<Desc/Clms Page number 1>
Aufhängung für Fahrzeuglenkräder.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung für unabhängig voneinander auf und nieder bewegbare Fahrzeuglenkräder, bei der die Räder von einem schwenkbaren Arm getragen werden, der entgegen der Wirkung elastischer Mittel, insbesondere Federn, um eine zur Radachse etwa parallele Achse schwenkbar ist. Die Achse des Schwenkarmes ist in einem Gehäuse oder Gestell gelagert, das seinerseits um eine annähernd vertikale Achse am Fahrzeuggestell drehbar angeordnet ist, so dass das aus dem genannten Gehäuse, dem Sehwenkarm und dem zugehörigen Rad bestehende Aggregat bei der Lenkbewegung gemeinsam eine Drehung um die genannte vertikale Achse macht.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, die an sich bekannten Radlagerungen der genannten Art derart auszugestalten, dass der Platzbedarf des Lenkrades bei seinen Lenkbewegungen geringer wird als bisher und dass auch die gesamte Anordnung in mechanischer Hinsicht günstiger ist als bei den bekannten Radlagerungen.
Dies wird erfindungsgemäss durch eine solche Anordnung der Feder erreicht, dass die Richtung der auf den Schwenkarm wirkenden Federkraft annähernd mit der vertikalen oder annähernd vertikalen Drehachse des Trägers des Schwenkarmes zusammenfällt. Hiedurch wird eine Anordnung für Fahrzeuglenkräder geschaffen, die sich durch einen geringen Platzbedarf und geringes Gewicht bei ausreichender mechanischer Festigkeit auszeichnet.
Gemäss einer weiteren zweckmässigen Ausbildung der Erfindung wird das Gelenk, mit dem der Träger des Schwenkarmes am Fahrzeugrahmen befestigt ist, als Hohlgelenk ausgebildet, durch dessen Inneres entweder die als Spiralfeder ausgebildete Feder des Schwenkarmes oder eine Verbindungsstange hindurchgeführt ist, welche den im Innern des schwenkbaren Gehäuses befindlichen Schwenkarm mit einer ausserhalb dieses Gehäuses befindlichen Feder verbindet.
Um dem Fahrer die Lenkarbeit zu erleichtern, ist gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung die horizontale Schwenkachse des Schwenkarmes in der Fahrtrichtung gesehen hinter der vertikalen Drehachse des Schwenkarmträgers angeordnet, so dass auch der Schwerpunkt des aus dem Lenkrad, dem Schwenkarm und dem Schwenkarmgehäuse bestehenden Aggregates hinter der vertikalen Achse des Gehäuses liegt. Bei einer solchen Anordnung wirkt die beim Durchfahren einer Kurve auftretende Zentrifugalkraft im gleichen Sinne wie die Lenkarbeit und erleichtert sie daher.
Eine weitere wesentliche Ausbildung der Erfindung, die übrigens in ihrer Anwendung nicht auf die Aufhängung von Lenkrädern der in Rede stehenden Art beschränkt ist, sondern allgemein bei der Aufhängung von Rädern anwendbar ist, die einen entgegen der Wirkung einer Spiralfeder schwenkbaren Tragarm für das Rad umfasst, bezieht sich speziell auf die Verbindung dieser Spiralfeder mit dem Schwenkarm einerseits und dem Fahrgestell bzw. dem mit dem Fahrgestell verbundenen Schwenkarmträger anderseits. Gemäss dieser Ausführungsform sind an den Auflagerstellen der Federenden Gelenke vorgesehen, die mindestens eine parallel zur Sehwenkarmaehse verlaufende Achse haben.
Durch diese genannte Lagerung der Feder wird erreicht, dass sich die Federaehse immer entsprechend den auf und nieder gehenden Bewegungen des Sehwenkarmes einstellen kann, ohne dass die Feder zusätzlichen Biegungsbeanspruehungen unterworfen wird, welche die Lebensdauer der Feder beeinträchtigen würden.
Die Zeichnung zeigt mehrere beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung. Die Fig. 1 und 2 zeigen im Aufriss und Seitenriss, teilweise im Schnitt, einen der zwei Teile einer erfindungsgemäss ange-
<Desc/Clms Page number 2>
ordneten Vorrichtung für unabhängige Lenkräder von Kraftfahrzeugen. Fig. 3 zeigt im Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 5, Fig. 4 im Schnitt nach der Linie - der Fig. 3 und Fig. 5 im Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Fig. 6 zeigt im Aufriss, teilweise geschnitten, und Fig. 7 im Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
Der Achsschenkel a jedes Rades b ist mit einem Arm c verbunden, der mit dem aufgehängten Teil des Fahrzeuges um eine Achse A schwingend verbunden ist, die im wesentlichen zur Achse B des Achsschenkels parallel ist. Die Achse A kann in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen vor oder hinter dem Achsschenkel angeordnet werden.
Die in der Vorrichtung angeordneten elastischen Mittel üben ihre Wirkung auf den Arm c aus (oder auf einen mit demselben verbundenen Teil) und wirken hauptsächlich in senkrechter Richtung auf den Schnittpunkt des Armes mit der Achse B des Achsschenkel.
Schliesslich wird die ganze Vorrichtung vorzugsweise so angeordnet, dass die den äussersten oberen und unteren Lagen des Rades entsprechenden Lagen des Armes beidseits einer durch die Schwingachse A gehenden Horizontalebene liegen, wobei die mittlere Lage des Armes vorzugsweise in dieser Ebene liegt.
Zu diesem Zweck kann man die genannten elastischen Mittel in verschiedener Weise ausbilden, z. B. in Form von Spiralfedern h (Fig. 1 bis 5) oder von Blattfedern m (Fig. 6 und 7). Da die Kraft der Federn immer in senkrechter Richtung auf den Achssehenkel wirkt, wird der Arm c vor Biegungsbeanspruchungen bewahrt.
Im Falle der Verwendung der Vorrichtung für Lenkräder können noch die nachstehend beschriebenen zusätzlichen Anordnungen getroffen werden, die jedoch auch einzeln angewendet werden können.
Gemäss einer solchen Anordnung. wird die Aufhängung jedes Rades im wesentlichen durch ein Gehäuse d gebildet, das mit dem Fahrzeugrahmen, z. B. einem Träger e dieses Rahmens, um eine im wesentlichen vertikale Achse 0 schwingend verbunden ist. Das Rad selbst wird von einem am Gehäuse angelenkten Arm c getragen, der entgegen der Wirkung elastischer Mittel um eine Achse A schwingt, die im wesentlichen zur Achse B des Achsschenkel parallel ist.
Die elastischen Mittel werden derart angeordnet, dass sie ihre Wirkung in einer Richtung ausüben, die im wesentlichen zur Achse a parallel ist und derselben so nahe als möglich verläuft, vorteilhafterweise mit ihr zusammenfällt.
Eine solche Anordnung ermöglicht es, den Platzbedarf der schwingenden Vorrichtung auf ein Mindestmass zu verringern.
Damit die elastischen Mittel ihre Wirkung in der Richtung der Achse C ausüben können, werden dieselben so angeordnet, dass mindestens ein Teil der Organe, welche sie tragen, das Innere eines hohlen Drehzapfens durchsetzt, der das Gehäuse d mit dem Fahrzeugrahmen verbindet.
Vorzugsweise wird dieses Gehäuse hohl ausgebildet, und in seinem Inneren kann sich der Arm c verschieben. Es ist mit dem Fahrzeugrahmen durch einen unteren und einen oberen Drehzapfen verbunden, zwischen welchen genügend Platz bleibt für die Abwärtsbewegung des Armes. Die Drehzapfen sind in Vorsprüngen/, (etwa unter Zwischenschaltung von Kugellagern) gelagert, die beidseits einer Horizontalebene angeordnet sind, die durch die Achse A geht. Mindestens einer der Drehzapfen ist hohl für den Durchtritt der Teile der elastischen Mittel.
Man gibt z. B. dem Gehäuse d die allgemeine Form eines Dreieckes. Eine Ecke desselben ist auf der Seite der Schwingachse A angeordnet und die zwei andern Ecken angrenzend an die Vorsprünge/, .
Der Öffnungswinkel des ersten Eckes ist genügend gross gewählt, um dem Arm c Abwärtsbewegungen von genügender Schwingungsweite zu ermöglichen.
Zu diesem Zweck wird in der Vorderseite des Gehäuses gegenüber dem Rad eine Ausnehmung do für den Durchtritt des Achsschenkel ausgespart.
Damit die elastischen Mittel ihre Wirkung auf den Arm c ausüben können, bildet man sie beispielsweise auf eine der nachstehend angegebenen Arten aus.
Dieselben können gemäss den Fig. 1 bis 5 durch mindestens eine Spiralfeder gebildet werden oder vorteilhafterweise durch mehrere solche Federn, die beispielsweise konzentrisch (wie dargestellt) oder parallel zu einander angeordnet werden können. Diese Federn sind beispielsweise oberhalb des Armes derart angeordnet, dass sie als Druckfedern wirken und teilweise im Innern des Gehäuses d, teilweise im Innern eines Zylinders od. dgl. g untergebracht sind, der vom Gehäuse nach aussen vorspringt und den Drehzapfen für den oberen Vorsprung f1 bildet, dem man einen entsprechenden inneren Durchmesser gibt.
Man kann nun diese Federn mit dem Ende des Armes c in folgender Weise zusammenwirken lassen : Gemäss der ersten Ausführungsform (Fig. 1 und 2) sind die unteren und oberen Enden der Federn mit festen Teilen des Armes und des Gehäuses verbunden, in welchem Falle die Richtung der Längsachse der Federn sich mit der Stellung des Armes ändert.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform (Fig. 3 bis 5) behält die Längsachse der Federn eine unver- änderliche Lage bei, in welchem Falle man zwischen dem unteren Ende der Federn und dem Arm c eine gleitende Verbindung vorsehen muss.
<Desc/Clms Page number 3>
Bei der ersten Ausführungsform lässt man die unteren und oberen Enden der Federn auf Stützflächen aufruhen, die von Tellern il, i2 gebildet werden, die sich relativ zum Arm c und zum Gehäuse entsprechend verschieben können, um den Änderungen der Neigung der Achse der Federn zu folgen. Der untere Teller il ist beispielsweise auf einem, eine Verlängerung des Achsschenkel bildenden Wellenzapfen drehbar gelagert, und der obere Teller stützt sich gegen den Boden des Zylinders g mit einer kugelförmigen Oberfläche, die ihm ermöglicht zu schwingen. Dieser Teller könnte jedoch auch mit dem Boden des Zylinders gelenkig verbunden sein.
Überdies sind Führungsmittel vorgesehen, die der Achse der Federn h ermöglichen, geradlinig zu bleiben und verschieden ausgebildet werden können, z. B. bei Verwendung von konzentrischen Federn als Stange i (wie dargestellt), die mit dem Teller il fest verbunden und im Inneren der inneren Feder von geringstem Windungsdurchmesser angeordnet ist ; oder indem man die ganzen Federn im Innern von Teleskopzylindern anordnet, deren Böden die oben erwähnten Stützflächen bilden würden, oder in beliebig anderer Weise.
Bei der zweiten Ausführungsform werden die Federn h auf eine hohle Säule n aufgebracht, die gleichachsig mit dem Zylinder, d. h. in der Achse C angeordnet ist und relativ zum Zylinder fest ist.
In einer im Innern der Säule ausgesparten Bohrung ist eine Stange p verschiebbar gelagert, mit deren unterem Teil eine Scheibe pl verbunden ist, deren obere Fläche den Druck der Federn aufnimmt.
Mit der unteren Fläche stützt sich die Scheibe pl in gleitender Weise auf das Ende des Armes c oder auf den oben beschriebenen Wellenzapfen al.
Vorteilhafterweise wird diese gleitende Verbindung durch ein Laufrädchen q bewirkt, welches auf dem Wellenzapfen al frei drehbar gelagert ist und auf welchem die Scheibe pl aufruht.
Damit die Fläche der Scheibe ständig bereit sei, auf dem Laufrädchen q zu gleiten, kann man unter andermFilzstreifen vorsehen, die mit dem Wellenzapfen aI fest verbunden sind und sich an der genannten Fläche reiben.
Man kann annehmen, dass eine solche Anordnung ein vollständig sicheres Arbeiten gewährleistet, da die Führung der Stange p in der Säule n die Achse der Federn ständig geradlinig hält.
Die Biegungsbeanspruchungen, denen diese Stange unterworfen werden kann, werden sehr gering ausfallen, wenn bei der tiefsten Stellung des Rades die Achse des Achsschenkel im rechten Winkel zur Achse C steht. In dieser Stellung des Rades, in welcher die Länge der Stange p im Innern der Säule n geführt wird, auf ein Mindestmass verringert ist, sind die genannten Biegungsbeanspruchungen am meisten zu fürchten.
Ungeachtet der gewählten Ausführungsform vereinigt man mit der Aufhängung vorzugsweise einerseits stossdämpfende Mittel, um die Winkelverstellungen des Armes c zu bremsen. Diese Mittel kann man in beliebiger Weise ausbilden, vorzugsweise in Form einer Vorrichtung k, die durch Reibung (Fig : 1 und 2) oder hydraulisch (Fig. 3 bis 5) oder anders wirkt und ihre Wirkung auf die Achse A ausübt.
Anderseits ist am Rad eine Bremse l beliebiger Art angebracht.
Die stossdämpfenden Mittel könnten für den Fall, als die Federn h in Teleskopzylindern angeordnet sind, auch so ausgebildet werden, dass man die Verschiebung der Zylinder dazu verwendet, und den Durchtritt einer Flüssigkeit durch entsprechende Öffnungen zu hemmen.
Ferner könnte man Gegenfedern zwischen dem Gehäuse und dem Arm c vorsehen, relativ zu den Federn h, auf der andern Seite des Armes.
Die durch das Gehäuse d und den Zylinder g gebildete Einheit kann sehr einfach durch Vereinigung von zwei Schalen aus Stahlblech hergestellt werden, die ausgetieft und an ihren Rändern elektrisch verschweiss werden. Jede Schale entspricht der Hälfte der Einheit, wenn man annimmt, dass dieselbe nach einer Längsebene geschnitten ist, die durch die Schwingachse des Gehauses geht.
Endlich kann man in der Verlängerung der Zylinder g, z. B. an Vorsprüngen gl (Fig. 3), leicht die
Scheinwerfer des Fahrzeuges anordnen, die dann ebenso wie die Gehäuse d schwingen.
Wenn man statt Spiralfedern Blattfedern verwendet, kann man beispielsweise die Aufhängung in folgender Form ausführen (Fig. 6 und 7) :
Man ordnet z. B. das Gehäuse d und den Arm c in der schon beschriebenen Weise an und lässt auf das Ende des auf der Seite des Achsschenkel gelegenen Armes die elastische Kraft wirken, die beispiels- weise entweder durch eine in der Quer-oder in der Längsrichtung angeordnete Halbfeder oder, wie dar- gestellt, durch eine einzige Querfeder m ausgeübt wird, an deren Enden die zwei unabhängigen Räder angeordnet sind.
Um diese Kraft zu übertragen, wird ein Lenker r verwendet, dessen Enden mit dem Arm c und der
Feder m durch Kugelgelenke s verbunden sind. Der Lenker reicht vorzugsweise durch den unteren Vor- sprung/ in das Innere des Drehzapfens, falls die Feder m in einer tieferen Ebene als der Vorsprung angeordnet ist.
Man könnte auch hier entsprechende stossdämpfende Mittel vorsehen ; die Feder m könnte übrigens selbst als Stossdämpfer wirken, wenn ihre Lamellen zu diesem Zweck in bekannter Weise entsprechend angeordnet werden.
<Desc/Clms Page number 4>
Die beschriebenen Ausführungsformen bezogen sich nur auf die vorderen Triebräder, in welchem Falle die Vorderseite des neben dem Motor angeordneten Gehäuses d eine entsprechende Ausnehmung aufweist für den Durchtritt der Transmissionskardanwelle.
Gemäss einer andern Ausführungsform der Erfindung ordnet man die schwingende Aufhängevorrichtung derart an, dass der Schwerpunkt derselben hinter der Achse a liegt.
Durch diese Anordnung wird in den Kurven auf den Schwerpunkt eine Zentrifugalkraft ausgeübt, die, wie man leicht feststellen kann, die schwingende Vorrichtung in der Richtung zu verschieben trachtet, in die das Fahrzeug gelenkt wird.
Eine solche Anordnung-die praktisch so ausgeführt wird, dass man das Gehäuse d und die Achse A hinter der Achse a anordnet, während sich die Achse B des Achsschenkel selbst vor der Achse A befindeterstreckt sich auf alle Ausführungsformen von Aufhängungen mit einem Arm, der mit einem schwingenden Gehäuse gelenkig verbunden ist.
Im Gegensatz hiezu befand sich der Schwerpunkt bei den bisher bekannten Ausführungsformen solcher Vorrichtungen vor der vertikalen Schwingachse.
Demzufolge kann man, ungeachtet der gewählten Ausführungsform, eine Aufhängung für Fahrzeuglenkräder erzielen, welche gegenüber bekannten Aufhängungen zahlreiche Vorteile aufweist, insbesondere dass die Biegungsbeanspruchungen des Armes o vermieden werden, dass sie wenig Platz beansprucht, dass sie billig ist und dass sie die Lenkung erleichtert.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Aufhängung für Fahrzeuglenkräder auf einem entgegen der Wirkung elastischer Mittel, insbesondere Federn, schwenkbaren Arm, der um eine zur Radachse etwa parallele Achse in einem Gehäuse oder Gestell gelagert ist, das um eine annähernd vertikale Achse am Fahrzeuggestell schwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der auf den Schwenkarm wirkenden Federkraft, welche in bekannter Weise in einer annähernd durch die Radachse gehenden Ebene wirkt, annähernd mit der Schwenkachse (0) des den Schwenkarm (e) tragenden Gehäuses oder Gestelles (d) zusammenfällt.