DE69213690T2

DE69213690T2 - Fahrzeugradaufhängung

Info

Publication number: DE69213690T2
Application number: DE69213690T
Authority: DE
Inventors: Fumitaka Ando
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2012-12-29
Also published as: US5348337A; KR930012392A; EP0548989B1; EP0548989A1; KR960013989B1; DE69213690D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugradaufhängung, die jedes Rad eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie verbindet.
Die Kraftfahrzeugradaufhängungen des Strebentyps und des Doppelquerlenkertyps sind allgemein bekannt und werden allgemein verwendet.
Bei der strebenartigen Radaufhängung ist eine fiktive Achsschenkelachse als Drehwelle für die Lenkung des Rads eine gerade Linie, die einen Verbindungspunkt eines oberen Endes einer Dämpfervorrichtung und einer Fahrzeugkarosserie und einen Verbindungspunkt eines unteren Arms und eines Radhalterungselement verbindet. Die fiktive Achsschenkelachse kann beim Betrieb des Fahrzeugs nicht wünschenswert sein. Im einzelnen verläuft die ideale fiktive Achsschenkelachse bei dem Betrieb des Fahrzeugs leicht innerhalb einer Mittellinie in Richtung einer Autobreite des Rads auf einer Drehmittelpunktslinie des Rads und verläuft leicht außerhalb der Mittellinie in der Richtung der Autobreite des Rads bei einer Kontaktfläche des Rads zum Boden, so daß der Lenkrollradius leicht negativ ist. Die fiktive Achsschenkelachse des Strebentyps ist jedoch gegenüber der idealen fiktiven Achsschenkelachse nach innen geneigt.
Andererseits ist bei der Radaufhängung des Doppelquerlenkertyps die fiktive Achsschenkelachse eine gerade Linie, die einen Verbindungspunkt eines oberen Arms und des Radhalterungselements und einen Verbindungspunkt des unteren Arms und des Radhalterungselements verbindet. Diese geeignete Plazierung der Verbindungspunkte macht die fiktive Achsschenkelachse fast ideal. Die Radaufhängung des Doppelquerlenkertyps benötigt jedoch jeweils zwei Punkte zur Verbindung des oberen Arms sowie des unteren Arms mit der Fahrzeugkarosserie, um die das Rad beeinflussende horizontale Last zu halten, was die Anordnung der anderen Teile beschränkt. Vor allem bei Verwendung der Radaufhängung des Doppelquerlenkertyps als eine Vorderradaufhängung bei einem Kraftfahrzeug des Typs mit Frontantrieb und Frontmotor (FF) ist die Anordnung stark beschränkt. Die Radaufhängung des Strebentyps verursacht bezüglich der Anordnung kein Problem, da kein oberer Arm vorhanden ist.
Zur Lösung des Problems sind viele Kraftfahrzeugradaufhängungen mit den Vorteilen der Radaufhängungen sowohl des Strebentyps als auch des Doppelquerlenkertyps vorgeschlagen worden. Nachfolgend werden typische herkömmliche Beispiele unter Bezug auf die jeweiligen Hinweise erläutert.
Das erste Beispiel wird in dem japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsblatt Nr. 2-220904 offenbart. Die Radaufhängung in diesem Beispiel gehört im Grund zum Typ des verbesserten Doppelquerlenkers. Die Radaufhängung ist so konstruiert, daß der obere Arm aus einem einzelnen Gliedelement besteht und ein unteres Ende der Dämpfervorrichtung mit dem unteren Arm verbunden ist, so daß die Dämpfervorrichtung auch die das Rad beeinflussende Last hält. Bei dieser Radaufhängung mit nur einem Verbindungspunkt des oberen Arms an der Fahrzeugkarosserie können die Teile freier angebracht werden.
Das zweite herkömmliche Beispiel wird in dem deutschen Patentanmeldungsoffenlegungsblatt Nr. DE3839463A1 offenbart. Bei dieser Radaufhängung ist der obere Arm wie im ersten Beispiel aus einem einzelnen Gliedelement konstruiert, und das untere Ende der Dämpfervorrichtung ist mit dem Radhalterungselement verbunden. Dadurch ist die Anordnung frei von Beschränkungen.
Schließlich ist eine Kraftfahrzeugradaufhängung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus EP-A312711 bekannt. Die dort beschriebene Radaufhängung gehört ebenso zum Typ des verbesserten Doppelquerlenkers, wobei ein Zwischenelement zwischen dem Radhalterungselement und dem an dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung zu verbindendem oberen Arm vorgesehen ist, und das Radhalterungselement ist mittels eines Kugelgelenks drehbar gelagert an dem Zwischenelement befestigt, so daß der obere Arm nur in einer vertikalen Richtung schwenken kann.
Diese Beispiele bringen jedoch jeweils Probleme mit sich. Im einzelnen:
Da in dem ersten herkömmlichen Beispiel das untere Ende der Dämpfervorrichtung an einem Zwischenteil in Richtung der Autobreite des unteren Arms verbunden ist, ist es erforderlich, eine durch die Dämpfervorrichtung erzeugte Kraft (Dämpfungskraft) zu erhöhen, um einem Hebelverhältnis bezüglich einer Außenkraft in der vertikalen Richtung, die das Rad bei Bodenstößen und Ausfedern des Rads beeinträchtigt, zu entsprechen. Dies bringt eine Zunahme der Größe und des Gewichts der Dämpfervorrichtung und des daran verbundenen unteren Arms mit sich. Ferner erstreckt sich bei einem Kraftfahrzeug des FF-Typs eine Antriebswelle in Richtung der Autobreite auf der Drehmittellinie des Rads. Zur Vermeidung von gegenseitigen Beeinträchtigungen der Antriebswelle und der mit dem unteren Arm verbundenen Dämpfervorrichtung ist es erforderlich, zwischen dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung und dem unteren Arm eine gegabeltes Verbindungselement vorzusehen, durch das die Antriebswelle gelegt wird. Da das Verbindungselement die durch die Dämpfervorrichtung erzeugte Kraft in vollem Umfang erfährt, muß das Verbindungselement eine große Festigkeit aufweisen, was einen vergrößerten Maßstab verursacht. Daher steigt das Gewicht weiter an.
In dem zweiten herkömmlichen Beispiel wird die Konstruktion kompliziert und das Gewicht erhöht, da ein Armteil zur Verbindung an der Dämpfervorrichtung an dem Radhalterungselement ausgebildet sein muß. Da sich ferner das untere Ende der Dämpfervorrichtung weiter nach unten erstreckt als die Drehmittelpunktlinie des Rads, ist es bei dem Kraftfahrzeug des FF-Typs erforderlich, gegenseitige Beeinträchtigungen der Dampfervorrichtung und der Antriebswelle zu vermeiden, was eine Beschränkung der Anordnung verursacht. Weiterhin ist die fiktive Achsschenkelachse innen nach oben geneigt, so daß sie weit von der idealen fiktiven Achsschenkelachse entfernt ist.
In dem dritten Beispiel kann die Dämpfervorrichtung keine horizontale Last aufnehmen, die das Rad beeinträchtigt (seitliche Kraft und Längskraft), da das Radhalterungselement und das Zwischenelement mit dem Kugelgelenk verbunden sind. Daher sind zwei Verbindungspunkte für die Verbindung des oberen Arms und der Fahrzeugkarosserie ebenso wie bei der Radaufhängung des Typs Doppelquerlenker erforderlich, was die Anordnung beschränkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgaben dieser Erfindung sind die Verwirklichung einer Kraftfahrzeugradaufhängung mit verbesserter Leistung durch Schaffen einer idealen fiktiven Achsschenkelachse, Verringerung der Größe und des Gewichts der Radaufhängung und freier Anordnung der Teile.
Zur Umsetzung der obigen Aufgaben wird eine Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1 vorgesehen.
Nach der obigen Konstruktion wird das untere Ende der Dämpfervorrichtung an dem oberen Ende des Radhalterungselements mittels des Verbindungselements verbunden, so daß es sich nicht nach unten in die Nähe der Drehmittelpunktlinie des Rads erstreckt. Dadurch beeinträchtigen sich selbst bei einem Kraftfahrzeug des FF-Typs die Dämpfervorrichtung und die Antriebswelle nicht gegenseitig, was bedeutet, daß keine bestimmte Konstruktion zur Vermeidung der Beeinträchtigung erforderlich ist. Da die das Rad beeinflussende vertikale Last an die Dämpfervorrichtung mit dem Hebelverhältnis von etwa 1 eingegeben wird, ist es ferner nicht nötig, die Dämpfervorrichtung zu vergrößern. Bei nur einem Verbindungspunkt des oberen Arms und der Fahrzeugkarosserie können die Teile frei angeordnet werden. Weiterhin kann eine bevorzugtere Einstellung der Sturzänderungseigenschaft durchgeführt werden als bei einer Radaufhängung des Strebentyps und diese entspricht der des Doppelquerlenkertyps.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen offenbar.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die begleitenden Zeichnungen zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 bis 18 zeigen ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel; hierbei zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Kraftfahrzeugradaufhängung; Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene von der Vorderseite eines Fahrzeugs aus gesehene Seitenansicht der Radaufhängung; Fig. 3 eine Draufsicht der Radaufhängung; Fig. 4 eine Seitenansicht der Radaufhängung; Fig. 5 eine Querschnittansicht einer Konstruktion für die Verbindung eines Achsschenkelelements und eines Verbindungselements; Fig. 6 eine Querschnittansicht einer Konstruktion für die Verbindung des Verbindungselements und eines oberen Arms oder einer Dämpfervorrichtung; Fig. 7 eine teilweise aufgeschnittene schaubildliche Darstellung einer Konstruktion eines Drehlagers; Fig. 8 eine Längsquerschnittansicht des Drehlagers. Fig. 9 und 10 sind jeweils Längsquerschnittansichten zur Erläuterung eines Verfahrens für den Zusammenbau des Drehlagers. Fig. 11 bis 14 sind jeweils Diagramme zur Erläuterung eines Einflusses auf eine Spureinstellung der Räder aufgrund der Neigung einer Verbindungswelle eines Drehlagerteils des Radhalterungselements und der Dämpfervorrichtung. Fig. 15 bis 18 sind jeweils Diagramme zur Erläuterung eines Einflusses auf eine Spureinstellung der Räder aufgrund der Neigung einer Verbindungswelle eines Drehlagerteils des Verbindungselements und der Dämpfervorrichtung.
Fig. 19 ist eine Querschnittansicht eines abgeänderten Konstruktionsbeispiels für die Verbindung des Achsschenkelelements und des Verbindungselements.
Fig. 20 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und entspricht Fig. 3.
Fig. 21 bis 27 zeigen ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 21 Fig. 1 entspricht, Fig. 22 Fig. 2 entspricht, Fig. 23 Fig. 3 entspricht, Fig. 24 Fig. 4 entspricht, Fig. 25 eine Querschnittansicht einer Konstruktion zur Verbindung des Verbindungselements und der Dämpfervorrichtung ist. Fig. 26 ist eine Querschnittansicht, die eine Konstruktion zur Verbindung des oberen Arms und der Dämpfervorrichtung zeigt, Fig. 27 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise jedes wesentlichen Teils der Radaufhängung bei Bodenstößen und beim Nachfedern des Rads.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Nachstehend folgt eine Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
Fig. 1 bis 4 zeigen eine Vorderradantriebradaufhängung in einem Kraftfahrzeug des FF-Typs in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung. Eine Bezugsziffer 1 bezeichnet ein Achsschenkelelement als Radhalterungselement zur drehbaren Halterung eines Rads 2. Ein Loch 3, durch das eine (nicht abgebildete) Antriebswelle geführt ist, ist in einem Mittelteil des Achsschenkelelements 1 ausgebildet. Die Bezugsziffer 4 steht für einen unteren Arm zur Verbindung eines unteren Endes des Achsschenkelelements 1 an einer Fahrzeugkarosserieseite. 5 bezeichnet einen oberen Arm zur Verbindung eines oberen Endes des Achsschenkelelements 1 an einem Fahrzeugkarosserieseitenelement und 6 bezeichnet eine Dämpfervorrichtung, die aus einen Stoßdämpfer zur Dämpfung vertikaler Vibration des Rads 2 besteht.
Der untere Arm 4 besteht aus zwei Gliedelementen, einem sich linear entlang der Richtung einer Autobreite erstreckenden vorderen Gliedelement 11 und einem verschrämten hinteren Gliedelement 12. Das vordere Gliedelement 11 ist an einem seiner Enden an dem unteren Ende des Achsschenkels 1 durch ein Kugelgelenk 13 drehbar gelagert angebracht und ist an seinem anderen Ende mit einem Kreuzelement 14 als ein starres Karosserieelement mittels einer Gummibuchse 15 verbunden, deren Achse sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs so erstreckt, daß diese um die Achse schwenkbar ist. Das hintere Gliedelement 12 ist drehbar gelagert an einem seiner Enden an einer Stelle nahe einer hinteren Seite eines Drehlagerpunkts des Gliedelements 11 an dem unteren Ende des Achsschenkelelements 1 (Mittelpunkt des Kugelgelenks 13) mittels eines Kugelgelenks 16 angebracht und ist an seinem anderen Ende an dem Kreuzelement 14 an einer von dem Gliedelement 11 entfernten Stelle mittels einer Gummibuchse 17 verbunden, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, so daß diese um die Achse schwenkbar ist. Demgemäß schneiden sich beide Achsen der Gliedelemente 11, 12 an einem Punkt 01, der sich außerhalb der jeweiligen Drehlagerpunkte mit dem Achsschenkelelement 1 (Mittelpunkte der Kugelgelenke 13, 16) befindet.
Ein sich nahe dem Loch 3 nach hinten erstreckendes Armteil 1a ist integral mit dem Achsschenkelelement 1 ausgebildet. Eine Lenkspurstange 20 für eine Lenkanlage ist an einem äußersten Ende des Armteils 1a verbunden. Ein Verbindungselement 21 ist an einem seiner Enden mit dem oberen Ende des Achsschenkelements 1 verbunden und ist mit seinem anderen Ende an dem oberen Arm 5 und dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung 6 verbunden.
Wie in Fig. 5 dargestellt, ist ein Drehlager 22 zur verhältnismäßig drehbaren Verbindung des oberen Endes des Achsschenkelelements 1 und des Verbindungselements 21 an einem verbindenden Teil davon vorgesehen. Das Drehlager 22 weist einen Innenzylinder 24, der an dem oberen Ende des Achsschenkelelements 1 mittels einer sich in vertikaler Richtung erstreckender Verbindungswelle 23 befestigt ist, einen Außenzylinder 21a, der integral mit dem Verbindungselement 21 als ein erstes Vorsprungteil des Verbindungselements 21 ausgebildet und um eine Außenperipherie des Innenzylinders 24 konzentrisch angeordnet ist, sowie ein rohrförmiges Harzelement 25 zur Verringerung der Reibungskraft, das in einem Raum zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders 24 und einer Innenperipherie des Außenzylinders 21a gesetzt ist, auf. Ein breites, ringförmiges von der Außenzylinderseite hervorragendes Teil 21b, das auf die Außenperipherie des Innenyzlinders 24 ragt, ist an einem Zwischenteil in einer Achsenrichtung der Innenperipherie des Außenzylinders 21a vorgesehen. Fächerförmig sind geneigte konische Stirnseiten 21c, 21d jeweils an den oberen und unteren Seitenteilen des von der Außenzylinderseite hervorragenden Teils 21b ausgebildet. An beiden Seiten in einer Achsenrichtung (vertikalen Richtung) der Außenperipherie des Innenzylinders 24 sind ein Paar oberer und unterer ringförmiger von der Innenzylinderseite hervorragender Teile 24a, 24b so angebracht, daß sie in Richtung auf die Innenperipherie des Außenzylinders 21a ragen und einander gegenüberliegen, wobei das von der Außenzylinderseite hervorragende Teil 21b dazwischen liegt. Fächerförmig sind geneigte konische Stirnseiten 24c, 24d jeweils an einem gegenüberliegenden Innenteil jedes der von der Innenzylinderseite hervorragenden Teile 24a, 24b ausgebildet. Das Harzelement 25 erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden oberen konischen Stirnseiten 24c, 21c der Innen- und Außenzylinder 24, 21a und zwischen den gegenüberliegenden unteren konischen Stirnseiten 24d, 21c davon. Demgemäß ist das Verbindungselement 21 an dem oberen Ende des Achsschenkelelements 1 mittels der Verbindungswelle 23 und des Drehlagers 22 derart verbunden, daß es nur um die Achse der Verbindungswelle 23 schwenkbar ist, und widersteht einer Drehkraft (Kippkraft) um eine Achse, die sich rechtwinklig mit der Verbindungswelle 23 mittels Kontakt der Stirnseiten zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders 24 und der Innenperipherie des Außenzylinders 21a des Drehlagers 22, insbesondere durch Stirnseitenkontakt zwischen den oberen konischen Stirnseiten 24c, 21c und zwischen den unteren konischen Stirnseiten 24d, 21d, schneidet.
Ein Ende (innenseitiges Ende) des oberen Arms 5 ist mit einem Träger 31 verbunden, der an dem Kreuzelement 14 mittels einer Gummibuchse 32, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, so daß er um die Achse der Gummibuchse 32 schwenkbar ist, befestigt ist. An dem anderen Ende (außenseitiges Ende) des oberen Arms 5 ist ein Paar von Zweigteilen 5a ausgebildet, die gabelförmig verzweigt sind, so daß das untere Ende der Dämpfervorrichtung 6 dazwischen von hinten und vorne gesetzt ist. Ein äußerstes Ende jedes Zweigteils 5a ist mit dem Verbindungselement 21 mittels einer Gummibuchse 33 verbunden, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, so daß es um die Achse der Gummibuchse 33 schwenkbar ist.
Das obere Ende der Dämpfervorrichtung 6 ist an der Fahrzeugkarosserie 7 mittels eines Gummilagers 36 elastisch gelagert und eine Schraubenfeder 37 ist an einer oberen Peripherie der Dämpfervorrichtung 6 vorgesehen. Ein Träger 38 ist an dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung 6 befestigt und weist ein Paar Armteile 38a auf, die sich gabelförmig von dem Anbringungsteil mit der Dämpfervorrichtung 6 erstrecken. Die jeweiligen Armteile 38a befinden sich innerhalb der jeweiligen Zweigteile 5a des oberen Arms 5 und sind mit dem Verbindungselement 21 verbunden, so daß sie um die gleiche Achse wie die Zweigteile 5a schwenkbar sind.
An dem Verbindungsteil des Verbindungselements 21 und des oberen Arms 5 (Zweigteil 5a) und dem des Verbindungselements 21 und des unteren Endes der Dämpfervorrichtung 6 (Armteil 38a des Trägers 38), wie im einzelhen in Fig. 6 dargestellt, berührt die Stirnseite des äußersten Endes jedes Armteils 38a des Trägers 38 die Innenseite in der Achsenrichtung der Gummibuchse 33 an dem äußersten Ende jedes Armteils 38a des oberen Arms 5, und ein durch die Gummibuchse 33 und die äußersten Enden der Armteile 38a bei den beiden Zweigteilen 5a des oberen Arms 5 gesetzte einzelne Verbindungswelle 39 erstreckt sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs. Das Verbindungselement 21 ist mit der Verbindungswelle 39 mittels eines Drehlagers 42 verbunden. Das Drehlager 42 umfaßt einen Innenzylinder 40, der mit der Verbindungswelle 39 gelagert und zwischen den äußersten Enden der beiden Armteile 38a des Trägers 38 gesetzt ist, einen integral mit dem Verbindungselement 21 als ein zweites Vorsprungteil des Verbindungselements 21 ausgebildeten und konzentrisch um eine Außenperipherie des Innenzylinders 40 angebrachten Außenzylinder 21e sowie ein rohrförmiges Harzelement 41 zur Verringerung der Reibungskraft, das in einem Raum zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders 40 und einer Innenperipherie des Außenzylinders 21e dazwischen gesetzt ist. Ein breites, ringförmiges von der Außenzylinderseite hervorragendes Teil 21f, das in Richtung auf die Außenperipherie des Innenyzlinders 40 ragt, ist an einem Zwischenteil in der Achsenrichtung der Innenperipherie des Außenzylinders 21e vorgesehen. Fächerförmig sind geneigte konische Stirnseiten 21g, 21h jeweils an den vorderen und hinteren Seitenteilen des von der Außenzylinderseite hervorragenden Teils 21f ausgebildet. Andererseits sind an beiden Seitenteilen in einer Achsenrichtung (Längsrichtung des Fahrzeugs) der Außenperipherie des Innenzylinders 40 ein Paar vorderer und hinterer ringförmiger von der Zylinderseite hervorragender Teile 40a, 40b so vorgesehen, daß sie in Richtung auf die Innenperipherie des Außenzylinders 21e ragen und einander gegenüberliegen, wobei das von der Außenzylinderseite hervorragende Teil 21f dazwischen liegt. Fächerförmig sind geneigte konische Stirnseiten 40c, 40d jeweils an einem Paar gegenüberliegender Innenteile des von der Innenzylinderseite hervorragenden Teils 40a, 40b ausgebildet. Das Harzelement 41 erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden vorderseitigen konischen Stirnseiten 40c, 21g des Innen- und Außenzylinders 40, 21e und zwischen den gegenüberliegenden hinteren konischen Stirnseiten 40d, 21h davon. Demgemäß sind das Verbindungselement 21, der obere Arm 5 und die Dämpfervorrichtung 6 miteinander jeweils verhältnismäßig drehbar nur um die Verbindungswelle 39 verbunden. Das Drehlager 42 gestattet die verhältnismäßige Drehung und widersteht der Drehkraft (Kippkraft) um eine Achse, die rechtwinklig die Verbindungswelle 39 mittels Kontakt der Stirnseiten zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders 40 und der Innenperipherie des Außenzylinders 21e, insbesondere durch Stirnseitenkontakt zwischen den vorderseitigen konischen Stirnseiten 40c, 21g und zwischen den rückseitigen konischen Stirnseiten 40d, 21h, schneidet.
Wie in Fig. 6 dargestellt besteht die Gummibuchse 33 an dem äußersten Ende des Zweigteils 5a des oberen Arms 5 aus einem an dem äußersten Ende des Zweigteils 5a angebrachten Außenzylinder 33a, einem Innenzylinder 33b, der konzentrisch um den Außenzylinder 33a angeordnet und durch den die Verbindungswelle 39 gesetzt wird, einem zwischen den Außen- und Innenzylinders 33a, 33b konzentrisch dazu angeordneten Zwischenzylinder 33c und aus Gummis 33d, 33d, die jeweils in einen Raum zwischen den Zylindern 33a, 33c und einen Raum zwischen den Zylindern 33c, 33b eingefüllt sind. Die Gummibuchsen 15, 17, 32 in Abweichung von Gummibuchse 33 gleichen im Grunde der Gummibuchse 33 und können den (nicht abgebildeten) Zwischenzylinder aufweisen.
Die zwei Drehlager 22, 42 weisen die gleiche grundlegende Konstruktion auf, so daß nachstehend nur der Aufbau des Drehlagers 42 an dem Verbindungsteil des Verbindungselements 21 und der Dämpfervorrichtung 6 unter Bezug auf Fig. 7 bis 10 beschrieben wird.
Das Drehlager 42 weist, wie in Fig. 7 und 8 abgebildet und vorstehend beschrieben, den Innenzylinder 40, den Außenzylinder 21e und das Harzelement 41 auf. Das hervorragende Teil 21f des Außenzylinders 21e ist über die gesamte Innenperipherie des Außenzylinders 21e vorgesehen, mit Ausnahme des Seitenteils in der Achsenrichtung, und ist bezüglich einer zur Achsenlinie senkrechten Mittellinie symmetrisch. Das Paar konischer Stirnseiten 21g, 21h, das fächerförmig in Richtung auf eine Öffnung jeder Seite des Zylinders 21e ist, ist an beiden Seitenteilen des hervorragenden Teils 21f symmetrisch zur Mittellinie ausgebildet. Jeweilige ringförmige Vorsprungteile 21i ragen in Richtung auf die Außenperipherie des Innenzylinders 40 in der Nähe sowohl der rechten wie auch linken Öffnung auf der Innenperipherie des Außenzylinders 21i hervor. Ein ringförmiges Dichtelement 43 ist an jedem Vorsprungteil 21i befestigt. Das Dichtelement 43 blockiert das Innere des Außenzylinders 21e zur Verhinderung eines Eindringens von Fremdstoffen in das Drehlager 42 in solcher Weise, daß eine Innenperipherie des Dichtelements 43 an der Außenperipherie jedes Seitenteils des Innenzylinders 40 anliegt.
Andererseits ragt das Paar herausragender Teile 40a, 40b des Innenzylinders 40 in Richtung auf die Innenperipherie des Außenzylinders 21e und liegt einander gegenüber, so daß das von der Außenzylinderseite herausragende Teil 21f dazwischen liegt. Daher kann der Innenzylinder 40 nicht direkt in den Außenzylinder 21e von einer der Seitenendöffnungen des Außenzylinders 21e eingesetzt werden. Deshalb besteht in diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 9 dargestellt, der Innenzylinder 40 aus einem linken Innenzylinder 40x und einem rechten Innenzylinder 40y, die an einem Zwischenteil in der Achsenrichtung in einer rechtwinklig die Achse schneidenden Richtung geteilt sind. Ein verbindendes Zylinderteil 43, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Körper des Innenzylinders 40 ist, ragt nach links an einem linken Seitenteil des rechten Innenzylinders 40y vor, und ein konkaves verbindendes Teil 44 ist an einem rechten Seitenteil des linken Innenzylinders 40x so vorgesehen, daß es dem verbindenden Zylinderteil 43 entspricht. Die rechten und linken Innenzylinder 40y, 40x, in die der Innenzylinder 40 aufgeteilt ist, werden, wie durch die Pfeile angezeigt, in den Außenzylinder 21e von den jeweiligen Öffnungen der Seitenteile des Außenzylinders 21e eingeführt, dann werden die geteilten Zylinder 40y, 40x in dem Außenzylinder 21e so vereint, daß das Zylinderteil 43 für die Verbindung des rechten Innenzylinders 40y an dem konkaven Teil 44 zur Verbindung des linken Innenzylinders 40 x paßt. Dann wird, wie in Fig. 10 dargestellt, eine Stellung des Innenzylinders 40 in dem Außenzylinder 21e so eingestellt, daß ein deckelförmiges Positionierelement 45 die jeweiligen Seitenteile des Innenzylinders 40, die rechts und links von beiden Seitenteilen des Außenzylinders 21e herauskonnnen, abdeckt. Dann wird eine Düse 46 zum Einspritzen von Harz in einen Raum zwischen der Innenperipherie des Außenzylinders 21e und der Außenperipherie des Innenzylinders 40 zur Einspritzung von erhitztem, geschmolzenen Materialharz eingesetzt. Nach Abkühlen des Harzes bildet sich, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, das rohrförmige Harzelement 41 zwischen den Innen- und Außenzylindern 40, 21e aus, wodurch das Drehlager 42 gewonnen wird.
Als Material für das rohrförmige Harzelement 41 werden Polyamid, Polyimid, Polyamidimid, Polyacetal, Polyethylenterephthalat, Polysulfon, Polyarylat, Polytetrafluorethylen und ännliches verwendet, und Polytetrafluorethylen, das Fluoroharz ist, ist aufgrund seines geringeren Reibungswiderstands und seiner Stärke geeignet.
In dieser Ausführung wird das Drehlager 42 durch Zusammenfügen des in die zwei Teile 40x, 40y geteilten Innenzylinders 40 in dem Außenzylinder 21e zusammengebaut. Das Drehlager 42 kann jedoch durch Teilen des Außenzylinders 21e in der Längsrichtung und durch Zusammenfügen des geteilten Außenzylinders 21e durch Aufnehmen des Innenzylinders darin zusammengebaut werden.
Die Arbeitsweise und die Auswirkungen in dem ersten Ausführungsbeispiel werden als nächstes beschrieben. Wenn das Rad 2 eine Lenkkraft von der Lenkspurstange 20 mittels des Achsschenkelelements 1 zum Lenken nach links oder rechts erfährt, liegt ein Momentanzentrum auf der unteren Endseite des Achsschenkelelements 1, d.h. auf der Seite des unteren Arms 4, bei einem Schnittpunkt 01 der Achsen der Gliedelemente 11, 12, aus denen der untere Arm 4 besteht. Auf der oberen Endseite des Achsschenkelelements 1 befindet sich auch ein Momentanzentrum in einem Schnittpunkt 02 einer achsial verlaufenden Linie L2 der Verbindungswelle 23 und einer geraden Linie L1, da eine Konstruktionseinheit bestehend aus der Dämpfervorrichtung 6, dem Verbindungselement 21 und dem oberen Arm 5 um die gerade Linie L1 schwenkt, die einen Fahrzeugverbindungspunkt (Mittelpunkt des Gummilagers 36) an dem oberen Ende der Dämpfervorrichtung 6 und einen Fahrzeugverbindungspunkt (Mittelpunkt des Gummilagers 32) des oberen Arms 5 verbindet, und somit die Drehung des Achsschenkelelements 1 um die Verbindungswelle 23 für die Verbindung des Verbindungselements 21 damit begleitet. Demgemäß dient eine durch die Schnittpunkte 01, 02 führende gerade Linie L3 als fiktive Achsschenkelachse, die nahe einer Mittellinie L4 in der Autobreitenrichtung des Rads 2 aufrecht ist, die leicht nach innen verläuft verglichen mit der Mittellinie L4 in der Autobreitenrichtung des Rads 2 auf einer Drehmittelpunktslinie L5 des Rads 2 und leicht nach außen verläuft verglichen mit der Mittellinie L4 in der Autobreitenrichtung des Rads 2 an der Berührungsseite des Rads 2 mit dem Boden, so daß der Lenkrollradius des Rads 2 leicht negativ ist (- Δ). Diese fiktive Achsschenkelachse L3 entspricht fast der Idealachse, wodurch die Radaufhängungsleistung verbessert wird.
Da ferner das untere Ende der Dämpfervorrichtung 6 an dem oberen Ende des Achsschenkelelements 1 mittels des Verbindungselements 21 verbunden ist und sich nicht in die Nähe der Drehmittelpunktslinie L5 des Rads 2 erstreckt, beeinträchtigen sich die Dämpfervorrichtung 6 und die Antriebswelle nicht gegenseitig. Daher ist keine spezielle Konstruktion zur Vermeidung von Beeinträchtigungen erforderlich, was zu einer Vereinfachung der Konstruktion und einer Verringerung der Größe und des Gewichts der Vorrichtung führt. Da die auf das Rad 2 in der vertikalen Richtung ausgeübte Last auf die Dämpfervorrichtung 6 mit einem Hebelverhältnis von etwa 1 weitergegeben wird, ist es weiterhin nicht erforderlich, die Dämpfervorrichtung 6 zur Erzeugung einer der vertikalen Last entsprechenden Dämpfungskraft zu vergrößern, was zu einer weiteren Verringerung der Größe und des Gewichts führt.
Ferner ist die Anordnung frei von Beschränkungen, da es nur einen Verbindungspunkt des oberen Arms und der Fahrzeugkarosserie gibt.
Der obere Arm 5 verzweigt sich weiterhin gabelförmig, so daß die Dämpfungsvorrichtung 6 und das Verbindungselement 21 dazwischen auf der Seite des Verbindungsteils davon liegen, und ist an dem äußersten Ende jedes Zweigteils 5a davon mit der Dämpfungsvorrichtung 6 und dem Verbindungselement 21 relativ schwenkbar durch die einzelne Verbindungswelle 39 verbunden. Daher wird die Verbindung mit weniger Teilen gestärkt.
Als nächstes folgt eine Beschreibung eines Einflusses auf die Spureinstellung des Rads 2, wenn die Verbindungswelle 23 (in Fig. 5) bezüglich der vertikalen Richtung (senkrecht) geneigt ist und wenn die Verbindungswelle 39 (in Fig. 6) bezüglich einer horizontalen Richtung oder der Längsrichtung des Fahrzeugs unter Bezug auf Fig. 11 - 18 geneigt ist.
Wenn die Verbindungswelle 23 in Draufsicht von der Seite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der vertikalen Richtung nach hinten geneigt ist, wie in Fig. 11(a) gezeigt, vergrößert sich ein Nachlaufwinkel des Rads 2 beim Lenken des Rads 2, da die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 23 (siehe Fig. 11(b)) schwenkt. Die Vergrößerung des Nachlaufwinkels wird von einer Änderung eines Radsturzwinkels des Rads 2 in negativer Richtung begleitet.
Wenn die Verbindungswelle 23 in Draufsicht von der Seite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der vertikalen Richtung nach vorne geneigt ist, wie in Fig. 12(a) dargestellt, dann verkleinert sich der Nachlaufwinkel des Rads 2 bei der Lenkungs des Rads 2, da die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 23 (siehe Fig. 12(b)) schwenkt. Die Verringerung des Nachlaufwinkels wird durch eine Änderung des Radsturzwinkels des Rads 2 in einer positiven Richtung begleitet.
Wenn die Verbindungswelle 23 in einer Draufsicht in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen bezüglich der vertikalen Richtung nach innen geneigt ist, wie in Fig. 13 dargestellt, dann schwenkt die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 23 bei der Lenkung des Rads 2. Daher wird die gleiche Änderung wie im Fall der in Draufsicht von der Seite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der vertikalen Richtung nach hinten geneigten Verbindungswelle 23 auf das nach innen gelenkte Rad 2 (siehe Fig. 11(b)) verursacht, so daß der Nachlaufwinkel des Rads 2 vergrößert wird, und die gleiche Änderung wie im Fall der in Draufsicht von der Seite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der vertikalen Richtung nach vorne geneigten Verbindungswelle 23 wird auf das nach außen gelenkte Rad 2 verursacht, so daß der Nachlaufwinkel des Rads 2 verkleinert wird (siehe Fig. 12(b)).
Wenn die Verbindungswelle 23 in der Draufsicht in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen bezüglich der vertikalen Richtung nach außen geneigt ist, wie in Fig. 14 dargestellt, dann schwenkt die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 23 beim Lenken des Rads 2. Daher verkleinert sich der Nachlaufwinkel des Rads 2 beim Lenken des Rads 2 nach innen und der Radsturzwinkel des Rads 2 vergrößert sich beim nach außen gelenkten Rad 2 im Gegensatz zu dem Fall, da die Verbindungswelle 23 in der Draufsicht von der Seite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der vertikalen Richtung nach vorne geneigt ist.
Wenn die Verbindungswelle 39 in der Draufsicht von der Seite des Fahrzeugs gesehen bezüglich einer horizontalen Richtung nach vorne geneigt ist, wie in Fig. 15(a) gezeigt, verkleinert sich der Nachlaufwinkel des Rads 2 bei Stößen des Rads 2, da die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 39 (siehe Fig. 15(b)) schwenkt. Der Nachlaufwinkel des Rads 2 verkleinert sich auch bei Ausfedern des Rads 2.
Wenn die Verbindungswelle 39 in der Draufsicht von der Seite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der horizontalen Richtung nach vorne nach unten geneigt ist, wie in Fig. 16(a) dargestellt, vergrößert sich der Nachlaufwinkel des Rads 2 bei Bodenstößen des Rads 2, da die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 39 (siehe Fig. 16(b)) schwenkt. Der Nachlaufwinkel des Rads 2 vergrößert sich auch beim Ausfedern des Rads 2.
Wenn die Verbindungswelle 39 in der Draufsicht von der Oberseite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der Längsrichtung vorne nach innen geneigt ist, wie in Fig. 17(a) dargestellt, verringert sich der Nachlaufwinkel des Rads 2 bei Bodenstößen des Rads 2, da die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 39 (siehe Fig. 17(b)) schwenkt. Der Nachlaufwinkel des Rads 2 verringert sich auch bei Ausfedern des Rads 2.
Wenn die Verbindungswelle 39 in der Draufsicht von der Oberseite des Fahrzeugs gesehen bezüglich der Längsrichtung vorne nach außen geneigt ist, wie in Fig. 18(a) dargestellt, dann vergrößert sich der Nachlaufwinkel des Rads 2 bei Bodenstößen des Rads 2, da die Oberendseite des Rads 2 um die Verbindungswelle 39 (siehe Fig. 18(b)) schwenkt. Der Nachlaufwinkel des Rads 2 vergrößert sich auch bei Ausfedern des Rads 2.
In dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Drehlager 22 zur drehbaren Verbindung des Verbindungselements 21 an dem oberen Ende des Achsschenkelelements 1 um die Verbindungswelle 23 allein (d.h. um die sich im wesentlichen in der Vertikalrichtung erstreckende Achse) dazwischen den Innenzylinder 24, den Außenzylinder 21a und das Harzelement 25 auf (Fig. 5). An Stelle des Drehlagers 22 können ein aus den Innen- und Außenzylindern und Stahlkugeln bestehendes Rollenlager 61, 62 oder dazwischen gesetzte Rollen zwischen der Außenperipherie der an dem Achsschenkelelement 1 befestigten Verbindungswelle 23 und einem Vorsprungelement 21a (welches in der ersten Ausführung dem Außenzylinder entspricht) des Verbindungselements 21, wie in Fig. 19 dargestellt, vorgesehen werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind weiterhin das Verbindungselement 21, der obere Arm 5 und die Dämpfervorrichtung 6 aneinander relativ drehbar um die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckende einzelne Verbindungswelle 39 angebracht. In dieser Erfindung kann die Radaufhängung derart konstruiert sein, daß das Verbindungselement 21 an dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung 6 mittels einer Verbindungswelle, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, schwenkbar um deren Achse befestigt ist und der obere Arm 5 an der Dämpfervorrichtung 6 oder dem Verbindungselement 21 mittels einer anderen Verbindungswelle, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, schwenkbar um deren Achse befestigt ist.
Fig. 20 zeigt eine Kraftfahrzeugradaufhängung in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein aus einem sich in Richtung der Autobreite erstreckenden einzelnen Gliedelement bestehender oberer Arm 51 an einem Ende davon (innenseitiges Ende) an der Fahrzeugkarosserie mittels einer Gummibuchse 52 befestigt, deren Achse sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und an dessen anderem Ende (außenseitiges Ende) an dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung 6 (Träger 38) und einer Verbindungswelle 21 (zweites Vorsprungteil 21e) mittels einer Gummibuchse 53 und einer sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Verbindungswelle 54 schwenkbar um die Verbindungswelle 54 verbunden. Der Aufbau der anderen Elemente ist der gleiche wie in der ersten Ausführung. Daher wird jede Beschreibung des Elements ausgelassen, wobei dem gleichen Element die gleiche Ziffer zugeteilt wird.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu der Tatsache, daß die gleichen Wirkungen wie in der ersten Ausführung gezeigt werden können, der obere Arm 51 vereinfacht, was zu einer weiteren Verringerung des Gewichts führt.
In Fig. 21 - 24 wird eine Kraftfahrzeugradaufhängung in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung gezeigt. Die Radaufhängung umfaßt wie in dem ersten Ausführungsbeispiel das Achsschenkelelement 1 als ein Radhalterungselement zur drehbaren Halterung des Rads 2, den unteren Arm 4 zur Verbindung des unteren Endes des Achsschenkelelements 1 an dem Fahrzeugkarosserieseitenelement, den oberen Arm 5 zur Verbindung des oberen Endes des Achsschenkelelements 1 an dem Fahrzeugkarosserieseitenelement und die Dämpfervorrichtung 6 zur Dämpfung der vertikalen Vibration des Rads 2.
Der untere Arm 4 besteht aus zwei Gliedelementen, einem sich linear entlang der Autobreitenrichtung erstreckenden vorderen Gliedelement 11 und einem verschrämten hinteren Gliedelement 12. Das vordere Gliedelement 11 ist an seinem einen Ende an dem unteren Ende des Achsschenkelelements 1 mittels des Kugelgelenks 13 drehbar gelagert angebracht und an seinem anderen Ende an dem Kreuzelement 14 als das starre Karosserieelement mittels der Gummibuchse 15, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, so daß es um die Achse schwenkbar ist, verbunden. Das hintere Gliedelement 12 ist an seinem einen Ende mittels des Kugelgelenks 16 an einer Stelle nahe einer hinteren Seite des Drehlagerpunkts (Mittelpunkt des Kugelgelenks 13) des Gliedelements 11 an dem unteren Ende des Achsschenkelelements 1 drehbar gelagert befestigt und an seinem anderen Ende an dem Kreuzelement 14 an einer Stelle fern des vorderen Gliedelements 11 mittels der Gummibuchse 17, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs derart erstreckt, daß es um die Achse schwenkbar ist, verbunden. Demgemäß schneiden sich beide Achsen der Gliedelemente 11, 12 in dem Punkt 01, der sich außerhalb der jeweiligen Drehlagerpunkte davon mit dem Achsschenkelelement 1 (Mittelpunkte der Kugelgelenke 13, 16) befindet.
Ein sich von der Nähe des Lochs 3 nach hinten erstreckendes Armteil 1a ist integral mit dem Achsschenkelelement 1 ausgebildet. Die Lenkspurstange 20 für die Lenkanlage ist mit dem äußersten Ende des Armteils 1a verbunden. Das Verbindungselement 21 ist an seinem einen Ende an dem oberen Ende des Achsschenkelelements 1 befestigt und an seinem anderen Ende mit der Dämpfervorrichtung 6 verbunden.
Die Verbindungskonstruktion des oberen Endes des Achsschenkelelements 1 und des Verbindungselements 21 ist die gleiche wie in der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführung. Im einzelnen sind das Achsschenkelelement 1 und das Verbindungselement 21 miteinander durch die Verbindungswelle 23, deren Achse sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und das Drehlager 22 derart verbunden, daß sie um die Achse relativ drehbar sind.
Das obere Ende der Dämpfervorrichtung 6 ist an der Fahrzeugkarosserie 7 mittels eines Gummilagers 36 elastisch gelagert, und eine Schraubenfeder ist an der oberen Peripherie der Dämpfervorrichtung 6 vorgesehen. Ein Träger 38 ist an dem unteren Teil der Dämpfervorrichtung 6 befestigt. Ein Paar sich gabelförmig von dem Befestigungsteil mit der Dämpfervorrichtung erstreckende Armteile 38a, 38a ist an dem Träger 39 ausgebildet. Die Armteile 38a halten das andere Ende des Verbindungselements 21, so daß das andere Ende des Verbindungselements 21 an der Dämpfervorrichtung 6 mittels des Trägers 38 drehbar gelagert befestigt ist.
Die durch die äußersten Enden der Armteile 38a des Trägers 38 gesetzte und daran gehaltene einzelne Verbindungswelle 39 ist wie in Fig. 25 dargestellt an dem Drehlagerpunkt des Verbindungselements 21 und der Dämpfervorrichtung 6 (im einzelnen das Armteil 38a des Trägers 38) vorgesehen. Das Verbindungselement 21 ist an der Außenperipherie der Verbindungswelle 39 mittels des Drehlagers 42 verbunden. Die Konstruktion des Lagers 42 ist die gleiche wie in der in Fig. 6 gezeigten ersten Ausführung. Daher wird seine Beschreibung ausgelassen, wobei die gleiche Ziffer für das gleiche Element vergeben wird.
Der obere Arm 5 ist an seinem einen Ende (innenseitiges Ende) an einem an dem Kreuzelement 14 befestigten Träger 31 durch die Gummibuchse 32 verbunden, deren Achse sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs so erstreckt, daß er um die Achse mit einem Punkt schwenkbar ist. Ein Paar gabelförmig abzweigende Zweigteile 5a sind an dem anderen Endteil (außenseitiges Endteil) des oberen Arms 5 so ausgebildet, daß das untere Ende der Dämpfervorrichtung 6 dazwischen von hinten und vorne angeordnet ist. Das äußerste Ende jedes Zweigteils 5a ist an einem an dem Träger 38 ausgebildeten Vorsprungteil 38b (der Außenzylinder wird später erwähnt) mittels einer Längsverbindungswelle 69 gehalten. Dadurch ist ein Ende des oberen Arms 5 an dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung 6 mittels des Trägers 38 drehbar gelagert befestigt. Das Drehlagerteil (Verbindungswelle 39 im Mittelpunkt davon) des Verbindungselements 21 und der Dämpfervorrichtung 6 ist oberhalb des Drehlagerteils (Verbindungswelle 69 im Mittelpunkt davon) des oberen Arms 5 und der Dämpfervorrichtung 6 mit einem vorgegebenen Abstand positioniert. Die Verbindungswellen 39, 69 an den jeweiligen Drehlagerteilen erstrecken sich parallel zueinander in der Längsrichtung des Fahrzeugs.
Wie in Fig. 26 dargestellt, ist die zwischen den äußersten Enden der Zweigteile 5a des oberen Arms 5 angeordnete und dadurch gehaltene einzelne Verbindungswelle 69 an dem Drehlagerteil des oberen Arms 5 und der Dämpfervorrichtung 6 vorgesehen. Der Träger 38 auf der Seite der Dämpfervorrichtung 6 ist an der Außenperipherie der Verbindungswelle 69 mittels eines Drehlagers 71 verbunden. Das Drehlager 71 umfaßt einen an der Verbindungswelle 69 gehaltenen und so befestigten Innenzylinder 60, daß der Innenzylinder 60 zwischen den äußersten Enden der Zweigteile 5a des oberen Arms 5 angeordnet ist, einen integral an dem Träger 38 als ein Vorsprungteil des Trägers 38 ausgebildeten und konzentrisch um die Außenperipherie des Innenzylinders 40 angeordneten Außenzylinder 38b und ein in einem Raum zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders 60 und der Innenperipherie des Außenzylinders 38b dazwischen gesetztes rohrförmiges Harzelement 70 zur Verringerung der Reibungskraft. An einem Zwischenteil in der Achsrichtung der Innenperipherie des Außenzylinders 38b ragt ein breites ringförmiges von der Außenzylinderseite hervorragendes Teil 38f in Richtung auf die Außenperipherie des Innenzylinders 60. Fächerförmig sind geneigte konische Stirnseiten 38g, 38 h jeweils an den vorderen und hinteren Seitenteilen des von der Außenzylinderseite ragenden Teils 38f ausgebildet.
Ein Paar ringförmiger von der Innenzylinderseite ragende Teile 60a, 60b sind an beiden Seitenteilen in der Achsrichtung (Längsrichtung des Fahrzeugs) der Außenperipherie des Innenzylinders 60 so vorgesehen, daß sie in Richtung auf die Innenperipherie des Außenzylinders 38b ragen und einander gegenüber liegen, wobei das von der Außenzylinderseite ragende Teil 38f dazwischen gesetzt ist. Fächerförmig sind geneigte konische Stirnseiten 60c, 60d jeweils an gegenüberliegenden Innenteilen des Paars von der Innenzylinderseite hervorragender Teile 60a, 60b ausgebildet. Das Harzelement 70 erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden vorderseitigen konischen Stirnseiten 60c, 38g der Innen- und Außenzylinder 60, 38d und zwischen den gegenüberliegenden rückseitigen konischen Stirnseiten 60d, 38h davon. Demgemäß sind der obere Arm 5 und die Dämpfervorrichtung 6 miteinander mittels der Verbindungswelle 69 und des Drehlagers 71 so verbunden, daß sie nur relativ drehbar um die Achse der Verbindungswelle 69 sind. Das Drehlager 71 erlaubt die relative Drehung und widersteht der Drehkraft (Kippkraft) um eine Achse, die rechtwinklig die Verbindungswelle 69 schneidet, mittels Kontakts von Stirnseite zu Stirnseite zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders 60 und der Innenperipherie des Außenzylinders 38b, vor allem mittels Kontakt von Stirnseite zu Stirnseite zwischen den vorderseitigen konischen Stirnseiten 60c, 38g und zwischen den rückseitigen konischen Stirnseiten 60d, 38h.
Die Arbeitsweise und die Wirkungen in dem dritten Ausführungsbeispiel werden als nächstes beschrieben. Wenn das Rad 2 von der Lenkspurstange 20 mittels des Achsschenkelelements 1 zum Lenken nach rechts oder links Lenkkraft erfährt, befindet sich das Momentanzentrum auf der Unterendseite des Achsschenkelelements 1, d.h. die Seite des unteren Arms 4 befindet sich in der Schnittstelle 01 der Achsen der Gliedelemente 11, 12 des unteren Arms 4. Das Momentanzentrum auf der Oberendseite des Achsschenkelelements 1 befindet sich ferner in der Schnittstelle 02 der achsial verlaufenden Linie L2 des Verbindungswelle 23 und der geraden Linie L1, da die aus der Dämpfervorrichtung 6, dem Verbindungselement 21 und dem oberen Arm 5 bestehende Konstruktionseinheit um die gerade Linie L1 schwenkt, welche den Fahrzeugverbindungspunkt (Mittelpunkt des Gummilagers 36) an dem oberen Ende der Dämpfervorrichtung 6 und den Fahrzeugverbindungspunkt (Mittelpunkt der Gummibuchse 32) des oberen Arms 5 verbindet und die Drehung des Achsschenkelelements 1 um die Verbindungswelle 23 zur Verbindung des Verbindungselements 21 daran begleitet. Demgemäß dient die durch die zwei Schnittstellen 01, 02 führende gerade Linie L3 als fiktive Achsschenkelachse, welche nahe der Mittellinie L4 in der Autobreitenrichtung des Rads aufrecht ist, leicht innerhalb der Mittellinie L4 in der Autobreitenrichtung des Rads 2 auf der Drehmittelpunktslinie L5 des Rads 2 verläuft und leicht außerhalb der Mittellinie L4 in der Autobreitenrichtung des Rads 2 bei einer Kontaktfläche des Rads 2 mit dem Boden verläuft, so daß der Lenkrollradius des Rads 2 leicht negativ ist (- Δ). Diese fiktive Achsschenkelachse entspricht fast der Idealachse, wodurch die Leistung der Radaufhängung verbessert wird.
Jedes wesentliche Teil der Radaufhängung wirkt wie in Fig. 27 dargestellt bei Bodenstößen sowie beim Ausfedern des Rads 2. Fig. 27 stellt jedes wesentliche Teil der Radaufhängung von der Fahrzeugvorderseite gesehen dar, wobei durchgehende Linien einen neutralen Zustand des Rads anzeigen, gestrichelte Linien einen Stoßzustand desselben und strich-punktierte Linien einen Ausfederungszustand desselben anzeigen. Wie aus Fig. 27 hervorgeht, vergrößern sich bei Bodenstößen und beim Ausfedern des Rads 2 ein Winkel α zwischen dem Achsschenkelelement 1 und der Dämpfervorrichtung 6 (α1< α2, α1< α3) sowie ein Abstand h zwischen dem Drehlagerpunkt des oberen Arms 5 und der Dämpfervorrichtung 6 und dem Achsschenkelelement 1 (h1< h2, h1< h3). Entsprechend der Vergrößerung des Abstands verschiebt sich das obere Ende des Achsschenkelelements 1 (Seite des Drehlagerteils 39 zu der Dämpfervorrichtung 6) relativ nach außen zu dem unteren Ende davon (Seite des Drehlagerteils 13 zu dem unteren Arm 4). Dies ist äquivalent zu der Verlängerung des oberen Arms 5 in Autobreitenrichtung und der Verkürzung des oberen Endes des an dem oberen Arm 5 verbundenen Achsschenkelelements 1 zur Verschiebung nach innen bei Bodenstößen und Nachfedern. Somit ist bei Bodenstößen und Ausfedern des Rads 2 eine Scheinlänge des oberen Arms 5 länger als dessen tatsächliche Länge. Selbst wenn das Sockelende (Kreuzgelenkteil) der Lenkspurstange 20 auf einer Linie vorgesehen ist, die zwischen den jeweiligen Drehlagerteilen auf der Fahrzeugkarosserieseite des oberen Arms 5 und des unteren Arms 4 verbindet, um eine Änderung des Spurwinkels des Rads 2 zu verhindern, wenn das Rad 2 die Außenkraft von der Lenkspurstange 20 bei Bodenstößen und Ausfedern des Rads 2 erfährt, kann daher die Lenkspurstange 20 durch die Scheinlänge des oberen Arms 5 verlängert werden. Daher ändert sich der Winkel des Verbindungspunkts der Lenkspurstange 20 und des Achsschenkelelements 1 (Armteil 1a) nicht auf etwa einen Totpunkt (180º), wenn das Rad 2 als nach innen gelenktes Rad stark von der neutralen Position nach außen in Vorwärtsrichtung gelenkt wird, wodurch ein gleichmäßiges Lenken sichergestellt wird.
Ferner ist das untere Ende der Dämpfervorrichtung 6 an dem Fahrzeugkarosserieseitenende des oberen Arms 5 verbunden und erstreckt sich nicht nach unten in die Nähe der Drehmittelpunktslinie L5 des Rads 2, so daß die Dämpfervorrichtung 6 und die Antriebswelle sich nicht gegenseitig beeinträchtigen. Demgemäß ist keine besondere Konstruktion zur Vermeidung einer Beeinträchtigung erforderlich, die Konstruktion wird vereinfacht und die Größe und das Gewicht der Vorrichtung verringert. Da die das Rad 2 in vertikaler Richtung beeinflussende Last ferner auf die Dämpfervorrichtung 6 mit dem Hebelverhältnis von etwa 1 eingegeben wird, ist eine Vergrößerung der Dämpfervorrichtung 6 zur Erzeugung einer der vertikalen Last entsprechenden Dämpfungskraft nicht erforderlich, was zu einer weiteren Verringerung der Größe und des Gewichts führt.
Da der obere Arm 5 und die Fahrzeugkarosserie miteinander nur mit einem Verbindungspunkt verbunden sind, ist weiterhin die Anordnung der Teile nicht eingeschränkt.
Wenn die Verbindungswelle 23 an dem Drehlagerteil des Verbindungselements 21 und des Achsschenkelelements 1 bezüglich der vertikalen Richtung (senkrecht) geneigt ist und wenn die Verbindungswelle 39 an dem Drehlagerteil des Verbindungselements 21 und der Dämpfervorrichtung 6 und die Verbindungswelle 69 an dem Drehlagerteil des oberen Arms 5 und der Dämpfervorrichtung 6 bezüglich der horizontalen Richtung oder der Längsrichtung des Fahrzeugs geneigt sind, wird der gleiche Einfluß auf die Spureinstellung des Rads 2 wie in der ersten Ausführung bewirkt.

Claims

1. Kraftfahrzeugradaufhängung, die folgendes umfaßt:

- ein Radhalterungselement (1) zur drehbaren Halterung eines Rads;

- einen unteren Arm (4), der an einem seiner Enden drehbar gelagert an dem Radhalterungselement (1) angebracht und an seinem anderen Ende drehbar gelagert an einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist, so daß er um eine im wesentlichen in eine Längsrichtung eines Fahrzeugs ausgerichtete Achse schwenkbar ist;

- eine Dämpfervorrichtung (6), die an ihrem oberen Ende zur Dämpfung einer vertikalen Vibration des Rads drehbar gelagert an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist;

- einen oberen Arm (5), der an einem seiner Enden an mindestens jeweils der Dämpfervorrichtung (6) bzw. dem Verbindungselement (21) drehbar gelagert angebracht ist, so daß er nur um eine im wesentlichen in der Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Achse schwenkbar ist

dadurch gekennzeichnet, daß

das Verbindungselement (21) an dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung (6) drehbar gelagert angebracht ist, so daß es nur um eine im wesentlichen in der Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Achse schwenkbar ist, und an dem oberen Ende des Radhalterungselements (1) drehbar gelagert angebracht ist, so daß es nur um eine im wesentlichen in einer vertikalen Richtung ausgerichteten Achse schwenkbar ist, und

der obere Arm (5) an seinem anderen Ende an der Fahrzeugkarosserie mit einer Gummibuchse (32, 52) drehbar gelagert angebracht ist.

2. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Arm (5) an einem Endteil an einer seiner Drehlagerseiten mit der Dämpfervorrichtung (6) und/oder dem Verbindungselement (21) ein Paar Zweigteile (5a) aufweist, zwischen denen die Dämpfervorrichtung (6) und/oder das Verbindungselement (21) gesetzt ist/sind, sowie ferner dadurch, daß der obere Arm (5) an einem äußeren Endteil jedes seiner Zweigteile (5a) an der Dämpfervorrichtung (6) und/oder dem Verbindungselement (21) drehbar gelagert angebracht ist.

3. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (21), der obere Arm (5) und die Dämpfervorrichtung (6) miteinander relativ drehbar um eine einzelne, in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufende Verbindungswelle (39) verbunden sind.

4. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse eines Drehlagerteils des Verbindungselements (21) und der Dämpfervorrichtung (6) bezüglich einer horizontalen Richtung in einer von einer Seite des Kraftfahrzeugs gesehenen Draufsicht geneigt ist.

5. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse eines Drehlagerteils des Verbindungselements (21) und der Dämpfervorrichtung (6) bezüglich einer Längsrichtung des Fahrzeugs in einer von einer oberen Seite des Fahrzeugs gesehenen Draufsicht geneigt ist.

6. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehlager (22) zur relativ drehenden Verbindung de Radhalterungselements (1) und des Verbindungselements (21) an einem Drehlagerteil des Radhalterungselements (1) und des Verbindungselements (21) vorgesehen ist, daß das Drehlager (22) einen mit dem Radhalterungselement (1) verbundenen Innenzylinder (24) und einen integral mit dem Verbindungselement (21) gebildeten und konzentrisch um eine Außenperipherie des Innenzylinders (24) angeordneten Außenzylinder (21a) umfaßt, daß ein breites, ringförmiges, von der Außenzylinderseite herausragendes Teil (21b), das auf die Außenperipherie des Innenzylinders (24) herausragt, an einem Zwischenteil in einer Achsenrichtung einer Innenperipherie des Außenzylinders (21a) vorgesehen ist, daß ein Paar ringförmiger von der Innenzylinderseite herausragende Teile (24a, 24b), die auf die Innenperipherie des Außenzylinders (21a) herausragen und einander gegenüber liegen, wobei das von der Außenzylinderseite herausragende Teil (21b) dazwischen angeordnet ist, an beiden Seitenteilen in der Achsenrichtung der Außenperipherie des Innenzylinders (24), vorgesehen ist, daß fächerförmige geneigte konische Stirnseiten (21c, 21d, 24c, 24d) jeweils an beiden Seitenteilen des von der Außenzylinderseite herausragenden Teils (2) und an den Innenseitenteilen des Paars der einander gegenüberliegenden, von der Innenzylinderseite herausragenden Teile (24a, 24b) ausgebildet sind und daß ein rohrförmiges Harzelement (25) zur Verringerung von Reibungskraft an einem Ort zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders (24) und der Innenperipherie des Außenzylinders (21a), welche die konischen Stirnseiten (21c, 21d, 24c, 24d) umfassen, angeordnet ist.

7. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehlager (42) zur relativ drehbaren Verbindung der Dämpfervorrichtung (6) und des Verbindungselements (21) an einem Drehlagerteil der Dämpfervorrichtung (6) und des Verbindungselements (21) vorgesehen ist, daß das Drehlager (42) einen mit der Dämpfervorrichtung (6) verbundenen Innenzylinder (40) und einen integral mit dem Verbindungselement (21) gebildeten und konzentrisch um eine Außenperipherie des Innenzylinders (40) angeordneten Außenzylinder (21e) umfaßt, daß ein breites, ringförmiges, von der Außenzylinderseite herausragendes Teil (21f), das auf die Außenperipherie des Innenzylinders (40) herausragt, an einem Zwischenteil in einer Achsenrichtung einer Innenperipherie des Außenzylinders (21e) vorgesehen ist, daß ein Paar ringförmiger, von der Innenzylinderseite herausragende Teile (40a, 40b), die auf die Innenperipherie des Außenzylinders (21e) herausragen und einander gegenüber liegen, wobei das von der Außenzylinderseite herausragende Teil (21f) dazwischen angeordnet ist, an beiden Seitenteilen in der Achsenrichtung der Außenperipherie des Innenzylinders (40), vorgesehen ist, daß fächerförmig geneigte konische Stirnseiten (40c, 40d, 21g, 21h) jeweils an beiden Seitenteilen des von der Außenzylinderseite herausragenden Teils (21f) und an den Innenseitenteilen des Paars der einander gegenüberliegenden, von der Innenzylinderseite herausragenden Teile (40a, 40b) ausgebildet sind und daß ein rohrförmiges Harzelement (41) zur Verringerung von Reibungskraft an einem Ort zwischen der Außenperipherie des Innenzylinders (40) und der Innenperipherie des Außenzylinders (21e), welche die konischen Stirnseiten umfassen, angeordnet ist.

8. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (24) so zusammengesetzt ist, daß der Innenzylinder (24) an einem Zwischenteil in einer Achsenrichtung in zwei Teile in einer rechtwinkligen Richtung zur Achsenrichtung geteilt ist und die geteilten Teile des Innenzylinders (24) in dem Außenzylinder (21a) durch Einführen von einer Öffnung jedes Seitenteils des Außenzylinders (21a) her vereint werden und das Harzelement (25) an einer Stelle zwischen dem Innenzylinder (24) und dem Außenzylinder (21a) eingefüllt wird, nachdem der Innenzylinder (24) durch Einspritzen eines erhitzten, geschmolzenen Materialharzes des Harzelements und durch anschließendes Abkühlen des Materials vereint wird.

9. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (40) so zusammengesetzt ist, daß der Innenzylinder an einem Zwischenteil in einer Achsenrichtung in zwei Teile (40x, 40y) in einer rechtwinkligen Richtung zur Achsenrichtung geteilt ist und die geteilten Teile (40x, 40y) des Innenzylinders (40) in dem Außenzylinder (21e) durch Einführen von einer Öffnung jedes Seitenteils des Außenzylinders (21e) her vereint werden und das Harzelement (41) an einer Stelle zwischen dem Innenzylinder (40) und dem Außenzylinder (21e) eingefüllt wird, nachdem der Innenzylinder (40) durch Einspritzen eines erhitzten, geschmolzenen Materialharzes des Harzelements (41) und durch anschließendes Abkühlen des Materials vereint wird.

10. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Arm (5) aus einem einzelnen, in Richtung der Fahrzeugbreite angeordneten Gliedelement besteht und dessen außenliegendes Ende mit der Dämpfervorrichtung und/oder dem Verbindungselement mittels einer in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordneten Verbindungswelle (39) verbunden ist.

11. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Arm (5) an seinem anderen Ende mit dem unteren Ende der Dämpfervorrichtung angebracht ist und das Verbindungselement (5) an der Dämpfervorrichtung (6) an einer Position oberhalb eines Drehpunkts des oberen Arms (5) und der Dämpfervorrichtung (6) drehbar gelagert angebracht ist.

12. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Arm (4) aus zwei Gliedelementen eines vorderen Gliedelements (11) und eines hinteren Gliedelements (12) besteht, jedes Gliedelement an einem seiner Enden an dem unteren Ende des Radhalterungselements (1) drehbar gelagert angebracht ist sowie an seinem anderen Ende an der Fahrzeugkarosserie drehbar gelagert angebracht ist, und die Achsen jedes Gliedelements (11, 12) schneiden einander weiter außerhalb als die Drehlagerpunkte der jeweiligen Gliedelemente mit dem Radhalterungselement (1).

13. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Arm (5) an einem Endteil der Drehlagerseite mit der Dämpfervorrichtung ein Paar Zweigteile (5a) aufweist, zwischen denen die Dämpfervorrichtung (6) gesetzt wird, und der obere Arm (5) an einem äußeren Endteil jedes Zweigteils (5a) an der Dämpfervorrichtung (6) drehbar gelagert angebracht ist.

14. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse eines Drehlagerteils des Radhalterungselements und des Verbindungselements bezüglich einer vertikalen Richtung von einer Seite des Fahrzeugs gesehen in Draufsicht geneigt ist.

15. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse eines Drehlagerteils des Radhalterungselements (1) und des Verbindungselements (21) bezüglich einer vertikalen Richtung in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen in Draufsicht geneigt ist.

16. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse eines Drehlagerteils des Verbindungselements (21) und der Dämpfervorrichtung (6) und eine Achse eines Drehlagerteils des oberen Arms (5) und der Dämpfervorrichtung (6) parallel zueinander sind und bezüglich einer horizontalen Richtung von einer Seite des Fahrzeugs gesehen in Draufsicht geneigt ist.

17. Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse eines Drehlagerteils des Verbindungselements (21) und der Dämpfervorrichtung (6) und eine Achse eines Drehlagerteils des oberen Arms (5) und der Dämpfervorrichtung (6) parallel zueinander sind und bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs von einer oberes Seite des Fahrzeugs gesehen in Draufsicht geneigt sind.