DE3118177A1

DE3118177A1 - Wheel suspension for steerable front wheels of a motor vehicle

Info

Publication number: DE3118177A1
Application number: DE19813118177
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Bufler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1982-11-25

Abstract

The invention relates to a wheel suspension for the driven or non-driven, steerable front wheels of a motor vehicle, having a composite radius arm whose longitudinal or oblique radius arms, which are coupled to the wheel carriers of the front wheels, are coupled so as to be capable of swivelling, by means of rubber bearings, on the superstructure of the vehicle and are connected to one another in the region of these bearings by means of a flexurally rigid and rotatable transverse strut which is attached to them rigidly and with a fixed angle, and having a steering gear which is operatively connected to the steerable front wheels via track rods and track rod levers and is attached to the transverse strut of the composite radius arm. <IMAGE>

Description

Radaufhängung für lenkbare Vorderräder Wheel suspension for steerable front wheels

eines Eraftfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung für lenkbare Vorderräder eines Eraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 25 02 560 bekannt ist. Radaufhängungen dieser Art sind einfach, leicht und benötigen wenig Platz. Sie vereinigen die Vorteile einer Einzel--radaufhängung - wie z. B. geringe ungefederte Massen und unabhängiges Ein- und Ausfedern der Räder - mit den Vorteilen einer Starrachse - wie z. B. weitgehende Spurhaltung - und ermöglichen darüber hinaus eine besonders einfache Ausbildung des Vorderwagens eines Eraftfahrzeuges. of an electric vehicle The invention relates to a wheel suspension for steerable front wheels of an electric vehicle according to the preamble of the claim 1, as is known from DE-OS 25 02 560, for example. Suspension of these Art are simple, light and take up little space. They combine the advantages an independent suspension - such as B. low unsprung masses and independent Compression and rebound of the wheels - with the advantages of a rigid axle - such as B. extensive Tracking - and also make training particularly easy of the front end of an electric vehicle.

tblicherweise sind Verbundlenkerachsen über Gummilager am Fahrzeugrahmen angelenkt, so daß - je nach Steifigkeit der Gummilager -eine gewisse Seitenverschiebbarkeit des Verbundlenkers relativ zum Fahrzeugrahmen gegeben ist; und üblicherweise wird das Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeugs am Fahrzeugrahmen montiert. Das hat zur Folge, daß bei einem Fahrzeug mit einer Radaufhängung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art wegen der vorgenannten Elastizität der Gummilagerung beim Betätigen der Lenkung über die Spurstangen zunächst der Verbundlenker zur Seite bewegt wird, ehe die Räder in der gewünschten Weise ausgelenkt.Usually twist beam axles are attached to the vehicle frame via rubber mounts hinged so that - depending on the stiffness of the rubber mounts - a certain lateral displacement of the twist beam is given relative to the vehicle frame; and usually will the steering gear of a motor vehicle mounted on the vehicle frame. This has the consequence that in a vehicle with a wheel suspension in the preamble of claim 1 mentioned type because of the aforementioned elasticity of the rubber mount when actuated the steering first of all the twist beam to the tie rods Side is moved before the wheels are deflected in the desired manner.

werden.will.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art ohne Mehraufwand so zu verbessern, daß einerseits die lenkbaren Vorderräder präziser auf Lenkbefehle reagieren und andererseits die Montage der Radaufhängung vereinfacht wird.The invention is based in particular on the object of a wheel suspension to improve the type mentioned in the preamble of claim 1 without additional effort, that on the one hand the steerable front wheels react more precisely to steering commands and on the other hand, the assembly of the suspension is simplified.

Diole Aurgbo wird orfindung3gemUß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.Diole Aurgbo is identified by its characteristic features of claim 1 solved.

Durch die Montage des Lenkgetriebes am Verbundlenker statt am Fahrzeugrahmen werden zum einen die zuvor erwähnten unerwünschten Relativverschiebungen zwischen Verbundlenker und Fahrzeugrahmen beseitigt und zum andern entfallen am Fahrzeugrahmen die sonst zur Befestigung des Lenkgetriebes notwendigen Rahmenverstärkungen.By mounting the steering gear on the twist beam instead of on the vehicle frame are on the one hand the previously mentioned undesired relative displacements between Twist beam and vehicle frame eliminated and on the other hand omitted on the vehicle frame the frame reinforcements otherwise necessary to fasten the steering gear.

Von besonderem Vorteil ist, daß das Lenkgetriebe als Vormontage.-einheit am Verbundlenker befestigt und erst zusammen mit diesem am Fahrzeugrahmen befestigt werden kann.It is particularly advantageous that the steering gear as a pre-assembly unit attached to the twist beam and only attached to the vehicle frame together with this can be.

Erfindungswesentliche Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Developments essential to the invention and advantageous configurations of the invention are specified in the subclaims.

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

In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 die Draufsicht auf die Vorderradaufhängung eines Eraftfahrzeuges, Fig. 1a und Fig. 1b Varianten der in Fig. 1 gezeigten Spurstangen-Anordnung, Fig. 2 Eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Radaufhängung in Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeiles II mit entferntem Rad und Fig. 3 die Seitenansicht einer weiteren Variante einer erfindungsgemäßen Radaufhängung.In the drawing, FIG. 1 shows a schematic representation of the top view on the front suspension of an electric vehicle, Fig. 1a and Fig. 1b variants of the tie rod arrangement shown in FIG. 1, FIG. 2 a side view the wheel suspension shown in FIG. 1 in the direction of the arrow shown in FIG II with the wheel removed and FIG. 3 shows the side view of a further variant of a suspension according to the invention.

In den einzelnen Figuren sind jeweils nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten der Radaufhängung dargestellt.In the individual figures are only those for understanding the invention necessary details of the suspension shown.

Die Figuren zeigen die unabhängige Radaufhängung der lenkbaren Vorderräder 1 eines Kraftfahrzeuges, die abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel auch angetrieben sein können. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Vorderräder 1 jeweils durch ein radführendes Federbein 2 sowie einen Verbundlenker am im einzelnen nicht weiter dargestellten Fahrzeugrahmen zu ahmen 6 angelenkt.The figures show the independent suspension of the steerable front wheels 1 of a motor vehicle, which, unlike the embodiment shown, is also driven could be. In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the front wheels are 1 each by a wheel-guiding strut 2 and a twist beam on in detail not shown vehicle frame to imitate 6 articulated.

Der Verbundlenker besteht in bekannter Weise aus zwei im Abstand zueinander angeordneten Längs- oder Schräglenkern 3 sowie einer biegesteifen und drehweichen Querstrebe 7. Die Längs- oder Schräglenker 3 sind mit ihrem einen Ende Jeweils über ein Kugelgelenk 4 mit dem Radträger 5 des ihnen zugeordneten Vorderrades 1 verbunden, während sie mit ihrem aufbauseitigen Ende über ein Gummigelenk 8 schwenkbar am Fahrzeugrahmen 6 angelenkt sind. Die biegesteife und drehweiche Querstrebe 7 ist im Bereich dieser Gummilager 8 - im Busführungsbeispiel im Abstand zur fiktiven Schwenkachse 9 des Verbundlenkers - form- und winkelsteif mit den Längs- bzw. Schräglenkern 3 verbunden. Der Stoßdämpfer oder ein entsprechendes Behälterrohr des Federbeins 2 ist in bekannter Weise formsteif mit dem Radträger 5 verbunden. Während die Radaufstandskräfte über die radführenden Federbeine 2 in den Fahrzeugrahmen bzw.The twist beam consists of two spaced apart in a known manner arranged longitudinal or trailing arm 3 and a rigid and torsionally flexible Cross strut 7. The longitudinal or trailing arms 3 are each over with one end a ball joint 4 connected to the wheel carrier 5 of the front wheel 1 assigned to them, while their body-side end can be pivoted on the vehicle frame via a rubber joint 8 6 are hinged. The rigid and flexible cross strut 7 is in the area of this Rubber mount 8 - in the bus guide example at a distance from the fictitious pivot axis 9 of the Twist beam - rigidly connected to the longitudinal or trailing arm 3 in a dimensionally stable and angular manner. The shock absorber or a corresponding container tube of the strut 2 is known in the art Way stiff with the wheel carrier 5 connected. While the wheel contact forces Via the wheel-guiding spring struts 2 in the vehicle frame or

Fahrzeugaufbau eingeleitet werden, werden die an den Vorderrädern 1 angreifenden Längs- und Querkräfte über die Längslenker 3 sowie die Gummilager 8 in den Fahrzeugrahmen eingeleitet. Zur Abstützung der Querkrafte steht dabei infolge der winkel- und formsteifen Verbindung zwischen den Längslenkern 3 und der Querstrebe 7 eine sehr breite Lagerbasis, nämlich der Abstand zwischen den beiden Gummilagern 8, zur Verfügung, wobei die nach vorn versetzte Anordnung der Querntrebe 7 einerseits eine besonders hohe Seitensteifigkeit bewirkt und andererseits den bei Rollneigung des Fahrzeuges auftretenden Radsturz im Vergleich zu einem Verbundlenker mit in Höhe der Gummilager 8 angeordneten Querstrebe in vorteilhafter Weise verringert.Vehicle structure are initiated, those on the front wheels 1 acting longitudinal and transverse forces via the trailing arm 3 and the rubber mounts 8 introduced into the vehicle frame. To support the transverse forces, there is a result the angular and dimensionally stable connection between the trailing arms 3 and the cross strut 7 a very wide bearing base, namely the distance between the two rubber bearings 8, available, with the forward-offset arrangement of the transverse strut 7 on the one hand causes a particularly high level of lateral rigidity and, on the other hand, the tendency to roll of the vehicle in comparison to a twist beam with in Height of the rubber bearing 8 arranged cross strut reduced in an advantageous manner.

Erfindungsgemäß ist das Lenkgetriebe nicht wie sonst üblich am Fahrzeugrshmen bzw. Fahrzeugaufbau, sondern an der Querstrebe 7 des Verbundlenkers befestigt. Im Ausführungsbeispiel ist eine Zahnstangenlenkung vorgesehen, deren Lagergehäuse 101 unter Zwischenschaltung gummielastischer Elemente 13 an der Querstrebe 7 befestigt ist. Die Verbindung zwischen dem Zahnstangenlenkgetriebe und dem nicht weiter dargestellten Lenkrad erfolgt über eine teleskopartig zusammengesteckte, also axial nachgiebige Gelenkwelle 14. Die Verbindung zu den lenkbaren Vorderrädern 1 erfolgt in üblicher Weise über an der Zahnstange angreifende Spurstangen 11, die mit ihren radseitigen Enden an Spurstangenhebeln 12 angelenkt sind. Einerseits werden somit vom Lenkrad eingeleitete Lenkbewegungen von den Gummilagern 8 unbeeinflußt unverzüglich auf die Vorderräder 1 übertragen und andererseits bewirken nunmehr an den Rädern 1 angreifende Seitenkräfte nicht mehr zwangsläufig über die Spurstangen Lenkbewegungen der Räder.According to the invention, the steering gear is not, as is usual, on the vehicle frame or vehicle body, but attached to the cross strut 7 of the twist beam. in the Exemplary embodiment, a rack and pinion steering is provided, the bearing housing 101 attached to the cross strut 7 with the interposition of rubber-elastic elements 13 is. The connection between the rack and pinion steering gear and the not shown Steering wheel takes place via a telescopically plugged together, so axially flexible Cardan shaft 14. The connection to the steerable front wheels 1 takes place in the usual way Way over on the rack engaging tie rods 11, which with their wheel-side Ends of tie rod levers 12 are articulated. On the one hand, therefore, are from the steering wheel steering movements initiated by the rubber bearings 8 unaffected immediately transmit the front wheels 1 and on the other hand now cause the wheels 1 to act Lateral forces are no longer inevitably caused by steering movements of the wheels via the tie rods.

Aufgrund der so erzielten definierten Verhältnisse ist es nunmehr möglich, die Gummilager 8 des Verbundlenkers in z. B. aus den DE-OS 27 48 193 und DE-OS 28 38 391 bekannter Weise so auszubilden, daß von der Fahrbahn kommende Radkräfte die Radstellung der gelenkten Vorderräder 1 gezielt, d. h. je nach Bedarf mehr in untersteuernder oder mehr in übersteuernder Richtung beeinflussen. Die Gummilager 8 können also als spurkorrigierende Lager ausgebildet werden, so daß die Längs- oder Schräglenker beim Einleiten von Seitenkräften jeweils gezielt in Fahrzeuglängsrichtung ausgelenkt werden, wobei es von der Ausbildung und Anordnung des Gummilagers abhängt, ob die angreifende Seitenkraft den diesem Rad zugeordneten Längs- bzw.Because of the defined ratios achieved in this way, it is now possible, the rubber bearings 8 of the twist beam in z. B. from DE-OS 27 48 193 and DE-OS 28 38 391 to train in a known manner so that from the roadway incoming wheel forces target the wheel position of the steered front wheels 1, d. H. ever influence more in understeering or more in oversteering direction as required. The rubber bearings 8 can therefore be designed as track-correcting bearings, see above that the longitudinal or trailing arms are each targeted when introducing lateral forces be deflected in the vehicle longitudinal direction, depending on the training and arrangement of the rubber bearing depends on whether the acting side force is assigned to this wheel Longitudinal resp.

Schräglenker 3 in Fahrtrichtung oder entgegengesetzt dazu verschiebt und dadurch entweder die Ubersteuer- oder die Untersteuerneigung verstärkt. Grundsätzlich können die Schwenkachsen der Gummilager 8 schräggestellt sein oder aber die Gummilager eine Schrägnachgiebigkeit aufweisen, um so eine Optimierung der Lage des Verbundlenkers und somit der Radspur (Radstellung) zu ermöglichen.Semi-trailing arm 3 moves in the direction of travel or in the opposite direction and thereby increases either the oversteer or the understeer tendency. Basically the pivot axes of the rubber mount 8 can be inclined or the rubber mounts have an oblique compliance, so as to optimize the position of the twist beam and thus to enable the wheel track (wheel position).

Bei einer Radaufhängung mit einem radführenden Federbein und einem unteren Verbundlenker - wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt - vollführen die am Kugelgelenk 4 angreifenden Enden des Verbundlenkers beim Ein- und ausfedern eine Kreisbewegung um die aufbauseitigen Lager 8, während das Federbein 2 mit dem daran befestigten Spurstangenhebel sich zumindest annähernd linear verschiebt, was in Fig. 2 mit entsprechenden Pfeilen angedeutet ist. Da das Lenkgetriebe bzw. das Lenkgetriebegehäuse 101 am Verbundlenker montiert ist, erfahren die Spurstangen 11 somit beim einseitigen oder gegenläufigen Ein- und Aus federn der Vorderräder 1 eine Winkeländerung, was zu einer gewissen Vorspuränderung der Räder führt. Diese ist im allgemeinen jedoch so gering, daß sie nicht weiter stört. Die gegebenenfalls auftretende Vorspuränderung ist bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung z. B. vergleichbar mit der einer Schräglenker-Hinterachse. Werden - wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a angedeutet, längere Spurstangen verwendet, wird die Vorspuränderung entsprechend verringert. überhaupt keine Vorspuränderung tritt beim Federn ein, wenn - wie in Fig. ib angedeutet - eine durchgehende Spurstange verwendet wird, die über ein Wattgestänge 15 mit dem Lenkgetriebe verbunden ist.In the case of a wheel suspension with a wheel-guiding strut and a lower twist beam - as shown in Figures 1 and 2 - perform the at the ball joint 4 attacking ends of the twist beam during compression and rebound a Circular movement around the body-side bearing 8, while the strut 2 with it attached tie rod lever moves at least approximately linearly, which in Fig. 2 is indicated with corresponding arrows. Since the steering gear or the steering gear housing 101 is mounted on the twist beam, the tie rods 11 thus experience when one-sided or counter-rotating in and out feathers of the front wheels 1 an angle change, what leads to a certain change in toe-in of the wheels. This is generally however so small that it does not bother us any further. The toe-in change that may occur is in the arrangement shown in FIG. B. comparable to that of a trailing arm rear axle. If - as indicated in the exemplary embodiment according to FIG. 1a, longer tie rods is used, the toe-in change is reduced accordingly. at all no Toe-in change occurs with springs when - as indicated in Fig. 1b - a continuous Tie rod is used, which is connected to the steering gear via a Watt linkage 15 is.

Figur 3 zeigt die Seitenansicht einer selbsttragenden Verbundlenkerachse mit einem Achsschenkelanschluß durch einen Achsschenkelbolzen, der mit 16 beziffert ist. Da der starr mit den Lenk- bzw. Schräglenkern 3 verbundene Achsschenkel 16 beim Ein- und Aus federn zusammen mit den Längs- bzw. Schräglenkern angelenkt wird und um das Gummi lager 8 einen Kreisbogen durchläuft, werden die an ihm befestigten Spurstangenh bel 12 relativ zum Verbundlenker nicht bewegt bzw. angewinkelt. Demzufolge tritt bei dieser Radaufhängung im Gegensatz zur zuvor erläuterten Federbeinachse beim Federn keine Vorspuränderung ein. Allerdings ergibt sich beim Federn eine gewisse Nachlaufänderung (n), die jedoch bei kleinen Raddurchmessern vernachlässigbar klein ist.Figure 3 shows the side view of a self-supporting twist beam axle with a steering knuckle connection through a kingpin, numbered 16 is. Since the steering knuckle 16, which is rigidly connected to the steering arms or trailing arm 3 when springing in and out is hinged together with the longitudinal or trailing arm and around the rubber bearing 8 runs through an arc of a circle, which are attached to it Spurstangenh bel 12 not moved or angled relative to the twist beam. As a result occurs with this wheel suspension in contrast to the previously explained strut axle no toe-in change when springing. However, there is a certain amount when it comes to feathers Caster change (s), which, however, are negligibly small for small wheel diameters is.

Claims

REQUIREMENTS jl ad suspension for steerable front wheels of a motor vehicle, with a twist beam, the longitudinal axis of which is hinged to the wheel carriers of the front wheels or semi-trailing arm pivoted on the vehicle body via rubber bearings and in the Area of these bearings by a rigid stiffness attached to them in a dimensionally and angularly rigid manner and flexible cross brace are connected to each other, and with a steering gear, this via tie rods and tie rod levers in operative connection with the steerable front wheels stands, characterized in that the steering gear (10) on the cross strut (7) of the Compound steering is fastened.

2. Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the Steering gear (10) with the interposition of rubber-elastic elements (13) on the Cross strut (7) is attached.

3. Wheel suspension according to claim 1 or 2 with a rack and pinion steering, characterized in that the bearing housing (101) of the rack and pinion steering gear is attached to the cross strut (7) and that the connection of the actuatable from the steering wheel The steering shaft (14) with the rack and pinion steering gear can be axially displaced telescopically is trained.

4. Wheel suspension according to one of claims 1 to 3 with a composite flat link and one wheel-guiding strut, characterized in that the steering gear (10) is mounted on the composite wing.