DE69914853T2

DE69914853T2 - Fahrzeugaufhängungssystem

Info

Publication number: DE69914853T2
Application number: DE69914853T
Authority: DE
Inventors: Un-Koo Hwaseong-kun Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: EP1000780A1; DE69914853D1; CN100351111C; EP1000780B1; CN1500663A; JP2000142053A; AU754946B2; CN1253886A; AU5838499A; US6352272B1; CN1174877C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Allgemeinen verbindet ein Aufhängungssystem für ein Fahrzeug eine Achse mit einer Fahrzeugkarosserie und absorbiert Vibrationen und Stöße von einer Straßenoberfläche, während das Fahrzeug angetrieben wird, um die Sicherheit und den Fahrkomfort zu erhöhen.
Um Stöße zu absorbieren und Antriebs-, Brems- und Zentrifugalkräften zu widerstehen, die von den Rädern übertragen werden, ist das Aufhängungssystem in einer Vertikalrichtung flexibel gekuppelt. Das Aufhängungssystem ist in einer Horizontalrichtung fest gekuppelt.
Das herkömmliche Aufhängungssystem weist eine Mehrzahl von Verbindungsstücken und Gelenkverbindungen auf, die einen Montageprozess verkomplizieren und die Herstellungskosten erhöhen.
Die US-A-2 094 824 offenbart ein Aufhängungssystem, das eine Achswelle zum drehbaren Abstützen eines Rades und eine Nockenanordnung zum Kuppeln einer Fahrzeugkarosserie mit einem fahrzeugkarosserieseitigen Ende der Achswelle aufweist, wobei das Rad gezwungen wird, sich im Wesentlichen in einem geradlinigen Pfad zu bewegen.
Die CA-A-2 194 251 beschreibt ein Aufhängungssystem, das eine Achswelle zum drehbaren Abstützen eines Rades aufweist, wobei eine Fahrzeugkarosserie mit einem fahrzeugkarosserieseitigen Ende der Achswelle mittels Lagern schwenkbar gekuppelt ist.
Daher gibt es einen Bedarf für ein Aufhängungssystem, welches mit einer geringen Anzahl von Teilen gestaltet ist, um die Herstellungskosten zu reduzieren, während eine verbesserte Ausführung geschaffen wird.
Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, aufweisend eine Achswelle zum drehbaren Abstützen eines Rades; eine Stützanordnung zum vertikalen Abstützen der Achswelle an einer Fahrzeugkarosserie; und eine Nockenanordnung zum Kuppeln eines fahrzeugkarosserieseitigen Endes der Achswelle mit der Fahrzeugkarosserie derart, dass das fahrzeugkarosserieseitige Ende die Fahrzeugkarosserie mit einer Kontaktkrümmung kontaktiert, die identisch mit einer Linie des Momentanzentrums des Rades ist.
Die Nockenanordnung weist einen Nocken auf, der zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem fahrzeugkarosserieseitigen Ende der Achswelle angeordnet ist, wobei der Nocken eine zu dem Rad gekrümmte Nockenfläche aufweist, wobei eine Krümmung der Nockenfläche identisch mit der Linie des Momentanzentrums des Rades ist, und wobei das fahrzeugkarosserieseitige Ende der Achswelle gestaltet ist, um die Nockenfläche eng zu kontaktieren.
Die Nockenanordnung weist ferner ein Nockenkontaktteil auf, das zwischen dem Nocken und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, wobei das Nockenkontaktteil eine Nockenkontaktfläche aufweist, deren Krümmung größer als die der Nockenfläche ist.
Ein Isolierteil ist zwischen dem Nockenkontaktteil und der Fahrzeugkarosserie angeordnet, und die Achswelle kann mittels einer Zugfeder zu der Fahrzeugkarosserie hin vorgespannt sein.
Die beigefügten Zeichnungen, welche in die Beschreibung einbezogen sind und einen Teil derselben bilden, stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar, und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erläutern:
1 ist eine schematische Darstellung eines Aufhängungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 und 3 sind schematische Ansichten, die die Wirkungsweise des in 1 gezeigten Aufhängungssystems veranschaulichen;
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Nockenanordnung, die in 1 gezeigt ist;
5 ist eine teilweise Schnittansicht einer Nockenanordnung, die in 1 gezeigt ist;
6 ist eine schematische Darstellung eines Aufhängungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Nockenanordnung, die in 6 gezeigt ist;
8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie I-I aus 7; und
9 ist eine schematische Ansicht, die die Wirkungsweise eines in 6 gezeigten Aufhängungssystems veranschaulicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Aufhängungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Aufhängungssystem weist eine Achswelle 8 zum Abstützen eines Rades 2 und eine Nockenanordnung 13 auf, die zwischen der Achswelle 8 und einer Fahrzeugkarosserie 10 angeordnet ist. Die Nockenanordnung 13 weist einen Nocken 14 mit einer Nockenfläche auf, deren Krümmung identisch mit einer Linie ist, die entlang der Momentanzentren des Rades 2 gezogen ist, wenn das Rad 2 ein- und ausfedert.
Ausführlicher beschrieben ist ein inneres Ende der Achswelle 8 derart abgerundet, dass es mit der Nockenfläche des Nockens 14 in komplementärem Flächenkontakt steht. Das innere Ende der Achswelle 8 ist mittels einer Zugfeder 18 mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden. Die Fahrzeugkarosserie 10 ist an einem den Nocken 14 kontaktierenden Abschnitt mit einem bogenförmigen Kontaktteil 20 versehen. Ein Isolierteil 22 ist zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und dem Kontaktteil 20 vorgesehen.
Da die Achswelle 8 mittels der Zugfeder 18 mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden ist, kann die Achswelle 8 bezüglich der Bewegung des Nockens 14 aktiv wirken, während diese mittels der Zugfeder 18 vorgespannt ist. Das Isolierteil 22 verhindert, dass ein Stoß direkt über den Nocken 14 auf die Fahrzeugkarosserie 10 übertragen wird.
Außerdem ist eine Stützanordnung 28 mit einem Stoßdämpfer 26 und einer Feder 24 vertikal zwischen der Achswelle 8 und der Fahrzeugkarosserie 10 angeordnet. Die Stützanordnung 28 absorbiert einen Stoß, welcher von dem Rad 2 auf die Fahrzeugkarosserie 10 vertikal übertragen wird.
Die Wirkungsweise des oben beschriebenen
Aufhängungssystems wird nachfolgend mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.
Wenn das Rad 2 einfedert, wie in 2 gezeigt ist, schwenkt die Achswelle 8 in der Zeichnung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, da das Rad aufsteigt, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt ist.
An dieser Stelle ist die Achswelle 8 mittels der Zugfeder 18 zu der Fahrzeugkarosserie 10 hin vorgespannt, wodurch eine Belastung in deren Längsrichtung aufgenommen wird. Infolgedessen dreht sich der Nocken 14 im Uhrzeigersinn, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt ist. An dieser Stelle wird der Nocken 14 infolge der Krümmung der Nockenfläche 12 nach unten geneigt. Die Neigung des Nockens 14 ermöglicht, dass sich die Achswelle 8, die mit der Nockenfläche 12 in Flächenkontakt steht, innen nach unten bewegt.
Das heißt, die Achswelle 8 bewegt sich nicht entlang der Linie des Momentanzentrums des Rades 2, sondern durch die Drehung des Nockens 14 im Uhrzeigersinn entlang der Nockenfläche 12 des Nockens 14.
Wenn das Rad 2 ausfedert, wie in 3 gezeigt ist, schwenkt die Achswelle 8 im Uhrzeigersinn, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt ist. An dieser Stelle ist die Achswelle 8 mittels der Zugfeder 18 zu der Fahrzeugkarosserie 10 hin vorgespannt, wodurch eine Belastung in deren Längsrichtung aufgenommen wird. Infolgedessen dreht sich der Nocken 14 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt ist. An dieser Stelle wird der Nocken 14 infolge der Krümmung der Nockenfläche 12 nach oben geneigt. Die Neigung des Nockens 14 ermöglicht, dass sich die Achswelle 8, die mit der Nockenfläche 12 in Flächenkontakt steht, innen nach oben bewegt.
Das heißt, die Achswelle 8 bewegt sich nicht entlang der Linie des Momentanzentrums des Rades 2, sondern durch die Drehung des Nockens 14 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn entlang der Nockenfläche 12 des Nockens 14.
Bei dem oben beschriebenen Aufhängungssystem werden, da keine Mehrzahl von Verbindungsstücken und Gelenkverbindungen verwendet werden, die Herstellungskosten auf einem Minimum gehalten. Außerdem kann durch richtige Einstellung der Krümmung des Nockens 14 das Momentanzentrum des Rades 2 genau eingestellt werden.
Die 4 und 5 zeigen ausführliche Ansichten der in 1 gezeigten Nockenanordnung 13.
Die Nockenanordnung 13 weist einen Halter 34 für die Montage an der Fahrzeugkarosserie 10 auf. Das Isolierteil 22 und das Nockenkontaktteil 20 sind in den Halter 34 eingesetzt. Das obere und untere Ende des Isolierteils 22 sind mittels Schrauben 40 und Muttern 42 an dem Halter 34 fixiert. Der Nocken 14 ist in Kontakt mit dem Nockenkontaktteil 20 angeordnet. Der Nocken 14 ist mit einem Nockenführungsschlitz 44 versehen, der eine Krümmung in eine Richtung entgegengesetzt zu jener der Nockenfläche 12 hat. Der Nocken 14 ist an dem Halter 34 mittels eines Führungsbolzens 46 fixiert, der den Nockenführungsschlitz 44 und Löcher durchdringt, die in Seitenplatten 36 und 38 des Halters 34 ausgebildet sind. Der Nockenführungsschlitz 44 ermöglicht, dass sich der Nocken 14 sanft dreht, wenn das Rad ein- und ausfedert.
Achswellenführungsschlitze 48 mit einer Krümmung in gleicher Richtung und insgesamt forminvertiert identisch mit dem Führungsschlitz 44 sind in den Seitenplatten 36 und 38 des Halters 34 ausgebildet. Ein Führungsbolzen 50, an welchem das eine Ende der Zugfeder 18 fixiert ist, ist durch die Führungsschlitze 48 und ein Mittelloch 16 des inneren Endes der Achswelle 8 hindurch montiert.
6 zeigt ein Aufhängungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Aufhängungssystem gemäß dieser Ausführungsform weist eine Achswelle 80 zum Abstützen eines Rades 2 und eine Nockenanordnung 130 auf, die zwischen der Achswelle 80 und einer Fahrzeugkarosserie 100 angeordnet ist. Die Nockenanordnung 130 weist einen Nocken 120, der einstückig an einem inneren Ende der Achswelle 80 ausgebildet ist und eine Nockenfläche 140 aufweist, deren Krümmung identisch mit einer Linie ist, die entlang der Momentanzentren des Rades 20 gezogen ist, wenn das Rad 20 ein- und ausfedert, ein Nockenkontaktteil 200, das den Nocken 120 kontaktiert, und ein Isolierteil 240 auf, das zwischen dem Nockenkontaktteil 200 und der Fahrzeugkarosserie 100 angeordnet ist.
Das Nockenkontaktteil 200 hat eine Krümmung, die größer als die der Nockenfläche 140 des Nockens 120 ist. Der Nocken 120 ist mittels Zugfedern 180 zu der Fahrzeugkarosserie hin vorgespannt. Das heißt, die Zugfedern 180 verbinden die Fahrzeugkarosserie 100 mit einem Federfixierteil 220, das an dem Nocken 120 derart ausgebildet ist, dass die Achswelle 8 in eine Richtung ihrer Längsachse zu der Fahrzeugkarosserie 100 hin vorgespannt ist.
Der Nocken 120 ist zu dem Rad 20 hin derart gekrümmt, dass er mit einem Hakenabschnitt 260 versehen ist. Die Fahrzeugkarosserie 100 ist mit ihrem unteren Abschnitt unter dem Nockenkontaktteil 200 zu dem Rad 20 hin ausgestreckt und dann zu der Fahrzeugkarosserie 100 hin gekrümmt, um einen Hakenabschnitt 280 zu bilden. Der Hakenabschnitt 260 des Nockens 260 ist mit dem Hakenabschnitt 280 der Fahrzeugkarosserie 100 in einer solchen Weise verhakt, dass die Hakenabschnitte 260 und 280 nicht miteinander in Konflikt gelangen, wenn das Rad 20 ein- und ausfedert.
Die 7 und 8 zeigen ausführliche Ansichten der in 6 dargestellten Nockenanordnung 130.
Das Isolierteil 240 ist in die Fahrzeugkarosserie 100 eingebettet, und das Nockenkontaktteil 200 ist auch in die Fahrzeugkarosserie 100 in einem das Isolierteil 240 kontaktierenden Zustand eingebettet. Das Nockenkontaktteil 200 ist mit einer vertikalen Nut 300 versehen, in welche der Nocken 120 derart eingepasst ist, dass sich der Nocken 120 nicht in eine Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie 100 bewegt. Das Isolierteil 240 verhindert, dass eine Stoßkraft direkt auf die Fahrzeugkarosserie 100 übertragen wird, wenn das Rad 20 ein- und ausfedert.
Wieder mit Bezug auf 6 ist die Achswelle 8 mittels einer Stützanordnung 360 mit einer Feder 320 und einem Stoßdämpfer 340 an der Fahrzeugkarosserie 100 vertikal abgestützt, um eine Stoßkraft zu absorbieren, welche von dem Rad 20 auf die Fahrzeugkarosserie 100 vertikal übertragen wird.
Die Wirkungsweise des oben beschriebenen
Aufhängungssystems wird nachfolgend mit Bezug auf 9 beschrieben.
Wenn das Rad 20 einfedert, schwenkt die Achswelle 80 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, wie in 9 gezeigt ist. An dieser Stelle bewegt sich ein Kontaktpunkt zwischen dem Nocken 120 und dem Nockenkontaktteil 200 nach oben. Das heißt, da die Krümmung der Nockenfläche 140 identisch mit der entlang der Momentanzentren des Rades 20 gezogenen Linie ausgebildet ist, variieren die wesentlichen Momentanzentren des Rades 20 entlang der Krümmung des Nockenkontaktteils 20.
Während diese Erfindung in Verbindung damit beschrieben wurde, was gegenwärtig als die nützlichste und bevorzugteste Ausführungsform betrachtet wird, ist diese dahingehend zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern im Gegenteil dafür bestimmt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche einbezogen sind.

Claims

Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Achswelle (8; 80) zum drehbaren Abstützen eines Rades (2); eine Stützanordnung (28; 360) zum Abstützen der Achswelle (8; 80) an einer Fahrzeugkarosserie (10; 100) eine Nockenanordnung (13; 130) zum Kuppeln eines fahrzeugkarosserieseitigen Endes der Achswelle (8; 80) mit der Fahrzeugkarosserie (10; 100) derart, dass das fahrzeugkarosserieseitige Ende der Achswelle (8; 80) die Fahrzeugkarosserie (10; 100) kontaktiert; wobei die Nockenanordnung (13; 130) einen Nocken (14; 120) aufweist, der zwischen der Fahrzeugkarosserie (10; 100) und dem fahrzeugkarosserieseitigen Ende der Achswelle (8; 80) angeordnet ist, wobei der Nocken (14; 120) eine Nockenfläche (12; 140) mit einer Krümmung aufweist, die zu dem Rad (2) hin gekrümmt ist; und ein Nockenkontaktteil (20; 200), das zwischen dem Nocken (14; 120) und der Fahrzeugkarosserie (10; 100) angeordnet ist, wobei das Nockenkontaktteil (20; 200) eine Nockenkontaktfläche aufweist, die die Nockenfläche (12; 140) des Nockens (14; 120) eng kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenkontaktteil (20; 200) eine Krümmung aufweist, die zu dem Rad (2) hin gekrümmt ist, wobei die Krümmung größer als die der Nockenfläche (12; 140) des Nockens (14; 120) ist, wobei das Nockenkontaktteil (20; 200) mittels eines Isolierteils (22; 240) abgestützt ist, das zwischen dem Nockenkontaktteil (20; 200) und der Fahrzeugkarosserie (10; 100) zur Verhinderung direkter Übertragung einer Stoßkraft über den Nocken (14; 120) auf die Fahrzeugkarosserie (10; 100) angeordnet ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Halter (34), der mit der Fahrzeugkarosserie (10) gekuppelt ist und zwei einander gegenüberliegende Seitenplatten (36, 38) aufweist, wobei das Nockenkontaktteil (20) zwischen den Seitenplatten (36, 38) montiert ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 2, ferner aufweisend: einen ersten Führungsschlitz (44), der durch den Nocken (14) hindurch ausgebildet ist und eine Krümmung aufweist, die in eine Richtung entgegengesetzt zu der Krümmung der Nockenfläche (12) des Nockens (14) gekrümmt ist; einen ersten Führungsbolzen (46), der den ersten Führungsschlitz (44) und ein in jeden Seitenplatten (36, 38) ausgebildetes Loch durchdringt; einen zweiten Führungsschlitz (48), der in jeden Seitenplatten (36, 38) ausgebildet ist und eine Krümmung aufweist, die in eine Richtung entgegengesetzt zu der Krümmung der Nockenfläche (12) des Nockens (14) gekrümmt ist; und einen zweiten Führungsbolzen (50), der die zweiten Führungsschlitze (48) und ein durch die Achswelle (8) hindurch ausgebildetes Loch (16) durchdringt.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei der Nocken (120) einstückig an einem fahrzeugkarosserieseitigen Ende der Achswelle (80) ausgebildet ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 4, wobei die Fahrzeugkarosserie (100) zu dem Rad (2) hin ausgestreckt ist, dann zu der Fahrzeugkarosserie (100) hin gekrümmt ist, um einen Hakenabschnitt (280) zu definieren, wobei der Nocken (120) mit dem Hakenabschnitt (280) der Fahrzeugkarosserie (100) in einer solchen Weise verhakt ist, dass der Hakenabschnitt (280) und der Nocken (120) nicht in Konflikt miteinander gelangen, wenn das Rad (2) ein- und ausfedert.
Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Achswelle (8; 80) mittels einer Zugfeder (18; 180) zu der Fahrzeugkarosserie (10; 100) hin vorgespannt ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 6, wobei die Zugfeder (18; 180) mit der Fahrzeugkarosserie (10; 100) und einem Federfixierteil (50; 220) gekuppelt ist, das an dem fahrzeugkarosserieseitigen Ende der Achswelle (8; 80) ausgebildet ist.