DE102020114447A1 - Control arm for a wheel suspension of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Lenker (10) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein karosserieseitiges Lager (12), über das der Lenker (10) um eine in x-Richtung ausgerichtete Lagerachse (LA) schenkbeweglich an einer Karosserie lagerbar ist, sowie eine sich in y-Richtung erstreckende, endseitig eine radseitige Lagerstelle (14) aufweisende Lenkerbasis (10-1). Der Lenker zeichnet sich dadurch aus, dass das karosserieseitige Lager (12) in einem von der Lenkerbasis (10-1) separaten Lenkerkörper (10-2) angeordnet ist, wobei die Lenkerbasis (10-1) und der Lenkerkörper (10-2) über ein Elastomer (16) miteinander verbunden sind.The invention relates to a link (10) for a wheel suspension of a motor vehicle, comprising a body-side bearing (12) via which the link (10) can be pivotably mounted on a body about a bearing axis (LA) aligned in the x-direction, as well as a handlebar base (10-1) extending in the y-direction and having a wheel-side bearing point (14) at the end. The handlebar is characterized in that the body-side bearing (12) is arranged in a handlebar body (10-2) separate from the handlebar base (10-1), the handlebar base (10-1) and the handlebar body (10-2) are connected to one another via an elastomer (16).
Description
Die Erfindung betrifft einen Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches
Lenker für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Lediglich bespielhaft wird auf die
Wie komfortabel ein Fahrwerk ist, hängt unter anderem von den Lagersteifigkeiten der Lenker ab. Eine harte Auslegung/Kennung hat Vorteile für die Fahrdynamik und die Haltbarkeit, während der Komfort eher über eine weiche Kennung erfolgt. Oft werden richtungsabhängige Kennungen über die Lagergeometrie, Einsätze oder Ausnehmungen realisiert.How comfortable a chassis is depends, among other things, on the bearing stiffness of the handlebars. A hard design / identifier has advantages for driving dynamics and durability, while comfort is more likely to be achieved via a soft identifier. Direction-dependent identifications are often implemented using the bearing geometry, inserts or recesses.
Ein Lenker für eine Radaufhängung bei dem akustische Schwingungen vermieden werden sollen bzw. nicht auf angrenzende Bauteile der Radaufhängung übertragen werden sollen, ist in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 in conjunction with the features of the preamble.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims form advantageous developments of the invention.
In bekannter Art und Weise umfasst der Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs ein karosserieseitiges Gummi-Metall-Lager, über das der Lenker um eine in x-Richtung ausgerichtete Lagerachse schenkbeweglich an einer Karosserie lagerbar ist. Ferner umfasst der Lenker in bekannter Art und Weise eine sich in y-Richtung erstreckende Lenkerbasis mit einer endseitigen radseitigen Lagerstelle, über die der Lenker mit z.B. mit einem Radträger verbindbar ist.In a known manner, the control arm for a wheel suspension of a motor vehicle comprises a body-side rubber-metal bearing via which the control arm can be pivotably mounted on a body about a bearing axis oriented in the x-direction. Furthermore, the link comprises in a known manner a link base extending in the y-direction with an end-side wheel-side bearing point via which the link can be connected to, for example, a wheel carrier.
Die radseitige Lagerstelle ist dabei bevorzugt als eine augenförmige Lenkerlageraufnahme für die Aufnahme eines Lagers, vorzugsweise Gummi-Metall-Lagers, ausgebildet.The wheel-side bearing is preferably designed as an eye-shaped link bearing receptacle for receiving a bearing, preferably a rubber-metal bearing.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der Lenker dadurch aus, dass das karosserieseitige Gummi-Metall-Lager in einem von der Lenkerbasis separaten Lenkerkörper angeordnet ist, wobei der das karosserieseitige Gummi-Metall-Lager aufweisende Lenkerkörper und die die radseitige Lagerstelle bzw. die das radseitige Gummi-Metall-Lager aufweisende Lenkerbasis über ein Elastomer miteinander verbunden sind.According to the invention, the link is characterized in that the body-side rubber-metal bearing is arranged in a link body separate from the link base, the link body having the body-side rubber-metal bearing and the wheel-side bearing point or the wheel-side rubber-metal -Bearing handlebar base are connected to one another via an elastomer.
Über einen Elastomer miteinander verbunden ist dabei so zu verstehen, dass über das Elastomer geringe Relativbewegungen zwischen dem das karosserieseitige Gummi-Metall-Lager aufweisenden Lenkerkörper und der Lenkerbasis, welche die radseitige Lagerstelle umfasst, prinzipiell möglich bleiben.Connected to one another via an elastomer is to be understood as meaning that, via the elastomer, slight relative movements between the link body having the body-side rubber-metal bearing and the link base, which includes the wheel-side bearing point, remain in principle possible.
Die erfindungsgemäße Verbindung der Bauteile Lenkerbasis und Lenkerkörper über ein Elastomer hat den Effekt, dass die beiden Bauteile entkoppelt zueinander verbunden sind, sodass eine Übertragung unerwünschter akustischer Schwingungen vermieden werden, was sich vorteilhaft auf den Fahrkomfort auswirkt. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der Verbindung der beiden Bauteile Lenkerbasis und Lenkerkörper über ein Elastomer eine Verbindung vorliegt, die Freiheitsgrade offen lässt. D.h. durch eine entsprechende Auslegung des Elastomers bzw. gezielte Freigabe/Einschränkung der Freiheitsgrade, können unterschiedliche Steifigkeiten für unterschiedliche Lastfälle eingestellt werden, wodurch eine Einflussnahme in Hinblick auf den Fahrkomfort und/oder die Fahrdynamik ermöglicht ist.The connection according to the invention of the components of the handlebar base and handlebar body via an elastomer has the effect that the two components are decoupled from one another, so that the transmission of undesired acoustic vibrations is avoided, which has an advantageous effect on driving comfort. Another advantage is that, due to the connection of the two components, the handlebar base and the handlebar body, there is a connection via an elastomer that leaves degrees of freedom open. In other words, by appropriately designing the elastomer or by specifically releasing / restricting the degrees of freedom, different stiffnesses can be set for different load cases, which makes it possible to influence driving comfort and / or driving dynamics.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die über das Elastomer hergestellte Verbindung zwischen den Bauteilen Lenkerkörper und Lenkerbasis derart ausgebildet, dass mittels der Verbindung mit Ausnahme des rotatorischen Freiheitsgrads um die x-Achse, sämtliche andere Freiheitsgrade unterbunden sind. D.h. es bleibt lediglich der rotatorische Freiheitsgrad um die x-Achse (=> Relativbewegung zwischen Lenkerbasis und Lenkerkörper in Form einer Dreh- bzw. Schwenkbewegung um x-Achse) erhalten, während alle übrigen Freiheitsgrade, nämlich die translatorischen Freiheitsgrade in x-, y- und z-Richtung (=> translatorische Relativbewegung in x-, y- und z-Richtung zwischen Lenkerbasis und Lenkerkörper) sowie die rotatorischen Freiheitsgrade um die y- und z-Achse (=> Relativbewegungen zwischen Lenkerbasis und Lenkerkörper in Form einer Dreh- bzw. Schwenkbewegung um y-Achse und z-Achse) unterbunden sind. Somit wird z.B. bei einer Einfederbewegung, also einer in z-Richtung nach oben gerichteten Auslenkung der radseitige Lagerstelle, zunächst das zwischen Lenkerbasis und Lenkerkörper angeordnete Elastomer belastet/komprimiert und erst im Anschluss wird - also nachdem das Elastomer nicht mehr weiter komprimiert werden kann - die Elastomerspur des karosserieseitigen Lagers belastet. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the connection established via the elastomer between the components of the handlebar body and the handlebar base is designed in such a way that all other degrees of freedom are prevented by means of the connection, with the exception of the rotational degree of freedom about the x-axis. This means that only the rotational degree of freedom around the x-axis (=> relative movement between the handlebar base and the handlebar body in the form of a rotary or pivoting movement about the x-axis) is retained, while all other degrees of freedom, namely the translational degrees of freedom in x-, y- and z-direction (=> translational relative movement in x-, y- and z-direction between handlebar base and handlebar body) as well as the rotational degrees of freedom around the y- and z-axis (=> relative movements between handlebar base and handlebar body in the form of a rotary or . Pivoting movement around the y-axis and z-axis) are prevented. Thus, for example, during a compression movement, that is to say an upward deflection of the wheel-side bearing point in the z-direction, the between The elastomer arranged on the handlebar base and the handlebar body is loaded / compressed and only afterwards - that is, after the elastomer can no longer be compressed - is the elastomer track of the body-side bearing loaded.
Dies wiederum hat den Effekt, dass eine andere Kennung (Kraft-Weg-Kennlinie) und ein viel weicheres Lagerelement simuliert wird, was sich wiederum positiv auf den Fahrkomfort auswirkt.This in turn has the effect that a different identifier (force-displacement characteristic) and a much softer bearing element is simulated, which in turn has a positive effect on driving comfort.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die bei einer Einfederbewegung und die aus der Belastung des Elastomers resultierende „Abwinkelung“ zwischen Lenkerbasis und Lenkerkörper, eine verhältnismäßig große Verkürzung der effektiven Lenkerlänge bewirkt, was wiederum für eine gezielte Stellung von Radstellgrößen, wie z.B. eine Sturzzunahme über den Einfederweg, herangezogen werden kann.Another advantage is that the "deflection" between the handlebar base and the handlebar body resulting from the load on the elastomer during a compression movement causes a relatively large shortening of the effective handlebar length, which in turn allows for a targeted setting of wheel control variables, such as an increase in camber over the Spring deflection, can be used.
Bevorzugt ist bei dieser Ausführungsform der Lenkerkörper als ein das Elastomer und die Lenkerbasis umschließendes bzw. umhüllendes Bauteil ausgebildet, und es sind - um ungewollte Relativbewegungen zwischen Lenkerbasis und Lenkerkörper in x- y- und z-Richtung sowie um die y- und z-Achse auszuschließen - die Lenkerbasis und der Lenkerkörper über ein zusätzliches, den rotatorischen Freiheitsgrad um die x-Achse frei haltendes mechanisches Element gesichert.In this embodiment, the handlebar body is preferably designed as a component that surrounds or envelops the elastomer and the handlebar base, and there are unwanted relative movements between the handlebar base and the handlebar body in the x, y and z directions and around the y and z axes exclude - the handlebar base and the handlebar body are secured via an additional mechanical element that keeps the rotational degree of freedom around the x-axis free.
Eine einfache und damit kostengünstige Konstruktion sieht vor, dass das mechanische Element in Form eines parallel zur x-Achse ausgerichteten, das Lenkerbauteil und die Lenkerbasis durchdringenden Stiftes ausgebildet ist.A simple and thus inexpensive construction provides that the mechanical element is designed in the form of a pin which is aligned parallel to the x-axis and penetrates the link component and the link base.
Um eine lange Haltbarkeit bei möglichst geringen Herstellungskosten sicherzustellen, ist die Lenkerbasis vorzugsweise als ein Schmiedeteil ausgebildet, während der Lenkerkörper ein kostengünstiges Blechumformteil ist.In order to ensure a long service life with the lowest possible manufacturing costs, the handlebar base is preferably designed as a forged part, while the handlebar body is an inexpensive formed sheet metal part.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomer stoffschlüssig, insbesondere mittels Vulkanisieren, sowohl mit der Lenkerbasis als auch mit dem Lenkerkörper verbunden. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Elastomer nur auf die Lenkerbasis anvulkanisiert ist, und dass der Lenkerkörper während des Umformvorganges formschlüssig um das Elastomer umgeformt wird.According to a further preferred embodiment, the elastomer is materially connected, in particular by means of vulcanization, both to the handlebar base and to the handlebar body. An alternative embodiment provides that the elastomer is vulcanized only onto the handlebar base, and that the handlebar body is reshaped around the elastomer in a form-fitting manner during the reshaping process.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomer mehrteilig, ein erstes bzw. unteres und zweites bzw. oberes Elastomerelement aufweisend ausgebildet. Das erste bzw. untere Elastomerelement ist dabei das Element, welches bei einer Einfederbewegung, also bei einer bei einer in z-Richtung nach oben gerichteten Auslenkung der radseitigen Lagerstelle, belastet bzw. komprimiert wird. Entsprechend ist unter dem zweiten bzw. oberen Elastomerelement das Element zu verstehen, das bei einer Ausfederbewegung, also einer in z-Richtung nach unten gerichteten Auslenkung belastet bzw. komprimiert wird.According to a further particularly preferred embodiment, the elastomer is multi-part, having a first or lower and a second or upper elastomer element. The first or lower elastomer element is the element which is loaded or compressed during a compression movement, that is, during an upward deflection of the wheel-side bearing point in the z-direction. Correspondingly, the second or upper elastomer element is to be understood as the element which is loaded or compressed during a rebound movement, that is to say a deflection directed downwards in the z-direction.
Durch die mehrteilige Ausbildung des Elastomers kann das Verhalten des Lenkers in vorteilhafter Weise gezielt gesteuert werden:
- Beispielsweise können die beiden Elastomerelemente gleiche Shore-Härte aufweisen, d.h. die Kennung in Einfeder- und Ausfederrichtung ist gleich.
- For example, the two elastomer elements can have the same Shore hardness, ie the identifier in the compression and rebound directions is the same.
Bevorzugt weisen die Elastomerelemente unterschiedliche Shore-Härten auf, insbesondere weist das erste bzw. untere Elastomerelement eine geringere Shore-Härte als das zweite bzw. obere Element auf. Aufgrund der weicheren Kennung beim Einfedern ist in vorteilhafter Weise eine besonders komfortable Auslegung ermöglicht.The elastomer elements preferably have different Shore hardnesses, in particular the first or lower elastomer element has a lower Shore hardness than the second or upper element. Due to the softer identifier during compression, a particularly convenient design is advantageously made possible.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der beiden Elastomerelemente zeichnet sich dadurch aus, dass das erste bzw. untere und/oder das zweite bzw. obere Elastomerelement in Bezug auf ihren Kennlinienverlauf derart ausgebildet sind, dass ein linearer und/oder progressiver und/oder degressiver Verlauf vorliegt. Über eine entsprechende Wahl des Kennlinienverlaufs ist in vorteilhafter Weise über den Einfeder- bzw. Ausfederweg eine zusätzliche Einflussnahme auf eine Radstellgröße, wie z.B. Radsturz, ermöglicht.Another preferred embodiment of the two elastomer elements is characterized in that the first or lower and / or the second or upper elastomer element are designed in relation to their characteristic curve in such a way that a linear and / or progressive and / or degressive course is present. An appropriate selection of the characteristic curve is advantageously made possible via the compression or rebound travel, an additional influence on a wheel manipulated variable, such as a wheel camber.
Denkbar ist zudem, das zweite bzw. obere Elastomerelement in Form eines mechanischen Anschlags auszubilden.It is also conceivable to design the second or upper elastomer element in the form of a mechanical stop.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and possible applications of the present invention emerge from the following description in conjunction with the exemplary embodiments shown in the drawing.
In der Zeichnung bedeutet:
-
1 einen erfindungsgemäßen Lenker in einer Ansicht schräg von vorne; -
2 der Lenker aus1 in einer geschnittenen Darstellung; -
3a der erfindungsgemäße Lenker in Einbaulage; -
3b der Lenker aus3a mit teilweise ausgeblendeter Darstellung des Lenkerkörpers; -
4a der erfindungsgemäße Lenker im eingefederten Zustand, und -
4b der Lenker aus4a mit teilweise ausgeblendeter Darstellung des Lenkerkörpers.
-
1 a handlebar according to the invention in a view obliquely from the front; -
2 the handlebars off1 in a cut view; -
3a the handlebar according to the invention in the installed position; -
3b the handlebars off3a with partially hidden representation of the handlebar body; -
4a the handlebar according to the invention in the compressed state, and -
4b the handlebars off4a with partially hidden representation of the handlebar body.
Wie insbesondere aus
Vorliegend ist der Elastomer
Der Lenkerkörper
Zudem sind die beiden Bauteile Lenkerbasis
Wie
Der Effekt des erfindungsgemäßen Lenkers
Liegt nun, wie in
Das simulierte weichere Lagerelement erzeugt zudem die dargestellte „Verkürzung“, vgl. in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102013003145 A1 [0002]DE 102013003145 A1 [0002]
- DE 10340956 A1 [0004]DE 10340956 A1 [0004]
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DE102020114447.4A DE102020114447A1 (en) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | Control arm for a wheel suspension of a motor vehicle |
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Citations (2)
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DE102013003145A1 (en) | 2013-02-25 | 2014-08-28 | Audi Ag | Sheet metal handlebar for the suspension of a motor vehicle, suspension and motor vehicle |
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2020
- 2020-05-29 DE DE102020114447.4A patent/DE102020114447A1/en not_active Withdrawn
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