DE1233284B - Einzelradaufhaengung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES WIW PATENTAMT

DeutscheKl.: 63 c-40

AUSLEGESCHRIFT ^{Nummer: 1233284}

Aktenzeichen: M 43799 U/63 c

1233 284 Anmeldetag: 23. Dezember 1959

Auslegetag: 26. Januar 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge, bei der für jedes Rad mindestens ein Tragarm vorgesehen ist, der einerseits am Fahrzeugrahmen bzw. -aufbau gelenkig angeschlossen und mittels einer Feder gegenüber dem Fahrzeugaufbau elastisch abgestützt ist, und andererseits mit dem Radträger in Verbindung steht, wobei sich die Feder ihrerseits auf ein bei Belastung im wesentlichen auf Zug beanspruchtes Blechgehäuse abstützt.

Aus der französischen Patentschrift 1150 957 ist eine Einzelradaufhängung mit einer elastischen gedämpften Verbindung bekannt, die eine Aufhängefeder enthält, welche mit einem hydraulischen Kolbendämpfer zusammenwirkt, der die Form einer doppeltwirkenden Pumpe hat, die aus einem Vorratsbehälter eines Strömungsmittels mit niedrigem Druck gespeist wird und an die Feder einen variablen zu der Aufhängung beitragenden Strömungsmitteldruck überträgt, wobei ein Verteilungsorgan zwischen den Hochdruckbehälter und den Niederdruckbehälter zur Regelung der Höhe des Fahrzeugrahmens eingeschaltet ist.

Die britische Patentschrift 793 772 zeigt eine kombinierte Federaufliängungs- und hydraulische Dämpfungseinrichtung für Fahrzeuge, die einen teleskopischen Dämpfer hat, dessen Zylinder an der ungefederten Konstruktion angebracht ist, während sein Kolben mit der gefederten Konstruktion verbunden ist, die auch ein Paar kegelstumpfförmige Gummifedern enthält, welche den Zylinder umgeben und sich darauf stützen, so daß sie dadurch während des Arbeitens der Aufhängung deformiert werden.

Aus der deutschen Patentschrift 950 770 ist eine Federvorrichtung für die Aufnahme der vertikalen Stoßbeanspruchungen aus der Fahrbahn bei Kraftfahrzeugen bekannt, bei welcher die Radachse mit dem freien Ende eines am Fahrzeugrahmen schwenkbar gelagerten Hebels verbunden ist, welcher gegen eine vorzugsweise am Rahmen des Fahrzeuges angreifende Druckfeder abgestützt ist, wobei der Hebel in einem etwa einem Fünftel bis einem Zehntel seiner Länge entsprechenden Abstand vom Schwenkpunkt gegen eine Ringfeder abgestützt ist.

Gegenüber diesen bekannten Einrichtungen besteht der Vorteil der Aufhängung nach der Erfindung darin, daß sie eine in sich geschlossene Einheit bildet, die nach ihrer Fertigstellung als Ganzes an das Fahrzeuguntergestell angebaut werden kann. Dies ergibt eine sehr zweckmäßige und rentable Arbeitsweise, die einfacher und bequemer durchzuführen ist als die bisher übliche, bei der die Teile des Federaggregates Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Moulton Developments Limited,

Bradford-on-Avon, Wiltshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. D. Jander und Dr.-Ing. M. Böning,
ίο Patentanwälte, Berlin 33, Hüttenweg 15

Als Erfinder benannt:

Alexander Eric Moulton, Bradford-on-Avon,
Wiltshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 23. Dezember 1958 (41520)

einzeln an dem Unterbau des Fahrzeuges befestigt werden. Ferner bietet die erfindungsgemäße Radaufhängung eine günstigere Aufnahme der Kräfte zwischen dem fahrzeugseitigen Teil der Feder und dem Lager, an dem der Lenker gelagert ist. Diese Kräfte werden im vorliegenden Fall einzig und allein von dem Rahmen aufgenommen, welcher im besonderen als Gehäuse für die gesamte Radaufhängung ausgebildet ist, und verteilen sich nicht, wie bisher, auf mehrere Einzelteile, die dann natürlich entsprechend dimensioniert sein müssen.

Die besondere Ausbildung der Gummifeder bringt es daneben mit sich, daß die Federeinheit einen sehr geringen Raum beansprucht und daß ferner die Bewegungen des Federbeins relativ klein sind. Eine solche raumsparende Anordnung ist an sich schon vorteilhaft, ganz besonders aber bei der Verwendung der Radaufhängung in Kleinwagen, für die sie in erster Linie gedacht ist. Schließlich ist es auch auf die neuartige Form der Feder zurückzuführen, daß zusätzliche Führungselemente, wie sie bei bekannten Gummifedern vorhanden sind, überflüssig werden, so daß eine außerordentlich einfache und daher billig herzustellende Vorrichtung geschaffen wurde.

Die Aufhängung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Lager des federbelasteten Radlenkers in einem nahezu geschlossenen Blechgehäuse angeordnet ist und daß dieser Radlenker in an sich bekannter Weise in einem etwa einem Viertel bis einem Sechstel seiner Länge entsprechenden Abstand vom Lager mittels einer am Radlenker mit einer

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kugelpfannenförmigen Lagerstelle abgestützten, sich nach der am anderen Ende des Blechgehäüses angeordneten Gummifeder konisch erweiterten hohlen Blechstrebe gegen diese mit einem großvolumigen Gummikörper ausgestattete Metall-Gummi-Metall-Feder abgestützt ist und daß das gesamte Blechgehäuse mit seinen Radführungs- und Federungsteilen eine in den abgefederten Fahrzeugteil einbaubare Baueinheit bildet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Gummifeder oberhalb des Radlenkers angeordnet, und ist ihr äußerer Metallteil starr mit dem Lager des Radlenkers verbunden, indem der äußere Metallteil am gesamten Blechgehäuse befestigt ist.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung bildet der Radlenker den oberen Arm einer Doppellenkeraufhängung und ist der den inneren Metallteil der Gummifeder mit dem Lenker verbindende Teil eine Druckstrebe, die mit einem Ende an den inneren Metallteil und mit ihrem entgegengesetzten Ende mittels eines Kugelgelenkes an den Lenker angeschlossen ist.

Schließlich sind nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung nächst der Anschlußstelle der äußeren freien Oberfläche des Gummielementes der Feder an den inneren Metallteil in an sich bekannter Weise eine metallene Anschlagfläche und an der inneren freien Oberfläche des Gummielementes in an sich bekannter Weise eine Ringnut angeordnet.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Darin ist

F i g. 1 ein Querschnitt durch eine Feder mit kegelstumpfförmigem Gummikörper zwischen Metallteilen für ein Aufhängungssystem nach der Erfindung,

Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Vorderansicht einer Vorderradaufhängung mit einer Metall-Gummi-Metall-Feder,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der in F i g. 2 dargestellten Anordnung, bei der Teile herausgebrochen sind,

F i g. 4 und 5 entsprechende Darstellungen wie die in F i g. 2 bzw. 3, aber für eine Hinterradaufhängung.

Nach Fig. 1 hat die Feder einen kegelstumpfförmigen Körper 1 aus Gummi, der an und zwischen einem inneren und einem äußeren Blechteil 2 bzw. 3 befestigt ist. An dem Teil 3 befindet sich ein Flansch 4, der die Form des Gummikörpers 1 unter Kontrolle hält, wenn er zusammengedrückt wird. Die durchgezogene Linie A der F i g. 1 zeigt die Feder im freien Zustand, während die gestrichelte Linie B den Zustand darstellt, den die Feder einnimmt, wenn sie in einem Fahrzeug eingebaut ist und dessen Gewicht die erforderliche Vorbelastung erzeugt. Die gestrichelte Linie C zeigt die Form der Feder bei völliger Auslenkung, d. h. in »voller Prall-Lage«.

Es ist einleuchtend, daß die Feder während des ersten Teils ihres Hubes im wesentlichen einer reinen Durchbiegung unterliegt. Danach aber weist sie bei ihrer Zusammendrückung eine zunehmende Abweichung auf, wodurch sich eine vorteilhafte Charakteristik ergibt, wenn sie in einer Aufhängung eines Fahrzeugrades eingebaut ist.

Einen weiteren Vorteil derartiger, auf diese Weise verwendeter Federn besteht darin, daß im Hinblick auf die bekannte Charakteristik von Gummi, die Hysteresis, ungefähr 25% der mechanischen Energieausbeute der Feder während ihres Hubes in Wärmeenergie umgewandelt wird, und zwar infolge von

selbstdämpfenden Eigenschaften, mit denen die Feder ausgestattet ist. Rückstoßdämpfer oder Dämpfungsglieder, die bei Aufhängungen mit derartigen Gummifedern verwendet werden, werden also nicht so stark beansprucht wie in Verbindung mit Stahlfedern.

Damit sich die Feder während der Entspannung oder Umkehrbewegung leicht in ihre Ausgangslage zurückbewegt, ist eine Mutter 6 vorgesehen, in welche ein Bolzen durch eine Öffnung 7 eingeschraubt ist, so

ίο daß die Blechteile 2 und 3 dadurch zusammengezogen werden und die Feder somit zusammengepreßt wird.

Bei dem vorderen Aufhängungssystem in den Fig. 2 und 3 ist das nicht dargestellte Vorderrad an einer Nabe 10 befestigt, die von einem Königsbolzen

11 getragen wird. Letzterer wird durch Schwenkorgane gehalten, die aus einem oberen und einem unteren Radlenker 12 bzw. 13 unterschiedlicher Länge gebildet werden, wobei deren innere Enden an dem Federaggregat 14 des Fahrzeuges angelenkt sind und eine Aufhängungsanordnung vom bekannten »Doppelarm-Typ« darstellen. Der obere Radlenker

12 ist im einzelnen in F i g. 2 dargestellt. Aus ihr ist zu entnehmen, daß sein inneres Ende an dem Federaggregat 14 mittels eines hochbelastbaren Nadellagers

15 angelenkt ist.

Eine Feder, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, ist oberhalb des Radlenkers 12 befestigt, wobei ihr äußerer Blechteil 2 mit dem Lager 15 durch ein Blechgehäuse 16 fest verbunden ist, dessen Wände insbesondere während der Benutzung der Aufhängung im wesentlichen unter Spannung stehen. Das Gehäuse

16 ist an dem Federaggregat 14 in einfacher Weise festgeschweißt.

An dem inneren Metallteil 3 der Feder ist eine konische Strebe 20 befestigt, die an ihrem unteren Ende eine Kugel 21 eines Kugelgelenkes aufweist. Die Pfanne 22 dieses Kugelgelenkes befindet sich auf der Oberseite des Armes 12 in einem Abstand von dem Lager 15 von ungefähr einem Fünftel der Länge des Armes. Wird das Rad um 1 cm während der Benutzung des Fahrzeuges verschoben, so wird infolgedessen die Strebe 20 um 0,2 cm verrückt, wobei sich das Federelement entsprechend zusammendrückt.

In den F i g. 4 und 5 ist das Hinterrad, dessen Umriß durch die gestrichelte Linie 30 in der F i g. 4 angedeutet ist, an einer Nabe 31 befestigt, welche an einem Schleppradlenker 32 sitzt. Dieser ist durch ein quer zum Fahrzeug angeordnetes hochbelastbares Lager 33 an dem hinteren Untergestell 34 des Federaggregates angelenkt. Das Hinterrad kann sich auf diese Weise auf einem Kreis in einer Vertikalebene bewegen, die parallel zu der Vertikalebene der Längsachse des Fahrzeuges ist.

EineSchichtfedermitkegelstumpfförmigem Gummi, die zwischen Blechteilen befestigt ist, wie es im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben worden ist, ist mit ihrem äußeren Teil 2 starr mit dem Lager 33 durch ein Blechgehäuse 35 verbunden, dessen Wände während des Betriebes der Aufhängung unter beträchtlicher Spannung stehen. Das Gehäuse 35 stellt in diesem Beispiel einen wesentlichen Teil des hinteren Untergestells dar.
Der innere Blechteil 3 der Feder ist an dem einen Ende einer konischen Strebe 40 befestigt, welche an ihrem gegenüberliegenden Ende eine Kugel 41 eines Kugelgelenkes aufweist. Die Pfanne 42 des Kugelgelenkes ist in einen Hebel 44 eingelassen, der mit

Claims (4)

dem Arm 32 verbunden ist. Die Anordnung ist derart, daß eine radiale Verrückung der Nabe 31 von 1 cm bei einer Bewegung des Rades eine entsprechende Verrückung des Blechteiles 3 in Richtung des Teiles 2 von ungefähr einem Fünftel, d. h. 0,2 cm, verursacht. Das Federelement arbeitet also in bezug auf das Rad mit einer Hebelübersetzung von 1:5. An der Radaufhängung können Anschläge, z. B. 17 und 18 in der Fig. 3, vorgesehen sein, die die radiale Bewegung der Lenker begrenzen. Dabei ist 17 ein oberer Anschlag, der aus einem an dem Gehäuseteil 16 befestigten Gummikörper besteht, während 18 ein Begrenzungselement ist, welches an dem Radlenker 12 angeordnet ist und gegen einen an dem Federaggregat 14 befestigten Gummikörper 19 stößt. Während die dargestellten Radaufhängungen völlig unabhängig voneinander sind, kann jedoch jede bekannte Form von Querstabilisierungselementen, wie z. B. Anti-Rollstäbe, mit den erfindungsgemäßen Aufhängungselementen verbunden sein. Durch die Erfindung erhält man verbesserte Federaufhängungen für Fahrzeugräder, bei denen die Federn eine ansteigende Charakteristik haben, d. h., ihr Verformungswiderstand nimmt mit ansteigender Last zu. Die Aufhängung ist von leichter und wirtschaftlicher Bauart, so daß Fahrzeuge, die damit ausgerüstet sind, ein geringeres ungefedertes Gewicht haben als solche, die mit den bisherigen Stahlfederaufhängungen ausgerüstet sind. Patentansprüche:

1. Einzelradaufhängung für Kraftfahrzeuge, bei der für jedes Rad mindestens ein Tragarm vorgesehen ist, der einerseits am Fahrzeugrahmen bzw. -aufbau gelenkig angeschlossen und mittels einer Feder gegenüber dem Fahrzeugaufbau elastisch abgestützt ist, und andererseits mit dem Radträger in Verbindung steht, wobei sich die Feder ihrerseits auf ein bei Belastung im wesentliehen auf Zug beanspruchtes Blechgehäuse abstützt, dadurchgekennzeichnet, daß das Lager (15, 33) des federbelasteten Radlenkers (12, 32) in einem nahezu geschlossenen Blechgehäuse (16, 35) angeordnet ist und daß dieser

Radlenker (12, 32) in an sich bekannter Weise in einem etwa einem Viertel bis einem Sechstel seiner Länge entsprechenden Abstand vom Lager mittels einer am Radlenker mit einer kugelpfannenförmigen Lagerstelle (21, 22; 41) abgestützten, sich nach der am anderen Ende des Blechgehäuses angeordneten Gummifeder konisch erweiterten hohlen Blechstrebe (20, 40) gegen diese mit einem großvolumigen Gummikörper (1) ausgestattete Metall-Gummi-Metall-Feder (2, 1, 3, 4) abgestützt ist und daß das gesamte Blechgehäuse (16; 32) mit seinen Radführungs- und Federungsteilen (12, 32; 15, 33; 21, 41; 22, 40; 1, 2, 3, 4, 5) eine in den abgefederten Fahrzeugteil (14; 34) einbaubare Baueinheit bildet.

2. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifeder oberhalb des Radlenkers (12) angeordnet ist und ihr äußerer Metallteil (2) starr mit dem Lager (15) des Radlenkers (12) verbunden ist, indem der äußere Metallteil (2) am gesamten Blechgehäuse (16) befestigt ist.

3. Einzelradaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radlenker (12) den oberen Arm einer Doppellenkeraufhängung bildet, und der den inneren Metallteil (3) der Gummifeder mit dem Lenker verbindende Teil eine Druckstrebe (20) ist, die mit einem Ende an den inneren Metallteil (3) und mit ihrem entgegengesetzten Ende mittels eines Kugelgelenkes (21) an den Lenker (12) angeschlossen ist.

4. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nächst der Anschlußstelle der äußeren freien Oberfläche des Gummielementes der Feder an den inneren Metallteil (3) in an sich bekannter Weise eine metallene Anschlagfläche (4) und an der inneren freien Oberfläche des Gummielementes in an sich bekannter Weise eine Ringnut (5) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 950 770;
französische Patentschrift Nr. 1150 957;
britische Patentschrift Nr. 793 772.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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