DE102015224851B4 - Vehicle wheel suspension with a wheel carrier - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeugradaufhängung mit einem Radträger (10), der an einer Achszapfenplatte (6) einer Achse lösbar befestigt ist, wobei zur Befestigung des Radträgers (10) an der Achszapfenplatte (6) mit Bezug auf ein Fahrzeugkoordinatensystem ein hinteres Lager (9) vorgesehen ist, wobei das hintere Lager (9) zur Spureinstellung über eine Einstellvorrichtung (14) mit der Achszapfenplatte (6) verbunden ist, die an dieser Stelle eine lösbare Befestigung des Radträgers (10) in einem wählbaren Abstand zur Achszapfenplatte (6) erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (14) eine mit der Achszapfenplatte (6) verbundene Gewindebuchse (15) und eine hülsenförmige Einstellschraube (18) besitzt, die einen Anschlag (19) für den Radträger (10) und einen äußeren Gewindeabschnitt zur Aufnahme der Einstellschraube (18) innerhalb der Gewindebuchse (15) aufweist, wozu die Gewindebuchse (15) einen ersten Gewindeabschnitt (16) besitzt. Vehicle wheel suspension with a wheel carrier (10) which is releasably secured to an axle journal plate (6) of an axle, wherein for mounting the wheel carrier (10) on the journal plate (6) with respect to a vehicle coordinate system, a rear bearing (9) is provided, the rear bearing (9) for tracking adjustment via an adjuster (14) with the journal plate (6) is connected, which allows at this point a releasable attachment of the wheel carrier (10) at a selectable distance to the journal plate (6), characterized in that the adjusting device (14) has a threaded bushing (15) connected to the axle journal plate (6) and a sleeve-shaped adjusting screw (18) having a stop (19) for the wheel carrier (10) and an outer threaded portion for receiving the adjusting screw (18) within the threaded bushing (15), to which the threaded bushing (15) has a first threaded portion (16).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugradaufhängung mit einem Radträger, der an einer Achszapfenplatte einer Achse lösbar befestigt ist, wobei zur Befestigung des Radträgers an der Achszapfenplatte mit Bezug auf ein Fahrzeugkoordinatensystem ein hinteres Lager vorgesehen ist, wobei das hintere Lager zur Spureinstellung über eine Einstellvorrichtung mit der Achszapfenplatte verbunden ist, die an dieser Stelle eine lösbare Befestigung des Radträgers in einem wählbaren Abstand zur Achszapfenplatte erlaubt.The present invention relates to a vehicle wheel with a wheel carrier, which is releasably secured to a journal plate of an axle, wherein for securing the wheel carrier to the journal plate with respect to a vehicle coordinate system, a rear bearing is provided, the rear bearing for tracking adjustment via an adjustment with the Achszapfenplatte is connected, which allows at this point a releasable attachment of the wheel carrier at a selectable distance to the journal plate.
Eine derartige Kraftfahrzeugradaufhängung wird insbesondere bei sog. Verbundlenkerachsen verwendet, die die Hinterräder eines Kraftfahrzeugs mit dem Fahrzeugaufbau verbinden. Typischerweise besitzen Verbundlenkerachsen zwei parallel angeordnete Längslenker mit jeweils einem ersten Endabschnitt zur Ankopplung an einem Fahrzeugaufbau und einem zweiten Endabschnitt mit einer Achszapfenplatte zur Ankopplung eines Radträgers und eines Fahrzeugrades. Die Längslenker sind zwischen den Endabschnitten mit einem Querträger bzw. einem Torsionsprofil miteinander verbunden. Im Vergleich zu alternativen Achssystemen sind Verbundlenkerachsen kostengünstig, weisen eine geringe Masse auf und benötigen einen geringen Bauraum, was sich insbesondere in der sog. Mittel- und Kompaktklasse von Pkws als vorteilhaft erwiesen hat.Such a vehicle wheel suspension is used in particular in so-called. Twist-beam axles, which connect the rear wheels of a motor vehicle with the vehicle body. Typically, torsion beam axes have two parallel trailing arms each having a first end portion for coupling to a vehicle body and a second end portion with a journal plate for coupling a wheel carrier and a vehicle wheel. The trailing arms are connected to each other between the end portions with a cross member and a Torsionsprofil. Compared to alternative axle systems, beam steering axles are cost-effective, have a low mass and require a small installation space, which has proven to be advantageous, in particular in the so-called middle and compact class of passenger cars.
Es ist bekannt, dass sich bei Verbundlenkerachsen ein kurvenäußeres Rad durch eine von außen wirkende Seitenkraft in Richtung Nachspur bewegt, was sich nachteilig auf das Fahrverhalten und den Verschleiß der Räder auswirkt.It is known that in the case of twist-beam axles, a curve-outside wheel moves in the direction of the toe through an external force acting from the outside, which adversely affects the driving behavior and the wear of the wheels.
Zur Verbesserung solcher Verbundlenkerachsen wird in
Auch in
Eine weitere Achsanordnung wird in
Nachteilig an den bekannten Kraftfahrzeugradaufhängungen ist, dass sich durch die Option der statischen Sturzeinstellung das nachteilbehaftete Fahrverhalten in Kurvenfahrten und der Verschleiß der Hinterräder unzureichend beheben lässt.A disadvantage of the known Kraftfahrzeugradaufhängungen that can be solved inadequately by the option of static camber setting the disadvantageous driving behavior when cornering and the wear of the rear wheels.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Fahrverhalten von Kraftfahrzeugen insbesondere mit Verbundlenkerachsen zu verbessern und den Verschleiß von Rädern insbesondere bei Kurvenfahrten zu minimieren.It is therefore an object of the present invention to improve the handling of motor vehicles, in particular with twist-beam axles and to minimize the wear of wheels, especially when cornering.
Diese Aufgabe wird durch die Kraftfahrzeugradaufhängung nach Anspruch 1 gelöst. Das hintere Lager ist zur Spureinstellung über eine Einstellvorrichtung mit der Achszapfenplatte verbunden, die an dieser Stelle eine lösbare Befestigung des Radträgers in einem wählbaren Abstand zur Achszapfenplatte erlaubt. Hierdurch lässt sich unabhängig von einer optionalen Sturzeinstellung die Spur des Radträgers einstellen, so dass eine optimale Spureinstellung des Rades gewährleistet ist. Das Fahrverhalten wird mithin optimiert und der Verschleiß der Hinterräder sowie der Rollwiderstand reduziert. Die Einstellvorrichtung an dem hinteren Lager des Radträgers ermöglicht den Ausgleich von Fertigungstoleranzen und zusätzlich die Anpassung des Fahrverhaltens, wie beispielsweise der Agilität, der Fahrstabilität, und vielem mehr. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einstellvorrichtung eine mit der Achszapfenplatte verbundene Gewindebuchse und eine hülsenförmige Einstellschraube besitzt, die einen Anschlag für den Radträger und einen äußeren Gewindeabschnitt zur Aufnahme der Einstellschraube innerhalb der Gewindebuchse aufweist, wozu die Gewindebuchse einen ersten Gewindeabschnitt besitzt. Die Gewindebuchse ist vorzugsweise an der Innenseite der Achszapfenplatte angeschweißt oder anderweitig stoff- oder formschlüssig mit der Achszapfenplatte verbunden. Zur Spureinstellung lässt sich die hülsenförmige Einstellschraube beliebig weit in die Gewindebuchse hinein oder beliebig weit aus der Gewindebuchse herausdrehen, so dass der Abstand von dem Anschlag der Einstellschraube zur Achszapfenplatte und mithin die Spur einstellbar ist. Eine solche Einstellvorrichtung liefert insbesondere den Vorteil, dass eine Einstellung ohne eine Demontage anderer Bauteile durchgeführt werden kann.This object is achieved by the vehicle wheel suspension according to
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention are given below and in the subclaims.
Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Achse eine Verbundlenkerachse ist und/oder das mit Bezug auf das Fahrzeugkoordinatensystem ein oberes Lager sowie ein vorderes-unteres Lager vorgesehen sind.According to a first preferred embodiment of the present invention, it is provided that the axle is a torsion-beam axle and / or an upper bearing and a front-lower bearing are provided with reference to the vehicle coordinate system.
Im zusammengesetzten Zustand der Einstellvorrichtung, bei der der Radträger fest aber dennoch lösbar mit der Achszapfenplatte verbunden ist, wird die Einstellschraube von einem Befestigungsbolzen durchgriffen, der über einen Gewindeabschnitt mit einem zweiten Gewindeabschnitt mit der Gewindebuchse verbunden ist. Innerhalb der Einstellschraube ist der Befestigungsbolzen frei drehbar gelagert. Hierdurch entsteht eine stabile aber einstellbare Lagerung des Radträgers an der Achszapfenplatte. Der Gewindedurchmesser des Befestigungsbolzens und des zweiten Gewindeabschnitts der Gewindebuchse ist M10 bis M14. In the assembled state of the adjusting device, in which the wheel carrier is firmly but yet releasably connected to the journal plate, the adjusting screw is penetrated by a fastening bolt, which is connected via a threaded portion with a second threaded portion with the threaded bushing. Within the adjusting screw, the fastening bolt is freely rotatably mounted. This results in a stable but adjustable mounting of the wheel carrier on the journal plate. The thread diameter of the fastening bolt and the second threaded portion of the threaded bush is M10 to M14.
Damit die Einstellvorrichtung auch im robusten Einsatz des Kraftfahrzeugs eine stabile Lagerung des Radträgers gewährleistet, ist der äußere Gewindeabschnitt der Einstellschraube und der korrespondierende erste Abschnitt der Gewindebuchse im Vergleich zu dem Gewinde des Befestigungsbolzens und mithin dem zweiten Gewindeabschnitt der Gewindebuchse länger ausgebildet und/oder weist eine geringere Steigung auf, wobei der äußere Gewindeabschnitt der Einstellschraube und der erste Gewindeabschnitt der Gewindebuchse bei einem bevorzugten Gewindedurchmesser von M20 bis M30 eine Gewindesteigung von 0,75 bis 2,0, vorzugsweise 1,0 bis 1,75 mm/Umdrehung besitzen. Eine weitere Möglichkeit der Selbsthemmung besteht darin, dass der erste und der zweite Gewindeabschnitt unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen. Insbesondere kann der erste Gewindeabschnitt als Linksgewinde und der zweite Gewindeabschnitt als Rechtsgewinde ausgeführt sein. Die Gewindeabschnitte besitzen, auch in y-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems gesehen, eine vergleichsweise große Fläche, womit eine hohe Traglast gewährleistet ist und Seitenkräfte eine in positiver und negativer y-Richtung ohne weiteres gehalten werden. Ferner besitzt die Einstellschraube vorzugsweise eine Markierung, die ein Mindestmaß markiert, um welches die Einstellschraube mindestens in die Gewindebuchse hineingedreht sein muss, um die erforderliche Traglast sicher zu halten.Thus, the adjustment ensures a stable mounting of the wheel carrier even in the robust use of the motor vehicle, the outer threaded portion of the adjusting screw and the corresponding first portion of the threaded bush is longer and / or has a longer compared to the thread of the fastening bolt and thus the second threaded portion of the threaded bushing smaller pitch, wherein the outer threaded portion of the adjusting screw and the first threaded portion of the threaded bushing at a preferred thread diameter of M20 to M30 have a pitch of 0.75 to 2.0, preferably 1.0 to 1.75 mm / revolution. Another possibility of self-locking is that the first and the second threaded portion have different directions of rotation. In particular, the first threaded portion may be designed as a left-hand thread and the second threaded portion as a right-hand thread. The threaded sections, also seen in the y-direction of the vehicle coordinate system, a comparatively large area, whereby a high load capacity is ensured and lateral forces are held in the positive and negative y-direction easily. Further, the adjustment screw preferably has a mark that marks a minimum by which the adjusting screw must be screwed at least into the threaded bushing to keep the required load safely.
In der Praxis erfolgt die Spureinstellung bei einem gelockerten Befestigungsbolzen, der hierzu um ein gewisses Maß aus der Gewindebuchse herausgeschraubt wird, so dass die Einstellschraube in die gewünschte Position gedreht werden kann. Hierzu weist der Kopfabschnitt der Einstellschraube zur Aufnahme eines Werkzeugs, insbesondere eines Maulschlüssels oder eines Hakenschlüssels, eine im Querschnitt vieleckige Ansatzfläche auf oder besitzt beabstandete Einkerbungen. Eine vier- oder sechseckige Ansatzfläche des Kopfbereichs der Einstellschraube zur Aufnahme eines Maulschlüssels hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen.In practice, the tracking is done with a loosened mounting bolt which is unscrewed for this purpose to a certain extent from the threaded bushing, so that the adjusting screw can be rotated to the desired position. For this purpose, the head portion of the adjusting screw for receiving a tool, in particular an open-end wrench or a hook wrench, a polygonal cross-sectional approach surface or has spaced indentations. A four- or hexagonal approach surface of the head portion of the adjusting screw for receiving a wrench has proven to be advantageous in practice.
Im zusammengesetzten Zustand ist der Radträger nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung über einen elastischen Lagerverbund, beispielsweise über Gummimetalllager, zwischen dem Kopf des Befestigungsbolzens und dem Anschlag der Einstellschraube festgeklemmt. Hierzu wird der Befestigungsbolzen mit dem erforderlichen Drehmoment gegen die Gewindebuchse verspannt. Der Lagerverbund ist dabei drehfest, womit eine Selbsthemmung erreicht und die Position des Radträgers fixiert wird.In the assembled state, the wheel carrier is clamped according to an advantageous embodiment of the invention via an elastic bearing assembly, for example via rubber-metal bearings, between the head of the fastening bolt and the stop of the adjusting screw. For this purpose, the fastening bolt is clamped with the required torque against the threaded bushing. The bearing assembly is rotatably, whereby a self-locking achieved and the position of the wheel carrier is fixed.
Die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen eine einfache und stabile Einstellung der Spur, indem das hintere Lager eine Einstellvorrichtung besitzt. In vergleichbarer Weise weist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das obere Lager ergänzend eine Einstelleinrichtung zur Sturzeinstellung des Radträgers auf, die an dieser Stelle eine lösbare Befestigung des Radträgers in einem wählbaren Abstand zur Achszapfenplatte erlaubt. Eine solche Einstelleinrichtung am oberen Lager ist vorzugsweise eine Exzenterverstellung mit einer horizontal angeordneten Exzenterschraube, was sich in der Praxis bewährt hat.The above-described embodiments of the invention allow a simple and stable adjustment of the track by the rear bearing has an adjustment. In a comparable manner, according to an advantageous embodiment of the invention, the upper bearing in addition to an adjustment for camber adjustment of the wheel carrier, which allows a releasable attachment of the wheel carrier at a selectable distance to the axle journal plate at this point. Such an adjustment device on the upper bearing is preferably an eccentric adjustment with a horizontally disposed eccentric screw, which has proven itself in practice.
Der Radträger wird somit durch ein herkömmliches elastisches Lager und zwei einstellbare Lager am oberen und am hinteren Lager mit der Achszapfenplatte verbunden. Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungslinie zwischen dem oberen Lager und dem vorderen-unteren Lager parallel zur z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems angeordnet ist und eine vertikale Schwenkachse bildet, so dass eine Verstellung der Einstellvorrichtung am hinteren Lager ausschließlich eine Verschwenkung des Radträgers um die vertikale Schwenkachse und hierdurch eine Verstellung der Spur bewirkt. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbindungslinie zwischen dem vorderen-unteren Lager und dem hinteren Lager parallel zur x-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems angeordnet ist und eine horizontale Schwenkachse bildet, so dass eine Verstellung der Einstelleinrichtung am oberen Lager ausschließlich eine Verschwenkung des Radträgers um die horizontale Schwenkachse und hierdurch eine Verstellung des Sturzes bewirkt. Mit anderen Worten bilden die Verbindungslinien zwischen den Lagern ein rechtwinkeliges Dreieck, dessen Katheten einerseits parallel zur x-Achse und andererseits parallel zur z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems angeordnet sind. Durch diese besondere Anordnung der Lager wird ermöglicht, dass der Sturz und die Spur des Fahrwerks unabhängig und getrennt voneinander eingestellt werden können.The wheel carrier is thus connected by a conventional elastic bearing and two adjustable bearings at the top and at the rear bearing with the journal plate. According to a particularly preferred embodiment of the invention it is provided that the connecting line between the upper bearing and the front-lower bearing parallel to the z-axis of the vehicle coordinate system is arranged and forms a vertical pivot axis, so that an adjustment of the adjustment at the rear bearing causes only a pivoting of the wheel carrier about the vertical pivot axis and thereby an adjustment of the track. Further, it is preferably provided that the connecting line between the front-lower bearing and the rear bearing is arranged parallel to the x-axis of the vehicle coordinate system and forms a horizontal pivot axis, so that an adjustment of the adjustment of the upper bearing exclusively pivoting of the wheel carrier to the horizontal Swivel axis and thereby causes an adjustment of the fall. In other words, the connecting lines between the bearings form a right-angled triangle whose catheters are arranged on the one hand parallel to the x-axis and on the other hand parallel to the z-axis of the vehicle coordinate system. By this particular arrangement of the bearings is made possible that the camber and the track of the chassis can be adjusted independently and separately.
Weitere und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
-
1 ,2a ,2b ,3 und4 : perspektivische Darstellungen einer Verbundlenkerachse mit einen Radträger und -
2c eine schematische Explosionsdarstellung einer Einstellvorrichtung.
-
1 .2a .2 B .3 and4 : perspective views of a torsion beam axle with a wheel and -
2c a schematic exploded view of an adjustment.
In
Im dargestellten zusammengesetzten Zustand (
Die
Der zusammengesetzte Zustand des hinteren Lagers
Eine Seitenansicht einer konkreten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugradaufhängung mit dem oberen Lager
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- VerbundlenkerachseBeam axle
- 22
- LängslenkerTrailing arm
- 33
- Torsionsprofiltorsion
- 44
- Anlenkpunktarticulation
- 55
- (rückwärtiges) Ende des Längslenkers(rear) end of the trailing arm
- 66
- AchszapfenplatteAchszapfenplatte
- 77
- oberes Lagerupper bearing
- 88th
- vorderes-unteres Lagerfront-lower bearing
- 99
- hinteres Lagerrear warehouse
- 1010
- Radträgerwheel carrier
- 1111
- Achszapfenjournal
- 1212
- Einstelleinrichtungadjustment
- 1313
- Exzenterschraubeeccentric
- 1414
- Einstellvorrichtungadjustment
- 1515
- Gewindebuchsethreaded bushing
- 1616
- erster Gewindeabschnittfirst threaded section
- 1717
- zweiter Gewindeabschnittsecond threaded section
- 1818
- Einstellschraubeadjustment
- 1919
- Anschlagattack
- 2020
- Befestigungsbolzenmounting bolts
- 2121
- Ansatzfläche für VerstellwerkzeugStarting surface for adjusting tool
- 2222
- Unterlegscheibewasher
- 2323
- elastisches Lagerelastic bearing
- 24, 24'24, 24 '
- elastische Scheibenelastic discs
- 2525
- Bolzenkopfbolt head
- S1 S 1
- vertikale Schwenkachsevertical pivot axis
- S2 S 2
- horizontale Schwenkachsehorizontal swivel axis
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |