DE1078881B

DE1078881B - Length stabilizing idler suspension

Info

Publication number: DE1078881B
Application number: DED20995A
Authority: DE
Inventors: Armin Drechsel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-08-01
Filing date: 1955-08-01
Publication date: 1960-03-31

Description

Längsstabilisierende Leitradaufhängung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorderrad-bzw. Leitradaufhängung für Straßenfahrzeuge, insbesondere Kraftwagen, bei der das Bremsmoment in solcher Weise aufgenommen wird, daß neben der hemmenden Wirkung am Fahrzeugkörper eine Kraft in einer senkrechten Komponente entsteht, die dem beim Bremsen auftretenden Bestreben des Fahrzeugkörpers zum Nachvornkippen entgegenwirkt.Longitudinal Stabilizing Idler Suspension The invention relates to on a front wheel or. Idler wheel suspension for road vehicles, especially motor vehicles, in which the braking torque is absorbed in such a way that in addition to the inhibiting Effect on the vehicle body creates a force in a vertical component that counteracts the tendency of the vehicle body to tilt forward when braking.

Es sind bereits Leitradaufhängungen mit dieser Eigenschaft bekannt, doch weisen sie zumeist den Nachteil auf, daß sich die Größe des Vor- bzw. Nachlaufwinkels beim Durchfedern sehr erheblich - bis zu 20° über den ganzen Federweg - ändert, was sich besonders beim Kurvenfahren in unerwünschter Weise auswirkt, indem die Schleudergefahr nicht mehr sicher aus dem -indem der Lenkung beurteilt werden kann. Es gibt zwar auch Leitradaufhängungen mit Längsstabilisierungswirkung ohne solche Vor-bzw. Nachläufänderung. Diese sind jedoch entweder sehr verwickelt, indem sie beispielsweise drei Lenker pro Rad benötigen, oder sie sind durch bauliche Eigenheiten charakterisiert, die sonstige Nachteile ergeben, so daß aus diesem Grunde eine allgemeinere Anwendung ausgeschlossen ist.Idler wheel suspensions with this property are already known, however, they mostly have the disadvantage that the size of the leading or trailing angle changes very significantly during deflection - up to 20 ° over the entire spring travel, which has an undesirable effect, especially when cornering, by the Danger of skidding can no longer be safely assessed from the fact that the steering can be assessed. There are also idler suspensions with a longitudinal stabilizing effect without such Before or. Follow-up change. However, these are either very intricate by being For example, you need three handlebars per wheel, or they are due to structural peculiarities characterized, which result in other disadvantages, so that for this reason a more general one Application is excluded.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Leitradaufhängung mit Längsstabilisierungswirkung und konstantem oder nur wenig veränderlichem Vor- bzw. Nachlauf zu ermöglichen, die verhältnismäßig einfach ist und bei der trotzdem die erwähnten baulichen Eigenheiten und die mit ihnen verknüpften Nachteile vermieden werden.In contrast, the invention is based on the object of a stator suspension with longitudinal stabilization effect and constant or only slightly changeable or to enable follow-up, which is relatively simple and which nevertheless the structural peculiarities mentioned and the disadvantages associated with them avoided will.

Dies wird erfindungsgemäß mittels zweier Lenker unter Anwendung eines Bremsträgers erreicht, der in an sich bekannter Weise auf dem Achsschenkel um die Radachse schwenkbar gelagert ist, wobei jedoch der Vor- bzw. Nachlauf des Rades nur durch einen der beiden Lenker bestimmt und konstant gehalten wird, der den Achsschenkel innerhalb der Radebene im gewünschten Winkel festhält, während der zweite Lenker über einen Arm mit dem Bremsträger verbunden ist, wobei die Anlenkachsen der beiden Lenker in der Seitenprojektion des Fahrzeugs nach rückwärts konvergieren.According to the invention, this is achieved by means of two links using one Brake carrier reached in a known manner on the steering knuckle around the The wheel axle is pivotably mounted, but the leading or trailing of the wheel is only determined and kept constant by one of the two links, the steering knuckle holds within the wheel plane at the desired angle, while the second link is connected via an arm to the brake carrier, the articulation axes of the two Handlebars converge backwards in the side projection of the vehicle.

In Fig. I der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Ansicht dargestellt.In Fig. I of the drawings, a preferred embodiment is the Invention shown in perspective view.

1 ist ein die Aufgabe des Achsschenkelbolzens erfüllender Zapfen, dessen Vor- bzw. Nachlaufwinkel mittels des Bolzengelenks 2 vom torsionsfesten unteren Querlenker 3 bestimmt und stets in bezug auf den Fahrzeugkörper konstant gehalten wird Auf diesem Zapfen ist der Achsschenkel 4 mit dem Radstummel 5 um die »Achsschenkelbolzenachse« A-A schwenkbar gelagert. Der Achsschenkel 4 weist eine mit dem Radstummel 5 gleichachsige Lagerung für den Bremsträger 6 auf; dessen Winkellage in der Radebene über einen Arm 7 und ein Kugelgelenk 8 durch den zweiten Lenker 9 steuerbar ist. Das Kugelgelenk 8 befindet sich in der Mittelstellung in der genannten Achse A-A. B-B ist die Radachse, um die der Bremsträger schwenkbar ist. C-C ist die Achse des Bolzengelenks 2 für die Verbindung des Zapfens 1 mit dem unteren Querlenker 3. D-D ist die Anlenkachse des oberen Querlenkers 9 am Fahrzeugkörper, und diese Achse schneidet sich mit einer zur Anlenkachse des unteren Querlenkers E-E parallelen, mit der Radachse B-B gleich hohen Achse F-F in einem Punkt M, der bei waagerecht stehenden Querlenkern in der Seitenprojektion des Fahrzeugs das Momentanzentrum für die Schwenkung des Bremsträgers bezeichnet. Liegt dieses Momentanzentrum in der Verbindungsebene der beiden Auflagepunkte der Vorderräder mit dem Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers, so wird bekanntlich die durch das Abbremsen der Vorderräder entstehende Tendenz zum Nachvornkippen bzw. »Tauchen« des Fahrzeugkörpers vollständig ausgeglichen.1 is a journal that fulfills the task of the kingpin, its leading or trailing angle by means of the pin joint 2 from the torsion-proof lower Control arm 3 determined and always kept constant with respect to the vehicle body On this pin is the stub axle 4 with the wheel stub 5 around the "stub axle" A-A pivoted. The steering knuckle 4 has a coaxial with the wheel stub 5 Storage for the brake carrier 6 on; its angular position in the wheel plane over a Arm 7 and a ball joint 8 can be controlled by the second link 9. The ball joint 8 is in the middle position in said axis A-A. B-B is the wheel axle, around which the brake carrier can be pivoted. C-C is the axis of the pin joint 2 for the connection of the pin 1 with the lower wishbone 3. D-D is the pivot axis of the upper wishbone 9 on the vehicle body, and this axis intersects with a parallel to the pivot axis of the lower wishbone E-E, same with the wheel axis B-B high axis F-F at a point M, the horizontal wishbones in the Side projection of the vehicle, the instantaneous center for the pivoting of the brake carrier designated. If this momentary center lies in the connecting plane of the two support points of the front wheels with the center of gravity of the vehicle body, it is known that the The braking of the front wheels has a tendency to tip forward or "Diving" of the vehicle body is completely balanced.

An Hand von Fig. II wird nun die Wirkungsweise der Anordnung beschrieben. Da der Bremsträger beim Durchfedern eine Winkelbewegung um die Radachse ausführt, die beim Einfedern der Raddrehung entgegengesetzt und beim Ausfedern mit der Raddrehung gleichsinnig ist, entsteht eine aufrichtende Wirkung, ähnlich, als wenn der PunktM durch das Ende einer mit dem Bremsträger verbundenen Schubstrebe angehoben würde. Trotz dieser Wirkung behält der in Fig. I .erkennbare Zapfen 1 infolge seiner Führung durch den unteren Lenker aber seinen Vor- bzw. Nachlaufwinkel während des Durchfederns gegenüber dem Fahrzeugkörper bei. Es wäre nun aber ein Trugschluß, anzunehmen, daß durch diese Konstanz des Vor- bzw. Nachlaufwinkels in der Kurve keine Änderung der Spurstangenkräfte im Verhältnis zur Fliehkraft stattfinden kann; denn diese werden nicht durch den Vor-bzw. Nachlaufwinkel, sondern durch die in Fahrbahnhöhe entstehende horizontale Vor- bzw. Nachlaufdistanz bestimmt, d. h. durch die Distanz zwischen dem Durchstoßpunkt der Achse, um die das Rad schwenken kann, mit dem jeweiligen Radaufstandspunkt. Diese Achse ist bei der vorliegenden Anordnung nicht identisch mit der Achse des Zapfens 1, sondern sie führt vom Mittelpunkt 0 des Kugelgelenks 8 über den Kreuzungspunkt U der Achsen A-A und C-C innerhalb des Bolzengelenks 2 zur Fahrbahn, wobei sie erheblich von der Achse des Zapfens 1 abweichen kann, wenn der obere Lenker aus seiner Mittellage herausgedreht ist.-Wenn R der Radaufstandspunkt in der Ruhelage und T-J die Fahrbahn ist, so ist X der Durchstoßpunkt der Achse 0-U durch die Fahrbahn, und die wirksame Vor- bzw. Nachlaufdistanz ist X-R. Im eingefederten Zustand wird 0 zu 0' und U zu U', und die Achse 0'=U' durchstößt die Fahrbahn, die sich relativ zum Fahrzeugkörper nun in der Ebene T'-J' erstreckt, im Punkt X', während R' der neue Radaufstandspunkt ist. Mit der Einfederung hat die Achse, um die das Rad schwenken kann, ihre Lage in bezug auf den Fahrzeugkörper beträchtlich verändert; hiermit muß aber nicht-notwendigerweise eine Änderung der effektiven Vor- bzw. Nachlaufdistanz verbunden sein. Wie Fig. II zeigt, ist die Vor- bzw. Nachlauf distanz X'-R' trotz der Einfederung im gewählten Beispiel annähernd gleich X-R, also wie die entsprechende Distanz in der Mittellage. Dies Ergebnis ist auf zwei Wirkungen zurückzuführen: a) Mit der Einfederung änderte zwar die Achse 0-U ihre Lage um einen bestimmten Winkel; diese Winkeländerung ist aber nicht so groß wie diejenige des Bremsträgers, für die der vom Radmittelpunkt Z zu 0 führende Radius. des Bremsträgers bzw. die Winkeldifferenz zwischen Z-O und Z'-0' maßgebend ist, da 0-U größer als Z-0 ist und in die beiden Abschnitte 0-Z und Z-U geknickt wurde, von denen der letztere, Z-U, unverdreht blieb. Im Gegensatz etwa zu einer heute viel verwendeten Anordnung, bei der die Bremsträgerverdrehung der Vor- bzw. Nachlaufwinkeländerung entspricht, ist also die letztere gegenüber der Bremsträgerverdrehung reduziert.The mode of operation of the arrangement will now be described with reference to FIG. II. Since the brake carrier executes an angular movement around the wheel axis during deflection, which is opposite to the wheel rotation during compression and in the same direction during rebound with the wheel rotation, there is a straightening effect, similar to if point M were lifted by the end of a thrust strut connected to the brake carrier. In spite of this effect, the pin 1 recognizable in FIG. However, it would be a fallacy to assume that this constancy of the leading and trailing angles in the curve means that there can be no change in the tie rod forces in relation to the centrifugal force; because these are not through the before or. Caster angle, but rather determined by the horizontal lead or lag distance occurring at the roadway level, ie the distance between the point of intersection of the axis around which the wheel can pivot and the respective wheel contact point. In the present arrangement, this axis is not identical to the axis of the pin 1, but rather it leads from the center 0 of the ball joint 8 via the intersection U of the axes AA and CC within the pin joint 2 to the roadway, whereby it is considerably different from the axis of the pin 1 can deviate if the upper link is turned out of its central position - If R is the wheel contact point in the rest position and TJ is the roadway, then X is the point of penetration of the axis 0-U through the roadway, and is the effective lead or lag distance XR. In the compressed state, 0 becomes 0 'and U becomes U', and the axis 0 '= U' penetrates the roadway, which now extends in plane T'-J 'relative to the vehicle body, at point X', while R ' is the new wheel contact point. With the compression, the axis about which the wheel can pivot has changed considerably its position with respect to the vehicle body; however, this does not necessarily have to involve a change in the effective lead or lag distance. As FIG. II shows, the leading or trailing distance X'-R 'is approximately the same as XR in spite of the deflection in the selected example, that is to say like the corresponding distance in the central position. This result can be traced back to two effects: a) With the compression the axis 0-U changed its position by a certain angle; however, this change in angle is not as great as that of the brake carrier, for which the radius leading from the wheel center Z to 0. of the brake carrier or the angle difference between ZO and Z'-0 'is decisive, since 0-U is greater than Z-0 and was bent into the two sections 0-Z and ZU, of which the latter, ZU, remained untwisted. In contrast to an arrangement that is widely used today, in which the brake carrier rotation corresponds to the change in the leading or trailing angle, the latter is thus reduced compared to the brake carrier rotation.

b) Die Frage der Vor- bzw. Nachlaufkonstanz ist nicht nur statisch in bezug auf den Fahrzeugkörper, sondern auch dynamisch in bezug auf die Änderung der Fahrbahnebene zum Fahrzeugkörper zu beurteilen. Der Radaufstandspunkt R wandert nämlich bei der Relativbewegung zwischen Fahrzeugkörper und Fahrbahnebene. Er bewegt sich dabei, wie Fig. II zeigt, während der Einfederung nach vorn - von R nach R' -, wodurch eine Nachlaufvergrößerung verkleinert und eine Vorlaufverkleinerung wieder vergrößert wird. Unter Umständen vermag also die solcherweise bewirkte Verkleinerung des Nachlaufs dessen Vergrößerung infolge der verschieden gerichteten Lenkerbewegungen wieder aufzuheben, oder die Verkleinerung des Vorlaufs wird durch dessen Vergrößerung kompensiert, so daß sich trotz inkonstantem Vor- bzw. Nachlaufwinkel ein konstanter Vor- bzw. Nachlauf ergibt. In Fig. II ist eine solche Anordnung gezeigt. X-R = X'-R'. Bei der erwähnten, heute gebräuchlichen Anordnung wurde X-R bei gleichem Momentanzentrum zu X''-R' werden, da U zu U" würde. Diese große Vor- bz w. Nachlaufänderung zwingt zu einer sehr maßvollen Anwendung des erwähnten Prinzips, so daß das Momentanzentrum in der Regel weit hinter und unter die vom Radaufstandspunkt zum Schwerpunkt führende Linie gelegt wird, wobei natürlich das Bremsknickmoment der Vorderachse nicht völlig kompensiert werden kann. Bei der Anordnung nach der Erfindung hingegen kommt das Momentanzentrum trotz der effektiven Vor- bzw. Nachlaufkonstanz nach 04M zu liegen. Es liegt damit- vor und oberhalb der erwähnten, als Kriterium dienenden Linie (R-S) ; und da die resultierende Kraft .dann in Richtung des Pfeiles m wirkt, kann sogar noch das Bremsknickmnoment der Hinterachse mit ausgeglichen werden, oder das Tauchen des Wagens während des Bremsens kann in ein Aufbäumen verwandelt werden.b) The question of the pre- and post-travel constancy is not only static with respect to the vehicle body, but also dynamically with respect to the change to assess the level of the roadway to the vehicle body. The wheel contact point R moves namely during the relative movement between the vehicle body and the road surface. He moves as shown in Fig. II, during the compression to the front - from R to R ' -, whereby a wake enlargement is reduced and a leading reduction again is enlarged. Under certain circumstances, the reduction in size brought about in this way is therefore capable of the caster its enlargement as a result of the differently directed movements of the handlebars again, or the reduction of the advance is made by enlarging it compensated, so that despite inconsistent lead or lag angle a constant Lead or lag results. Such an arrangement is shown in FIG. II. X-R = X'-R '. In the above-mentioned arrangement, which is common today, X-R became with the same instantaneous center become X '' - R ', since U would become U ". This large change in lead or lag forces to a very moderate application of the principle mentioned, so that the moment center usually far behind and below that leading from the wheel contact point to the center of gravity Line is laid, whereby of course the braking buckling torque of the front axle is not completely can be compensated. With the arrangement according to the invention, however, this happens To be the instantaneous center after 04M despite the effective lead and lag constancy. It is therefore - in front of and above the mentioned line serving as a criterion (R-S) ; and since the resulting force acts in the direction of arrow m, it can even the braking buckling torque of the rear axle can also be compensated for, or diving of the car while braking can be turned into a rearing up.

Beim eingefederten Zustand entsprechend den gestrichelten Linien der Fig. II liegt das Momentanzentrum in M'. Da hierbei die resultierende Kraft in Richtung des Pfeiles m' wirkt, ist ihr Abstand vom Schwerpunkt vergrößert, so daß ein entsprechend vergrößertes Stabilisierungsmoment entsteht. Bei ausgefederter Vorderachse ist das Stabilisierungsmoment entsprechend verkleinert, was ebenfalls im Sinne der erwünschten Wirkungen liegt.In the compressed state according to the dashed lines of Fig. II the instantaneous center is in M '. Because here the resulting force is in the direction of of the arrow m 'acts, their distance from the center of gravity is increased, so that a corresponding increased stabilization moment. With the front axle deflected, that is Stabilization moment is reduced accordingly, which is also in the sense of the desired Effects lies.

Der durch die Erfindung zu erzielende technische Fortschritt besteht somit in einer Verbesserung der Längsstabilisierungswirkung bzw. in einer Verringerung oder Beseitigung der bei derartigen Anordnungen bisher zu beobachtenden nachteiligen Auswirkungen auf die Lenkung unter Benutzung einer Radaufhängung mit nur zwei Lenkern.The technical progress to be achieved by the invention exists thus in an improvement of the longitudinal stabilization effect or in a reduction or elimination of the disadvantageous previously observed in such arrangements Effects on steering using a suspension with only two links.

Nach der Erfindung ist es.-selbstverständlich auch möglich, den Vor- bzw. Nachlaufwinkel statt vom unteren Lenker vom oberen bestimmen zu lassen, wobei dann der untere Lenker die Aufgabe der Steuerung des Bremsträgers Übernimmt-According to the invention it is - of course also possible to use the or to let the caster angle be determined by the upper arm instead of the lower arm, whereby then the lower link takes over the task of controlling the brake carrier

Claims

PATENT CLAIM Front wheel or idler wheel suspension for road vehicles, in particular. Motor vehicle, by means of two control arms, in which the brake carrier is mounted on the steering knuckle so as to be pivotable about the wheel axis, characterized in that the front or The caster angle of the kingpin or pin (1) is only determined by one (3) of the two links and. opposite to . the vehicle body is kept constant, which holds the steering knuckle (4) within the wheel plane at the desired angle, while the second link. (9) is connected to the brake carrier (6) via an arm (7) and a ball joint (8) and. these according to one after the center of the vehicle. located instant center (M) controls during deflection. Documents considered: German Patent No. 903 177; U.S. Patent Nos. 2,434,055, 2,431,426, 2354219.