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Kraftfahrzeug.
Die Erfindung betrifft eine Federanordnung für Kraftfahrzeuge und deren Anhänger. Es war bisher üblich, die Federn unterhalb der Neigungsachse des Fahrzeuges anzuordnen, u. zw. sowohl Längswie Querfedern. Bei dieser Anordnung der Federn tritt beim Durchfahren von Kurven eine Schiefstellung des Fahrgestelles bzw. Wagenkastens derart ein, dass der obere Teil des Gestelles bzw. des Kastens sieh nach aussen hin neigt. Diese Schrägstellung des Fahrgestelles bzw. Wagenkastens verursacht eine zusätzliche Beanspruchung der Feder. Diese zusätzliche Beanspruchung könnte man durch stärkere Bemessung der Federn ausgleichen. Die Feder wird aber dadurch steifer, so dass die gewünschte weiche Abfederung nicht mehr vorhanden ist.
Ausserdem ergibt die bekannte Federanordnung eine schlechte Strassenlage, durch die für die Insassen des Kraftfahrzeuges ein Gefühl der Unsicherheit beim Kurvenfahren eintritt.
Diese Mängel werden gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass die Federn, Schwingachsen oder Lenker für die Räder derart angeordnet sind, dass die in der Längsrichtung des Wagens verlaufende Neigungsachse, um welche die gefederte Fahrzeugmasse unter dem Einfluss beliebiger Kräfte sich dreht, etwa durch den Schwerpunkt der gefederten Fahrzeugmasse verläuft, so dass beim Fahren auftretende Massenquerkräfte der abgefederten Fahrzeugmasse keine Drehung um diese Achse hervorrufen.
Zum Verständnis der beim Kraftfahrzeug auftretenden Kräfte sei auf die Fig. 1 verwiesen. In dieser ist schmeatisch ein Kraftfahrzeug dargestellt. 1 sind die Räder, die durch eine feste Achse 2 verbunden sind.. 11 stellt schematisch die abgefederte Fahrzeugmasse, welche die Karosserie und auch den Motor enthalten kann, dar. Der Schwerpunkt dieser abgefederten Masse ist mit S bezeichnet. Abgefedert ist die Masse mit Hilfe von Federn- und . Die senkrechte Linie J-. 1 bedeutet die in der Fahr- zeuglängsrichtung verlaufende Längssymmetrieebene, in welcher der Schwerpunkt 8 liegt, durch den die Schwerpunktlinie in der Längsrichtung des Fahrzeuges verläuft.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, so treten infolge der Zentrifugalkraft Massenquer-
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Fahrzeugmasse angreifen. Unter dem Einfluss dieser Massenkräfte dreht sich die gefederte Fahrzeugmasse bekanntlich in eine seitlich verdrehte Lage, welche durch das strichliert angedeutete Viereck AT beispielsweise veranschaulicht ist. Der Schwerpunkt. S' verschiebt sich in die Lage 8', d. h. der Schwerpunkt hat sich gedreht um eine mittlere Achse : 1, die Neigungsachse genannt wird und im Abstande L vom Schwerpunkt unter demselben liegt.
Aus diesem Schema wird klar, dass die Verdrehung der gefederten Wagenmasse unter dem Einfluss der Massenquerkräfte solange stattfinden muss, als die Massen querkräfte am Hebelarm 1 zwischen Schwerpunkt S bzw. Schwerpunktslinie angreifen können.
Gemäss der Erfindung wird nun diese Erscheinung der Verdrehung der Fahrzeugmasse um die in der Längsrichtung verlaufende Neigungsachse dadurch verhütet, dass die Federung mit Bezug auf die abgefederte Fahrzeugmasse derart angeordnet wird, dass die Neigungsachse durch den Schwerpunkt hindurchgeht. Das bedeutet, dass der Hebelarm 1 zwischen Schwerpunkt und Neigungsachse gleich Null wird, so dass ein auf Drehen der Fahrzeugmasse gerichtetes Moment nicht mehr möglich ist.
In den weiteren Figuren ist dargestellt, wie die Erfindung praktisch verwirklicht wird, u. zw.
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Fig. 4 eine andere Ausführungsform in der Ansicht von vorne, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform, ebenfalls in der Ansieht von vorne, Fig. 6 die Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform und Fig. 7 die Hinteransieht eines Schwingaehsenwagens.
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das Differential, 10 die Hinterachse. Die Vorderränder 11 sind in an sieh bekannter beliebiger Weise durch Längsschenkel (nicht gezeichnet) mit der Vorderachse 12 verbunden, auf der mit ihren Enden die vordere Querfeder M befestigt ist, die wiederum in der Wagenmitte mit dem vorderen Teil des Chassisrahmens. M fest verbunden ist.
Die strichpunktierte Linie B-B stellt eine Sehwerpunktslinie der gefederten Fahrzeugmasse dar. In der Höhe dieser Schwerpunktslinie ist, wie aus den Fig. 1 und 2 erkennbar ist, die hintere Feder 16 angeordnet. Die hinteren Räder 16 sind durch die Hinterachse 10, in welcher das Differential 9 liegt, miteinander verbunden. Die hintere Querfeder stützt sieh mit ihren Enden 17 auf Federträgern 18 ab, die an den Enden der Hinterachse 10 befestigt sind. In der Mitte ist die Feder 1, 5 durch geeignete Mittel, z. B. durch das Zwischenblech 19, mit der Karosserie verbunden.
In der Fig. 3 ist die Längssymmetrieebene des Fahrzeuges A-A eingezeichnet. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, erfolgt die Federung der gefederten Fahrzeugmasse im wesentlichen in einer horizontalen Ebene, welche durch die Sehwerpunktslinie B hindurchgeht. Die Fliehkraft wirkt z. B.
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Schwerpunktslinie B-B hindureh. Infolgedessen ist die abgefederte Masse nicht in der Lage, auf die Federung ein Dreh- oder Kippmoment auszuüben, welches eine Schiefstellung der gelagerten Wagenmasse bedingen könnte. Es zeigt also dieses Ausführungsbeispiel, dass der Zweck der Erfindung, nämlich die Schiefstellung des Wagens beim Kurvenfahren zu vermeiden. mit Sicherheit erreicht wird.
In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist auch darauf Bedacht genommen, dass die Sitze 20 und 21 (vgl. Fig. 2) der Karosserie,' ! 2 so angeordnet sind, dass praktisch der Schwerpunkt der gesamten gefederten Masse in der Höhe der Schwerpunktslinie B-B bzw. in deren Xähe liegt.
In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 ist die Abfederung gemäss der Erfindung nur bei der hinteren Feder durchgeführt, weil sieh gezeigt hat, dass bei gewissen Bauarten diese Art der Federung schon praktisch ausreichende Resultate herbeiführt. Ein Fahrzeug, bei welchem, wie in Fig. 2 gezeigt, die Sehwerpunktslinie B-B in der eingezeichneten Lage verläuft, bei welchem aber die vordere Feder 13 nicht in einer durch die Sehwerpunktslinie hindurchgehenden Ebene liegt, bei welcher also das Erfindungsprinzip nur mit Bezug auf die hintere Feder angewendet wird, hat schon gegenüber den bekannten Fahrzeugen wesentlich verbesserte Fahreigenschaften.
Eine weitere Verbesserung der Wirkung tritt natürlich ein, wenn das für die Hinterfeder angewendete Prinzip auch für die Vorderfeder zur Anwendung kommt, was der Fall ist, wenn die Schwerpunktslinie die in Fig. 2 eingezeichnete Lage C-C einnimmt, denn die Federanordnung gemäss der Erfindung kommt sowohl für die Vorder-als auch die Hinterachsfedern in Frage, u. zw. sowohl für Längsfedern als auch für Querfedern. Für Querfedern ist jedoch die Anordnung besonders geeignet, weil es möglich ist, diese Federn ausserhalb des Sitzraumes anzuordnen, so dass man hinsichtlich der Höhe der Federanordnung in keiner Weise beschränkt ist.
Die Querfeder wird vorzugsweise, wie auch in der Zeichnung in Fig. 3 gezeigt ist, in der Mitte mit der gefederten Fahrzeugmasse verbunden, so dass auch der Befestigungspunkt zwischen Feder und gefederter Fahrzeugmasse in der Sehwerpunktslinie dieser Masse liegt.
In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 sind mit 11 die Vorderräder und mit 12 eine Vorderachse bezeichnet. Die Achse, an der die Räder in beliebiger bekannter Weise, z. B. durch Längsschenkel. befestigt sind, ist mit nach oben gehenden Federstützen 23 ausgerüstet, an denen mittels Federlenkern.' ? eine Querfeder 25 angelenkt ist. Die gefederte Fahrzeugmasse ist im vorliegenden Falle durch den Rahmen 26 gekennzeichnet, der durch eine Verbindungsbrücke 27 in der Mitte mit der Feder 2. fest verbunden ist, z. B. durch Federbrieden 2 an sieh bekannter Art. Die Schwerpunktslinie ist auch bei dieser Konstruktion mit B bezeichnet. Sie verläuft, wie ersichtlich, in der senkrechten Längssymmetrie- ebene des Fahrzeuges.
Auch bei dieser Einrichtung liegt die Feder in einer Ebene, welche senkrecht zu der Längssymmetrieebene. 1-¯1 steht und durch die Sehwerpunktslinie B-B verläuft. Infolgedessen fällt auch hier die Neigungsachse mit der Sehwerpunktslinie zusammen, so dass die beim Kurvenfahren. z. B. bei der Rechtskurve, auftretenden 1Iassenquerkräfte, die in der Schwerpunktslinie B angreifen, wie durch den Pfeil Y gezeigt ist, in derselben Ebene verlaufen, in welcher die Feder angeordnet ist.
Infolgedessen können auch hier zusätzliche Federkräfte nicht eintreten, und es ist infolgedessen eine Verdrehung oder ein Kippen der gefederten Fahrzeugmasse ausgeschlossen.
Für die Ausführungsform nach Fig. 5 gilt alles, was bezüglich Fig. 4 gesagt worden ist ; gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Teile. Der Unterschied liegt nur darin, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Feder mit dem Motorgehäuse 26 verbunden ist, von dem aus durch zwei Wellen 29 die Räder 11 angetrieben werden. Diese Figur zeigt also die Anwendung des Federungsprinzips gemäss der Erfindung auf einem Frontantriebwagen.
Auch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel
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etwa horizontal verläuft und dass bei dieser auch die vordere Feder/-' in einer durch die Linie B-B gehenden Ebene liegt. Die Federn sind hier, wie in Fig. 3 gezeigt, an Federstutzen 18 befestigt, die mittels Lenker-' ? bei dem Punkte-M mit dem Fahrzeugkörper verbunden sind.
Fig. 7 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Schwingaehsenwagen. Die Hinterräder sind wiederum mit 16 bezeichnet, sie sind mittels der mit ihnen fest verbundenen Schwinghebel. ? an dem Getriebekasten 33 in dem Punkte 34 angelenkt. Durch die vom Getriebe ausgehende Gelenkwelle 35 werden die Räder angetrieben. Unten am Getriebe ist eine Querfeder 36 befestigt, deren freie Enden. 37 durch die Zwischenlenker. ? bei- ? an die Räder angelenkt sind. Die gefederte Fahrzeugmasse ist mit M bezeichnet, die Schwerpunktslinie mit D, die Berührungspunkte der Räder sind mit 40 bezeichnet.
Für diese Art von Lagerung ist die Neigungsaehse bestimmt als Schnittpunkt der Verbindungslinie der Punkte 40 und. 34. Da. wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, diese Neigungsaehsenlinie auch durch die Schwerpunktlinie B geht, so ist auch für diese Ausführungsform der Erfindung die Bedingung erfüllt, dass die Massenquerkräfte die abgefederte Fahrzeugmasse nicht zu drehen vermögen.
Die Erfindung ist an die dargestellten Ausfiihrungsbeispiele nicht gebunden. Zwar ist ihre Anwendung für Fahrzeuge mit Querfedern besonders günstig, das schliesst jedoch nicht die Anwendung des Federungsprinzips auf Längsfederungen aus. Das Wesentliche ist, dass die gefederte Wagenmasse durch eine geeignete Anordnung der Federn mit Bezug auf die gefederte Masse so durchgeführt ist, dass die beim Fahren auftretenden Querkräfte keine Verdrehung der gefederten Masse um die in der Längsrichtung des Wagens verlaufende Neigungsachse hervorrufen.
Es ist ersichtlich, dass der Erfindungszweck in vollkommenster Weise erreicht wird, wenn die Federung exakt in der Schwerpunktslinie erfolgt, dass aber geringe Abweichungen von dieser Anordnung zulässig sind, ohne das Wesen der Erfindung grundlegend zu verändern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Federn, Schwingachsen oder Lenker für die Räder derart angeordnet sind, dass die in der Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende Neigungsachse, um welche die gefederte Fahrzeugmasse unter dem Einfluss beliebiger Kräfte sich dreht, etwa durch den Schwerpunkt der gefederten Fahrzeugmasse verläuft, so dass beim Fahren auftretende Massenquerkräfte der abgefederten Fahrzeugmasse keine Drehung um die genannte Achse hervorrufen können.