Querrichtung der Fahrzeugkarosserie und somit eine geringe Lenkverstellung in Reaktion auf eine in Längs- oder Querrichtung des Rades wirkende Kraft bewirkt wird.

Aus dem vorstehenden entnimmt man, daß der obere Lenkerarm in der beschriebenen Ausführungsform einen größeren Widerstand als die vergleichbaren, aus dem Stand der Technik bekannten Aufhängungen gegenüber Radbewegungen ausüben kann, die durch die am Rad in Längs- und Querrichtung wirkenden Kräfte hervorgerufen werden.

Es ist anzumerken, daß aufgrund der Anordnung des Kugelgelenks für den oberen Lenkerarm hinter dem Kugelgelenk für den unteren Lenkerarm und einwärts des oberen Endabschnitts des Rades und diesem benachbart, die Sturz-Stabilität größer ist als diejenige der vergleichbaren, aus dem Stand der Technik bekannten Aufhängungen, und daß gleichzeitig ausreichender Nachlauf erzielt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Fahrstabilität des Fahrzeuges zu verbessern.

Claims

1. Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit Hinterradantrieb, mit
einem oberen Dreieckslenker, der über zwei erste Schwenklagerungen mit der Fahrzeugkarosserie und über eine erste Kugelgelenklagerung mit einem Radträger verbunden ist,
einem unteren Dreieckslenker, der über zwei zweite Schwenklagerungen mit der Fahrzeugkarosserie und über eine zweite Kugelgelenklagerung mit dem Radträger verbunden ist, wobei die Achsen der zweiten Schwenklagerungen koaxial entlang einer Linie verlaufen, die zur Fahrzeuglängsachse vom Fahrzeugheck aus betrachtet, schräg nach außen und nach oben verläuft und wobei die hintere der zweiten Schwenklagerungen im wesentlichen auf einer Linie angeordnet ist, die sich von der Kugelgelenklagerung in Richtung der Fahrzeuglängsachse erstreckt und diese unter einem rechten Winkel schneidet, und
einer Spurstange, die vom Fahrzeugheck aus betrachtet vor dem unteren Dreieckslenker angeordnet ist zur Verbindung des Radträgers mit der Fahrzeugkarosserie, dadurch gekennzeichnet,
daß die Achsen der ersten Schwenklagerungen (9a, 9a) koaxial entlang einer Linie (L₃) verlaufen, die parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft und sich in einer horizontalen Ebene erstreckt, und
daß die erste Kugelgelenklagerung (9b) vom Fahrzeugheck aus betrachtet vor der zweiten Kugelgelenklagerung (10b) am Radträger (7) angeordnet ist in einer Höhe, die im wesentlichen dem oberen Scheitelpunkt des Rades (6) entspricht, und wobei die erste Kugelgelenklagerung (9b) in Radnähe angeordnet ist.

2. Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oberen Achsschenkelträger (22), der sich vom Radträger (7) nach oben und in Richtung Fahrzeugheck erstreckt.

3. Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen unteren Achsschenkelträger (14), der sich vom Radträger (7) aus nach unten erstreckt.