DE3200855A1 - Independent front wheel suspension for motor vehicles - Google Patents

Abstract

The invention relates to an independent front wheel suspension in which a support rod pivotally articulated on the vehicle acts on a transversely or obliquely running link at a distance from both its wheel-side and its body-side bearing and is pivotally connected to the latter in such a way that the link can rotate or swivel about a vertical axis running through this point of articulation, and in which the body-side end of the link is articulated on the body by way of an elastic link bearing in such a way that the wheel-side end of the link is deflectable at least approximately parallel to the vehicle's longitudinal axis under the effect of longitudinal forces acting on the vehicle wheel. <IMAGE>

Description

Unabhängige Vorderradaufhängung für Kraft- Independent front suspension for power

fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine unabhängige Vorderradaufhängung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. vehicles The invention relates to an independent front wheel suspension for motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorderradaufhängung ohne wesentlichen räumlichen und konstruktiven Aufwand so zu verbessern und auszubilden, daß ohne Beeinträchtigung sonstiger Fahreigenschaften ein möglichst hoher Abrollkomfort erzielt wird.The invention is based on the object of such a front suspension to improve and train them without significant spatial and structural effort, that the highest possible ride comfort without impairing other driving characteristics is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the subclaims.

Einerseits wird also der Stützstab der Vorderradaufhängung derart gelenkig, z. B. mittig, mit dem Lenker verbunden, daß dieser um eine durch diesen Anlenkpunkt verlaufende vertikale Achse dreh- oder schwenkbar ist, und andererseits ist das aufbauseitige Lenkerende am Aufbau über ein elastisches Lager derart angelenkt, daß das radseitige Lenkerende unter der Wirkung von am Fahrzeugrad angreifenden Längskräften ausschließlich zumindest annähernd parallel zur Fahreeug;angsachse ausgelenkt wird.On the one hand, then, the support rod of the front suspension is such articulated, e.g. B. in the middle, connected to the handlebars that this one through this Articulation point extending vertical axis is rotatable or pivotable, and on the other hand the handlebar end on the body is hinged to the body via an elastic bearing in such a way that that the wheel-side handlebar end under the action of attacking the vehicle wheel Longitudinal forces exclusively at least approximately parallel to the driving axis is deflected.

Durch diese Anordnung und Bemessung wird eine den Fahrkomfort spürbar verbessernde Längsnachgiebigkeit (Längsfederung) der Vorderräder bewirkt, die sich z. B. beim Uberfahren von Hindernissen sowie bei Bremsvorgängen - bei angetriebenen Vorderrädern auch bei Beschleunigungsvorgägen - positiv bemerkbar macht.This arrangement and dimensioning make driving comfort noticeable improving longitudinal flexibility (longitudinal suspension) of the front wheels, which z. B. when driving over obstacles and braking - when driven Front wheels even when accelerating - makes a positive impression.

Da die Vorderräder bei angreifenden Längskräften also im wesentlichen reine Längsbewegungen und keine Seitenbewegungen ausführen können, treten hierbei auch keine negativ zu bewertende Spurweitenveränderungen auf. Darüberhinaus ergibt sich, daß die Vorderräder bei angreifenden Seitenkräften selbst dann, wenn die Lenker schräg verlaufen, weder in Längs- noch in Querrichtung ausgelenkt werden, da die Lenker aufgrund der vorgeschlagenen Anordnung und Bemessung insbesondere der aufbauseitigen Lenkerlager bei diesem 3etriebsfall nicht um ihre Anlenkpunkte mit den Stützstäben geschwenkt werden können, weil sie durch die Seitenkraftreaktionskräfte im Gleichgewicht gehalten werden.Since the front wheels are essentially pure longitudinal movements and no lateral movements occur here there are also no negative changes in track width. In addition, results that the front wheels are exposed to lateral forces even when the handlebars run obliquely, are deflected neither in the longitudinal nor in the transverse direction, since the Handlebars due to the proposed arrangement and dimensioning, in particular the body-side Link bearings in this 3betriebsfall not about their articulation points with the support rods Can be pivoted because they are in equilibrium due to the side force reaction forces being held.

Anhand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.On the basis of some exemplary embodiments shown schematically in the drawing the invention is explained in more detail.

Die gezeigte Vorderradaufhängung, die insgesamt mit 5 beziffert ist, besteht im wesentlichen aus einem Lenker 2, der mit seinem einen Ende am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 4 anglenkt ist und mit seinem freien anderen Ende mit dem nicht weiter dargestellten Radträger des angedeuteten Fahrzeugrades 1 in Verbindung teht, sowie aus einem Stützstab 3 o. ä., welcher mit seinem einen Ende gelenkig oder elastisch am Fahrzeugaufbau angelenkt ist und mit seinem anderen Ende am Lenker 2 angreift und mit diesem dort derart gelenkig verbunden ist, daß der Lenker um eine zumindest annähernd vertikal und durch diesen mit 23 bezifferten Anlenkpunkt verlaufende Achse dreh-oder schwenkbar ist, wobei als Verbindungselemente sowohl Gummimetall- als auch Zapfen-Anordnungen denkbar sind. Der Anlenkpunkt 23 ist im Abstand sowohl zum radseitigen Lenkerlager 21 als auch zum aufbauseitigen Lenkerlager 22 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist der Stützstab 3 zumindest annähernd normal, d. h.The front suspension shown, which is numbered 5 in total, consists essentially of a handlebar 2, one end of which is no further illustrated vehicle body 4 is articulated and with its free other end the wheel carrier, not shown, of the indicated vehicle wheel 1 in connection teht, as well as from a support rod 3 o. Ä. Which is articulated with its one end or is elastically hinged to the vehicle body and at its other end to the handlebar 2 attacks and is articulated with this there in such a way that the handlebars around one at least approximately vertically and through this articulation point numbered 23 extending axis is rotatable or pivotable, both as connecting elements Rubber-to-metal as well as pin arrangements are conceivable. The pivot point 23 is in Distance both to the wheel-side link bearing 21 and to the body-side link bearing 22 arranged. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the support rod 3 is at least approximately normal, d. H.

senkrecht zum Lenker 2 ausgerichtet und greift an diesem zumindest annähernd mittig an, so daß bezüglich der Lenker/Stützstab-Anordnung symmetrische Verhältnisse vorliegen. Die aufbauseitge Anlenkstelle des Stützstabes 3 ist mit 31 beziffert. Dieses Lager muß wie das aufbauseitige Lenkerlager 22 so ausgebildet sein, daß das Fahrzeugrad 1 wie üblich ungehindert ein- und ausfedern kann. Darüberhinaus muß es dem Stützstab 3 gewisse Schwenkbewegungen innerhalb der Zeichenebene ermöglichen. Das aufbauseitige Lenkerlager 22 ist derart ausgebildet und räumlich angeordnet, daß das radseitige Lenkerende zumindest annähernd parallel zur Fahrzeuglängsachse LF ausgelenkt wird, wenn am Fahrzeugrad 1 Längskräfte angreifen. Unter der Wirkung der Kraft F bewegt es sich somit in Richtung R und unter der Wirkung der Kraft F' in Richtung R'. Dieser Effekt wird u. a. dadurch erzielt, daß das aufbauseitige Lenkerlager 22 als axial nachgiebiges Lager, z. B. als Gummilager, ausgebildet ist und daß die Lagerachse 221 - in der Draufsicht - in bestimmter Weise gegen die Längsachse des Lenkers 2 angewinkelt ist. Sie ist gegen die Normale E der Lenkerlängsachse im gleichen Drehsinne geneigt, wie die Lenkerlängsachse gegen die Normale NF der Fahrzeuglängsachse geneigt ist. In den Figuren ist der diesbezügliche Neigungswinkel des Lenkers 2 mitd/und der Neigungswinkel der Lagerachse 221 mit p gekennzeichnet.aligned perpendicular to the handlebar 2 and engages this at least approximately in the middle, so that it is symmetrical with respect to the handlebar / support rod arrangement Conditions exist. The articulation point of the support rod 3 on the construction side is with 31 numbered. This bearing must be designed like the link bearing 22 on the body side be that the vehicle wheel 1 can rebound and rebound unhindered as usual. Furthermore it must allow the support rod 3 certain pivoting movements within the plane of the drawing. The body-side link bearing 22 is designed and spatially arranged in such a way that that the wheel-side handlebar end is at least approximately parallel to the longitudinal axis of the vehicle LF is deflected when longitudinal forces act on the vehicle wheel 1. Under the effect the force F it moves in the direction R and under the action of the force F ' towards R '. This effect is inter alia. achieved in that the body Link bearing 22 as an axially compliant bearing, for. B. is designed as a rubber bearing and that the bearing axis 221 - in plan view - in a certain way against the longitudinal axis of the handlebar 2 is angled. It is against the normal E of the longitudinal axis of the handlebar inclined in the same direction of rotation as the longitudinal axis of the handlebars against the normal NF of the Vehicle longitudinal axis is inclined. In the figures is the angle of inclination in this regard of the link 2 marked with d / and the angle of inclination of the bearing axis 221 marked with p.

Die erforderliche Richtung der Lagerachse 221 kann rechnerisch oder zeichnerisch ermittelt werden als - in der Lenkergrundstellung - im Lagerpunkt 22 angelegte Tangente an eine Kurve K, die dieser Lagerpunkt 22 unter Berücksichtigung der Gelenkpunkte 23 und 31 durchlaufen müßte, damit sich der radseitige Lagerpunkt 21 des Lenkers in Richtung R/R', d. h. parallel zur Fahrzeuglängsachse LF bewegt.The required direction of the bearing axis 221 can be calculated or can be determined graphically as - in the normal position of the handlebar - in bearing point 22 applied tangent to a curve K, which this bearing point 22 taking into account the hinge points 23 and 31 would have to go through so that the wheel-side bearing point 21 of the handlebar in direction R / R ', d. H. moved parallel to the vehicle's longitudinal axis LF.

Der Verlauf dieser Kurve K hängt abgesehen von der Länge und dem Neigungswinkel 4 des Lenkers 2 u. a. von der Länge und Neigung des Stützstabes 3 sowie von der Lage des Anlenkpunktes 23 des Stützstabes am Lenker 2 ab. Die Figuren 1 bis 4 stellen Ausführungsbei spiele der erfindungsgemäßen Vorderradaufhängung dar, bei denen die Lenker 2 jeweils gleich ausgebildet und angeordnet sind, die Stützstäbe 3 jedoch einerseits räumlich unterschiedlich angeordnet sind und andererseits an unterschiedlichen Stellen am Lenker 2 angelenkt sind. Aus den Figuren ist leicht erkennbar, daß sich entsprechend unterschiedliche Kurvenverläufe der Kurve K und damit unterschiedliche Neigungswinkel p bis p 4 ergeben.The course of this curve K depends on the length and the angle of inclination 4 of the handlebar 2 and others. of the length and inclination of the support rod 3 and of the Location of the articulation point 23 of the support rod on the handlebar 2. Figures 1 to 4 represent Ausführungsbei play the front suspension according to the invention, in which the Handlebars 2 are each designed and arranged identically, the support rods 3 however, on the one hand they are spatially arranged differently and on the other hand at different Places on the handlebar 2 are articulated. From the figures it is easy to see that correspondingly different curves of the curve K and thus different Inclination angles p to p 4 result.

Die Wegeverhältnisse bezüglich der radseitigen und aufbauseitigen Auslenkung des Lenkers 2 sind in der Zeichnung des besseren Verständnisses wegen übertrieben groß dargestellt. Im allgemeinen dürfte eine Längsnachgiebigkeit des radseitigen Lenkerlagers 21 von etwa + 10 bis 20 mm ausreichen, um einen hervorragenden Abrollkomfort des Fahrzeuges zu gewährleisten. Es ist leicht erkennbar, daß bei Berücksichtigung der tatsächlichen Größenverhältnisse in der Zeichnung lediglich die Verhältnisse in unmittelbarster Nachbarschaft der Lagerpunkte 21 und 22 für die vorliegende Betrachtung von Bedeutung sind. Die in vorbeschriebener Weise gegen die Normale NL um den Winkel p geneigte Lagerachse 221 des axial nachgiebigen aufbauseitigen Lenkerlagers 22 stellt somit für die Praxis eine ausreichend genaue Annäherung an die Idealkurve K dar. Allenfalls beschreibt das radseitige Lenkerlager 21 einen sehr leichten Kreisbogen, der wegen der maximalen Auslenkung von - 10 bis 20 mm in der Regel jedoch als Gerade in Richtung R/R' aufgefaßt werden kann.The path conditions with regard to the wheel-side and body-side Deflection of the handlebar 2 are shown in the drawing for better understanding shown exaggerated. In general, a longitudinal compliance of the wheel-side link bearing 21 of about + 10 to 20 mm are sufficient to provide an excellent To ensure the ride comfort of the vehicle. It is easy to see that at Consideration of the actual proportions in the drawing only the conditions in the immediate vicinity of the bearing points 21 and 22 for the present consideration are important. The in the manner described above against the normal NL at the angle p inclined bearing axis 221 of the axially flexible body side Link bearing 22 is thus a sufficiently precise approximation for practice represents the ideal curve K. At most, the wheel-side link bearing 21 describes one very slight circular arc, which because of the maximum deflection of - 10 to 20 mm as a rule, however, can be understood as a straight line in the direction of R / R '.

Wenn der Lenker 2 abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen genau quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet ist, dann wird die Lagerachse des aufbauseitigen Lenkerlagers 22 zumindest annähernd genau in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet. In den meisten Fällen wird man aus Platzgründen jedoch schrägverlaufende Lenker bevorzugen, wobei abweichend von den Ausführungsbeispielen die Stützstäbe statt nach vorne auch nach hinten verlaufen können.If the handlebar 2 differs from the embodiments shown is arranged exactly transversely to the vehicle longitudinal axis, then the bearing axis of the body Link bearing 22 aligned at least approximately exactly in the longitudinal direction of the vehicle. In most cases, however, oblique handlebars are used for reasons of space prefer, in which, in deviation from the exemplary embodiments, the support rods take place can run to the front and back.

Da das Fahrzeugrad 1 bei am Rad angreifenden Längskräften F/F' wegen der gewählten Lenker/Stützstabausbildung und-anlenkung keine Bewegungen in Fahrzeugquerrichtung ausführen kann, kann zwangsläufig umgekehrt auch eine am Rad angreifende Seitenkraft U keine Längsbewegung des Rades zur Folge haben. Obgleich der Lenker 2 schräg steht, kann er nicht um den Anlenkpunkt 23 mit dem Stützstab 3 wegdrehen, da ihn die Seitenkraftreaktionskraft V im Gleichgewicht hält.Since the vehicle wheel 1 due to longitudinal forces F / F 'acting on the wheel the selected link / support rod design and articulation does not cause any movements in the transverse direction of the vehicle can perform, can inevitably vice versa also a side force acting on the wheel U do not result in any longitudinal movement of the wheel. Although the handlebar 2 is inclined, can he does not turn away from the pivot point 23 with the support rod 3, since the side force reaction force causes him Keeps V in balance.

Die vorgeschlagene Vorderradaufhängung kann Teil einer Federbeinachse oder einer Doppellenkerachse sein. In Verbindung mit einem radführenden Feder- oder Dämpferbein findet sie als unteres Radführungsglied Anwendung, wobei das radseitige Lenkerlager 21 entweder direkt oder über das Feder- bzw. Dämpferbein indirekt am Radträger des Rades angelenkt wird. In Verbindung mit einer Doppellenkerachse kann die dargestellte und beschriebene Anordnung entweder als unteres oder als oberes Radführungsglied eingesetzt werden, wobei das radseitige Lenkerlager 21 jeweils über ein Kugelgelenk o. ä. am Radträger des Fahrzeugrades angelenkt wird. Wenn die dargestellte Anordnung als unteres Radführungsglied - Federbeinachse oder Doppellenkerachse - verwendet wird, dann neigt sich der Achsschenkel bzw. das Federbein dieser Achse sowohl bei Überfahren von Hinternissen als auch beim Bremsen nach vorne. Wenn die vorliegende Anordnung jedoch als oberes Radführungsglied einer Doppellenkeranordnung verwendet wird, dann neigt sich der Achsschenkel beim Überfahren von Hindernissen nach hinten und nur beim Bremsen nach vorne.The proposed front suspension can be part of a strut axle or a double link axle. In conjunction with a wheel-guiding spring or It is used as a damper strut as the lower wheel guide element, with the wheel-side Link bearing 21 either directly or indirectly via the suspension strut or damper strut Wheel carrier of the wheel is hinged. In connection with a double link axle the arrangement shown and described either as a lower or as an upper Wheel guide member are used, the wheel-side link bearing 21 each is hinged to the wheel carrier of the vehicle wheel via a ball joint or the like. If the Arrangement shown as a lower wheel guide element - strut axle or double link axle - is used, the steering knuckle or the spring strut of this axis will tilt both when driving over obstacles and when braking forwards. If the present arrangement, however, as an upper wheel guide member of a double link arrangement is used, the steering knuckle tilts when driving over obstacles to the rear and only to the front when braking.

In den Ausführungsbeispielen ist der Stützstab 3 jeweils als separater Stützstab dargestellt. Er kann natürlich in bekannter Weise auch Teil eines üblichen Torsionsstab-Stabilisators sein.In the exemplary embodiments, the support rod 3 is in each case as a separate one Support rod shown. It can of course also be part of a conventional one in a known manner Be torsion bar stabilizer.

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Claims (3)

ANSPRUGRE 1. Unabhängige Vorderradaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem direkt oder indirekt am Radträger angelenkten, quer oder schräg zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Lenker sowie einem an diesem angreifenden Stützstab o. ä. zur Aufnahme von Längskräften, dadurch gekennzeichnet, daß der am Fahrzeugaufbau (4) gelenkig oder elastisch angelenkte Stützstab (3) am Lenker (2) im Abstand sowohl zu dessen radseitigem als auch zu dessen aufbauseitigem Lager (21, 22) angreift und mit diesem derart gelenkig verbunden ist, daß der Lenker (2) um eine durch diesen Anlenkpunkt (23) verlaufende, zumindest annähernd vertikale Achse dreh- oder schwenkbar ist, und daß das aufbauseitige Lenkerende am Aufbau (4) über ein elastisches Lenkerlager (22) angelenkt ist, welches derart ausgebildet und räumlich angeordnet ist, daß das radseitige Lenkerende unter der Wirkung von am Fahrzeugrad (1) angreifenden Längs kräften (F) unter Schwenkung des Lenkers (2) um dessen Anlenkpunkt (23) mit dem Stützstab (3) zumindest annähernd parallel zur Fahrzeuglängsachse auslenkbar ist. ANSPRUGRE 1. Independent front suspension for motor vehicles, with at least one directly or indirectly hinged to the wheel carrier, transversely or diagonally to the vehicle longitudinal direction aligned handlebars as well as one acting on this Support rod o. Ä. To absorb longitudinal forces, characterized in that the am Vehicle body (4) articulated or elastically hinged support rod (3) on the handlebar (2) at a distance from both its wheel-side and its body-side bearing (21, 22) engages and is articulated to this in such a way that the link (2) around an at least approximately vertical one running through this articulation point (23) Axis is rotatable or pivotable, and that the body-side handlebar end on the body (4) is articulated via an elastic link bearing (22) which is designed in this way and is spatially arranged that the wheel-side handlebar end under the action of Longitudinal forces (F) acting on the vehicle wheel (1) while pivoting the handlebars (2) around its pivot point (23) with the support rod (3) at least approximately parallel to Vehicle longitudinal axis is deflectable. 2. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtetem Lenker aufbauseitig ein axial nachgiebiges Lenkerlager mit parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Lagerachse vorgesehen ist.2. Front suspension according to claim 1, characterized in that in the case of a handlebar aligned transversely to the longitudinal direction of the vehicle, an axial on the body yielding link bearing with a parallel to the longitudinal direction of the vehicle Bearing axis is provided. 3. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei schräg zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtetem Lenker (2) aufbauseitig ein axial nachgiebiges Lenkerlager (22) verwendet ist, dessen Lagerachse (221) im gleichen Drehsinne gegen die Normale (NL) der Lenkerlängsachse geneigt ist wie die Lenkerlängsachse gegen die Normale (NF) der Fahrzeuglängsachse geneigt ist.3. Front suspension according to claim 1, characterized in that with the handlebar (2) aligned at an angle to the longitudinal direction of the vehicle axially flexible link bearing (22) is used, the bearing axis (221) in the same Direction of rotation against the normal (NL) of the longitudinal axis of the handlebar is inclined like the longitudinal axis of the handlebar is inclined to the normal (NF) of the vehicle's longitudinal axis.