DE602005002921T2

DE602005002921T2 - Achsaufhängungsvorrichtung

Info

Publication number: DE602005002921T2
Application number: DE200560002921
Authority: DE
Inventors: Satoshi Murata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2025-12-08
Also published as: EP1674307B1; EP1674307A1; JP4389774B2; JP2006175946A; DE602005002921D1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugaufhängung, insbesondere auf eine Achsaufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt die verschiedensten Arten von Fahrzeugaufhängungen, so dass in Übereinstimmung mit den Anforderungen an das Fahrverhalten, die Fahrkomfort-Charakteristik oder die Vibrationscharakteristik des Fahrzeugs jeweils eine angemessene Art der Aufhängung gewählt und verwendet wird. Als eine der Aufhängungen von Fahrzeugen ist eine Verbundlenker-Aufhängung bekannt, die einen Längslenker und einen Verbundlenker hat, der mittels Schweißen am Längslenker befestigt ist. Die Verbundlenker-Aufhängung der Hinterräder ist bei kleinen bis mittelgroßen Fahrzeugen als Achsaufhängungsvorrichtung weit verbreitet.
Für den Verbundlenker einer Verbundlenker-Aufhängung ist eine Festigkeit gegenüber einer Seitenkraft, die während einer Kurvenfahrt auftritt, oder einer Torsionskraft, die während der Fahrt über eine Unebenheit der Straße wirkt, erforderlich. Folglich ist es bei der Gestaltung der Verbundlenker-Aufhängung erforderlich, das Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Flexibilität der Bauteile ausreichend zu berücksichtigen. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2003-525158 zeigt eine Verbundlenker-Aufhängung, die als Reaktion auf eine Torsion bzw. Verdrehung durch die Verwendung eines elastischen Bauteils ein Drehmoment erzeugt und dennoch Flexibilität aufweist.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-198623 zeigt einen Aufhängungsmechanismus mit Längslenkern, wobei jedes Frontende der Längslenker drehbar am Ende eines Trägers angebracht ist und die hinteren Räder am hinteren Ende des betreffenden Längslenkers angebracht sind.
Der Aufhängungsmechanismus in EP 122 891 A1 zeigt einen Träger, der unter Zwischenschalten einer Buchse aus elastomerem Material an dem entsprechenden Längslenker derart befestigt ist, dass der Träger lediglich einer Biegung unterworfen wird, da jede Verdrehung durch die Verformung des elastomeren Materials absorbiert wird.
Die US 4,434,998 zeigt eine hintere Radaufhängung einschließlich Längslenker, die mit ihren vorderen Enden schwenkbar an der Karoserie gelagert und an ihren hinteren Enden Räder tragen, wobei der Träger mit jedem Längslenker zwischen Karossierie-Drehzapfen und Radachse verbunden ist. Die Verbindung des Trägers mit dem Längslenker erlaubt eine Relativ-Rotation zwischen jedem Längslenker und dem jeweiligen daran angeschlossenen Ende des Trägers entlang einer Achse, welche sich schräg zum Längslenker erstreckt. Eine ähnliche Anordnung wird auch in der JP 2001-039136 gezeigt.
Bei der Verbundlenker-Aufhängung hat die Position des Schubmittelpunkts des Verbundlenkers einen bedeutenden Einfluss auf die Radstellungsveränderung und bestimmt Fahrverhalten und Charakteristik bzw. Eigenschaften der Aufhängung. Um eine bestmögliche Radstellungsveränderung zu erzielen ist eine Anpassung der Position des Schubmittelpunkts des Verbundlenkers durch Ändern einer Verbindungsposition zwischen Verbundlenker und dem Längslenker erforderlich. Weil es allerdings eine räumliche Einschränkung, wie zum Beispiel durch die Gestalt der Fahrzeugkaroserie, die Form des Lenkers oder die Biegeform des Trägers gibt, ist es nicht einfach, die Verbindungsposition zwischen Verbundlenker und Längslenker zu verändern, um ein Gestaltungsziel der Radstellung zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine generelle Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte und nützliche Achsaufhängungsvorrichtung bereit zu stellen, mit der die oben genannten Probleme beseitigt werden.
Ein spezielles Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es eine Achsaufhängungsvorrichtung bereit zu stellen, die zur Ermöglichung und der Festsetzung einer bestmöglichen Radstellungsveränderung einen großen Gestaltungsfreiraum hat.
Zur Lösung der oben genannten Aufgaben wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Achsaufhängungsvorrichtung mit einem Paar von linken und rechten Lenkern, von denen jeder ein an einer Fahrzeugkarosserie abgestütztes Fahrzeugkarosseriestützteil und ein ein Rad tragendes Radlagerteil hat, und einem Träger bereit gestellt, welcher zwischen den rechten und linken Lenkern vorgesehen ist, wobei beide Enden des Trägers mit dem jeweiligen rechten und linken Lenker zwischen dem Fahrzeugkarosseriestützteil und dem Radlagerteil jedes Lenkers drehbar verbunden sind, wobei sich die Rotationsachsen der beiden Enden des Trägers in Winkeln zu einer Linie befinden, welche die beiden Enden des Trägers verbindet, und wobei sich ein Mittelteil des Trägers entlang einer Linie erstreckt, welche die Fahrzeugkarosseriestützteile verbindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine bestmögliche Radstellungsveränderung einfach durch Anpassung der Orientierung der Rotationsachsen der beiden Enden des Trägers erfolgen. Es besteht keine Notwendigkeit, die Verbindungsposition zwischen dem Träger und den Lenkern sowie die Form des Trägers gemäß dem Gestaltungsziel der Radstellung zu ändern, wodurch der Gestaltungsfreiraum wächst.
Bei der Achsaufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich ein Mittelteil des Trägers entlang einer Linie, die diejenigen Teile verbindet, die an der Fahrzeugkarosserie abgestützt sind. Das heißt, der Träger kann so gebogen sein, dass sich ein Mittelteil des Trägers entlang einer Linie erstreckt, welche die an der Fahrzeugkarosserie abgestützten Teile verbindet. Daher schwingt der Mittelteil des Trägers auch zum Zeitpunkt eines Gleichphasen oder Gegenphasen-Federhubs der linken und rechten Räder nicht nach oben oder unten. Deshalb ist es nicht notwendig einen Freiraum zu lassen, der die Bewegung des Mittelteils des Trägers ermöglicht, wodurch der Gestaltungsfreiraum bezüglich der Lagebeziehung mit umliegenden Komponenten des Fahrzeugs erhöht wird.
Die Achsaufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, kann ferner einen Stabilisator aufweisen, welcher zur Überbrückung zwischen den rechten und linken Lenkern geschaltet ist. Der Stabilisator erhöht zum Zeitpunkt eines Gegenphasen-Federhubs die Torsionssteifigkeit der Aufhängung.
Außerdem kann die Achsaufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Buchse aufweisen, welche zwischen jedem Ende des Trägers und dem jeweiligen linken und rechten Lenker vorgesehen ist, wobei die Buchse ein elastisches Teil enthält, welches jedes Ende des Trägers mit dem jeweiligen rechten und linken Lenker drehbar verbindet. Aufgrund der eingefügten Buchse zwischen dem Träger und den Lenkern, kann somit der Träger an den Verbindungsteilen zu den Lenkern frei drehen, wobei und ein Schlag von der Fahrbahnoberfläche durch das elastische Material der Buchse aufgenommen bzw. absorbiert wird.
Alternativ kann die Achsaufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lagerung aufweisen, welche zwischen jedem Ende des Trägers und dem jeweiligen linken und rechten Lenker vorgesehen ist, wobei die Lagerung jedes Ende des Trägers mit dem jeweiligen rechten und linken Lenker drehbar verbindet. Dadurch kann sich der Träger aufgrund der zwischen dem Träger und den Lenkern eingefügten Lagerung an den Verbindungsteilen zu den Lenkern frei drehen.
Bei der Achsaufhängungsvorrichtung kann die Einstellung der Rotationsachsen in Übereinstimmung mit einer Soll-Radstellungsveränderung vorgenommen werden. Um bestmögliche Fahrstabilität oder Fahrkomfort des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der sich aufgrund einer spontanen Änderung durch einen Schlag oder einer Vibration von der Fahrbahnoberfläche ändernden Radstellungsveränderung zu erlangen, kann die Ausrichtung der Enden beider Achsen des Trägers so eingestellt werden, dass ein bestmöglicher Aufhängungsmechanismus einfach gestaltet werden kann.
Bei der Achsaufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, können die Träger gebogen sein um zu vermeiden, dass der Träger auf Komponenten, welche den Träger umgeben, störend einwirkt. Die Einstellung einer bestmöglichen Radstellungsveränderung ist nicht von der Form des Trägers sondern von der Ausrichtung der Rotationsachsen der beiden Enden des Trägers. Bei der Montage der Achsaufhängungsvorrichtung ans Fahrzeug können räumliche Überschneidungen des Trägers mit den umgebenden Komponenten durch Biegen des Trägers entsprechend den Lagebeziehungen mit den umgebenden Komponenten des Fahrzeugs vermieden werden. Dadurch ist es nicht notwendig, den Gestaltungsfreiraum der umgebenden Komponenten des Trägers einzuschränken.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher, wenn sie in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen gelesen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf eine Verbundlenker-Aufhängung eingebaut in ein Fahrzeug;
2 ist eine Seitenansicht auf eine Verbundlenker-Aufhängung nach 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Achsaufhängungsvorrichtung gemäß einem Hintergrund der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Abbildung, die den Aufbau eines Kupplungsteils zeigt, welches den Träger mit dem Längslenker verbindet;
5 ist eine Schnittdarstellung, die den inneren Aufbau eines Kupplungsteils nach 4 zeigt;
6 ist eine Abbildung, die den Aufbau eines Kupplungsteils zeigt, welches den Träger mit dem Längslenker verbindet;
7 ist eine Schnittdarstellung, die den inneren Aufbau eines Kupplungsteils nach 6 zeigt;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Achsaufhängungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Achsaufhängungsvorrichtung gemäß einem weiteren Hintergrund der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Draufsicht auf den Teil des Fahrzeuges, in den die Achsaufhängungsvorrichtung gemäß einem Hintergrund der vorliegenden Erfindung, in ein Fahrzeug montiert ist.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Die Beschreibung einer Verbundlenker-Aufhängung erfolgt nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2. 1 ist eine Draufsicht auf eine in ein Fahrzeug eingebaute Verbundlenker-Aufhängung. 2 ist eine Seitenansicht auf eine Verbundlenker-Aufhängung nach 1.
Die Verbundlenker-Aufhängung umfasst linke und rechte Längslenker 160L und 160R, die sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken. Lagerbuchsen 162L und 162R mit elastischen Teilen sind an die vorderen Enden der linken und rechten Längslenker 160L und 160R gekoppelt, entsprechend so, dass sie schwingend an der Fahrzeugkarosserie gelagert sind. Andererseits sind Achslager so an die die hinteren Enden der linken und rechten Längslenker 160L und 160R angebracht, dass sie die Räder 100L und 100R jeweils drehbar lagern. Zusätzlich sind jeweils Stoßdämpfer 110L und 110R und Spiralfedern 112L und 112R in der Nähe der linken und rechten Längslenker 160L und 160R angebracht.
Ein Verbundlenker 150 ist zwischen den linken und rechten Längslenkern 160L und 160R vorgesehen, um Mittelabschnitte der linken und rechten Längslenker 160L und 160R zu verbinden. Die linken und rechten Enden des Verbundlenkers 150 sind jeweils an die linken und rechten Längslenker 160L und 160R geschweißt.
Wenn das mit der Verbundlenker-Aufhängung ausgestattete Fahrzeug über eine Fahrbahnoberfläche mit Unebenheiten fährt, schwingen die linken und rechten Räder nach oben und unten. Wenn die Unebenheit der Fahrbahnoberfläche an der linken und rechten Fahrzeugseite gleichphasig auftritt, schwingen die linken und rechten Räder gleichphasig. Wenn die Unebenheit der Fahrbahnoberfläche an der linken und rechten Fahrzeugseite gegenphasig auftritt, schwingen die linken und rechten Räder gegenphasig. Selbst wenn das Fahrzeug über eine ebene Fahrbahnoberfläche fährt, wankt der Fahrzeugaufbau aufgrund der Fliehkraft, wenn das Fahrzeug die Richtung ändert, was die linken und rechten Räder dazu bringt gegenphasig nach oben und unten zu schwingen.
Die oben erwähnte Schwingung der Räder nach oben und unten wird auf die linken und rechten Längslenker 160L und 160R übertragen. Wenn sich diese im gleichphasen Federhub befinden, schwingen die linken und rechten Längslenker 160L und 160R und der Verbundlenker 150 um eine Linie, welche die Lagerbuchsen 162L und 162R mit den linken und rechten Längslenkern 160L und 160R verbindet, wobei durch die Spiralfedern 112L und 112R und die Stoßdämpfer 110L und 110R Stöße absorbiert werden.
Wenn andererseits die linken und rechten Längslenker 160L und 160R im gegenphasigen Federhub sich befinden, bewegen sich diese in unterschiedliche gegenläufige Richtungen, was zu einer Torsion der Verbundlenker 150 führt. Dadurch wird eine Gegenkraft zur Rückführung der Torsion erzeugt, um das Fahrzeug vor dem Wanken zu bewahren.
Bei der Gestaltung der Verbundlenker-Aufhängung ist die Position des Schubmittelpunkts des Verbundlenkers, welcher einen beachtlichen Einfluss auf die Radstellungsveränderung hat, eine entscheidende Kennziffer. Wenn, im Beispiel der 1, der Querschnitt des Verbundlenkers 150 einen nach hinten geöffneten U-förmigen Querschnitt hat, ist der Punkt B in der Mitte unmittelbar vor dem Verbundlenker 150 der Schubmittelpunkt. In diesem Fall verändert sich merklich das Fahrverhalten und die Charakteristik der Aufhängung entsprechend der Position des Schubmittelpunkts B.
Für den Fall, dass der Schubmittelpunkt B des Verbundlenkers 150 an einen Punkt A, welcher hinter dem Punkt B liegt angeordnet ist, um so eine bestmögliche Radstellungsveränderung zu erlangen, könnte es schwierig werden, den Verbundlenker 150 in Abhängigkeit vom Anbringungsort der Ersatzradmulde 102 oder des Auspufftopfs 104 nach hinten zu versetzen. Andererseits kann es für den Fall, dass der Schubmittelpunkt B des Verbundlenkers 150 an einen Punkt gesetzt wird, welcher vor dem Punkt B liegt, schwierig werden, den Verbundlenker 150 aufgrund der Lagebeziehung bezüglich des Kraftstoffbehälters 108 zu versetzen. Ebenso könnte für den Fall, dass der Schubmittelpunkt B des Verbundlenkers 150 an einen Punkt gesetzt wird, welcher über oder unter dem Punkt B liegt das Abgasrohr 106 oder Ähnliches ein Hindernis für die Verschiebung des Verbundlenkers 150 sein.
Darüber hinaus schwingen, wenn die Räder ein- und ausfedern, die linken und rechten Längslenker 160L und 160R um eine Rotationsachse, welche die linken und rechten Lagerbuchsen 162L und 162R verbinden, was durch die Pfeile in 2 angezeigt ist. Mit dem Schwingen des linken und rechten Längslenkers 160L and 160R bewegt sich der Verbundlenker 150 auf und nieder. Folglich ist es notwendig, darauf Rücksicht zu nehmen, dass die Anordnung einen Freiraum zwischen dem Verbundlenker 150 und dem Abgasrohr 106 einhält, indem durch aufwärts biegen des Abgasrohrs 106 sichergestellt wird, dass der Verbundlenker 150 selbst dann nicht mit dem Abgasrohr 106 in Berührung kommt, wenn sich der Verbundlenker 150 auf und nieder bewegt.
Wie oben erwähnt, gibt es bei der Verbundlenker-Aufhängung der hinteren Räder eine, Vielzahl von Komponenten um den Verbundlenker 150, wie zum Beispiel die Ersatzradmulde 102, den Auspufftopf 104, das Abgasrohr 106, den Kraftstoffbehälter 108, und so weiter, weshalb dort zum Zeitpunkt der Festlegung der Anordnung und der Beschaffenheit des Verbundlenkers 150 durch diese Komponenten eine räumliche Einschränkung entsteht. Deshalb kann es einen Fall geben, bei dem es schwierig ist, eine ideale Radstellungsveränderung zu erhalten. Zusätzlich kann auch eine Situation auftreten, bei der die Anordnung und die Konfiguration der umgebenden Komponenten geändert werden muss, um eine bestmögliche Radstellungsveränderung zu erzielen.
Der Anmelder erkannte die oben genannten Probleme der Verbundlenker-Aufhängung, und tätigte die vorliegende Erfindung. Im Folgenden wir eine Beschreibung einer Achsaufhängungsvorrichtung unter Bezugnahme der Zeichnungen gemäß dem Hintergrund der vorliegenden Erfindung gegeben.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Achsaufhängungsvorrichtung gemäß dem Hintergrund der vorliegenden Erfindung. Bei der Achsaufhängungsvorrichtung erstrecken sich ein Paar von linken und rechten Lenkern 20L und 20R in der Längsrichtung des Fahrzeuges. Ein Träger 10 erstreckt sich in die Richtung der Fahrzeugbreite und bildet die Überbrückung zwischen dem linken und dem rechten Lenker 20L und 20R derart, so dass der linke und der rechte Lenker 20L und 20R verbunden sind. Der linke und rechte Lenker 20L und 20R weist jeweils Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R, Verbindungs- bzw. Kupplungsteile 24L und 24R, und die Radlagerteile 26L und 26R auf. Beide Enden (linke und rechte Enden) des Trägers 10 sind drehbar mit Kupplungsteilen 24L und 24R verbunden, die jeweils in der Mitte des linken und rechten Lenkers 20L und 20R vorgesehen sind.
Die Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R, die an den vorderen Enden der linken und rechten Lenker 20L und 20R vorgesehen sind, beispielsweise Längslenkerlagerbuchsen, sind mittels elastischer Teile an der Karosserie aufgebracht. Dadurch sind die linken und rechten Lenker 20L und 20R schwenkbar an der Karoserie abgestützt. Achslager, welche die linken und die rechten Räder drehbar lagern, sind an die Radlagerteile 26L und 26R angebaut, die an jedem der hinteren Enden des Linken und rechten Lenkers 20L und 20R vorgesehen sind.
Die Kupplungsteile 24L und 24R des linken und rechten Lenkers 20L und 20R sind jeweils nicht rechtwinklig sondern schräg zu der Armachse vorgesehen. Infolgedessen verlaufen die Rotationsachsen X1L und X1R der Kupplungsteile 24L und 24R, welche den Träger 10 drehbar halten, nicht parallel zu der Richtung in der Fahrzeugbreite, sondern in einem Winkel im Bezug auf die Fahrzeugbreitenrichtung. Demnach sind die Rotationsachsen X1L und X1R des linken und rechten Endes des Trägers im Bezug auf die gerade Line X0, welche die Mittelpunkte der Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R der linken und rechten Lenker 20L und 20R verbindet, versetzt, und haben einen bestimmten Winkel im Beug auf die Linie X0, die die Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R verbindet. Der Winkel, unter dem die Rotationsachsen X1L und X1R des linken und rechten Endes des Trägers 10 in Fahrzeugbreitenrichtung angestellt bzw. versetzt sind, wird in Übereinstimmung mit der Gestaltung des Aufhängungsmechanismuses unter Abzielung auf eine bestmögliche geometrische Radstellungsveränderung ermittelt.
Wenn die Räder, die mittels der Achslager an den Radlagerteilen 26L und 26R der linken und rechten Lenker 20L und 20R gelagert sind, gleichzeitig nach oben oder unten versetzt werden, schwingen die linken und rechten Lenker 20L und 20R gleichphasig mit der geraden Linie X0, welche die Achsen der Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R der linken und rechten Lenker 20L und 20R verbindet. Das heißt, dass die gerade Linie X0, welche die Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R der linken und rechten Lenker 20L und 20R verbindet, zum Zeitpunkt eines Gleichphasen-Federhubes als schwingende Achse dient.
Wenn andererseits das linke und rechte Rad gegenphasig zueinander nach oben und unten versetzt werden, und eine Federhubdifferenz zwischen dem linken und rechten Rad entsteht, schwingen die linken und rechten Lenker 20L und 20R gegenphasig zueinander. Hierbei wir ein Schnittpunkt A der Rotationsachsen X1L und X1R der linken und rechten Lenker als „Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachsen" bezeichnet. Wenn zum Beispiel das rechte Rad einfedert und das linke Rad ausfedert, schwingt der rechte Lenker 20R mit einer geraden Linie X2R, welchen den Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachsen A und den Mittelpunkt des rechten Fahrzeugkarosseriestützteil 22R verbindet, als eine Schwenkachse nach oben, während der linke Lenker 20L nach unten schwingt, wobei eine gerade Line X2L, welche den Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachsen A und den Mittelpunkt des linken Fahrzeugkarosseriestützteil 22L verbindet, die Schwenkachse bildet. Die gerade Line X2R, welchen den Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachsen A und den Mittelpunkt des rechen Fahrzeugkarosseriestützteil 22R verbindet, und die gerade Line X2L, welchen den Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachsen A und den Mittelpunkt des linken Fahrzeugkarosseriestützteil 22L verbindet, dienen bei Gegenphasen-Federhub als Schwingachsen.
Wenn der Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachse A oberhalb des Mittelpunktes der Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R der linken und rechten Lenker 20L und 20R liegt, kann das Eigenlenkverhalten, welches zum Zeitpunkt des Gegenphasen-Federhubs erzeugt wird zum Untersteuern neigen, was die Radstellung beim Wanken in Richtung Vorspur ändert, um gute Kurvenfahreigenschaften zu erhalten. Wenn andererseits der Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachse A weiter hinter dem Mittelpunkt der Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R der linken und rechten Lenker 20L und 20R liegt, zum Beispiel an einer Position nahe der Rotationsachsen der linken und rechten Räder, kann eine Veränderung des dynamischen Radsturzes unterdrückt werden, so dass sie klein bleibt, auch wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt eines Gegenpasen-Federhubs wankt. Daraus folgt, dass die Positionen über und unter, sowie vor und hinter dem Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachsen sehr wichtige Faktoren für die Einstellung der Radstellung des Fahrzeugunterbaus darstellen.
Die Position des Schnittpunktes der linken und rechten Rotationsachsen A kann durch Veränderung der Ausrichtung der Rotationsachsen X1L und X1R des linken und rechten Endes des Trägers 10 frei angepasst werden. Daraus folgt, dass es beim Einstellen der Radstellung nicht notwendig ist, die Befestigungspunkte zwischen dem Träger 10 und den Lenkern 20L und 20R oder die Form des Trägers 10 zu ändern.
Zudem verdreht sich der Träger, selbst dann wenn der linke und der rechte Lenker 20L und 20R gegenphasig schwingen, nicht in sich und zwar deshalb, weil der Träger 10 nicht an den linken und rechten Lenker 20L und 20R geschweißt sonder über die Kupplungsteile 24L und 24R drehbar gelagert ist. Diesbezüglich unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von einer Verbundlenker-Aufhängung, bei der ein Verbundlenker an die Längslenker geschweißt ist und die erforderliche Torsionssteifigkeit bereitstellen muss. Der Träger 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist kein Bauteil das sich durch Torsion verformt und kann als ein festes bzw. steifes Bauteil angesehen werden, das sich nicht verdrillt.
Da der Träger 10 nicht verdrillt ist, ist die Freiheit bei der Auswahl des Materials hoch. Da der Träger 10 zur Verbindung mit den linken und rechten Lenkern 20L und 20R nicht geschweißt wird, kann das Material für beide Komponenten unabhängig von deren Schweißfestigkeit ausgewählt werden. Zum Beispiel kann der Träger 10 und der linke und rechte Lenker 20L und 20R in Form eines Rohres aus einem Material wie zum Beispiel Aluminium oder Ähnlichem ausgebildet werden.
Weil der Träger 10 keine Torsions-Festigkeit bereitstellen muss, ist ferner eine große Gestaltungsfreiheit gegeben, wobei es kein Problem darstellt, wenn in der Mitte des Trägers 10 ein Biegeabschnitt existiert. Demnach kann der Träger 10 durch Biegung in eine geeignete Gestalt gebracht werden, um so eine räumliche Überschneidung mit verschiedenen Baugruppen, die um den Träger 10 herum angeordnet sind, zu vermeiden, was den Gestaltungsfreiraum vergrößert.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die 4 und 5 eine Beschreibung einer Anordnung von Kupplungsteilen 24L und 24R gegeben, welche den Träger 10 mit den linken und rechten Lenkern 20L und 20R verbinden. Dabei sind die Anordnungen der linken und rechten Kupplungsteile 24L und 24R der linken und rechten Lenker 20L und 20R gleich zueinander, so dass eine Beschreibung nur für einen rechten Lenker 20R erfolgt.
4 ist eine Abbildung, die den Aufbau eines Kupplungsteils 24R zeigt, welches den Träger 10 mit dem Längslenker 20R verbindet. Die Rotationsachse X1R des Trägers 10 und die Mittelachse Y1R des befestigten Trägers 10 sind nicht rechtwinklig zueinander, vielmehr ist der Träger 10 ist schräg an den rechten Lenker 20R angeschlossen. Eine Lagerbuchse 30 ist zwischen dem Träger 10 und dem Kupplungsteil 24R des Lenkers 20R vorgesehen, so dass der Träger 10 durch das Kupplungsteil 24R des rechten Lenkers 20R drehbar gelagert ist.
5 ist eine Schnittdarstellung, die den inneren Aufbau eines Kupplungsteils 24R nach 4 zeigt. Zwei Teile einer Lagerbuchse 30a und 30b sind zwischen einem Außenrohr 11 des rechten Lenkers 20R und einem Innenrohr 25R des Kupplungsteils 24R vorgesehen, so das Außenrohr 11 der Trägerseite und das Innenrohr 25R der Lenkerseite elastisch miteinander verbunden sind. Da die Lagerbuchsen 30a und 30b aus einem elastischen Material, wie Gummi, zwischengeschaltet sind, kann sich der Träger 10 in einem Zustand, in dem er durch das Kupplungsteil 24R des rechten Lenkers 20R gehalten wird, leicht bzw. sanft um die Rotationsachse X1R drehen. Zusätzlich kann durch eine elastische Deformation der Lagerbuchsen 30a und 30b, die aus elastischem Material wie Gummi hergestellt sind, eine Vibration von der Fahrbahnoberfläche absorbiert bzw. gedämpft werden.
Nachfolgend wir, unter Bezugnahme auf die 6 und 7, eine andere Struktur der Kupplungsteile 24L und 24R, welche den Träger 10 mit dem rechten und dem linken Lenker 20R und 20L verbinden, gegeben. Im Beispiel der 4 und 5 werden in den linken und rechten Kupplungsteilen 24L und 24R Lagerbuchsen eingesetzt; das Beispiel der 6 und 7 verwendet anstelle der Lagerbuchsen Lager bzw. Wälzlager. Der Aufbau der linken und rechten Kupplungsteile 24L und 24R ist identisch, und die Beschreibung wird nur anhand des rechten Lenkers 20R erfolgen.
6 ist eine Abbildung, die den Aufbau eines Kupplungsteils 24R zeigt, welches den Träger 10 mit dem Lenker 20R verbindet. Im Gegensatz zu dem in 4 gezeigten Aufbau ist zwischen dem Träger 10 und dem Kupplungsteil 24R des rechten Lenkers 20R ein Schrägkugellager 10 vorgesehen, so dass der Träger 10 drehbar an das Kupplungsteil 24R des Lenkers 20R angeschlossen ist.
7 ist eine Schnittdarstellung, die den inneren Aufbau eines Kupplungsteils 24R nach 6 zeigt. Schrägkugellager 40a und 40b sind an beiden Seiten eines im Durchmesser größeren Rohres bzw. Außenrohres 25R zwischen dem im Durchmesser kleineren Rohr bzw. Innenrohr 11 des Trägers 10 und dem Außenrohr 25R des Kupplungsteils 24R vorgesehen. Die Schrägkugellager 40a und 40b sind durch eine Druckscheibe 42 und einen Bolzen 44 mit dem Außenrohr 25R verbunden, so dass das Innenrohr 11 auf der Trägerseite drehbar bezüglich des Außenrohrs 25R auf der Lenkerseite gelagert ist. Die Schrägkugellager 40a und 40b beinhalten Kugeln als Rollkörper wobei die Anstell- bzw. Kontaktwinkel durch Bezugszeichen 41a und 41b angedeutet sind. Aufgrund der Wirkung der Schrägkugellager 40a und 40b kann sich der Träger 10 in einem Zustand, wenn er durch ein Kupplungsteil 24R des rechten Lenkers 20R gehalten wird, leichtgängig bzw. sanft um die Rotationsachse X1R drehen.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Achsaufhängungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Bei der Achsaufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Träger so gebogen, dass sich sein mittlerer Abschnitt auf einer Gleichphasen-Federhub-Schwenkachse X0, welche die Mittelpunkte der Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R verbindet, befindet und sich entlang dieser erstreckt. Gemäß diesem Aufbau, bewegt sich, wenn die linken und rechten Räder gleichphasig auf und ab versetzt werden und die linken und rechten Lenker 20L und 20R gleichphasig mit der Gleichphasen-Federhub-Schwenkachse X0 als Schwenkachse mitschwingen, der Mittelteil 12 des Trägers 10 nicht, da sich der Mittelteil auf der Gleichphasen-Federhub-Schwenkachse X0 befindet. Andererseits liegt der Mittelteil 12 des Trägers 10 auch auf der Gleichphasen-Federhub-Schwenkachse X0 und bewegt sich kaum, wenn die linken und rechten Räder gegenphasig auf und ab versetzt werden.
Wie unter Bezug auf 2 erläutert, ist es bei der herkömmlichen Verbundlenker-Aufhängung zur Vermeidung von Interferenzen mit dem Abgasrohr notwendig, einen Raum für den nach oben und unten schwingenden Verbundlenker 150 durch ein nach oben Biegen des Abgasrohres 106 zu reservieren, weil der Verbundlenker 150 bei einem Gleichphasen-Federhub auf und ab schwingt. Gemäß der Achsaufhängungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird der Mittelteil 12 des Trägers 10 mit der Gleichphasen-Federhub-Schwenkachse X0 zusammengelegt, so dass sich der Mittelteil 12 des Trägers 10 weder zum Zeitpunkt eines Gleichphasen-Federhubes noch zum Zeitpunkt eines Ungleichphasen-Federhubes bewegt. Dadurch ist es nicht notwendig, einen Raum für die Bewegung des Trägers 10 zu reservieren bzw. freizuhalten, was den Freiraum bei der Gestaltung des Fahrzeuges erhöht.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Achsaufhängungsvorrichtung gemäß einem weiteren Hintergrund der vorliegenden Erfindung. Bei der Achsaufhängungsvorrichtung ist ein Stabilisator 50 vorgesehen, um zum Zeitpunkt eines Ungleichphasen-Federhubes eine Torsions-Festigkeit anzuheben. Da der Träger 10 drehbar an den Kupplungsteilen 24L und 24R des linken und rechten Lenkers 20L und 20R befestigt ist, wird der Träger selbst im Zeitpunkt eines Gleichphasen-Federhubes nicht verdrillt. Um eine ausreichende Torsions-Steifigkeit zu erlangen, überbrückt der Stabilisator 50 den Raum zwischen dem linken und rechten Lenker 20L und 20R. Beide Enden (entgegengesetzte Enden) des Stabilisators 50 sind jeweils mittels Bolzen 52 an den linken und rechten Lenkern 20L und 20R befestigt, so dass der linke und rechte Lenker 20L und 20R in Fahrzeugbreitenrichtung verbunden sind.
Durch das Vorsehen des Stabilisators 50 wird den linken und rechten Lenkern 20L und 20R eine Torsions-Steifigkeit gegeben. Wenn der linke und rechte Lenker 20L und 20R gegenphasig schwingen, so dass zum Beispiel der linke Lenker 20L mit der Ungleichphasen-Federhub-Schwenkachse X2L als Schwingachse aufwärts schwingt, und der rechte Lenker 20R mit der Ungleichphasen-Federhub-Schwenkachse X2L als Schwingachse abwärts schwingt, wird im Stabilisator 50 welcher sich brückenartig zischen dem linken und rechten Lenker 20L und 20R erstreckt eine Verdrillung erzeugt. Dabei wird die Vibration der linken und rechten Räder in der Gegenphase reduziert und es wird das Rollen des Fahrzeugs unterdrückt, was die Kurvenfahreigenschaften verbessert.
10 ist eine Draufsicht, welche im Beispiel zeigt, bei dem die Achsaufhängungsvorrichtung, gemäß einem weiteren Hintergrund der Erfindung, in ein Fahrzeug montiert ist. In dem in 10 gezeigten Beispiel ist der Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachse A des Trägers 10 hinter dem Träger 10 im Heck des Fahrzeuges angeordnet, um eine bestmögliche Radstellungsveränderung zu erhalten. Obwohl der Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachse A in der Ersatzradmulde 102 angeordnet ist, gibt es keine Notwendigkeit, die Verbindungsstellen des Trägers 10 zu den linken und rechten Lenkern 20L und 20R zu verändern, da der Schnittpunkt der linken und rechten Rotationsachse A durch bloßes Ändern der Ausrichtung der Rotationsachsen X1L und X1R des linken und rechten Endes des Trägers 10 auf diese Position gesetzt werden kann.
Infolge der Ausrichtung der Rotationsachsen X1L und X1R des linken und rechten Endes des Trägers 10 in Richtung Heck des Fahrzeuges, wird der Träger 10 in Richtung des Hecks des Fahrzeuges ohne Veränderungen gebogen, welche dem Träger 10 Anlass geben könnten, sich und dem Auspufftopf 104 oder der Ersatzradmulde 102 räumlich zu überschneiden. So wird der Mittelteil des Trägers 10 in Richtung der Front des Fahrzeuges gebogen, um so Interferenzen mit dem Auspufftopf 104 oder der Ersatzradmulde 102 zu verhindern. Weil der Träger keinen Beitrag zur Steifigkeit leistet, kann er eine freiwählbare Form haben. Da es keine Notwendigkeit gibt, die Position und Form der umgebenden Komponenten des Trägers im Fahrzeug zu verändern, um eine bestmögliche Radstellung zu erhalten, gibt es keinen Fall, bei dem der Gestaltungsfreiraum der umbebenden Komponenten eingeschränkt ist.
Obwohl die Lagebeziehungen des Schnittpunkts der linken und rechten Rotationsachsen A relativ zu den Mittelpunkten der Fahrzeugkarosseriestützteile 22L und 22R der linken und rechten Lenker 20L und 20R in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung eingestellt ist, um eine bestmögliche Radstellungsveränderung zu erhalten, kann darüber hinaus die vertikale Position des Schnittpunkts der der linken und rechten Rotationsachsen A durch bloßes nach oben und nach unten Neigen der Rotationsachsen X1L und X1R des linken und rechten Endes des Trägers 10 verändert werden, ohne die Position des Trägers zu verändern. Dadurch kann eine bestmögliche Radstellungsveränderung erzielt werden, ohne die Anordnung oder die Gestaltung der umgebenden Komponenten, wie zum Beispiel des ober- oder unterhalb des Trägers 10 angeordneten Abgasrohr 106 zu verändern.
Wie bereits oben erwähnt, kann gemäß der Achsaufhängungsvorrichtung der oben beschriebenen Ausführungsformen eine bestmögliche Radstellungsveränderung durch bloßes Ändern der Ausrichtung der Rotationsachsen X1L und X1R der linken und rechten Enden des Trägers 10 erzielt werden ohne dabei die Positionen der Kupplungsteile 24L und 24R der linken und rechten Lenker 20L und 20R zu verändern. Anders gesagt, kann das Konzept einer bestmöglichen Radstellungsveränderung verwirklicht werden, ohne dabei abhängig von den Verbindungsstellen der linken und rechten Lenker 20L und 20R und der Form des Trägers 10 zu sein.
Deshalb kann bei der Montage der Achsaufhängungsvorrichtung, die Anordnung und die Form des Trägers 10 in Übereinstimmung mit der Lagebeziehung bezüglich der umgebenen Komponenten des Fahrzeuges und einer bestmöglichen Radstellungsveränderung durch Anpassen der Ausrichtung der Rotationsachsen der linken und rechten Enden des Trägers 10 festgelegt werden, und zwar unabhängig von der Anordnung und Form des Trägers 10, was eine Gestaltung der Achsaufhängungsvorrichtung ohne Einschränkungen erlaubt. Dadurch wird der Freiraum bei der Gestaltung des Aufhängungsmechanismus erhöht.
Da der Schnittpunkt der Rotationsachsen der linken und rechten Enden des Trägers 10, welcher für den Erhalt einer bestmöglichen Ausrichtveränderung wichtig ist, unabhängig von der Position und Form des Trägers 10 bestimmt werden kann, kann eine Veränderung der Vorspur oder des Radsturzes beim Rollen bzw. Wanken bestmöglich gestaltet werden und zwar ohne Beschränkungen der räumlichen Gegebenheiten vor, hinter, über oder unter dem Träger 10. Weil der Träger 10 drehbar mit den linken und rechten Lenkern 20L und 20R verbunden ist, und es keinen Schweißverbindungsabschnitt gibt, dreht sich ferner der Träger 10 zum Zeitpunkt eines Gleichphasen-Federhubes nicht, und es gibt keinen Einfluss auf eine Veränderung der Vorspur oder des Radsturzes, selbst dann wenn ein gebogener Abschnitt in der Mitte des Trägers vorgesehen ist. Weil der Träger keinen direkten Verdrillungsbedingten Stoß erhält, wird sichtlich die Funktionssicherheit der Achsaufhängungsvorrichtung gesteigert.
Wenngleich der Träger 10 rohrförmig ausgebildet ist, um leichter biegbar zu sein, können auch andere Formen für den Träger 10 verwendet werden. Des Weiteren sind die linken und rechten Enden des Trägers 10 mit den Kupplungsteilen 24L und 24R des linken und rechten Lenkers 20L und 20R drehbar verbunden. Die drehbare Eigenschaft kann auch dadurch erreicht werden, dass andere Teile als die Lagerbuchsen oder die Kugellager bei den Kupplungsteilen 24L und 24R vorgesehen werden. Obwohl die Achsaufhängungsvorrichtung bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel an die Hinterräder montiert wird, kann sie auch an die Vorderräder montiert werden.

Claims

Achsaufhängungsvorrichtung mit einem Paar von linken und rechten Lenkern (20L, 20R), wovon jeder ein Fahrzeugkarosseriestützteil (22L, 22R), welches an einer Fahrzeugkarosserie abgestützt ist, und ein Radstützteil (26L, 26R) hat, welches ein Rad (100L, 100R) stützt; und einem Träger (10), welcher zwischen den rechten und linken Lenkern (20L, 20R) vorgesehen ist, wobei beide Enden des Trägers (10) mit dem jeweiligen rechten und linken Lenker (20L, 20R) zwischen dem Fahrzeugkarosseriestützteil (22L, 22R) und dem Radstützteil (26L, 26R) jedes Lenkers (20L, 20R) drehbar verbunden sind; wobei sich die Rotationsachsen (X1L, X1R) der beiden Enden des Trägers (10) in Winkeln zu einer Linie befinden, welche die beiden Enden des Trägers (10) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Mittelteil (12) des Trägers (10) entlang einer Linie (X0) erstreckt, welche die Fahrzeugkarosseriestützteile (22L, 22R) verbindet.
Achsaufhängungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch einen Stabilisator (50), welcher zur Überbrückung zwischen den rechten und linken Lenkern (20L, 20R) geschaltet ist.
Achsaufhängungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnet durch eine Buchse (30), welche zwischen jedem Ende des Trägers (10) und dem jeweiligen linken und rechten Lenker (20L, 20R) vorgesehen ist, wobei die Buchse (30) ein elastisches Teil enthält, welches jedes Ende des Trägers (10) mit dem jeweiligen rechten und linken Lenker (20L, 20R) drehbar verbindet.
Achsaufhängungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnet durch eine Lagerung (40), welche zwischen jedem Ende des Trägers (10) und dem jeweiligen linken und rechten Lenker (20L, 20R) vorgesehen ist, wobei die Lagerung (40) jedes Ende des Trägers (10) mit dem jeweiligen rechten und linken Lenker (20L, 20R) drehbar verbindet.
Achsaufhängungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Träger (10) gebogen ist, um zu vermeiden, dass der Träger (10) auf Komponenten störend einwirkt, welche den Träger (10) umgeben.