DE10355198A1 - Independent suspension for a particular non-steered vehicle wheel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für ein insbesondere nicht gelenktes Kraftfahrzeug-Rad mit dessen Radträger führenden Lenkern, wobei eine untere Querlenkerebene und eine obere, in Vertikalrichtung oberhalb des Rades liegende Querlenkerebene vorgesehen und eine Tragfeder für die Fahrzeug-Karosserie im wesentlichen direkt oberhalb des Rades angeordnet ist. Bevorzugt ist die in Form einer Schraubenfeder oder einer Luftfeder ausgebildete Tragfeder auf einem starren Ausleger des Radträgers nahe der gelenkigen Anbindung eines oberen Querlenkers abgestützt. Ein der Tragfeder parallel geschalteter Dämpfer kann im wesentlichen direkt am Radträger abgestützt oder im wesentlichen konzentrisch zur Tragfeder angeordnet sein. Bevorzugt besitzt der obere Querlenker karosserieseitig eine feste Drehachse und es ist die aufgelöste untere Querlenkerebene durch drei Einzel-Lenker gebildet.The invention relates to an independent suspension for a particular non-steered motor vehicle wheel with the wheel carrier leading links, wherein a lower transverse link plane and an upper, located in the vertical direction above the wheel transverse link plane provided and arranged a suspension spring for the vehicle body substantially directly above the wheel is. Preferably designed in the form of a coil spring or an air spring suspension spring is supported on a rigid arm of the wheel carrier near the articulated connection of an upper arm. One of the suspension spring connected in parallel damper can be supported substantially directly on the wheel or arranged substantially concentric with the suspension spring. Preferably, the upper wishbone body side has a fixed axis of rotation and it is the resolved lower transverse link plane formed by three individual links.
Description
Die
Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für ein insbesondere nicht gelenktes
Kraftfahrzeug-Rad mit dessen Radträger führenden Lenkern, wobei eine
untere Querlenkerebene und eine obere, in Vertikalrichtung oberhalb
des Rades liegende Querlenkerebene vorgesehen ist. Zum technischen Umfeld
wird neben der
Bei Kraftfahrzeugen mit gehobenen Ansprüchen an Fahrdynamik und Fahrkomfort haben sich Doppelquerlenker-Achsen und deren Varianten durchgesetzt, da sie für die kinematische und elastokinematische Feinabstimmung die besten Voraussetzungen bieten. An Hinterachsen ist dabei üblicherweise eine Tragfederanordnung und Dämpferanordnung neben dem Rade realisiert, entweder vom Radträger direkt an den Fahrzeug-Aufbau oder von einem Querlenker an den Aufbau oder auch einen sog. Hinterachsträger, der dann seinerseits zur akustischen Entkopplung und zur Erzielung einer guten Längsfederung über großvolumige Hinterachsträger-Gummilager mit dem Fzg.-Aufbau verbunden ist. Diese Gummilager erfüllen ihre Funktion um so besser, je weniger statische Vorlast aus der Radlast sie tragen müssen und je geringer der Einfluss von Zuladung in den Aufbau auf diese Vorlast ist.at Motor vehicles with high demands on driving dynamics and ride comfort Double wishbone axles and their variants have prevailed, since they are for the kinematic and elastokinematic fine tuning the best Provide conditions. On rear axles is usually a suspension spring assembly and damper assembly realized next to the wheel, either from the wheel directly to the vehicle body or of a wishbone to the structure or a so-called. Rear axle, the then in turn for acoustic decoupling and to achieve a good longitudinal suspension over large volume Rear axle rubber bearings connected to the vehicle body. These rubber mounts meet their needs Function the better, the less static preload from the wheel load they have to carry and the lower the impact of payload in the construction on this Preload is.
Um die Vorlast auf die Lager eines Hinterachsträgers zu reduzieren, ist es günstig, wenn die Tragfeder und der zugeordnete Dämpfer konzentrisch oberhalb der Abtriebswelle zum Antrieb des jeweiligen Hinterrads zwischen dem Radträger und dem Fzg.-Aufbau angeordnet sind. Der Abstand von Mitte Rad in der Seitenansicht darf dabei nicht zu groß werden, um keine Momente um die Radachse einzuleiten. Damit steht das Federbein relativ hoch neben dem Reifenhüllgebirge und beeinträchtigt die maximale Durchladebreite des in diesem Bereich im Fzg.-Aufbau vorgesehenen Kofferraums erheblich. Um mehr Durchladebreite zu schaffen, kann man den Dämpfer auf einen unteren Querlenker setzen und versuchen, das Dämpfer-Stützlager unter dem Niveau des Kofferraumbodens zu positionieren. Das ist aber nur bei relativ schlechter Dämpferübersetzung (nämlich bei schrägstehendem Dämpfer) und hohem Kofferraumboden möglich, was Einschränkungen im Fahrkomfort und Gepäckraumvolumen mit sich bringt. Als weitere Möglichkeit kommt ein langer, tief und außen angebrachter Dämpfer mit guter Übersetzung in Verbindung mit einer kurzen Tragfeder in Betracht, die sich entweder am Fzg.-Aufbau oder am Hinterachsträger abstützt. Damit ist gutes Ansprechverhalten des Dämpfers gewährleistet, allerdings wieder verbunden mit reduzierter Durchladebreite im Fzg.-Kofferraum wegen der Dämpferposition neben dem Rad.Around reducing the preload on the bearings of a rear axle is it Cheap, when the suspension spring and the associated damper concentrically above the output shaft to drive the respective rear wheel between the wheel carrier and the vehicle body are arranged. The distance from middle wheel in The side view should not be too big, no moments to initiate the wheel axle. Thus, the strut is relatively high beside the tire cover mountains and impaired the maximum through-loading width of this area in the vehicle body provided trunk considerably. To create more through-loading width, you can do the damper Put on a lower wishbone and try the damper support bearing below the level of the trunk floor. But that is only with relatively poor damper ratio (namely at obliquely standing Damper) and high trunk floor possible, what restrictions in ride comfort and luggage compartment volume brings with it. As another option comes a long, deep and outside mounted damper with good translation in conjunction with a short suspension spring, either supported on the vehicle body or on the rear axle. This is good responsiveness of the damper guaranteed However, again connected with reduced through-loading width in Fzg. trunk because of the damper position next to the bike.
Allen geschilderten Ausführungsformen mit optimierter Durchladebreite gemeinsam ist eine höhere Belastung der Lager des Hinterachsträgers. Es werden nämlich die Kräfte des Dämpfers und einer üblicherweise an diesem vorgesehenen Zusatzfeder bei querlenkerfester Anordnung immer zum Teil in dessen Lager eingeleitet; sitzt ferner auch die Tragfeder auf einem Querlenker, so tragen die Lager des Hinterachsträgers auch eine statische Vorlast aus der Radlast. Das steht einer hinsichtlich Komfort und Akustik optimierten, weichen Abstimmung der genannten Lager im Wege.all described embodiments with optimized through-loading width in common is a higher load the bearings of the rear axle. Namely, they will the forces of the damper and one usually at this provided additional spring at transverse link fixed arrangement always partially introduced into its warehouse; also sits the Suspension spring on a wishbone, so carry the bearings of the rear axle also a static preload from the wheel load. That's one thing Comfort and acoustics optimized, soft tuning of the mentioned Warehouse in the way.
Gefragt
ist also ein Achskonzept bzw. eine Einzelradaufhängung, das bzw. die konzeptionell
viel Freiraum im Radaufhängungsbereich
und insbesondere zwischen der linken und rechten Radaufhängung eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere Personenkraftwagens schafft, nämlich im
Hinblick auf einen möglichst
großen
Innenraum zur Erzielung einer großen Durchladebreite und eines
großen
Kofferraumvolumens, wobei gleichzeitig hohe Ansprüche an Federungskomfort,
Fahrkomfort und Fahrdynamik gestellt sind. Der zweitgenannten Anforderung
kann bspw. eine aus der eingangs genannten
Hiermit soll nun eine hinsichtlich des Bauraumbedarfs im Raum zwischen den beiden Radaufhängungen insbesondere im Bereich der Hinterachse eines zweispurigen Fahrzeugs besonders vorteilhafte Einzelradaufhängung aufgezeigt werden, mit der sich gleichzeitig höchste Anforderungen an Federungskomfort, Fahrkomfort und Fahrdynamik befriedigen lassen (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung)Herewith should now be in terms of space requirements in the space between the two wheel suspensions especially in the area of the rear axle of a two-lane vehicle particularly advantageous independent suspension can be shown with the at the same time highest Meeting requirements for suspension comfort, ride comfort and driving dynamics let (= object of the present invention)
Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Einzelradaufhängung für ein insbesondere nicht gelenktes Kraftfahrzeug-Rad mit dessen Radträger führenden Lenkern, wobei eine untere Querlenkerebene und eine obere, in Vertikalrichtung oberhalb des Rades liegende Querlenkerebene vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tragfeder für die Fahrzeug-Karosserie im wesentlichen direkt oberhalb des Rades angeordnet ist.The solution of this problem is for an independent suspension for a particular non-steered motor vehicle wheel with the wheel carrier leading links, wherein a lower transverse link plane and an upper, lying in the vertical direction above the wheel transverse link plane is provided as characterized in that a suspension spring for the vehicle body is arranged substantially directly above the wheel.
Ausgehend vom bekannten Konzept der Doppelquerlenker-Achse mit hoher Basis, d.h. mit der oberen Querlenkerebene oberhalb des Rades, wird vorgeschlagen, die Position der Tragfeder für die Karosserie von wie bisher üblich „neben dem Rad" zu „über dem Rad" zu ändern, d.h. die Tragfeder im wesentlichen direkt oberhalb des Rades anzuordnen. Damit wird der Bauraum neben dem Reifenhüllgebirge frei und bietet gute Voraussetzungen für einen großen Innen- oder Zwischenraum zwischen den beiden Rädern des zweispurigen Kraftfahrzeugs. Dabei sind Fahrzeuge mit hohem Innenraumangebot üblicherweise ausreichend hochbauend gestaltet, um oberhalb des Rades genügend Raum für die Tragfeder zu bieten.outgoing from the well-known concept of the double-wishbone high-base axle, i.e. with the upper wishbone plane above the wheel, it is proposed the position of the suspension spring for the body of as usual "next to the wheel "to" above the Rad "change, i. to arrange the suspension spring substantially directly above the wheel. In order to The space is next to the tire cover mountain free and offers good Requirements for a big Interior or space between the two wheels of the two-lane motor vehicle. In this case, vehicles with a high interior supply are usually sufficiently high-build designed to provide above the wheel enough space for the suspension spring.
Bevorzugt ist die in Form einer gewickelten Stahlfeder (Schraubenfeder oder Spiralfeder) oder einer Luftfeder ausgebildete Tragfeder auf einem starren, im Hinblick auf eine Federanordnung direkt oberhalb des Rades geeignet geformten Ausleger des Radträgers nahe der gelenkigen Anbindung eines oberen Querlenkers abgestützt. Eine solche Abstützung der Tragfeder quasi auf einem oberen Teil des Radträgers in der Nähe der oberen Querlenkeranbindung ermöglicht eine gute Federübersetzung nahe „1 ", d.h. ein relativ geringes Kraftniveau, und vermeidet vorteilhafterweise statische Vorlasten auf den Lagern eines Hinterachsträgers oder dgl.. Wird ein der Tragfeder parallel geschalteter Dämpfer (ggf. mit Zusatzfeder) im wesentlichen direkt am Radträger abgestützt und ist dabei neben dem Rad zwischen dem Radträger und Karosserie angeordnet, so wird eine ebenfalls gute Dämpferübersetzung nahe „1" erreicht, die sich günstig auf das Ansprechverhalten auswirkt. Karosserieseitig ist dabei eine gemeinsame, kompakte Aufnahme von Dämpfer-Stützlager und oberem Querlenker möglich.Prefers is in the form of a wound steel spring (coil spring or Coil spring) or a suspension spring formed on a rigid, suitable with respect to a spring arrangement directly above the wheel shaped arm of the wheel carrier supported near the articulated connection of an upper arm. A such support the suspension spring quasi on an upper part of the wheel carrier in nearby the upper wishbone connection allows a good spring ratio near "1", i.e. a relative spring ratio low level of force, and advantageously avoids static Preloading on the bearings of a rear axle or the like .. Will one of Suspension spring parallel connected damper (possibly with additional spring) essentially directly on the wheel carrier supported and is arranged next to the wheel between the wheel carrier and body, so will also a good damper ratio reached near "1", which is Cheap affects the response. Body side is doing one common, compact intake of damper support bearing and upper wishbone possible.
In einer alternativen Ausführungsform kann jedoch auch ein der Tragfeder parallel geschalteter Dämpfer im wesentlichen konzentrisch zur Tragfeder angeordnet sein. Diese Anordnung schafft noch etwas mehr Bauraum neben dem Rade, wenn nämlich Dämpfer und Feder als Federbein oberhalb des Rades angeordnet werden. Außer dem bereits genannten, der Abstützung der Tragfeder und hier des Dämpfers oberhalb des Rades dienenden starren Ausleger des Radträgers zum oberen Querlenker hin ist dabei kein Bauteil mehr neben dem Rade und oberhalb der dieses antreibenden Abtriebswelle vorhanden. Allerdings muss dann dieser Ausleger auf die hohen Zusatzfederkräfte dimensioniert werden. Eine tiefliegende Feder, die sich über einen schmalen Stütztopf an der Karosserie abstützt, wirkt sich hier günstig auf den Platzbedarf in der Nähe des Dämpfer-Stützlagers aus. Eine in diesem Zusammenhang mögliche Anordnung von Feder bzw. Federbein zwischen dem oberen Querlenker und der Fzg.-Karosserie ermöglicht eine Übersetzung kleiner „1" und reduziert damit die Baulänge von Feder bzw. Federbein, also den Platzbedarf nach oben. Der obere Querlenker ist dann allerdings nicht mehr querkraftfrei und muss stärker dimensioniert werden.In an alternative embodiment However, one of the suspension spring connected in parallel damper in be arranged substantially concentric with the suspension spring. This arrangement creates a little more space next to the wheel, namely damper and Spring can be arranged as a strut above the wheel. Furthermore already mentioned, the support the suspension spring and here the damper above the wheel serving rigid arm of the wheel carrier for Upper wishbone is no longer a component next to the wheel and above this driving output shaft available. Indeed then this boom must be dimensioned to the high additional spring forces become. A low-lying spring, which attaches itself to a narrow support pot the body is supported, Affects cheap here on the space nearby damper support bearing out. A possible arrangement of spring in this context or strut between the upper wishbone and the Fzg. body allows a translation smaller "1" and reduces it the length of spring or strut, so the space required upwards. The upper wishbone is then no longer free of lateral forces and must be dimensioned larger become.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der obere Querlenker karosserieseitig eine feste Drehachse, während die aufgelöste untere Querlenkerebene durch drei Einzel-Lenker (Querlenker, Zugstrebe und Spurstange) gebildet ist. Ein relativ kurzer oberen Querlenker mit fester Drehachse ermöglicht eine günstige Lage der elastokinematischen Lenkdrehachse (negativer Nachlauf, negativer Lenkrollradius) sowie eine ausreichende Sturzänderung über dem Federweg. Andere Varianten mit jeweils einem Dreieckslenker in jeder Querlenkerebene oder mit einem unteren Dreieckslenker sowie mit aufgelöster oberer Querlenkerebene sind jedoch ebenfalls vorstellbar.To a preferred embodiment the upper wishbone body side a fixed axis of rotation, while the resolution lower wishbone level by three single links (wishbone, tension stay and tie rod) is formed. A relatively short upper wishbone with fixed axis of rotation allows a cheap one Position of the elastokinematic steering axis of rotation (negative caster, negative steering roll radius) and a sufficient camber change over the Travel. Other variants, each with a wishbone in each Wishbone or with a lower wishbone and with resolved Upper wishbone plane, however, are also conceivable.
Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
gemäß der im
vorangegangenen Absatz erstgenannten Ausführung ist in der beigefügten einzigen
Figur auf die wesentlichen Elemente beschränkt dargestellt und wird im
weiteren erläutert:
Mit
der Bezugsziffer
With the reference number
An
seinem direkt oberhalb des Rades
Eine
erfindungsgemäße Einzelradaufhängung zeichnet
sich somit durch eine Vielzahl von Vorteilen aus, wie insbesondere
ein großes
Innenraumangebot (dies ermöglicht
einen niedrigen Kofferraumboden und eine große Durchladebreite), aber auch
durch ein hervorragendes Abstimmpotential für gute Fahrdynamik. Gute Komforteigenschaften
ergeben sich durch elastokinematische Längsfederung und geringe Vorlasten
auf den Lagern eines ggf. vorgesehenen Hinterachsträgers, der
vorteilhafterweise nur noch die sog. untere Querlenkerebene und
das Hinterachsgetriebe
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