DE19708421A1

DE19708421A1 - Subframe for front or rear wheel suspension of motor vehicle

Info

Publication number: DE19708421A1
Application number: DE1997108421
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Pelz; Rudolf Schmidt; Peter Denk; Gunnar Dr Olsson
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Deutschland Holdings GmbH
Priority date: 1997-03-01
Filing date: 1997-03-01
Publication date: 1998-09-03

Abstract

The subframe includes two double arms(28,29) which consist of a U-form bent tube(30), the bent section(33) of which is fixed on the central body(35). The central body is a box open on both sides to accommodate the bent sections of the arms. The box has the shape of an elongated parallelepiped which is closed in the centre section and open at the sides in funnel form. At least one link(1,2) of an axle support(4) is pivot-connected to the central body.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hilfsrahmen für die Vorder- oder Hinterradaufhängung eines Kraftfahrzeuges, der in mindestens vier Befestigungspunkten am Fahrzeug aufbau gehalten ist, wobei jedes Rad der Achse mit wenig stens einem Lenker am Hilfsrahmen angelenkt ist, beste hend aus vier paarweise zu jeder Fahrzeugseite von einem Zentralkörper abstehenden und an ihm befestigten Armen, die an ihren freien Enden am Fahrzeugaufbau befestigt sind.The invention relates to a subframe for the Front or rear wheel suspension of a motor vehicle, at at least four attachment points on the vehicle construction is kept, with each wheel of the axis with little at least one handlebar is articulated on the subframe, best starting from four in pairs on each side of the vehicle Central body protruding and attached arms, which are attached to the vehicle body at their free ends are.

Ein derartiger Hilfsrahmen ist in der DE 39 42 794 A1 be schrieben. Die Arme sind einzeln an einem Zentralkörper befestigt und bilden in der Draufsicht ein Kreuz. Die freien Enden der Arme sind an zwei Längsträgern des Fahr zeugaufbaus befestigt. Das Kreuz bildet eine Versteifung, mit der eine Erhöhung der Quersteifigkeit erreicht werden soll. Das Kreuz verhindert, daß die beiden Längsträger unter Last seitlich verschoben werden, aber nicht, daß sie in eine windschiefe Lage zueinander gebracht werden. Eine Torsion des Hilfsrahmens um eine Fahrzeugquerachse läßt sich mit dieser Anordnung somit nicht vermeiden, da die Befestigung der Arme untereinander jeweils mittig er folgt. Such a subframe is in DE 39 42 794 A1 wrote. The arms are individually on a central body attached and form a cross in plan view. The free ends of the arms are on two longitudinal beams of the driving attached to the construction. The cross forms a stiffener, with which an increase in transverse rigidity can be achieved should. The cross prevents the two side members be moved laterally under load, but not that they are brought into a skewed position to each other. A torsion of the subframe around a vehicle transverse axis can not be avoided with this arrangement because the attachment of the arms to each other in the middle he follows.

Aus DE 41 35 361 A1 ist ein weiterer Hilfsrahmen bekannt, bei dem die beiden vorderen Arme und die beiden hinteren Arme jeweils ein Teil bilden, das aus zwei Halbschalen hergestellt ist. Die beiden Doppelarme sind über zwei kurze Rohre miteinander verbunden, so daß sich ein in etwa rechteckiger Rahmen bildet. Die beiden Rohre sind durch die Hohlkörper hindurchgeführt und mit ihnen ver schweißt. Dieser Hilfsrahmen ist zwar torsionssteifer als der Hilfsrahmen nach der DE 39 42 794 A1, ist aber kom plizierter herzustellen.Another subframe is known from DE 41 35 361 A1, where the two front arms and the two rear Arms each form a part that consists of two half-shells is made. The two double arms are over two short pipes connected so that one in forms an approximately rectangular frame. The two pipes are passed through the hollow body and ver with them welds. This subframe is torsionally stiffer than the subframe according to DE 39 42 794 A1, but is com to produce more complicated.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, einen torsi onssteifen Hilfsrahmen zu entwickeln, der leicht herzu stellen ist und darüber hinaus möglichst flach baut.The invention is therefore based on the task of a torso to develop stiff subframes that are easy to pull is and also builds as flat as possible.

Dazu wird vorgeschlagen, daß die beiden Arme eines Paa res, also die beiden Arme, die zu einer Fahrzeugseite hin weisen, Teilabschnitte eines U-förmig gebogenen Doppelar mes bilden, der mit seinem Bogenabschnitt am Zentralkör per befestigt ist.It is proposed that the two arms of a paa res, that is, the two arms facing one side of the vehicle point, sections of a U-shaped bent Doppelar mes form, the arch section of the central body is attached by.

Insbesondere dann, wenn der Zentralkörper ein zu beiden Seiten hin offener Kasten ist, wobei in die seitlichen Öffnungen der Bogenabschnitt eines Doppelarms eintaucht, ergibt sich eine torsionssteife Anordnung, die darüber hinaus leicht anzufertigen ist. Die Kastenstruktur des Zentralkörpers gewährleistet allein schon eine Torsions steifigkeit, die dadurch erhöht wird, daß die Bogenab schnitte des Doppelarmes in die Seitenöffnungen eintau chen und dort vorzugsweise verschweißt werden.Especially when the central body is one to both The side is open box, being in the side Dips openings of the arch section of a double arm, this results in a torsionally stiff arrangement that lies above it is easy to make. The box structure of the The central body alone ensures torsion stiffness, which is increased by the fact that the bow Cut the sections of the double arm into the side openings chen and are preferably welded there.

Die Torsionssteifigkeit kann erhöht werden, wenn der Ka sten die Form eines langgestreckten Quaders aufweist, der im Querschnitt geschlossen ist. Um eine gute Einpassung der Bogenabschnitte zu erzielen, werden die seitlichen Öffnungen trichterförmig ausgebildet. The torsional stiffness can be increased if the Ka Most has the shape of an elongated cuboid that is closed in cross section. For a good fit To achieve the arc sections, the side Openings are funnel-shaped.

Die Doppelarme werden vorzugsweise aus einem Rohr ge formt, das mittels einer Biegemaschine leicht auf die für das Fahrzeug vorgesehene Form gebracht werden kann. Eine besonders gute Verbindung zwischen dem Rohr und dem Ka sten erhält man, wenn die Höhe des Kastens der Rohrdicke entspricht und das Rohr über die gesamte Länge seines Bo dens bis zur Rohrachse in die Öffnung eintaucht. Der obere und der untere Rand des Kastens verlaufen dann tan gential in die Mantelfläche des Rohres ein, so daß die beiden Teile spannungsfrei miteinander verschweißt werden können.The double arms are preferably ge from a tube forms that easily by means of a bending machine on the for the intended form of the vehicle can be brought. A particularly good connection between the pipe and the Ka most you get when the height of the box of pipe thickness corresponds and the pipe over the entire length of its Bo dips into the opening up to the pipe axis. Of the the top and bottom of the box are then tan potential in the outer surface of the tube so that the both parts are welded together without tension can.

Die Arme werden von Lenkerkräften freigestellt, wenn die Radlenker unmittelbar am Zentralkörper angelenkt werden. Insbesondere bei einem Doppelquerlenker mit einem oberen und einem unteren Lenker können die Lagerböcke für die Aufnahme der Anlenkung auf der Oberseite und auf der Un terseite des Zentralkörpers angeordnet werden.The arms are released by the driver when the Wheel links are hinged directly to the central body. Especially with a double wishbone with an upper one and a lower handlebar can be used for the pedestals Inclusion of the linkage on the top and on the Un Be arranged side of the central body.

Es bietet sich an, die Lagerböcke nicht als Einzelteile an dem Zentralkörper zu befestigen, sondern die Lager böcke unmittelbar am Zentralkörper anzuformen. Am Zen tralkörper können weiterhin Lagerungen für einen Stabili sator vorgesehen werden.It is advisable not to use the pedestals as individual parts attach to the central body, but the bearings to form trestles directly on the central body. At zen tralbodies can also be used as bearings for a stabilizer sator are provided.

Da die Konstruktion des Hilfsrahmens unabhängig vom ver wendeten Material eine ausreichende Steifigkeit gewähr leistet, kann er aus Leichtmetall, z. B. Aluminium gefer tigt werden. Dies hat den Vorteil, daß der Hilfsrahmen eine ausreichende Steifigkeit aufweist und trotzdem rela tiv leicht ist.Since the construction of the subframe regardless of ver ensure sufficient rigidity performs, it can be made of light metal, e.g. B. aluminum gefer be done. This has the advantage that the subframe has sufficient rigidity and still rela tiv is easy.

Im folgenden soll der Hilfsrahmen für eine Vierlenker- Hinterradaufhängung beschrieben werden. Es zeigen:In the following, the subframe for a four-link Rear suspension are described. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Hinterachse mit Hilfsrahmen, Fig. 1 is a perspective view of a rear axle auxiliary frame,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Hälfte der Radaufhängung. Fig. 2 is a plan view of one half of the wheel suspension.

Die Hinterachse ist spiegelbildlich zur Längsachse des Fahrzeugen aufgebaut. Soweit im folgenden die Aufhängung eines Rades beschrieben wird gelten die Erläuterungen im gleichen Maße für die des anderen Rades.The rear axle is a mirror image of the longitudinal axis of the Vehicles built. So much for the suspension below of a wheel, the explanations in same dimensions for that of the other wheel.

Die Radaufhängung besteht aus einem unteren Querlenker 1, einem oberen Querlenker 2 sowie einem quer angeordneten Kompensationslenker 3 und einem Längslenker 9. Die drei quer angeordneten Lenker erstrecken sich parallel zuein ander und in etwa parallel zur Fahrzeughorizontalen. Die Anlenkpunkte der Lenker am Achsträger 4 bilden in etwa ein gleichschenkliges Dreieck, wobei die Anlenkung des oberen Querlenkers 2 oberhalb der Drehachse 5 des Achs trägers und die Anlenkung des unteren Querlenkers 1 und des Kompensationslenkers 3 unterhalb zu beiden Seiten der Drehachse 5 des Achsträgers 4 erfolgt.The wheel suspension consists of a lower wishbone 1 , an upper wishbone 2 and a transversely arranged compensation link 3 and a trailing link 9 . The three transversely arranged handlebars extend parallel to each other and approximately parallel to the vehicle horizontal. The articulation points of the links on the axle support 4 form approximately an isosceles triangle, the articulation of the upper control arm 2 above the axis of rotation 5 of the axle support and the articulation of the lower control arm 1 and the compensation link 3 below on both sides of the axis of rotation 5 of the axle support 4 .

Karosserieseitig sind die Querlenker an einem Hilfsrahmen 6 befestigt, der weiter unten näher beschrieben werden soll. Dieser wird über vier Befestigungspunkte 7, 8; 7', 8', je zwei auf jeder Fahrzeugseite, am Karosserieboden befestigt.On the body side, the wishbones are attached to an auxiliary frame 6 , which will be described in more detail below. This is over four attachment points 7 , 8 ; 7 ', 8 ', two on each side of the vehicle, attached to the body floor.

Der untere Querlenker 1 und der obere Querlenker 2 sind an der Ober- und Unterseite des Hilfsrahmens 6 gegenüber den Befestigungspunkten 7, 8 nach innen versetzt ange lenkt. Die karosserieseitige Anlenkung des Kompensations lenkers 3 erfolgt in etwa unterhalb des vorderen Befesti gungspunktes 7.The lower wishbone 1 and the upper wishbone 2 are offset on the top and bottom of the subframe 6 relative to the attachment points 7 , 8 inwards. The body-side articulation of the compensation handlebar 3 takes place approximately below the front fastening point 7 .

Bei dem Längslenker 9 handelt es sich um schwertartiges verwindungsweiches Blech, das vertikal zum Fahrzeug aus gerichtet ist und damit Verbiegungen in der Horizontal ebene, aber nicht in der Vertikalebene zuläßt. Es hat insbesondere die Aufgabe, den Vorlauf des Hinterrades beim Einfedern zu kontrollieren. Der Längslenker 9 ist fest mit dem Achsträger 4 verbunden und senkrecht zur Fahrzeuglängsachse verschwenkbar an der Karosserie gela gert.The trailing arm 9 is a sword-like, torsion-resistant sheet metal that is oriented vertically to the vehicle and thus allows bending in the horizontal plane, but not in the vertical plane. In particular, it has the task of checking the forward movement of the rear wheel when it compresses. The trailing arm 9 is fixedly connected to the axle support 4 and can be pivoted perpendicularly to the vehicle longitudinal axis on the body.

Demgegenüber hat der Kompensationslenker 3 die Aufgabe, den Sturzverlauf beim Einfedern zu kontrollieren. Dazu ist der Kompensationslenker 3 achsträgerseitig in einem Kugelgelenk und karosserieseitig in einer Dämpfungsbuchse gelagert.In contrast, the compensation link 3 has the task of controlling the course of the fall when deflected. For this purpose, the compensation link 3 is mounted on the axle carrier side in a ball joint and on the body side in a damping bush.

Die Abstützung der Radaufhängung erfolgt mittels einer Feder 15 und eines Dämpfers 16. Die Feder 15 liegt auf einem Federteller 17 am unteren Querlenker 1 nahe der achsträgerseitigen Anlenkung. Der obere Querlenker 2 ver läuft vor dem von der Feder 15 eingenommenen Raum.The wheel suspension is supported by means of a spring 15 and a damper 16 . The spring 15 lies on a spring plate 17 on the lower wishbone 1 near the linkage-side linkage. The upper wishbone 2 runs in front of the space occupied by the spring 15 .

Als Feder 15 wird eine Tonnenfeder mit progressiver Ken nung vorgesehen. Diese baut flach und ragt nicht viel über den hinteren Befestigungspunkt 8 hinaus auf. Der Dämpfer 16 ist zwischen dem oberen Querlenker 2 und dem Kompensationslenker 3 nahe dem Achsträger 4 vorgesehen. Das untere Befestigungsauge 26 befindet sich auf dersel ben Höhe wie die achsträgerseitige Anlenkung des unteren Querlenkers 1. Im Bereich des Dämpfers 16 wird auch das achsträgerseitige Ende des Längsträgers 9 am Achsträger 4 befestigt.As a spring 15 , a barrel spring with progressive Ken voltage is provided. This is flat and does not protrude much beyond the rear attachment point 8 . The damper 16 is provided between the upper wishbone 2 and the compensation link 3 near the axle beam 4 . The lower mounting eye 26 is at the same ben height as the axle-side linkage of the lower control arm 1 . In the area of the damper 16 , the end of the side member 9 on the axle carrier side is also fastened to the axle carrier 4 .

Der Hilfsrahmen 6, dessen linke Hälfte in Fig. 2 darge stellt ist und dessen rechte Hälfte spiegelbildlich zu der dargestellten Hälfte aufgebaut ist, besteht aus zwei Doppelarmen 28, 29 auf jeder Fahrzeugseite sowie einem Kasten 35. Ein Doppelarm 28, 29 ist jeweils aus einem Rohr 30 gebildet, an dessen Enden kurze Zylinder 31, 32 zur Aufnahme von Dämpfungsbuchsen zur Bildung der Befe stigungspunkte 7, 8 vorgesehen sind. In der Draufsicht hat jedes Rohr 30 in etwa die Form eines U, dessen Bogen abschnitt 33 zum Teil in den stirnseitig offenen Kasten 35 eintaucht und mit ihm verschweißt ist. Der Kasten 35 bildet damit eine steife Verbindung zwischen dem linken und dem rechten Doppelarm 28, 29.The subframe 6 , the left half of which is shown in FIG. 2 and the right half of which is constructed as a mirror image of the half shown, consists of two double arms 28 , 29 on each side of the vehicle and a box 35 . A double arm 28 , 29 is each formed from a tube 30 , at the ends of short cylinders 31 , 32 for receiving damping bushes to form the BEFE stigungspunkt 7 , 8 are provided. In the plan view, each tube 30 has approximately the shape of a U, the arc section 33 is partially immersed in the front open box 35 and is welded to it. The box 35 thus forms a rigid connection between the left and right double arms 28 , 29 .

Der Kasten 35 weist einen geschlossenen Querschnitt auf und öffnet sich lediglich auf beiden Stirnseiten trich terförmig, um jeweils den Bogenabschnitt 33 des linken bzw. rechten Doppelarms 28, 29 aufzunehmen. Der Kasten ist etwas breiter als hoch, wobei die Höhe bestimmt wird durch den Durchmesser der für die Doppelarme verwendeten Rohre 30. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, schmiegen sich die Rohre 30 in die offenen Stirnseiten ein und bil den somit die seitliche Abschlüsse des Kastens 35.The box 35 has a closed cross section and only opens in a funnel shape on both end faces in order to accommodate the arc section 33 of the left and right double arms 28 , 29 , respectively. The box is slightly wider than high, the height being determined by the diameter of the tubes 30 used for the double arms. As can be seen from the illustration, the tubes 30 nestle into the open end faces and thus form the lateral ends of the box 35 .

Der Kasten 35 ist gleichzeitig Träger der Lagerböcke 36, 37 für die karosserieseitige Anlenkung des oberen Quer lenkers 2 und des unteren Querlenkers 1. Der Lagerbock 36 für den oberen Querlenker 2 ist auf der Oberseite des Ka stens 35 und der Lagerbock 37 für den unteren Querlenker 1 auf der unteren Seite des Kastens 35 angeordnet. Bei den Lagerböcken kann es sich um jeweils gesonderte Teile handeln, die am Kasten angeschweißt werden, oder aber um einstückig mit der oberen bzw. unteren Kastenwand 51, 52 ausgeführte Teile, die z. B. durch Preßformen aus der Ka stenwand ausgebildet werden. Der Lagerbock 36 für den oberen Querlenker 2 ist etwa mittig, während der Lager bock 37 für den unteren Querträger seitlich hinten ange ordnet ist, so daß die Seitenwand des Lagerbocks in die hintere Wand des Kastens 35 übergeht.The box 35 is also the carrier of the bearing blocks 36 , 37 for the body-side articulation of the upper wishbone 2 and the lower wishbone 1st The bearing block 36 for the upper wishbone 2 is arranged on the top of the Ka 35 and the bearing block 37 for the lower wishbone 1 on the lower side of the box 35 . The bearing blocks can each be separate parts which are welded to the box, or else parts which are made in one piece with the upper or lower box wall 51 , 52 and which, for. B. are formed by press molding from the Ka stenwand. The bearing block 36 for the upper wishbone 2 is approximately in the middle, while the bearing block 37 for the lower cross member is arranged laterally behind, so that the side wall of the bearing block merges into the rear wall of the box 35 .

Um das Gewicht des Hilfsrahmens klein zu halten, ist er insgesamt aus Aluminium hergestellt. Das betrifft sowohl die Rohre 30 als auch den Kasten 35 sowie die Zylinder 30, 31 und die Lagerböcke 36, 37. In order to keep the weight of the subframe small, it is made entirely of aluminum. This applies to both the pipes 30 and the box 35 as well as the cylinders 30 , 31 and the bearing blocks 36 , 37 .

An der in Fahrtrichtung nach vorne weisenden Wand des Ka stens 35 sind Befestigungen 53 für einen Stabilisator 40 (nur in Fig. 2 gezeigt) vorgesehen, wobei jeweils ein Ende 54 unter den vorderen Arm eines Doppelarms 28 hin durchgeführt und mittels eines kurzen Pendelarms an den mittleren Bereich des oberen Querlenkers 2 pendelnd ange lenkt ist.On the wall 35 of the box 35 pointing forward in the direction of travel, attachments 53 for a stabilizer 40 (only shown in FIG. 2) are provided, with one end 54 being carried out under the front arm of a double arm 28 and by means of a short pendulum arm on the middle area of the upper wishbone 2 is articulated.

Mitentscheidend für die besondere Steifigkeit des Rahmens ist, daß jeweils der mittlere Abschnitt der U-förmigen Rohre 30, also der Bogenabschnitt 33, passend in eine der seitlichen Öffnung des Kastens 35 liegt, wobei die seit lichen Abschlußkanten 50 der oberen und der unteren Wand 51, 52 oberhalb und unterhalb der Rohrachse verlaufen, so daß die Wände tangential in das Rohr 30 übergehen. Daher ist die entlang der Abschlußkante 50 geführte Schweißnaht nahezu spannungsfrei. Insgesamt gesehen ergibt sich eine feste und spannungsfreie Verbindung zwischen dem Kasten 35 und den Rohren 30. A decisive factor for the special rigidity of the frame is that the middle section of the U-shaped tubes 30 , that is to say the arc section 33 , fits into one of the side openings of the box 35 , the end edges since the union 50 of the upper and lower walls 51 , 52 extend above and below the pipe axis, so that the walls merge tangentially into the pipe 30 . Therefore, the weld seam guided along the end edge 50 is almost free of tension. Overall, there is a firm and stress-free connection between the box 35 and the tubes 30 .

Reference list

11

Querlenker
Wishbones

22nd

Querlenker
Wishbones

33rd

Kompensationslenker
Compensation handlebar

44th

Achsträger
Axle support

55

Drehachse
Axis of rotation

66

Hilfsrahmen
Subframe

77

Befestigungspunkt
Attachment point

88th

Befestigungspunkt
Attachment point

99

Längslenker
Trailing link

1515

Feder
feather

1616

Dämpfer
damper

1717th

Federteller
Spring plate

2626

Befestigungsauge
Mounting eye

2828

Doppelarm
Double arm

2929

Doppelarm
Double arm

3030th

Rohr
pipe

3131

Zylinder
cylinder

3232

Zylinder
cylinder

3333

Bogenabschnitt
Arch section

3535

Kasten
box

3636

Lagerbock
Bearing block

3737

Lagerbock
Bearing block

4040

Stabilisator
stabilizer

5050

Abschlußkante
Trailing edge

5151

Wand
wall

5252

Wand
wall

5353

Befestigung
Attachment

5454

Ende
The End

Claims

1. Subframe for the front or rear suspension of a motor vehicle, which is mounted on the vehicle body in at least four fastening points ( 7 , 8 ), each axle beam ( 4 ) being articulated with at least one handlebar ( 1 , 2 ) on the subframe, be standing from four in pairs to each side of the vehicle from a central body ( 35 ) and attached to it arms ( 36 , 37 ) whose free ends ( 31 , 32 ) are attached to the vehicle body, characterized in that the two arms of a pair of sections form a U-shaped double arm ( 30 ), the arc section ( 33 ) on the central body ( 35 ) is fastened.

2. Subframe according to claim 1, characterized in that the central body is an open to both sides ner box ( 35 ), wherein in the lateral openings gene each an arc section ( 33 ) of a double arm ( 28 , 29 ) is immersed.

3. Subframe according to claim 2, characterized in that the box ( 35 ) has the shape of an elongated cuboid, which is closed in the central region and opens laterally in a funnel shape.

4. Subframe according to claim 2 or 3, characterized in that the double arms ( 28 , 29 ) are each formed from a tube ( 30 ) that the Bogenab sections ( 33 ) over their entire length in the trich teriform opening to the tube axis immerse and the height of the box ( 35 ) corresponds to the pipe thickness.

5. Subframe according to one of the preceding claims, characterized in that at least one on the auxiliary frame articulated handlebar ( 1 , 2 ) of an axle bracket ( 4 ) is articulated on the central body ( 35 ).

6. Subframe according to claim 5, characterized in that each axle carrier ( 4 ) with an upper ( 2 ) and a lower ( 1 ) link on the subframe ( 6 ) is steered, wherein a bearing block ( 37 ) for the lower link ( 1st ) and a bearing block ( 36 ) for the upper handlebar ( 2 ) on the upper wall ( 51 ) or on the lower wall ( 52 ) of the box ( 35 ) formed Zen body is molded or attached.

7. Subframe according to one of the preceding claims, characterized in that fastenings ( 53 ) for a stabilizer ( 40 ) on the subframe ( 6 ) are vorgese hen.

8. Subframe according to one of the preceding claims, characterized in that the arms ( 28 , 29 ) and the central body ( 35 ) are made of aluminum.