DE3012873A1 - Compact damper mounting for front wheel - has damper axis offset from steering axis - Google Patents
Compact damper mounting for front wheel - has damper axis offset from steering axisInfo
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Abstract
Description
"Dämpferbein-Achse für Personenkraftwagen""Strut axle for passenger cars"
Die Erfindung betrifft eine Dämpferbein-Achse für Personenkraftwagen, insbesondere eine Dämpferbein-Vorderachse, mit einem unteren, schwenkbar am Fahrzeugaufbau angebrachten Führungslenker, einem zwischen Führungslenker und Fahrzeugaufbau angeordneten, im Bereich seines oberen Endes gelenkig mit diesem verbundenen Dämpferbein, einer vom Dämpferbein unabhängigen, zwischen Führungslenker und Fahrzeugaufbau angeordneten Radfeder sowie mit einem mit dem Dämpferbein fest verbundenen Radträger, bei der für das Rad mit Radträger eine Lenkachse vorgesehen ist, die durch die obere, in der Dämpferbeinachse liegende gelenkige Anlenkung des Dämpferbeines und ein Radträger und Dämpferbein mit dem Führungslenker verbindendes kugelgelenlrartiges Radgelenk bestimmt ist, das wesentlich unterhalb der Radachse liegt.The invention relates to a strut axle for passenger cars, in particular a damper strut front axle, with a lower one, pivotable on the vehicle body attached guide arm, one arranged between guide arm and vehicle body, in the area of its upper end articulated to this connected damper strut, one independent of the shock absorber strut, arranged between the guide arm and the vehicle body Wheel spring as well as with a wheel carrier firmly connected to the damper strut, in the a steering axle is provided for the wheel with wheel carrier, which is through the upper, in The articulated linkage of the damper strut lying on the damper strut axis and a wheel carrier and the shock absorber strut with the control arm connecting a ball-and-socket joint is determined that is substantially below the wheel axle.
Bei einer bekannten DämDferbein-Achse dieser Art (US-PS fällt die Dämpferbeinachse mit der Lenkachse zusammen, und es ist der Radträger mit dem unteren Teil des Dämpferbeines drehfest verbunden, der seinerseits über das Kugelgelenk mit dem Führungslenker verbunden ist. Da die Radfeder unabhängig vom Dämpferbein angeordnet ist, kann bei dieser Gestaltung das Dämpferbein zwar verhältnismäßig nahe an das Rad herangedrückt werden. Trotz dieser radnahen Anordnung und trotz der durch die tiefe Lage des Radgelenkes ermöglichten großen Hebellängen ergeben sich aber in Xbhängigkeit von der Radbelastung ganz erhebliche, vom Dämpferbein aufzunehmende Momente, die nicht nur den Fahrkomfort beeinträchtigen, sondern auch Stabilitäts- und Verschleißprobleme mit sich bringen. Darüber hinaus ist trotz der vom Dämpferbein unabhängigen Anordnung der Radfeder der Raumbedarf bei dieser Lösung immer noch verhältnismäßig groß, da das Dämpferbein mit einem der Spreizachse entsprechenden Neigungswinkel gegenüber der Radmittenebene angeordnet ist und damit im oberen Bereich einen verhältnismäßig großen Abstand zu Rad und Reifen aufweisen muß, wodurch die anderweitig nutzbare Aufbaubreite beeinträchtigt wird.In a known damper axle of this type (US-PS the damper strut axis coincides with the steering axis, and the wheel carrier is non-rotatably connected to the lower part of the damper strut, which in turn is connected to the guide arm via the ball joint. Since the wheel spring is arranged independently of the damper strut, the damper strut can be pressed relatively close to the wheel in this design. Despite this arrangement close to the wheel and despite the large lever lengths made possible by the low position of the wheel joint, depending on the wheel load, there are considerable moments to be absorbed by the damper strut, which not only impair driving comfort, but also cause stability and wear problems. In addition, despite the independent arrangement of the wheel spring from the damper strut, the space requirement in this solution is still relatively large, since the damper strut is arranged with an angle of inclination corresponding to the expansion axis relative to the center plane of the wheel and must therefore have a relatively large distance to the wheel and tire in the upper area , whereby the otherwise usable construction width is impaired.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpferbeinachse der vorgenannten Art so auszugestalten, daß sich eine besonders leichte, raumsparende und zugleich auch in Bezug auf die Aufnahme der Kräfte günstige Konstruktion ergibt.The invention is based on the object of a damper strut axis to design the aforementioned type so that a particularly light, space-saving and at the same time results in a favorable construction with regard to the absorption of the forces.
Gemäß der Erfindung wird dies durch die Kombination der teilweise an sich bekannten Merkmale erreicht, daß der Winkel zwischen Radmittenebene und Lenkachse (Spreizwinkel) größer als zwischen Radmittenebene und Dämpferbeinachse ist und daß das Radgelenk zumindest nahezu in der Radmittenebene sowie angrenzend an den Tiefstpunkt der Radschüssel liegt.According to the invention this is partially achieved by the combination of Features known per se achieved that the angle between the wheel center plane and Steering axis (angle of spread) greater than between the wheel center plane and the damper strut axis and that the wheel joint is at least almost in the wheel center plane and adjacent is at the lowest point of the wheel disc.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt ein besonders kleines Biegemoment auf das Dämp-ferbein, und zwar in Bezug auf alle Beanspruchungsarten. Bezüglich der am Rad angreifenden Vertikalkräfte ist dies ohne weiteres verständlich, da diese nahezu momentenfrei auf das Radgelenk wirken.This embodiment according to the invention results in a particularly small one Bending moment on the damper leg, in relation to all types of stress. With regard to the vertical forces acting on the wheel, this is easily understandable, as these act on the wheel joint with almost no torque.
Bezüglich Seitenkräften, Längskräften und Bremskräften folgt dies daraus, daß die außerordentlich tiefe Lage des Radgelenkes eine sphr große Abstützbasis zur Folge hat, deren Abstützpunkte insbesondere im Hinblick auf die Aufnahme von Seitenkräften günstig liegen und die allgemein gewährleistet, daß die in die Karosserie eingeleiteten Kräfte verhältnismäßig klein bleiben, was für einen guten Fahrkomfort auch bei schlechter Straße maßgebend ist. Das in das Rad geschobene Radgelenk bedingt ferner eine Verbesserung der bei Federbeinachsen üblichen Sturzänderungscharakteristik beim Durchfedern. Nicht zuletzt lassen sich bei der erfindungsgemäßen Konstruktion trotz sehr raumsparender Bauweise große Spreizwinkel von 12 bis 150 mit ihren vorteilhaften Auswirkungen auf eine stabile und präzise Lenkung verwirklichen. Zu diesen Vorteilen tritt noch hinzu, daß hier ohne Schwierigkeiten Lenkrollradien auch gleich kleiner Null verwirklicht werden können, wobei die Abweichung von der Radmittenebene im Hinblick auf die angestrebten Vorteile aber kleiner als 20 mm bleiben sollte.This follows with regard to lateral forces, longitudinal forces and braking forces from the fact that the extremely deep position of the wheel joint creates a very large support base has the consequence, their support points in particular with regard to the inclusion of Lateral forces are favorable and that generally ensures that the in the body The forces introduced remain relatively small, which makes for a good ride comfort is decisive even on bad roads. The wheel joint pushed into the wheel is conditional furthermore, an improvement in the camber change characteristics that are usual for suspension strut axles when deflecting. Last but not least, in the construction according to the invention despite being very space-saving Construction large spread angles from 12 to 150 with its beneficial effects on stable and precise steering. In addition to these advantages, there is also the fact that steering wheel radii can be used without difficulty can also be realized equal to less than zero, the deviation from the However, in view of the desired advantages, the wheel center plane is less than 20 mm should stay.
Dämpferbeinachsen, bei denen die Lenkachse und die Dämpferbeinachse auseinanderfallen und bei denen der Spreizwinkel größer als der Winkel der Dämpferbeinachse zur Radmittenebene ist, sind an sich bekannt (DE-OS 22 49 971). Erreicht wird bei den bekannten Lösungen die Trennung zwischen Dämpferbeinachse und Lenkachse dadurch, daß der Radzapfen tragende Radträger über ein Zwischenstück schwenkbar mit dem D ämp f erb ein verbunden wird. Derartige Ausgestaltung en ermöglichen zwar eine besonders freie und der jeweiligen Konstruktion angepaßte Lage des Dämpferbeines, bedingen aber zusätzlichen Aufwand und führen auch zu höheren Dämpferbein-belastungen.Damper strut axes, in which the steering axis and the damper strut axis fall apart and where the spread angle is greater than the angle of the damper strut axis to the wheel center plane are known per se (DE-OS 22 49 971). Is achieved at the known solutions the separation between the damper strut axis and the steering axis, that the wheel pin carrying the wheel carrier can be pivoted via an intermediate piece with the D ampf f erb is connected. Such configurations allow a special Free position of the damper strut that is adapted to the respective construction but additional effort and also lead to higher shock absorber loads.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines schematisiert dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert, das eine Vorderachse eines Personenkraftwagens betrifft.The invention is shown schematically below with reference to a Embodiment explained that a front axle of a passenger car regards.
In der schematisierten Querschnittsdarstellung ist dabei mit 1 die innere Kontur des Radausschnittes bezeichnet, die zunächst schon im Vergleich zu dem maßstäblich gez ei chneten Reifen - Größe 195/70 HR i4 - erkennen läßt, eine welch flache und auch in Querrichtung raumsparende Ausgestaltung sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehren auch für gelenkte Vorderachsen verwirklichen läßt.In the schematic cross-sectional view, 1 is the inner contour of the wheel cutout, which is initially compared to the scale drawn tire - size 195/70 HR i4 - shows one what a flat and space-saving design in the transverse direction when used the teachings of the invention can also be implemented for steered front axles.
Des weiteren ist mit 2 der untere Führungslenker bezeichnet, der karosserieseitig in üblicher Weise über ein elastisches Gelenk 3 gehalten ist, wobei aus der gezeigten Schemadarstellung nicht hervorgeht, daß der untere Führungslenker 2 bevorzugt aus einem Querlenker und einer diesen abstützenden, schräg nach hinten verlaufenden Zug-Druckstrebe besteht, so daß der untere Führungslenker insgesamt gesehen als Dreieckslenker betrachtet werden kann. An seinem äußeren Ende ist der untere Führungslenker über ein Kugelgelenk 4 mit dem Radträger 5 verbunden, der seinerseits den Radzapfen 6 trägt und der starr am Dämpferbein 7 befestigt ist, und zwar an dessen unterem, zylindrischen Außenteil, in dem der Kolben8&äuft, über dessen Kolbenstange 9 das Dämpferbein 7 elastisch gelenkig mit der Karosserie des Fahrzeuges verbunden ist. Die obere, elastisch gelenkige Anlenkung des Dämpferbeins ist dabei mit 10 bezeichnet.Furthermore, the lower guide arm is designated by 2, the body side is held in the usual way via an elastic joint 3, from the shown It does not appear from the schematic that the lower guide arm 2 is preferably made of a wishbone and a supporting arm obliquely backwards extending tension-compression strut, so that the lower control arm as a whole can be seen as wishbones. At its outer end is that lower control arm connected via a ball joint 4 to the wheel carrier 5, the in turn carries the wheel journal 6 and which is rigidly attached to the damper strut 7, namely on its lower, cylindrical outer part, in which the piston 8 & runs, Via its piston rod 9, the damper strut 7 is elastically articulated to the body of the vehicle is connected. The upper, flexibly articulated linkage of the shock absorber strut is denoted by 10.
Bei der beschriebenen Anordnung ist die mit 11 bezeichnete Lenkachse durch die Verbindungslinie zwischen Kugelgelenk 4 und gelenkiger Anlenkung 10 bestimmt, und es verläuft diese Lenkachse zur Radmittenebene 12 und einem Winkel, dem sogenannten Spreizwinkel, von etwa 12 bis 150. Die Achse 13 des Dämpferbeines weist demgegenüber zur Radmittenebene 12 eine flachere Neigung auf, was dadurch bedingt ist, daß die durch das Kugelgelenk 4 gebildete Verbindung zwischen unterem Führungslenker 2 und Radträger 5 so weit wie möglich in die Radschüssel hineingelegt ist. Konkret bedeutet dies, daß das Kugelgelenk 4 nahezu in der Radmittenebene 12 liegt.In the arrangement described, the steering axis designated by 11 is determined by the connecting line between ball joint 4 and articulated linkage 10, and it runs this steering axis to the wheel center plane 12 and an angle, the so-called Spread angle, from about 12 to 150. The axis 13 of the damper strut points opposite to the wheel center plane 12 on a flatter slope, which is due to the fact that the Connection formed by the ball joint 4 between the lower guide arm 2 and Wheel carrier 5 is placed as far as possible in the wheel disc. Concretely means this means that the ball joint 4 lies almost in the wheel center plane 12.
Der abstand a zur Radmittenebene 12 beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel nämlich nur 20 mm und sollte diesen Wert nach Möglichkeit auch nicht überschreiten. Weiter liegt das Kugelgelenk 4 innerhalb der Radschüssel so tief wie möglich, so daß sich trotz des verhältnismäßig großen Spreizwinkels noch Lenkrollradien verwirklichen lassen, die Null oder wenig kleiner als Null sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lenkrollradius leicht negativ, wodurch sich die daraus resultierenden, bekannten Vorteile ergeben.The distance a to the wheel center plane 12 is in the embodiment shown namely only 20 mm and should not exceed this value if possible. Furthermore, the ball joint 4 is as deep as possible inside the wheel disc, so that in spite of the relatively large spread angle, steering wheel radii can still be realized that are zero or a little less than zero. In the illustrated embodiment the scrub radius is slightly negative, which results in the known Result in advantages.
Dadurch, daß das Kugelgelenk 4 nahezu in der Radmittenebene 12 liegt, können im Radaufstandspunkt 15 angreifende Vertikalkräfte nahezu momentenfrei über den unteren Führungslenker 2 und die diesen abstützende Radfeder 16 auf die Karosserie übertragen werden, so daß das Dämpferbein 7 bei dieser Konstruktion, die sich zudem als sehr platzsparend und einbaugünstig erweist, kaum Momente aufzunehmen hat. Die Achse ist hierdurch in hohem Maße federungswillig, was für den angestrebten Komfort von großer Bedeutung ist.Because the ball joint 4 is almost in the wheel center plane 12, can transfer vertical forces acting at the wheel contact point 15 almost free of moments the lower guide arm 2 and the wheel spring 16 supporting it onto the body are transmitted, so that the damper strut 7 in this construction, the It also proves to be very space-saving and easy to install, hardly recording any moments Has. As a result, the axle is largely willing to spring, which is what it is aimed at Comfort is of great importance.
Zu dieser Federungswilligkeit trägt die möglichst groß angesetzte Führungslänge des Dämpferbeins 7 bei, die mit b bezeichnet ist und die dem Abstand zwischen Dämpferbeinkolben 8 und Kolbenstangenführung 18 entspricht. Diese Führungslänge b ist im Ausführungsbeispiel ein Vielfaches des Abstandes a des Kugelgelenkes 4 von der Radmittenebene 12.The largest possible support contributes to this susceptibility to suspension Guide length of the damper strut 7, which is denoted by b and the distance between damper strut piston 8 and piston rod guide 18 corresponds. This lead length In the exemplary embodiment, b is a multiple of the distance a of the ball joint 4 from the wheel center plane 12.
Bevorzugt ist die Führungslänge b - in der Konstruktionslage - zumindest acht mal größer als der Abstand a. Vollausgefedert ist der Abstand b zwar kleiner, entspricht aber immer noch etwa dem Fünffachen des Abstandes a. Es ist somit bei der erfindungsgemäßen Lösung auch eine kleine Belastung des Dämpferbeines 4 bei Längs- und Seitenkräften zu gewahrleisten, wozu auch die durch die tiefe Lage des Kugelgelenkes 4 mögliche, sehr große Abstützbasis beiträgt.The guide length b is preferred - in the construction position - at least eight times greater than the distance a. When fully extended, the distance b is smaller, but still corresponds to about five times the distance a. It is thus at the solution according to the invention also has a small load on the damper strut 4 To ensure longitudinal and lateral forces, including those caused by the low position of the Ball joint contributes 4 possible, very large support base.
Durch das tief in das Rad geschobene durch das Eugelgeletk 4 gebildete Radgelenk ist zudem auch die Sturzänderungscharakteristik gegenüber herkömmlichen Federbeinachsen beim Durchfedern verbessert.Formed by the Eugelgeletk 4 pushed deep into the wheel Wheel joint is also the camber change characteristic compared to conventional ones Strut axles improved when deflecting.
Insgesamt gesehen liegt somit mit der erfindungsgemäßen &usgestaltung einer Dämpferbeinachse eine Konstruktion vor, die sowohl hinsichtlich des Einbauraumes wie auch hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Fahrverhalten und den erreichbaren Fahrkomfort besonders günstig ist.Seen as a whole, the design according to the invention is therefore in line with the present invention a damper strut axis before a construction, both in terms of the installation space as well as with regard to their effects on driving behavior and the achievable Driving comfort is particularly favorable.
Claims (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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