DE1755888A1

DE1755888A1 - Laengselastische Aufhaengung fuer Fahrzeugraeder

Info

Publication number: DE1755888A1
Application number: DE19681755888
Authority: DE
Inventors: Ravenel Raymond A
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1967-07-25
Filing date: 1968-07-05
Publication date: 1971-12-23
Also published as: ES356478A1; BE717484A; GB1182067A; DE1755888C3; SE353678B; LU56411A1; US3520554A; DE1755888B2; NL6810084A

Description

Dipl.-Chem.

Dipl.-Ing.

G. BK!!5

Dipl.-Chem

Case ^325+ ^825 a

8000 MÜNCHEN 2 TAL 33

TELEFON 0311 /220834

TELEGRAMMADRESSE: THOPATENT

MÜNCHEN 5. Juli 1968

Societe Anonyme Andre Citroen Paris/Frankreich

Längse las t ische' Aufhängung

für Fahrzeugräder

Die Erfindung besieht sich auf eine unabhängige Aufhängung für Kraftfahrzeugräder und insbesondere auf eine unabhängige Auf. hängung, die eine begrenzte Horizontal-und Längsbewegung eines Rads gegenüber dem Chassis gestattet.

!•"an weiß, daß es zur Aufnahme von horizontal auf Räder •„'irrenden Stößen sowie zur Aufnahme horizontaler Komponenten vor, nicht vertikalen Stößen sowie zur Verringerung der Roligeräusere

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in einem Fahrzeug von Vorteil ist, die Räder derart am Chassis anzubringen, daß sich ihren gev/öhnliohen Vertikalbewegungen die Möglichkeit einer begrenzten Horizontal- und Längsbewegung gegenüber dem Chassis zugesellt.

In dem besonderen Fall von Rädern, deren Radnabe durch zwei übereinander liegende Schwingelemente getragen ist, kennt rna η bereits Aufhängevorrichtungen, bei denen die Längsbeweglichkeit des Rads gegenüber dem Chassis erhalten wird, indem man eines der Schwingelemente an eine im wesentlichen horizontale und längsgerichtete, mit dem Ctiassis verbundene Achse anlenkt und dabei ein elastisches schmiegsames Lager zwischenschaltet, daß in der Nähe der vertikalen, die Mitte des Rades enthaltenden Quereber.a angeordnet ist, wobei die auf diese Weise ermöglichten geringer. Längsbewe-gungen durch elastische Anschläge variierender Konzeption begrenzt sind. '

Die obengenannten Lösungen bringen kein -· zufriedenstellendes Ergebnis, denn die Elastizität- des in der Nähe der Vertikalen Querebene gelegenen Lagers gestattet Querbewegungen der Radnabe, wodurch Schwingungen der Mittelebene dieses Rades hervor gehoben werden. Darüber hinaus führen im Falle, einer Lenkachse diese Schwingungen zu Veränderungen des Lenkeinschlags durch Reaktion auf die festbleibenden Lenkorgane.

Diese verschiedener- Phänomene beeinträchtigen in ungünstiger

Weise das Fahrverhalten des Fahrzeugs.

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Wenn andererseits ein zweites elastisches Lager die Aufgabe elastischer'Anschläge übernimmt, ergibt sich durch mehrere unterschiedliche elastische und starre Elemente eine Komplizierung.

Auch ist es Ziel der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine längselastische Aufhängung für Fahrzeugräder zu schaffen, die sehr einfach ist und gegenüber bekannten Aufhängungen eine sehr kleine Anzahl von Elementen benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist diese längselastische Radaufhängung für Fahrzeuge, bei der eines der das Rad tragenden schwingenden Elemente um eine im wesentlichen horizontal und längsgerichtete, mit dem Chassis verbundene Achse schwenkbar gelagert, wobei ein nahe der durch die Radmitte gehenden vertikalen Querebene angeordnetes Lager und Anschlagmittel zwischen^-geschaltet sind, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Lager ein sphärisches nicht elastisches Lager ist.

Gemäß einem ergänzenden Merkmal der Erfindung können die Anschlagmittel von einer weichen Muffe gebildet sein, die als das zweite Schenklager für das schwingende Element dient, wodurch leichte Längsverschiebungen des Rads gegenüber dem Chassis ermöglicht und begrenzt werden.

Das sphärische Lager kann von einem Kugelgelenk oder einem sphärischen Wälzlager gebildet sein.

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Darüber hinaus werden die Lenkorgane so betätigt, daß die Längsbewegungen der Radnabe gegenüber dem Chassis keinen Lenk- einschlag bewirken.

Mit Rücksicht auf dieses sphärische nicht elastische Lager hat das die Radstütze bildende Schwingelement nicht mehr die Möglichkeit, sich quer 'zu bewegen, sodaß dementsprechend jede Querschwingung der Radnabe auf diese Weise' vermieden ist.

Darüber hinaus sind die die Längsbewegungen des Rads begrenzenden Anschlagmittel bemerkenswert vereinfacht, da sie nur durch ein einziges elastisches Organ gebildet werden, daß zwischen dem Schwinge lenient und seiner mit dem Chassis verbundenen Schwenkachse eingeschaltet ist". Außerdem kann die-die Anschlagmittel bildende weiche Muffe gemäß der '!Radialrichtungen der an der Muffe vorgesehenden Einschnürungen eine unterschiedliche Flexibilität liefern.

Diese Flexibilität ist insbesondere vorteilhaft grÖSer in der HacizoniEürichtung, um die Längsschläge des Endes des Schwingelements und damit des Rads, das an dieses angeschlossen ist, zu begünstigen.

Darüber hinaus kann die Flexibilität der Muffe in Abhängigkeit von der Amplitude der Schläge variabel sein, wobei diese variable Flexibilität insbesondere in Horizontalrichtung für die Schläge kleiner Amplitude größer ist.

Vielt ere Vorteile .der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die nur zu Zwecken der Erläuterung dienen und keineswegs be-

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schränkend aufzufassen sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht das Prinzip der Funktionsweise der Erfindung;

Fig. 2 in Draufsicht und im Schnitt eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. jj in Draufsicht und im Schnitt eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 in einem der Fig. 2 entsprechenden Horizontalschnitt eine Variante der Anschlagmittel;

Fig. 5 eine Querschnittansicht längs der Linie V-V in Fig.

Fig. β u. 7 der Fig.^ 5 entsprechende Schnittansichten, die Varianten verdeutlichen.

Die in der Fig. 1 aargestellte Vorrichtung besitzt im wesent lichen eine an einem 'Chassis 2 befestigte Längsachse \, auf der unter Zwischenschaltung zweier Lager ^ und 5 eines der Schwingelemente schwenkbar gelagert ist, dessen Arm 3 über ein Universal gelenk 18 an die Nabe 2o eines Rads 19 angeschlossen ist; das andere Schwingelement ist der größeren Klarheit der Zeichnung wegen nicht dargestellt.

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Das Lager 4 ist erfindungsgemäß ein nicht elastisches sphärisches Lager, dessen Mitte O in Nachbarschaft der vertikalen Querebene M liegt, die. die Mitte M des Gelenkanschlusses des Arms 3 an die Nabe 20 des Rades enthält. Die Mitte 0 liegt vorteilhaft, und wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, in der Querebene Q.

Das von einer v/eichen Muffe gebildete Lager 5 besitzt eine radiale Elastizität, die begrenzte .Horizontalschwingungen des Arms 3 um das Lager 4 derart zuläßt, daß der Punkt M einen kleinen Kreisbogen um das Zentrum 0 beschreiben kann, der praktisch mit der vertikalen Längsebene P zusammenfällt, die durch die Ruhestellung des Punktes M geht.

Man erhält auf diese Weise die gesuchten Längsbewegungen der Anordnung Rad-Radnabe bei einer· Bremsung oder einer schnellen Beschleunigung oder dann, wenn ein auf das Rad ausgeübter Stoß eine horizontale Längskomponente besetzt, ohne daß eine eventuelle horizontale Querkomponente 'dieses Stoßes die Aufhängung beeinflussen und eine Querverschiebung des/Punktes M bewirken kann.

Darüber hinaus kann sich dieser Längsverschiebung des Punktes M normalerweise seine Vertikalverschiebung infolge der Vertikalkomponente eines auf das Rad ausgeübten Stoßes überlagern, und zwar gegen die Wirkung der (nicht gezeigten) auf den Arm 3 wirken- · den klassischen Rückholeinrichtungen.

In der Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform verdeutlicht, die eine frei auskragend an dem Chassis 2 befestigte Achse 1 zeigt.

Bei dieser Ausführungsform ist das sphärische Lager von einem Kugelkopf. 4 Λ gebildet, der auf der Achse 1 mit Hilfe einer Mutter

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;-^:'e:r:;ir^r:- ist und in einen Sitz 7 eingreift, der durch einen :nit Gewinde versehenen Ring 8 am Arm 3 festgehalten ist.

Bei einer in der Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführung form . r'.st die Achse 1 zwischen zwei Flanschen 2 des Chassis gabelförmig eingefasst, wobei das sphärische Lager von einem sphärischen VsIsLeger 4 B gebildet ist, dessen Außenkäfig in gleicher VJeise durch einen mit Gewinde versehenen Ring 8.am Arm 3 festgehalten ist, während der Innenkäfig durch einen Zwischenring 9 gegen einen W Anschlag aer Achse 1 gepresst ist, wobei sich der Innenring an dem benachbarten'Flansch des Chassis 2 abstützt.

Bei der einen sowie bei der anderen.Ausführungsform ist das Lager 5 eine elastische Muffe, die bei Drehung um die Achse 1 und/ oder in dein Arm 3 gleitet od'er nicht gleitet.

Die Abdichtung der Lager 4 und 5 erfolgt durch VJeichdiohtungen lo, 11 bei der'Ausführungsform nach der Fig.^r"2 und durch Weich- *k dichtungen 12, I3 bei der Ausführungsform nach der Fig. 3, die die beiden Enden der Nabe des Arms 3 überdecken und den Eintritt von äußeren Fremdkörpern sowie den Austritt von eventuellen Schmiermitteln -verhindern.

Soll nur eines der Lager geschmiert werden oder sollen die Schmiermittel unterschiedlich sein, so kann man vorteilhaft in dem Ringraum, der die beiden Lager trennt, einen Dichtungsring 14 vorsehen.

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Will, man darüber hinaus im Falle eines Lenkrads jeden Einfluß von Längsschlägen des Rads auf seinen Lenkeinschlag verhindern, kann man die Lenkorgane ,gemäß der Darstellung nach Fig. 1 anordnen. ^- ■ ·

In Nachbarschaft der M und die Achse 1 enthaltenden Ebene des Arms 3 ist am Lagerzapfen 2o des Rads 19 ein Lenkhebel 15 befestigt und über eine Lenkstange 16 an eine Lenkschubstange 17 der Lenksteuerung, beispielsweise eine,Zahnstangensteuerung angeschlossen, wobei aus den oben angegebenen Gründen die Lenkstange 16 parallel oder im wesentlichen parallel zu OM liegt und eine Länge besitzt, die gleich derjenigen dieses Segments ist. '

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen bietet die weiche .Muffe 5 eine gleichförmige Elastizität in alle Richtungen; gemäß einem weiteren^ Merkma^l der Erfindung ist die. in den Fig. 4 und 5 gezeigte weiche. Muf-fe derart ausgebildet, daß sie nicht nur eine größere Flexibilität in der Horizontalrichtung, d.h. in der Ebene der Fig. 4 und entlang der Richtung X-X der Fig. 5 bietet, sondern darüber hinaus eine Flexibilität, die in Abhängigkeit von der Amplitude der Längs'ausschläge des Endes des Arms des'Schwing-' elements 3 variabel ist..

Aus diesem Grunde sind zwischen der Muffe 5 und der Nabe des Elements 3 Ausnehmungen 24 vorgesehen, wobei die Abschnitte 2> der Muffe, die sich in Richtung X-X ah der Innenwand dieser Nabe abstützen, Domform besitzen, sodaß die Reaktionskraft der Muffe mit

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der Amplitude der Ausschläge wächst.

Außerdem ist die Muffe 5 gegen Drehung mit Bezu^; auf die Acl-.se-1 und/cder die Nabe des Elements 3 derart blockiert, daß sowohl seine Orientation als auch die Richtung seiner maximalen Flexibilität in- wesentlichen konstant bleiben. Bei dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist'die Muffe durch eine unrunde Ausbildung gegen drehen mit Bezug auf das Element 3 gesperrt, während sie sich mit Hilfe einer zwischengeschalteten Lagerbuchse gegenüber der Achse 1 drehen kann. Bei der Ausführungsforir; nach Fig. 6 ist die Muffe gegen drehen mit Bezug auf die Achse 1 gesperrt, während sie sich gegenüber der Nabe 3 drehen kannj die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Muffe sowohl gegenüber der Achse 1 als auch gegenüber der Nabe 3 gegen drehen gesperrt.ist.

Außerdem sind bei d-en Fig. β und 7 die Ausnehmungen 24 zwischen der Muffe 5 und der Achse 1 bzw. in- der Maße der Muffe selbst in Form von Löchern vorgesehen; die gesuchte Flexibilität könnte gemäß einer anderen VJeise durch Verwirklichung einer Muffe erhalten v/erden,, deren verschiedene Abschnitte unterschiedliche elastische Charakteristiken besitzen, indem ein nicht homogenes Material oder mehrere Materialien verwendet werden,, oder indem man unterschiedliche Dicken anwendet ( wie beispielsweise a und b in der Fig. 7).

Selbstverständlich können vom Fachmann bei den kargestellren Ausführungsbeispielen der Erfindung zahlreiche Mc·.;! "■'. ^tionon vor·- - . _r. 109852/0497

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genommen werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird.

So kann beispielsweise das in der Fig. 3 dargestellte sphärische Wälzlager ohne Schwierigkeit auf der frei auskragenden Achse gemäß Fig. 2 vorgesehen werden und umgekehrt das Kugelkopf- ^ gelenk der Fig. 2 an der Achse gemäß Fig. 5 vorgesehen werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Längselastische Aufhängung für Fahrzeugräder, bei der eines der das Rad tragenden Schwingelemente um eine im wesentlichen horizontale und längsgerichtete, ,mit dem Chassis verbundene Achse schwenkbar gelagert ist, wobei ein in der Nähe der durch-die Mitte des Rades gehenden vertikalen Querebene gelegenes Lager und Anschlagmittel zwischengeschaltet sind; dadurch gekennzeichnet, daß dieses Lager= ( 4, 4 A, 4 B) ein nicht elastisches sphärisches Lager ist. ■ ·

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel (5) von einer weichen Muffe gebildet sind, die ein zweites Lager für die'" Anlenkung des Schwingelements um die Achse (1) bildet. . '

3. Radaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (3) ein . Arm mit'einer Nabe ist, die um die Achse (1) drehbar ist.

4. Radaufhängung nach Anspruch 3, dadurch'gekennzeichnet,

daß das nicht elastische sphärische Lager ein auf die Achse auf-

> ( s '' gesteckter Kugelkopf ist, der mit einem in der Nabe des Arm (3)

festgelegten Sitz (7). zusammenarbeitet.

5. Radaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sphärische Lager (4 B) ein sphärisches Wälzlager ist, dessen Innenkäfig auf der Achse (1) festgelegt und dessen Außen-

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käfig in der Nabe des Arms (3) festgelegt ist.

6. Radaufhängung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (l)an einem Teil des Chassis (2)frei auskragend angebracht .ist.

7. Radaufhängung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (1) zwischen zwei Flanschen des Chasses (2) gabelförmig erfasst ist.

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8. Radaufhängung nach Anspruch 2 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die weiche Muffe (5) um die Achse, (1), oder die Innenseite der Nabe des Arms (j5) oder gegenüber diesen beiden' Teilen gleitend drehbar ist. . . - .

9· Radaufhängung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Nabe des Arms (3) ir.it Dichtänschlüssen (Ic, 11; 12, 13) versehen sind'. ^ .

lo. Radaufhängung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum zwisohen den beiden Lagern (4; 5) im Falle für sie bestimmter unterschiedlicher Schmiermittel'ein Dichtungsring (14) vorgesehen ist.

il. Radaufhängung nach Anspruch 1 bis lo, dadurch gekennseiclinet daß im Falle eines Lenkrads (I9) ein mit der Radnabe (18* 2o) fest verbundener Lenkhebel (15) über eine Lenkstange (16) an die Lenkschubstange (17) des Lenkgetriebes angeschlossen ist.

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12. Radaufhängung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkstange (16) parallel zürn Arm (3) des Schwingelements liegt und ihre Länge gleich dem Abstand zwischen der Mitte (M) aei» Anlenkung dos Arms (3) an die Radnabe (18) uivl der Mitte (0) des nicht elastischen sphärischen Lagers (4) ist.

13. Radaufhängung nach Anspruch 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß-die weiche Muffe (5) unterschiedliche Flexibilität gemäß der Radialrichtungen der an der-Muffe vorgesehenen Einschnürungen bietet. · '

14. Radaufhängung nach Anspruch I3, dadur-ch gekennzeichnet, -daiE die w.eiche Muffe (5) Abschnitte besitzt, die in einer im ■wesentlichen horizontalen Richtung eine größere Flexibilität besitzen.

15. Radaufhängung nachAnspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (23, 2H) eine in Abhängigkeit von der Amplitude der Radialausschläge der Nabe des Schwingelements gegenüber der Achse (1) variable Flexibilität besitzen.

Ig. Radaufhängung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (23, 24) diametral einander gegenüberliegend auf der· Außenfläche oder' der Innenfläche der weichen Muffe (5)

νor^gcehoη sind. '

j iCi. Cl ei "Ul. HiCTl-'-,

"-"-'' lanenv/ana
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oder mit der Aahse (l) in Berührung steht oder von Ausnehmungen (24) gebildet ist, die. zu beiden Seiten des Vorsprungs in der weichen Muffe (5) ausgebildet sind und die zwischen der Muffe und der Innenwand oder der Achse (1) einen Raum belassen.

18. Radaufhängung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (24) von in der Muffe (5) ausgebildeten Löchern gebildet sind·

19. Radaufhängung nach Anspruch IH, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der weichen Muffe in den Radialrichtungen unterschiedlich sind.

20. Radaufhängung nach Anspruch. 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (5) aus einem· unhomogenen Material oder* aus mehreren Materialien besteht.

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21. Radaufhängung nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß die weiche Muffe (5) eine gleitende Drehbewegung um die Achce (1) oder die Innenseite der Nabe (3) des Schwinge'lements, jedoch nioht gleichzeitig um jede dieser beiden Teile ausführen kann.

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