DE19542108A1 - Individual wheel mount for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung für die Räder eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to an independent wheel suspension for the wheels of a motor vehicle Preamble of claim 1 Art.
Einzelradaufhängungen für die Räder eines Kraftfahrzeugs, bei denen einerseits jeweils ein oberes Radführungsglied in Form entweder eines Federdämpfers oder eines Querlenkers und andererseits ein unteres Radführungsglied in Form einer auch der Fahrzeugabfede rung dienenden, sich über die Fahrzeugbreite von Rad zu Rad erstreckenden Querblattfe der vorgesehen ist, deren freien Enden jeweils über Kugelgelenke an den Radträgern der Räder angelenkt sind, wobei die Querblattfeder über zwei symmetrisch außerachsmittig angeordnete Lagerstellen am Fahrzeugaufbau abgestützt ist, sind vielfältig bekannt, bei spielsweise aus der DE-PS 9 37 391, der DE-AS 10 28 436 sowie der DE-A 25 41 841, Fig. 1.Independent wheel suspensions for the wheels of a motor vehicle, in which on the one hand an upper wheel guide member in the form of either a spring damper or a wishbone and on the other hand a lower wheel guide member in the form of a cross-section which also serves to protect the vehicle and extends across the vehicle width from wheel to wheel, the free ends of which are each articulated to the wheel carriers of the wheels via ball joints, the transverse leaf spring being supported on the vehicle body via two symmetrically arranged bearing points on the vehicle body, are well known, for example from DE-PS 9 37 391, DE-AS 10 28 436 and DE-A 25 41 841, Fig. 1st
Bei diesen bekannten Einzelradaufhängungen, bei denen die sich von Rad zu Rad erstreckende Querblattfeder sowohl der Fahrzeugabfederung als auch als unteres Radführungs glied dient, ist die Querblattfeder über zwei symmetrisch außerachsmittig angeordnete Lagerstellen unmittelbar sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, d. h. sowohl in Fahrzeuglängs- als auch in -querrichtung, gegen den Fahrzeugaufbau oder Teilen davon abgestützt.In these known independent wheel suspensions, in which the extending from wheel to wheel Cross leaf spring of both the vehicle suspension and the lower wheel guide member serves, the transverse leaf spring is arranged symmetrically off-axis via two Bearings immediately in both the vertical and horizontal directions, d. H. either in the vehicle's longitudinal and transverse directions, against the vehicle body or parts thereof supported.
Die Querblattfeder ist hierbei in den beiden Lagerstellen unter Verwendung gummielasti scher Zwischenlagen sowie metallischer plattenförmiger oder bügelförmiger Spannelemente unmittelbar fest mit dem Fahrzeugaufbau bzw. Teilen davon verspannt.The cross leaf spring is rubber-elastic in the two bearing points shear intermediate layers as well as metallic plate-shaped or bow-shaped clamping elements directly clamped to the vehicle body or parts thereof.
Bekannt sind auch Einzelradaufhängungen dieser Art mit einer Niveauregelung dieser Achse (z. B. DE-A 25 41 841, Fig. 1). Independent wheel suspensions of this type with a level control of this axle are also known (e.g. DE-A 25 41 841, Fig. 1).
Bei dieser niveaugeregelten Achse ist eine vorzugsweise als selbstpumpendes hydro pneumatisches Bauelement mit eingebautem Niveautaster ausgebildete niveauregelnde Federvorrichtung vorgesehen, die mit ihrem einen Ende am Fahrzeugaufbau und mit ihrem anderen Ende achsmittig an der Querblattfeder angreift. Ohne diese niveauregelnde Federvorrichtung würde die Blattfedermitte mit zunehmender Fahrzeugbeladung entspre chend der Einfederung der Räder zunehmend nach unten ausgelenkt werden.This level-controlled axle is preferably a self-pumping hydro Pneumatic component with built-in level switch Spring device provided with one end of the vehicle body and with her engages the other end axially on the transverse leaf spring. Without this level control The spring device would correspond to the center of the leaf spring with increasing vehicle loading accordingly deflection of the wheels are increasingly deflected downwards.
Die niveauregelnde Federvorrichtung bewirkt nun, daß die Blattfedermitte unabhängig von der jeweiligen Fahrzeugbeladung ihre räumliche Lage beibehält und die Fahrzeugräder mit zunehmender Fahrzeugbeladung weniger weit als zuvor einfedern. Beim betrieblichen Ein- und Ausfedern der beiden Fahrzeugräder schwingt die Mitte der Querblattfeder entspre chend auf und ab, wobei sich die niveauregelnde Federvorrichtung in ihrer Länge entspre chend ändert.The level-regulating spring device now causes the leaf spring center to be independent of the respective vehicle load maintains its spatial position and the vehicle wheels Compress the increasing vehicle load less than before. When operational and rebound of the two vehicle wheels swings the center of the transverse leaf spring chich up and down, with the level-regulating spring device correspond in length changes.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere Einzelrad aufhängung mit Niveauregelung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die sich durch ihre konstruktive Einfachheit sowie ein weitgehend lastunab hängiges Eigenlenkverhalten auszeichnet.Against this background, the object of the invention is a further single wheel suspension with level control of the type mentioned in the preamble of claim 1 to create, which by their constructive simplicity as well as a largely lastunab depending on self-steering behavior.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben.Advantageous refinements and developments of the invention are in the subclaims Chen specified.
Anhand eines in der Zeichnung prinzipienhaft dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Using an embodiment shown in principle in the drawing, the Invention explained in more detail below.
In der Zeichnung zeigenShow in the drawing
Fig. 1 die Ansicht einer Einzelradaufhängung gemäß der Erfindung in Fahrtrich tung des Fahrzeugs gesehen, und zwar bei einer höheren Fahrzeugbe ladung, Fig. 1 is a view of an independent suspension according to the invention in driving direction of the vehicle seen tung, and charge, although at a higher Fahrzeugbe,
Fig. 2 die gleiche Ansicht bei niedriger Fahrzeugbeladung und Fig. 2 shows the same view with a low vehicle load and
Fig. 3 eine prinzipienhafte Draufsicht dieser Einzelradaufhängung. Fig. 3 is a principle plan view of this independent suspension.
Die Figuren zeigen eine Einzelradaufhängung für die Räder 1 eines Kraftfahrzeugs, bei der die Radführung jeweils durch eine neben ihrer Federungsfunktion als unteres Radfüh rungsglied (nach Art eines unteren Querlenkers) dienende Querblattfeder 3 sowie durch ein oberes Radführungsglied in Form entweder eines üblichen Dämpferbeins 2a oder eines oberen Querlenkers 2b erfolgt.The figures show an independent wheel suspension for the wheels 1 of a motor vehicle, in which the wheel guide serving in addition to its suspension function as a lower wheel guide member (in the manner of a lower wishbone) transverse leaf spring 3 and by an upper wheel guide member in the form of either a conventional shock absorber leg 2 a or an upper wishbone 2 b.
In den Figuren ist der Einfachheit halber jeweils im linken Teil der Zeichnung ein mit dem Radträger 5 des Rades 1 verbundenes übliches radführendes Dämpferbein 2a und im rechten Teil der Zeichnung ein am Radträger 5 angelenkter üblicher Querlenker 2b als obe res Radführungsglied dargestellt.In the figures, for the sake of simplicity, a common wheel-guiding damper leg 2 a connected to the wheel carrier 5 of the wheel 1 is shown in the left part of the drawing and a conventional wishbone 2 b articulated on the wheel carrier 5 b is shown as an upper wheel guide member.
Die mit ihren beiden freien Enden jeweils über Kugelstützlager 4 (beispielsweise übliche Gummi- bzw. Gummi-Metall-Lager, die im ausreichenden Maße kugelige Lagerbewegungen zulassen) an den Radträgern 5 angelenkte Querblattfeder 3 ist achs- bzw. federmittig pen delnd abgestützt, d. h. in Hochrichtung am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 6. (Rollmomentfrei).The with its two free ends each via ball support bearings 4 (for example, conventional rubber or rubber-metal bearings, which allow spherical bearing movements to a sufficient extent) on the wheel carriers 5 articulated transverse leaf spring 3 is axially or spring-centered pen delnd supported, ie in Vertical direction on the vehicle body 6, which is only indicated. (Rolling moment free).
Zur Längs- und Querabstützung der radführenden Querblattfeder 3 sind zwei symmetrisch außerachsmittig angeordnete biegesteife Stützstreben 7 vorgesehen, die zumindest im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind und mit ihrem einen Ende jeweils form- und winkelsteif, z. B. durch eine Klemmverbindung o. ä., mit der Querblattfeder 3 ver bunden sind. Die freien Enden der Stützstreben 7 sind ihrerseits über Gummikörper enthal tende, also kardanische bzw. kugelige Bewegungen ermöglichende Lager 8 am Fahrzeug aufbau 6 angelenkt, wie dies Fig. 3 erkennen läßt.For longitudinal and transverse support of the wheel-guiding transverse leaf spring 3 , two symmetrically off-axis rigid support struts 7 are provided, which are at least substantially aligned in the longitudinal direction of the vehicle and with one end each rigid and angular, z. B. by a clamp connection or the like, with the transverse leaf spring 3 are connected ver. The free ends of the support struts 7 are in turn about articulated containing, so gimbal or spherical movements enabling bearing 8 on the vehicle body 6 articulated, as can be seen in FIG. 3.
Die biegesteifen Stützstreben 7 sorgen nicht nur für die notwendige Längs- und Querab stützung der radführenden Querblattfeder 3, sondern bewirken bei Rollneigung (Wanken) des Fahrzeugaufbaus 6, wie sie z. B. bei Kurvenfahrt auftritt, für die erforderliche Rollmo mentabstützung, die bei einer lediglich achsmittigen Achslastabstützung von vornherein an sich nicht gegeben wäre.The rigid support struts 7 not only provide the necessary longitudinal and transverse support of the wheel-guiding transverse leaf spring 3 , but also cause the vehicle body 6 to roll (roll), as z. B. occurs when cornering, for the required Rollmo ment support, which would not be given from the outset in a merely axle-centered axle load support.
Die Rollmomentabstützung wird dadurch bewirkt, daß der zwischen den beiden Stützstre ben 7 befindliche Federblattbereich bei Rollneigung durch die hierbei gegensinnig ver schwenkten biegesteifen Stützstreben 7 - das eine im Lager 8 gelagerte Stützstrebenende wird hierbei nämlich nach oben und das andere nach unten ausgelenkt - auf Torsion bean sprucht wird, also als der Rollneigung entgegenwirkende Torsionsfeder wirkt. The roll moment support is brought about by the fact that the spring leaf area located between the two support struts ben 7 in the event of a tendency to roll due to the mutually opposite pivoted rigid support struts 7 - the one in the bearing 8 support strut end is deflected upwards and the other downwards - bean torsion is spoken, i.e. acts as a torsion spring counteracting the tendency to curl.
Die achsmittige Abstützung der radführenden Querblattfeder 3 am Fahrzeugaufbau 6 erfolgt nicht direkt sondern unter Zwischenschaltung eines niveauregelnden Stellgliedes 9, welches im Ausführungsbeispiel als in seiner wirksamen Länge verstellbares Bauelement, z. B. als hydraulisch längenverstellbarer Stellzylinder oder als elektromechanischer Spindel trieb ausgebildet ist, welches achsmittig unmittelbar über der Querblattfeder angeordnet und vertikal ausgerichtet ist, wie dies die Figuren gut erkennen lassen.The axially centered support of the wheel-guiding transverse leaf spring 3 on the vehicle body 6 does not take place directly but with the interposition of a level-regulating actuator 9 , which in the exemplary embodiment is a component which is adjustable in its effective length, for. B. is designed as a hydraulically length-adjustable actuating cylinder or as an electromechanical spindle, which is arranged axially directly above the cross leaf spring and aligned vertically, as can be seen in the figures.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel ist es aber auch denkbar, ein solches niveauregeln des Stellglied nicht unmittelbar auf die Querblattfeder 3 einwirken zu lassen, sondern unter Zwischenschaltung von kraft- und/oder wegumlenkenden oder -übersetzenden Exzenter- oder Hebelanordnungen.Deviating from the exemplary embodiment, it is also conceivable not to allow such a level control of the actuator to act directly on the transverse leaf spring 3 , but with the interposition of force and / or deflecting or translating eccentric or lever arrangements.
Das hier eingesetzte, seine wirksame Länge in Abhängigkeit von zugeführten Niveauregel signalen ändernde niveauregelnde Stellglied 9 ist ein seine eingeregelte wirksame Länge starr beibehaltenes Bauelement, also nicht etwa selbstfedernd wie viele andere bekannte niveauregelnde Stellglieder (z. B. DE-A 25 41 841, Fig. 1); es stellt also ein konstruktiv vergleichsweise einfaches Bauelement dar.The level-regulating actuator 9 used here, which changes its effective length as a function of the level control signal supplied, is a component which rigidly maintains its regulated effective length, that is to say not self-resilient like many other known level-regulating actuators (e.g. DE-A 25 41 841, Fig . 1); it therefore represents a structurally comparatively simple component.
In den Fig. 1 und 2 sind rein exemplarisch die Verhältnisse dargestellt, wie sie etwa einerseits bei einer höheren Fahrzeugbeladung wie z. B. Vollast, und andererseits bei einer niedrigen Fahrzeugbeladung wie z. B. Leerlast, vorliegen können.In Figs. 1 and 2, the ratios are by way of example shown as about one hand, at a higher vehicle loading such. B. full load, and on the other hand with a low vehicle load such. B. empty load, may be present.
Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist der Kolben 91 des hier als hydraulischer Stellzylinder ausge bildeten niveauregelnden Stellglieds 9 bei Leerlast eingefahren, so daß das die Querblattfe der 3 abstützende Stellglied 9 seine kleinstmögliche wirksame Länge besitzt.As can be seen in FIG. 2, the piston 91 of the level-regulating actuator 9 which is formed here as a hydraulic actuating cylinder is retracted at idle load, so that the transverse leaf of the 3 supporting actuator 9 has its smallest possible effective length.
Fig. 1 läßt dagegen erkennen, daß der Kolben 91 des Stellglieds 9 bei Vollast maximal ausgefahren ist, so daß das die Querblattfeder 3 federmittig abstützende Stellglied 9 seine maximale wirksame Länge aufweist. Fig. 1 shows, however, that the piston 91 of the actuator 9 is fully extended at full load, so that the transverse leaf spring 3 spring-supporting actuator 9 has its maximum effective length.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß die Querblattfeder 3 so vorgespannt ist, daß sie bei Leerlast in der in Fig. 2 gezeigten Weise gebogen verläuft, bei Vollast dagegen etwa vollständig gestreckt d. h. etwa geradlinig horizontal ausgerichtet ist. Dies ist natürlich nicht zwingend.In the exemplary embodiment shown, it was assumed that the transverse leaf spring 3 is prestressed such that it runs in a curved manner in the manner shown in FIG. 2 at no-load, whereas it is approximately fully stretched at full load, that is to say it is aligned approximately rectilinearly horizontally. Of course, this is not mandatory.
Die erfindungsgemäße niveaugeregelte Einzelradaufhängung ist konstruktiv zwar sehr ein fach aufgebaut und damit kostengünstig, zeichnet sich aber trotzdem durch gute Gesamt eigenschaften und insbesondere durch ein weitgehend lastunabhängiges Eigenlenkverhal ten des damit ausgestatteten Fahrzeugs aus.The level-controlled independent wheel suspension according to the invention is very constructive well-structured and therefore inexpensive, but is still characterized by a good overall properties and in particular through a largely load-independent self-steering behavior of the vehicle equipped with it.
Wie in den Fig. 1 und 2 gestrichelt angedeutet wurde, wird der sogenannte Radpol R mit zunehmender Fahrzeugbeladung nämlich räumlich so verschoben, daß das mit M bezifferte Rollzentrum dieser Achse mit zunehmender Beladung abgesenkt wird. Die zwar nur beispielhaften Darstellungen der Fig. 1 und 2 zeigen, daß das Rollzentrum M bei Vollast erheblich niedriger liegt als bei Leerlast. Diese mit zunehmender Achslast einhergehende Absenkung des Rollzentrums M bewirkt eine mit zunehmender Achslast verringerte Rollmomentabstützung an dieser Achse und damit auch eine entsprechende Verkleinerung des Reifenschräglaufwinkels an dieser Achse, was gleichbedeutend mit einem weitgehend lastunabhängigen Eigenlenkverhaltens des Fahrzeugs ist.As was indicated in dashed lines in FIGS . 1 and 2, the so-called wheel pole R is spatially shifted with increasing vehicle loading, in such a way that the rolling center of this axis, numbered M, is lowered with increasing loading. The representations of FIGS. 1 and 2, which are only exemplary, show that the rolling center M is considerably lower at full load than at empty load. This lowering of the rolling center M, which is accompanied by an increasing axle load, brings about a reduction in the rolling torque support on this axle with an increasing axle load and thus a corresponding reduction in the tire slip angle on this axle, which is synonymous with a largely load-independent self-steering behavior of the vehicle.
Die Radträger sind zweckmäßig über Spurstangenhebel 10 und Spurstange 11 gegen Lenkbewegung der Räder 1 gesichert, entweder in Höhe des oberen Querlenkers 2b oder der unteren Querblattfeder 3; im Beispiel endet die Spurstangenhälfte 11 auf dem Feder blatt 3 und macht deren Vertikalbewegung beim Niveauregelvorgang mit (Fig. 3). Durch ent sprechende Festlegung des Anlenkpunktes ist damit auch eine lastabhängige Vorspurände rung für die Optimierung des Eigenlenkverhaltens möglich.The wheel carriers are expediently secured against steering movement of the wheels 1 via tie rod lever 10 and tie rod 11 , either at the level of the upper wishbone 2 b or the lower transverse leaf spring 3 ; in the example, the tie rod half 11 ends on the spring leaf 3 and makes its vertical movement during the level control process ( Fig. 3). By specifying the articulation point accordingly, load-dependent toe-in is also possible to optimize self-steering behavior.
BezugszeichenlisteReference list
1 Fahrzeugrad
2a oberes Radführungsglied; Dämpferbein
2b oberes Radführungsglied; Querlenker
3 unteres Radführungsglied; Querblattfeder
4 Kugelstützlager
5 Radträger
6 Fahrzeugaufbau
8 Stützstreben
8 Gummikörper enthaltende Lager
9 niveauregelndes Stellglied
91 Kolben
10 Spurstangenhebel
11 Spurstange. 1 vehicle wheel
2 a upper wheel guide member; Shock absorber
2 b upper wheel guide member; Wishbones
3 lower wheel guide link; Cross leaf spring
4 ball support bearings
5 wheel carriers
6 Vehicle body
8 support struts
8 bearings containing rubber body
9 level regulating actuator
91 pistons
10 tie rod levers
11 tie rod.
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