DE1530742A1

DE1530742A1 - Radaufhaengung

Info

Publication number: DE1530742A1
Application number: DE19641530742
Authority: DE
Inventors: Douglas Price-Stephens
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1963-04-16
Filing date: 1964-03-26
Publication date: 1969-05-14
Also published as: US3333654A; GB1025227A

Description

KÖLN-NIEHL-HENRY-FORD-STRASSE

TELEFON SAMMEL-NR. KÖLN 77011 ■ BEI NEBENSTELLENDURCHWAHL 7701 UND HAUSRUFNUMMER TELEGRAMME FORDMOTOR · FERNSCHREIBER 08881491

l8. März 1964

IHR ZEICHEN:

UNSER ZEICHEN: PS-2 Sp S Fk-860

HAUSRUF:

Patentanmeldung RADAUiHANGUNG

Die Erfindung bezieht sich auf unabhängige Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen.

Eine unabhängige Radaufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Halbachse von bestimmter Länge, deren eines Ende über ein Kardangelenk mit dem Rad und deren anderes Ende schwenkbar mit der gefederten Masse des Fahrzeuges verbunden ist.

Ein Radführungsteil ist an der gefederten Masse des Fahrzeuges in zwei voneinander im Abstand liegenden Anlenkpunkten befestigt, wobei diese Achse so gewählt ist, daß sie nicht durch den schwenkbaren Verbindungspunkt zwischen der Halbachse und der gefederten Masse des Fahrzeuges verläuft. Dor Radführungsteil.ist im äußeren seiner beiden Anlenkpunkte allseitig beweglich gehalten und die Luge der Halbachse sowie die Schrägl.?.;;e dor Schwenkachse sind so feviählt, daß beim Ein- und Ausfedern des liades die Halbachse in Verbindung mit dem Radführungsteil bestimmte gewünschte iJpur- und Π oarzänderungen hervorruft, die abhängig sind von der Pr'-Ußc dor· Ein- und Ausi'edorungsbewegungen.

DLe Halbachse- von bestimmter Länge kann eine Antriebsachse sein. In diesem !■'all Lot das innere linde der angetidebenen Halbachse mit der Ausgangswelle einos DLiToiOiitialgetriebes über ein Kardangelenk verbunden.

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Γ·^-ο·'() / iH.-ß.CA - 2 -

RAD ORIGINAL Vonttz«rd«fAu«ditiref«: Erhard VHg«r ^ΒΛΙ-' ^w

Vontand: John S. Andrew», Vorsitz« ■ Robert G. Loyton, ttdhr. Vonltnr Harn Grandl · JuIm A. GufiwH ■ Archl« R. McCordtll ■ Harn Sdimk» ■ Toni SchmOdwr · Max Uabw S»«l(v«rtr«t«nd: Otto H. Hodttteln · Jam·· L Toohay Jr.

Blatt M-- zum Schreiben vomlQ*$i*6li an

Da die Große der allseitigen Bewegung am äußersten Anlenkpunkt des Radfiihrungsteiles vei'hältnismäßig klein ist, ist der Radführungsteil in diesem Punkt mittels eines Kugelgelenkes an der gefederten Masse angelenkt.

Eine solche allseitige Bewegung kann in vorteilhafter Weise auch durch eine elastische Verbindung ermöglicht werden. Diese elastische Verbindung gibt der Radaufhängung eine gewisse Nachgiebigkeit, so daß sich das Rad um einen geringen Betrag nach vor- und nach rückwärts bewegen kann. Diese Anordnung vermindert die Übertragung von Pahrbahngeräuschen über die aadaufhängung auf die Karosserie des Fahrzeuges.

Diese elastische Verbindung besteht in vorteilhafter Weise aus einer zylindrischen Öffnung im Fiadführungsteil und einem Bolzen, der an dor gefederten Masse des Fahrzeuges befestigt ist und sich in diese zylindrische Öffnung erstreckt. Eine elastische Buchse ist zwischen der zylindrischen Öffnung und dem Bolzen angeordnet. Der Bolzen erstreckt sich senkrecht zu einer Achse, die durch den Mittelpunkt der elastischen Verbindung und einem Punkt auf der Achse des Rades führt,-der senkrecht über dem Berührungspunkt des Rades mit der Straße liegt.

Da bei dieser Verbindung die axialen Belastungen der Büchse verhältnismäßig gering sind, kann eine axiale Sicherung der Lage der Büchse leicht erreicht werden.

Eine allseitige Beweglichkeit am inneren Anlenkpunkt des lladfühiungsteiles wird durch eine Hängelasche ermöglicht, die am inneren der beiden Anlenlcpunkte mit der gefederten Masse des Fahrzeuges wie mit dem Radführungsteil gelenkig verbunden ist.'Diese Hängelasche beschreibt bei Ein- und Ausfederbewegungen einen Bogen um den Anlenkpunkt an der gefederten Masse des Fahrzeuges. Da dies notwendigerweise eine geringe Bewegung des Radführungsteiles

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nach sich ?idat, die senkrecht zur Ebene des Radführungsteiles eirfolgt, ist es notwendig am äußeren Anlenkpunkt des Radführungsteiles eine allseitige Beweglichkeit zu ermöglichen. Während ein Kugelgelenk oder eine elastische Verbindung eine solche Verdrehbewegung ermöglicht, ermöglicht ein herkbmmiches Kardangelenk eine solche Bewegung nicht, und es muß daher, falls am äußeren Anlenkpunkt des Radführungsteiles ein Kardangelenk verwendet wird, der innere Anlenkpunkt des Radführungsteiles so ausgebildet sein, daß sich der riadführungsteil nur in einer Ebene bewegt.

Wird eine Hängelasohe verwendet so ist diese, mit der gefederten Masse wie mit dem Radführungsteil elastisch verbunden. Wenn die Halbachse von bestimmter Länge eine angetriebene Achse ist, ist es auch möglich, die Hängelasche elastisch mit dem Gehäuse des Differentialgetriebes zu verbinden.

Der Teil der Hängelasche, der mit der gefederten Masse des Fahrzeuges verbunden ist, liegt' vorteilhafte/weise in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zur Querebene des Fahrzeuges ist. Der Teil der HHngelasche, der mit dem Radführungsteil verbunden ist, liegt in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zur Achse liegt, die durch die zwei Anlenkpunkte des Radführungstciles ve-läuft. Die Hängelasche schwingt um die Achse ihrer Anlenkung an der gefederten Masse des Fahrzeuges sobald Kräfte in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung auf das Rad einwirken. Die schwingende Hünselasche stört daher die Nachgiebigkeit nicht, 'die das Rad durch die elastische'Verbindung am äußeren Anlen'tpunkt des Radführungsteiles besitzt.

Die gefederte Masse dos Fahrzeuges wird gegenüber dem Rad vorzugsweise duu ch eine Schraubenfeder abgestützt, die zwischen dem Radführungsteil und der gefederten •Kasse dec Fahrzeuges angeordnet ist und deren Achse eine Linie schneidet, die sich zwischen dem inneren Anlenkpunkt des Hadführungsteiles und einem Punkt erstreckt, der oberhalb des Berührungspunktes des Rades mit der Straße liegt. Dadurch treten ir.i wesentlichen keine vertikalen Belastungen im äußeren Anlenkpunkt des iiadführungsteilei- auf, außer den vertikalen Belastungen, die bei Fahrzeugen, mit am Radträger befestigten L cmstrommeln bzw. Brcmsscheiben durch B- ems- oder Boschleuni^un^skräfte austreten.

Die Erfindung ist in de.· nun folgenden detailierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

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8AD

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer unabhängigen Hinterradaufhängung entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 ist eine Draufsieht auf die Radaufhängung nach Figur 1. Figuren 3 und 4 zeigen Einzelheiten der Radaufhängung der Figur 1.

Figur 5 ist eine Draufsichtauf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radaufhängung.

Figur 6 ist die Seitenansicht der Radaufhängung nach Bigur 5·

Figur 7 zeigt eine Einzelheit der Radaufhängung der Figur 5 in Richtung des Pfeiles D gesehen.

Figur 8 zeigt eine bevorzugte AusfUhrungsform einer elastischen Verbindung für die Radaufhängung der Figur 5.

Eine Radaufhängung (siehe Figur 1 und 2) besteht aus einer Halbachse 1 von bestimmter Länge, einem Radführungsteil 3* einer Hängelasche 5 und einer Feder-ooßdämpfereinheit 7·

Die Halbachse 1 ist an ihrerem äußeren Ende mit der Nabe 2 des Rades 9 über ein Kardangelenk 11 verbunden und an ihrem inneren Ende mit einer Ausgangswelle eines Differentialgetriebes 15 über Kardangelenke 17 verbunden, wobei das Differentialgetriebe über einen Querträger (nicht gezeigt) an dei-Karosserie des Fahrzeuges befestigt ist.

Der Radführungsteil J ist ein Stahlblechpreßteil und besitzt an seiner vorderen Kante zwei voneinander im Abstand liegende zylindrische Öffnungen 21 und 19* die mit elastischen Büchsen 25 bzw. 28 versehen sind.

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SAU

Die elastische Büchse der zylindrischen Öffnung (19) umfaßt einen Bolzen 29 (siehe Figur 3), der an einem Unterrahmen des Chassis befestigt ist. Die elastische Büchse der zylindrischen Öffnung (21) umfaßt einen Bolzen, der sich zwischen den parallelen Blechen einer Hängelasche 5 erstreckt, wobei die Hängelasche am Unterrahmen 31 über eine elastische Büchse 28 (siehe Figur 4) angelenkt ist.

Die zylindrischen Öffnungen 19 und 21 liegen auf einer Achse A, die geneigt zur Längsachse des Fahrzeuges ist, wobei die Neigung jedoch so gewählt ist, daß die Achse A nicht durch den Mittelpunkt des Kardangelenkes 17 verläuft.

Das untere Ende 39 des Zylinders 4l der Stoßdaämpfereinheit 37 ist am Radführungsteil 3 durch ein Kugelgelenk (nicht gezeigt) abgestützt. Eine Schraubenfeder 43 liegt mit einem Ende gegen die innere Oberfläche einer unteren Stahlschale 45 am Zylinder 4l und mit ihrem anderen Ende gegen die innere Oberfläche einer Stahlsdhale 47 am Kolben 49 der Stoßdämpfereinheit. Die obere Stahlschale 47 bildet einen Teil einer¹ elastischen Befestigungseinrichtung, deren äußerer Schalenteil (nicht gezeigt) am Unterrahmen 31 des Chassis befestigt ist.

Da die Halbachse 1 eine bestimmte Länge aufweist und die Achse A nicht durch den Schwenkpunkt des Kardangelenkes 17 verläuft, ist der Radführungsteil 3 an seinem äußersten zylindrischen Anlenkpunkt .19 allseitig beweglich, so daß bei Ein- und Ausfederbewegungön die Halbachse im Zusammenhang mit dem Radfüll·'ungsteil 3 so wirken, daß der Radführungsteil 3 um eine im wesentlichen senkrecht zur Achse der zylindrischen Öffnung 19 liegenden Achse verdreht wird.

Dadurch werden Spur- und Sturzänderungen des Rades erreioht, deren Größe von der Größe der Ein- und Ausfederbewegungen abhängig sind. Durch eine entsprechende Wahl des Winkels der geneigten Achse können verschiedenen gewünschte Spur- und Sturzänderungon des Rades erreicht werden.

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BAD ORIGINAL

Das obere Ende 53 der Hängelasche 5 (Figur 8) ist mit dem Bolzen 49 schwenkbar verbunden und liegt in einer Ebene, die senkreoht zur Querebende des Fahrzeuges liegt. Das untere Ende 55 der Hängelasohe 5 ist mit dem RadfUhrungstell .3 schwenkbar verbunden und liegt in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zur Achse A verläuft.

Der Radführungsteil 3 ist über eine efetisehe Verbindung 57 an einem Längsträger 59 des Fahrzeuges befestigt.

Die elastische Verbindung 57 besteht aus einer zylindrischen Öffnung 6l im Radführungsteil 3 und aus einem Bolzen 63 der vom Längsträger 59 des Fahrzeuges nach außen in die zylindrische Öffnung 6l einragt. Zwischen dem Bolzen 63 und der Öffnung 6l sind entgegengesetzt zueinander gerichtete konische Büchsen 65 mit Flaschen 67 angeordnet, um die axiale Lage der Öffnung 6l zwischen 6.6η Büchsen 65 zu sichern.

Diese Büchsen liegen zwischen einem Anschlag 69 und einer Mutter 71* wodurch axiale Bewegungen vermieden werden.

Die Schraubenfeder 43 ist zwischen dom Radführungsteil und einem Teil der Karosserie des Fahrzeuges (nicht gezeigt) angeordnet. Die Stoßdämpfereinheit ist an einem Arm 73 der mit dem Radführungsteil 3 fest verbunden ist und hinter der Mittellinie des Rades angeordnet ist bei 4l angelenkt.

Die Achse der Schraubenfeder 43 schneidet eine Achse B, die durch die Hängelasche 6 und einen Punkt X, der senkrecht über dem Berührungspunkt des Rades mit der Straße liegt, führt. Durch diese Anordnung der Schraubenfeder 43 sind die einzigen vertikalen Kräfte, die auf die elastische Verbindung 57 einwirken Belastungen aus Baschleunigungs- und Bremsmomenten, wobei diese Momente sowohl bei Fahrzeugen auftreten, die mit außenliegenden Bremsen versehen sind wie auch bei Fahrzeugen, die mit Innanliegenden Bremsen ausgerüstet sind.

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BAD

Da die Lage der Anlenkpunkte bzw. der zylindrischen Öffnung η 19 '^'i 21 in entsprecendem Abstand zur Nabe 2 des Rades liegen, haben geringe Verschiebungen der Anlenkpunkte, die durch Herstellungstolleranzen *\ afc ve» ten, wenig Wirkung auf die Stellung des Rades 9·

Die erfindungsgemäße Radaufhängung kann so ausgelegt werden, daß entweder Untersteuerung oder Übersteuerung am Rad auftritt. Wie aus der Beschreibung hervorgeht, wird eine Halbachse von bestimmter Länge auch angewendet, wvvn das Rad niclt angetrieben wird. Unter diesen Umständen kann das innere Kardangelenk 11 durch ein Kugelgelenk oder eine elastische Verbindung versetzt werden, die eine Bewegung der Halbachse in einer im wesentlichen vertikalen Ebene ermöglicht. Der äußere Anlenkpunkt 19 kann gleichfalls als Kugelgelenk ausgeführt werden.

Da der Radführungsteil 3 am Unterrahmen 31 an voneinander weit entfernten Anlenkpunkten befestigt ist, besitzt die Radaufhängung eine gute seitliehe Stabilität bei einseitiger Belastung.

Die senkrechte Bewegung der inneren zylindrischen Öffnung 21 dient ke i. e.T besonderem Zweck und der innere Anlenkpunkt kann am Unterrahmen Jl des <■''·■. Ät.,--?s über eine elastische Büchse angelenkt werden, die nur einen geringen Widerstand gegen eine horizontale Schwenkbewegung um den inneren Teil 19 aufweist^ jedoch eine Bewegung in anderen Richtungen nachgiebig ermöglicht.

Obwohl die Hängelasche 5 in Figur 1 unterhalb des Unterrahmens 31 angeordnet ist, ist es ebenso möglich die zylindrische Öifnung 21 und die Hängelasche 5 oberhalb des Unterrahmens anzuordnen.

In einer weiteren Ausführunsfoxtn der vorliegenden Erfindung (Figuren 5 bis 8) ist die Hängelasche 5 schwenkbar mit einem Bolzen 49 verbunden, der vom Gehäuse 51 des Differentialgetriebes ausragt.

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BAD ORIGINAL

Bei den beiden erfindungsgemäßen Radaufhängungen entsprechend den Figuren 1 und Figur 5 erlauben die nachgiebigen Verbindungen zwischen dem Radführungsteil 3 und der gefederten Masse des Fahrzeuges eine bestimmte Nachgiebigkeit, das heißt, geringe Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Rades, sobald horizontale Kräfte auf das Rad einwiken. Diese horizontalen Kräfte treten zum Beispiel durch Straßenunebenheiten auf. Die Hängelasche hat auf diese Vorwärts- und Rückwärtsbewegung kaum einen Einfluß, da sie, sobald die nachgiebige Verbindung zusammengedrückt wird, um eine solche Bewegung des Rades zu ermöglichen, in einer Ebene parallel zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Rades schwingt.

Eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Rades ist in der Figur 5 durch Strichpunktlinien angedeutet.

Durch diese Nachgiebigkeit in den Anlenkpunkten des Radführungsteiles 3 wurde erreicht, daß weniger Straßengeräusche durch die Radaufhängung übertragen werden.

Der Radführungsteil 3 (siehe Figur 5) wird an der Nabe des Radträgers 75 durch Muttern und Bolzen 77 (von denen nur zwei gezeigt sind) befestigt. Zwischen der Nabe des Radträgers und dem Radführungsteil 3 besteht eowas Spiel, so daß, sobald die Befestigungseinrichtungen 77 festgezogen v/erden die äußere Lauffläche des Lagers 79 zwischen einen Flansch 83 des Radträgers und einex¹ Hülse 8l am Radführungsteil 3 eingespannt wird.

Obwohl der Radträger 75 vom Radführungsteil 3 als getrennt gezeigt ist, können beide Teile aus einem einzigen Stück bestehen.

Die Achse des Bolzen 63, der einen Teil der elastischen Verbindung 57 bildet, erstreckt sich senkrecht zum Längsträger 59 des Fahrzeuges. Die konischen Büchsen nehmen große axiale wie auch radiale Belastungen auf, insbesondere bei Kurvenfahrten. Die elastische, axiale Zusammendrückbar; der Büchsen bewirkt, daß die Elastizität der Büchsen härter wird, so daß die Nachgiebigkeit, die die erfindungsgemäße Radaufhängung aufweist, variiert. Das Zusammendrücken der Flansche der konischen Büchsen erhöht die Übertragung von Straßengeräuschen über die Radaufhängung auf die Karosserie.

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»AD ORiGiMAi-

Solche Nachteile können verringert werden, dadurch daß der Bolzen 63 geneigt zum Längsträger des Kraftfahrzeuges angeordnet wird, wodurch bei Kurvenfahrt geringere axiale Belastungen der elastischen BUchsen auftreten.

Eine solche Anordnung ist in Figur 8 gezeigt, wo der Bolzen 63 an einem Arm 85 montiert ist. Die elastischen Büchsen sind zylindrisch ausgebildet, da die axialen Belastungen im wesentlichen vermieden werden und zur axialen Sicherung der Büchsen sind Plansche nicht notwendig.

Schließlich wird der Radführungsteil 3 (siehe Figur 5) aus zwei Armen 8l und 83 gebildet, die miteinander verschweißt sind. Der IladfUhrungsteil 3 kann jedoch ebenso aus einem Stück -bestehen wie es zum Beispiel in Figur 1 gezeigt ist.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Konstruktionen beschränkt, es sind vielmehr die verschiedensten Ausbildungen möglich -, ohne den Bereich des Erfindungsgedankens zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1. Unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einer sehw-iuigenden Halbachse von bestimmter Länge, deren eines Ende über ein Kardangelenk mit dem Rad und deren anderes Ende schwenkbar mit der
gefederten Masse des Fahrzeuges verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radführungsteil (3) an zwei Anlenkpunkten (19 und 21) an der gefederten Masse des Fahrzeuges angelenkt ist und um eine zur Längsachse des Fahrzeuges geneigte Achse (A) schwenkbar ist, wobei die Schwenkachse so angeordnet ist, daß sie nicht durch den Schwenkpunkt der elastischen Verbindung des inneren Endes der Halbachse mit der gefederten Masse des Fahrzeuges verläuft.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der äußere Anlenkpunkt (19) des Radführungsteiles (3) über ein Kugelgelenk bzw. über elastische Büchsen (23) allseitig beweglich an der gefederten Masse des Fahrzeuges befestigt i3t.

3. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Anlenkpunkt (21) des Radführungsteiles (3) über eine Hängelasche (5) sowohl an der ge-?
federten Masse des Fahrzeuges wie am Radführungsteil (3) über elastische Büchsen (28) schwenkbar angelenkt ist.

4. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß die Halbachse (l) eine Antriebsachse ist, die an ihrem inneren Ende über ein Kardangelenk (17) mit den Ausgangswellen eines Differentialgetriebes (15) verbunden ist.

5. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hängelasche (5) über Bolzen (49) am Gehäuse (51) des Differentialgetriebes elastisch angelenkt ist.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Hängelasche (5), der an der gefederten Masse des Fahrzeuges angelenkt ist, bzw. die Büchse (53) im wesentlichen parallel zur Fahrzeug-Querachse liegt, während der Teil der Hängelasche (5), der am Radführungsteil (3) angelenkt ist bzw. die Büchse (55) im wesentlichen parallel zur Schwenkachse (A) des Radführungsteiles (3) liegt.

7· Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stoßdämpfer-Feder-Einheit (37) zwischen der gefederten Masse und dem Radführungsteil (j5) angeordnet ist, wobei die Mittellinie dieser Einheit eine Linie schneidet, die durch den Anlenkpunkt (21) des Radführungsteiles (3) und einen Punkt (X), der oberhalb des Aufstandspunktes liegt, verläuft.

8. !^aufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 'J, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einer Schraubenfeder (43) insbesondere nach den Merkmalen des Anspruchs 7 erfolgt, wobei jedoch die Stoßdämpfereinheit (4l) an einem Arm (73), der hinter der Radachse liegt, angelenkt ist.

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