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Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge, wobei für jedes Rad mindestens ein Tragarm vorgesehen ist, der einerseits am Fahrzeugrahmen bzw. -aufbau gelenkig ange- schlossen und mittels einer Feder gegenüber dem Fahrzeugaufbau elastisch abgestützt ist, und anderseits mit dem Radträger in Verbindung steht, wobei sich die Feder ihrerseits auf ein bei Belastung im wesentli- chen auf Zug beanspruchtes Blechgehäuse abstützt.
Bei kleinen Fahrzeugen ist es notwendig, die arbeitenden Teile, also in erster Linie den Antrieb und die Aufhängeeinrichtung, so klein als möglich zu bauen. Die Aufhängeeinrichtung muss daher ausseror- dentlich kompakt und dabei wirksamer erstellt werden, als dies bei älteren praktischen Ausführungen dieser
Art geschah. Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass das Lager des Radlenkers im Blech- gehäuse angeordnet ist, welcher Lenker mit der an ihm, in an sich bekannter Weise, unter hoher Übersetzung bezüglich des Rades, vorzugsweise einer solchen von 4 : l bis 6 : l, angreifenden Gummifeder sowie dem Blechgehäuse als eine in den abgefederten Teil des Fahrzeuges einbaubare Konstruktionseinheit ausgebildet ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Gummifeder oberhalb desRad- lenkers angeordnet, und einer ihrer Metallteile ist fest an das mit letzterem verschweisste Blechgehäuse angeschlossen.
Vorzugsweise bildet ferner der Radlenker den oberen Arm einer Doppellenkeraufhängung und der den innerenMetallteil der Gummifeder mit dem Lenker verbindende Teil ist eine Druckstrebe, die mit einem Ende an den Metallteil und mit ihrem entgegengesetzt liegenden Ende mittels eines Kugelgelenkes an den Lenker angeschlossen ist.
Weiters sind gemäss einem andern Merkmal der Erfindung nächst der Anschlussstelle der äusseren freien Oberfläche des Gummielementes der Feder an den inneren Metallteil eine metallene Anschlagfläche und an der inneren freien Oberfläche des Gummielementes eine Ringnut vorgesehen.
Die erfindungsgemässe Anordnung lässt die Anwendung eines Federsystemes mit geringem Hub zu. Die angewendete Gummifedereinheit besitzt darüber hinaus aber noch mehrere Vorzüge. Sie ist stabil und selbstführend, benötigt daher diesbezüglich keine andern Hilfsmittel ; dazu kommt die bekannte Hysteresiswirkung des Gummi an sich.
Ein weiterer, sehr wesentlicher Vorzug der erfindungsgemässen Anordnung-insbesondere vom Herstellungsstandpunkt gesehen-liegt darin, dass das Aufhängungssystem für jedes einzelne Rad eine Einheit für sich bildet, ein Umstand, der sich auch während des Betriebes günstig auswirkt.
Die Anordnung ist in einem hinsichtlich der Materialverwendung wirtschaftlich gebauten Blechgehäuse untergebracht, dessen Wände unter Zugbeanspruchung die erheblichen Trennungskräfte zwischen dem Oberteil des Federaggregates an seiner Anschlussstelle an das Fahrzeug und dem Zapfenlager des Radtragarmes, an dem das Federaggregat angreift, aufnehmen. Das Gehäuse, das Federaggregat und der Radtragarm sind zweckmässig in Sparbauweise vorgefertigt und werden zum Einbau in das Fahrzeug zusammengesetzt. Der Hauptzapfen besteht vorzugsweise aus einem Nadellager.
Die Erfindung wird nunmehr für Ausführungsbeispiele derselben an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin stellt Fig. 1 einen (der Deutlichkeit halber nicht schraffierten) Schnitt der bei der erfindungsgemässen Aufhängung verwendeten kegelstumpfförmigen Gummi-Metallverbundfeder dar ; Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung, im wesentlichen im Schnitt, eine Vorderradaufhängung unter Ver-
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wendung der in Fig. 1 gezeigten Verbundfeder. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der in Fig. 2 dar- gestellten Anordnung, teilweise im Schnitt. Die Fig. 4 und 5 entsprechen den Fig. 2 bzw. 3, jedoch für eine Hinterradaufhängung.
Die Verbundfeder besteht aus einem kegelstumpfförmigen Körper J. aus Gummi, der zwischen einem inneren 2 und einem äusseren Blechteil 3 angeordnet ist und mit diesen Teilen in fester Verbindung steht.
Der Blechteil 3 ist mit einem Flansch 4 ausgestattet, der zur Regelung der Form des Gummikörpers 1 dient, wenn derselbe unter Druck steht. Die voll ausgezogenen Linien A in Fig. 1 stellen das Federaggre- gat in unbelastetem Zustand dar, wogegen die strichpunktierten Linien B die Lage desselben im Zustande des Einbaues in ein Fahrzeug unter dem Gewicht desselben, also unter Vorlast, erkennen lassen. Die strichlierten Linien C endlich bedeuten die Form der Feder unter voller Deformation, somit in ihrer Voll- laststellung.
Es leuchtet ein, dass die Feder während des ersten Teiles ihres Hubes hauptsächlich einer Schubbe- anspruchung unterworfen ist, während sie späterhin auch einer Druckbelastung. unterliegt, so dass erreicht wird, dass die Feder bei Verwendung in einer Fahrzeugradaufhängung die erwünschte progressive Charakteristik zeigt.
Ein weiterer Vorteil dieser Art von Feder besteht darin, dass sie bei Verwendung in der angegebenen Art wegen der bekannten Eigenschaft des Gummis, nämlich Hysteresis, zirka 25% der mechanischen Leistungsabgabe während ihres Hubes durch Umwandlung in Wärmeenergie vernichtet, was aber anderseits die Feder selbstdämpfend macht. Daraus folgt, dass Rückstossdämpfer od. dgl. in Verbindung mit einer die gegenständliche Gummifeder verwendenden Aufhängung nicht so stark beansprucht werden, wie dies in Verbindung mit Stahlfedern der Fall wäre.
Damit die Feder bei einer Reparatur oder Kontrolle leicht herausgenommen werden kann, ist eine Mutter 6 vorgesehen, in die ein Bolzen durch eine Öffnung 7 derart eingeschraubt werden kann, dass die Blechteile 2 und 3 unter gleichzeitiger Zusammendrückung des Federkörpers zusammengezogen werden.
Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorderradaufhängungen ist das nicht dargestellte Rad an einer Nabe 10 montiert, die von einem mit 11 bezeichneten Zapfen getragen wird, der seinerseits mit Hilfe von Schwingarmen, gebildet von ungleich langen Radlenkern 12 bzw. 13, gelenkig an die inneren Enden des mit 14 bezeichneten gefederten Teiles des Fahrzeuges angeschlossen ist und so eine bekannte Doppellenkeraufhängung darstellt. Der obere Lenker 12 ist in grösserer Darstellung in Fig. 2 gezeigt, woraus man erkennt, dass sein inneres Ende mittels eines Nadellagers 15 gelenkig an die abgefederte Masse 14 des Fahrzeuges angeschlossen ist.
Eine Feder der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Art ist oberhalb des Lenkers 12 angeordnet, derart, dass ihr äusserer Metallteil 2 mittels eines Metallgehäuses 16 in unverrückbarer Lage bezüglich des Lagerzapfens 15 steht, wobei die Wände des Gehäuses, insbesondere während des Betriebes im wesent- lichen auf Zug beansprucht sind. Das Gehäuse 16 ist durch Verschweissen starr mit dem gefederten Teil 14 des Fahrzeuges verbunden.
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entgegengesetzten Ende die Kugel 41 eines Kugelgelenkes trägt.
Der Sockel 42 des Kugelgelenkes ist an einem dem Arm 32 zugeordneten Schenkel 44 ausgebildet, derart, dass eine Radialbewegung der Nabe 31 während der Verstellung des Rades um 1 cm eine entsprechende Verstellung des Metallteiles 3 gegen den Metallteil 2 um zirka ein Fünftel dieses Betragen, also 0, 2 cm, bewirkt. Mit andern Worten, es arbeitet die Feder mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 5 mit Bezug auf das Rad.
Es sind ferner bei der Radaufhängung Anschläge vorgesehen, welche die Radialbewegung des Tragarmes begrenzen, beispielsweise die Anschläge 17 und 18 in Fig. 3.
Der obere Anschlag 17 ist von einem am Gehäuse 16 fest angebrachten Gummikörper gebildet, während der Anschlag 18 ein am Tragarm 12 vorgesehenes Abstützelement darstellt, das dazu bestimmt ist, gegen einen Gummikörper 19 am gefederten Teil 14 des Fahrzeuges anzustossen.
Wenngleich die Radtrag- bzw. -aufhängeanordnungen gemäss den gewählten Darstellungen durchaus unabhängig arbeiten können, ist es doch möglich, ihnen an sich bekannte Querstabilisierungsglieder, beispielsweise Gegendrehstäbe, zuzuordnen.
Die Erfindung ist nicht auf die besonderen Ausführungsformen gemäss den Zeichnungen beschränkt.
Beispielsweise wäre es möglich, die Gummifeder mit dem dem Radaufhängungsarm oder dem daran ausgebildeten Schenkel zugeordneten Kugelgelenk statt mittels der starren Metallstrebe 20 bzw. 40 durch hydraulische Einrichtungen zu verbinden. Eine solche hydraulische Einrichtung kann eine vom Radaufhängungsarm beeinflusste Verstelleinheit aufweisen, wobei die Bewegung des genannten Armes durch die Verdrängung des hydraulischen Mediums das Zusammendrücken der Gummifeder verursacht. Ein derartiges hydraulischesSystem kann auch Ventile odersickeröffnungen enthalten, die den Flüssigkeitsstrom bei Belastung der Feder dämpfen.
Durch die Erfindung sind Fahrzeugrad-Federaufhängungen geschaffen worden, bei denen die Federn eine progressive Charakteristik besitzen, also eine solche, deren Widerstand gegen Deformation mit zu- nehmender Belastung ansteigt. Die Federaufhängungen sind einfach und wirtschaftlich herzustellen und ermöglichen es, dass ein damit ausgerüstetes Fahrzeug ein geringeres ungefedertes Gewicht im Vergleich zu den mit üblichen Stahlfederaufhängungen versehenen Fahrzeugen erhält. Diese Vorteile machen die Anwendung der Federaufhängung nach der Erfindung für leichte Kraftwagen besonders geeignet.
PATENTANSPRÜCHE :
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