DE19781757B4

DE19781757B4 - Aufhängungssystem

Info

Publication number: DE19781757B4
Application number: DE19781757A
Authority: DE
Inventors: Ervin K. Massillon Vandenberg
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Suspension Systems Inc
Current assignee: Meritor Heavy Vehicle Suspension Systems Inc
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2017-05-10
Also published as: GB9822253D0; WO1997042047A1; GB2326388A; DE19781757T1; AU2939297A; GB2326388B; US5690353A

Abstract

Aufhängungssystem (1; 70) zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen, die ein Gestell oder einen Rahmen besitzen, wobei das Aufhängungssystem folgendes umfaßt:
ein Paar voneinander beabstandeter Längsarme oder -lenker (15), die jeweils ein erstes Ende (16), ein zweites Ende (18), einen oberen Abschnitt (30) und einen unteren Abschnitt (31) besitzen,
Drehmittel, die am ersten Ende (16) jedes Armes (15) zur drehbaren Befestigung jedes Armes (15) am Rahmen (6) befestigt sind, und
eine hohle Achse (19), dadurch gekennzeichnet,
dass jeder obere und untere Abschnitt (30, 31) ein Seitenwandpaar (33, 37) besitzt,
dass Schweißnähte (47), die sich in Längsrichtung entlang jedes Armes (15) zwischen dem ersten und zweiten Ende (16, 18) erstrecken, die Seitenwände (33) des oberen Abschnittes (30) an den Seitenwänden (37) des unteren Abschnittes (31) befestigen, und dass
die hohle Achse (19) sowohl am oberen als auch am unteren Abschnitt (30, 31) jedes Arms (15) angrenzend an...

Description

Hintergrund der Erfindung
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Aufhängungssystem mit verbessertem Arm oder Trägerarm, das eine Verbindung von Radachse und Arm vorsieht, die sowohl leichtgewichtig als auch einfach herzustellen ist.
Hintergrundinformation
Die LKW-Industrie hat einen dramatischen Anstieg der Kosten erlebt, die mit dem Transport von Gütern zusammenhängt. Zusätzlich sind Gewichtsbeschränkungen für Straßen-LKWs bedeutend schärfer geworden. Diese Veränderungen in der LKW-Industrie führten zu einem Bedarf an Aufhängungssystemen, die leichtgewichtig sind und die die zunehmend größeren Lasten sicher tragen.
Aufhängungssysteme können eine Vielzahl an Formen annehmen, einschließlich Parallelogrammaufhängungen, sowie vordere und hintere armartige Aufhängungen. Generell umfassen vordere und hintere armartige Aufhängungen ein Paar sich längs erstreckender Arme bzw. Träger, die entweder flexibel oder starr sein können, von denen einer angrenzend an jeden der zwei sich längs erstreckenden Rahmenschienen angeordnet ist, die unterhalb des Gehäuses des LKWs oder des Anhängers verlaufen. Diese Arme sind schwenkbar an einem Ende mit einem Hängebock verbunden, der sich vom Rahmen nach unten erstreckt, wobei sich eine Achse zwischen den Armen angrenzend an das andere Ende erstreckt. Zusätzlich ist generell eine Luft- oder Schraubenfeder zwischen jedem der Rahmenschienen und einem entsprechenden Arm positioniert. Der Arm kann sich nach vorn oder nach hinten vom Schwenkpunkt erstrecken und bildet so eine vordere bzw. hintere Armaufhängung.
Armartige Aufhängungssysteme werden bei einer erheblichen Anzahl von LKW und Anhängern eingesetzt und müssen deshalb eine ausreichende Festigkeit besitzen, um den seitlichen axialen Verbiegungen zu widerstehen, um stabil zu bleiben. Seitenkräfte wirken auf ein Aufhängungssystem auf unterschiedliche Art und Weise ein, wobei die üblichste ist, daß die Seitenkräfte auf eine Aufhängung wirken, während ein Kraftfahrzeug eine Abbiegung zustande bringt. Wenn das Kraftfahrzeug abbiegt, wirken Scherkräfte zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche, wodurch eine seitliche Belastung hervorgerufen wird, die über die Reifenradanordnung auf die Achse übertragen werden muß. Die Achse, die starr an der Aufhängung befestigt ist, überträgt die Seitenkraft in den Arm oder Träger, wodurch dieser seitlich abgebogen wird. Diese seitliche Verbiegung kann extrem sein, und unter gewissen Belastungszuständen können die Reifen dadurch die Kraftfahrzeugrahmenschienen berühren.
Die Abrollstabilität bezieht sich auf die gegenläufigen Kräfte, die auf die Enden einer Achse einwirken, so daß ein Ende der Achse in Bezug zum Rahmen eine größere Entfernung angehoben wird, als das andere Ende der Achse. Die Abrollinstabilität tritt auf, wenn der Kraftfahrzeugrahmen kippt oder übermäßig relativ zur Achse abrollt, z. B. wenn das Kraftfahrzeug derart abbiegt, daß die Zentrifugal- und Beschleunigungskräfte die nach unten gerichteten Kräfte verringern, die auf das Innenrad bei der Abbiegung wirken, und die nach unten gerichtete Kraft verstärken, die auf das Außenrad bei der Abbiegung einwirkt, bis zum Punkt des Verlustes der Kraftfahrzeugsteuerung hin. Etwas an Abrollflexibilität ist erforderlich, damit die Achse sich relativ zum Rahmen bewegen kann, z. B. während der diagonalen Achsschwingungen.
Die diagonale Achsenschwingung tritt auf, wenn die Räder an den gegenüberliegenden Enden der Achse auf ungleiche Unebenheiten in der Straße oder außerhalb der Straße treffen, z. B. wenn ein Rad über einen Kantstein fährt. Während das Rad über den Kantstein fährt, wirkt eine nach oben gerichtete Kraft auf das Rad und eine gegenläufige nach unten gerichtete Kraft wirkt auf das Rad, das nicht über den Kantstein fährt. Falls die Aufhängung nicht dazu in der Lage ist, Flexibilität zwischen der Achse und dem Rahmen vorzusehen, während die Reifenradanordnung sich über den Kantstein oder eine Bodenunebenheit bewegt, oder alternativ Flexibilität zwischen der Achse und dem Rahmen vorzusehen, während das Kraftfahrzeug abbiegt, ist die Aufhängung abrollstarr und kann einen Achsenbruch hervorrufen oder die Kraftfahrzeugbestandteile, wie z. B. den Rahmen, übermäßig belasten.
Abrollstarre Aufhängungen werden verwendet, um das hochliegende Schwerkraftzentrum bei Kraftfahrzeugen, wie z. B. Autobahnanhängern, zu stabilisieren. Bei diesen Anwendungszwecken wird nur ausreichend Abrollnachgiebigkeit gestattet, damit die Achsaufhängung mit ungleichem Terrain fertigt wird, ohne den Kraftfahrzeugrahmen oder seine Achse übermäßig zu belasten. Typischerweise sind die Rollwinkel der Achse am Rahmen begrenzt auf 2 bis 3° in abrollstarren Aufhängungen. D. h., falls die gesamte Belastung auf den Reifen oder die Reifen auf einer Seite des Kraftfahrzeugs überführt wird, und der oder die Reifen auf der anderen Seite des Kraftfahrzeugs vollständig vom Boden abgehoben sind, erreicht der Winkel der Achse relativ zum Rahmen lediglich etwa 2 bis 3° für eine typische abrollstarre Aufhängung.
Umgekehrtermaßen werden abrollflexible Aufhängungen bei Kraftfahrzeugen niedriger Höhe und Kraftfahrzeugen mit Mehrfachachsen eingesetzt, die mit anderen Aufhängungen stabilisiert sind. In diesen Situationen arbeiten die flexiblen Aufhängungen lediglich zur Erhöhung der lastenaufnehmenden Kapazität des LKW. Bei diesen Anwendungszwecken sind die Zugwirkung und die Belastungsfähigkeit ausschlaggebend, da eine flexible Aufhängung den Reifen ermöglicht, in Kontakt mit dem Boden zu bleiben. Die Reifen müssen in Bodenkontakt bleiben, um sicherzustellen, daß die erhöhte Tragekapazität des Kraftfahrzeug gleichmäßig über den Rahmen auf den Boden übertragen wird, ohne übermäßige Belastung an dem Kraftfahrzeugrahmenaufbau hervorzurufen. Unabhängig davon, ob eine abrollstarre oder abrollflexible Aufhängung verwendet wird, muß die Aufhängung rollstabil sein und das geeignete Abrollen und die seitliche Steuerung vorsehen, die erforderlich sind, um sicherzustellen, daß das gesamte Kraftfahrzeug stabil ist.
Traditionellerweise setzen LKW- und Anhängeraufhängungen eine federnde Achsen-Armverbindung ein, oder die Aufhängung umfaßt alternativ einen flexiblen oder Federarm, um erfolgreich die senkrechten Kräfte aufzunehmen, die während des Betriebs des Kraftfahrzeugs auftreten. Alternativ sieht das US-Patent Nr. 4,166,640 eine dreifunktionelle federnde Schwenkverbindung zwischen dem Arm und dem Hängebock ein, um ein größeres Abbiegungsausmaß ansprechend auf Zentrifugal- und Beschleunigungskräfte und ein geringeres Ausmaß an radialer Abbiegung ansprechend auf Kräfte, die entlang der Axiallänge des Armes wirken, vorzusehen. Die '640 -Druckschrift sieht so einen starren Arm in Kombination mit einer starren Achs-Armverbindung vor, wobei eine nachgiebige Buchse den Arm am Rahmen befestigt, die auf vertikale Kräfte anspricht, welche auf die Achse einwirken, um eine rollstabile Aufhängung zu erzeugen.
Eine Starrachse-Armverbindung kann eingesetzt werden, wenn die oben beschriebene trifunktionelle Buchse eingesetzt wird, um den starren Arm am Rahmen zu befestigen. Insofern sind Buchsen und konsequenterweise Befestigungsplatten und Befestigungsbolzen nicht für die Starrachse-Armverbindungen erforderlich. Aufhängungssysteme mit Starrachsen-Armverbindungen können wesentlich leichter hergestellt werden als Aufhängungssysteme, die federnde Achs-Armverbindungen erfordern. Zusätzlich sind starre Arme preiswerter herzustellen als Federarme, weshalb starre Armaufhängungen preiswerter sind als Federarmaufhängungen.
Das US-Patent Nr. 5,037,126 verwendet das grundlegende Konzept einer trifunktionellen Buchse, die in dem '640 -Patent gezeigt wird und sieht eine Starrachs-Armverbindung vor.
Zusätzlich offenbart das Patent Nr. 5,366,237 eine Starrachs-Armverbindung in Kombination mit einem starren Arm und der trifunktionellen Buchse. Die '237 -Druckschrift wurde entwickelt, um zu verhindern, daß die Achse in eine unrunde Querschnittskonfiguration aufgrund der senkrechten Kräfte belastet wird, die durch die zentrifugalen und Beschleunigungskräfte sowie durch die diagonale Achsenbewegung einwirken. Während die '237 -Druckschrift wohl ausreichend für den Zweck ist, für den sie gedacht worden ist, daß sie eine Starrachs-Armverbindung vorsieht, kann das Gewicht der Aufhängung noch verringert werden, wobei die Achs-Armverbindung, die dort offenbart wird, etwas schwierig zusammenzubauen ist. Insbesondere muß die Achse in die Öffnung gleiten, die in jedem der Arme ausgebildet ist, was die Herstellungszeit und konsequenterweise die Produktionskosten erheblich steigert.
Aus der gattungsgemäßen DE 40 07 629 A1 ist ein Aufhängungssystem bekannt, bei dem auf den Armen über je eine Bügelschelle eine die Arme verbindende Achse durch Klemmen befestigt ist. Dieses Aufhängungssystem ist bezüglich Montage und Baugröße verbesserungsfähig.
Die EP 0 296 568 B1 zeigt eine Lagerung eines Armes einer Achse.
Die FR 25 70 994 A1 zeigt einen Längsarm einer Achsaufhängung, wobei der Arm einen oberen und einen unteren Abschnitt und jeder Abschnitt ein Seitenwandpaar besitzt, wobei sich eine Schweißnaht in Längsrichtung jedes Arms erstreckt, die die Seitenwände des oberen Arms an den Seitenwänden des unteren Arms befestigt und dass eine hohle Achse sowohl am oberen als auch am unteren Abschnitt angrenzend an das zweite Ende direkt angeschweißt ist.
Die FR 25 45 422 A1 zeigt eine an Längslenkern aufgehängte Achse, welche als hohle Achse ausgeführt ist und sich von einem Längsarm zum anderen Längsarm erstreckt.
Den Lenker einer Einzelradaufhängung hat die JP 06 143 953 A zum Gegenstand.
Gemäß der US 5,375,871 werden verrrippte Längslenker einer Starrachse unterseitig mit einer nach unten offenen Schale versehen und von oben auf eine Achse aufgesetzt.
Es besteht Bedarf an einem Arm oder Träger, der so ausgebildet ist, daß er eine Achse durch eine Starrachs-Armverbindung aufnimmt. Zweiteilige Arme oder Träger sind seit einiger Zeit bekannt, wobei insbesondere der Neway^® AR-90 Anhängerluftaufhängung, die durch Neway^® von Muskegon, Michigan hergestellt wird, einen zweiteiligen Arm verwendet, der eine senkrechte Schweißung besitzt. Während die Neway^® AR-90 Anhängerluftaufhängung wohl für den Zweck ausreichend ist, für den sie gedacht war, erforderte die senkrechte Schweißung, daß der Arm geformt wurde, indem eine Stoßverbindung eingesetzt wurde, welche genau hergestellt werden mußte, wodurch die Herstellungskosten für das Luftaufhängungssystem erheblich stiegen. Zusätzlich war die senkrechte Schweißung der AR-90 Luftaufhängung an den oberen und unteren Armplatten positioniert. Als Ergebnis dessen war die Schweißung, die die rechte und linke Seite des Arms in der AR-90 Luftaufhängung befestigt, von der Biegeachse weg angeordnet, weshalb sie die maxiale Biegebelastungen aufnimmt, die der Arm erfährt, wodurch die Lebenserwartung der AR-90 Luftaufhängung erheblich verringert wurde.
Ein Problem, das zu den Starrachs-Armverbindungen gehört ist, daß die Garantie auf die Achse entfällt, falls eine Schweißung innerhalb von 3,8 cm von der senkrechten Achse entweder der Oberseite oder der Unterseite der Achse positioniert ist. Die Schweißung in diesem Bereich ist vom Achshersteller verboten, da diese Bereiche die größten Druck- und Spannungskräfte aufnehmen, die die Achse erfährt.
Es besteht deshalb Bedarf an einer Starrachs-Armverbindung, die mit einem starren Arm eingesetzt werden kann, der eine abrollstabile Aufhängung vorsieht, und der den in seitlicher und länglicher Richtung wirkenden oder axialen Kräften widersteht. Der Bedarf existiert ferner an einem Aufhängungssystem, das eine Achs-Armverbindung vorsieht, die leichtgewichtig ist, leicht zusammenzubauen und einfach herzustellen ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgaben der Erfindung umfassen das Vorsehen eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems, das rollstabil ist, und seitlichen und Längskräften widersteht.
Ein weiteres Ziel ist es, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem mit einer Starrachs-Armverbindung vorzusehen, die leichtgewichtig ist.
Ein noch weiteres Ziel ist es, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem vorzusehen, bei dem jeder Arm oder Träger mit oberen und unteren Teilen, die in einer passenden Aufnahme befestigt sind, ausgebildet ist.
Eine noch weitere Aufgabe ist es, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem vorzusehen, bei dem der obere und der untere Teil jedes Arms oder Trägers lediglich teilweise um eine Achse herum zusammengebaut ist, um eine Starrachs-Armverbindung zu bilden, wobei die Schweißungen, die die Achse am Arm befestigen, im wesentlichen angrenzend an die Biegeachse der Achse positioniert sind.
Eine noch weiter Aufgabe ist es, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem vorzusehen, das eine Buchse mit drei Funktionen einsetzt.
Eine noch weitere Aufgabe ist es, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem vorzusehen, bei dem die Achse an jedem Arm durch eine Schweißung befestigt ist, die sich angrenzend an die Vorderseite und angrenzend an die Rückseite der Achse erstreckt.
Eine noch weitere Aufgabe ist es, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem vorzusehen, das bei den meisten Kraftfahrzeugen gleichermaßen gut arbeitet.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem vorzusehen, das der Querschnittskonfiguration der Achse eine Veränderung ermöglicht, wenn sie sich von einem belasteten in einen nicht belasteten Zustand bewegt.
Eine noch weiter Aufgabe ist es, solch ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem vorzusehen, das einfach im Aufbau ist, und die angegebenen Aufgaben in einer einfachen, effektiven und preiswerten Weise löst, und welches die Probleme löst und den im Stand der Technik existierenden Bedarf zufriedenstellt.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch ein Aufhängungssystem nach Anspruch 1.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, zeigen die beste Art und Weise, in denen sich der Anmelder die Anwendung der Prinzipien vorgestellt hat, die in der folgenden Beschreibung dargestellt und in den Zeichnungen gezeigt werden, wobei insbesondere und vorherrschend auf die anhängenden Ansprüche hingewiesen wird. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht eines Paars der Kraftfahrzeugaufhängungssysteme, wobei die Rad- und Bremsaufbauten in strichpunktierten Linien gezeigt sind, befestigt an einem Kraftfahrzeug,
2 eine vergrößerte Seitenansicht, eines der Kraftfahrzeugaufhängungs-systeme, die in 1 gezeigt sind, wobei Teile in strichpunktierten Linien gezeigt sind,
2A eine vergrößerte Draufsicht auf das Kraftfahrzeugaufhängungsystem, das in 2 gezeigt wird,
3 eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht eines Arms oder Trägers eines der in 1 gezeigten Kraftfahrzeugaufhängungssysteme, wobei die Achse weggebrochen und im Schnitt dargestellt ist,
4 eine vergrößerte zusammengesetzte perspektivische Ansicht eines der Arme des Kraftfahrzeugaufhängungssystems, wie es an einer Achse befestigt ist, weggebrochen und im Schnitt dargestellt,
5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der 4,
6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der 2,
7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der 2, und
8 eine vergrößerte Perspektivansicht eines Arms einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die mit einer Achse weggebrochen und im Schnitt dargestellt ist.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in sämtlichen Zeichnungen auf gleiche Teile.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das verbesserte Kraftfahrzeugaufhängungssystem der vorliegenden Erfindung ist generell bei 1 angedeutet und ist insbesondere in den 1, 2 und 7 gezeigt, wie es an einem Kraftfahrzeug 2, z. B. einem LKW oder Anhänger, befestigt ist. Das Kraftfahrzeug 2 umfaßt einen Laderaum 3, der durch ein Paar Rahmenträger 4 getragen wird, die sich unterhalb des Laderaums 3 längs erstrecken und entlang der Länge des Kraftfahrzeugs 2. Das Aufhängungssystem 1 umfaßt ein Paar Hängeböcke 5, die an einem Gleitrahmen 6 angeschweißt sind, der ein Paar paralleler und beabstandeter Gleitkanäle 7 umfaßt. Die Gleitkanäle 7 sind in einer Entfernung voneinander beabstandet, die der Entfernung zwischen den Rahmenträgern 4 entspricht und sind an den Rahmenträger oder Schienen 4 mit einer Vielzahl von Befestigungsbolzen befestigt. Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Paar identischer Aufhängungssysteme 1 gezeigt, wie sie am Kraftfahrzeug 2 installiert sind, wobei lediglich eines im Detail weiter unten beschrieben wird.
Das Aufhängungssystem 1 umfaßt ein Paar paralleler und beabstandeter hinterer Arme 15 (2A). Da die hinteren Arme oder Träger 15 identisch sind, wird lediglich einer im Detail weiter unten beschrieben. Jeder hintere Arm 15 ist mit einer Neutralebene oder Nullebene B ausgebildet (1), die die Minimumbelastung als Ergebnis der Biegemomente erfährt, die auf die hinteren Arme 15 während des Betriebs einwirken. Ein erstes Ende 16 jedes hinteren Arms 15 ist an einem entsprechenden Hängebock an einem Schwenkpunkt 17 befestigt und ein zweites Ende 18 jedes hinteren Arms 15 ist an einer Achse 19 angeschweißt. Ein Befestigungshalter 20 ist am zweiten Ende 18 des hinteren Arms 15 befestigt. Bezugnehmend auf 2 umfaßt der Befestigungshalter 20 ein Paar unterer Flansche 22 und eine Luftfeder-befestigungsplatte 23. Eine Luftfeder 24 liegt zwischen der Luftfederbefestigungsplatte 23 und dem Gleitrahmen 6, um das Kraftfahrzeug 2 und die damit zusammenhängenden vertikalen Lasten zu tragen. Jedes Ende der Achse 19 besitzt eine Reifenradanordnung 21, die drehbar darauf gelagert ist.
In Übereinstimmung mit einem der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung ist jeder hintere Arm 15 mit einem oberen Abschnitt 30 und einem unteren Abschnitt 31 ausgebildet. Es wird auf die 2 bis 5 Bezug genommen, wo der obere Abschnitt 30 mit einer oberen Wand 32 und einem Paar paralleler und voneinander beabstandeter Seitenwände 33 ausgebildet ist. Die Seitenwände 33 sind im wesentlichen vertikal und senkrecht zur oberen Wand 32. Jede Seitenwand 33 ist mit einer bogenförmigen Kante 34, angrenzend an das erste Ende 16 des hinteren Arms 15 und einer bogenförmigen Achsenausnehmung 35 angrenzend an das zweite Ende 18 des hinteren Arms 15 ausgebildet. Auf gleiche Weise ist der Bodenabschnitt 31 mit einer Bodenwand 36 und einem Paar parallel und voneinander beabstandeter Seitenwände 37 ausgebildet. Die Seitenwände 37 sind vertikal und verlaufen im wesentlichen senkrecht zur Bodenwand 36. Jede Seitenwand 37 ist mit einer bogenförmigen Kante 38, angrenzend an das erste Ende 16, und einer Achsenausnehmung 39, angrenzend an das zweite Ende 18, des hinteren Arms 15 ausgebildet. Die obere Wand 32 und die Bodenwand 36 sind mit einem bogenförmigen Abschnitt 45 ausgebildet, der an einer hinteren Kante 46 endet. Der bogenförmige Abschnitt 45 ist komplementär in Bezug zu einem Abschnitt der Achse 19.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die Seitenwände 33 des oberen Abschnitts 30 voneinander in einer Entfernung beabstandet, die der Entfernung zwischen der Innenfläche der Seitenwände 37 des Bodenabschnitts 31 gleicht, wodurch sich eine Längsverbindungslinie zwischen den Seitenwänden 37 und 33 ausbildet. Ein Schweißwulst oder -naht 47 (4 und 5) wird danach entlang der Längsverbindungslinie plaziert, wodurch der obere Abschnitt 30 am unteren Abschnitt 31 befestigt wird. Insbesondere ruht der obere Abschnitt 30 im unteren Abschnitt 31 derart, daß die Seitenwände 37 und 33 sich überlappen. Der obere Abschnitt 30 und der untere Abschnitt 31 sind äußerst wirtschaftlich hergestellt durch Stanzen oder Ziehen, wodurch die Kanten der Seitenwände 33 und 37 nicht genau getrimmt oder größenmäßig festgelegt werden müssen. Falls die Seitenwände 33 und 37 auf Stoß in Eingriff treten würden, würden ihre Kanten getrimmt oder genau zugeschnitten werden müssen, um eine starke Schweißung 47 sicherzustellen. Da sich jedoch die Seitenwände 33 und 37 überlappen, kann eine starke Verschweißung 47 dazwischen positioniert werden, obwohl der obere Abschnitt 30 und der Bodenabschnitt 31 wirtschaftlich durch Stanzen oder Ziehen mit ungleichmäßigen Kanten hergestellt worden sind. Die Schweißung 47 befestigt die Seitenwände 33 und 37 entlang der überlappenden Verbindung angrenzend an die Neutralebene B jedes hinteren Arms 15. Auf diese Weise erfahren die Schweißungen 47 die minimale Belastung als Ergebnis der Biegemomente, die den Armen 15 verliehen wird, während die neutrale Achse weder unter Druck noch unter Spannung gesetzt wird, als Ergebnis solcher Biegemomenten während des normalen Betriebs. Während die hinteren Arme 15 eine Anzahl von Größen und Ausgestaltungen annehmen können, sind sie in der bevorzugten Ausführungsform nach außen vom ersten Ende 16 in Richtung zum zweiten Ende 18 verbreitert, um die seitliche Abbiegung des Aufhängungssystem 1 zu begrenzen, und den Abbiegungswiderstand als Ergebnis der Drehmomentkräfte zu steigern, die auf die Achse 19 einwirken. Die Achse 19 ist innerhalb der Achsenausnehmungen 35 und 39 positioniert.
Die Achse 19 ist mit einer Neutralebene (1, 4, 7 und 8) 50 und einer oberen Hälfte 51 und einer Bodenhälfte 52 und einem hinteren bogenförmigen Abschnitt 53 ausgebildet, der einen Teil der oberen Hälfte 51 und der Bodenhälfte 52 umfaßt, wie dieses deutlicher durch den Pfeil A in den 2, 4 und 8 angedeutet ist. Die neutrale oder Null-Ebene 50 erstreckt durch das Zentrum der Achse 19 und stellt denjenigen Teil der Achse 19 dar, der die geringste Belastung ansprechend auf die Biegemomente erfährt, die an der Achse 19 von den Reifenradaufbauten 21 (5 und 6) angelegt werden. Die Achsenaufnehmung 35 des oberen Abschnitts 30 ist komplementär in Bezug zu einem Teil der oberen Hälfte 51 der Achse 19. Auf gleiche Weise ist die Achsenausnehmung 39 des Bodenabschnitts 31 komplementär in Bezug zu einem Teil der Bodenhälfte 52 der Achse 19. Die Achse 19 ist so zwischen dem oberen Abschnitt 30 und dem unteren Abschnitt 31 und innerhalb der Achsenausnehmungen 35 bzw. 39 positioniert. Die Hinterkanten 46 des oberen Abschnitts 30 und des Bodenabschnitts 31 bleiben voneinander beabstandet, wenn die Achse 19 innerhalb der Achsenausnehmungen 35 und 39 positioniert ist, wodurch der bogenförmige Abschnitt 53 der Achse 19 freigelegt wird, wie es spezifischer in 4 gezeigt wird. Eine horizontale Schweißung 54 erstreckt sich dann entlang jeder hinteren Kante 46 des oberen Abschnitts 30 und des Bodenabschnitts 31, wodurch die Achse 19 innerhalb der Achsenausnehmungen 35 bzw. 39 befestigt wird. Zusätzlich erstreckt sich eine Schweißung 55 quer zur Längsrichtung der Achse 19 und befestigt die Seitenwände 33 und 37 an der Achse 19, angrenzend an die Schweißung 47, um die Achse 19 weiter an den hinteren Arm 15 (5) zu befestigen.
Eine mittige Platte 56 ist zwischen den Seitenwänden 33 befestigt und erstreckt sich in den Bodenabschnitt 31, angrenzend zur Achse 19. Wie in 5 und 7 beschrieben wird, ist die mittige Platte 56 an der Achse 19 bei einer Schweißung 57 zwischen den Seitenwänden 35 angeschweißt.
Die bogenförmigen Kanten 34 und 38 sind komplementär in Bezug zu einer Buchsenhülse 60 und sind daran angeschweißt. Eine Buchse 61 (7) ist in die Buchsenhülse 60 eingepaßt und eine innere Hülse 62 ist innerhalb der Buchse 61 befestigt. Die Buchse 61 ist eine trifunktionelle Buchse, wie z. B. diejenige, die im US-Patent Nr. 4,166,640 beschrieben wird und sieht ein Paar von Leerräumen 63 vor, um sicherzustellen, daß die Federkonstante in der senkrechten Richtung geringer ist als die Federkonstante in der horizontalen Richtung, um eine rollstabile Aufhängung vorzusehen, während gegenüber Kräften Widerstand bleibt, die dem Aufhängungssystem entlang der Längsachse des Arms verliehen werden. Wie in 1 gezeigt ist, erstreckt sich ein Drehzapfen 69 durch die Innenhülse 62, um den hinteren Arm 15 am Hängebock 5 zu befestigen.
Im Betrieb befestigen die Schweißungen 47, 54 und 57 die Achse 19 innerhalb der Achsausnehmungen 35 und 39 des oberen Abschnitts 30 bzw. des unteren Abschnitts 31. Die Hinterkanten 46 enden kurz vor der neutralen Ebene 50, um den bogenförmigen Abschnitt 53 der Achse 19 freizulegen, wodurch sichergestellt wird, daß die Achse 19 sich als Ergebnis der Drehmomentbelastungseingaben von den Reifenradaufbauten 21 abbiegt. Die Buchse 61 verleiht dem Kraftfahrzeug 2 die Abrollflexibilität, während sie eine hohe Federkonstante in der horizontalen Richtung aufrechterhält, um eine Längsbiegung des Aufhängungssystems 1 zu verhindern.
Wie es aus einem Blick auf die 1 bis 7 einleuchten dürfte, ist das Aufhängungssystem rollstabil und widersteht den Verbiegungen als Ergebnis der Längskräfte, die auf die hinteren Arme 15 einwirken. Zusätzlich ist das Aufhängungssystem 1 leichtgewichtig als Ergebnis der festen Verbindung von der Achse zum Arm, wodurch die Achse 19 innerhalb der Achsenausnehmungen 35 und 39 gehalten wird, wobei der obere Abschnitt und der untere Abschnitt 31 an der Achse 15 auf solche Weise befestigt ist, daß sichergestellt wird, daß der bogenförmige Abschnitt 53 offen ist und der Verbiegung unterliegt. Das Aufhängungssystem 1 ist ebenfalls leicht zusammenzubauen, da der hintere Arm 15 um die Achse 19 herum zusammengebaut wird und nicht erfordert, daß der Hersteller eine Achse durch Öffnungen hindurchfährt, die innerhalb jedes hinteren Armes ausgebildet sind.
Nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Teil des Aufhängungssystems allgemein mit 70 bezeichnet und wird insbesondere in 8 gezeigt. Das Aufhängungssystem 70 gleicht dem Aufhängungssystem 1 darin, daß es eine Achse 19, eine Buchsenhülse 60, eine Buchse 61 und eine innere Hülse 62 umfaßt. Das Aufhängungssystem 70 umfaßt ferner ein Paar hinterer Arme oder Träger 71 (einer wird gezeigt), die den hinteren Armen 15 der ersten Ausführungsform der Erfindung gleichen, abgesehen davon, daß sie nicht vom ersten Ende 16 zum zweiten Ende 18 hin verbreitert sind. Zusätzlich sind ein Paar Befestigungsflansche 72 an den Seitenwänden 33 und 37 angrenzend an die Achse 19 und die mittige Platte 56 befestigt. Die Befestigungsflansche 72 sind an die Seitenwände 33 und 37 und an die Achse 19 angeschweißt, um den Widerstand des Aufhängungssystems 1 gegenüber seitlicher Abbiegung zu steigern und ferner die Achse 19 innerhalb der Achsausnehmungen 5 und 39 zu sichern. Während die Befestigungsflansche 72 eine Anzahl von Größen und Konfigurationen annehmen können, sind sie in der bevorzugten Ausführungsform dreiwinklig in ihrer Konfiguration und sind am äußeren jedes hinteren Arms 15 befestigt. Die Befestigungsflansche 72 können sich jedoch durch die Ausnehmungen erstrecken, die in den hinteren Armen 15 ausgebildet sind und können integral mit der mittigen Platte 56 verbunden sein.
Zusammenfassend sehen die Aufhängungssysteme 1 und 70 eine feste Verbindung von Achse und Arm oder Träger vor, die leicht zusammenzubauen und leichtgewichtig ist, indem ein hinterer Arm vorgesehen wird, der einen oberen Abschnitt 30 besitzt, der mit einer Achsenausnehmung 35 ausgebildet ist, und einen unteren Abschnitt 31 aufweist, der mit einer Achsenausnehmung 39 zur Aufnahme einer Achse 19 dazwischen ausgebildet ist. Die Achse 19 ist innerhalb der Achsausnehmung 35 und 39 über ein Paar hinterer Schweißungen befestigt, die sich zwischen den Hinterkanten 46 an jeder Seite des bogenförmigen Abschnitts 53 der Achse 19 erstrecken. Zusätzlich kann sich eine hintere Platte vom oberen Abschnitt 30 zwischen den Seitenwänden 33 nach unten erstrecken, um eine hintere Schweißung angrenzend an die neutrale Ebene 50 der Achse 19 vorzusehen.
Dementsprechend ist das verbesserte Aufhängungssystem vereinfacht, und liefert eine wirksame, sichere, preiswerte und effiziente Einrichtung, die sämtlich aufgeführten Aufgaben und Ziele und die Schwierigkeiten, die mit den bekannten Vorrichtungen auftraten, löst, und darüber hinaus neue Ergebnisse im Stand der Technik liefert.
Nachdem nunmehr die Prinzipien der Erfindung beschrieben worden sind, wird die Art und Weise, wie das erfindungsgemäße Aufhängungssystem aufgebaut und verwendet wird, die Eigenschaften ihrer Konstruktion und die vorteilhaften neuen und nützlichen Ergebnisse, die neuen und nützlichen Aufbauten, Vorrichtungen, Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen in den anhängenden Ansprüchen aufgezeigt.

Claims

Aufhängungssystem (1; 70) zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen, die ein Gestell oder einen Rahmen besitzen, wobei das Aufhängungssystem folgendes umfaßt: ein Paar voneinander beabstandeter Längsarme oder -lenker (15), die jeweils ein erstes Ende (16), ein zweites Ende (18), einen oberen Abschnitt (30) und einen unteren Abschnitt (31) besitzen, Drehmittel, die am ersten Ende (16) jedes Armes (15) zur drehbaren Befestigung jedes Armes (15) am Rahmen (6) befestigt sind, und eine hohle Achse (19), dadurch gekennzeichnet, dass jeder obere und untere Abschnitt (30, 31) ein Seitenwandpaar (33, 37) besitzt, dass Schweißnähte (47), die sich in Längsrichtung entlang jedes Armes (15) zwischen dem ersten und zweiten Ende (16, 18) erstrecken, die Seitenwände (33) des oberen Abschnittes (30) an den Seitenwänden (37) des unteren Abschnittes (31) befestigen, und dass die hohle Achse (19) sowohl am oberen als auch am unteren Abschnitt (30, 31) jedes Arms (15) angrenzend an das zweite Ende (18) direkt angeschweißt ist, so dass sich die hohle Achse (19) vom oberen und unteren Abschnitt (30, 31) eines Arms (15) zum oberen und unteren Abschnitt (30, 31) des anderen Arms (15) erstreckt.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Achse (19) ein Rohr ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Neutralebene (B) der Arme (15) durch die Achse (19) erstreckt.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, in einer Seitenansicht des Aufhängungssystems (1; 70) gesehen, die Achse (19) in vertikaler Richtung auf Höhe des zweiten Endes (18) liegt.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, in einer Seitenansicht des Aufhängungssystems (1; 70) gesehen, die Achse (19) in vertikaler Richtung zwischen der oberen Wand (32) des oberen Abschnitts (30) und einer Bodenwand (36) des unteren Abschnitts (31) liegt.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schweißnaht (47), die die Seitenwände (33, 37) miteinander verbindet, längs oder angrenzend an die Neutralebene (B) des zugeordneten Arms (15) erstreckt.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (47), die die Seitenwände (33, 37) miteinander verbindet, an eine Schweißnaht (55) angrenzt, welche quer zur Längsrichtung der Achse (19) verläuft, wobei die quer verlaufende Schweißnaht (55) die Achse (19) mit dem oberen und dem unteren Abschnitt (30, 31) verbindet.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsarme (15) zum zweiten Ende (18) aufweiten, in Draufsicht auf das Aufhängungssystem (1; 70) gesehen.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungshalter (20) zum Tragen einer Luftfeder (24) am Arm (15) befestigt ist, wobei der Befestigungshalter (20) ein bezüglich des zugeordneten Arms (15) separates Bauteil bildet.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Arm (15) ein Befestigungshalter (20) zum Tragen einer Luftfederungsplatte (23), in Draufsicht auf das Aufhängungssystem (1; 70) gesehen, auf der den Armen (15) bezüglich der Achse (19) entgegengesetzten Seite im Bereich der Arme (15) vorgesehen sind.
Aufhängungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungshalter (20) der Luftfederbefestigungsplatte (23), die sich im wesentlichen horizontal oder im wesentlichen parallel zu einer oberen, zur Kontaktierung des Fahrzeugrahmens (6) vorgesehenen Stirnseite der Luftfeder (24) erstreckt.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder obere Abschnitt (30) und jeder untere Abschnitt (31) mit einer Achsenausnehmung ausgebildet ist, die komplementär in Bezug zu einem Teil der Achse (19) ist, und dass die Achse (19) innerhalb der Achsenausnehmungen sowohl des oberen Abschnitts (30) als auch des unteren Abschnitts (31) des Arms (15) gelagert ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (19) eine obere Hälfte und eine untere Hälfte besitzt, dass die Achsenausnehmung, die im oberen Abschnitt (30) ausgebildet ist, komplementär in Bezug zu einem Teil der oberen Hälfte der Achse (19) ist, und dass die Achsenausnehmung des unteren Abschnitts (31) komplementär in Bezug zu einem Teil der unteren Hälfte der Achse (19) ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (15) einen bogenförmigen Abschnitt besitzt, und dass das zweite Ende (18) des oberen Abschnitts (30) und des unteren Abschnitts (31) voneinander getrennt sind, angrenzend an den bogenförmigen Abschnitt der Achse (15).
Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (30) mit einer oberen Wand (32) ausgebildet ist, dass der untere Abschnitt (31) mit einer Bodenwand (36) ausgebildet ist, und dass die obere Wand (32) und die Bodenwand (36) mindestens einen Teil der Achsenausnehmungen bilden.
Aufhängungssystem nach Anspruch 15, bei dem die Achsenausnehmungen bogenförmig sind.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (33, 37) des oberen oder unteren Abschnitts (30, 31) in einer ausreichenden Entfernung voneinander beabstandet sind, um die Seitenwände (37, 33) des anderen Abschnitts dazwischen aufzunehmen, und dass sich die Schweißnaht (47) entlang der Seitenwände (33, 37) erstreckt, wodurch der obere Abschnitt (30) am unteren Abschnitt (31) befestigt wird.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine mittige Platte (56) zwischen den Seitenwänden (33, 37) der oberen oder unteren Abschnitte (30, 31) erstreckt, und dass die Platte (56) an der Achse (19) angeschweißt ist.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm (15) mit einer senkrechten Platte (56) versehen ist, und wobei die Schweißnaht (47) sich in Längsrichtung entlang des Arms (15) angrenzend an die senkrechte Platte (56) erstreckt.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (15) jeweils eine obere Wand (32), die die beiden Seitenwände (33) des oberen Abschnitts (30) miteinander verbindet, und eine Bodenwand (36), die die beiden Seitenwände (37) des unteren Abschnitts (31) miteinander verbindet, aufweist, dass am ersten Ende der Arme (15) jeweils eine Buchsenhülse (60) zwischen dem oberen und unteren Abschnitt (30, 31) gelagert und durch Schweißen an den Abschnitten (30, 31) befestigt ist, wobei die Seitenwände (33, 37) des oberen und unteren Abschnitts (30, 31) eine bogenförmige Kante (34, 38), die komplementär zur Buchsenhülse (60) ist, aufweisen, und dass die obere Wand (32) und die Bodenwand (36) am ersten Ende voneinander beabstandet an der Buchsenhülse (60) enden.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Buchsenhülse (60) zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt (30, 31) angrenzend an das erste Ende (16) gelagert ist, wobei die eine Buchse (61) innerhalb der Buchsenhülse (60) gelagert ist, und wobei sich ein Drehzapfen (69) durch die Buchse (61) erstreckt, um den Arm (15) schwenk- oder drehbar am Rahmen (6) zu befestigen.
Aufhängungssystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (61) mit einer ersten Federkonstanten in der senkrechten Richtung und einer zweiten Federkonstanten in der horizontalen Richtung ausgebildet ist, und wobei die zweite Federkonstante größer ist als die erste Federkonstante.
Aufhängungssystem nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch Aussparungen (63) in der Buchse (61) zur Reduzierung der Federkonstanten in der vertikalen Richtung relativ zur Federkonstanten in der horizontalen Richtung.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seitenflansch an der Seitenwand (33, 37) jedes Arms (15) und der Achse (19) befestigt ist, um die Verbindung dazwischen zu verstärken.
Aufhängungssystem nach den Ansprüchen 18 und 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflansche integral mit der mittigen Platte (56) ausgebildet sind.
Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich sowohl der obere Abschnitt (30), als auch der untere Abschnitt (31) nach außen vom ersten Ende (16) in Richtung zum zweiten Ende (18) hin konisch verbreitern.