DE102016004703A1 - Wheel suspension for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug, mit zumindest einem in der Fahrzeughochrichtung (z) unteren Lenker (3) und einem oberen Lenker (4), die zwischen einem Radträger (10) und einem Fahrzeugaufbau (6) angelenkt sind, und mit einem Federbein (14), das einen Stoßdämpfer (28) und eine Tragfeder (21) aufweist. Erfindungsgemäß ist die Tragfeder (21) an einem unteren lenkerseitigen Federteller (19) abgestützt, der über ein Koppelgestänge (17) sowohl am unteren Lenker (3) als auch am oberen Lenker (4) schwenkbar angelenkt ist.The invention relates to a suspension for a two-lane vehicle, with at least one in the vehicle vertical direction (z) lower arm (3) and an upper arm (4), which are articulated between a wheel carrier (10) and a vehicle body (6), and with a strut (14) having a shock absorber (28) and a suspension spring (21). According to the invention, the suspension spring (21) on a lower handlebar side spring plate (19) is supported, which is pivotally connected via a coupling linkage (17) on both the lower arm (3) and on the upper arm (4).
Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Radaufhängung für ein zweispuriges Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a suspension for a two-lane motor vehicle according to the preamble of
Eine gattungsgemäße Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges weist eine untere und eine obere Lenkerebene auf, wobei die untere Lenkerebene von einer unteren Querlenkeranordnung gebildet ist. Die untere Querlenkeranordnung ist einerseits direkt oder indirekt, zum Beispiel über einen Hilfsrahmen an der Karosserie und andererseits an einem Radträger des Kraftfahrzeugs angelenkt. Die obere Lenkerebene wird durch eine obere Querlenkeranordnung gebildet, die über Gelenke einerseits mit dem Radträger und andererseits direkt oder indirekt über einen Hilfsrahmen mit der Karosserie verbunden ist. Eine solche Radaufhängung weist ein Federbein auf, das sich einerseits über ein Gelenk an der unteren Querlenkeranordnung abstützt und andererseits direkt oder indirekt oberhalb der oberen Querlenkeranordnung die Karosserie des Kraftfahrzeugs abstützt. Radaufhängungen der vorstehend beschriebenen Art gestatten es, während des Überfahrens von Bodenunebenheiten auf die Räder des Kraftfahrzeugs wirkende Kräfte, wirkungsvoll zu absorbieren, indem die Kräfte in das Federbein eingeleitet werden. Das Federbein besteht aus einer Kombination aus einer Tragfeder und einem zum Beispiel linearen Hydraulikstoßdämpfer, die parallel wirken, wodurch die aus den eingeleiteten Kräften resultierende Bewegungsenergie wirkungsvoll in Abwärme umgesetzt und an die Umwelt abgegeben wird.A generic suspension of a motor vehicle has a lower and an upper arm level, wherein the lower arm level is formed by a lower wishbone assembly. The lower wishbone arrangement is articulated on the one hand directly or indirectly, for example via an auxiliary frame to the body and on the other hand to a wheel carrier of the motor vehicle. The upper link level is formed by an upper wishbone assembly, which is connected via joints on the one hand to the wheel and on the other hand directly or indirectly via an auxiliary frame to the body. Such a suspension has a shock absorber, which is supported on the one hand via a hinge on the lower wishbone assembly and on the other hand, directly or indirectly above the upper wishbone assembly, the body of the motor vehicle is supported. Wheel suspensions of the type described above make it possible to effectively absorb forces acting on the wheels of the motor vehicle during driving over bumps, by the forces being introduced into the suspension strut. The strut consists of a combination of a suspension spring and a linear hydraulic shock absorber, for example, which act in parallel, whereby the kinetic energy resulting from the introduced forces is effectively converted into waste heat and released to the environment.
Weiter ist in der
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Radaufhängung bereitzustellen, die in unterschiedliche Fahrzeugkonzepte einfach integrierbar ist.The object of the invention is to provide a suspension that is easy to integrate into different vehicle concepts.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist der untere Federteller der (bevorzugt als Schraubendruckfeder ausgebildeten) Tragfeder über ein Koppelgestänge sowohl am oberen Lenker als auch am unteren Lenker der Radaufhängung angelenkt. Das Koppelgestänge kann aus zwei starren Koppelelementen (d. h. einer Koppelstange und einem Dreipunkthebel) aufgebaut sein, wobei die Koppelelemente über wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind. Weiter ist vorgesehen, dass das erste freie Ende des Koppelgestänges mit der unteren Querlenkeranordnung und das zweite freie Ende des Koppelgestänges mit der oberen Querlenkeranordnung gelenkig verbunden ist. Die Tragfeder ist zwischen dem Koppelgestänge und der Karosserie (das heißt dem Fahrzeugaufbau) abgestützt. Die Dämpfung der Relativbewegung zwischen der Radaufhängung und der Karosserie übernimmt ein Linearstoßdämpfer oder ein Rotationsstoßdämpfer.According to the characterizing part of
Wie oben erwähnt kann das Koppelgestänge aus der Koppelstange und dem Dreipunkthebel aufgebaut sein. Das erste Ende der Koppelstange ist an der unteren Querlenkeranordnung über ein Traggelenk an einem ersten Abstützpunkt abgestützt, während das zweite Ende der Koppelstange an einem ersten Kraftangriffspunkt des Dreipunkthebels angelenkt ist. Der Dreipunkthebel ist mit einem zweiten Kraftangriffspunkt an der oberen Querlenkeranordnung angelenkt und weist einen dritten Kraftangriffspunkt auf, der als erstes Widerlager für die mit seinem ersten Ende an dem Dreipunkthebel abgestützte Tragfeder dient. Die Tragfeder stützt sich mit ihrem zweiten Ende an einem aufbauseitigen zweiten Abstützpunkt ab. Die Anordnung erlaubt eine im Wesentlichen lineare Führung der Tragfeder während des Aus- und Einfedervorgangs, auch wenn kein Linearstoßdämpfer als Führungselement in der Tragfeder-Wirkachse vorgesehen ist.As mentioned above, the coupling linkage can be constructed of the coupling rod and the three-point lever. The first end of the coupling rod is supported on the lower wishbone assembly via a ball joint at a first support point, while the second end of the coupling rod is articulated at a first point of force application of the three-point lever. The three-point lever is articulated with a second point of force application on the upper wishbone assembly and has a third point of force application, which serves as the first abutment for the supported with its first end to the three-point lever suspension spring. The suspension spring is supported with its second end on a body-side second support point. The arrangement allows a substantially linear guidance of the suspension spring during the extension and compression process, even if no linear shock absorber is provided as a guide element in the suspension spring axis of action.
In weiterer Ausgestaltung der Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn der dritte Kraftangriffspunkt und der zweite Kraftantriebspunkt am Dreipunkthebel sowie der erste Abstützpunkt des Traggelenkes an der unteren Querlenkeranordnung und der zweite Abstützpunkt an dem die Tragfeder mit seinem zweiten Ende die Karosserie abstützt im Wesentlichen auf einer Geraden liegend angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine übersetzungsfreie Kraftübertragung von der unteren Querlenkeranordnung auf die Tragfeder erreicht werden.In a further embodiment of the arrangement, it may be advantageous if the third force application point and the second power point on the three-point lever and the first support point of the support joint on the lower wishbone assembly and the second support point on which the suspension spring with its second end supports the body substantially on one Straight lines are arranged horizontally. In this way, a translation-free power transmission can be achieved by the lower wishbone assembly on the suspension spring.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Anordnung sieht vor, dass, bei gegebenem zweiten Abstützpunkt der Tragfeder an der Karosserie, der Dreipunkthebel mit seinem ersten Kraftangriffspunkt an der ersten Koppelstange, seinem zweiten Kraftangriffspunkt an dem oberen Querlenker und seinem dritten Kraftangriffspunkt, an dem die Tragfeder angreift, so ausgebildet ist, dass sich für die Bewegungsachse der Tragfeder beim Ein- und Ausfedern eine vorgegebene Schrägstellung relativ zur Senkrechten auf die Standfläche des Fahrzeugs ergibt. Dadurch, dass die Kraftangriffspunkte in ihrer relativen Lage zueinander bei gegebener Geometrie der Radaufhängung in weitem Umfang frei wählbar sind, lässt sich vorteilhaft die Bewegungsrichtung der Tragfeder entsprechend festlegen, so dass Bauräume optimal nutzbar sind. Another advantageous development of the arrangement provides that, for a given second support point of the suspension spring to the body, the three-point lever with its first point of force on the first coupling rod, its second point of application to the upper wishbone and its third point of force attack on which the suspension spring, is formed so that there is a predetermined inclination relative to the vertical to the footprint of the vehicle for the axis of movement of the suspension spring during compression and rebound. Characterized in that the force application points in their relative position to each other at a given geometry of the suspension can be freely selected to a large extent, can advantageously determine the direction of movement of the suspension spring accordingly, so that space can be optimally used.
Weiter lässt sich die Anordnung dahingehend weiterbilden, dass die relative Lage der Kraftangriffspunkte am Dreipunkthebel und des ersten Abstützpunktes des Traggelenkes am unteren Querlenker zueinander so gewählt sind, dass sich aufgrund der Hebelwirkung eine vorgegebene Übersetzung der Kräfte, die über die Radaufhängung und das Koppelgestänge (Koppelstange, Dreipunkthebel) auf die Tragfeder wirken, erreichen lässt. Durch die Möglichkeit die Übersetzung zu variieren, ergeben sich Spielräume hinsichtlich der Auswahl der Tragfeder.Next, the arrangement can be further developed such that the relative position of the points of application of force on the three-point lever and the first support point of the support joint to the lower arm are selected to each other so that due to the leverage a predetermined translation of the forces via the suspension and the coupling rod (coupling rod , Three-point lever) act on the suspension spring, can reach. Due to the possibility to vary the translation, there is scope for the selection of the suspension spring.
Die vorstehend eingeführten und nachfolgend verwendeten Begriffe Kraftangriffspunkt oder Abstützpunkt sind theoretisch gedachte Punkte und so zu verstehen, dass kraftübertragende Bauteile (das heißt die Koppelstange, die unteren und oberen Lenker, der Dreipunkthebel, die Tragfeder) in einem Ersatzmodell, in dem die Bauteile durch Kraftvektoren ersetzt sind, entsprechend der Richtung des jeweiligen Kraftvektors an den Kraftangriffspunkten oder Abstützpunkten angreifen würden. In diesem Fall sind die Kraftangriffspunkte und Abstützpunkte punktförmig, technisch haben sie aber eine endliche Ausdehnung.The terms force application point or support point introduced above and below are theoretically conceived points and to be understood that force-transmitting components (that is, the coupling rod, the lower and upper links, the three-point lever, the suspension spring) in a replacement model in which the components by force vectors are replaced, would attack according to the direction of the respective force vector at the force application points or support points. In this case, the force application points and support points are punctiform, but technically they have a finite extent.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung sieht vor, dass der erste, der zweite und der dritte Kraftangriffspunkt in einer Wirkebene liegen, in der auch der erste Abstützpunkt des Schubstabs an der unteren Querlenkeranordnung und der zweite Abstützpunkt der Tragfeder an der Karosserie liegen. Auf diese Weise liegen auch die Wirkungsrichtung aller auftretenden Kräfte in dieser Ebene, was die Beanspruchung der Bauteile minimiert. Auch hier ist der Begriff „Wirkebene” nicht mathematisch sondern technisch so zu verstehen, dass die angesprochenen Punkte mit jeweils endlicher Ausdehnung im Wesentlichen in eben dieser Wirkebene wirken.A further advantageous embodiment of the arrangement provides that the first, the second and the third point of force application lie in a plane of action in which the first support point of the push rod on the lower wishbone arrangement and the second support point of the suspension spring on the body. In this way, the direction of action of all forces occurring in this plane, which minimizes the stress on the components. Here, too, the term "working plane" is not to be understood mathematically but technically in such a way that the points in question, each with a finite extent, essentially act in precisely this level of action.
Zur Vereinfachung der Montage kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der untere Federteller in einer Aufnahme an dem Dreipunkthebel gehalten ist. Dazu kann der Federteller in einer an dem Dreipunkthebel angeordneten Aufnahme verankert sein. In weiterer Vereinfachung kann vorgesehen sein, dass der untere Federteller einstückig mit dem Dreipunkthebel ausgebildet ist.To simplify the assembly can be advantageously provided that the lower spring plate is held in a receptacle on the three-point lever. For this purpose, the spring plate can be anchored in a arranged on the three-point lever recording. In a further simplification can be provided that the lower spring plate is formed integrally with the three-point lever.
In vorteilhafter Weiterbildung der Anordnung kann pro Radaufhängung wenigstens ein Rotationsstoßdämpfer vorgesehen sein, der einerseits direkt oder indirekt an der Wandung der Karosserie und andererseits direkt oder indirekt an der Querlenkeranordnung angebunden ist, derart, dass der wenigstens eine Rotationschwingungsdämpfer Relativbewegungen zwischen der Radaufhängung und der Karosserie dämpft. Dabei kann der wenigstens eine Rotationsstoßdämpfer direkt oder indirekt an der unteren Querlenkeranordnung oder der oberen Querlenkeranordnung angreifen. Alternativ können zwei Rotationsstoßdämpfer vorgesehen sein, wobei jeweils einer an der unteren und einer an der oberen Querlenkeranordnung direkt oder indirekt angreift. Durch die vorgeschlagene Maßnahme ergibt sich ein einfacher und kostengünstiger Aufbau der Anordnung.In an advantageous development of the arrangement, at least one rotational shock absorber can be provided per wheel suspension, which is connected directly or indirectly to the wall of the body and directly or indirectly to the wishbone arrangement, such that the at least one rotational vibration damper dampens relative movements between the wheel suspension and the body , In this case, the at least one rotational shock absorber can act directly or indirectly on the lower wishbone arrangement or the upper wishbone arrangement. Alternatively, two rotational shock absorbers may be provided, with one each acting directly or indirectly on the lower and one on the upper wishbone arrangement. The proposed measure results in a simple and inexpensive construction of the arrangement.
Um die durch Straßenunebenheiten auf die Radaufhängung eines Fahrzeugs wirkenden Stöße energetisch zu nutzen ist es vorteilhaft, wenn der wenigstens eine Rotationsstoßdämpfer als elektrischer Rotationsstoßdämpfer ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich die durch ihn generatorisch gewonnene Energie, gegebenenfalls nach Zwischenspeicherung in einem Akkumulator, motorisch in Vortrieb umsetzen oder zum Betreiben von Aggregaten des Fahrzeugs nutzen.In order to use the bumps acting on the suspension of a vehicle by road irregularities energetically, it is advantageous if the at least one rotational shock absorber is designed as a rotary electric shock absorber. In this way, the energy generated by it regeneratively, if necessary after temporary storage in an accumulator, can be converted by motor into propulsion or used to operate aggregates of the vehicle.
Der wenigstens eine Rotationsstoßdämpfer ist vorteilhaft in die Lagerung der jeweiligen Querlenkeranordnung an der Karosserie integriert, derart, dass die Antriebswelle des Rotationsstoßdämpfers als Lagerachse fungiert. Hierbei ergeben sich zwei mögliche Varianten, im einen Fall ist die Antriebswelle mit der Querlenkeranordnung drehfest verbunden und das Gehäuse des Rotationsstoßdämpfers ist an der Karosserie fest angeordnet. Im anderen Fall ist das Gehäuse des Rotationsstoßdämpfers fest mit der Querlenkeranordnung verbunden und die Antriebswelle ist drehfest an der Karosserie angeordnet. Beide Varianten ermöglichen einen einfachen und funktionssicheren Aufbau der Anordnung.The at least one rotational shock absorber is advantageously integrated in the bearing of the respective wishbone arrangement on the body, such that the drive shaft of the rotational shock absorber acts as a bearing axis. This results in two possible variants, in one case, the drive shaft is rotatably connected to the wishbone assembly and the housing of the rotary shock absorber is fixed to the body. In the other case, the housing of the rotary shock absorber is firmly connected to the wishbone assembly and the drive shaft is rotatably mounted on the body. Both variants allow a simple and reliable construction of the arrangement.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Further embodiments and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Den Aufbau der erfindungsgemäßen Radaufhängung zeigt
Wie bereits ausgeführt, ist in der
Das Federbein
An dem Dreipunkthebel
In der
Wie aus der
Beispiele mit jeweils unterschiedlicher Lage der Kraftangriffspunkte an dem Dreipunkthebel
In der Darstellung gemäß
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 0642939 A1 [0004] EP 0642939 A1 [0004]
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2016
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