DE4011699C2

DE4011699C2 - Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4011699C2
Application number: DE4011699A
Authority: DE
Inventors: Shoichi Washizu; Yoshimitsu Kobayashi; Hideo Shimada
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-04-12
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH02270614A; GB9008072D0; GB2230238B; GB2230238A; DE4011699A1; US4991867A

Description

Die Erfindung betrifft eine Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sowohl die JP 61-235 208 A als auch die US 45 45 602 zeigen eine gattungsgemäße Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug. Hierbei erhält das Hinterrad eine Vorspurtendenz, wenn eine Kraft in Rückwärtsrichtung auf das Hinterrad ausgeübt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Anlenkpunkt des sich in Querrichtung erstreckenden Abschnittes des vorderen unteren Querlenkers an dem Fahrzeugkörper als schräg zur Längsachse des Fahrzeuges verlaufendes, elastisches Schwenklager ausgebildet ist. Ferner ist der sich nach vorne erstreckende Abschnitt des vorderen unteren Querlenkers an seinem Anlenkpunkt mit dem Fahrzeugkörper in Längsrichtung des Fahrzeuges elastisch verschiebbar. Beim Bremsen bewirkt die nach hinten gerichtete Kraft eine Verlagerung des vorderen unteren Querlenkers an seinen elastisch aufgehängten Anlenkpunkten. Hierbei wird der Anlenkpunkt des sich in Querrichtung erstreckenden Abschnittes am Fahrzeugkörper entlang der Schenkachse des Lagers nach hinten verschoben. Dies wirkt einer negativen Verstellung der Spur beim Bremsen entgegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hinterradaufhängung der eingangs beschriebenen Gattung derart auszubilden, daß auf eine andere Art und Weise als bei dem Bekannten das Hinterrad eine positive Vorspuränderung selbst dann beibehält, wenn eine Kraft in Rückwärtsrichtung auf das Hinterrad ausgeübt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem abhängigen Anspruch 2 angegeben.

Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kraft in Rückwärtsrichtung auf das Hinterrad ausgeübt wird, wird die in den Anlenkpunkt am vordersten Ende des vorderen Abschnitts eingesetzte Buchse deformiert, wodurch das momentane Zentrum der Drehbewegung des vorderen Abschnitts nach vorne verlagert wird. Hierdurch wird der Abstand zwischen den beiden Basisenden des vorderen unteren Querlenkers und des hinteren unteren Querlenkers vergrößert. Somit wird die Verlagerung des vorderen unteren Querlenkers und des hinteren unteren Querlenkers identisch mit der Bewegung eines trapezförmigen Gelenkmechanismus. Damit ist bei der erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung sichergestellt, daß die Vorspur des Hinterrades aufrechterhalten bleibt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Funktion der Hinterradaufhängung in Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung der X-Koordinatenkomponente und der Y-Koordinatenkomponente einer Kraft, die auf einen Anlenkpunkt am vordersten Ende eines vorderen unteren Querlenkers ausgeübt wird,

Fig. 4 eine Darstellung der Richtung der Verlagerung des Anlenkpunkts am vordersten Ende des vorderen unteren Querlenkers infolge der Verformung einer daran befestigten Gummibuchse,

Fig. 5 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung der doppelten Radquerlenkerart,

Fig. 6 eine Vorderansicht der Hinterradaufhängung gemäß Fig. 5.

Es folgt zunächst eine Beschreibung mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Hinterrad eines Kraftfahrzeugs, das Bezugszeichen 2 einen Radträger zum drehbaren Halten des Hinterrades 1 und Bezugszeichen 3 einen T-förmigen vorderen unteren Querlenker. Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß der vordere untere Querlenker 3 einen sich in Querrichtung erstreckenden Abschnitt 31 und einen sich nach vorne erstreckenden Abschnitt 32 aufweist, die beide einstückig miteinander ausgebildet sind. Der Abschnitt 32 erstreckt sich von dem mittleren Bereich des sich in Querrichtung erstreckenden Abschnitts 31 nach vorne. Ein Basisende des sich in Querrichtung erstreckenden Abschnitts 31 ist drehbar von einem Querverbindungsteil 5 gehalten, das als Bauteil an der Fahrzeugseite an einem Anlenkpunkt B dient, während ein vorderstes Ende des sich in Querrichtung erstreckenden Abschnitts 31 ebenfalls drehbar an dem Radträger 2 an dem anderen Anlenkpunkt A gehalten ist. Außerdem ist ein vorderstes Ende des Abschnitts 32 drehbar bzw. schwenkbar an einem Bauteil 6 an der Fahrzeugseite an einem weiteren Anlenkpunkt E gehalten. Bei dieser Anordnung ist der vordere untere Querlenker so gehalten, daß er in vertikaler Richtung schwingen kann.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen hinteren unteren Querlenker, der im wesentlichen einen I-förmigen lateralen Armabschnitt enthält. Ein vorderstes Ende des hinteren unteren Querlenkers 4 ist schwenkbar an dem Radträger 2 an einem Anlenkpunkt C gehalten, der sich hinter einer Mittelachse des Hinterrades befindet, während ein Basisende des hinteren unteren Querlenkers 4 ebenfalls schwenkbar an dem Querverbindungsteil 5 an einem anderen Anlenkpunkt D gehalten ist. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen herkömmlichen Stoßdämpfer. Ein oberes Ende des Stoßdämpfers 7 ist an einem nicht dargestellten Bauteil an der Fahrzeugseite befestigt, so daß der Stoßdämpfer 7 frei schwenken kann, während ein unteres Ende des Stoßdämpfers 7 an dem Radträger 2 befestigt ist.

Beide untere Querlenker 3 und 4 sind über eine im wesentlichen zylindrische Buchse aus einem elastomeren Material, z. B. Gummi, schwenkbar gehalten.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion der Hinterradaufhängung befindet sich der Anlenkpunkt E am vordersten Ende des vorderen Abschnitts 32 einwärts einer Verlängerungslinie, die sich durch den Anlenkpunkt A an dem vordersten Ende des sich in Querrichtung erstreckenden Abschnitts 32 und einem Schnittpunkt C′ schräg erstreckt, der weiter unten beschrieben wird. Der Schnittpunkt C′ ist ein Punkt, an dem eine Verlängerungslinie durch den Anlenkpunkt C am vordersten Ende des hinteren unteren Querlenkers 4 und den Anlenkpunkt D am Basisende des hinteren unteren Querlenkers 4 eine mittige Ebene des Hinterrads 1 schneidet.

Hier ist das Verhältnis einer longitudinalen Federkonstanten Ek₁ einer Gummibuchse, die an dem Anlenkpunkt E befestigt ist, zu einer lateralen Federkonstanten Ek₂ derselben Gummibuchse kleiner eingestellt als das Verhältnis von Tangens eines Winkels β zu Tangens eines Winkels α, was nachfolgend näher beschrieben wird. Der Winkel β ist durch eine Linie, die sich durch den Anlenkpunkt E und den Anlenkpunkt B erstreckt, und eine laterale Achse (Y-Koordinate) des Fahrzeugs gebildet, während der Winkel α in ähnlicher Weise durch eine Linie, die sich durch den Anlenkpunkt E und den Anlenkpunkt A erstreckt, und eine longitudinale Achse (X-Koordinate) des Kraftfahrzeugs gebildet ist. Somit kann das vorstehende Verhältnis durch die folgende Ungleichung ausgedrückt werden:

In den Fig. 1 bis 4 ist der Fall dargestellt, daß bei der erfindungsgemäßen Hinterradaufhängung eine rückwärtige Kraft F_B auf einen die Erde berührenden Punkt des Hinterrads 1 ausgeübt wird. Die Fig. 2 bis 4 illustrieren schematisch die Funktion der Hinterradaufhängung gemäß Fig. 1. Es wird darauf hingewiesen, daß mehrere Winkel in diesen Zeichnungen übertrieben dargestellt sind, um das Verständnis zu erleichtern.

Da der Anlenkpunkt E auf die oben beschriebene Weise angeordnet ist, wird die rückwärtige Kraft F_B, die auf den Bodenpunkt des Hinterrades 1 ausgeübt wird, in zwei Komponenten aufgeteilt, d. h. in eine Kraft P_A auf den vorderen unteren Querlenker 3 und eine Kraft P₂ auf den rückwärtigen unteren Querlenker 4. Die Kraft P_A wird ferner in zwei Komponenten aufgeteilt, d. h. eine Kraft P_E in Richtung einer Linie, die sich durch den Anlenkpunkt A und den Anlenkpunkt E erstreckt, und eine laterale Kraft P₁ in Richtung der Innenseite des Fahrzeugs in Richtung einer Linie, die sich durch den Anlenkpunkt A und den Anlenkpunkt B erstreckt.

Die Gummibuchsen, die an dem Anlenkpunkt E und dem Anlenkpunkt B angebracht sind, werden von der Kraft P_E und der lateralen Kraft P₁ verformt, wobei der vordere untere Querlenker 3 im Gegenuhrzeigersinn in der in Fig. 1 dargestellten Ebene dreht oder verschwenkt.

Wenn hierbei angenommen wird, daß ein momentanes Zentrum der Drehbewegung des vorderen unteren Querlenkers 3 durch F gebildet ist, wird die von der lateralen Kraft P₁ und der Kraft P_E auf das momentane Zentrum F ausgeübte Wirkung nachfolgend beschrieben. Da die Richtung der lateralen Kraft P₁ an dem Anlenkpunkt B im wesentlichen parallel zu der lateralen Achse (Y-Koordinate) des Fahrzeugkörpers verläuft, bewegt sich das momentane Zentrum F nicht in longitudinaler Richung des Kraftfahrzeugs. Da zudem die X-Koordinatenkomponente und die Y-Koordinatenkomponente der Kraft P_E, die an dem Anlenkpunkt E aktiv sind, durch P_E cos α und P_E sin α wiedergegeben sind, wie Fig. 3 zeigt, und da die Federkonstante in der X-Koordinatenrichtung und die Federkonstante in der Y-Koordinatenrichtung der Gummibuchse, die an dem Anlenkpunkt E angebracht ist, durch Ek₁ und Ek₂ wiedergegeben sind, ist die Größe der Verlagerung des Anlenkpunkts E infolge der Kraft P_E darzustellen durch

in der X-Koordinatenrichtung und

in der Y-Koordinatenrichtung, wie Fig. 4 zeigt. Somit ist ein Winkel γ, der durch die Richtung der Verlagerung des Anlenkpunktes E und die X-Koordinate gebildet ist, durch die folgende Gleichung zu definieren:

Da hierbei das momentane Zentrum F in Richtung eines rechten Winkels zu der Richtung der Verlagerung des Anlenkpunkts E angeordnet ist, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, fällt das momentane Zentrum F mit einem Schnittpunkt zusammen, der durch eine Linie, die sich durch den Anlenkpunkt B parallel zu der X-Koordinate erstreckt, und eine Linie gebildet ist, die sich im rechten Winkel zur Richtung der Verlagerung des Schwenkpunktes E erstreckt, ohne Verformung der Gummibuchse an dem Anlenkpunkt B infolge der lateralen Kraft P₁.

Das Verhältnis

in der Ungleichung (1) kann zur Bestimmung der Richtung der Verlagerung des Anlenkpunkts E herangezogen werden. Die Ungleichung (1) wird hinsichtlich des Winkels β wie folgt umgewandelt:

Wenn die Ungleichung (3) in die Gleichung (2) eingesetzt wird, wird folgende Ungleichung erhalten:

β < γ (4)

Da ein komplementärer Winkel des Winkels β, d. h. der Winkel, der durch die X-Koordinate und die Linie gebildet ist, die sich durch den Anlenkpunkt E und den Anlenkpunkt B erstreckt, kleiner ist als der komplementäre Winkel des Winkels γ, d. h. der Winkel, der durch die X-Koordinate und die Linie gebildet ist, die sich durch den Anlenkpunkt E und das momentane Zentrum F erstreckt, ergibt sich aus der obigen Beschreibung, daß sich das momentane Zentrum F der Drehbewegung des vorderen unteren Querlenkers 3 vor dem Anlenkpunkt B befindet. Da ferner der Abstand zwischen dem Anlenkpunkt D und dem momentanen Zentrum F größer ist als der Abstand zwischen dem Anlenkpunkt A und dem Anlenkpunkt C, bilden die Verlagerung des vorderen unteren Querlenkers 3 und die Verlagerung des hinteren unteren Querlenkers 4 die Bewegung eines trapezförmigen Gelenkmechanismus, wobei das Hinterrad 1 die Vorspur beibehält. Im Ergebnis ist damit die Fahreigenschaft verbessert.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Erfindung bei einer Hinterradaufhängung, bei der als oberes Radführungsglied ein Dreieckslenker 40 verwendet wird.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß bei einer in Rückwärtsrichtung auf das Hinterrad einwirkenden Kraft die Gummibuchse am Anlenkpunkt für den vorderen Abschnitt des vorderen unteren Querlenkers verformt und hierdurch das momentane Zentrum der Drehbewegung des vorderen unteren Querlenkers nach vorne verlagert wird. Damit wird ein Abstand zwischen dem Basisende des vorderen unteren Querlenkers und dem Basisende des hinteren unteren Querlenkers vergrößert, wobei die Verlagerung der beiden unteren Querlenker identisch wird mit derjenigen eines trapezförmigen Gelenkmechanismus. Dies stellt sicher, daß die Vorspur des Hinterrades aufrechterhalten bleibt. Im Ergebnis sind die Fahreigenschaften des Fahrzeugs erheblich verbessert. Da außerdem die erfindungsgemäße Hinterradaufhängung einen einfachen Aufbau hat, kann sie mit geringen Kosten hergestellt werden.

Claims

1. Hinterradaufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug,

- mit einem Hinterrad (1) tragenden Radträger (2),
- einem hinteren unteren Querlenker (4), der gegenüber der Radmittenquerebene nach hinten versetzt einerseits am Radträger (2) und andererseits am Fahrzeugkörper schwenkbar angelenkt ist,
- einem vorderen unteren Querlenker (3), der mit einem Abschnitt (31) parallel zum hinteren Querlenker (4) verläuft und einen sich nach vorne erstreckenden Abschnitt (32) aufweist,
- wobei der in Querrichtung sich erstreckende Abschnitt (31) mit einem ersten Anlenkpunkt (B) am Fahrzeugkörper elastisch angelenkt ist und mit einem zweiten Anlenkpunkt (A) am Radträger (2) gegenüber der Radmittenquerebene nach vorne versetzt angelenkt ist, und
- wobei ferner der sich nach vorne erstreckende Abschnitt (32) in einem Anlenkpunkt (E) - dritter Anlenkpunkt - über eine elastische Buchse schwenkbar am Fahrzeugkörper angelenkt ist, und ein weiteres, oberes Radführungsglied vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dritte Anlenkpunkt (E) einwärts einer Linie angeordnet ist, die sich durch den zweiten Anlenkpunkt (A) und einen Schnittpunkt erstreckt, der durch eine Verlängerungslinie der Mittellinie des hinteren unteren Querlenkers (4) und eine Mittelebene des Hinterrades (1) gebildet ist, und daß die elastische Buchse des dritten Anlenkpunktes (E) ein Verhältnis einer longitudinalen Federkonstanten zu einer lateralen Federkonstanten hat, welches kleiner ist als das Verhältnis des Tangens eines Winkels (β), der gebildet ist durch die Verbindungslinie der Anlenkpunkte (E) und (B) und einer Fahrzeugquerebene, zu dem Tangens eines Winkels (α), der gebildet ist durch eine Verbindungslinie der Anlenkpunkte (E) und (A) sowie durch eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längsebene.

2. Hinterradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Radführungsglied als Querlenker (40) ausgebildet ist.