DE102016201251B4 - suspension device - Google Patents
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Abstract
Radaufhängungsvorrichtung (1) zur Anbindung eines Rades (2) an ein Fahrzeug (3), umfassend einen Querlenker (10), der eine erste Anbindungsstelle (11) zur Anbindung an das Fahrzeug (3) aufweist,und einen Längslenker (20), der eine zweite Anbindungsstelle (21) zur Anbindung an das Fahrzeug (3) aufweist,wobei der Querlenker (10) und der Längslenker (20) durch ein erstes Verbindungslager (31) und mindestens ein zweites Verbindungslager (32) zumindest teilweise elastisch miteinander verbunden sind, wobei eine Verbindungsachse (30) durch das erste und das zweite Verbindungslager (31, 32) verläuft, so dass das Rad (2) bei einer Seitenkraft (100) derart um die Verbindungsachse (30) schwenkbar ist, dass ein Nachspurverhalten zumindest teilweise reduziert ist,dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindungsachse (30) derart ausgerichtet ist, dass durch den Schnittpunkt der Verbindungsachse (30) mit der Fahrbahnebene ein negativer Lenkrollhalbmesser (101.1) gebildet ist.Wheel suspension device (1) for connecting a wheel (2) to a vehicle (3), comprising a wishbone (10) which has a first connection point (11) for connection to the vehicle (3), and a trailing arm (20) which has a second connection point (21) for connection to the vehicle (3), the wishbone (10) and the trailing arm (20) being at least partially elastically connected to one another by a first connection bearing (31) and at least one second connection bearing (32), a connecting axis (30) running through the first and the second connecting bearing (31, 32), so that the wheel (2) can be pivoted about the connecting axis (30) in the event of a lateral force (100) in such a way that toe-out behavior is at least partially reduced , characterized in that the connecting axis (30) is aligned in such a way that a negative steering roll radius (101.1) is formed by the intersection of the connecting axis (30) with the road surface.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.The present invention relates to a wheel suspension device according to the preamble of
Radaufhängungsvorrichtungen dienen im Allgemeinen dazu, ein Rad zumindest teilweise mit einem Fahrzeug zu verbinden. Dabei kann die Stellung des Rades gegenüber dem Untergrund bzw. dem Fahrzeug von den Stellungen der anderen Räder des Fahrzeuges abweichen. Weiterhin ist häufig vorgesehen, dass Radaufhängungsvorrichtungen vom Fahrzeugrahmen durch ein Feder-Dämpfer-System gegenüber Vertikalschwingungen, welche beispielsweise durch Überfahren von Fahrbahnunebenheiten verursacht werden können, entkoppelt sind. Dabei wirken sowohl die Luftfüllung des Reifens, als auch das Feder-Dämpfer-System entkoppelnd, sodass Vibrationen und Geräusche reduziert an den Fahrzeuginnenraum bzw. an die Fahrzeugkarosserie übertragen werden. Insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten können Längskräfte, welche beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung am Reifen bzw. Rad wirken können, jedoch ebenfalls zu Schwingungen führen, welche den Fahrkomfort beeinträchtigen können. Gleichzeitig ist es jedoch häufig notwendig, hohe Steifigkeiten bei der Anbindung der Radaufhängungsvorrichtung an das Fahrzeug vorzusehen, um eine stabile Radführung zu gewährleisten und damit das Fahrverhalten des Fahrzeuges nicht negativ zu beeinflussen. Dies kann dazu führen, dass beispielsweise Schwingungen, welche durch Längskräfte oder Seitenkräfte verursacht werden, nur geringfügig gegenüber dem Fahrzeugrahmen entkoppelt sind.Wheel suspension devices are generally used to at least partially connect a wheel to a vehicle. The position of the wheel relative to the ground or the vehicle can deviate from the positions of the other wheels of the vehicle. Furthermore, it is often provided that wheel suspension devices are decoupled from the vehicle frame by a spring-damper system with respect to vertical vibrations, which can be caused, for example, by driving over bumps in the roadway. Both the air filling of the tire and the spring-damper system have a decoupling effect, so that vibrations and noise are reduced to the vehicle interior or vehicle body. In particular at high speeds, however, longitudinal forces which can act on the tire or wheel in the longitudinal direction of the vehicle, for example, can also lead to vibrations which can impair driving comfort. At the same time, however, it is often necessary to provide high levels of rigidity when connecting the wheel suspension device to the vehicle in order to ensure stable wheel guidance and thus not adversely affect the driving behavior of the vehicle. This can mean that, for example, vibrations caused by longitudinal forces or lateral forces are only slightly decoupled from the vehicle frame.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise gemäß der Druckschrift
Weiterhin sind Radaufhängungen aus der gattungsbildenden Schrift,
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radaufhängungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche bei geringen Kosten und geringem Bauraumbedarf das Spurverhalten eines Rades verbessert und den Fahrkomfort steigert.It is the object of the present invention to at least partially eliminate the above disadvantages known from the prior art. In particular, it is the object of the present invention to provide a wheel suspension device which improves the tracking behavior of a wheel and increases driving comfort at low cost and requiring little installation space.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The above object is achieved by a device having the features of
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and details of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings.
Eine erfindungsgemäße Radaufhängungsvorrichtung zur Anbindung eines Rades an ein Fahrzeug umfasst einen Querlenker, der eine erste Anbindungsstelle zur Anbindung an das Fahrzeug aufweist, und einen Längslenker, der eine zweite Anbindungsstelle zur Anbindung an das Fahrzeug aufweist. Dabei sind der Querlenker und der Längslenker durch ein erstes Verbindungslager und mindestens ein zweites Verbindungslager zumindest teilweise elastisch miteinander verbunden. Ferner verläuft eine Verbindungsachse durch das erste Verbindungslager und das zweite Verbindungslager, sodass das Rad bei einer Seitenkraft derart um die Verbindungsachse schwenkbar ist, dass ein Nachspurverhalten, insbesondere des Fahrzeuges und/oder des Rades, zumindest teilweise reduziert ist. Vorzugsweise kann die Verbindungsachse durch die Mittelpunkte bzw. die Verdrehpunkte des ersten und zweiten Verbindungslagers verlaufen.A wheel suspension device according to the invention for connecting a wheel to a vehicle comprises a wishbone, which has a first connection point for connection to the vehicle, and a trailing arm, which has a second connection point for connection to the vehicle. The wishbone and the trailing arm are at least partially elastically connected to one another by a first connecting bearing and at least one second connecting bearing. Furthermore, a connecting axis runs through the first connecting bearing and the second connecting bearing, so that the wheel can be pivoted about the connecting axis in the event of a lateral force such that toe-out behavior, in particular of the vehicle and/or the wheel, is at least partially reduced. The connection axis can preferably run through the center points or the pivot points of the first and second connection bearing.
Ferner kann unter einem Nachspurverhalten im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass die Vorderseite des Rades, welche insbesondere im Wesentlichen in Fahrtrichtung zeigt, weiter zur Fahrzeugaußenseite geneigt ist, als die Hinterseite des Rades, welche insbesondere im Wesentlichen entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Eine umgekehrte Stellung, welche entsprechend eine Vorderseite des Rades aufweisen kann, die weiter zur Innenseite des Fahrzeuges zeigt, als die Hinterseite des Rades, kann demnach insbesondere als Vorspur bzw. als Vorspurverhalten bezeichnet werden. Die Fahrtrichtung bezeichnet vorzugsweise die Richtung der Vorwärtsfahrt. Unter einer Seitenkraft kann im Sinne der vorliegenden Erfindung ferner eine Kraft verstanden werden, die zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges, insbesondere am kurvenäußeren Rad, entsteht. Dabei kann die Seitenkraft insbesondere an der Radauflagefläche, d.h. der Kontaktfläche zwischen Rad und Fahrbahn, wirken, wobei es sich insbesondere um die Seitenkraft des kurvenäußeren Rades handeln kann. Somit kann zumindest eine Richtungskomponente der Seitenkraft vorzugsweise zur Fahrzeuginnenseite bzw. von einer Radauflagefläche zum Fahrzeug ausgerichtet sein. So kann beispielsweise bei einer Rechtskurve des Fahrzeugs das linke Hinterrad aufgrund einer Seitenkraft in seinem Nachspurverhalten reduziert sein, insbesondere während das rechte Hinterrad bei der Rechtskurve weiterhin ein hohes Nachspurverhalten zeigen kann. Dabei kann die Veränderung der Stellung des kurvenäußeren Rades bereits ausreichen, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen.Furthermore, toe-out behavior within the meaning of the present invention can be understood to mean that the front side of the wheel, which in particular essentially points in the direction of travel, is inclined further to the outside of the vehicle than the rear side of the wheel, which in particular is oriented essentially counter to the direction of travel. An inverted position, which can correspondingly have a front side of the wheel that points further to the inside of the vehicle than the rear side of the wheel, can therefore be referred to in particular as toe-in or as toe-in behavior. The direction of travel preferably denotes the direction of forward travel. In the context of the present invention, a lateral force can also be understood to mean a force that arises, for example, when the vehicle is cornering, in particular on the wheel on the outside of the corner. In this case, the lateral force can act in particular on the wheel contact surface, ie the contact surface between the wheel and the roadway, and it can in particular be the lateral force of the wheel on the outside of the curve. Thus, at least one directional component of the lateral force can preferably be aligned to the inside of the vehicle or from a wheel contact surface to the vehicle. For example, at a right turn of the vehicle, the left rear wheel may be reduced in its toe-out behavior due to a lateral force, in particular while the right rear wheel may continue to show a high toe-in behavior in the right turn. In this case, changing the position of the wheel on the outside of the curve can already be sufficient to achieve the advantages according to the invention.
Die erste und zweite Anbindungsstelle zur Anbindung der Radaufhängungsvorrichtung an das Fahrzeug können dementsprechend eine Lagerung am Fahrzeug bzw. am Fahrzeugrahmen darstellen, sodass die Radaufhängungsvorrichtung an der ersten und zweiten Anbindungsstelle direkt oder indirekt am Fahrzeug bzw. am Fahrzeugrahmen befestigt sein kann. Der Querlenker kann ferner dazu dienen, den Großteil der Seitenkräfte an das Fahrzeug zu übertragen. Daher kann der Querlenker vorzugsweise eine Haupterstreckungsrichtung in Fahrzeugquerrichtung oder in einem Winkel, der vorzugsweise größer als 30° sein kann, zur Fahrzeugquerrichtung aufweisen. Der Längslenker kann eine Haupterstreckungsrichtung in Fahrzeuglängsrichtung aufweisen und somit im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung vorgesehen sein. Weiterhin kann der Längslenker eine Radanbindungsstelle aufweisen, sodass das Rad am Längslenker anbindbar ist. Eine derartige Anbindung des Rades an den Längslenker kann beispielsweise mittels einer Radlagervorrichtung vorgesehen sein, welche das Rad drehbar lagert. Insbesondere kann es sich bei dem Rad um ein Hinterrad handeln, welches mittels der Radaufhängungsvorrichtung unabhängig oder im Wesentlichen unabhängig von den anderen Rädern des Fahrzeuges an das Fahrzeug, insbesondere einzeln, angebunden sein kann. Zur Bereitstellung der zumindest teilweise elastischen Verbindung zwischen dem Querlenker und dem Längslenker können das erste und zweite Verbindungslager vorteilhafterweise eine elastische Komponente aufweisen, so dass der jeweilige Mittelpunkt des ersten und zweiten Verbindungslagers vorzugsweise auch der Mittelpunkt der jeweiligen elastischen Komponente sein kann. Insbesondere kann der jeweilige Mittelpunkt des ersten und zweiten Verbindungslagers als Verdrehzentrum des jeweiligen Verbindungslagers bei einer Relativbewegung zwischen dem Querlenker und dem Längslenker verstanden werden. Vorzugsweise kann dabei die elastische Komponente des ersten Verbindungslagers in einer Aufnahme im Querlenker und die elastische Komponente des zweiten Verbindungslagers in einer Aufnahme des Längslenkers angeordnet sein oder umgekehrt. Dadurch kann die Stabilität der Radaufhängungsvorrichtung verbessert sein. Die elastische Komponente kann beispielsweise durch ein Elastomer oder eine gefederte Lagerung vorgesehen sein, insbesondere so dass sich das erste und zweite Verbindungslager dadurch auszeichnen können, eine relative Beweglichkeit zwischen Querlenker und Längslenker zuzulassen. Unter einer Verbindungsachse kann im Sinne der vorliegenden Erfindung eine geometrische Achse verstanden werden, welche insbesondere eine Lenkachse des Rades bildet. Somit kann es sich bei der Verbindungsachse vorzugsweise um eine Spreizachse handeln. Dass die Verbindungsachse durch die Mittelpunkte des ersten und zweiten Verbindungslagers verläuft, kann bedeuten, dass die Verbindungslinie der Mittelpunkte die Verbindungsachse aufspannt, insbesondere wobei die Verbindungsachse die Verlängerung dieser Verbindungslinie umfasst.The first and second connection point for connecting the wheel suspension device to the vehicle can accordingly represent a bearing on the vehicle or the vehicle frame, so that the wheel suspension device can be attached directly or indirectly to the vehicle or the vehicle frame at the first and second connection point. The wishbone can also serve to transfer the majority of lateral forces to the vehicle. Therefore, the wishbone can preferably have a main extension direction in the vehicle transverse direction or at an angle, which can preferably be greater than 30°, to the vehicle transverse direction. The trailing arm can have a main extension direction in the longitudinal direction of the vehicle and can thus be provided essentially parallel to the direction of travel. Furthermore, the trailing arm can have a wheel connection point, so that the wheel can be connected to the trailing arm. Such a connection of the wheel to the trailing arm can be provided, for example, by means of a wheel bearing device which supports the wheel in a rotatable manner. In particular, the wheel can be a rear wheel, which can be connected to the vehicle, in particular individually, independently or essentially independently of the other wheels of the vehicle by means of the wheel suspension device. To provide the at least partially elastic connection between the wishbone and the trailing arm, the first and second connection bearing can advantageously have an elastic component, so that the respective center point of the first and second connection bearing can preferably also be the center point of the respective elastic component. In particular, the respective center point of the first and second connection bearing can be understood as the center of rotation of the respective connection bearing during a relative movement between the wishbone and the trailing arm. Preferably, the elastic component of the first connecting bearing can be arranged in a receptacle in the wishbone and the elastic component of the second connecting bearing can be arranged in a receptacle in the trailing arm, or vice versa. Thereby, the stability of the wheel suspension device can be improved. The elastic component can be provided, for example, by an elastomer or a spring-loaded mounting, in particular so that the first and second connection bearings can be characterized in that they permit relative mobility between the wishbone and the trailing arm. In the context of the present invention, a connecting axis can be understood to mean a geometric axis which, in particular, forms a steering axis of the wheel. Thus, the connection axis can preferably be an expansion axis. The fact that the connecting axis runs through the midpoints of the first and second connecting bearing can mean that the connecting line of the midpoints spans the connecting axis, in particular the connecting axis encompassing the extension of this connecting line.
Somit ergibt sich aus einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung der Vorteil, dass die zumindest teilweise elastische Verbindung des Querlenkers und des Längslenkers eine weitere Entkopplungsebene darstellt, sodass Schwingungen, z.B. in Form von Vibrationen und/oder Geräuschen, insbesondere welche durch Längskräfte und/oder Seitenkräfte am Rad entstehen, weniger stark an die Fahrzeugkarosserie bzw. an den Fahrzeuginnenraum übertragen werden. Dadurch wird der Fahrkomfort gesteigert. Gleichzeitig bietet der einfache Aufbau der Radaufhängungsvorrichtung mittels eines ersten und zweiten Verbindungslagers, welche die Verbindungsachse bilden, einen geringen Bauraumbedarf in Fahrzeugquerrichtung. Dies ermöglichst beispielsweise die Unterbringung eines Reserverades im hinteren Bereich der Fahrzeugunterseite oder das Vorsehen eines Getriebes in diesem Bereich. Gleichzeitig ist das Nachspurverhalten insbesondere reduziert, sodass vorzugsweise auch ein Übersteuern des Fahrzeuges reduziert ist und eine Tendenz zum Untersteuern bestehen kann. Dadurch kann beispielsweise das Fahrzeug bei Kurvenfahrten eine höhere Stabilität aufweisen, sodass die Sicherheit und der Fahrkomfort weiter gesteigert sein können. Dadurch können durch die erfindungsgemäße Radaufhängungsvorrichtung insbesondere Vorteile einer konventionellen Schräglenkerachse mit einer verbesserten Elastokinematik verbunden sein.Thus, a wheel suspension device according to the invention has the advantage that the at least partially elastic connection of the wishbone and the trailing arm represents a further decoupling level, so that oscillations, e.g. in the form of vibrations and/or noises, in particular caused by longitudinal forces and/or lateral forces on the wheel , are transmitted less strongly to the vehicle body or to the vehicle interior. This increases driving comfort. At the same time, the simple construction of the wheel suspension device by means of a first and second connecting bearing, which form the connecting axis, requires little installation space in the transverse direction of the vehicle. This makes it possible, for example, to accommodate a spare wheel in the rear area of the underside of the vehicle or to provide a gearbox in this area. At the same time, the toe-out behavior is reduced in particular, so that oversteering of the vehicle is preferably also reduced and there may be a tendency to understeer. As a result, for example, the vehicle can have greater stability when cornering, so that safety and driving comfort can be further increased. As a result, advantages of a conventional semi-trailing arm axle can be combined with improved elastokinematics by the wheel suspension device according to the invention.
Bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erste Anbindungsstelle und/oder die zweite Anbindungsstelle und/oder das erste Verbindungslager und/oder das zweite Verbindungslager ein Elastomer aufweist. Dabei kann das Elastomer zwischen einer Aufnahme und einem Bolzenelement angeordnet sein. Somit können die erste und/oder die zweite Anbindungsstelle und/oder das erste und/oder das zweite Verbindungslager ein Gummilager aufweisen, welches vorzugsweise in eine Aufnahme, wie beispielsweise eine Bohrung, eingepresst sein kann. Das Elastomer kann weiterhin drehstarr zur Aufnahme und zum Bolzenelement befestigt sein, sodass eine Drehbarkeit insbesondere ausschließlich durch die Elastizität des Materials gegeben sein kann. Bei dem Bolzenelement kann es sich z.B. um eine Innenhülse handeln, insbesondere welche zur Befestigung des Verbindungslagers geeignet ist. Auch können für die Verbindungslager und die Anbindungsstellen jeweils unterschiedliche Bolzenelemente vorgesehen sein. Eine derartige Ausgestaltung mittels eines Elastomers bietet zum einen gute Entkopplungseigenschaften, sodass eine Übertragung von Vibrationen und/oder Geräuschen an das Fahrzeug bzw. an den Fahrzeuginnenraum weiter reduziert sein kann, und ist zum anderen kostengünstig.In a wheel suspension device according to the invention, it can also be provided that the first connection point and/or the second connection point and/or the first connection bearing and/or the second connection bearing has an elastomer. The elastomer can be arranged between a receptacle and a bolt element. Thus, the first and/or the second attachment point and/or the first and/or the second connection bearing can have a rubber bearing, which can preferably be pressed into a receptacle, such as a bore, for example. The elastomer can also be attached in a torsionally rigid manner to the receptacle and to the bolt element, so that rotation can be provided exclusively by the elasticity of the material can. The bolt element can be an inner sleeve, for example, which is particularly suitable for fastening the connecting bearing. Different bolt elements can also be provided for the connecting bearings and the connection points. Such a configuration using an elastomer offers, on the one hand, good decoupling properties, so that the transmission of vibrations and/or noises to the vehicle or to the vehicle interior can be further reduced, and, on the other hand, is cost-effective.
Vorteilhafterweise kann das Elastomer bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung zylinderförmig sein, wobei die Steifigkeit des Elastomers, insbesondere der zweiten Anbindungsstelle, in radialer Richtung weniger als 2000 N/mm, vorzugsweise 300 N/mm bis 1000 N/mm, besonders bevorzugt 500 N/mm bis 700 N/mm betragen kann. Durch die zylinderartige Form kann das Elastomer besonders gut einpressbar sein. Unter radialer Richtung kann dabei die senkrechte Richtung zur insbesondere gekrümmten Zylindermantelfläche verstanden werden. Somit ergibt sich eine besonders starke Entkopplung, insbesondere gegenüber der Seitenkraft, bei gleichzeitig gutem kinematischen Verhalten durch die Kombination der genannten Steifigkeiten und der Verbindungsachse.The elastomer can advantageously be cylindrical in a wheel suspension device according to the invention, with the stiffness of the elastomer, in particular of the second connection point, in the radial direction being less than 2000 N/mm, preferably 300 N/mm to 1000 N/mm, particularly preferably 500 N/mm to can be 700 N/mm. Due to the cylindrical shape, the elastomer can be pressed in particularly well. In this case, the radial direction can be understood to mean the perpendicular direction to the particularly curved lateral surface of the cylinder. This results in a particularly strong decoupling, in particular with respect to the lateral force, with good kinematic behavior at the same time due to the combination of the stiffnesses mentioned and the connection axis.
Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass der Längslenker und der Querlenker derart angeordnet sind, dass das Rad bei einer Seitenkraft und/oder einer Längskraft von einer Grundstellung in eine Ausweichstellung überführbar ist, wobei die Ausweichstellung des Rades parallel oder im Wesentlichen parallel zur Grundstellung ist. Unter einer Grundstellung kann zum Beispiel die Stellung des Rades verstanden werden, welche bei Geradeausfahrt ohne Hindernisse vorliegt. Aufgrund der gegebenen Elastokinematik des Längslenkers und des Querlenkers kann demnach ein Einfedern entsprechend einer Parallelogrammbewegung stattfinden, insbesondere wobei die zweite Anbindungsstelle des Längslenkers im Wesentlichen axial verschoben werden kann. Vorzugsweise können die erste und zweite Anbindungsstelle und das erste und zweite Verbindungslager bei der Parallelogrammbewegung elastisch wirken. Dies hat den Vorteil, dass das Rad, insbesondere das kurvenäußere Rad, ein geringes oder gar kein Nachspurverhalten zeigt. Vorzugsweise kann in der Ausweichstellung ein geringes Vorspurverhalten des Rades vorgesehen sein. Somit kann durch die parallelogrammartige Einfederbewegung gleichzeitig ein Ausweichen des Rades entgegen der Krafteinwirkung stattfinden, sodass Stöße, welche beispielsweise durch Hindernisse auf der Fahrbahn, welche entsprechend Längskräfte bewirken können, oder durch Seitenkräfte, welche durch Lenkbewegungen entstehen können, reduziert werden. Unter einer Längskraft kann somit im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Kraft verstanden werden, die in oder vorzugsweise entgegen der Fahrtrichtung auf das Rad wirkt. Ferner kann es ausreichen, wenn die Ausweichstellung innerhalb eines bestimmten Lastbereiches der Seitenkraft und/oder der Längskraft parallel oder im Wesentlichen parallel zur Grundstellung ist, um die genannten Vorteile zumindest teilweise zu erreichen und damit den Fahrkomfort zu verbessern.Within the scope of the invention, it can also be provided that the trailing arm and the wishbone are arranged in such a way that the wheel can be transferred from a basic position to an alternative position in the event of a lateral force and/or a longitudinal force, with the alternative position of the wheel being parallel or essentially parallel to the basic position is. A basic position can be understood, for example, as the position of the wheel when driving straight ahead without obstacles. Due to the given elastokinematics of the trailing arm and the wishbone, a spring deflection can therefore take place in accordance with a parallelogram movement, in particular with the second connection point of the trailing arm being able to be displaced essentially axially. The first and second connection point and the first and second connection bearing can preferably act elastically during the parallelogram movement. This has the advantage that the wheel, in particular the wheel on the outside of the curve, exhibits little or no toe-out behavior. A slight toe-in behavior of the wheel can preferably be provided in the avoidance position. Thus, the parallelogram-like spring deflection movement allows the wheel to evade the force at the same time, so that impacts caused, for example, by obstacles on the roadway, which can cause longitudinal forces, or by lateral forces, which can arise from steering movements, are reduced. A longitudinal force can thus be understood in the sense of the present invention as a force that acts on the wheel in or preferably against the direction of travel. Furthermore, it may be sufficient if the alternative position is parallel or essentially parallel to the basic position within a certain load range of the lateral force and/or the longitudinal force, in order to achieve at least some of the advantages mentioned and thus to improve driving comfort.
Es ist des Weiteren denkbar, dass bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung die Projektion der Verbindungsachse auf die Fahrzeugseitenebene einen Abstand zum Mittelpunkt einer Radauflagefläche des Rades aufweist, wobei sich der Abstand zumindest teilweise von der Radauflagefläche entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Unter dem Abstand der Verbindungsachse zum Mittelpunkt der Radauflagefläche kann vorzugsweise der kürzeste Abstand verstanden werden, sodass dadurch der Hebelarm einer Seitenkraft zur Erzeugung eines Momentes um die Verbindungsachse definiert sein kann. Dadurch, dass sich dieser Abstand zumindest teilweise von der Radauflagefläche entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeuges erstrecken kann, kann ein großer Seitenkrafthebel gegeben sein, sodass die Reduktion des Nachspurverhaltens weiter verbessert sein kann bzw. die Tendenz des Rades zum Vorspurverhalten weiter verstärkt sein kann.It is also conceivable that in a wheel suspension device according to the invention, the projection of the connecting axis onto the vehicle side plane is at a distance from the center point of a wheel contact surface of the wheel, with the distance extending at least partially from the wheel contact surface counter to the direction of travel of the vehicle. The distance between the connecting axis and the center point of the wheel contact surface can preferably be understood as the shortest distance, so that the lever arm of a lateral force for generating a moment about the connecting axis can be defined as a result. Because this distance can extend at least partially from the wheel contact surface in the opposite direction to the direction of travel of the vehicle, there can be a large lateral force lever, so that the reduction in toe-in behavior can be further improved or the tendency of the wheel to toe-in behavior can be further increased.
Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die Projektion der Verbindungsachse auf die Fahrzeugfrontebene einen Winkel von 5° bis 30°, bevorzugt 10° bis 22°, besonders bevorzugt ungefähr 20° zur Vertikalen aufweist. Dabei kann die Fahrzeugfrontebene beispielsweise durch die Fahrzeugquerrichtung und eine Richtung, die senkrecht zur Fahrtrichtung und senkrecht zur Fahrzeugquerrichtung ist, aufgespannt werden. Ferner kann unter der Vertikalen eine Gerade verstanden werden, die senkrecht zur Fahrbahnebene ist. Unter der Fahrbahnebene kann dabei insbesondere die theoretische, horizontale Ebene verstanden werden, welche durch die Fahrbahn im Wesentlichen gebildet wird. Durch den Winkel der Projektion der Verbindungsachse auf die Fahrzeugfrontebene zur Vertikalen kann das Rad im Verhältnis zum Fahrzeug durch die Gewichtskraft zumindest teilweise automatisch stabilisiert werden. Ferner trägt die Schrägstellung der Projektion der Verbindungsachse auf die Fahrzeugfrontebene weiter zur Verbesserung des Spurverhaltens des Rades aufgrund der verbesserten Kinematik bei.It can also be provided within the scope of the invention that the projection of the connecting axis onto the vehicle front plane has an angle of 5° to 30°, preferably 10° to 22°, particularly preferably approximately 20° to the vertical. The vehicle front plane can be spanned, for example, by the vehicle transverse direction and a direction that is perpendicular to the direction of travel and perpendicular to the vehicle transverse direction. Furthermore, the vertical can be understood to mean a straight line that is perpendicular to the plane of the roadway. The roadway level can be understood in particular as the theoretical, horizontal plane that is essentially formed by the roadway. Due to the angle of the projection of the connecting axis on the vehicle front plane to the vertical, the wheel can be automatically stabilized at least partially in relation to the vehicle by the weight. Furthermore, the inclined position of the projection of the connecting axis onto the vehicle front plane further contributes to improving the tracking behavior of the wheel due to the improved kinematics.
Vorteilhafterweise ist bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung die Verbindungsachse derart ausgerichtet, dass durch den Schnittpunkt der Verbindungsachse mit der Fahrbahnebene ein negativer Lenkrollhalbmesser gebildet ist. Unter einem Lenkrollhalbmesser kann im Sinne der vorliegenden Erfindung der Abstand des Durchstoßpunktes der Verbindungsachse durch die Fahrbahnebene zur Wirkungslinie der Längskraft verstanden werden, insbesondere wobei die Wirkungslinie der Längskraft mittig der Radauflagefläche auf der Fahrbahn verläuft. Unter einem negativen Lenkrollhalbmesser kann ferner verstanden werden, dass der Schnittpunkt der Verbindungsachse mit der Fahrbahnebene weiter in Richtung der Fahrzeugaußenseite liegt als die Wirkungslinie der Längskraft. Vorzugsweise kann daher das erste Verbindungslager weiter in Richtung der Fahrzeuginnenseite liegen als das zweite Verbindungslager. Das bedeutet insbesondere, dass das erste Verbindungslager einen größeren Abstand zum Rad aufweisen kann, als das zweite Verbindungslager. Durch den negativen Lenkrollhalbmesser kann somit eine selbststabilisierende Wirkung des Fahrzeugs bei Bremsvorgängen mit unterschiedlichem Schlupf auf jeder Fahrzeugseite gegeben sein. So kann sich auf der Seite der größeren Bremskraft ein Moment ausbilden, welches einer Drehbewegung des Fahrzeuges entsprechend des unterschiedlich großen Kräftepaares entgegenwirkt.Advantageously, in a wheel suspension device according to the invention, the connecting axis is aligned in such a way that it passes through the intersection of the connecting axis with the road plane a negative steering roll radius is formed. For the purposes of the present invention, a roll radius can be understood as the distance from the point at which the connecting axis penetrates through the plane of the roadway to the line of action of the longitudinal force, in particular the line of action of the longitudinal force running in the middle of the wheel contact surface on the roadway. A negative steering roll radius can also be understood to mean that the point of intersection of the connecting axis with the plane of the road is further towards the outside of the vehicle than the line of action of the longitudinal force. Preferably, therefore, the first connection bearing can be further toward the inside of the vehicle than the second connection bearing. This means in particular that the first connection bearing can have a greater distance from the wheel than the second connection bearing. Due to the negative steering roll radius, the vehicle can thus have a self-stabilizing effect during braking processes with different levels of slip on each side of the vehicle. A moment can thus form on the side with the greater braking force, which counteracts a rotational movement of the vehicle in accordance with the force couple of different magnitudes.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung das erste Verbindungslager oberhalb der horizontalen Radmittelebene und das zweite Verbindungslager unterhalb der horizontalen Radmittelebene vorgesehen sein und/oder kann vorgesehen sein, dass das erste Verbindungslager in Fahrtrichtung vor der vertikalen Radmittelebene und das zweite Verbindungslager hinter der vertikalen Radmittelebene vorgesehen ist. Dabei kann die horizontale Radmittelebene vorzugsweise parallel zur Fahrbahnebene sein, während die vertikale Radmittelebene senkrecht zur Fahrbahnebene und zur Fahrtrichtung sein kann. Dadurch ergibt sich eine hohe Stabilität bei der Radführung bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf, um die Verbindungsachse auszubilden.In a wheel suspension device according to the invention, the first connection bearing can advantageously be provided above the horizontal wheel center plane and the second connection bearing below the horizontal wheel center plane and/or it can be provided that the first connection bearing is provided in the direction of travel in front of the vertical wheel center plane and the second connection bearing is provided behind the vertical wheel center plane . The horizontal wheel center plane can preferably be parallel to the road surface, while the vertical wheel center plane can be perpendicular to the road surface and to the direction of travel. This results in a high level of stability in the wheel guidance, while at the same time requiring little installation space in order to form the connecting axle.
Es ist des Weiteren denkbar, dass bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung eine Radfeder und/oder ein Raddämpfer am Querlenker vorgesehen ist. Dadurch, dass der Querlenker dazu ausgebildet sein kann, hohe Seitenkräfte aufzunehmen bzw. zu übertragen, bildet dieser ein stabiles Bauteil mit guten Anbindungsmöglichkeiten, insbesondere für ein Feder-Dämpfer-System. Alternativ kann die Radfeder und/oder der Raddämpfer vorteilhafterweise am Längslenker vorgesehen sein. Radfeder und/oder Raddämpfer können eine zusätzliche Entkopplungsebene darstellen, sodass übertragene Vibrationen weiter reduziert sein können und gleichzeitig eine vertikale Einfederung bei Fahrbahnunebenheiten den Fahrkomfort verbessern kann.It is also conceivable that a wheel spring and/or a wheel damper is provided on the wishbone in a wheel suspension device according to the invention. Because the wishbone can be designed to absorb or transmit high lateral forces, it forms a stable component with good connection options, in particular for a spring-damper system. Alternatively, the wheel spring and/or the wheel damper can advantageously be provided on the trailing arm. Wheel springs and/or wheel dampers can represent an additional decoupling level, so that transmitted vibrations can be further reduced and, at the same time, vertical deflection in the event of bumps in the road can improve driving comfort.
Im Rahmen der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erste Anbindungsstelle eine erste Anbindungsachse und die zweite Anbindungsstelle eine zweite Anbindungsachse aufweist, wobei die erste und zweite Anbindungsachse einen Abstand aufweisen und/oder parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufen. Dabei können die erste und zweite Anbindungsachse vorzugsweise beabstandet oder in verschiedenen Ebenen verlaufen. Dadurch kann eine hohe Stabilität bei Seitenkräften gegeben sein und insbesondere die Parallelogrammbewegung des Querlenkers und des Längslenkers begünstigt sein. Vorzugsweise kann an der ersten Anbindungsstelle und/oder der zweiten Anbindungsstelle eine Steifigkeit vorgesehen sein, welche in Richtung der ersten und/oder zweiten Anbindungsachse geringer ist als die radiale Steifigkeit der ersten und/oder zweiten Anbindungsstelle. Dies kann weiter die Parallelogrammbewegung bei der Einfederung begünstigen. Vorzugsweise kann die zweite Anbindungsstelle ferner derart ausgerichtet sein, dass die zweite Anbindungsachse tangential oder im Wesentlichen tangential an einem insbesondere theoretischen Kreis um die Verbindungsachse ist. Dadurch kann sich insbesondere der Längslenker an der zweiten Anbindungsstelle bei Auftreten der Seitenkraft und/oder der Längskraft am Rad axial oder im Wesentlichen axial zur zweiten Anbindungsachse bewegen. Somit kann die Parallelogrammbewegung weiter begünstigt sein.Within the scope of the invention it can furthermore be provided that the first connection point has a first connection axis and the second connection point has a second connection axis, the first and second connection axes being at a distance and/or running parallel or essentially parallel. In this case, the first and second connection axis can preferably run at a distance from one another or in different planes. As a result, there can be a high level of stability in the event of lateral forces and, in particular, the parallelogram movement of the transverse link and the trailing link can be promoted. A stiffness can preferably be provided at the first connection point and/or the second connection point, which is less than the radial stiffness of the first and/or second connection point in the direction of the first and/or second connection axis. This can further favor the parallelogram movement during compression. The second connection point can preferably also be aligned in such a way that the second connection axis is tangential or essentially tangential to an in particular theoretical circle around the connection axis. As a result, in particular the trailing arm at the second connection point can move axially or essentially axially to the second connection axis when the lateral force and/or the longitudinal force occurs on the wheel. Thus, the parallelogram movement can be further favored.
Vorteilhafterweise können bei einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung der Querlenker und der Längslenker jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen, sodass eine Antriebsachse hindurchführbar ist. Dies bietet den Vorteil, dass die Radaufhängungsvorrichtung für einen Allradantrieb einsetzbar sein kann. Dabei kann eine Antriebsachse angetrieben sein bzw. antreibbar sein. Durch das Vorsehen eines Allradantriebes kann der Fahrkomfort insbesondere dadurch weiter gesteigert sein, dass die Traktion verbessert ist. Somit kann ein durch die Radaufhängungsvorrichtung verbessertes Fahrzeughandling zu einer erhöhten Sicherheit und insbesondere einem erhöhten Fahrkomfort beitragen.Advantageously, in a wheel suspension device according to the invention, the wishbone and the trailing arm can each have a through opening, so that a drive axle can be guided through. This offers the advantage that the wheel suspension device can be used for all-wheel drive. A drive axle can be driven or can be driven. By providing an all-wheel drive, the driving comfort can be further increased, in particular in that the traction is improved. Vehicle handling improved by the wheel suspension device can thus contribute to increased safety and, in particular, increased driving comfort.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich, als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Radaufhängungsvorrichtung in einer perspektivischen, schematischen Ansicht in einem ersten Ausführungsbeispiel, -
2a + b eine erfindungsgemäße Radaufhängungsvorrichtung in der Draufsicht in einem zweiten, weiteren Ausführungsbeispiel, -
3 eine erfindungsgemäße Radaufhängungsvorrichtung in einer Frontansicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, -
4 eine erfindungsgemäße Radaufhängungsvorrichtung in der Seitenansicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, -
5 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsvorrichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel, -
6a + b jeweils ein Fahrzeug mit Nachspurverhalten bzw. Vorspurverhalten in weiteren Ausführungsbeispielen.
-
1 a wheel suspension device according to the invention in a perspective, schematic view in a first embodiment, -
2a + b a wheel suspension device according to the invention in plan view in a second, further embodiment, -
3 a wheel suspension device according to the invention in a front view according to the second embodiment, -
4 a wheel suspension device according to the invention in the side view according to the second embodiment, -
5 a vehicle with a wheel suspension device according to the invention in a further exemplary embodiment, -
6a + b in each case a vehicle with toe-in behavior or toe-in behavior in further exemplary embodiments.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.In the following figures, the same reference numbers are used for the same technical features of different exemplary embodiments.
Die
Die
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively in the context of examples. It goes without saying that individual features of the embodiments can be freely combined with one another, insofar as this makes technical sense, without departing from the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Radaufhängungsuspension
- 22
- Radwheel
- 33
- Fahrzeugvehicle
- 44
- Radauflagefläche wheel contact surface
- 1010
- Querlenkerwishbone
- 1111
- erste Anbindungsstellefirst connection point
- 11.111.1
- erste Anbindungsachsefirst connection axis
- 1212
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 1313
- Verschwenken des Querlenkers Pivoting of the wishbone
- 2020
- Längslenkertrailing arm
- 2121
- zweite Anbindungsstellesecond connection point
- 21.121.1
- zweite Anbindungsachsesecond connection axis
- 2222
- RadanbindungsstelleBike connection point
- 2323
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 2424
- Verschwenken des Längslenkers Pivoting of the trailing arm
- 3030
- Verbindungsachseconnection axis
- 3131
- erstes Verbindungslagerfirst liaison camp
- 3232
- zweites Verbindungslager second connection camp
- 4040
- Radfederwheel spring
- 4141
- Raddämpferwheel damper
- 4242
- Antriebsachse drive axle
- 100100
- Seitenkraftlateral force
- 100.1100.1
- Seitenkrafthebelside force lever
- 101101
- Längskraftlongitudinal force
- 101.1101.1
- LenkrollhalbmesserSwivel Radius
- 102102
- Winkel zur Vertikalenangle to the vertical
- 200200
- Fahrtrichtungdriving direction
- 201201
- horizontale Radmittelebenehorizontal wheel center plane
- 202202
- vertikale Radmittelebene vertical wheel center plane
- II
- Grundstellunginitial position
- IIII
- Ausweichstellungevasive position
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-
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-
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