DE4021157A1 - Single wheel suspension for vehicle - makes use of rotary stabiliser between two bearing points - Google Patents
Single wheel suspension for vehicle - makes use of rotary stabiliser between two bearing pointsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to an independent suspension for motor vehicles mentioned in the preamble of claim 1.
Einzelradaufhängungen dieser Art sind beispielsweise bekannt aus der DE-OS 29 18 402, DE-OS 29 31 660 oder der DE-PS 31 36 016.Independent wheel suspensions of this type are known, for example, from DE-OS 29 18 402, DE-OS 29 31 660 or DE-PS 31 36 016.
Bei diesen bekannten Einzelradaufhängungen ist der quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnete Drehstabstabilisator wie üblich als U-Form-Stabilisator ausgebildet, d. h. seine beiden Enden sind zu Hebelarmen abgewinkelt und zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet.In these known independent wheel suspensions, this is transverse to the longitudinal axis of the vehicle arranged torsion bar stabilizer as usual designed as a U-shape stabilizer, d. H. its two ends are angled to lever arms and at least approximately aligned in the longitudinal direction of the vehicle.
Bei einer dieser bekannten Einzelradaufhängungen (DE-PS 31 36 016) ist der quer verlaufende tordierbare Mittelteil des Stabilisators dabei in üblicher Weise in be abstandeten Lagern um seine Längsachse drehbar am Fahrzeugaufbau angelenkt. Bei den beiden anderen bekannten Einzelradaufhängungen ist der quer verlaufende Mittelteil des U-Form-Stabilisators dagegen freihängend angeordnet; dafür greifen die Stabilisatorenden bei diesen beiden Radaufhängungen jeweils in zwei beabstan deten Koppelpunkten an den zugeordneten schwenkbaren Lenkern an. In einem der beiden Fälle (DE-OS 29 31 660) ist dabei am abgeflachten äußersten freien Ende des abgewinkelten Stabilisatorarms jeweils ein mit einer gummielastischen Buchse ausgekleidetes Auge eingeformt und mittels eines etwa vertikal verlaufenden Schraubbolzens am schwenkbaren Lenker angeschraubt. Die beabstandete zweite Ankopplung dieses Armes am Lenker erfolgt im Übergangsbereich zum Mittelteil des Stabilisators. Dazu ist am Lenker nach Art einer Schwinge ein etwa in Fahr zeugquerrichtung frei schwenkbares Glied befestigt, an dessen freiem Ende der Stabilisatorarm unter Zwischenschaltung eines gummielastischen Elementes gela gert ist. In one of these known independent suspensions (DE-PS 31 36 016) is transverse extending torsionable middle part of the stabilizer in the usual way in be spaced bearings pivoted about its longitudinal axis on the vehicle body. In the other two known independent suspensions, the transverse one The middle section of the U-shape stabilizer, however, is freely suspended; grab for it the stabilizer ends in these two wheel suspensions each in two beabstan coupling points on the assigned pivotable handlebars. In one of the both cases (DE-OS 29 31 660) is at the flattened outermost free end of the angled stabilizer arm each with a rubber-elastic bushing lined eye molded and by means of an approximately vertical Bolt screwed to the swivel handlebar. The spaced second This arm is coupled to the handlebar in the transition area to the middle section of the stabilizer. For this purpose, the handlebar is in the manner of a swing arm cross-direction freely attached member attached to the free end of the Low stabilizer with the interposition of a rubber-elastic element gela device.
Bei der anderen bekannten Einzelradaufhängung (DE-OS 29 18 402) sind die beiden abgewinkelten Stabilisatorarme jeweils mit ihren freien Enden in üblicher Weise an den schwenkbaren radführenden Lenkern angelenkt. Der zu tordierende Mittelteil des Stabilisators ist seinerseits jeweils im Übergangsbereich zu den abgewinkelten Stabilisatorarmen im Drehlager einer am schwenkbaren Lenker angelenkten Koppel stange o. ä. gelagert, durch welche der Mittelteil beim Verschwenken des Lenkers im Bereich dieses Drehlagers zu einer der Hubbewegung seines am Lenker angekop pelten Stabilisatorarms zumindest teilweise entgegengesetzten Hubbewegung ge zwungen wird.In the other known independent suspension (DE-OS 29 18 402) are the two angled stabilizer arms each with their free ends in the usual way articulated to the swiveling handlebars. The middle part to be twisted the stabilizer is in turn in the transition area to the angled Stabilizer arms in the pivot bearing of a coupling articulated on the swivel handlebar rod or the like, through which the middle part when pivoting the handlebar in the area of this pivot bearing to one of the stroke movements of his on the handlebar pelten stabilizer arm ge at least partially opposite stroke movement is forced.
Beide diese Stabilisatoranordnungen sind vergleichsweise materialaufwendig und schwer, wobei jeweils nur ein Teil des eingesetzten Stabilisatormaterials wirklich zur Erzielung der Stabilisatorwirkung herangezogen wird. Auch der Aufwand für die Anlenkung des Stabilisators am Lenker ist vergleichsweise hoch. Es werden je weils zwei zum Teil aufwendigere Lager mit gummielastischen Elementen benötigt, so daß nicht nur ein vergleichsweise hoher Materialaufwand vorliegt, sondern gleichzeitig auch ein erheblicher Montageaufwand betrieben werden muß.Both of these stabilizer arrangements are comparatively expensive and expensive heavy, but only a part of the stabilizer material used really is used to achieve the stabilizer effect. Even the effort for the articulation of the stabilizer on the handlebar is comparatively high. There will be because two partially more complex bearings with rubber-elastic elements are required, so that not only is there a comparatively high cost of materials, but at the same time, a considerable amount of assembly work must be carried out.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einzelradaufhängung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die vergleichswei se leicht und kompakt in ihre Bauform und darüber hinaus vergleichsweise einfach zu montieren ist.The invention is based on the object, an independent suspension in The preamble of claim 1 to create the type that comparatively They are light and compact in their design and also comparatively simple is to be assembled.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the invention are in the sub claims specified.
Erfindungsgemäß wird also ein schenkelloser Drehstabilisator eingesetzt, dessen freie Enden über ein winkelausgleichendes und z. B. nach Art eines gummielastisch ausgebuchsten Augengelenks ausgebildetes, drehmomentenübertragendes Lager mit den schwenkbaren Lenkern verbunden sind.According to the invention, a legless anti-roll bar is used, the free ends over an angle compensating and z. B. in the manner of a rubber elastic bulged eye joint trained, torque transmitting bearing with the pivoting handlebars are connected.
Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfin dung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in prinzipienhafter Darstellung Based on two embodiments shown in the drawing, the inven tion explained in more detail below. In the drawing shows in principle representation
Fig. 1 die Draufsicht einer Kfz-Achse mit Einzelradaufhängung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 is a plan view of a motor vehicle axle with independent wheel suspension according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2a eine entsprechende Teildraufsicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 2a is a corresponding partial top view according to a second embodiment of the invention,
Fig. 2b die Seitenansicht dieser Radaufhängung und Fig. 2b the side view of this suspension and
Fig. 3a, 3b die Hauptansicht sowie eine Schnittdarstellung eines zur Ankopplung des Drehstabstabilisators eingesetzten Lagers. FIGS. 3a, 3b, the main view and a sectional view of a bearing used for coupling the torsion stabilizer.
In der Zeichnung sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauelemente und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung darge stellt.In the drawing, only those necessary for understanding the invention are shown Components and details of the independent wheel suspension according to the invention Darge poses.
Fig. 1 zeigt die Radaufhängung einer Achse eines Personenkraftwagens, und zwar einer nicht angetriebenen Hinterachse, bei der die Räder 1 jeweils einzeln über einen radführenden Dreiecklenker mit beabstandeten aufbauseitigen Lagern 11 schwenkbar am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt sind, wobei die mit 3 bezifferte Schwenkachse der Lenker jeweils schräg zur Fahrzeuglängs achse ausgerichtet ist. Fig. 1 shows the wheel suspension of an axle of a passenger car, namely a non-driven rear axle, in which the wheels 1 are each pivotally articulated to the vehicle body, not shown, via a wheel-guiding wishbone with spaced body-side bearings 11 , the pivot axis numbered 3 being the Handlebar is aligned obliquely to the vehicle's longitudinal axis.
Statt unmittelbar am Fahrzeugaufbau können die beiden Lenker 2 auch an einem Hilfsrahmen o. ä. angelenkt sein, der seinerseits, vorzugsweise unter Zwischen schaltung gummielastischer Elemente am Fahrzeugaufbau befestigt ist.Instead of directly on the vehicle body, the two links 2 can also be articulated on an auxiliary frame or the like, which in turn is attached to the vehicle body, preferably with the interposition of rubber-elastic elements.
Zur Stabilisierung des Fahrzeugs ist ein sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstrec kender Drehstabstabilisator 4 vorgesehen. Dieser ist schenkellos ausgebildet, be sitzt also keine abgewinkelte Arme wie sonst - in Verbindung mit Quer- oder Schräglenkern - allgemein üblich.In order to stabilize the vehicle, a torsion bar stabilizer 4 is provided which is transverse to the vehicle longitudinal axis. This is legless, so there are no angled arms as usual - in connection with wishbones or semi-trailing arms - common.
Der Drehstabstabilisator ist freihängend angeordnet und mit seinen beiden Enden 4a, 4b mit den diesen benachbarten radführenden Lenkern 2 bzw. mit starr dar an befestigten auslegerartigen Teilen 5 jeweils über nur eine speziell ausgebildete winkelausgleichende Lageranordnung 6 drehmomentenübertragend gekoppelt, so daß also der Drehstabilisator 4 bei nicht gleichsinnigem und nicht gleichgroßem Ein- bzw. Ausfedern der Räder 1 durch die dann an seinen beiden Enden angreifen den Drehmomente um seine Längsachse tordiert wird. The torsion bar stabilizer is freely suspended and coupled with its two ends 4 a, 4 b with the adjacent wheel-guiding arms 2 or with rigid dar on attached boom-like parts 5 each via only a specially designed angle-compensating bearing arrangement 6 , so that the torsion stabilizer 4 if the wheels 1 deflect or deflect in the same direction and are not of the same size and then act on its two ends, the torques are twisted about its longitudinal axis.
Vorzugsweise sind die beiden Lageranordnungen 6 nach Art eines sogenannten Au gengelenkes ausgebildet, wie es in den Fig. 3a und 3b beispielhaft dargestellt ist. Ein solches Augengelenk besteht aus einer starr am Stabilisatorende befestig ten Hülse 7 und einem die Hülse 7 längs durchgreifenden Bolzen 8, der einerseits starr am Lenker 2 bzw. am auslegerartigen Teil 5 des Lenkers befestigt ist, wobei zwischen Hülse 7 und Bolzen 8 ein beide verbindender gummielastischer Ring 9 an geordnet ist.Preferably, the two bearing arrangements 6 are designed in the manner of a so-called Au gene joint, as is shown by way of example in FIGS . 3a and 3b. Such an eye joint consists of a rigidly fixed to the stabilizer end th sleeve 7 and the sleeve 7 longitudinally penetrating bolt 8 , which is fixed on the one hand rigidly on the handlebar 2 or on the boom-like part 5 of the handlebar, with sleeve 7 and bolt 8 connecting both rubber-elastic ring 9 is arranged on.
Der Bolzen 8 ist dabei räumlich derart ausgerichtet, daß er in einer zumindest an nähernd in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Vertikalebene liegt, in der in Fig. 1 dargestellten Draufsicht der Radaufhängung könnte er sich also z. B. parallel zur Fahrzeuglängsachse erstrecken, vertikal ausgerichtet sein oder eine Lage zwischen diesen beiden Stellungen einnehmen.The bolt 8 is spatially oriented such that it lies in an at least approximately vertical plane extending in the longitudinal direction of the vehicle . In the plan view of the wheel suspension shown in FIG . B. extend parallel to the vehicle longitudinal axis, be aligned vertically or occupy a position between these two positions.
Wenn der radführende Lenker 2 beim Ein- und Ausfedern des Rades 1 um seine Drehachse 3 verschwenkt wid, dann wird auch die mit diesem zusammenwirkende Lageranordnung 6 verschwenkt. Sie beschreibt dabei einen Kreisbogen mit der Drehachse 3 als Mittelpunkt. Der mit der Lageranordnung 6 gekoppelte Drehstab stabilisator 4 wird räumlich in entsprechender Weise verlagert.If the wheel-guiding handlebar 2 is pivoted about its axis of rotation 3 when the wheel 1 is deflected and rebounded, then the bearing arrangement 6 interacting with it is also pivoted. It describes an arc with the axis of rotation 3 as the center. The torsion bar stabilizer 4 coupled to the bearing arrangement 6 is moved spatially in a corresponding manner.
Die räumliche Bewegung der Lageranordnung 6 beim Verschwenken des radführen den Lenkers 2 kann fiktiv in verschiedene translatorische und rotatorische Bewe gungen zerlegt werden, u. a. auch in eine Drehbewegung um die Fahrzeugquerachse. Die Lageranordnung 6 ist nun derart winkelausgleichend ausgebildet und bemessen, daß sie die verschiedenen translatorischen und rotatorischen Bewegungen weitge hend ausgleicht und nur die Drehbewegungen um die Fahrzeugquerachse direkt in den Drehstabstabilisator 4 einleitet. Beim Ein- und Ausfedern der Räder 1 wird der Drehstabstabilisator 4 daher - wenn die Räder nicht gerade gleichsinnig und gleichstark ein- bzw. ausfedern - einen Stabilisatoreffekt erzeugend tordiert; an sonsten bleibt er dabei zumindest weitgehend verzwängungsfrei.The spatial movement of the bearing assembly 6 when pivoting the wheel guide the handlebar 2 can fictitiously be broken down into various translational and rotational movements, including a rotational movement about the vehicle transverse axis. The bearing assembly 6 is now designed and dimensioned such that it compensates for the various translational and rotary movements largely and only initiates the rotary movements about the vehicle transverse axis directly into the torsion bar 4 . When the wheels 1 rebound and rebound, the torsion bar stabilizer 4 is therefore twisted - if the wheels do not rebound or rebound in the same direction and with the same force - producing a stabilizer effect; otherwise it remains at least largely free of squeezing.
Wenn als Lageranordnung 6 ein Augengelenk nach Fig. 3a, 3b mit äußerer Hülse 7, innerem Bolzen 8 und dazwischen angeordnetem gummielastischen Ring 9 vorge sehen ist, dann wird der gummielastische Ring 9 aus diesem Grunde derart ausge bildet und bemessen, daß seine Steifigkeitskennung einerseits bezüglich um seine Längsachse X und/oder seine Hochachse Z wirkender Drehkräfte sowie bezüglich quer zur Längs- und Hochachse X bzw. Z wirkender Schubkräfte vergleichweise weich und andererseits bezüglich um seine quer zur Längs- und Hochachse X bzw. Z verlaufende Raumachse Y wirkender Drehkräfte vergleichsweise hart ist. Die unterschiedliche Steifigkeit für die verschiedenartigen Krafteinwirkungen kann durch entsprechende Anordnung und Bemessung von Ausnehmungen im gummiela stischen Ring 9 des Augengelenks realisiert werden. In Fig. 3a sind solche Aus nehmungen mit 10 beziffert.If, as a bearing assembly 6, an eye joint according to Fig. 3a, 3b with the outer sleeve 7, the inner pin 8 and interposing the rubber elastic ring 9 is pre-see, the rubber elastic ring 9 for this reason forms such out and dimensioned that its rigidity identifier on the one hand with respect to around its longitudinal axis X and / or its vertical axis Z, the rotational forces acting transversely to the longitudinal and vertical axes X and Z, respectively, are comparatively soft and, on the other hand, it is comparatively hard with respect to its spatial axis Y, transverse to the longitudinal and vertical axes X and Z, respectively is. The different stiffness for the different types of force can be realized by appropriate arrangement and dimensioning of recesses in the elastic rubber ring 9 of the eye joint. In Fig. 3a such recesses are numbered 10 .
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, die Lageranordnungen 6 als Kreuz- oder Kar dangelenke o. ä. auszubilden, vorzugsweise aber als solche, die auch zumindest ge wisse Schiebebewegungen ausgleichen können. Im Vergleich zu den in den Ausfüh rungsbeispielen eingesetzten Augengelenken wären solche Kreuzgelenke o. ä. je doch vergleichsweise aufwendig und teuer.In principle, it would also be conceivable to design the bearing arrangements 6 as cross or cardan joints or the like, but preferably as such, which can also at least compensate for certain sliding movements. Compared to the eye joints used in the exemplary embodiments, such universal joints or the like would, however, be comparatively complex and expensive.
Die räumliche Lage des Drehstabstabilisators 4 hängt von den jeweiligen räumli chen Gegebenheiten ab und natürlich auch davon, wie groß der erzeugte Stabili satoreffekt sein soll, dessen Größe u. a. je auch von der Länge sowie dem Quer schnitt des Stabilisators abhängt.The spatial position of the torsion bar stabilizer 4 depends on the respective spatial conditions and, of course, on how large the stabilizer effect should be generated, the size of which also depends on the length and the cross section of the stabilizer.
In Fig. 1 sind neben der voll ausgezogenen Anordnung zwei weitere denkbare räum liche Lagen des quer verlaufenden Drehstabstabilisators angedeutet. Bei einer strichpunktiert angedeuteten ersten Variante sind die beiden Enden des Drehstabstabilisators 4′ an auslegerartigen Hebeln 5′ angelenkt, die jeweils im Be reich des außenliegenden aufbauseitigen Lenkerlagers am Lenker 2 befestigt sind. Bei dieser Anordnung ist der Drehstabstabilisator vergleichsweise lang, so daß - gleichen Stabilisatorquerschnitt vorausgesetzt - eine relativ weiche Stabilisator wirkung erzielt wird.In Fig. 1, two further conceivable spatial positions of the transverse torsion bar stabilizer are indicated in addition to the fully extended arrangement. In a dash-dotted first variant, the two ends of the torsion bar stabilizer 4 'are articulated to cantilever-like levers 5' , each of which is fastened to the handlebar 2 in the area of the outer body-side link bearing. In this arrangement, the torsion bar stabilizer is comparatively long, so that - provided the same stabilizer cross section - a relatively soft stabilizer effect is achieved.
Bei einer gestrichelt angedeuteten zweiten Variante sind die beiden Enden des Drehstabilisators 4′′ an auslegerartigen Fortsätzen 5′′ befestigt, die im Bereich der innenliegenden aufbauseitigen Lager an den Lenkern 2 befestigt sind. Bei die sem Ausführungsbeispiel ist der Drehstabstabilisator vergleichsweise kurz.In a second variant indicated by dashed lines, the two ends of the anti-roll bar 4 '' are attached to cantilever-like extensions 5 '' which are fastened to the arms 2 in the region of the inner bearing on the body. In the sem embodiment, the torsion bar stabilizer is comparatively short.
Die Erfindung ist nicht auf Schräglenkerachsen mit einstückigen Dreiecklenkern beschränkt und auch nicht auf solche Anordnungen, bei denen die Drehachsen der Schräglenker jeweils von außen vorn nach innen hinten verlaufen, wie dies im Aus führungsbeispiel der Fig. 1 der Fall ist. Sie ist auch anwendbar bei Anordnungen mit von vorn innen nach hinten außen verlaufenden Drehachsen oder bei Schräg lenker-Anordnungen nach Art von sogenannten Mehrlenker-Achsen.The invention is not limited to semi-trailing arm axles with one-piece wishbones and also not to such arrangements in which the axes of rotation of the semi-trailing arms run from the outside front to the inside, as is the case in the exemplary embodiment from FIG. 1. It can also be used for arrangements with axes of rotation extending from the inside to the outside from the front or for oblique-link arrangements in the manner of so-called multi-link axles.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2a, 2b ist eine derartige Einzelradauf hängung dargestellt, wobei in der Draufsicht der Fig. 2a lediglich die Radaufhän gung der einen Fahrzeugseite gezeigt ist. Bei dieser Anordnung besteht der Schräg lenker aus zwei separaten Einzellenkern 2a und 2b, die einenends am nicht weiter dargestellten Radträger bzw. Achszapfen des Rades 1 angreifen und anderenends in beabstandeten aufbauseitigen Lagern 11a, 11b schwenkbar am ebenfalls nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt sind. Die Drehachse 3 dieser Mehr lenker-Anordnung 2a, 2b verläuft schräg zur Fahrzeuglängsachse, nämlich von vorn innen nach hinten außen, wobei die Drehachse in der Konstruktionslage durch stellt, sondern auch gegen die Horizontale geneigt sein kann, was im übrigen auch für die Anordnung der Fig. 1 gilt.In the exemplary embodiment according to FIGS. 2a, 2b, such an independent suspension is shown, only the suspension of one side of the vehicle being shown in the plan view of FIG. 2a. In this arrangement, the oblique handlebar consists of two separate single-cell core 2 a and 2 b, which attack on one end on the wheel carrier or axle of the wheel 1, not shown, and on the other hand pivotably articulated in spaced body-side bearings 11 a, 11 b on the vehicle body, also not shown are. The axis of rotation 3 of this multi-handlebar arrangement 2 a, 2 b extends obliquely to the longitudinal axis of the vehicle, namely from the front inside to the rear outside, with the axis of rotation in the construction position through, but can also be inclined against the horizontal, which also for the rest Arrangement of FIG. 1 applies.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2a greift der quer zur Fahrzeuglängsrichtung frei hängend angeordnete Drehstabstabilisator 4 wieder an einem auslegerartigen Fort satz 5 an, der im Bereich des aufbauseitigen Lenkers 11b am Lenker 2b befestigt ist. Die Lageranordnung 6 ist wiederum vorzugsweise als Augengelenk gemäß den Fig. 3a, 3b ausgebildet.In the embodiment of Fig. 2a engages the transversely freely suspended arranged to the vehicle longitudinal direction roll bar 4 again in a cantilever-like extension of 5, b of the area of the body-side arm 11 on the handlebar 2 is attached b. The bearing arrangement 6 is again preferably designed as an eye joint according to FIGS . 3a, 3b.
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8141 | Disposal/no request for examination |