WO2006099986A1 - Wheel suspension of a vehicle comprising a torsion vibration damper - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a wheel suspension of a vehicle comprising a torsion vibration damper (3) which dampens, in particular, a vertical displacement of the vehicle wheel, whereby the rotational displaceable element (3c) thereof is provided with a lever arm (3a) whereon a non wheel-guiding element (2) is articulated, whereby the other end thereof is connected in an articulated manner to the wheel bearing (1) of the vehicle wheel or to one of said guiding elements and essentially to the same vertical displacement as the element guiding the wheel bearing. Preferably, a torsion bar (6) which acts, for example as a transversal stabiliser, can be twisted based on the vertical displacement of the associated wheel. As a result, the rotationally displaceable element (3c) of the torsion vibration damper which is connected in an essentially rigid manner to the vehicle body, is connected to the housing thereof (3b) in order to rotate about axis (3d) which extends in an essentially transversal direction in relation to the vehicle and which is connected to the associated wheel bearing (1) by means of an articulated column (2). The torsion bar (6) is oriented in an essentially parallel manner in relation to the axis and is fixed to the side of the rotational element (3c) of the torsion vibration damper, which is opposite the articulated column (2).

Description

Radaufhängung eines Fahrzeugs mit einem DrehschwingungsdämpferSuspension of a vehicle with a torsional vibration damper
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung eines Fahrzeugs mit einem insbesondere eine Vertikal bewegung des Fahrzeug-Rades dämpfenden Drehschwingungsdämpfer und als vorteilhafte Weiterbildung ein zweispuriges Fahrzeug mit den Rädern einer Achse zugeordneten Drehschwingungsdämpfern sowie mit einem Torsionsstab, der aufgrund einer Vertikalbewegung des zugeordneten Rades tordiert werden kann. Zum bekannten Stand der Technik wird beispielshalber auf die EP 1 043 516 A2 sowie auf die DE 40 15 777 C2 verwiesen.The invention relates to a suspension of a vehicle with a particular vertical movement of the vehicle wheel damping torsional vibration damper and as an advantageous development of a two-lane vehicle with the wheels of an axle associated torsional vibration dampers and with a torsion bar, which can be twisted due to vertical movement of the associated wheel. For the known state of the art, reference is made by way of example to EP 1 043 516 A2 and to DE 40 15 777 C2.
Zweispurige Kraftfahrzeuge weisen je Rad üblicherweise eine Tragfeder zur Abstützung des Fahrzeug-Aufbaus sowie einen zur Tragfeder parallel geschalteten Schwingungs-Dämpfer auf, deren beider Bewegungs-Achsen im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind. Im Hinblick auf eine Bauraum- Optimierung, d.h. um zwischen den Rädern einer Achse im Bereich oberhalb derselben einen möglichst großen Freiraum zu erhalten, können bekanntlich anstelle solcher longitudinal wirkender Schwingungs-Dämpfer alternativ Drehschwingungsdämpfer vorgesehen werden. Bei den bislang bekannten Anordnungen beeinflussen die in der Radaufhängung von Fahrzeugen vorgesehenen Drehschwingungsdämpfer jedoch die Radführungskinematik, was zu unerwünschten Nebeneffekten führen kann.Two-lane motor vehicles usually have a suspension spring for supporting the vehicle body, as well as a vibration damper connected in parallel to the suspension spring, whose two axes of motion are substantially vertically aligned. With regard to space optimization, i. In order to obtain as large a clearance as possible between the wheels of an axle in the area above it, it is known to provide torsional vibration dampers instead of such longitudinally acting vibration dampers. In the arrangements known hitherto, however, the torsional vibration dampers provided in the wheel suspension of vehicles influence the wheel guiding kinematics, which can lead to undesired side effects.
Hier eine Abhilfemaßnähme aufzuzeigen ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Fahrzeug-Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das drehbewegliche Element des Drehschwingungsdämpfers mit einem Schwenkarm versehen ist, an dem ein nicht radführendes Element angelenkt ist, dessen anderes Ende mit dem Radträger des Fahrzeug-Rades oder einem diesen führenden und dabei im wesentlichen die gleiche Vertikalbewegung wie der Radträger ausführenden Element gelenkig verbunden ist.To present a remedy here is an object of the present invention. The solution to this problem is for a vehicle suspension according to the preamble of claim 1, characterized in that the rotatable element of the torsional vibration damper is provided with a pivot arm on which a non-wheel guiding element is articulated, the other end to the wheel carrier of the vehicle wheel or a leading and thereby substantially the same vertical movement as the wheel carrier exporting element is hinged.
Mit der vorgeschlagenen Anordnung kann zunächst eine unerwünschte Einflussnahme auf die Radführungskinematik (bspw. hinsichtlich Bremsnickausgleich an der Vorderachse, etc.) sicher und einfach vermieden werden. Über das nicht radführende Element sowie den genannten Schwenkarm erfolgt lediglich die gewünschte Bewegungsübertragung in den Drehschwingungsdämpfer. Dabei ist ein bzw. das sog. drehbewegliche(s) Element des Drehschwingungsdämpfers über einen Schwenkarm letztlich am jeweiligen Rad bzw. am Radträger desselben abgestützt, wobei ein Fortsatz dieses Schwenkarmes eine Pendelstütze oder dgl. sein kann, jedenfalls ein nicht radführendes Element ist. Hiermit ist zum einen ein hohes Übersetzungsverhältnis erzielbar, was das Ansprechverhalten des Drehschwingungsdämpfers insbesondere bei kleinen Amplituden verbessert. Außerdem können durch die vorgeschlagene eigene Anlenkung des Drehschwingungsdämpfers die elastokinematischen Eigenschaften der Achse entkoppelt werden. Ferner muss bei der Abstimmung der Lagerelemente des Fahrwerks insbesondere bei Vorhandensein eines sog. Fahrschemels kein zusätzlicher Kompromiss bezüglich des Ansprechverhalten des Drehschwingungsdämpfers gesucht werden, da bzw. wenn der Drehschwingungsdämpfer mit seinem Gehäuse im wesentlichen starr (und vorzugsweise direkt) mit dem Fahrzeugaufbau verbunden werden kann, so dass abermals eine ideale Optimierung hinsichtlich des Dämpfer-Ansprechverhalten durchgeführt werden kann, ohne dabei Rücksicht auf anderweitige Schwingungsisolationen (Getriebegeräusche und Abrollkomfort) nehmen zu müssen. Eingangs wurde bereits kurz ein Torsionsstab erwähnt, der weiterhin Bestandteil der Radaufhängung sein kann und dessen Zusammenwirken mit einem Drehschwingungsdämpfer eine im weiteren erläuterte besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein solcher Torsionsstab kann dabei als Tragfederelement, das zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und dem jeweiligen Fahrzeug-Rad eingespannt oder abgestützt ist, fungieren; in einer alternativen Ausführungsform kann dieser Torsionsstab aber auch ein Querstabilisator sein, über den die Räder zur Reduzierung des Wankens des Fahrzeugaufbaus insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Vertikalbewegungen der Räder gegeneinander abgestützt sind. Ein solcher Querstabilisator ist üblicherweise in Form eines im wesentlichen in Fzg.-Querrichtung verlaufenden Torsionsstabes um seine Längsachse verdrehbar am Unterboden des Fzg.-Aufbaus befestigt und mit seinen im wesentlichen in Fzg.-Längsrichtung abgewinkelten Enden derart an den zugeordneten Radträgern angelenkt, dass unterschiedlichen Vertikalbewegungen der beiden Räder eine verstärkte Kraft aus dem Torsionsmoment des Stabilisators entgegengesetzt wird.With the proposed arrangement, an unwanted influence on the wheel guide kinematics (for example with regard to brake-knee compensation on the front axle, etc.) can be safely and easily avoided at first. About the non-wheel-guiding element and said pivot arm, only the desired motion transmission in the torsional vibration damper. In this case, one or the so-called. Rotatable (s) element of the torsional vibration damper via a pivot arm ultimately supported on the respective wheel or on the wheel of the same, an extension of this pivot arm may be a pendulum support or the like., Anyway is a non-wheeling element. Hereby, on the one hand, a high transmission ratio can be achieved, which improves the response of the torsional vibration damper, especially at low amplitudes. In addition, the elastokinematic properties of the axle can be decoupled by the proposed own articulation of the torsional vibration damper. Furthermore, when tuning the bearing elements of the chassis, especially in the presence of a so-called subframe no additional compromise with respect to the response of the torsional vibration damper must be sought because or if the torsional vibration damper with its housing substantially rigidly (and preferably directly) can be connected to the vehicle body , so that again an ideal optimization in terms of damper response can be performed without having to take into account other vibration isolation (gear noise and Abrollkomfort). In the introduction, a torsion bar was mentioned briefly, which may furthermore be part of the wheel suspension and whose interaction with a torsional vibration damper constitutes a further advantageous embodiment of the present invention explained below. Such a torsion bar can act as a suspension spring element which is clamped or supported between the vehicle body and the respective vehicle wheel; but in an alternative embodiment, this torsion bar but also be a stabilizer bar over which the wheels are supported to reduce the rolling of the vehicle body, in particular with regard to different vertical movements of the wheels against each other. Such a stabilizer bar is usually mounted in the form of a substantially transverse in transverse direction Torsionsstabes about its longitudinal axis on the underside of Fzg. Structure and hinged with its substantially longitudinally Fzg.-longitudinally such ends to the associated wheel carriers that different Vertical movements of the two wheels is opposed to an increased force from the torsional moment of the stabilizer.
Wenn nun, wie weiterhin vorgeschlagen wird, das drehbewegliche Element des mit seinem Gehäuse im wesentlichen starr mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Drehschwingungsdämpfers um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Achse verdrehbar ist und über eine Pendelstütze oder dgl. mit dem zugehörigen Radträger oder einem diesen führenden und dabei im wesentlichen die gleiche Vertikalbewegung wie der Radträger ausführenden Element gelenkig verbunden ist, und der Torsionsstab im wesentlichen achsparallel ausgerichtet und an der der Pendelstütze gegenüber liegenden Seite des drehbeweglichen Elements des Drehschwingungsdämpfers befestigt ist, so ergibt sich eine hinsichtlich Bauraum und Funktion optimierte Bauart. Dabei ist der Torsionsstab quasi durch den Drehschwingungsdämpfer hindurchgeführt bzw. „funktional" hindurchgeführt, derart, dass die durch eine Vertikalbewegung des zugehörigen Rades veranlasste Drehbewegungen des sog. drehbeweglichen Elements des Drehschwingungsdämpfers auf den Torsionsstab übertragen wird. Da sowohl das drehbewegliche Element des Drehschwingungsdämpfers, das innerhalb von dessen Gehäuse, welches direkt oder indirekt am Fahrzeug-Aufbau befestigt ist, als auch der Torsionsstab über geeignete Elemente am Radträger gelenkig befestigt sein müssen, wird hierfür quasi ein gemeinsames Verbindungselement vorgesehen, indem der Torsionsstab an das drehbewegliche Element des Drehschwingungsdämpfers angekoppelt ist und dessen Verbindungselement, nämlich die genannte Pendelstütze, quasi mitnutzt. Dabei kann der Torsionsstab als Federelement zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und dem jeweiligen Fahrzeug-Rad fungieren und hierzu mit seinem dem Drehschwingungsdämpfer abgewandten Ende drehfest am Fahrzeugaufbau abgestützt sein. Eine vorteilhafte Gestaltung ergibt sich auch, wenn der Torsionsstab die Funktion eines Querstabilisators übernimmt und quasi durch die beiden Drehschwingungsdämpfer einer Achse hindurchgeführt bzw. „funktional" hindurchgeführt ist, derart, dass die durch Vertikalbewegungen der Räder veranlassten Drehbewegungen der sog. drehbeweglichen Elemente der beiden Drehschwingungsdämpfer auf den (dann einzigen) Torsionsstab (dieser Achse) übertragen werden.If now, as further proposed, the rotatable element of the housing with its substantially rigidly connected to the vehicle body torsional vibration damper is rotatable about an axis extending substantially in the vehicle transverse axis and a pendulum support or the like. With the associated wheel or a leading them and while substantially the same vertical movement as the wheel carrier exporting element is hingedly connected, and the torsion bar aligned substantially parallel to the axis and attached to the pendulum support opposite side of the rotatable element of the torsional vibration damper, so there is an optimized in terms of space and function design. In this case, the torsion bar is guided through the torsional vibration damper or "functionally" so that the rotational movements of the so-called rotatable element of the torsional vibration damper caused by vertical movement of the associated wheel are transmitted to the torsion bar within its housing, which is attached directly or indirectly to the vehicle body, as well as the torsion bar must be articulated via suitable elements on the wheel, this quasi a common connecting element is provided by the torsion bar is coupled to the rotatable element of the torsional vibration damper and In this case, the torsion bar act as a spring element between the vehicle body and the respective vehicle wheel and this abg with his the torsional vibration damper abg ewandten end rotatably supported on the vehicle body. An advantageous design also results when the torsion bar takes over the function of a stabilizer and is quasi passed through the two torsional vibration damper of an axis or "functional" is passed, such that caused by vertical movements of the wheels rotational movements of the so-called. Rotatable elements of the two torsional vibration damper on the (then single) torsion bar (this axis) are transmitted.
Die beigefügte Prinzipskizze zeigt in einer räumlichen Darstellung einen Radträger einer Achse mit Drehschwingungsdämpfer und Torsionsstab als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.The attached schematic diagram shows in a three-dimensional representation a wheel carrier of an axle with torsional vibration damper and torsion bar as a preferred embodiment of the present invention.
Dabei ist der Radträger des linken Hinterrads eines zweispurigen Kraftfahrzeugs mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet. An einem Anlenkarm 1a dieses Radträgers 1 ist eine Pendelstütze 2 angelenkt, deren anderes Ende mit einem Schwenkarm 3a eines Drehschwingungsdämpfers 3 gelenkig verbunden ist. Dieser hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus bekannte bzw. übliche Drehschwingungsdämpfer 3 weist ein Gehäuse 3b auf, innerhalb dessen ein nicht näher dargestelltes drehbewegliches Element 3c, das auch den genannten Schwenkarm 3a trägt, um eine achsparallel in Fzg.- Querrichtung verlaufende Drehachse 3d verdrehbar derart angeordnet ist, dass mit einer Drehbewegung um diese Drehachse 3d eine Dämpfung dieser Drehbewegung erfolgt. Über einen das Gehäuse 3b geeignet umgebenden Halter 4 ist dieser Drehschwingungsdämpfer 3 bspw. am Unterboden des nicht dargestellten Fahrzeugaufbaus befestigt.In this case, the wheel carrier of the left rear wheel of a two-lane motor vehicle is identified by the reference numeral 1. At a Anlenkarm 1a of this wheel carrier 1, a pendulum support 2 is articulated, the other end with a pivot arm 3a of a torsional vibration damper 3 articulated connected is. This with respect to its basic structure known or usual torsional vibration damper 3 has a housing 3b, within which a not-shown rotary element 3c, which also carries the said pivot arm 3a, about an axially parallel in Fzg.- transverse direction extending axis of rotation 3d rotatably arranged such in that a rotational movement about this axis of rotation 3d dampens this rotational movement. About a the housing 3b suitably surrounding holder 4 of this torsional vibration damper 3, for example, attached to the underbody of the vehicle body, not shown.
Das drehbewegliche Element 3c des Drehschwingungsdämpfers 3 ist von der Seite mit dem Schwenkarm 3a zur gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 3b hindurchgeführt bzw. an dieser aus dem Gehäuse 3b herausgeführt, so dass an dieses drehbewegliche Element 3c über einen geeigneten Kupplungsflansch 5 drehfest ein Torsionsstab 6 angeflanscht werden kann bzw. angeflanscht ist, dessen Längsachse mit der Drehachse 3d des Drehschwingungsdämpfers 3 zusammenfällt. Dieser Torsionsstab 6 ist hier nur bruchstückhaft dargestellt, erstreckt sich jedoch bis zum nicht dargestellten Drehschwingungsdämpfer des anderen ebenfalls nicht dargestellten (rechten) Rades dieser Achse und ist an das drehbewegliche Element dieses anderen Drehschwingungsdämpfers in gleicher Weise angeflanscht, also spiegelbildlich zur dargestellten Anordnung. Damit kann dieser Torsionsstab 6 in Zusammenwirken mit den beiden drehbeweglichen Elementen 3c der beiden Drehschwingungsdämpfer 3 und den daran befestigten Schwenkarmen 3a im Zusammenspiel mit den Pendelstützen 2 als bekannter Querstabilisator wirken. Alternativ kann der Torsionsstab 6 jedoch mit seinem dem Drehschwingungsdämpfer 3 abgewandten Ende geeignet drehfest am Fahrzeugaufbau befestigt sein und somit als Tragfeder zwischen diesem und dem Radträger 1 wirken. Auch eine solche Anordnung zeichnet sich - wie die soeben erläuterte Ausführungsform, durch höchstmögliche Kompaktheit und vorteilhafte Funktionsvereinigung aus. Figürlich nicht dargestellt ist eine Ausführungsform nur nach Anspruch 1 der vorliegenden Anmeldung, d.h. ohne an den Drehschwingungsdämpfer bzw. an dessen drehbewegliches Element angebundenen Torsionsstab. Insbesondere bei einer solchen vereinfachten Anordnung kann der Drehschwingungsdämpfer auch solchermaßen angeordnet sein, dass dessen drehbewegliches Element um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Längsrichtung verlaufende Achse verdrehbar ist. Im Hinblick auf die Optimierung des benötigten Bauraums kann eine solche Gestaltung vorzugsweise an der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs / Personenkraftwagens vorgesehen sein, wobei durchaus eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein können, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. The rotatable member 3c of the torsional vibration damper 3 is guided from the side with the pivot arm 3a to the opposite side of the housing 3b or led out of the housing 3b, so that a rotatable torsion bar 6 are flanged to this rotatable member 3c via a suitable coupling flange 5 can or is flanged, whose longitudinal axis coincides with the axis of rotation 3d of the torsional vibration damper 3. This torsion bar 6 is shown here only fragmentary, but extends to the torsional vibration damper of the other also not shown (right) wheel of this axis and is flanged to the rotatable element of this other torsional vibration in the same way, so mirror image of the arrangement shown. Thus, this torsion bar 6 in cooperation with the two rotatable elements 3c of the two torsional vibration damper 3 and the attached pivot arms 3a in interaction with the pendulum supports 2 act as a known stabilizer bar. Alternatively, the torsion bar 6, however, with its the torsional vibration damper 3 opposite end rotatably secured to the vehicle body and thus act as a suspension spring between this and the wheel carrier 1. Also, such an arrangement is characterized - as the embodiment just described, by the highest possible compactness and advantageous combination of functions. Figurative not shown is an embodiment only according to claim 1 of the present application, ie without connected to the torsional vibration damper or to the rotatable element torsion bar. In particular, in such a simplified arrangement of the torsional vibration damper may also be arranged such that the rotatable member is rotatable about an axis extending substantially in the vehicle longitudinal axis. With regard to the optimization of the required installation space, such a design may preferably be provided on the front axle of a motor vehicle / passenger car, although quite a variety of details, in particular of a constructive nature may be deviated from the above explanations, without departing from the content of the claims.

Claims

Patentansprüche claims
1. Radaufhängung eines Fahrzeugs mit einem insbesondere eine Vertikalbewegung des Fahrzeug-Rades dämpfenden Drehschwingungsdämpfer (3), dadurch gekennzeichnet, dass das drehbewegliche Element (3c) des Drehschwingungsdämpfers (3) mit einem Schwenkarm (3a) versehen ist, an dem ein nicht radführendes Element (2) angelenkt ist, dessen anderes Ende mit dem Radträger (1 ) des Fahrzeug-Rades oder einem diesen führenden und dabei im wesentlichen die gleiche Vertikalbewegung wie der Radträger (1) ausführenden Element gelenkig verbunden ist.1. Wheel suspension of a vehicle with a particular vertical movement of the vehicle wheel damping torsional vibration damper (3), characterized in that the rotatable element (3c) of the torsional vibration damper (3) is provided with a pivot arm (3a) on which a non-wheel guiding element (2) is articulated, the other end with the wheel carrier (1) of the vehicle wheel or a leading and thereby substantially the same vertical movement as the wheel carrier (1) executing element is hinged.
2. Radaufhängung eines zweispurigen Fahrzeugs nach Anspruch 1 , mit einem Torsionsstab (6), der aufgrund einer Vertikalbewegung des zugeordneten Rades tordiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbewegliche Element (3c) des mit seinem Gehäuse (3b) im wesentlichen starr mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Drehschwingungsdämpfers (3) um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Achse (3d) verdrehbar ist und über eine Pendelstütze (2) oder dgl. mit dem zugehörigen Radträger (1) oder einem diesen führenden und dabei im wesentlichen die gleiche Vertikalbewegung wie der Radträger (1 ) ausführenden Element gelenkig verbunden ist und dass der Torsionsstab (6) im wesentlichen achsparallel ausgerichtet und an der der Pendelstütze (2) gegenüber liegenden Seite des drehbeweglichen Elements (3c) des Drehschwingungsdämpfers befestigt ist. 2. Wheel suspension of a two-lane vehicle according to claim 1, with a torsion bar (6), which can be twisted due to a vertical movement of the associated wheel, characterized in that the rotatable element (3 c) of the housing (3b) substantially rigidly with the Vehicle structure connected torsional vibration damper (3) about an axis substantially in the vehicle transverse direction (3d) is rotatable and about a pendulum support (2) or the like. With the associated wheel carrier (1) or a leading this and thereby substantially the same vertical movement the wheel carrier (1) executing element is hinged and that the torsion bar (6) aligned substantially parallel to the axis and on the pendulum support (2) opposite side of the rotatable member (3c) of the torsional vibration damper is attached.
3. Radaufhängung eines zweispuriges Fahrzeugs nach Anspruch 2 mit einem Querstabilisator, über den die Räder zur Reduzierung des Wankens des Fahrzeugaufbaus insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Vertikalbewegungen der Räder über einen Torsionsstab (6) gegeneinander abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbeweglichen Elemente (3c) der beiden Drehschwingungsdämpfer (3) einer Achse direkt oder indirekt im wesentlichen drehfest über den Torsionsstab (6) miteinander verbunden sind.3. Suspension of a two-lane vehicle according to claim 2 with a stabilizer over which the wheels for reducing the roll of the vehicle body, in particular with respect to different vertical movements of the wheels via a torsion bar (6) are supported against each other, characterized in that the rotatable elements (3c ) of the two torsional vibration damper (3) of an axis are connected directly or indirectly substantially non-rotatably via the torsion bar (6).
4. Radaufhängung eines zweispuriges Fahrzeugs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Rad der Achse ein eigener Torsionsstab zugeordnet ist, der mit seinem dem Drehschwingungsdämpfer (3) abgewandten Ende drehfest am Fahrzeugaufbau abgestützt ist. 4. Wheel suspension of a two-lane vehicle according to claim 2, characterized in that each wheel of the axle is assigned its own torsion bar, which with its the torsional vibration damper (3) facing away from rotation on the vehicle body is supported.
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