Einrichtung an Kraftfahrzeugen zur Abstützung des Fahrzeugoberteils auf den Rädern mittels teleskopischer Stützen Die Kraftfahrzeugräder der Vorderachse sind an der Karosserie des Fahrzeuges derart aufzuhängen, dass dieselben bei der Durchfederung ihre Spur nicht ändern und sich im Laufe der Durchfederung nicht von der Richtung ihrer ursprünglichen Ebene Weg neigen. Kann bei unabhängiger Radaufhängung er zielt werden, dass die Räder ständig in ihrer Ebene schwingen, so ist es auch möglich, durch eine pas sende Konstruktion die Neigung der Karosserie bei Kurvenfahrt zu verringern. Eine Möglichkeit der kon struktiven Lösung in dieser Hinsicht ist z.
B. die An wendung der Teleskopfederung . Soll sich jedoch bei dieser Aufhängung die Spur nicht ändern, so muss die Teleskopstütze lotrecht angebracht werden. In einem solchen Fall entstehen jedoch grosse Kräfte in den Teleskopstützenlagerungen und -führungen. Gemeinsame Schnittpunkte der Radebene und der Teleskopstützenachse mit dem Boden lassen sich durch eine schräg angebrachte Teleskopstütze erzie len, welche am untern Ende passend derart geführt wird, dass sich weder die Radebene noch die Spur wesentlich ändern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an Kraftfahrzeugen zur Abstützung des Fahrzeugoberteils auf den Rädern mittels teleskopi scher Stützen, wobei der Radzapfenträger an einem Schwingarm angelenkt ist, der um eine wenigstens annähernd waagrechte Achse schwenkbar ist.
Die Erfindung besteht darin, dass die Schwenk achse des Schwingarmes die senkrechte Längsmittel ebene des Fahrzeuges wenigstens annähernd an der gleichen Stelle schneidet wie die Verbindungslinie der Drehlager beider Radzapfenträger.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist in der beiliegenden Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wobei Fig. 1 die Einrichtung an der Vorderachse eines Kraftwagens mit Heckmotor in Rückansicht und Fig. 2A dieselbe Einrichtung in Draufsicht zeigt, Fig. 2B und 2C zeigen Varianten dieser Einrich tung in Draufsicht.
Fig.3A zeigt schaubildlich die Geometrie der Radaufhängung, und in Fig. 3B sind die Kräfte angedeutet, welche auf die Schwingarme bei Kurvenfahrt einwirken.
Das Rad ist in der üblichen Weise auf einem Radzapfen drehbar gelagert, welcher in einen Vier kantflansch 20 ausläuft. An denselben ist die Kon sole 21 mit U-Profil angeschlossen, an deren unterem Ende das Auflager 23 für den Lenkhebel 24 vor gesehen ist und die mit dem Bremsabdeckblech 28 eine Einheit bildet. Das Auflager in Form eines um gekehrten U ist so ausgeführt, dass in dasselbe das prismatische Ende des Lenkhebels ohne Spiel ein greift.
Die teleskopische Stütze ist als hydraulischer Dämpfer ausgeführt und schliesst mit dem Rad bei Ansicht von vorn einen kleinen Winkel ein. Den Schubteil bildet das in das Gehäuse mit Flansch 18 eingepresste und an den Radzapfen starr angeschlos sene Innenrohr 14. Zwischen dem Flansch und dem Radzapfen ist die Konsole 21 mittels Schrauben fest gespannt. Das Rohr, dessen Innenraum den Arbeits raum des Dämpfers bildet, ist an der Aussenseite mit einer Tellerstütze 15 für die Feder 11 und im obern Teil mit einem Ring 13 versehen, welcher als Auf lager für den Dichtungsring 12 dient.
Oben ist das selbe durch ein Gehäuse 8 abgeschlossen, welches die obere Schublagerung der Teleskopstütze bildet. Der feste Teil der teleskopischen Stütze wird von einem Rohr 6 gebildet, welches als Vorratsbehälter des hydraulischen Dämpfers dient. Etwa in der Hälfte dieses Rohres ist eine Entlüftungsöffnung 9 vorge sehen. Am untern Ende trägt das Rohr 6 das untere Schublager 16, welches zugleich als Kolben dient, und es ist oben durch einen Zapfen 3 abgeschlossen, welcher drehbar in Lagern 4 in dem am Fahrzeug aufbau starr angeschlossenen Gummiblock 2 gelagert ist.
Die Feder 11, auf die sich die Kraft vom Rad über den Schubteil der teleskopischen Stütze über trägt, ist gegen den auf dem festen Teil des tele skopischen Stütze angebrachten Teller 5 abgestützt. Von hier wird die Kraft über das Lager und den Gummiblock übertragen. Um die Teleskopstütze zu befähigen, funktionell als Dämpfer zu wirken, ist ein Drossel- und überlaufventil 17 am untern Ende des Rohres 6 befestigt. Zur Abdichtung der Flüssig keit dienen der Ring 12 und der Abstreifring 7. Arbeitsräume sind der Raum unter dem Ventil und Kolben (unterer Arbeitsraum) und der Kreisring raum zwischen den Rohren des Schubteils und des festen Teils der Teleskopstütze vom Kolben bis zum Ring 13 (oberer Arbeitsraum).
Der Raum oberhalb des Ringes 13 bis zum Gehäuse 8 dient gleichfalls als Behälter der Arbeitsflüssigkeit. Die Gleitfläche wird durch ein Blechgehäuse 10 geschützt. Um bei erhöhter Durchfederung eine ganz besondere Progres- sivität in der Radhubdämpfung zu erzielen, sind im Dämpfer hydraulische Begrenzungen ausgebildet. Für die Radfederung aufwärts ist das Begrenzungs organ ein Dorn 19, welcher allmählich den Flüssig keitsdurchfluss aus dem untern Arbeitsraum sperrt, während bei der Durchfederung abwärts die Durch flussöffnungen aus dem obern Arbeitsraum der untere Teil des Ringes 13 sperrt.
Zur Nachfüllung des Be hälters dient eine Öffnung im Zapfen des festen Teils der Teleskopstütze; diese Öffnung wird durch einen Pfropfen 1 verschlossen.
Das Rad ist von einem Schwingarm 25 geführt, an dem der Zapfen 40 (Fig.2A) befestigt ist. Der Schwingarm 25 ist mit der Konsole 21 durch ein Gelenk 'verbunden, welches einerseits die Schwen kung des Schwingarmes bei der Durchfederung und anderseits in Verbindung mit der Drehlagerung der Teleskopstütze die Drehung des Rades ermöglicht. Das Gelenk setzt sich aus dem Kugelzapfen 26 und aus der im Arm 25 starr gelagerten Pfanne 27 zu sammen. Der Kugelzapfen ist mit seinem Bolzen in den Lenkhebel 24 eingesetzt, verbindet denselben mit dem Hebelauflager 23 und ist mittels der Mutter 22 mit der Konsole 21 und damit mit dem Rad starr verbunden.
Der Schwingarm 25 ist an der Ka rosserie in zwei Gummiblöcken 32 und 35 gelagert, die seine Drehung um die Achse O ermöglichen. Der vordere Block 35 ist mit seinem Flansch mit Hilfe der Schrauben 37 an den Schwingarm 25 an geschlossen und sein Aussenmantel 34 sitzt auf der Versteifung 30 der Karosserie, welche auf der Karos serie mittels der Schrauben 36, 39 befestigt ist. Die Versteifung 30, welche zugleich als Abdeckung dient, besteht aus zwei gleichen Profilen, welche mitein ander einen geschlossenen Träger bilden und in die Richtung der Schwingarmachsen O abgebogen sind, wobei eines derselben starr in der Karosserie ange ordnet ist und das andere an derselben mittels der gleichfalls die einzelnen Gummiblöcke haltenden Schrauben 39 angeschraubt ist.
Der hintere Block 32 wird mittels der Mutter 31 am Zapfen 40 gehalten und sein Aussenmantel 33 ist in der bereits erwähnten Weise an der Versteifung befestigt und dadurch mit dem Fahrzeugaufbau starr verbunden. Die Achsen O der beiden Schwingarme schliessen im Grundriss einen Winkel unter 180 ein und schneiden die senk rechte Fahrzeuglängsmittelebene <B>01</B> annähernd an derselben Stelle wie die Verbindungslinie der beidsei tigen Gelenkzapfen 26.
Fig. 2B veranschaulicht die Verbindung der Rä der mittels einer Stabilisatorstange 42, wobei die En den der passend geformten, in den Lagern 43 dreh baren Stabilisatorstange 42 mittels Streben 44 mit den Enden der einander gegenüberliegenden Schwing arme verbunden sind.
Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion lassen sich jedoch vorteilhaft auch andere Elemente ausnützen, welche als Verbindungsglieder der Kur belzapfenenden zugleich die Funktion eines Stabili- sators erfüllen.
Nach Fig. 2C dient als Stabilisator ein Gummi körper 46, dessen Aussenmantel 47 in Halbkugelform mit dem Ende des einen Schwingarmzapfens starr verbunden ist, während der Innenteil 45 in Kugel form mit dem Ende des andern Schwingarmzapfens verbunden ist.
Gemäss Fig. 3A bewegt sich bei der Durchfede- rung das Ende des Armes 25, in dem der Kugel zapfen 26 gelagert ist, infolge der Neigung der Schwingarmachse entlang eines Teils einer sehr fla chen Ellipse.
Die mit ihrem untern Ende an das Rad ange schlossene teleskopische Stütze neigt sich ebenso wie der Zapfen 26 in Richtung gegen die Ebene<B>0,</B> bei der Durchfederung aufwärts und von dieser Ebene weg bei der Durchfederung abwärts, aber nur um einen unbedeutenden Winkel. Um einen wesentlich gleichen Winkel ändert sich bei der Durchfederung die Radebene, so dass die Spurdistanz a praktisch unverändert bleibt. Die Achse der Radschwenkung bei der Lenkung erfolgt um die Verbindungslinie des obern Drehzapfens 4 und des Kugelzapfens 26.
Der Kugelzapfen des an das Rad starr angeschlossenen Lenkhebels 24 beschreibt bei der Durchfederung natürlich dieselbe Kurve wie der Kugelzapfen 26. Diese Kurve ist, wie bereits vorstehend angeführt, ein Teil einer sehr flachen Ellipse, welcher Teil mit dem Teil einer Kreislinie fast identisch ist, welche durch den Zapfen des Hebels 24 von der Mitte des Kugelzapfens des mittleren Lenkhebels 38 geführt ist. Dadurch wird eine genaue Geometrie der Len kung erzielt.
Der Umstand, dass die Kurve, entlang welcher sich der Kugelzapfen des Lenkhebels 24 be wegt, fast identisch ist mit der Kreislinie, welche in diesem Zapfen von der Drehmitte S der Verbindungs- Stange 41 (Fig. 2A) geführt ist, wird durch die schräge Lagerung des Schwenkarmes ermöglicht.
Wie aus Fig.2A ersichtlich, werden die beim Durchfahren einer Kurve auf das Rad in Richtung gegen die Fahrzeugmitte einwirkenden Kräfte vom äussern Block 35 aufgefangen und die von der Fahr zeugmitte weg wirkenden Kräfte vom innern Block 32. Die Aussenblöcke sind dabei kräftiger bemessen als die Innenblöcke, ohne die Bodenfreiheit des Fahr zeuges zu beeinträchtigen. In Fig. 3B sind schema tisch die Hauptkräfte veranschaulicht, welche auf die Räder beim Durchfahren einer Rechtskurve einwir ken. Auf das rechte (innere) Rad wirkt die Kraft P1, welche wesentlich kleiner ist als die auf das linke (äussere) Rad wirkende Kraft P.
Die annähernd in Richtung der schräggelagerten Achse des Schwing armes wirkende Kraft P ist annähernd gleich der Kraft P auf die Achse und wird ausschliesslich durch den Aussenblock des linken Rades aufgefangen. Die Kraft P1, welche beim Durchfahren einer rechten Kurve an und für sich kleiner ist, wirkt in einer von der Achse der Lagerung des linken Schwingarmes um einen bestimmten Winkel abweichenden Rich tung, so dass in axialer Richtung nur ihre vom Innen block aufgefangene Komponente Pj' wirkt.
Dadurch erklärt sich im wesentlichen, däss die Vorwärtsneigung der Achse des Schwingarmes um einen Winkel von etwa 20 nach aussen eine kleinere Belastung des Innenblockes zur Folge hat und es daher ermöglicht wird, diese Blöcke schwächer zu bemessen, mit dem Vorteil der Möglichkeit der Er zielung einer grösseren Bodenfreiheit.
Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf die beschriebene Konstruktion be schränkt ist. Verschiedene Abänderungen in den Ein zelheiten sind möglich, z. B. die Lagerung des Stabili- sators über oder neben den Armen und eine anders ausgeführte Verbindung desselben mit den Schwing armen, eine anders ausgebildete Gelenkverbindung, eine andere Unterbringung des Dämpferbehälters <B>USW.</B> Als konstruktive Alternative kann auch eine Ab stützeinrichtung angesehen werden, bei der der Schwingarm in einem als Torsionsgummifeder aus geführten gummielastischen Block gelagert ist.
Bei dieser Ausbildung entfällt dann selbstverständlich die Schraubenfeder 11 und die ganze Konstruktion ist wesentlich einfacher. Ebenso kann als konstruktive Alternative die Verwendung einer andern als der vorstehend beschriebenen teleskopischen Stütze ange sehen werden, z. B. einer Stütze mit pneumohydrau- lischer, hydraulischer, Luft- oder Gummifederung, wobei die Feder zwischen einem festen Teil des Fahr zeugaufbaues und dem beweglichen Radzapfen vor gesehen ist, das ist prinzipiell in analoger Weise wie bei der beschriebenen Ausführung.