DE102009023470A1 - Connecting- or coupling guide axle for motor vehicle, has cross beam and control arms, at which wheel carrier is fixed, where wheel carrier is deviated opposite to control arms - Google Patents

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Abstract

The connecting- or coupling guide axle (1) has a cross beam (2) and control arms (3), at which a wheel carrier is fixed. The wheel carrier is deviated opposite to the control arms. The wheel carrier is connected with a supported damper strut (7) in a rotating manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbund- oder Koppellenkerachse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a composite or coupling joint axis with the Features of claim 1.

Lenkbare Hinterachsen zählen zum Stand der Technik und wurden bereits in den 1980er Jahren von japanischen Automobilherstellern angeboten. Neben dem Einsatz von Aktuatoren als Spurlenker besteht die Möglichkeit, einen zentral am Chassis bzw. einem Hinterachsenhilfsrahmen angeordneten hydraulischen Aktuator für die aktive Spurbeeinflussung der Hinterachse zu realisieren. Dieser Aktuator verstellt abhängig von den Fahrzuständen des Fahrzeugs parallel die Spur der Hinterräder. Grundsätzlich wird zwischen zwei verschiedenen Mitlenkstrategien der Hinterräder unterschieden:

  • a) Beim so genannten Parkieren erfolgt ein gegensinniges Lenken der Hinterräder zu den Vorderrädern bei langsamer Fahrt.
  • b) Wenn bei schneller Fahrt die Hinterräder gleichsinnig zu den Vorderrädern gelenkt werden, unterstützt dies den Spurwechsel.
Steerable rear axles are state of the art and were offered in the 1980s by Japanese car manufacturers. In addition to the use of actuators as a steering arm, it is possible to realize a centrally located on the chassis or a rear axle auxiliary frame hydraulic actuator for the active track control of the rear axle. This actuator adjusts the track of the rear wheels in parallel depending on the driving conditions of the vehicle. Basically, a distinction is made between two different Mitlenkstrategien the rear wheels:
  • a) In the so-called parking an opposite steering of the rear wheels to the front wheels takes place at low speeds.
  • b) If the rear wheels are steered in the same direction to the front wheels during fast driving, this supports the lane change.

Alle Hinterachslenksysteme setzen eine drehbare Lagerung der Hinterräder voraus. Zudem müssen alle Verstellmechanismen auch in einer Neutrallage mit Energie versorgt werden, um die Position zu halten. Je nach Achstyp ist eine gelenkige Umsetzung der Spurführung mehr oder weniger aufwendig. Verbundlenker- oder Koppellenkerachsen haben den Vorteil eines relativ geringen Raumbedarfs bei leichter Montage und Demontage der ganzen Achse. Diese zu den Halbstarrachsen zählende Bauform ist relativ kostengünstig herstellbar und daher in großen Stückzahlen bei Serienfahrzeugen im Einsatz. Eine gelenkige Umsetzung der Spurführung ist bei diesem Achstyp jedoch verhältnismäßig aufwendig, da üblicherweise der Radträger bzw. die Radträgerplatte starr mit dem Längslenker der Verbundlenkerachse verbunden, insbesondere verschweißt ist und bei einer Hinterachsenlenkung unter entsprechender Abstützung gelenkig gelagert werden muss, was den Einsatz zusätzlicher Lenker zur Abstützung erforderlich macht. Die Firma Renault bietet seit 2008 den PKW Laguna GT mit einer Verbundlenkerhinterachse an, bei welcher die Hinterräder lenkbar sind. Die Anbindung der Radträger und die gelenkige Umsetzung der Spurführung sind relativ aufwendig.All Rear axle steering systems require a rotatable mounting of the rear wheels. In addition, must all adjusting mechanisms are also supplied with energy in a neutral position be to hold the position. Depending on the axle type is a hinged Implementation of the guidance more or less expensive. Compound link or coupling linker axles have the advantage of a relatively small space requirement with easier Assembly and disassembly of the whole axle. These to the semi-rigid axles counting Design is relatively inexpensive can be produced and therefore in large quantities in production vehicles in use. An articulated implementation of the tracking is However, in this type of axle relatively expensive, there usually the wheel carrier or the wheel carrier plate rigid with the trailing arm the composite beam axis connected, in particular welded and with a rear axle steering under appropriate support articulated must be stored, which requires the use of additional handlebars for support power. The company Renault offers since 2008 the car Laguna GT a torsion beam rear axle, in which the rear wheels steerable are. The connection of the wheel carriers and the articulated implementation of the tracking are relatively expensive.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mitlenkende Hinterachse in kostengünstiger Verbund- oder Koppellenkerbauweise bereitzustellen.Of these, Based on the object of the invention, a mitlenkende Rear axle in less expensive To provide composite or coupling block construction.

Diese Aufgabe ist bei der erfindungsgemäßen Verbund- oder Koppellenkerachse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.These Task is in the composite or coupling joint axis according to the invention solved with the features of claim 1. The dependent claims relate advantageous developments.

Bei der erfindungsgemäßen Verbund- oder Koppellenkerachse ist der Radträger mit einem drehbar gelagerten Dämpferbein verbunden. Üblicherweise wird der sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckende Längslenker über Federn und Dämpferbeine an der Karosserie abgestützt, wobei diese Bauteile in der üblichen Bauform nicht an dem Radträger, sondern an einem separaten Federteller und einer entsprechenden Dämpferanbindung angreifen. Bei der Erfindung ist nunmehr vorgesehen, dass das Dämpferbein um seine Längsachse drehbar ausgebildet ist, so dass der Radträger, mit dem das Dämpferbein verbunden ist, um einen begrenzten Winkelbereich verschwenkt werden kann. Unter Verwendung eines solchen drehbaren Dämpferbeins können aufwendige Lagerungsteile im Bereich der Radträgeranbindung eingespart werden. Diese Teilereduktion führt zu einer Verschlankung und auch zu einer konstruktiven Vereinfachung der lenkbaren Verbund- oder Koppellenkerachse.at the composite or Koppellenkerachse is the wheel carrier with a rotatably mounted damper strut connected. Usually is essentially in the longitudinal direction of the motor vehicle extending trailing arm via springs and damper legs supported on the body, these components in the usual Design not on the wheel carrier, but on a separate spring plate and a corresponding damper connection attack. In the invention, it is now provided that the damper leg around its longitudinal axis is rotatably formed, so that the wheel, with the damper leg connected to a limited angular range can be pivoted. Using such a rotatable damper strut can be costly Storage parts are saved in the field of Radträgeranbindung. These Part reduction leads to a streamlining and also to a constructive simplification the steerable composite or coupling joint axis.

Bei dieser neuartigen Achskonstruktion wird der Radträger von dem Dämpferbein geführt. Zusätzlich zu dem Dämpferbein ist der Radträger über ein Gelenk an dem Längslenker gelagert, um die notwendigen Seitenkräfte aufzunehmen. Wie bei einem McPherson-Federbein handelt es sich bei dem Gelenk vorzugsweise um ein Kugelgelenk, über das der Radträger mit dem Längslenker verbunden ist. Das Dämpferbein kann dementsprechend gegenüberliegend dem Kugelgelenk an dem Radträger befestigt sein. Entscheidend ist, dass der Radträger um eine definierte Achse schwenkbar ist. Insgesamt wird der Radträger somit über das Kugelgelenk und das Dämpferbein geführt.at This novel axle construction becomes the wheel carrier of the strut guided. additionally to the strut is the wheel carrier over a joint on the trailing arm stored to receive the necessary lateral forces. Like a McPherson strut it is the joint is preferably a ball joint over the the wheel carrier with the trailing arm connected is. The shock absorber leg can therefore be opposite the ball joint on the wheel be attached. It is crucial that the wheel carrier around a defined axis is pivotable. Overall, the wheel is thus on the ball joint and the shock absorber leg guided.

Die Umsetzung der Spuränderung, dass heißt, das Verschwenken des Radträgers, erfolgt aus einer Linearbewegung eines Aktuators. Hierbei kann es sich um einen Zentral- oder Einzelaktuator handeln, der elektrisch oder hydraulisch betrieben wird. Die Konfiguration des Aktuators spielt für die Ausgestaltung des drehbar gelagerten Radträgers im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine untergeordnete Rolle. Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass die Sturzkräfte durch die Verbund- oder Koppellenkerachse aufzunehmen sind, während die Spurkräfte hauptsächlich auf den Aktuator übertragen werden.The Implementation of the track change, that means, the pivoting of the wheel carrier, takes place from a linear movement of an actuator. It can do this be a central or single actuator, the electric or hydraulically operated. The configuration of the actuator plays for the embodiment of the rotatably mounted wheel carrier in the context of the present Invention a minor role. It is, however, to be considered that the fall forces be absorbed by the composite or coupling link axis, while the Trace forces mainly on transmit the actuator become.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die maximalen Spurwinkel zum Verstellen des Radträgers im Rahmen der Erfindung nur durch den zur Verfügung stehenden Einbauraum des Rades begrenzt werden. Normalerweise werden die maximalen Spurwinkel innerhalb von +/–4° realisiert, wobei der Hinterradlenkbereich zur Fahrstabilisierung des Kraftfahrzeugs meistens kleiner +/–1° liegt.One Another advantage of the invention is that the maximum toe angle for adjusting the wheel carrier within the scope of the invention only by the available installation space of the Rades be limited. Usually the maximum toe angles realized within +/- 4 °, wherein the rear wheel steering area for driving stabilization of the motor vehicle usually less than +/- 1 °.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The invention will be described below with reference to the schematic drawings Embodiment explained in more detail. It shows:

1 eine Koppellenkerachse in der Draufsicht; 1 a coupling link axis in plan view;

2 die Koppellenkerachse der 1 in einer perspektivischen Ansicht; 2 the coupling axis of the 1 in a perspective view;

3 den Bereich des Radträgers einer der Koppellenkerachse der 2 in einer vergrößerten Darstellung; 3 the area of the wheel carrier of one of the coupling axis of the 2 in an enlarged view;

4 die Koppellenkerachse der 1 bis 3 in der Seitenansicht und 4 the coupling axis of the 1 to 3 in the side view and

5 bis 7 Draufsichten auf den linken Abschnitt einer der Koppellenkerachsen in verschiedenen Fahrsituationen. 5 to 7 Top views of the left portion of one of the coupling link axles in different driving situations.

1 zeigt eine Koppellenkerachse 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Koppellenkerachse 1 ist die Hinterachse des Kraftfahrzeugs. Sie umfasst einen biegesteifen, aber torsionsweichen Querträger 2, welcher mit sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckenden Längslenkern 3 verbunden ist. Die Koppellenkerachse 1 ist bezüglich der Mittellängsachse des Kraftfahrzeugs spiegelsymetrisch ausgebildet. An den Enden der Längslenker 3 befinden sich Räder 4, die in nicht näher dargestellter Weise an einem Radträger 5, wie er am besten in 4 zu erkennen ist, gelagert sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden Bremse, Lagerzapfen und Felge des Rades 4 nicht dargestellt. 1 shows a coupling link axis 1 a motor vehicle, not shown. The coupler axis 1 is the rear axle of the motor vehicle. It includes a rigid but torsionally soft cross member 2 , which with trailing arms extending essentially in the longitudinal direction of the motor vehicle 3 connected is. The coupler axis 1 is formed with mirror symmetry with respect to the central longitudinal axis of the motor vehicle. At the ends of the trailing arm 3 there are wheels 4 , in a manner not shown on a wheel 5 as he is best in 4 can be seen, are stored. For clarity, brake, journal and rim of the wheel 4 not shown.

Die Koppellenkerachse 1 wird über Federn 6 und Dämpferbein 7 an dem Kraftfahrzeug abgestützt. Die Federn 6 greifen hierbei an einem Federteller 8 am Längslenker 3 an, während das Dämpferbein 7 unmittelbar mit dem Radträger 5 bzw. mit der hier dargestellten Radträgerplatte als Teil des Radträgers 5 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Radträger 5 und dem Dämpferbein 7 ist verdrehfest, weil der Radträger 5 über den Dämpferbein 7 geführt werden soll. Das Dämpferbein 7 selbst ist um seine Längsachse drehbar gelagert. Dass heißt nicht zwangsläufig, dass das obere Ende des Dämpferbeins 7 um seine Längsachse drehbar gelagert sein muss. Es ist auch ausreichend, wenn zumindest der Kolben und der Zylinder des Dämpferbeins 7 bei entsprechender gegenseitiger Führung zueinander drehbar gelagert sind, damit der Radträger verschwenkt werden kann. Entscheidend ist die Verschwenkbarkeit des Radträgers 5 unabhängig von der Position des Drehpunkts im Bereich des Dämpferbeins 7.The coupler axis 1 is about springs 6 and strut 7 supported on the motor vehicle. The feathers 6 grab this on a spring plate 8th on the trailing arm 3 while the damper leg 7 directly with the wheel carrier 5 or with the wheel carrier plate shown here as part of the wheel carrier 5 connected is. The connection between the wheel carrier 5 and the strut 7 is torsion-resistant because of the wheel carrier 5 over the strut 7 should be led. The shock absorber leg 7 itself is rotatably mounted about its longitudinal axis. That does not necessarily mean that the upper end of the damper strut 7 must be rotatably mounted about its longitudinal axis. It is also sufficient if at least the piston and the cylinder of the damper leg 7 are rotatably mounted to each other with appropriate mutual guidance, so that the wheel can be pivoted. Decisive is the pivotability of the wheel carrier 5 regardless of the position of the pivot point in the area of the shock absorber leg 7 ,

Der Radträger 5 ist ähnlich wie bei einem McPherson-Federbein an seinem unteren Ende über ein Kugelgelenk 9 an dem Längslenker 3 gelagert. Das Kugelgelenk 9 besitzt die notwendigen Freiheitsgrade, damit das Rad 4 bzw. der Radträger 5 entsprechend einfedern und zudem in die gewünschte Richtung verschwenkt werden kann.The wheel carrier 5 is similar to a McPherson strut at its lower end via a ball joint 9 on the trailing arm 3 stored. The ball joint 9 has the necessary degrees of freedom, hence the wheel 4 or the wheel carrier 5 spring in accordance with and can also be pivoted in the desired direction.

Das Verschwenken selbst erfolgt über einen nicht näher dargestellten Aktuator, der an einem Lenker 10 angreift, um die Spur der Räder zu verändern.The pivoting itself takes place via an actuator, not shown, on a handlebar 10 attacks to change the track of the wheels.

Die 5 bis 6 zeigen mögliche Spurveränderungen. In 5 ist der vordere Teil des Rades dem Fahrzeug zugelenkt. Dies kann bezogen auf dieses einzelne Rad als positive Einzelspur (Vorspur) bezeichnet werden. Selbstverständlich weist bei einer mitlenkenden Hinterachse das korrespondierende rechte Rad in diesem Fall eine negative Einzelspur (Nachspur) auf.The 5 to 6 show possible track changes. In 5 the front part of the wheel is turned towards the vehicle. This can be referred to as a single positive track (toe-in) with respect to this single wheel. Of course, in a mitlenkenden rear axle, the corresponding right wheel in this case, a negative single track (toe) on.

6 zeigt die Neutralstellung und 7 zeigt, dass der hintere Teil des Rades 4 dem Fahrzeug zugelenkt ist. Dies kann bezogen auf dieses Rad 4 als negative Einzelspur (Nachspur) bezeichnet werden, wobei das korrespondierende rechte Rad 4 eine positive Einzelspur aufweisen muss. 6 shows the neutral position and 7 shows that the rear part of the wheel 4 the vehicle is turned. This may be related to this wheel 4 be referred to as a negative single track (Nachspur), wherein the corresponding right wheel 4 must have a positive single track.

11
KoppellenkerachseCoupling beam axle
22
Querträgercrossbeam
33
LängslenkerTrailing arm
44
Radwheel
55
Radträgerwheel carrier
66
Federfeather
77
Dämpferbeindamper strut
88th
Federtellerspring plate
99
Kugelgelenkball joint
1010
Lenkerhandlebars

Claims (5)

Verbund- oder Koppellenkerachse eines Kraftfahrzeugs mit einem Querträger (2) und Längslenkern (3), an denen jeweils ein Radträger (5) befestigt ist, wobei die Radträger (5) gegenüber den Längslenkern (3) verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (5) mit einem drehbar gelagerten Dämpferbein (7) verbunden ist.Composite or coupling joint axle of a motor vehicle with a cross member ( 2 ) and trailing arms ( 3 ), on each of which a wheel carrier ( 5 ), the wheel carriers ( 5 ) in relation to the trailing arms ( 3 ) are pivotable, characterized in that the wheel carrier ( 5 ) with a rotatably mounted damper strut ( 7 ) connected is. Verbund- oder Koppellenkerachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (5) über das Dämpferbein (7) geführt wird.Composite or coupling joint axle according to claim 1, characterized in that the wheel carrier ( 5 ) over the strut ( 7 ) to be led. Verbund- oder Koppellenkerachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (5) über ein Kugelgelenk (9) an dem Längslenker (3) gelagert ist.Composite or coupling joint axle according to claim 1 or 2, characterized in that the wheel carrier ( 5 ) via a ball joint ( 9 ) on the trailing arm ( 3 ) is stored. Verbund- oder Koppellenkerachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferbein (7) gegenüberliegend dem Kugelgelenk (9) an dem Radträger (5) befestigt ist.Composite or coupling joint axle according to claim 3, characterized in that the damper strut ( 7 ) opposite the ball joint ( 9 ) on the wheel carrier ( 5 ) is attached. Verbund- oder Koppellenkerachse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (5) über das Kugelgelenk (9) und das Dämpferbein (7) geführt wird.Composite or coupling link axle according to claim 4, characterized in that the wheel carrier ( 5 ) via the ball joint ( 9 ) and the strut ( 7 ) to be led.
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