DE3730212A1 - Independent wheel suspension for motor vehicles - Google Patents

Independent wheel suspension for motor vehicles

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Abstract

The wheel suspension comprises a wheel carrier (2) supporting the wheel (1), on which wheel carrier an upper control arm (3) and a lower control arm (4) act. The lower control arm (4) is articulated by its inner end on an intermediate lever (7), which extends from this articulation (8) to the outside of the vehicle and is supported by its outer end section on the vehicle body (19). A connecting rod (9) acts on one side on the articulation (8) and on the other side on the upper control arm (3) between its body-side articulation and its wheel-carrier-side joint connection. The overall space required by the wheel suspension in the vehicle transverse direction is significantly reduced, a progressive rate of camber change during compression and a small bump steer nevertheless being possible. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine unabhängige Radauf­ hängung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an independent wheel suspension for motor vehicles according to the generic term of Claim 1.

Bei einer bekannten Radaufhängung dieser Bauart (GB-PS 15 18 375) ist die Verbindungsstange direkt im Mittelbereich des oberen und des unteren Querlenkers an­ gelenkt. Sie hat den Zweck, die beiden Kugelgelenke, mit denen der für ein lenkbares Rad vorgesehene Radträger mit den beiden Querlenkern verbunden ist, hauptsächlich von solchen Kräften zu befreien, die die Kugeln der Gelenke aus den Gelenkpfannen herauszudrängen versuchen. Eine Beeinflussung der Radführungsgeometrie ist mit der Verbindungsstange nicht möglich.In a known wheel suspension of this type (GB-PS 15 18 375) is the connecting rod directly in the Middle of the upper and lower wishbones directed. It has the purpose of having the two ball joints those of the wheel carrier provided for a steerable wheel connected to the two wishbones, mainly to liberate them from such forces that the bullets of the Try to push the joints out of the socket. The wheel guide geometry is influenced by the Connecting rod not possible.

Bei Doppelquerlenkerachsen - wie auch bei der schon er­ wähnten Achse nach der britischen Patentschrift - ist der untere Querlenker deutlich länger als der obere Querlenker. Der Grund hierfür liegt in einer ange­ strebten progressiven Sturzänderung und in einer ge­ ringen Spuränderung (niedriges Rollzentrum) beim Ein­ federn. In the case of double wishbone axles - as with the axle already mentioned according to the British patent specification - the lower wishbone is significantly longer than the upper wishbone. The reason for this lies in the desired progressive change of camber and in a slight change of lane (low roll center) when compressing.

Lange untere Querlenker ergeben Raumprobleme. Bei Vorderachsen zusätzlich dadurch, daß auch lange Spur­ stangen nötig sind und das Lenkgestänge nahe am Motor angeordnet werden muß. Bei Hinterachsen sind lange Querlenker ebenfalls problematisch, da zwischen Hinter­ achsgetriebe und den inneren Querlenkerlagern meist noch Auspuffrohre hindurchgeführt werden müssen. Längere obere Querlenker ergeben an Hinterachsen vielfach Konflikte mit der Kofferraumbreite und an Vorderachsen mit der Breite des Motorraums.Long lower wishbones create space problems. At Front axles additionally in that also long track rods are necessary and the steering linkage close to the engine must be arranged. Rear axles are long Wishbones are also problematic because between the rear axle gear and the inner wishbone bearings mostly Exhaust pipes must be passed through. Longer upper wishbones often result on rear axles Conflicts with the trunk width and on the front axles with the width of the engine compartment.

Bei einer bekannten Verbundachse (DE-PS 34 39 365), bei der die Radaufhängungen einer Achse miteinander durch Gestänge verbunden sind, ist es schon bekannt, über eine schräge, an dem oberen Querlenker angelenkte Strebe der unteren Querlenkeranlenkung bei der Federungsbewegung eine Vertikalkomponente zu verleihen. Mit derartigen Verbundachsen lassen sich jedoch die oben geschilderten Raumprobleme in Fahrzeugquerrichtung nicht lösen.In a known compound axis (DE-PS 34 39 365), at of the wheel suspensions of one axle through each other Linkage connected, it is already known about a oblique strut articulated to the upper wishbone lower wishbone linkage during suspension movement to give a vertical component. With such Compound axes, however, can be the ones described above Do not solve space problems in the transverse direction of the vehicle.

Es ist weiterhin schon bekannt (DE-PS 26 42 939), bei einer Radaufhängung an einem unteren Führungslenker mit einer in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schwenkachse und einer in dieser Richtung großen Lagerbasis eine Koppel anzulenken, deren oberes Ende am Radträger angelenkt ist. Auch diese Radaufhängung beansprucht wegen des breitbasig um eine Fahrzeugquerachse schwenk­ baren Führungslenkers (Fig. 1) besonders viel Bauraum in Fahrzeugquerrichtung.It is also already known (DE-PS 26 42 939) to link a coupling with a wheel suspension on a lower guide link with a pivot axis extending in the vehicle transverse direction and a large bearing base in this direction, the upper end of which is articulated on the wheel carrier. This wheel suspension also requires a lot of installation space in the vehicle transverse direction because of the broad-based pivotable guide link ( FIG. 1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rad­ aufhängung der vorausgesetzten Bauart zu schaffen, die einerseites eine günstige Radführungsgeometrie hin­ sichtlich Sturzänderung und Spuränderung bei der Fe­ derungsbewegung ermöglicht, die aber andererseits in Fahrzeugquerrichtung möglichst wenig Bauraum bean­ sprucht.The invention has for its object a wheel to create a suspension of the required type on the one hand, a favorable wheel guide geometry obviously change of camber and lane change in the Fe change movement, but on the other hand in  Vehicle transverse direction bean space as little as possible speaks.

Diese Aufgabe wird bei einer Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen Kennzeichen angegebenen Maßnahmen gelöst. Dank dieser Maßnahmen kann der inneren Anlenkung des zweiten Querlenkers über die Verbindungsstange eine kontrollierte Vertikalbewegung aufgezwungen werden, die dazu führt, daß dieser Querlenker nicht um seine reale innere Anlenkung, sondern um eine weiter zur Fahr­ zeugmitte hin verlagerte ideelle Anlenkung schwenkt. Die realen Anlenkpunkte des Zwischenhebels können in einem weiten außen liegenden Bereich der Karosserie vorgesehen werden. Der zweite Querlenker und der Zwischenhebel drehen sich während der Federungsbewegung - in Fahr­ zeuglängsrichtung gesehen - gegensinnig. Die Bauart benötigt in Fahrzeugquerrichtung deutlich weniger Bauraum als bei vorbekannten Doppelquerlenkerachsen. Sie läßt sich sowohl für vordere Radaufhängungen als auch für hintere Radaufhängungen realisieren, wie weiter unten noch erläutert werden wird.This object is achieved in a wheel suspension according to the preamble of claim 1 according to the invention by the measures specified in its characteristics. Thanks to these measures, the inner linkage of the second wishbone can be forced through the connecting rod to a controlled vertical movement, which means that this wishbone pivots not about its real inner linkage, but about a further ideal linkage shifted towards the center of the vehicle. The real articulation points of the intermediate lever can be provided in a wide outer area of the body. The second wishbone and the intermediate lever rotate in opposite directions during the suspension movement - seen in the longitudinal direction of the vehicle. The design requires significantly less space in the transverse direction of the vehicle than with previously known double wishbone axles. It can be implemented both for front wheel suspensions and for rear wheel suspensions, as will be explained further below.

Die Erfindung ist im folgenden anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher er­ läutert. Es zeigenThe invention is based on two in the following Drawing illustrated embodiments he closer purifies. Show it

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der neuen Radaufhängung für ein lenkbares Rad; Figure 1 is a perspective view of a first embodiment of the new suspension for a steerable wheel.

Fig. 2 eine weitere perspektivische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels für ein nicht über ein Lenkgestänge oder ähnliches lenkbares Rad; Fig. 2 is a further perspective view of another embodiment for a non about a steering linkage or the like steerable wheel;

Fig. 3 eine schematische Längsansicht der Radaufhängungen nach Fig. 1 und 2; Fig. 3 is a schematic longitudinal view of the suspension of Figures 1 and 2; FIG.

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht im eingefederten Zustand und Fig. 4 is a view corresponding to Fig. 3 in the sprung state and

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht im ausgefederten Zustand. Fig. 5 is a view corresponding to FIG. 3 in the extended state.

In Fig. 1 der Zeichnung ist der das Rad 1 lagernde Radträger 2 oben gelenkig mit einem oberen Querlenker 3 verbunden, der am Fahrzeugaufbau (nicht dargestellt) oder an einem Fahrschemel oder dergleichen über zwei in einem Längsabstand vorgesehene Lager angelenkt ist. Der untere Querlenker ist ebenfalls als Dreieckslenker in der Weise ausgebildet, daß er aus dem eigentlichen unteren Querlenker 4 und einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Zugstrebe 5 besteht, die mit ihrem vorderen Ende am Fahrzeugaufbau oder dergleichen angelenkt ist. Am Radträger 2 greift schließlich noch ein quer ge­ richteter Stablenker 6 an, der auch als Spurstange fungieren kann, wenn das Rad 1 lenkbar sein soll.In FIG. 1 of the drawing, the wheel carrier 2 supporting the wheel 1 is articulated at the top to an upper wishbone 3 , which is articulated on the vehicle body (not shown) or on a subframe or the like via two bearings provided at a longitudinal distance. The lower wishbone is also designed as a wishbone in such a way that it consists of the actual lower wishbone 4 and a tension strut 5 running in the longitudinal direction of the vehicle, which is hinged at its front end to the vehicle body or the like. Finally, on the wheel carrier 2 a cross-directional rod guide 6 engages, which can also act as a tie rod if the wheel 1 is to be steerable.

Der untere Querlenker 4 ist an seinem dem Fahrzeugaufbau zugewandten Ende an einem Zwischenhebel 7 angelenkt, der sich von dieser Anlenkung 8 zur Fahrzeugaußenseite hin erstreckt und mit seinem äußeren Abschnitt an dem Fahrzeugaufbau, bzw. an einem Zwischenträger oder ähnlichem gelagert ist. An der Anlenkung 8, die den unteren Querlenker 4 und den Zwischenhebel 7 verbindet, greift eine Verbindungsstange 9 an, die annähernd vertikal gerichtet ist und mit ihrem oberen Ende am oberen Querlenker 3 zwischen dessen innerem und äußerem Ende über das Gelenk 10 angelenkt ist. The lower wishbone 4 is articulated at its end facing the vehicle body to an intermediate lever 7 , which extends from this articulation 8 to the outside of the vehicle and is supported with its outer portion on the vehicle body, or on an intermediate carrier or the like. On the linkage 8 , which connects the lower control arm 4 and the intermediate lever 7 , a connecting rod 9 engages, which is directed approximately vertically and is articulated with its upper end on the upper control arm 3 between its inner and outer end via the joint 10 .

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß es auch sinnvoll sein kann, den oberen Querlenker nicht direkt am Aufbau oder dergleichen anzulenken, sondern an einem Zwischenhebel, wobei dann die Verbindungsstange 9 zwischen den Endbereichen des unteren Querlenkers angelenkt wäre. Dies kann zweckmäßig sein, wenn ins­ besondere der obere Querlenker in seiner (realen) Quererstreckung noch verkürzt werden soll.It should be pointed out at this point that it may also make sense not to link the upper wishbone directly to the structure or the like, but to an intermediate lever, in which case the connecting rod 9 would be articulated between the end regions of the lower wishbone. This can be useful if in particular the upper wishbone is to be shortened in its (real) transverse extent.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der untere Querlenker 4′ als trapezförmiger Querlenker ausgebildet, der mit dem Radträger 2′ über zwei relativ steife Gelenke 11 und 12 verbunden ist, die etwa in Fahrzeug­ längsrichtung hintereinanderliegen und eine gemeinsame Drehachse haben. Die inneren Gelenke 13 und 14 des unteren Querlenkers 4′ sind ebenfalls relativ steif ausgebildet und verbinden den unteren, trapezförmigen Querlenker 4′ mit dem Zwischenhebel 7′.In the embodiment according to FIG. 2, the lower transverse link 4 'is formed as a trapezoidal cross-link, with said wheel carrier 2' is connected via two relatively stiff joints 11 and 12 which lie behind one another along the direction approximately in the vehicle and have a common axis of rotation. The inner joints 13 and 14 of the lower control arm 4 'are also relatively rigid and connect the lower, trapezoidal control arm 4 ' with the intermediate lever 7 '.

Der obere Querlenker 3′ ist als einfacher stabförmiger Lenker ausgebildet, der außen gelenkig mit dem Radträger 2′ und innen gelenkig mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Im Zwischenbereich des oberen Querlenkers 3′ greift wiederum die Verbindungsstange 9 an, die bei dem Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 2 mit ihrem unteren Ende an dem Zwischenhebel 7′ angelenkt ist.The upper wishbone 3 'is designed as a simple rod-shaped link which is articulated on the outside with the wheel carrier 2 ' and articulated on the inside with the vehicle body. In the intermediate region of the upper wishbone 3 'again engages the connecting rod 9 , which is articulated in the exemplary embodiment from FIG. 2 with its lower end to the intermediate lever 7 '.

Der untere Querlenker 4′ ist mit seinen beiden innen liegenden Gelenken 13 und 14 am Mittelabschnitt eines in Fahrzeuglängsrichtung L langgestreckten Zwischenhebels 7′ angelenkt. Dieser Zwischenhebel 7′ ist in Draufsicht etwa U-förmig gestaltet und seine aufbauseitigen äußeren Gelenke 16 und 17 sind etwa vor und hinter dem Rad 1 vorgesehen. The lower wishbone 4 'is articulated with its two inner joints 13 and 14 at the central portion of an intermediate lever 7 elongated in the vehicle longitudinal direction L '. This intermediate lever 7 'is approximately U-shaped in plan view and its body-side outer joints 16 and 17 are provided approximately in front and behind the wheel 1 .

Die aufbauseitigen Gelenke 16 und 17 des Zwischenhebels 7′ sind in Fahrzeuglängsrichtung L weich ausgebildet und der Schnittpunkt der beiden weichen Richtungen 16′ bzw. 17′ ist in Draufsicht von der Radmittenebene nach innen versetzt. Die Drehachsen der Gelenke 16 und 17 sind hierzu in einer annähernd horizontalen Ebene gegenüber der Verbindungslinie der beiden Gelenke 16 und 17 schräg gestellt. Auf diese Weise kann der "elastische Schwer­ punkt" (Federschwerpunkt) der aufbauseitigen Anlenkung des Zwischenhebels 7′ auf die Fahrzeugaußenseite des Rades 1 verlegt werden, so daß beim Bremsen Vorspur und beim Anfahren Nachspur entsteht.The body-side joints 16 and 17 of the intermediate lever 7 'are soft in the longitudinal direction L of the vehicle and the intersection of the two soft directions 16 ' and 17 'is offset in plan view from the wheel center plane inwards. For this purpose, the axes of rotation of the joints 16 and 17 are inclined in an approximately horizontal plane relative to the connecting line of the two joints 16 and 17 . In this way, the "elastic center of gravity" (center of gravity) of the body linkage of the intermediate lever 7 'on the vehicle outside of the wheel 1 can be relocated so that toe-in when braking and toe-in when starting.

In Fig. 3 der Zeichnung ist die Drehachse 18 angedeutet, um die der obere Querlenker 3 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 19 schwenkbar ist. Mit 20 ist der Relativpol zwischen oberem Quer­ lenker 3 und Zwischenhebel 7 bezeichnet und mit 21 der Relativpol zwischen Radträger 2 und Zwischenhebel 7. Der Schnittpunkt der Verlängerung 22 der Achse des oberen Querlenkers mit der Verlängerung 23 der Verbindungslinie zwischen aufbauseitiger Anlenkung 24 des Zwischenhebels 7 und dem Relativpol 21 ergibt den Pol 25 des Rades 1. Mit dem Pol 25 läßt sich der ideelle Pol 26 des unteren Querlenkers 4 ermitteln. Er befindet sich im Schnitt­ punkt der Verbindungslinie des Poles 25 mit der An­ lenkung 27 zwischen unterem Querlenker und Radträger 2 mit der Verlängerung 28 der Verbindungslinie zwischen der Anlenkung 24 und der Anlenkung 8. Man erkennt, daß der reale Querlenker 4 wesentlich kürzer ist, als der "ideelle" untere Querlenker, dessen wirksame Länge durch die Strecke zwischen dem Pol 26 und der Anlenkung 27 gegeben ist. In Fig. 3 of the drawing, the axis of rotation 18 is indicated, about which the upper wishbone 3 of the embodiment of FIG. 1 is pivotable relative to the vehicle body 19 . With 20 the relative pole between upper transverse link 3 and intermediate lever 7 is designated and with 21 the relative pole between wheel carrier 2 and intermediate lever 7th The intersection of the extension 22 of the axis of the upper wishbone with the extension 23 of the connecting line between the articulation 24 of the intermediate lever 7 and the relative pole 21 results in the pole 25 of the wheel 1 . The ideal pole 26 of the lower control arm 4 can be determined with the pole 25 . It is located at the intersection of the connecting line of the pole 25 with the steering 27 between the lower wishbone and wheel carrier 2 with the extension 28 of the connecting line between the linkage 24 and the linkage 8th It can be seen that the real wishbone 4 is much shorter than the "ideal" lower wishbone, the effective length of which is given by the distance between the pole 26 and the linkage 27 .

Aus Fig. 4 wird erkennbar, daß beim Einfedern kaum Spur­ änderungen auftreten, was ein niedriges Rollzentrum ergibt. Des weiteren ist aus Fig. 5 erkennbar, daß das Ausfedern im wesentlichen keine Sturzänderung verur­ sacht.From Fig. 4 it can be seen that hardly any track changes occur during compression, which results in a low roll center. Furthermore, it can be seen from FIG. 5 that the rebounding does not cause any fall change.

Claims (6)

1. Unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit einem von einem oberen sowie einem unteren Quer­ lenker geführten und das Rad lagernden Radträger, wobei an einem ersten Querlenker eine etwa verti­ kale Verbindungsstange angreift, die andererseits mit dem zweiten Querlenker in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Querlenker (4, 4′) aufbauseitig an einem Zwischenhebel (7, 7′) angelenkt ist, der sich von dieser Anlenkung (8) zur Fahrzeugaußenseite hin erstreckt und mit seinem äußeren Endabschnitt am Fahrzeugaufbau (19) oder dergleichen gelagert ist, und daß die Verbindungs­ stange (9) im Bereich der Anlenkung (8) am Zwischen­ hebel (7, 7′) oder am zweiten Querlenker (7) angreift.1. Independent wheel suspension for motor vehicles, with one of an upper and a lower wishbone guided and the wheel bearing wheel carrier, with an approximately verti cal connecting rod engages on a first wishbone, which on the other hand is connected to the second wishbone, characterized in that the second wishbone ( 4 , 4 ') is articulated on the body side to an intermediate lever ( 7 , 7 ') which extends from this articulation ( 8 ) to the outside of the vehicle and is mounted with its outer end portion on the vehicle body ( 19 ) or the like, and that the connecting rod ( 9 ) in the region of the linkage ( 8 ) on the intermediate lever ( 7 , 7 ') or on the second wishbone ( 7 ). 2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsstange (9) an der Anlenkung (8) des zweiten Querlenkers (4) am Zwischenhebel (7) angreift. 2. Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the connecting rod ( 9 ) on the articulation ( 8 ) of the second wishbone ( 4 ) engages on the intermediate lever ( 7 ). 3. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Querlenker der untere Querlenker (4, 4′) ist.3. Suspension according to claim 1, characterized in that the second wishbone is the lower wishbone ( 4 , 4 '). 4. Radaufhängung nach Anspruch 1, mit einem trapez­ förmigen zweiten Querlenker, der sowohl radträger­ seitig als auch aufbauseitig zwei etwa in Längs­ richtung hintereinander liegende Gelenke (11, 12, 12, 14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Querlenker (4) mit seinen beiden innen liegenden Gelenken (13, 14) am Mittelabschnitt eines in Fahrzeuglängsrichtung (L) langgestreckten Zwischenhebels (7′) angelenkt ist.4. Wheel suspension according to claim 1, with a trapezoidal second wishbone, which has both wheel carrier side and body side two approximately in the longitudinal direction one behind the other joints ( 11 , 12 , 12 , 14 ), characterized in that the second wishbone ( 4 ) is articulated with its two internal joints ( 13 , 14 ) on the central section of an intermediate lever ( 7 ') elongated in the vehicle longitudinal direction ( L ). 5. Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der langgestreckte Zwischenhebel (7′) in Draufsicht etwa U-förmig ist und seine aufbau­ seitigen äußeren Gelenke (16, 17) etwa vor und hinter dem Rad (1) vorgesehen sind.5. Suspension according to claim 4, characterized in that the elongated intermediate lever ( 7 ') is approximately U-shaped in plan view and its construction-side outer joints ( 16 , 17 ) are provided approximately in front and behind the wheel ( 1 ). 6. Radaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aufbauseitigen Gelenke (16, 17) des Zwischenhebels (7′) in Fahrzeuglängsrichtung (L) weich ausgebildet sind und der Schnittpunkt der beiden weichen Richtungen (16′, 17′) in Draufsicht von der Radmittenebene nach innen versetzt ist.6. Wheel suspension according to claim 5, characterized in that the body-side joints ( 16 , 17 ) of the intermediate lever ( 7 ') in the vehicle longitudinal direction ( L ) are soft and the intersection of the two soft directions ( 16 ', 17 ') in plan view is offset inwards from the wheel center plane.
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