DE19913564B4

DE19913564B4 - Handlebar assembly for a rear axle

Info

Publication number: DE19913564B4
Application number: DE1999113564
Authority: DE
Inventors: Laszlo Szabo
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: DE19913564A1

Abstract

Lenkeranordnung für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für eine McPherson-Hinterachse, umfassend:
ein Stoßdämpferelement (4), das einen oberen Befestigungspunkt (A) aufweist und mit einem Radträger über einen unteren Befestigungspunkt verbunden ist,
einen vorderen unteren Lenker (2), der im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und mit dieser einen spitzen Winkel (α) bildet, wobei der vordere untere Lenker (2) in der Konstruktionslage nahezu horizontal verlaufend angeordnet ist, und
einen hinteren unteren Lenker (3), der über einen Befestigungspunkt (B) mit dem Radträger verbunden ist und im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verläuft und mit der Fahrzeuglängsrichtung einen Winkel (β) bildet, so dass sich die Lenkerachsen des vorderen und hinteren unteren Lenkers (2, 3) in einem Punkt F schneiden,
wobei die durch den oberen Befestigungspunkt (A) des Stoßdämpferelements (4) und den Schnittpunkt (F) der beiden unteren Lenker (2, 3) verlaufende Achse in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges hinter einem Radaufstandspunkt (G) angeordnet ist,
dadurch...Handlebar arrangement for a rear axle of a motor vehicle, in particular for a McPherson rear axle, comprising:
a shock absorber element (4) having an upper attachment point (A) and connected to a wheel carrier via a lower attachment point,
a front lower arm (2) extending substantially in the vehicle longitudinal direction and with this forms an acute angle (α), wherein the front lower arm (2) is arranged in the construction position almost horizontally, and
a rear lower arm (3) which is connected via an attachment point (B) with the wheel carrier and extends substantially in the vehicle transverse direction and with the vehicle longitudinal direction forms an angle (β), so that the handlebar axes of the front and rear lower arm (2 , 3) intersect at a point F,
wherein the axis passing through the upper attachment point (A) of the shock absorber element (4) and the intersection point (F) of the two lower links (2, 3) is arranged in the direction of travel of the motor vehicle behind a wheel contact point (G),
thereby...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeranordnung für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The present invention relates to a handlebar assembly for a rear axle a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße, aus der DE 94 22 146 U1 bekannte Lenkeranordnung umfasst ein Federbein mit einem Stoßdämpfer als oberen Teil einer Radaufhängung. Der Stoßdämpfer weist einen oberen Befestigungspunkt auf und ist mit einem Radträger über einen unteren Befestigungspunkt fest verbunden. Weiterhin umfasst die bekannte Lenkeranordnung als unteren Teil der Radaufhängung drei untere Lenker, nämlich einen Längslenker als vorderen unteren Lenker, einen mittleren unteren Lenker in Form eines Querlenkers und einen hinteren unteren Lenker in Form einer in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Spurstange. Der vordere Lenker verläuft im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und bildet mit dieser einen spitzen Winkel. Er ist in der Konstruktionslage nahezu horizontal verlaufend angeordnet und an den Querlenker angekoppelt. Der hintere Lenker bildet mit der Fahrzeuglängsrichtung einen stumpfen Winkel, so dass sich die Lenkerachsen des vorderen und hinteren unteren Lenkers, d. h. des Längslenkers und der Spurstange, in einem Punkt schneiden.A generic, from the DE 94 22 146 U1 known link assembly includes a strut with a shock absorber as the upper part of a suspension. The shock absorber has an upper attachment point and is fixedly connected to a wheel carrier via a lower attachment point. Furthermore, the known link assembly comprises the lower part of the suspension three lower link, namely a trailing arm as a front lower arm, a middle lower arm in the form of a control arm and a rear lower arm in the form of a running in the vehicle transverse direction tie rod. The front link extends substantially in the vehicle longitudinal direction and forms an acute angle with this. It is arranged in the design position almost horizontal and coupled to the wishbone. The rear link forms an obtuse angle with the vehicle longitudinal direction, so that intersect the handlebar axes of the front and rear lower link, ie the trailing arm and the tie rod in one point.

Bei dieser herkömmlichen Lenkeranordnung wird eine Vorspuränderung eines Rades durch unterschiedliche Nachgiebigkeiten der Lager des Querlenkers und der Spurstange hervorgerufen, wenn durch an einem Radaufstandspunkt angreifende Seitenkräfte ein Drehmoment auf das Rad einwirkt. Diese so genannte "elastokinematische" Radstellungsänderung ist ein erwünschter Effekt, um ein besseres Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges zu erreichen. Im Falle der DE 94 22 146 U1 wird dieser Effekt jedoch durch eine sehr kompliziert aufgebaute Hinterachse bzw. Lenkeranordnung erreicht.In this conventional link assembly, a toe change of a wheel is caused by different compliances of the bearings of the control arm and the tie rod, when applied by acting on a wheel contact point side forces a torque on the wheel. This so-called "elastokinematische" Radstellungsänderung is a desired effect to achieve a better ride of the motor vehicle. In case of DE 94 22 146 U1 However, this effect is achieved by a very complicated construction rear axle or handlebar assembly.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Lenkeranordnung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und die trotzdem die gewünschte elastokinematische Radstellungsänderung ermöglicht.It Therefore, the object of the present invention, a generic handlebar assembly to create, which has a simple structure and still the desired elastokinematic wheel position change allows.

Diese Aufgabe wird durch eine Lenkeranordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.These Task is solved by a link assembly according to claim 1.

Diese Lenkeranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Hebelarm, der als Abstand zwischen dem Radaufstandspunkt und der durch den oberen Befestigungspunkt des Stoßdämpferelements und den Schnittpunkt der beiden unteren Lenker verlaufenden Achse definiert ist, zur Anpassung eines Drehmomentes variiert werden kann, d. h. veränderbar ist, wobei dieses Drehmoment durch eine im Radaufstandspunkt einwirkende Seitenkraft erzeugt wird. Bei der erfindungsgemäßen Lenkeranordnung bewirkt das Drehmoment eine Drehung des Rades um die vorgenannte Achse, so dass das Rad in Richtung Vorspur verdreht wird.These Handlebar assembly is characterized in that a lever arm, the as the distance between the wheel contact point and that through the upper one Attachment point of the shock absorber element and the intersection of the two lower handlebar extending axis defined is variable for adjusting a torque, d. H. variable is, wherein this torque by a force acting in Radaufstandspunkt Side force is generated. In the handlebar assembly according to the invention causes the torque is a rotation of the wheel about the aforementioned axis, so that the wheel is twisted in the direction of toe.

Die Änderung der Länge des Hebelarms kann dabei vorzugsweise konstruktiv durch Änderung der Geometrien der beteiligten Lenker herbeigeführt werden.The change the length The lever arm can preferably be constructive by changing the geometries of the involved handlebars are brought about.

Weiterbildungen einer solchen erfindungsgemäßen Lenkeranordnung sind der Gegenstand von weiteren Patentansprüchen.further developments such a handlebar assembly according to the invention are the subject of further claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen die:The Invention will be described below with reference to the drawings, in To whom the:

1 schematisch eine Lenkeranordnung in Seitenansicht zeigt; und 1 schematically shows a link assembly in side view; and

2 die Lenkeranordnung nach der 1 in der Draufsicht zeigt. 2 the handlebar assembly after the 1 in the top view.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Lenkeranordnung schematisch in der Seitenansicht dargestellt, wobei ein Rad 1 an einen Radträger (nicht gezeigt) gehalten ist. Die vorliegende Lenkeranordnung betrifft den unteren Teil der Radführung und umfasst zwei Lenker 2 und 3, von denen der eine, der vordere Lenker 2 im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung L verläuft und mit dieser einen Winkel α einschleißt, während der andere, der hintere Lenker 3 im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verläuft und mit der Fahrzeuglängsrichtung einen Winkel β einschließt. Die beiden Lenker 2 und 3 sind stabförmig ausgebildet und in der gezeigten Ausführungsform vorzugsweise über Metallgummilager 5 an der Karosserie bzw. dem Radträger des Kraftfahrzeuges befestigt. Infolge der Anstellung der beiden Lenker 2 und 3 ergibt sich ein Schnittpunkt F der Lenkerachsen, dessen besondere Lage weiter unten noch beschrieben wird.In the 1 a link assembly according to the invention is shown schematically in the side view, wherein a wheel 1 is held on a wheel carrier (not shown). The present link arrangement relates to the lower part of the wheel guide and comprises two links 2 and 3 , one of which, the front handlebar 2 extends substantially in the vehicle longitudinal direction L and with this an angle einschleißt while the other, the rear link 3 extends substantially in the vehicle transverse direction and encloses an angle β with the vehicle longitudinal direction. The two handlebars 2 and 3 are rod-shaped and in the embodiment shown preferably on metal rubber bearings 5 attached to the body or the wheel carrier of the motor vehicle. As a result of employment of the two handlebars 2 and 3 results in an intersection F of the handlebar axles, the special situation will be described below.

Der in Fahrtrichtung vordere Lenker 2, der zweckmäßigerweise auch als Stabilisator ausgebildet werden kann, ist etwa in der Mitte des Federweges, d. h. in der sogenannten Konstruktionslage, nahezu horizontal ausgerichtet. Der in Fahrtrichtung hintere Lenker 3 ist nahezu quer zur Fahrtrichtung angeordnet, wobei dessen äußerer Lagerpuntk B etwas tiefer angeordnet ist als der innere Lagerpunkt C.The front in the direction of travel handlebar 2 , which can be suitably designed as a stabilizer, is approximately horizontally aligned approximately in the middle of the spring travel, ie in the so-called construction position. The rear handlebar in the direction of travel 3 is arranged almost transverse to the direction of travel, wherein the outer Lagerpuntk B is arranged slightly lower than the inner bearing point C.

Nicht dargestellt ist in den schematischen Figuren der obere Teil des Radträgers bzw. der Radführung, wobei ein Stoßdämperelement 4 mit diesem Radträger fest verbunden ist.Not shown in the schematic figures, the upper part of the wheel carrier and the wheel guide, wherein a Stoßdämperelement 4 is firmly connected to this wheel.

Der obere Befestigungspunkt des Stoßdämpferelements 4 ist im Punkt A an der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt.The upper attachment point of the shock absorber element 4 is at point A on the body the motor vehicle attached.

Beim Einfedern wird das Rad 1 von dem vorderen Lenker 2 nach vorne in die Vorspurlage gezogen, so daß ein Untersteuern entsteht. Der besondere Vorteil der vorliegenden Lenkeranordnung liegt jedoch auch in dem Vorsehen des sogenannten Seitenkraft-Untersteuerns. Dieses Seitenkraft-Untersteuern wird erfindungsgemäß erreicht, indem die theoretische Raddrehachse AF in Fahrtrichtung gesehen, hinter dem Radaufstandspunkt G angeordnet wird. Die im Radaufstandspunkt G angreifende Seitenkraft erzeugt dann ein Drehmoment um die Achse AF, welches das Rad 1 in Richtung Vorspur dreht. Die Größe dieses Drehmoments kann durch die Wahl der Achslage AF, d. h. durch die Länge eines Hebelarms h beeinflußt werden. Die Länge des Hebelarms läßt sich über die Geometrie der Lenker 2 und 3 beeinflussen und damit ändern.During compression, the wheel becomes 1 from the front handlebar 2 pulled forward in the toe position, so that an understeer arises. However, the particular advantage of the present link arrangement is also in the provision of the so-called side-force understeer. This side force understeer is inventively achieved by the theoretical wheel axis AF seen in the direction of travel, is arranged behind the Radaufstandspunkt G. The side force acting in the wheel contact point G then generates a torque about the axis AF, which is the wheel 1 in the direction of toe turns. The size of this torque can be influenced by the choice of the axial position AF, ie by the length of a lever arm h. The length of the lever arm can be about the geometry of the handlebars 2 and 3 influence and change with it.

Bei dieser Vorspuränderung des Rades 1 werden die Metallgummilager 5 senkrecht zu ihrer Längsachse, die die Hauptdrehachse ist, also kardanisch verdreht.In this toe change of the wheel 1 become the metal rubber bearings 5 perpendicular to its longitudinal axis, which is the main axis of rotation, that is gimbaled.

Durch Vorauswahl der kardanischen Drehsteifigkeit der Metallgummilager 5 ist eine zusätzliche Möglichkeit für die Einstellung einer erwünschten Vorspuränderung gegeben. So kann zum Beispiel durch Austausch des Gummis in dem Metallgummilager 5 eine erwünschte Weichheit oder Steifigkeit des Metallgummilagers 5 vorgesehen werden, die einer Vorspuränderung entgegenkommt bzw. diese abschwächt.By preselection of the cardan torsional rigidity of the metal rubber bearings 5 there is an additional possibility for setting a desired toe change. For example, by replacing the rubber in the metal rubber bearing 5 a desired softness or rigidity of the metal rubber bearing 5 be provided, which accommodates a Vorspuränderung or mitigates this.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Lager bei den Lagerpunkten C, D und E kardanisch relativ weich ausgebildet, während das Lager in dem Lagerpunkt B relativ hart ausgebildet wird und eine vordefinierte Verdrehsteifigkeit aufweist. Durch das relativ harte Lager in dem Lagerpunkt B kann die Vorspuränderung eingeschränkt werden.In a particularly preferred embodiment the bearings become gimbal relative to the bearing points C, D and E. softly formed while the bearing is formed relatively hard in the bearing point B and has a predefined torsional rigidity. By the relative hard bearings in the bearing point B, the toe change can be restricted.

Vorzugsweise bei einer McPherson-Hinterachsaufhängung eingesetzt, zeigt demnach die vorliegende Lenkeranordnung nicht nur die typische kinematische Tendenz zum Rolluntersteuern sondern auch die elastokinematische Vorspuränderung infolge der einwirkenden Seitenkraft, so daß das kurvenäußere Rad der Hinterachse eine untersteuernde Eigenschaft aufweist. Erreicht wird dieses Verhalten durch einen geringeren konstruktiven Aufwand, verglichen mit dem eingangs diskutierten Stand der Technik.Preferably used in a McPherson rear suspension, therefore shows the present handlebar arrangement not only the typical kinematic Tendency to roll understeer but also the elastokinematic toe change due to the applied lateral force, so that the outside wheel the rear axle has an understeering property. Reached this behavior is due to a lower design effort, compared with the prior art discussed at the beginning.

Die erfindungsgemäße Lenkeranordnung für die Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für eine McPherson-Hinterachse, weist demnach ein Stoßdämpferelement, welches einen oberen Befestigungspunkt hat, und welches mit einem Radträger über einen unteren Befestigungspunkt verbunden ist, und zwei untere Lenker auf, von denen der vordere Lenker im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und mit dieser einen spitzen Winkel bildet, wobei der vordere Lenker in der Konstruktionslage nahezu horizontal verlaufend angeordnet ist, und von denen der hintere Lenker im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verläuft und mit der Fahrzeuglängsrichtung einen Winkel bildet, so daß sich die Lenkerachsen der beiden Lenker in einem Punkt schneiden, wobei die theoretische Raddrehachse in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges hinter einem Radaufstandspunkt angeordnet ist. Diese Lenkeranordnung zeichnet sich dadurch aus, daß ein Hebelarm, der als Abstand zwischen dem Radaufstandspunkt und der theoretischen Radrehachse definiert ist, zur Anpassung eines Drehmomentes veränderbar ist, welches durch eine im Radaufstandspunkt einwirkende Seitenkraft erzeugt wird. Bei der erfindungsgemäßen Lenkeranordnung bewirkt das Drehmoment eine Drehung des Rades um die theoretische Raddrehachse, so daß das Rad in Richtung Vorspur verdreht wird.The inventive handlebar assembly for the Rear axle of a motor vehicle, in particular for a McPherson rear axle, therefore has a shock absorber element, which has an upper attachment point, and which with a Wheel carrier over one lower attachment point is connected, and two lower handlebars on, of which the front link extends substantially in the vehicle longitudinal direction and with this forms an acute angle, with the front handlebar arranged almost horizontally in the construction position is, and of which the rear link substantially in the vehicle transverse direction extends and with the vehicle longitudinal direction forms an angle so that the Handlebar axles of the two handlebars cut in one point, the theoretical wheel rotation axis in the direction of travel of the motor vehicle behind a wheel contact point is arranged. This handlebar arrangement draws characterized by the fact that a Lever arm, the distance between the wheel contact point and the theoretical wheel rotational axis is defined, for adjusting a torque variable is, which by a force acting in Radaufstandspunkt side force is produced. In the handlebar assembly according to the invention causes the torque is a rotation of the wheel about the theoretical wheel axis, so that Wheel is twisted in the direction of toe.

11: Radwheel
22: vorderer Lenkerfront handlebars
33: hinterer Lenkerrear handlebars
44: StoßdämpferelementThe shock absorbing member
55: MetallgummilagerMetal rubber bearings
AA: oberer Befestigungspunkt des Stoßdämpferelementesupper Attachment point of the shock absorber element
AFAF: theoretische Raddrehachsetheoretical wheel rotation
BB: äußerer Lagerpunkt des hinteren Lenkersouter bearing point the rear handlebar
CC: innerer Lagerpunkt des hinteren Lenkersinternal Bearing point of the rear handlebar
DD: äußerer Lagerpunkt des vorderen Lenkersouter bearing point of the front handlebar
Ee: innerer Lagerpunkt des vorderen Lenkersinternal Bearing point of the front link
FF: Schnittpunkt der Lenkerachsenintersection the handlebar axles
GG: Radaufstandspunktwheel contact
hH: Hebelarm: G-AFlever arm: G-AF
LL: Fahrzeuglängsachsevehicle longitudinal axis
RR: Raddrehpunktwheel pivot

Claims

Handlebar arrangement for a rear axle of a motor vehicle, in particular for a McPherson rear axle, comprising: a shock absorber element ( 4 ), which has an upper attachment point (A) and is connected to a wheel carrier via a lower attachment point, a front lower link ( 2 ) which extends substantially in the vehicle longitudinal direction and forms with this an acute angle (α), wherein the front lower arm ( 2 ) is arranged almost horizontally in the construction position, and a rear lower arm ( 3 ), which has a Be fixing point (B) is connected to the wheel carrier and extends substantially in the vehicle transverse direction and with the vehicle longitudinal direction forms an angle (β), so that the handlebar axes of the front and rear lower arm ( 2 . 3 ) at a point F, wherein the through the upper attachment point (A) of the shock absorber element ( 4 ) and the intersection (F) of the two lower links ( 2 . 3 ) extending axis is arranged in the direction of travel of the motor vehicle behind a wheel contact point (G), characterized in that a lower part of the wheel guide by the front and rear lower arm ( 2 . 3 ), the front lower handlebar ( 2 ) is coupled to the wheel carrier, and the wheel carrier under lateral force to the by the upper attachment point (A) of the shock absorber element ( 4 ) and the intersection (F) of the two lower links ( 2 . 3 ) extending axis is pivotable in the direction of toe.

Handlebar assembly according to claim 1, characterized in that a lever arm (h), the distance between the Radaufstandspunkt (G) and by the upper attachment point (A) of the shock absorber element ( 4 ) and the intersection (F) of the two lower links ( 2 . 3 ) extending axis (AF) is variable to adjust a torque which is generated by a force acting in the wheel contact point (G) lateral force.

Handlebar arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the front link ( 2 ) is designed as a stabilizer.

Handlebar arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer bearing point (B) of the rear link ( 3 ) is arranged lower than the inner bearing point (C) of the rear link ( 3 ).

Handlebar arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer bearing point (D) of the front link ( 2 ) is located lower than the inner bearing point (E) of the front link ( 2 ).

Handlebar arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bearing points (B, C, D, E) as a metal rubber bearing ( 5 ) are executed, which connect the wheel carrier with a body of the motor vehicle.

Handlebar assembly according to claim 6, characterized in that the metal rubber bearings ( 5 ) at the toe change of the wheel ( 1 ) perpendicular to its longitudinal axis, ie gimbals are twisted.

Handlebar assembly according to claim 7, characterized in that by selecting the gimbal torsional rigidity of the metal rubber bearing ( 5 ) Adjustability for the possible toe change is given.

Handlebar arrangement according to one of claims 5 to 8, characterized in that the inner bearing point (C) of the rear link ( 3 ) and the two bearing points (D, E) of the front link ( 2 ) are made relatively soft and that the outer bearing point (B) of the rear link ( 3 ) is performed relatively hard.

Handlebar arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that during cornering of the motor vehicle by the lateral contact force acting in the wheel contact point (G) the outer wheel ( 1 ) of the rear axle is brought in toe.