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DE3928906A1 - Federbeinaufhaengung - Google Patents

Federbeinaufhaengung

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Publication number
DE3928906A1
DE3928906A1 DE3928906A DE3928906A DE3928906A1 DE 3928906 A1 DE3928906 A1 DE 3928906A1 DE 3928906 A DE3928906 A DE 3928906A DE 3928906 A DE3928906 A DE 3928906A DE 3928906 A1 DE3928906 A1 DE 3928906A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
suspension
strut
ball joint
section
vehicle body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3928906A
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English (en)
Other versions
DE3928906C2 (de
Inventor
Toshiyasu Santo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Priority claimed from JP22040988A external-priority patent/JPH0775931B2/ja
Priority claimed from JP33058288A external-priority patent/JPH0775932B2/ja
Priority claimed from JP1027589A external-priority patent/JP2536123B2/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE3928906A1 publication Critical patent/DE3928906A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3928906C2 publication Critical patent/DE3928906C2/de
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G15/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type
    • B60G15/02Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
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    • B60G15/062Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper the spring being arranged around the damper
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    • B60G3/26Means for maintaining substantially-constant wheel camber during suspension movement ; Means for controlling the variation of the wheel position during suspension movement
    • B60G3/265Means for maintaining substantially-constant wheel camber during suspension movement ; Means for controlling the variation of the wheel position during suspension movement with a strut cylinder contributing to the suspension geometry by being linked to the wheel support via an articulation
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2204/40Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/414Cardan joints

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federbeinaufhängung eines Fahrzeuges, genauer gesagt eine Aufhängung, die als Vorderradaufhängung verwendet wird und mit einem Lenkgetriebe verbunden ist.
Eine Federbeinaufhängung ist so ausgebildet, daß ein Federbein einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der relativ zum oberen Abschnitt gleiten kann, aufweist. Der obere Federbeinabschnitt ist schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosse verbunden, während der untere Federbeinabschnitt schwenkbar mit einem Aufhängungsarm verbunden ist, der sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt.
Da die vorstehend beschriebene Aufhängung eine geringe Anzahl von Montage­ punkten an der Fahrzeugkarosse besitzt und die Zahl der seitlichen Elemente nur auf den Aufhängungsarmen beschränkt ist, besitzt die Aufhängung den Vorteil, daß die Belastung der Fahrzeugkarosse gering ist, daß die Aufhängungsgeometrie kaum von der Genauigkeit bei der Herstellung bzw. Bearbeitung beeinflußt wird und daß die seitliche Beschränkung gering ist. Andererseits besitzt jedoch eine solche Aufhängung das Problem, daß beim Aufprallen die Wölbungsänderung eines Reifens gering ist, so daß der Sturz eines sich drehenden äußeren Rades zur positiven Seite hin vergrößert wird. Es existieren verschiedenartige Vorschläge, um die Bombierungsänderung des Reifens beim Aufprall zu erhöhen. Hiervon sind beispielsweise die in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen 56-82 613 und 63-28 707 beschriebenen Vorschläge in den Fig. 21 und 22 dargestellt.
Bei der in Fig. 21 gezeigten Aufhängung ist ein oberer Abschnitt 21 eines Federbeines 20 schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosse 23 verbunden, während ein unterer Federbeinabschnitt 22, der relativ zum oberen Federbeinab­ schnitt 21 gleiten kann, schwenkbar mit einem Aufhängungsarm 24 verbunden ist, der sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt. Ein Abschnitt eines Radträgers 25, der über einer Drehachse eines Rades angeordnet ist, ist schwenkbar über ein Kugelgelenk 26 mit einem Hilfslenker 27 verbunden. Dieser Hilfslenker 27 ist schwenkbar mit dem unteren Federbeinabschnitt 22 verbunden, während ein Abschnitt des Radträgers 25, der unterhalb der Drehachse angeordnet ist, über ein Kugel­ gelenk 28 schwenkbar mit dem Aufhängungsarm 24 in Verbindung steht.
Bei der in Fig. 22 dargestellten Aufhängung ist der obere Federbeinab­ schnitt 21 des Federbeins 20 schwenkbar mit der Fahrzeugkarosse 23 verbunden, während der untere Federbeinabschnitt 22 mit einem aufwärts­ verlaufenden Abschnitt eines L-förmigen Aufhängungsarmes 30 in Verbindung steht, der sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse und nach oben erstreckt. Ein Abschnitt eines Radträgers 31, der von hinten gesehen im wesentlichen umgekehrte C-Form besitzt, welcher über einer Drehachse angeordnet ist, ist schwenkbar mit dem unteren Federbeinabschnitt 22 verbunden, während ein Abschnitt des Radträgers 31, der unter der Drehachse angeordnet ist, schwenkbar mit der Ecke das Aufhängungsarms 30 in Verbindung steht.
Um der Entwicklung von hochentwickelten Kraftfahrzeugen mit Vorderradan­ trieb, sogenannten FF-Fahrzeugzeugen, gerecht zu werden, die durch den Einbau eines Motors mit hoher Leistung ein besonders gutes Betriebsverhal­ ten zeigen, muß jedes Vorderrad sobald wie möglich daran gehindert werden, sich bei einer schnellen Beschleunigung oder Verzögerung um eine Lenkachse, d. h. eine Achsschenkelbolzenachse, zu drehen, um auf diese Weise die Lenkbarkeit sicherzustellen.
Das Vorderrad neigt dazu, sich um die Achsschenkelbolzenachse aufgrund einer auf den Mittelpunkt der Bodenkontaktfläche des Reifens einwirkenden Bremskraft rückwärts zu drehen. Es neigt ferner dazu, sich aufgrund einer Antriebskraft, die auf einen Punkt einwirkt, der durch den Schnittpunkt der Drehachse des Reifens und einer imaginären Vertikalebene, die sich durch den Mittelpunkt der Bodenkontaktfläche des Reifens erstreckt, verläuft, vorwärtszudrehen. Der von der Bremskraft erzeugte Rotationsgrad schwankt in Abhängigkeit von der Größe des Achsschenkelbolzenversatzes, der der Strecke zwischen dem Schnittpunkt der Achsschenkelbolzenachse und der Bodenfläche und dem Mittelpunkt der Bodenkontaktfläche des Reifens entspricht. Auch der von der Antriebskraft erzeugte Rotationsgrad schwankt in Abhängigkeit von der Größe der Strecke zwischen dem Schnittpunkt der imaginären Vertikal­ ebene, die durch den Mittelpunkt der Bodenkontaktfläche des Reifens verläuft, und der Drehachse des Reifens sowie der Achsschenkelbolzenachse, der sogenannten IK-Strecke. Um das Vorderrad soweit wie möglich daran zu hindern, sich um die Achsschenkelbolzenachse zu drehen, sollten der Achs­ schenkelbolzenversatz und die IK-Strecke auf Null gebracht oder so eng wie möglich an Null angenähert werden.
Im Fall der Fig. 21 entspricht die Achsschenkelbolzenachse einer Linie, die den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 26 mit dem Mittelpunkt des Kugel­ gelenkes 28 verbindet. Wie aus der Figur hervorgeht, können die Kugel­ gelenke 26, 28 so angeordnet sein, daß sie in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse nach außen gerückt werden, um den Achsschenkelbolzenver­ satz L 1 auf Null und die IK-Strecke L 1 so nah wie möglich an Null zu bringen.
Andererseits sollte der Lenker 27 verkürzt werden, um die Änderung eines Sturzwinkels mit negativer Neigung zu vergrößern. Um den Lenker 27 zu verkürzen und den Achsschenkelbolzenversatz sowie die IK-Strecke auf Null oder möglichst nahe an Null zu bringen, sollte das untere Kugelgelenk 28 natürlich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse außen angeordnet sein.
Wenn jedoch das Kugelgelenk 28 in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse außen angeordnet ist und der Schwenkwinkel des Kugelgelenkes 28 relativ zum Radträger während des Verschwenkens des Aufhängungsarmes 24 groß ist, tritt eine Behinderung zwischen dem Kugelgelenk 28 und dem Rad oder einer am Radträger vorgesehenen Bremsvorrichtung auf, so daß eine derartige Behinderung vermieden werden sollte. Es sind daher Beschränkungen vorhanden, das Kugelgelenk 28 außerhalb der Fahrzeugkarosse anzuordnen.
Die in Fig. 22 dargestellte Aufhängung besitzt ähnliche Probleme.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federbeinaufhängung zu schaffen, mit der eine entsprechende Sturzänderung vergrößert, der Schwenk­ winkel eines in einem Radträger vorgesehenen und unterhalb einer Drehachse eines Rades angeordneten Kugelgelenkes verringert, der Achsschenkelbolzen­ versatz im wesentlichen auf Null gebracht und die IK-Strecke soweit wie möglich verkleinert werden kann.
Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Federbeinaufhängung, die in der Lage ist, eine entsprechende Sturzänderung und den Nachlaufwinkel beim Aufprall zu vergrößern.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Federbein­ aufhängung gelöst, bei der ein Federbein einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der relativ zum oberen Abschnitt gleiten kann, besitzt und der obere Federbeinabschnitt schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosse ver­ bunden ist, während der untere Federbeinabschnitt schwenkbar mit einem Aufhängungsarm in Verbindung steht, der sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt. Die Aufhängung umfaßt einen Radträger mit einem oberen Abschnitt, der über der Drehachse eines Rades angeordnet ist, sowie einen unteren Abschnitt, der sich unter der Drehachse befindet. Der obere Abschnitt ist über ein Kugelgelenk schwenkbar mit dem unteren Federbein­ abschnitt verbunden. Die Aufhängung besitzt ferner mit einem Steuerglied versehen, dessen eines Ende schwenkbar mit dem Aufhängungsarm verbunden ist, während dessen anderes Ende schwenkbar mit dem unteren Abschnitt des Radträgers in Verbindung steht. Ein Verbindungspunkt des Steuergliedes und des Aufhängungsarmes ist an einer solchen Stelle vorgesehen, daß er in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse nach außen verschoben wird, wenn der Aufhängungsarm aus seinem Bezugszustand in einer Aufprallrichtung verschwenkt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der untere Federbeinabschnitt derart mit dem Aufhängungsarm verbunden, daß er um eine Achse verschwenkbar ist, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt. Gemäß einem anderen Aspekt ist der untere Federbeinabschnitt mit dem Aufhängungsarm derart verbunden, daß er um eine Achse verschwenkbar ist, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, und um eine Achse, die in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse verläuft. Gemäß einem weiteren Aspekt ist der untere Federbeinabschnitt über ein Kugelgelenk schwenkbar mit dem Aufhängungsarm verbunden. In diesem Fall ist ein zweites Steuer­ glied einerseits mit dem unteren Federbeinabschnitt und andererseits mit dem Aufhängungsarm oder der Fahrzeugkarosse über entsprechende Kugelgelenke verbunden.
Die Erfindung sieht zwei bevorzugte Ausführungsformen vor. Bei einer Aus­ führungsform besitzt das Steuerglied ein Ende, d. h. ein inneres Ende, das mit dem Aufhängungsarm ein Drehpaar bildet, während das andere Ende, d. h. ein äußeres Ende, ein kugelförmiges Drehpaar mit dem Radträger bildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Achsschenkelbolzenachse eine Linie, die den Mittelpunkt des Kugelgelenkes, das am oberen Abschnitt des Radträgers angeordnet ist, mit dem Mittelpunkt des Kugelgelenkes, das am unteren Abschnitt des Radträgers angeordnet ist, verbindet.
Bei einer anderen Ausführungsform besteht das Steuerglied aus zwei Stangen. Jede Stange weist ein inneres Ende auf, das ein kugelförmiges Drehpaar mit dem Aufhängungsarm bildet, sowie ein äußeres Ende, das ein kugelförmiges Drehpaar mit dem Radträger bildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Achs­ schenkelbolzenachse eine Linie, die den Mittelpunkt des am oberen Abschnitt des Radträgers angeordneten Kugelgelenkes mit dem Schnittpunkt der Verlängerungen von zwei Achsen der Stangen verbindet, wobei die Achsschenkelbolzenachse eine sogenannte imaginäre Achsschenkelbolzenachse ist.
Wenn der Reifen aufprallt, so daß sich der Aufhängungsarm verschwenkt, findet ein Verschwenken des Federbeines statt und zur gleichen Zeit drückt das Steuerglied den unteren Abschnitt des Radträgers in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse nach außen. Während das Auswärtsdrücken des Steuer­ gliedes ein Verschwenken des Radträgers um das obere Kugelgelenk bewirkt, tritt das Verschwenken des Federbeines zum Radträger hin zu, so daß der Reifen beim Aufprall eine Sturzänderung zur negativen Seite hin erfährt.
Wenn der Reifen aufprallt und der Aufhängungsarm verschwenkt wird, verschwenkt sich beispielsweise bei der in Fig. 21 gezeigten Aufhängung das untere Kugelgelenk um einen Winkel, der etwa dem Schwenkwinkel des Aufhängungsarmes entspricht. Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung das Steuerglied mit der Verschwenkung des Aufhängungsarmes in seitlicher Richtung nach außen gedrückt wird, wird das an der Verbindungsstelle des Steuergliedes und des Radträgers angeordnete Kugelgelenk wesentlich in seitlicher Richtung verschoben, so daß der Schwenkwinkel des Kugelgelenkes herabgesetzt wird.
Da der Reifen beim Aufprall einer großen negativen Sturzänderung ausgesetzt ist, kann der Reifen gleichmäßig mit der Straßenoberfläche in Kontakt gebracht werden.
Da der Schwenkwinkel des am unteren Abschnitt des Radträgers angeordneten Kugelgelenks verringert wird, kann das Kugelgelenk in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse soweit wie möglich außen angeordnet sein, ohne daß eine Radbremsvorrichtung behindert wird. Folglich kann der Versatz des Achs­ schenkelbolzens auf Null gebracht und die IK-Strecke soweit wie möglich gekürzt werden. Wenn daher das Vorderrad die Bremskraft oder Antriebskraft empfängt, ist es möglich, das Vorderrad an einer Drehung um die Achs­ schenkelbolzenachse zu hindern, so daß ein besonders gutes Betriebsver­ halten erzielt und die Lenkbarkeit verbessert wird.
Da die Achsschenkelbolzenachse unabhängig eingestellt werden kann, kann der Freiheitsgrad in bezug auf die Ausgestaltung der Aufhängungsgeometrie erhöht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung in einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Rückansicht, teilweise weggebrochen, einer erfindungsgemäß ausgebildeten Federbeinaufhängung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht, die die Basisform der Aufhängung der Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine schematische Ansicht, die eine andere Ausfüh­ rungsform einer Federbeinaufhängung zeigt;
Fig. 4 eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausfüh­ rungsform der Federbeinaufhängung zeigt; die
Fig. 5 bis 8 schematische Ansichten, die Anordnungen eines zweiten Steuergliedes der in Fig. 4 dargestellten Aufhängung zeigen; die
Fig. 9 bis 12 schematische Ansichten, die noch weitere Ausfüh­ rungsformen der Federbeinaufhängung zeigen; die
Fig. 13 und 14 schematische Rückansichten, die eine Änderung des Sturzwinkels bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Aufhängung zeigen;
Fig. 15 ein charakteristisches Diagramm, in dem die Sturz­ änderung dargestellt ist; die
Fig. 16 bis 18 schematische Rückansichten, die die Änderung des Sturzwinkels und einer Achsschenkelbolzenachse bei den Aufhängungen der Fig. 9 und 10 zeigen; die
Fig. 19 und 20 schematische Ansichten, die die Wirkungen der er­ findungsgemäß ausgebildeten Federbeinaufhängung zeigen; und die
Fig. 21 und 22 schematische Ansichten, die entsprechende Feder­ beinaufhängungen des Standes der Technik zeigen.
Eine erfindungsgemäß ausgebildete Federbeinaufhängung ist grundsätzlich in der in Fig. 2 dargestellten Art und Weise ausgebildet. Bei dieser Auf­ hängung handelt es sich bei einem Federbein 40 um einen Stoßdämpfer einer bekannten Bauart. Das Federbein besitzt einen oberen Abschnitt 41 und einen unteren Abschnitt 42, der relativ zum oberen Abschnitt gleiten kann. Eine Schraubenfeder 38 (siehe Fig. 1) ist zwischen dem oberen und unteren Federbeinabschnitt 41, 42 angeordnet. Ein Aufhängungsarm 44, der untere und obere Federbeinabschnitt 42, 41 und eine Fahrzeugkarosse 46 bilden einen ersten quadratischen Gelenkmechanismus.
Der untere Federbeinabschnitt 42 ist über ein Universalgelenk 48 mit dem Aufhängungsarm 44 verbunden. Das Universalgelenk 48 ist um eine Welle 49, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, und um eine Welle 50, die sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, drehbar. Die Welle 49 muß sich nicht unbedingt parallel zu einer Welle 52 erstrecken, an der der Aufhängungsarm 44 und die Fahrzeugkarosse 46 mitein­ ander ein Drehpaar bilden. Desweiteren erstreckt sich die Achse eines Zylinders 43, auf der der obere Federbeinabschnitt 41 und der untere Federbeinabschnitt 42 ein Gleitpaar miteinander bilden, durch ein Lager 54, an dem der obere Federbeinabschnitt 41 und die Fahrzeugkarosse 46 ein kugelförmiges Drehpaar miteinander bilden. Die Achse des Zylinders 43 muß nicht unbedingt in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Achse der Welle 49 und der der Welle 52 verläuft.
Der Aufhängungsarm 44, ein Steuerglied 56, ein Radträger 58 und der untere Federbeinabschnitt 42 bilden einen zweiten quadratischen Gelenkmechanismus. Bei diesem Mechanismus bilden der Aufhängungsarm 44 und das Steuerglied 56 miteinander um eine Welle 60 ein Drehpaar. Diese Welle 60 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Welle 49.
Der Radträger 58 besitzt einen Abschnitt 59 a, der über einer Drehwelle 64 eines Reifens 62 angeordnet ist, und einen Abschnitt 59 b, der sich unter der Drehwelle 64 befindet. Eine Achsschenkelbolzenachse ist eine Linie, die den Mittelpunkt eines Kugelgelenkes 66, an dem der obere Abschnitt 59 a des Radträgers und der untere Federbeinabschnitt 42 ein kugelförmiges Drehpaar bilden, mit dem Mittelpunkt eines Kugelgelenks 68 verbindet, an dem der untere Abschnitt 59 b des Radträgers und das Steuerglied 56 ein kugeliges Drehpaar bilden.
Fig. 1 zeigt einen Betriebszustand der Aufhängung der Fig. 2. Der Aufbau dieser Aufhängung entspricht im wesentlichen dem der Fig. 2, so daß daher auf eine Beschreibung verzichtet wird.
Ein innerer Abschnitt des Aufhängungsarmes 44 ist gegabelt, und an entsprechenden gegabelten Abschnitten 44 a, 44 b des Aufhängungsarmes 44 sind Gummibuchsen 44 d angeordnet. Der Aufhängungsarm 44 ist über die Welle 52, die sich durch diese Buchsen erstreckt, schwenkbar mit der Fahrzeugkarosse verbunden. Das Drehpaar aus dem Aufhängungsarm 44 und der Fahrzeugkarosse kann hergestellt werden, indem man den Aufhängungsarm 44 mit Hilfe einer im wesentlichen geraden Stange ausbildet und eine Strebe (nicht gezeigt) zur Beschränkung der Längsbewegung der Fahrzeugkarosse mit dem Radträger 58 verbindet.
Der untere Federbeinabschnitt 42 ist gegabelt, und ein Arm 66 a erstreckt sich von einem Abschnitt über den gegabelten Abschnitten. Der Arm 66 a trägt das Kugelgelenk 66. Eine Gummibuchse (nicht gezeigt) ist an jedem Ende der gegabelten Abschnitte 42 a des unteren Federbeinabschnittes 42 vorgesehen (in der Zeichnung ist nur das hintere Ende dargestellt). Der untere Feder­ beinabschnitt 42 ist schwenkbar mit der Welle 49 verbunden, die sich durch diese Buchsen erstreckt. Andererseits ist die Welle 50 mit der Welle 49 T-förmig vereinigt. Diese Welle 50 ist durch ein Lager 44 a, das am Auf­ hängungsarm 44 vorgesehen ist, drehbar gelagert. Somit werden die Dreh­ paare aus dem unteren Federbeinabschnitt 42 und dem Aufhängungsarm 44 um die Welle 49, 50 gesichert. In diesem Fall müssen die Achse der Welle 49 und die der Welle 50 nicht unbedingt in einer identischen Ebene liegen.
Die Welle 60 ist in einem Abschnitt des Aufhängungsarmes 44 gelagert, der in seiner Richtung von der Fahrzeugkarosse weiter innen liegt als die Welle 49. Ein innerer Abschnitt des Steuergliedes 56 ist gegabelt. Eine Gummi­ buchse (nicht gezeigt) ist an jedem Ende des gegabelten Abschnittes 56 a angeordnet (in der Zeichnung ist nur das hintere Ende dargestellt), und das Steuerglied 56 ist über die Welle 60, die sich durch diese Buchsen erstreckt, schwenkbar mit dem Aufhängungsarm 44 verbunden. Auf diese Weise wird das Drehpaar aus dem Aufhängungsarm 44 und dem Steuerglied 56 um die Achse 60 gesichert.
Der Verbindungspunkt zwischen dem Aufhängungsarm 44 und dem Steuerglied 56 ist an einer solchen Stelle angeordnet, daß er in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse nach außen verschoben wird, wenn der Aufhängungsarm 44 in einer Aufprallrichtung aus einem Bezugszustand, in dem der Aufhängungsarm 44 bei einer Standardlast weder vorprallt noch zurückprallt, verschwenkt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die vorstehend geschilderte Konstruktion sichergestellt, indem das Niveau der Achse der Welle 52, die in der Verbindung des Aufhängungsarmes 44 und der Fahrzeug­ karosse angeordnet ist, so eingestellt wird, daß es über dem Niveau der Achse der Welle 60 angeordnet ist. In diesem Fall ist die Achse der Welle 60 als Verbindungspunkt definiert.
Der Radträger 58 ist ein Achsschenkel, und ein Achsschenkelarm 70 ist am oberen Abschnitt 59 a des Radträgers vorgesehen. Der Achsschenkelarm 70 ist über ein Kugelgelenk 72 mit einer Zugstange 74 verbunden. Die Zugstange 74 steht über ein Kugelgelenk mit einem Element, beispielsweise einer Zahn­ stange, eines Lenkgetriebes 75 in Verbindung.
Da bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der untere Federbein­ abschnitt 42 über die Universalgelenkeinrichtung 48 drehbar um die Welle 49, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, und um die Welle 50, die sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, mit dem Aufhängungsarm 44 verbunden ist, können die entsprechenden Verbin­ dungen von der Erzeugung von inneren Kräften ferngehalten werden, wodurch eine glatte Bewegung sichergestellt wird, und zwar selbst dann, wenn Unge­ nauigkeiten in bezug auf die Bearbeitung des Federbeines 40 und des Auf­ hängungsarmes 44 oder Verformungen dieser Teile aufgrund von äußeren Kräften auftreten.
Wie in Fig. 3 gezeigt, kann die vorliegende Erfindung solange ausgeübt werden, wie der untere Federbeinabschnitt 42 so mit dem Aufhängungsarm 44 verbunden ist, daß er um die Welle 49, die sich in Längsrichtung der Fahr­ zeugkarosse erstreckt, verschwenkbar ist.
Wie man Fig. 3 entnehmen kann, sind Gummibuchsen (nicht gezeigt) an ent­ sprechenden gegabelten Abschnitten 44 a, 44 b des Aufhängungsarmes 44 ange­ ordnet, und der Aufhängungsarm 44 ist über die Welle 52, die sich durch diese Buchsen erstreckt, schwenkbar mit der Fahrzeugkarosse 46 verbunden.
Der untere Federbeinabschnitt 42 ist gegabelt, und Gummibuchsen (nicht gezeigt) sind an den entsprechenden gegabelten Abschnitten 42 a, 42 b des unteren Federbeinabschnittes 42 angeordnet. Der untere Federbeinabschnitt 42 ist über die Welle 49, die sich durch diese Buchsen erstreckt, schwenkbar mit dem Aufhängungsarm 44 verbunden.
Ein nach unten vorstehender Arm 45 ist in einem Abschnitt des Aufhängungs­ armes 44 vorgesehen, der seitlich von der Fahrzeugkarosse weiter innen angeordnet ist als die Welle 49. Die Welle 60 wird vom Arm 45 gelagert. Das Steuerglied 56 ist gegabelt, und Gummibuchsen sind an den entsprechenden gegabelten Abschnitten 56 a, 56 b des Steuergliedes 56 vorgesehen. Das Steuerglied 56 ist schwenkbar mit dem Arm 45 und somit mit dem Aufhängungs­ arm 44 über die Welle 60, die sich durch diese Buchsen erstreckt, verbunden.
Der Verbindungspunkt zwischen dem Aufhängungsarm 44 und dem Steuerglied 56 wird in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse nach außen verschoben, wenn der Aufhängungsarm 44 in Aufprallrichtung aus dem Bezugszustand verschwenkt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die vorstehend beschriebene Konstruktion erreicht, indem der Arm 45 vom Aufhängungsarm 44 nach unten vorsteht und dann über die Welle 60 mit dem Steuerglied 56 verbunden ist.
Der Achsschenkelarm 70 ist am oberen Abschnitt 59 a des Radträgers 58 vorge­ sehen. Er ist über das Kugelgelenk 72 mit der Zugstange 74 verbunden, während die Zugstange 74 mit einem Element, beispielsweise einer Zahn­ stange, des Lenkgetriebes (nicht gezeigt) über ein Kugelgelenk 76 verbunden ist.
Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Aufhängungen können eine Sturzänderung vergrößern, und der Achsschenkelbolzenversatz kann im wesentlichen auf Null gebracht und die IK-Strecke so klein wie möglich gemacht werden.
Wenn man jedoch die vorstehend beschriebenen Aufhängungen unter Fahrbe­ dingungen überprüft, so weisen diese die nachfolgenden Probleme auf. Wenn das äußere Rad beim Drehen einer Lenkänderung schräg nach innen unterworfen wird und der Aufprallzustand auftritt, sollte der Sturzwinkel als negativer Wert feststehen, wobei es erforderlich ist, eine große Änderung des Sturzes zusammen mit dem Aufprallen zu verursachen, um den Sturz während des Rollens der Fahrzeugkarosse korrekt aufrechtzuerhalten. Wenn jedoch ein Aufprallzustand ohne jegliche Lenkänderung bei einer geraden Fahrt auftritt, sollte die Sturzänderung so weit wie möglich verringert werden, um zu verhindern, daß eine Verschlechterung der Geradlaufeigenschaften aufgrund von Sturzschubwirkungen auftritt.
Die vorstehend beschriebenen Aufhängungen besitzen so große Sturzände­ rungen, daß die zuletzt genannte Forderung schwierig erfüllt werden kann. Man stellt daher den Sturzwinkel als größeren Wert ein, um die Geradlauf­ eigenschaften zu verbessern, wobei die Verschlechterung der Geradlauf­ eigenschaften durch die große Sturzänderung durch die obige Verbesserung kompensiert wird. Wenn jedoch der Sturzwinkel auf einen größeren Wert eingestellt wird, wird jedoch die Geradlaufstabilität beim Fahren insbe­ sondere im Fall eines FF-Fahrzeuges geschädigt, so daß es schwierig wird, den Sturzwinkel festzulegen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Aufhängung kann die Sturzänderung beim Aufprall und zur gleichen Zeit der Sturzwinkel vergrößert werden. Bei dieser Ausführungsform sind gleiche Elemente wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Auf eine spezielle Beschreibung dieser Elemente wird verzichtet.
Der untere Federbeinabschnitt 42 und der Aufhängungsarm 44 bilden über ein Kugelgelenk 80 ein kugeliges Drehpaar.
Ein zweites Steuerglied 82 und der untere Federbeinabschnitt 42 bilden über ein Kugelgelenk 84 ein kugeliges Drehpaar, und das Steuerglied 82 sowie der Aufhängungsarm 44 bilden über ein Kugelgelenk 86 ein kugeliges Drehpaar. Ein Arm 88 ist an einem Zwischenabschnitt des Aufhängungsarmes 44 vorgesehen, und das Kugelgelenk 86 wird vom Arm 88 gelagert. Ferner ist ein Arm 90 am unteren Federbeinabschnitt 42 vorgesehen. Von diesem Arm 90 wird das Kugelgelenk 84 gelagert.
Das Kugelgelenk 86 und das Steuerglied 82 sind derart angeordnet, daß das Kugelgelenk 86 in bezug auf die Fahrzeugkarosse nach hinten bewegt wird, um den Sturzwinkel zu erhöhen, wenn der Reifen 62 einen Aufprallhub durch­ führt. Einige Ausführungsbeispiele in bezug auf die Anordnung das Kugel­ gelenks 86 und des Steuergliedes 82 werden nachfolgend beschrieben.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist das Kugelgelenk 86 so angeordnet, daß es sich über einer geraden Linie a befindet, die senkrecht zu einer Geraden verläuft, die den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 80 mit dem Mittelpunkt des Lagers 54 verbindet und sich durch den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 80 erstreckt. Desweiteren ist das Steuerglied 82 in bezug auf eine Ebene, die eine senkrechte Linie enthält, welche vom Mittelpunkt des Kugelgelenkes 80 bis zur Welle 52 und zum Mittelpunkt des Lagers 54 gezogen ist, hinter dem Fahrzeug angeordnet (auf dieser Seite in Fig. 5).
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform befindet sich das Kugelgelenk 86 unter der Geraden a. Desweiteren ist das Steuerglied 82 relativ zu der Ebene, die eine senkrechte Linie vom Mittelpunkt des Kugelgelenkes 80 bis zur Welle 52 und zum Mittelpunkt des Lagers 54 enthält, vor dem Fahrzeug angeordnet.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist das Kugelgelenk 86 über einer Geraden c angeordnet, die den momentanen Mittelpunkt b des unteren Federbeinabschnittes 42 und der Fahrzeugkarosse mit dem Mittelpunkt des Kugelgelenks 84 verbindet. Das Kugelgelenk 86 ist ferner in seitlicher Richtung in bezug auf eine Gerade d, die durch den Mittelpunkt des Kugel­ gelenks 84 verläuft und sich senkrecht zur Geraden c erstreckt, innerhalb der Fahrzeugkarosse angeordnet. Andererseits ist das Steuerglied 82 relativ zu der Ebene, die eine senkrechte Linie vom Mittelpunkt des Kugelgelenks 80 bis zur Welle 52 und zum Mittelpunkt des Lagers 54 enthält, vor dem Fahr­ zeug angeordnet.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist das Kugelgelenk 86 unter der Geraden c und weiter innen als die Gerade d angeordnet. Das Steuerglied 82 ist relativ zu der Ebene, die eine senkrechte Linie vom Mittelpunkt des Kugelgelenks 80 bis zur Welle 52 und den Mittelpunkt des Lagers 54 enthält, hinter dem Fahrzeug angeordnet.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Federbeinaufhängung. In bezug auf diese Ausführungsform wird die sich von den vorher beschriebenen Ausführungsformen unterscheidende Konstruktion erläutert. Bei der Aus­ führungsform der Fig. 9 ist der untere Federbeinabschnitt 52 so mit dem Aufhängungsarm 44 verbunden, daß er um die Achse 49, die sich in Längs­ richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, und die Achse 50, die sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, schwenkbar ist.
Ein Steuerglied 96 besteht aus einer ersten Stange 97 und einer zweiten Stange 98. Beide Stangen 97, 98 sind, von hinten gesehen, auf einem im wesentlichen identischen Niveau angeordnet, so daß sie einem einzigen Steuerglied äquivalent sind. Der Aufhängungsarm 44, das Steuerglied 96, der Radträger 58 und der untere Federbeinabschnitt 42 bilden einen zweiten quadratischen Gelenkmechanismus.
Der Aufhängungsarm 44, die erste Stange 97, der Radträger 58 und die zweite Stange 98 bilden einen dritten quadratischen Gelenkmechanismus. Bei diesem quadratischen Gelenkmechanismus bildet die Verbindung einer Geraden, die den Mittelpunkt eines Kugelgelenks 100, an dem die erste Stange 97 und der Aufhängungsarm 44 ein kugeliges Drehpaar bilden, mit dem Mittelpunkt eines Kugelgelenks 102, an dem die erste Stange 97 und der untere Abschnitt 59 b des Radträgers 58 ein kugeliges Drehpaar bilden, verbindet, mit einer Geraden, die den Mittelpunkt eines Kugelgelenks 104, an dem die zweite Stange 98 und der Aufhängungsarm 44 ein kugeliges Drehpaar bilden, mit dem Mittelpunkt eines Kugelgelenks 106, an dem die zweite Stange 98 und der untere Abschnitt 59 b des Radträgers 58 ein kugeliges Drehpaar bilden, verbindet, einen imaginären Drehpunkt P. Von hinten gesehen ist der imaginäre Drehpunkt P so festgelegt, daß er weiter seitlich außerhalb der Fahrzeugkarosse angeordnet ist als die Kugelgelenke 102, 106.
Die Achsschenkelbolzenachse entspricht einer Linie, die den Mittelpunkt des Kugelgelenks 66, an dem der untere Federbeinabschnitt 42 und der obere Abschnitt 59 a des Radträgers ein kugeliges Drehpaar bilden, mit dem imaginären Drehpunkt P verbindet. Die in Fig. 9 dargestellte Aufhängung besitzt den folgenden Aufbau:
Anstelle des Armes stehen zwei Armabschnitte 45 a, 45 b, die im Längsabstand voneinander angeordnet sind, vom Aufhängungsarm 44 nach unten vor. Der Armabschnitt 45 a ist über das Kugelgelenk 100 mit der ersten Stange 97 verbunden, während der Armabschnitt 45 b über das Kugelgelenk 104 mit der zweiten Stange 98 verbunden ist.
Der untere Abschnitt 59 b des Radträgers 58 ist gegabelt. Ein Ende von einem gegabelten Abschnitt des unteren Abschnitts 59 a ist über das Kugelgelenk 102 mit der ersten Stange 97 verbunden, während ein Ende des anderen gegabelten Abschnittes über das Kugelgelenk 106 mit der zweiten Stange 98 verbunden ist.
Der Verbindungspunkt zwischen dem Aufhängungsarm 44 und dem Steuerglied 96 ist an einer solchen Stelle vorgesehen, daß er in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse nach außen verschoben wird, wenn der Aufhängungsarm 44 in Aufprallrichtung aus dem Bezugszustand heraus verschwenkt wird. Bei der gezeigten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, daß zwei Armab­ schnitte 45 a, 45 b vom Aufhängungsarm 44 nach unten vorstehen und dann zwei Stangen 97, 98 des Steuergliedes 97 über die Kugelgelenke 100, 104 mit diesen Armabschnitten verbinden. In diesem Fall entspricht eine Linie, die den Mittelpunkt des Kugelgelenks 100 mit dem Mittelpunkt des Kugelgelenks 104 verbindet, dem Verbindungspunkt.
Die in Fig. 10 dargestellte Aufhängung entspricht der der Fig. 9, mit der Ausnahme, daß der untere Federbeinabschnitt 42 derart mit dem Aufhängungs­ arm 44 verbunden ist, daß er um die Achse 49 schwenkbar ist, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt.
Desweiteren findet bei der in Fig. 11 gezeigten Aufhängung ein Steuerglied 96 anstelle des Steuergliedes 56 der in Fig. 4 gezeigten Aufhängung Verwendung.
Die in Fig. 12 gezeigte Aufhängung ist eine Modifikation der in Fig. 4 gezeigten Aufhängung. Das innere Ende des zweiten Steuergliedes 82 ist über das Kugelgelenk 96 schwenkbar mit der Fahrzeugkarosse 46 verbunden. Die in Fig. 11 gezeigte Aufhängung kann ebenfalls in entsprechender Weise ausgebildet sein wie die Aufhängung der Fig. 12.
Als nächstes wird die Funktionsweise der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen in Verbindung mit Fig. 13 von hinten gesehen erläutert. Fig. 14 zeigt die Bewegung eines jeden Teiles auf der Basis des unteren Federbeinabschnitts.
Gemäß den Fig. 13 und 14 stellen durchgezogene Linien den Bezugszustand und gestrichelte Linien den Aufprallzustand dar. Wenn sich der obere Federbeinabschnitt 41 im Uhrzeigersinn aus dem Bezugszustand beim Aufprall um den Winkel R 1 um das Kugelgelenk 54 dreht, dreht sich der Aufhängungs­ arm 44 gegen den Uhrzeigersinn aus dem Bezugszustand relativ zum unteren Strebenabschnitt 42 um den Winkel R 2 um die Welle 49. Da sich die Welle um den Winkel R 2 gegen den Uhrzeigersinn relativ zum unteren Federbeinab­ schnitt 42 um die Welle 49 dreht, um das Kugelgelenk 68 über das Steuer­ glied 56 nach rechts zu bewegen, dreht sich der Radträger 58 im Uhrzeiger­ sinn aus dem Bezugszustand relativ zum unteren Federbeinabschnitt 42 um den Winkel R 3 um das Kugelgelenk 66. Desweiteren dreht sich der Reifen 62 um den Winkel R 4 im Uhrzeigersinn gegenüber dem Bezugszustand.
Wenn man voraussetzt, daß jeder Winkel in der vorstehend genannten Richtung einen positiven Wert besitzt, dann gilt die Beziehung R 4=R 1+R 3, wobei R 4 die durch die vorliegende Erfindung erzielte Sturzänderung bedeutet. Mit einer herkömmlich ausgebildeten Federbeinaufhängung kann nur eine Sturz­ änderung von R 1 erreicht werden, während die vorliegende Erfindung eine Sturzänderung vorsieht, die durch Addition eines Korrekturwinkels von R 3 bis R 1 erhalten wird. In diesem Fall wird der Korrekturwinkel R 3 durch die Lagebeziehung zwischen den Wellen 49 und 60, d. h. die Strecke R zwischen den Wellen 49 und 60 und den Winkel R 5, den eine Gerade, die den Mittel­ punkt der Welle 49 mit dem Mittelpunkt der Welle 60 verbindet, mit einer Vertikalen bildet, stark beeinflußt.
Die entsprechenden Winkeländerungen beim Aufprall und Rückprall sind in Fig. 15 dargestellt. Aus Fig. 15 geht hervor, daß sich der Sturzwinkel R 4 erfindungsgemäß etwa linear von einem positiven Wert beim Rückprall bis zu einem negativen Wert beim Aufprall ändert. Eine gestrichelte Linie R 1 gibt die Änderung des Sturzes bei einer herkömmlich ausgebildeten Federbeinauf­ hängung wieder.
Was die Achsschenkelbolzenachse anbetrifft, so entspricht der Schwenkwinkel des Kugelgelenkes 68 bei einem Aufprall dem Schwenkwinkel des Aufhängungs­ armes 44 bei einer herkömmlich ausgebildeten Federbeinaufhängung, während der Schwenkwinkel des Kugelgelenkes 68 bei der vorliegenden Erfindung verringert wird, wie in Fig. 14 gezeigt. Es ist somit möglich, das Kugel­ gelenk 68 in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse so weit außen wie möglich anzuordnen, so daß die Achsschenkelbolzenneigung innerhalb einer erforderlichen Grenze verringert werden kann, wenn der Achsschenkelbolzen­ versatz auf Null gebracht wird. Dies bedeutet, daß die IK-Strecke L 2 verringert werden kann.
Es wird nunmehr die Funktionsweise der in Fig. 4 gezeigten Ausführungs­ form, bei der das zweite Steuerglied 82 mit dem Aufhängungsarm 44 verbunden ist, in Verbindung mit Fig. 5, die eine Ansicht von hinten darstellt, erläutert. In Fig. 5 ist mit durchgezogenen Linien der Bezugszustand dargestellt, während gestrichelte Linien den Aufprallzustand verdeutlichen. Die Änderung des Sturzwinkels entspricht der bei der vorstehend beschrie­ benen Ausführungsform.
Wenn der Aufhängungsarm 44 aus dem Bezugszustand in den Aufprallzustand bewegt wird, dreht sich das Kugelgelenk 86 gegen den Uhrzeigersinn um das Kugelgelenk 80. Da das Kugelgelenk 84 über das Steuerglied 82 mit dem Kugelgelenk 86 verbunden und der Abstand zwischen den Kugelgelenken 84 und 86 eingeschränkt ist, dreht sich zur gleichen Zeit der untere Federbein­ abschnitt 42 um die Gerade, die den Mittelpunkt des Kugelgelenks 80 mit dem Mittelpunkt des Lagers 54 verbindet. Durch die Drehung des unteren Feder­ beinabschnittes 42 wird das Kugelgelenk 66 in bezug auf das Fahrzeug nach hinten (zu dieser Seite in der Zeichnung) verschoben. Folglich wird, von dieser Seite her gesehen, der von der Geraden, die den Mittelpunkt des Kugelgelenks 66 mit dem Mittelpunkt des Kugelgelenks 80 verbindet, und der Vertikalen gebildete Winkel, d. h. der Sturzwinkel, erhöht.
Die Funktionsweise dieser Ausführungsform, bei der das zweite Steuerglied 82 mit der Fahrzeugkarosse verbunden ist, wird in Verbindung mit Fig. 7 erläutert, die eine Ansicht von hinten darstellt.
Wenn der Aufprallhub stattfindet, bewegt sich das Kugelgelenk 84 aufgrund des Vorhandenseins des Steuergliedes 82 relativ zur Fahrzeugkarosse um das Kugelgelenk 86. Diese Bewegung des Kugelgelenkes 84 wird durch den Vektor q verdeutlicht. Unter der Annahme, daß das Kugelgelenk 84 nicht vom Steuer­ glied 82 behindert wird und somit sich der untere Federbeinabschnitt 42 nicht um die Gerade dreht, die das Kugelgelenk 80 mit dem Lager 54 verbindet, bewegt sich das Kugelgelenk 84 um den momentanen Mittelpunkt b relativ zur Fahrzeugkarosse. Diese Bewegung des Kugelgelenkes 84 wird durch den Vektor r verdeutlicht. Der Unterschied zwischen dem Vektor q und dem Vektor r wird durch die Drehung des unteren Federbeinabschnittes 42 um die Gerade, die das Kugelgelenk 80 mit dem Lager 54 verbindet, absorbiert. Das Kugelgelenk 66 wird durch die Drehung des unteren Federbeinabschnittes 42 in bezug auf die Fahrzeugkarosse nach hinten verschoben.
Die Ausführungsform der Fig. 9 besitzt eine Funktionsweise wie in Fig. 16 von hinten dargestellt. Fig. 17 zeigt die Bewegung eines jeden Teiles auf der Basis des unteren Federbeinabschnittes. Da die durchgezogenen Linien und die gestrichelten Linien den Bezugszustand einerseits und den Aufprall­ zustand andererseits wiedergeben und die entsprechenden Winkel, gemessen vom Bezugszustand aus, denen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen entsprechen, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet. In den Fig. 16 und 17 sind anstelle der Welle 60 die Kugelgelenke 100, 104, anstelle des Steuergliedes 56 die Stangen 97, 98 und anstelle der Welle 68 die Kugelgelenke 102, 106 gezeigt.
In Fig. 18 wird die Achsschenkelbolzenachse einer erfindungsgemäß ausge­ bildeten Federbeinaufhängung mit der einer herkömmlich ausgebildeten Federbeinaufhängung verglichen. Die Achsschenkelbolzenachse K 1 gemäß der Erfindung entspricht einer Linie, die den Mittelpunkt des oberen Kugelge­ lenkes 66 des Radträgers mit dem imaginären Drehpunkt P verbindet, während die Achsschenkelbolzenachse K 2 der herkömmlich ausgebildeten Aufhängung einer Linie entspricht, die den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 54, das an der Verbindung zwischen dem oberen Federbeinabschnitt 41 und der Fahrzeug­ karosse angeordnet ist, mit dem Mittelpunkt das Kugelgelenkes 110 verbindet, das an der Verbindung des Aufhängungsarmes 44 und des unteren Abschnittes des Radträgers 58 angeordnet ist. Wie aus Fig. 18 hervorgeht, ist der Achsschenkelbolzenversatz bei der Erfindung auf Null gebracht, während der Achsschenkelbolzenversatz bei der herkömmlichen Aufhängung der Strecke L 1 entspricht. Die IK-Strecke entspricht bei der Erfindung L 3, während sie bei der herkömmlichen Ausführungsform L 2 entspricht, die größer ist als L 3.
Als nächstes werden die Funktionsweise und die Vorteile der vorliegenden Erfindung von unterschiedlichen Gesichtspunkten her betrachtet.
Wie aus Fig. 19 hervorgeht, kommt bei der vorliegenden Erfindung der momentane Mittelpunkt des Radträgers 58 relativ zur Fahrzeugkarosse auf einen Punkt T, während der momentane Mittelpunkt des Radträgers bei der herkömmlich ausgebildeten Aufhängung auf einen Punkt S kommt. Bei der Erfindung gelangt der momentane Mittelpunkt nahe an den Radträger 58 heran. Daher wird der Sturzwinkel des Radträgers von der Fahrzeugkarosse her gesehen im Gegensatz zu der herkömmlich ausgebildeten Aufhängung im Falle der vorliegenden Erfindung erhöht.
Wie man Fig. 20 entnehmen kann, wird die Gerade, die die Welle 49 mit dem Kugelgelenk 66 verbindet, mit e bezeichnet. Die Gerade, die die Welle 49 mit der Welle 60 verbindet, wird mit f bezeichnet, das Steuerglied 56 mit g und der Radträger 58 mit h. Der momentane Mittelpunkt des Elementes g relativ zum Element c fällt mit einem Schnittpunkt 112 der Verlängerungen der Elemente f und h zusammen.
Wenn der Schwenkwinkel Δ R₆ des Elementes g durch Δ R₂ gekennzeichnet wird, wird Δ R₆ zu:
wobei l (i-j) die Strecke zwischen i und j bedeutet.
Andererseits existiert folgende Beziehung zwischen Δ R₆ und -Δ R₃:
und es wird ferner die folgende Beziehung erhalten:
Δ R₇=Δ R₃+Δ R₆.
Wenn Δ R₇ durch Δ R₂ ausgedrückt wird, wird Δ R₇ zu:
Da das Element f und das Element h im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind, entspricht l (60-112) im wesentlichen l (68-112), und zwar selbst dann, wenn das Element g geneigt ist. Folglich wird die folgende Beziehung erhalten:
l (49-60) ist kürzer als l (60-112) und l (66-68), so daß die folgenden Beziehungen erhalten werden:
Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der Schwenkwinkel des Kugelgelenkes 68 bei der vorliegenden Erfindung geringer ist als der bei der herkömmlich ausgebildeten Federbeinaufhängung.
Es wird somit erfindungsgemäß eine Federbeinaufhängung vorgeschlagen, bei der ein Federbein einen oberen Abschnitt, der schwenkbar mit einer Fahr­ zeugkarosse verbunden ist, und einen unteren Abschnitt, der schwenkbar mit einem Aufhängungsarm verbunden ist, aufweist. Die Aufhängung besitzt einen Radträger sowie ein Steuerglied. Der Radträger weist einen oberen Abschnitt auf, der über einer Drehachse eines Rades angeordnet und über ein Kugel­ gelenk schwenkbar mit dem unteren Federbeinabschnitt verbunden ist, sowie einen unteren Abschnitt, der unter der Drehachse angeordnet ist. Das Steuerglied besitzt ein Ende, das schwenkbar mit dem Aufhängungsarm verbunden ist, sowie ein anderes Ende, das schwenkbar mit dem unteren Abschnitt des Radträgers verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Steuerglied und dem Aufhängungsarm ist an einer solchen Stelle vorgesehen, daß er in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse nach außen verschoben wird, wenn der Aufhängungsarm aus einem Bezugszustand heraus in Aufprall­ richtung verschwenkt wird.

Claims (9)

1. Federbeinaufhängung, bei der ein Federbein einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der relativ zum oberen Abschnitt gleiten kann, aufweist, wobei der obere Federbeinabschnitt schwenkbar mit einer Fahr­ zeugkarosse und der untere Federbeinabschnitt schwenkbar mit einem Aufhängungsarm verbunden ist, der sich in seitlicher Richtung der Fahr­ zeugkarosse erstreckt, gekennzeichnet durch:
einen Radträger (58) mit einem oberen Abschnitt (59 a), der über der Drehachse eines Rades angeordnet ist, und einem unteren Abschnitt (59 b), der sich unter der Drehachse befindet, wobei der obere Abschnitt über ein Kugelgelenk (66) schwenkbar mit dem unteren Federbeinabschnitt (42) verbunden ist; und
ein Steuerglied (56) mit einem Ende, das schwenkbar mit dem Aufhängungs­ arm (44) verbunden ist, und einem anderen Ende, das schwenkbar mit dem unteren Abschnitt (59 b) des Radträgers (58) verbunden ist,
wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Steuerglied (56) und dem Aufhängungsarm (44) an einer solchen Stelle angeordnet ist, daß er in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse relativ zum Verbindungspunkt zwischen dem unteren Federbeinabschnitt (42) und dem Aufhängungsarm (44) nach außen verschoben wird, wenn der Aufhängungsarm (44) in Aufprallrich­ tung aus einem Bezugszustand heraus verschwenkt wird.
2. Federbeinaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren ein Kugelgelenk (68) aufweist, das in einer Verbindung zwischen dem unteren Abschnitt (59 b) des Radträgers (44) und dem Steuerglied (56) angeordnet ist, und daß eine Achsschenkelbolzenachse auf einer Linie liegt, die den Mittelpunkt des am oberen Abschnitt (59 a) des Radträgers (58) angeordneten Kugelgelenks (66) mit dem Mittelpunkt des am unteren Abschnitt (59 b) des Radträgers (58) angeordneten Kugelgelenks (68) verbindet.
3. Federbeinaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Federbeinabschnitt (42) des Federbeines (40) derart mit dem Aufhängungsarm (44) verbunden ist, daß er um eine Achse, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, und um eine Achse, die sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, verschwenkbar ist.
4. Federbeinaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Federbeinabschnitt (42) des Federbeines (40) derart mit dem Aufhängungsarm (44) verbunden ist, daß er um eine Achse verschwenkbar ist, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt.
5. Federbeinaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren ein zweites Steuerglied (82) aufweist, das mit einem Ende über ein Kugelgelenk (84) schwenkbar mit dem unteren Federbeinabschnitt (42) und mit dem anderen Ende über ein Kugelgelenk (86) entweder mit dem Aufhängungsarm (44) oder der Fahrzeugkarosse schwenkbar verbunden ist, und daß der untere Federbeinabschnitt (42) des Federbeines über ein Kugelgelenk (80) mit dem Aufhängungsarm (44) verbunden ist.
6. Federbeinaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (56) aus zwei Stangen (56 a, 56 b) besteht, die jeweils ein inneres Ende, das über ein Kugelgelenk schwenkbar mit dem Aufhängungsarm (44) verbunden ist, und ein äußeres Ende, das über ein Kugelgelenk (68) mit dem unteren Abschnitt (59 b) des Radträgers (58) verbunden ist, besitzen und daß eine Achsschenkelbolzenachse auf einer Linie liegt, die den Mittelpunkt des am oberen Abschnitt des Radträgers (58) angeordneten Kugelgelenks (66) mit dem Schnittpunkt der Verlängerungen der beiden Stangenachsen verbindet.
7. Federbeinaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Federbeinabschnitt (42) des Federbeines (40) derart mit dem Aufhängungsarm (44) verbunden ist, daß er um eine Achse, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, und um eine Achse, die sich in seitlicher Richtung der Fahrzeugkarosse erstreckt, schwenkbar ist.
8. Federbeinaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Federbeinabschnitt (42) des Federbeines (40) derart mit dem Aufhängungsarm verbunden ist, daß er um eine Achse schwenkbar ist, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosse erstreckt.
9. Federbeinaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites Steuerglied (82) aufweist, das mit einem Ende über ein Kugelgelenk (84) schwenkbar mit dem unteren Federbeinabschnitt (42) und mit dem anderen Ende über ein Kugelgelenk (86) schwenkbar mit dem Aufhängungs­ arm (44) oder der Fahrzeugkarosse verbunden ist, und daß der untere Abschnitt (42) des Federbeines (40) über ein Kugelgelenk (80) mit dem Aufhängungsarm (44) verbunden ist.
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