DE3912774A1

DE3912774A1 - Suspension for steered wheel - with compensating supports to maintain tracking when displaced

Info

Publication number: DE3912774A1
Application number: DE19893912774
Authority: DE
Inventors: Einhard Dipl Ing Kleinschmit; Peter Tattermusch
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1990-05-23

Abstract

The track rods (24,24') are linked to the steering rod (18) by joints (20,20') which are displaced vertically in opposite directions when the vehicle is steered. This compensates for tracking changes caused by non compensated steering. The track rods are joined to the wheel supports by outer joints (26,26'). The outer joints move in the same direction as the inner joints on each side of the steering to alter the wheel setting. The tracking is maintained when the wheels are steered and when the wheels are displaced by road movements. ADVANTAGE - Stable steering, improved cornering handling.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung mit den Merk malen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.The invention relates to a wheel suspension with the Merk paint the preamble of claim 1.

Bei Lenkeinschlägen solcher Radaufhängungen verlagert sich der äußere, radseitige Anlenkpunkt der Spurstange am Spur stangenhebel entlang einer räumlichen Bahn um die geneigte Lenkachse. Diese Verlagerung vollzieht sich, entsprechend den konstruktiven Gegebenheiten, entweder in einer auf der Lenkachse senkrecht stehenden Ebene oder entlang einer zu einer solchen Ebene auf- oder absteigenden Bahn, je nachdem, wie die Radaufhängung kinematisch ausgelegt ist.When steering such wheel suspensions is shifted the outer, wheel-side pivot point of the tie rod on the track rod levers along a spatial path around the inclined Steering axle. This shift is taking place accordingly the constructive conditions, either in one on the Steering axis perpendicular plane or along a to such a level ascending or descending path, depending on how the wheel suspension is designed kinematically.

Der Anlenkpunkt der Spurstange am Lenkstellglied verlagert sich hingegen in Fahrzeugquerrichtung entsprechend der durch das Lenkstellglied erteilten Lenkbewegung.The pivot point of the tie rod on the steering actuator is shifted however, in the vehicle transverse direction according to the steering movement given by the steering actuator.

Die Verlagerung des radseitigen Anlenkpunktes der Spur stange bei Lenkbewegungen entlang einer räumlichen Bahn hat zur Folge, daß Federbewegungen des Rades bereits bei kleinen Lenkwinkeln zu einer auf das Fahrzeug wirkende Störkräfte erzeugenden verhältnismäßig großen Vorspurän derung führen.The shift of the wheel-side pivot point of the track rod during steering movements along a spatial path has the consequence that spring movements of the wheel already small steering angles to one acting on the vehicle Relatively large toe-in generating interference change.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Radaufhängungen in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1 so zu verbessern, daß bei Lenkeinschlägen und durchfedernden Rädern sich nur minimale Vorspuränderungen einstellen können bzw. die für die Konstruktionslage fest gelegte Vorspur keine nennenswerte Veränderung erfährt.The invention has for its object wheel suspensions in training according to the preamble of the patent Say 1 to improve so that steering and bouncing wheels only minimal toe-in changes can adjust or set for the construction position placed toe-in does not experience any significant change.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is inventively characterized by nenden features of claim 1 solved.

Bei Lenkbewegungen werden somit die inneren Anlenkpunkte beider Spurstangen ihren äußeren, radseitigen Anlenkpunkten derart nachgeführt, daß die Höhenlage beider Spurstangenan lenkpunkte in jeder Phase ihrer Lenk- und Federbewegungen sich im wesentlichen entspricht.The inner articulation points are thus during steering movements both tie rods their outer, wheel-side pivot points adjusted so that the height of both tie rods steering points in every phase of their steering and spring movements essentially corresponds.

Damit verlagern sich bei Lenkeinschlägen die Spurstangen in vertikaler Richtung in etwa parallel zu sich selbst, so daß die kinematischen Bedingungen, aus welchen die bei auf Geradeausfahrt eingestellten Rädern sich ergebenden, ge ringen maximalen Vorspuränderungen resultieren, auch beim Durchfedern zumindest weitgehend erhalten bleiben.This causes the tie rods to shift when the steering is turned in the vertical direction roughly parallel to yourself, so that the kinematic conditions from which the at Straight wheels set resulting ge wrestle maximum toe-in changes result, even when Bouncing at least largely preserved.

Mögliche, vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Possible, advantageous embodiments of the invention are the subject of subclaims.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung, stark schematisiert, dargestellt.In the drawing are exemplary embodiments of the invention, highly schematized, shown.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 und 2 Darstellungen eines unabhängig geführten, lenkbaren Fahrzeugrades, zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Lenkkinematik, wobei als Radführungsglied lediglich die Spurstange gezeigt ist, Fig. 1 and 2 representations of an independently performed, steerable vehicle wheel, for explaining the steering kinematics according to the invention, with only the tie rod is shown as a wheel guide member,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 2, Fig. 3 is a plan view of the representation according to Fig. 2,

Fig. 4 eine Rückansicht einer lenkbaren Fahrzeug achse mit einer ersten Ausführungsform eines bei Lenk- und Federbewegungen die Vorspur weitgehendst aufrechterhaltenden Lenkge stänges, wobei mit Ausnahme der Spurstangen auf die Darstellung weiterer Radführungs elemente verzichtet worden ist, und Fig. 4 is a rear view of a steerable vehicle axis with a first embodiment of a toe to the greatest possible extent in steering and spring movements Lenkge, with the exception of the tie rods on the representation of other wheel guidance elements has been omitted, and

Fig. 5 eine Rückansicht einer lenkbaren Fahrzeug achse, ähnlich Fig. 4, mit einer weiteren Ausführungsform eines die Vorspur weitgehend aufrechterhaltenden Lenkgestänges. Fig. 5 is a rear view of a steerable vehicle axle, similar to Fig. 4, with another embodiment of a steering linkage largely maintaining the toe-in.

Um bei einer Fahrzeugachse 10 mit um eine geneigte Lenk achse 12 lenkbaren Rädern 14 bei allen Lenkeinschlägen eine gewählte Vorspur über dem Federweg zumindest weitge hend konstant zu halten, ist eine Lenkeinrichtung 16 vor gesehen. Diese stellt sicher, daß ein an einer Lenkstange 18 vorgesehener, innerer Anlenkpunkt 20 einer mit einem Radträger 22 eines Rades 14 gelenkig verbundenen Spur stange 24 bei Radlenk- und Federungsbewegungen dem rad seitigen, äußeren Spurstangenanlenkpunkt 26 derart nach geführt wird, daß in jeder Phase von Lenkbewegungen die Zuordnung der beiden Spurstangenanlenkpunkte 20 und 26 im wesentlichen beibehalten wird.In order to keep a selected toe-in over the spring travel at least largely constant in a vehicle axle 10 with a steerable steering axle 12 steerable wheels 14 at all steering angles, a steering device 16 is seen before. This ensures that a provided on a handlebar 18 , inner pivot point 20 of an articulated with a wheel carrier 22 of a wheel 14 rod 24 in wheel steering and suspension movements, the wheel-side, outer tie rod pivot point 26 is guided such that in each phase of Steering movements the assignment of the two tie rod pivot points 20 and 26 is essentially maintained.

Demgemäß folgt bei Ein- und Ausfederungsbewegungen der radseitige Anlenkpunkt 26 einer der gewählten Vorspur ent sprechenden Soll-Bahnkurve 28, der bei Lenkbewegungen im wesentlichen die jeweilige Ist-Bahnkurve des Anlenkpunktes 26 entspricht.Accordingly, the wheel-side linking point is substantially at the respective steering movements actual trajectory follows with inputs and rebound movements 26 of the selected toe ent speaking target trajectory 28, the articulation point 26 corresponds.

Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, wie sich mit Hilfe der Lenkeinrichtung 16 bei einer gegebenen Einpassung der Spur stange 24 in eine Radaufhängung über dem gesamten Federweg die Soll-Bahnkurve 28 als Ist-Bahnkurve 28′ bzw. 28′′ im wesentlichen aufrechterhalten läßt.From Fig. 2 and 3 it can be seen how with the help of the steering device 16 with a given adjustment of the track rod 24 in a wheel suspension over the entire spring travel, the target trajectory 28 as the actual trajectory 28 'and 28 ''essentially maintained leaves.

Es sei hierbei angenommen, daß sich der radseitige Anlenk punkt 26 der Spurstange 24 bei Lenkbewegungen der Lenk stange 18, aufgrund einer entsprechenden Auslegung der Radaufhängung, in einer auf der Lenkachse 12 senkrecht stehenden Ebene a-a entlang einer Kreisbahn 30 bewegt. It is assumed here that the wheel-side pivot point 26 of the tie rod 24 during steering movements of the steering rod 18 , due to a corresponding design of the wheel suspension, moves in a plane perpendicular to the steering axis 12 aa along a circular path 30 .

Der Anlenkpunkt 26 wandert somit bei einem Lenkeinschlag des Rades 14 nach außen (Linkskurve) in der Ebene a-a auf wärts bzw. bei einem Lenkeinschlag nach innen (Rechtskurve) abwärts (siehe Fig. 2).The articulation point 26 thus moves outwards when the wheel 14 is turned (left curve) in the plane aa or downwards when the steering is turned (right curve) (see FIG. 2).

Damit in jeder Phase dieser Verlagerungen des äußeren An lenkpunktes 26 der Spurstange 24 die die gewählte Vorspur bestimmende Soll-Bahnkurve 28 zumindest weitgehend als Ist-Bahnkurve erhalten bleibt, wird die Lenkstange 18 bei Lenkbewegungen derart geführt, daß der lenkstangenseitige, innere Spurstangen-Anlenkpunkt 20 dem radseitigen Anlenk punkt 26 so nacheilt, daß die in der Konstruktionslage festgelegte relative Lage der beiden Anlenkpunkte 20 und 26 zueinander zumindest im wesentlichen erhalten bleibt.So that in each phase of these displacements of the outer steering point 26 of the tie rod 24, the target toe curve 28 that determines the selected toe-in is at least largely retained as the actual trajectory curve, the handlebar 18 is guided during steering movements in such a way that the steering rod-side inner tie rod pivot point 20 lags the wheel-side pivot point 26 so that the relative position of the two pivot points 20 and 26 relative to one another, which is determined in the design position, is at least substantially preserved.

Anhand der Fig. 4 und 5 sind nachstehend Lenkgestänge erläutert, die, im Sinne der Erfindung, die in der Kon struktionslage gegebene Höhenlage der beiden Anlenkpunkte 20 und 26 bzw. 20′ und 26′ der Spurstangen 24 und 24′ bei Lenk- und Federungsbewegungen im wesentlichen aufrechter halten.With reference to FIGS. 4 and 5, steering linkages are discussed below, which, in the context of the invention, the given altitude constructive tion position in the Kon of the two articulation points 20 and 26 or 20 'and 26' of the tie rods 24 and 24 'in steering and suspension movements essentially maintain.

Zu diesem Zweck ist bei beiden Ausführungsformen die die beiden Spurstangen 24 und 24′ miteinander verbindende Lenk stange 18 bzw. 44 aufbauseitig so geführt, daß, beispiels weise bei einem Linkseinschlag der Räder 14, der innere Anlenkpunkt 20′ der Spurstange 24′ bei Lenkbewegungen in einer Fahrzeugquerebene nach oben und der innere Anlenk punkt 20 der anderen Spurstange 24 nach unten verlagert wird. Dadurch werden die inneren Anlenkpunkte 20 und 20′ der Verlagerungsrichtung des jeweils zugeordneten äußeren Anlenkpunktes 26 bzw. 26′ entlang der jeweiligen Kreisbahn 30 bzw. 30′ derart nachgeführt, daß sich die Spurstangen 24 und 24′ zur weitgehenden Erhaltung der Vorspur annähernd parallel zu sich selbst verlagern.For this purpose, in both embodiments, the two tie rods 24 and 24 'connecting steering rod 18 and 44 on the construction side so that, for example, with a left turn of the wheels 14 , the inner pivot point 20 ' of the tie rod 24 'during steering movements in a vehicle transverse plane up and the inner pivot point 20 of the other tie rod 24 is shifted down. As a result, the inner articulation points 20 and 20 'of the direction of displacement of the respectively assigned outer articulation point 26 and 26 ' along the respective circular path 30 and 30 'are adjusted such that the tie rods 24 and 24 ' are approximately parallel to each other for largely maintaining the toe-in relocate yourself.

Bei der Lenkeinrichtung 32 gemäß Fig. 4 ist hierzu die Lenkstange 18 in ihren Endbereichen an jeweils einem auf bauseitig bei 34 bzw. 36 hängend angeordneten Führungs lenker 38 und 40 angelenkt, die bei Geradeausfahrt nach oben konvergieren und symmetrisch zu einer Fahrzeugmit tenlängsebene c-c angeordnet sind.In the steering device 32 of FIG. 4 is for this purpose in each case a guide rod on building side at 34 and 36, arranged hanging guide hinged to steering rod 18 in their end regions at 38 and 40 cc when driving straight ahead converge upward and symmetrically tenlängsebene to a vehicle having arranged .

Die Führungslenker 38 und 40 definieren einen in der Kon struktionslage der Lenkeinrichtung 32 oberhalb der Rad achse b-b in der Fahrzeugmittenlängsebene c-c liegenden Momentanpol Mp. Bei in Fahrzeugquerrichtung erfolgenden Lenkbewegungen der Lenkstange 18, wozu diese beispiels weise durch ein nicht dargestelltes Stellglied in Form eines Lenkstockhebels oder eines an dieser oder an einem der Führungslenker 38 bzw. 40 angreifenden, ansteuerbaren Stellzylinders entsprechend verstellbar sein kann, wird sie eine Schwenkbewegung um den Momentanpol Mp entlang einer Bahnkurve 39 ausführen.The guide links 38 and 40 define a momentary pole Mp lying in the construction position of the steering device 32 above the wheel axis bb in the vehicle center longitudinal plane cc . In the case of steering movements of the handlebar 18 in the transverse direction of the vehicle, for which this can be correspondingly adjustable, for example, by an actuator (not shown) in the form of a steering column lever or a controllable actuating cylinder acting on this or on one of the guide links 38 or 40 , it will be a pivoting movement about the Execute the instantaneous pole Mp along a trajectory 39 .

Infolgedessen werden sich die inneren Spurstangenanlenk punkte 20 und 20′ in ihrer Höhenlage, wie vorstehend be reits erläutert, zueinander entgegengesetzt und jeweils gleichgerichtet zum zugeordneten äußeren Anlenkpunkt 26 bzw. 26′, der sich entlang der Bahnkurve 30 bzw. 30′ ver lagert, bewegen.As a result, the inner tie rod linkage points 20 and 20 'in their altitude, as already explained above be opposite to each other and each rectified to the associated outer pivot point 26 or 26 ', which is stored along the trajectory 30 and 30 'ver, move .

Die Lenkeinrichtung 42 gemäß Fig. 5 unterscheidet sich konstruktiv von der vorstehend erläuterten dadurch, daß eine Lenkstange 44 mit einem nach oben, außen abgekröpften Stangenendstück 46 in einem, insbesondere kugelförmigen Führungskörper 48 axial verschiebbar gelagert und letzte rer in einem aufbaufesten Lagerkörper 50 verdrehbar ge halten ist.The steering device 42 of FIG. 5 structurally different from the above-mentioned fact that a handlebar 44 mounted to top, outwardly bent Stangenendstück 46 in an, in particular spherical guide member 48 axially slidable with and hold last rer in a construction fixed bearing body 50 rotatable ge is.

Im Bereich des anderen Stangenendes ist ein in Fahrzeug querrichtung linear verstellbares, achs- oder aufbauseitig bei 52 beweglich abgestütztes Stellglied 54 angelenkt, das beispielsweise als doppelbeaufschlagbarer Arbeitszylinder ausgebildet ist, dessen Kolbenstange 56 am Lenkstangenend stück bei 58 angelenkt ist.In the area of the other rod end a linearly adjustable in the vehicle, axially or body-side at 52 movably supported actuator 54 is articulated, which is designed, for example, as a double-acting cylinder whose piston rod 56 is articulated on the handlebar end piece at 58 .

Anlenkpunkt 58 sowie ein durch die beiden Lagerteile 48 und 50 definierter Gelenkpunkt 60 sind in der Konstrukti onslage, analog zur Konstruktion gemäß Fig. 4, symmetrisch zu einer Fahrzeuglängsmittenebene c-c angeordnet und de finieren gleichfalls einen oberhalb der Radachse b-b lie genden Momentanpol Mp.Articulation point 58 and a pivot point 60 defined by the two bearing parts 48 and 50 are in the construction position, analogous to the construction according to FIG. 4, arranged symmetrically to a vehicle longitudinal center plane cc and likewise define an instantaneous pole Mp lying above the wheel axis bb .

Bei einer Verstellung der Lenkstange 44 in Fahrzeugquer richtung erfolgt eine Axialverstellung ihres Stangenend stückes 46 im Führungskörper 48, wobei dessen kardanische Beweglichkeit eine Verlagerung der inneren Spurstangenge lenkpunkte 20 und 20′ in vertikaler Ebene bzw. in der Höhe in einander entgegengesetzten Richtungen entlang einer durch den Momentanpol Mp definierten Bahnkurve 62 bewirkt. Dadurch wird die Konstruktionslage der inneren Spurstangen anlenkpunkte 20 und 20′ zu deren äußeren Anlenkpunkten 26 und 26′ während Lenk- und Federbewegungen der Lenkstange 44 aufrechterhalten.With an adjustment of the handlebar 44 in the vehicle transverse direction there is an axial adjustment of its rod end piece 46 in the guide body 48 , its gimbal mobility a displacement of the inner tie rod steering points 20 and 20 'in the vertical plane or in height in opposite directions along one by the Momentary pole Mp defined path curve 62 causes. As a result, the design position of the inner tie rods articulation points 20 and 20 'to their outer articulation points 26 and 26 ' is maintained during steering and spring movements of the handlebar 44 .

Alternativ können auch beide Lenkstangenendstücke, analog zu dem gemäß Fig. 5 linken Lenkstangenendstück 46, abge kröpft und kippbar gelagert sein. In diesem Falle kann ein Stellglied auf geeignete Art an der Lenkstange 44 angelenkt sein.Alternatively, both handlebar end pieces, analogous to the left handlebar end piece 46 according to FIG. 5, cranked abge and can be tilted. In this case, an actuator can be articulated on the handlebar 44 in a suitable manner.

Die inneren Anlenkpunkte 20 und 20′ der Spurstangen 24 und 24′ können an der Lenkstange 18 bzw. 44 auch eine unter schiedliche Höhenlage haben. Des weiteren können sie, so weit dies technisch vorteilhaft ist, auch mit den lenk stangenseitigen Anlenkpunkten der Führungslenker 38 und 40 (Fig. 4) bzw. der Anlenkpunkte 58 und 60 (Fig. 5) zusammen fallen.The inner pivot points 20 and 20 'of the tie rods 24 and 24 ' can also have a different height on the handlebars 18 and 44 , respectively. Furthermore, as far as this is technically advantageous, they can also coincide with the articulation points on the steering rod side of the guide links 38 and 40 ( FIG. 4) or the articulation points 58 and 60 ( FIG. 5).

Die Erfindung läßt sich sowohl bei Starrachsen als auch bei Fahrzeugachsen mit unabhängigen Radaufhängungen gleich vorteilhaft verwirklichen.The invention can be applied to both rigid axles and same for vehicle axles with independent wheel suspensions realize advantageous.

Die erläuterten Konstruktionen von Lenkeinrichtungen 32 und 42 zeichnen sich durch Unempfindlichkeit gegenüber Toleranzen und elastischen Verformungen aus. Schließlich sind sie auch bei schwierigsten Raumverhältnissen vorteil haft unterzubringen.The described constructions of steering devices 32 and 42 are characterized by being insensitive to tolerances and elastic deformations. After all, they are advantageous to accommodate even in the most difficult of spaces.

Claims

1. Wheel suspension for steerable wheels, in which the wheels of one axle each have a wheel carrier which is connected to the vehicle body via a wheel guide and can be pivoted for steering purposes about an inclined steering axis by means of a tie rod lever, which is articulated with a fixed connection to the wheel carrier Tie rod is a related party, which is articulated with its inner rod end to a steering actuator, characterized in that when steering movements, the inner pivot points ( 20 ', 20 '') of both tie rods ( 24 ', 24 '') in their height opposite to each other and each in the same direction to the corresponding pivot point ( 26 or 26 ') between the tie rod ( 24 ' or 24 '') and the tie rod lever are adjusted.

2. Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the steering actuator is at its ends each with one of the tie rods ( 24 'or 24 '') connected to the steering rod ( 18 or 44 ) which is guided on the body side such that the rod ends are shifted in opposite directions to one another during steering movements in their altitude.

3. Wheel suspension according to claim 2, characterized in that the handlebar ( 18 ) is articulated at the ends of a guide link ( 38 or 40 ) which is arranged on site and which is arranged symmetrically with respect to the longitudinal plane of the vehicle ( cc ) and converges when driving straight up or down are.

4. Wheel suspension according to claim 1 or 2, characterized in that at least one rod end piece ( 46 ) with an actuator ( 54 , 56 ) connected to the steering rod ( 44 ) is bent upwards and outwards and axially in a body-held guide element ( 48 ) adjustable and tilted together with this relative to the vehicle body and that the other rod end piece is guided by means of a guide device ( 54 , 56 ) on the body side such that the inner articulation points ( 20 , 20 ') of the tie rods ( 24 , 24 ') at Carrying out steering movements along a trajectory curve ( 62 ) are movable, the center ( M _p ) of which is in the KO position on the vehicle longitudinal center plane ( cc ).

5. Wheel suspension according to claim 4, characterized, that the guide device of the handlebar by their other, likewise upwards, bent outside and in a guide body held axially ver adjustable and together with this relative to the vehicle Construction tiltable rod end piece is formed.

6. Wheel suspension according to claim 4, characterized in that the guide device is formed by the axially or superstructure-side and on the end piece of the handlebar ( 44 ) opposite the bent rod end piece ( 46 ), articulated, linearly adjustable actuator ( 54 , 56 ), where the axes of the cranked handlebar end piece ( 46 ) and the actuator ( 54 , 56 ) intersect in the middle of the vehicle along the longitudinal plane ( cc ).