WO1999054155A1 - Einzelradaufhängung in schräglenkerbauweise mit einem radführenden dreiecklenker und einem stablenker - Google Patents

Einzelradaufhängung in schräglenkerbauweise mit einem radführenden dreiecklenker und einem stablenker Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an independent suspension in a semi-trailing arm design with a wheel-guiding triangular link mounted elastically at at least two points on the vehicle body and with a stabilizer bar which is laterally offset between the triangular link and the vehicle body towards the vehicle center.
  • Such independent suspension is known from the unpublished DE 36 22 552 AI.
  • a semi-trailing arm axle is described which, in addition to a two-armed triangular arm, has a single arm for each wheel.
  • the body-side bearings of the handlebar arms are not in line with each wheel, but the bearing of the middle handlebar arm is shifted towards the axis in order to be able to arrange a large-volume fuel tank between the wheels.
  • the individual handlebar arm should be brought as close as possible to the wheel mounting point.
  • the bike guides the bounce and rebound, among other things. by the arrangement of the handlebar mounting an undesirable screw movement, which also leads to camber changes.
  • the invention is based on the problem of creating an independent wheel suspension in a semi-trailing arm design which, despite an elastic mounting of the semi-trailing arm, does not oversteer.
  • the problem is solved with the features of the main claim.
  • the semi-trailing arm is elastically supported in at least two places on the vehicle body, while the stabilizer link between the body and semi-trailing arm is mounted on both sides in rigid ball joints.
  • the body-side joints of the diagonal or triangular link and the stabilizer link are arranged approximately on a straight line.
  • the handlebar is a maximum of half as long as the average length of the wishbone. Both handlebars are approximately in one plane.
  • the wishbone of the outside wheel of a motor vehicle rear axle supports the lateral force acting on it via the stabilizer link on the vehicle body.
  • the stabilizer bar prevents the triangular handlebar from turning backwards counterclockwise around its internal joint. Such a turning away usually leads to a destabilizing toe-in and reduction of the track width. Instead, the wheel turns together with the wishbone about a virtual pivot point that lies outside the wheel center plane and in relation to the direction of travel behind the point of application of the lateral force. The rotation is clockwise, so that the wheel is advantageously in toe-in.
  • Figure 1 Independent wheel suspension in a dimetric view
  • Figure 2 like Figure 1, but plan view. 3
  • Figures 1 and 2 show an independent suspension in semi-trailing arm design.
  • a semi-trailing arm (10) carries a wheel (1) via a wheel carrier (2).
  • the diagonal link (10) which is designed as a triangular link, is mounted on the vehicle body by means of two swivel joints (11, 31) and (12, 32).
  • the centers of the swivel joints (11, 31) and (12, 32) lie on a straight line (17).
  • the swivel joints each consist of a bushing (11; 12) arranged on the wishbone (10), a bearing pin (31; 32) attached to the vehicle body and a rubber insert inserted between these parts.
  • the inner contours of the bushings (11, 12) and the outer contours of the bearing pins (31, 32) are generally profiled in order to be able to produce certain stiffnesses in the joints along the pivot pin axes and transversely thereto.
  • a rod link (20) is articulated on the triangular link (10) and has the function of a support link.
  • the latter includes an angle between 30 and 40 degrees with the wheel axle (3). It is mounted on the wishbone (10) and on the vehicle body in ball joints (23, 33) and (14, 24).
  • the triangular link-side joint shell (14) is seated on the triangular link (10) on a support bracket (15).
  • the other joint shell (33) sits rigidly on the vehicle body.
  • the ball joints (23, 33) and (14, 24) are designed to be almost free of play and rigid.
  • the support arm (20) is very short compared to the triangle arm (10). Its length is less than the average length of the wishbone (10). The latter is defined as the shortest distance between the wheel center (5) and the handlebar pivot axis (17).
  • the lines of action (41, 42; 43) of the wishbone arm (10) and the support arm (20) intersect at a virtual pivot point (40) outside the wheel center plane (4) and behind the wheel axis (3).
  • the sockets (11, 12) and the handlebar pivot axis (17) lie approximately in one plane.
  • the sockets (11, 12) are aligned almost normally to the corresponding lines of action (41, 42).
  • the wheel (1) as a wheel on the outside of the curve is loaded with a lateral force, it would experience a lateral offset and a counterclockwise rotation without the longitudinally stiff support link (20) due to the elastokinematic joints (11, 31; 12, 32).
  • the socket (11) of the outer joint moves to the rear and towards the center of the vehicle, while the socket (12) of the inner joint moves forward and also towards the center of the vehicle.
  • the resulting lane change and the resulting positive caster angle would adversely affect driving behavior.
  • the triangular arm (10) which moves laterally under the influence of lateral forces, is forced into a circular path in the ball joint (14, 24) around the center of the ball joint (23, 33). This will move the bushing (12) backwards. This shift increases with increasing lateral force, so that the wheel (1) turns undercutting in the toe-in. The wheel (1) rotates around the point (40).
  • the pure lateral offset is significantly reduced by the support effect of the support arm (20). Improved directional stability and understeering understeer significantly improve driving behavior.
  • the support arm (20) influences the damping of the elastokinematic joints (11, 31) and (12, 32) only insignificantly, because due to its short design it only has a stiffening effect when the joints reach their design-related stroke limit. This makes it possible, even without a carriage, and in spite of a rigid lateral force support to achieve good longitudinal spring comfort.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung in Schräglenkerbauweise mit einem radführenden an mindestens zwei Stellen am Fahrzeugaufbau elastisch gelagerten Dreiecklenker und mit einem Stablenker, der zur Fahrzeugmitte hin seitlich versetzt zwischen dem Dreiecklenker und dem Fahrzeugaufbau angeordnet ist. Der Stablenker ist zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Dreiecklenker beidseitig in steifen Kugelgelenken gelagert. Die aufbauseitigen Gelenke des Schräg- bzw. Dreiecklenkers und des Stablenkers sind annähernd auf einer Geraden angeordnet. Der Stablenker ist maximal halb so lang wie die mittlere Länge des Dreiecklenkers. Beide Lenke liegen annähernd in einer Ebene. Mit der Erfindung wird eine Einzelradaufhängung geschaffen, die trotz einer elastischen Lagerung des Schräglenkers nicht seitenkraftübersteuernd wirkt.

Description

Einzelradaufhängung in Schräglenkerbauweise mit einem radführenden Dreiecklenker und einem Stablenker
Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung in Schräglenkerbauweise mit einem radführenden an mindestens zwei Stellen am Fahrzeugaufbau elastisch gelagerten Dreiecklenker und mit einem Stablenker, der zur Fahrzeugmitte hin seitlich versetzt zwischen dem Dreiecklenker und dem Fahrzeugaufbau angeordnet ist.
Eine derartige Einzelradaufhängung ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 36 22 552 AI bekannt. Dort wird eine Schräglenkerachse beschrieben, die pro Rad neben einem zweiarmigen Dreiecklenker einen einzelnen Lenkerarm aufweist. Die aufbauseitigen Lager der Lenkerarme liegen pro Rad nicht auf einer Linie, sondern das Lager des mittleren Lenkerarmes ist zur Achse hin verschoben, um zwischen den Rädern einen großvolumigen Kraftstofftank anordnen zu können. Der einzelne Lenkerarm soll bei dieser Konstruktion so nahe wie möglich an den RadaufStandspunkt herangeführt sein.
Hier führt das Rad beim Ein- und Ausfedern u.a. durch die Anordnung der Lenkerlagerung eine unerwünschte, auch zu Sturzänderungen führende Schraubbewegung aus.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Einzelradaufhängung in Schräglenkerbauweise zu schaffen, die trotz einer elastischen Lagerung des Schräglenkers nicht seitenkraftübersteuernd wirkt. Das Problem wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Der Schräglenker wird mindestens an zwei Stellen am Fahrzeugaufbau elastisch gelagert, während der zwischen Aufbau und Schräglenker sitzende Stablenker beidseitig in steifen Kugelgelenken gelagert ist. Die aufbauseitigen Gelenke des Schräg- bzw. Dreiecklenkers und des Stablenkers sind annähernd auf einer Geraden angeordnet. Der Stablenker ist maximal halb so lang wie die mittlere Länge des Dreiecklenkers . Beide Lenker liegen annähernd in einer Ebene .
Der Dreiecklenker des kurvenäußeren Rades einer Kraftfahrzeughinterachse stützt die auf ihn einwirkende Seitenkraft über den Stablenker am Fahrzeugaufbau ab. Der Stablenker verhindert, daß der Dreiecklenker um sein aufbauinneres Gelenk im Gegenuhrzeigersinn nach hinten wegdreht. Ein solches Wegdrehen führt in der Regel zu einer destabilisierenden Nachspur und Spurweitenverringerung. Stattdessen dreht das Rad zusammen mit dem Dreiecklenker um einen virtuellen Drehpunkt, der außerhalb der Radmittenebene und in bezug auf die Fahrtrichtung hinter dem Angriffspunkt der Seitenkraft liegt. Die Drehung erfolgt im Uhrzeigersinn, so daß das Rad vorteilhaft in Vorspur geht.
Die Aggregation aus einem elastisch am Fahrzeugauf au angelenkten Dreiecklenker mit einem sich dort steif abstützenden Stablenker ermöglicht einen guten Längsfederkomfort, ohne daß hierzu ein aufwendiger Fahrschemel notwendig ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht oder nur teilweise zitierten Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform:
Figur 1: Einzelradaufhängung in dimetrischer Ansicht;
Figur 2: wie Figur 1, jedoch Draufsicht. 3
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Einzelradaufhängung in Schräglenkerbauweise. Ein Schräglenker (10) trägt über einen Radträger (2) ein Rad (1) . Der als Dreiecklenker ausgebildete Schräglenker (10) ist mittels zweier Schwenkgelenke (11, 31) und (12, 32) am Fahrzeugaufbau gelagert. Die Mittelpunkte der Schwenkgelenke (11, 31) und (12, 32) liegen auf einer Geraden (17) . Die Schwenkgelenke bestehen jeweils aus einer am Dreiecklenker (10) angeordneten Buchse (11; 12) , einem am Fahrzeugaufbau befestigten Lagerbolzen (31; 32) und einer zwischen diesen Teilen eingefügten Gummieinlage . Die Innenkonturen der Buchsen (11, 12) und die Außenkonturen der Lagerbolzen (31, 32) sind in der Regel profiliert, um in den Gelenken entlang der Lagerbolzenschwenkachsen und quer dazu bestimmte Steifigkeiten erzeugen zu können.
Im Bereich zwischen dem Radträger (2) und der Buchse (12) ist am Dreiecklenker (10) ein Stablenker (20) angelenkt, der die Funktion eines Stützlenkers hat. Letzterer schließt mit der Radachse (3) einen Winkel zwischen 30 und 40 Winkelgraden ein. Er ist am Dreiecklenker (10) und am Fahrzeugaufbau in Kugelgelenken (23, 33) und (14, 24) gelagert. Die dreiecklenkerseitige Gelenkschale (14) sitzt am Dreiecklenker (10) auf einer Stützkonsole (15) . Die andere Gelenkschale (33) sitzt starr am Fahrzeugaufbau. Die Kugelgelenke (23, 33) und (14, 24) sind annähernd spielfrei und steif ausgelegt .
Der Stützlenker (20) ist im Vergleich zum Dreiecklenker (10) sehr kurz. Seine Länge ist kleiner als die mittlere Länge des Dreiecklenkers (10) . Letztere ist definiert als der kürzeste Abstand zwischen dem Radmittelpunkt (5) und der Lenkerschwenkachse (17) .
Nach Figur 2 schneiden sich die Wirkungslinien (41, 42; 43) des Dreiecklenkers (10) und des Stützlenkers (20) in einem virtuellen Drehpunkt (40) außerhalb der Radmittenebene (4) und hinter der Radachse (3) . Die Wirkungslinien (41, 42; 4
43) und die Lenkerschwenkachse (17) liegen annähernd in einer Ebene. Die Buchsen (11, 12) sind annähernd normal zu den entsprechenden Wirkungslinien (41, 42) ausgerichtet.
Wird das Rad (1) als kurvenäußeres Rad mit einer Seitenkraft belastet, so würde es ohne den längssteifen Stützlenker (20) aufgrund der elastokinematischen Gelenke (11, 31; 12, 32) einen Seitenversatz und eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn erfahren. Die Buchse (11) des aufbauäußeren Gelenks wandert nach hinten und in Richtung Fahrzeugmitte, während die Buchse (12) des aufbauinneren Gelenks nach vorn und ebenfalls Richtung Fahrzeugmitte wandert. Die hierdurch entstehende Spuränderung und der sich gleichzeitig einstellende positive Nachlaufwinkel würden das Fahrverhalten negativ beeinflussen.
Bei einem eingebauten Stützlenker (20) wird der sich unter der Seitenkrafteinwirkung seitlich bewegende Dreiecklenker (10) im Kugelgelenk (14, 24) auf eine Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kugelgelenkes (23, 33) gezwungen. Dadurch wird die Buchse (12) nach hinten verlagert. Diese Verlagerung vergrößert sich mit zunehmender Seitenkraft, so daß das Rad (1) seitenkraftuntersteuernd in Vorspur dreht. Das Rad (1) dreht sich hierbei um den Punkt (40) .
Der reine Seitenversatz verringert sich durch die Stützwirkung des Stützlenkers (20) erheblich. Eine verbesserte Spurtreue und das Seitenkraftuntersteuern verbessern das Fahrverhalten erheblich.
Der Stützlenker (20) beeinflußt die Dämpfung der elastokinematischen Gelenke (11, 31) und (12, 32) nur unwesentlich, da er aufgrund seiner kurzen Bauweise erst versteifend wirkt, wenn die Gelenke an ihre bauartbedingte Hubgrenze gelangen. Dadurch ist es möglich, auch ohne Fahrsche el und trotz einer steifen Seitenkraftabstützung der Radaufhängung einen guten Längsfederkomfort zu erzielen.
6
Bezugs zeichenlis e
Rad
Radträger
Radachse
Radmittenebene
Figure imgf000008_0001
Radmi 11 e lpunk t
Fahrtrichtung
Dreiecklenker, Schräglenker , 12 Gelenkbuchsen mit Gummilagern
Gelenkschale Stützkonsole
Lenkerschwenkachse
Stablenker, Stützlenker , 24 Gelenkkugeln
, 32 Lagerbolzen Gelenkschale
Virtueller Drehpunkt des Dreiecklenkers , 42 Wirkungslinien des Dreiecklenkers Wirkungslinie des Lenkers

Claims

Patentansprüche
1. Einzelradaufhängung in Schräglenkerbauweise mit einem radführenden an mindestens zwei Stellen am Fahrzeugaufbau elastisch gelagerten Dreiecklenker und mit einem Stablenker, der zur Fahrzeugmitte hin seitlich versetzt zwischen dem Dreiecklenker und dem Fahrzeugaufbau angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß der Stablenker (20) beidseitig in steifen Kugelgelenken (23,33) und (14, 24) gelagert ist,
- daß die aufbauseitigen Gelenke (11, 31), (12, 32) und (23, 33) des Dreiecklenkers (10) und des Stablenkers (20) annähernd auf einer Geraden (17) angeordnet sind,
- daß der Stablenker (20) maximal halb so lang ist wie die mittlere Länge des Dreiecklenkers (10) und
- daß beide Lenker (10) und (20) annähernd in einer Ebene liegen.
2. Einzelradaufhängung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wirkungslinien (41) , (42) und (43) des Dreiecklenkers (10) und des Stablenkers (20) in einem Punkt (40) treffen, der sowohl gegenüber der Radmittenebene (4) nach außen versetzt als auch in bezug auf die Fahrtrichtung (7) hinter der Radachse (3) liegt.
3. Einzelradaufhängung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiecklenker (10) und der Stablenker (20) direkt am Fahrzeugaufbau gelagert sind.
4. Einzelradaufhängung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie (43) des Stablenkers (20) mit der Radachse (3) einen Winkel zwischen 30 und 40° einschließt.
PCT/EP1999/002189 1998-04-16 1999-03-30 Einzelradaufhängung in schräglenkerbauweise mit einem radführenden dreiecklenker und einem stablenker WO1999054155A1 (de)

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