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Unabhängige Aufhängung für die gelenkten Vorderräder von Kraftfahrzeugen.
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Die erfindung bezieht sich auf eine unabhängige Aufhängung der gelenkten
Vorderräder für Kraftfahrzeuge mit einem tragenden Federbein, bestehend aus einem
Teleskopstoßdämpfer und einer diesen umgebenden, als PLadfeder dienenden Schraubenfeder,
sowie einem am Radträger angelenkten Querlenker, wobei der Teleskopstoßdämpfer an
seinem unteren Ende starr mit dem Radträger verbunden it und an seinem oberen Ende
elastisch am Fahrzeugaufbau oder Teilen desselben abgestützt ist.
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In einer solchen ~inzelradfederung wird das Rad durch den i wesentlichen
horizontalen Lenker und die Kolbenstange des Stoßdämpfers geführt. Dabei wird die
Kolbenstange der Federbeinführung in einem Gummigelenk elastisch und winkelbeweglich
mit dem Fahrzeugaufbau verbunden.
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Zur Federung des gelenkten rades ist eine Schraubenfeder vorgesehen,
die sich einerseits gegen einen am Stoßdämpfergehäuse angeschweißten unteren Pederteller
und andererseits gegen einen oberen lederteller abstützt, der gegen die Verbindung
zwischen der Kolbenstange des Stoßdämpfers und dem Wagenkasten drehbeweglich sein
muß.
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ei einer Betätigung der Lenkung dreht sich der Achsschenkel mit den
Stoßdämpfergehäuse um die Kolbenstange und damit
dreht sich auch
der am Stoßdämpfergehäuse befestigte untere Federteller bei dieser Drehung mit.
Das Stoßdämpfergehäuse dreht sich relativ zu der aül Wagenkasten befestigten Kolbenstange
und dem Kolben des Stoßdämpfers.
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Somit ergeben sich bei einer Lenkbewegung des Achsschenkels folgende
neibungsstellen, die den Lenkaufwand erhöhen.
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Eine gleitende Reibung zwischen dem Stoßdämpferkolben und dem Stoß
-dämpfergehäuse, sowie eine gleitende Reibung zwischen der Esolbenstange des ßtoßdämpfers
und ihrer Führung am oberen Ende des Stoßdämpfergehäuses und drittens eine gleitende
Reibung zwischen dem oberen Federteller und der Befestigung der Kolbenstange am
Wagenkasten.
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Diese Reibungswiderstände erschweren die Betätigung der Lenkung und
beeinträchtigen damit den tahrkornfort.
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Um diesen Nachteil zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, die
Kolbens tange in dem Gummigelenk ihrer Befestigung am Wagenkasten entweder in einem
Kugelgelenk (siehe Auto Motor und Sport, Jahrgang 1968, Nr. 3 vom 3.2.68, Seite
24) oder in einem Axialdrucklager (Automobile Engineer, Jahrgang 1969, Seite 217
und DAS 1 075 444, 63c,38/o8 drehbar zu lagern.
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Diese Lösungen können jedoch nicht befriedigen, da die Konstruktion
von Axialdrucklager und Gummielement zur Abstützung der Kolbenstange des Stoßdämpfers
einen beträchtlichen Teil der Bauhöhe beanspruchen, die den zur Verfugung stehenden
Federweg verkürzen.
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Durch die Erfindung wird bei einer Verminderung der Reibungskräfte
und damit Erleichterung der Lenkung eine Vergrößerung des zur Verfügung stehenden
Federweges gewonnen.
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Die erfindung löst diese Aufgabe durch Verwendung nur geringe Bauhöhe
beanspruchender Rollelemente wischen dem oberen Feder teller
und
der Befestigung der Kolbenstange des Stoßdämpfers am Wagenkasten.
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Durch die Erfindung ergibt sich ausserdem durch Zusammenfassung mehrerer
Bauteile ein sehr einfacher Zusammenbau. Gleitende Reibung ist vermieden und durch
die geringe innere Reibung der elastischen Rollelemente ersetzt, wodurch die bewegten
Teile nur geringem Verschleiß unterworfen sind. Auch ist eine besondere Abdichtung,
wie bei den im Stande der Technik verwendeten Axialdrucklagern, nicht erforderlich.
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Im folgende sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung
im einzelnen beschrieben und dargestellt.
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Tn zur Zeichnung ist: lig.1 eine schematische Ansicht einer Radführung
durch ein Federbein nach der Erfindung, Fig. 2 eine etwas vergrößerte Ansicht der
Befestigung eines Federbeines nach der Erfindung in einer anderen Ausführungsform,
jig. 3 eine Ansicht des in @ig.2 dargestellten Teiles eines Federbeines in einer
weiteren Ausführungsform, @ig.4 eine Ansicht einer Befestigung und Anlenkung eines
vederbtines in einer dritten Ausführungsform.
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In Fig. 1 ist der mit dem Wagenkasten fest verbundene Radeinbau mit
10 bezeichnet. Das auf de3 Achsschenkel 13 gelagerte, lenkbare Laufrad 12 ist am
Waenkasten durch einen Lenker 14 und den mit dem Radträger fest verb@ndenen Stoßdämpfer
1G und dessen Stoßstange 15 geführt.
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Fest mit dem Gehäuse des Stoßdämpfers 16 verbunden ist ein unterer
Federteller 17, auf dem sich das eine Ende einer Schraubenfeder 18 abstützt, der
von dem Gehäuse des Stoßdämpfers 16 getragen wird.
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Der obere Federteller 19 ruht auf einem Absatz 21 am oberen Ende
der Stoßstange 15. Er hat um eine zentrale Bohrung 28 einen nabenartigen Teil, auf
dem mit seinem Boden 29 der schüsselartig vertiefte Teil einer Abschlußplatte 26
aufsitzt, die mit einer Mutter 27 19 den oberen Federteller yuf dem mit Gewinde
versehenen oberen Ende der Stoßstange 15 hält. Anschließend an den schiisselartig
vertieften Teil der Abschlußplatte 26 erstreckt sich ein in wesentlichen horizontaler
Rand 30 der Abschlußplatte.
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Zur Einsparung von Bauhöhe kann sich an den mittleren Teil des oberen
Federtellers 19 ein nach unten gezogener Teil 31 anschließen, in den ein im wesentlichen
horizontaler Teil 32 einer Verstärkungsplatte 22 hineinragt, die einen erhöhten
Rand 33 hat, mit dem die Verstärkungsplatte 2? am Radeinbau 10 in bekannter Weise
(nicht dargestellt) befestigt ist.
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Der obere Federteller 19 hat schließlich eine in der randzone aufgebördelte
Kante 9.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, brillen der obere Federteller
19 durch eeine Randzone 34 zusammen mit dem über dieser Randzone liegenden Rand
33 der Verstärkungsplatte 22 eine Laufbahn für elastische Rollelemente 20, während
der horizontale Teil 32 der Verstärkungsplatte 22 zusammen mit einem horizontalen
Teil 30 der Abschlußplatte 2G eine Laufbahn für einen zweiten Satz von elastischen
Rollelementen 24 bildet.
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Die Rollelemente 20 und 24 können aus einem clastischen Werkstoff,
beispielsweise Gummi, hergestellt sein und ihren kreisförmigen Laufbahnen entsprechend
aus leicht konischen Rollen gebildet sein, damit sie in ihren Laufbahnen gut abrollen.
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Sie sollen so dimensioniert sein, daß sie ohne bleibende Formänderung
die auftretenden Axial- und Radialkräfte aufnehmen und ausreichende Dämpfung und
Winkelbewegungen zulassen. Die Rollelemente können in Käfigen geführt sein, wodurch
ihre Montage erleichtert wird.
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Durch die Verschachtelung der Laufbahnen für die beiden Satz von Rollelementen
wird erheblich an Bauhöhe gespart und für eine weiche Federung des des Rades Federweg
gewonnen. Die Verwendung der elastischen Rollelemente vermeidet gleitende Reibung
von Teilen, wodurch die bewegten Teile nur geringem Verschlei3 unterworfen sind,
während gleichzeitig durch die Einschaltung dieser elastischen Mittel Straßengeräusche
vom Wagenkasten ferngehalten werden.
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Es ist klar, daß die ausbildung uFormgebung des oberen Federtellers
sowie der Absciilußplatte 26 und der Verstärkungsplatte 22 in Fig. 1 und in der
obigen 3eschreibung nur schematisch angedeutet sind.
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Aus konstruktiven und formtechnischen Gründen kann, wie beispielsweise
in Fig. 2 angedeutet, die Ausbildung dieser Teile verändert werden.
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In Fig. 2 ist daher beispielsweise eine etwas abgeänderte Ausführungsform
beschrieben, in der die den in Fig. 1 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen
mit Index versehen sind.
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Auf einem Absatz 21' der Kolbenstange 15' des Stoßdämpfers 16' sitzt
der obe.e Federteller 19' mit seinem um eine zentrale Bohrung 28' vorgesehenen nabenartigen
Teil und der ebenfalls mit einer Bohrung versehene schüsselartige vertiefte Teil
einer Abschlußplatte 2C'.
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Durch eine Mutter 27' werden diese Teile fest auf der Kolbenstange
15' gehalten. An den nabenartigen, mittleren Teil des oberen Federtellers schließt
sich ein nach unten gezogener Teil 31' an, der so ausgeist ist , daß er den Anschlagpuffer
11' der Kolbenstange hält.
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Die Randzone 34' bildet eine rillenförmige Laufbahn und ist an ihrer
äußersten Kante zur sicheren Anlage der Feder 18' nach unten abgebördelt.
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Die Verstärkungsplatte 22 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in
Fig. 2 durch entsprechende Formgebung des Radeinbaus 10' ersetzt. Um eine kreisformige
oeffnung 40' im Radeinbau herum ist der Rand dieser Öffnung durch Prägung nach unten
gezogen und ragt in die schUsselartige Vertiefung 31' des oberen Federtellers 19'
hinein, während in seinem im wesentlichen horizontal verlaufenden Teil 33' eine
nach unten offene Rille 42' eingeprägt ist. Die Rille 42' bildet zusammen mit einer
in den Rand 34' des Federtellers 19' eingeprägte,nach oben offene Rille eine Laufbahn
flir kugelförmige, elastische Rollelemente 20', welche hauptsächlich die auftretenden
axialen Kräfte der Federung aufnehmen.
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Der nach oben gebogene Rand 43' der schüsselartig vertieften Abschlußplatte
26' bildet zusammen mit dem nach unten gezogenen Rand 44' der Öffnung 40' eine Laufbahn
für kugelförmige, elastische Rollelemente 24' in der Weise, daß von ihr hauptsächlich
radiale Kräfte der Kolbenstange t5' aufgenommen werden.
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Fig. 3 veranschaulicht eine Aueführungsform ähnlich der in Fig. 2
beschriebenen. Hier sind jedoch die Laufbahnen 34', 42' und 43', 44' zur Mitte der
Kolbenstange 15' des Stoßdämpfers exzentrisch nach der Mitte des Fahrzeuges zu versetzt.
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Dadurch wird auf die Kolbenstange 15' ein Moment ausgeübt, durch dda
die Durchbiegung der Kolbenstange reduziert wird.
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Fig. 4 schließlich zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der
nur ein Satz von elastischen Rollelementen verwendet ist, bei der jedoch durch die
Anordnung und Dimensionierung dieser Rollelemente die gleiche Wirkung erzielt wird,
wie durch die beiden Satz von elastischen
Rollelementen in den obenbeschriebenen
Ausführungsformen.
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In der Ausführungsform nach Fig. 4 sitzt auf einem Absatz 21" der
Kolbenstage 15'' des Stoedämpfers der obere Federteller 19' mit seinem um eine zentrale
Bohrung 28 " vorgesehenen, nabenartigen Teil und der ebenfalls mit einer Bohrung
versehene schüsselartig vertiefte Teil einer Abschlußplatte 26''. Durch eine Mutter
27'' werden diese Teile fest auf der Stoßstange 15'' gehalten.
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Seitliche Abschnitte 45 des nabenartigen Teiles des oberen Federtellers
19 " und zeitliche Abschnitte 46 des Abschlußbleches 26" bilden innere Laufbahnen
für großdimen6ioniwrte, elastische Rollelemente 47.
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Der in den nach unter gezogenen Teil des oberen Federtellers 19''
hineinreichende Rand 48 einer Öffnung im Radeinbau 50 zusammen mit dem entsprechend
geformten Rand 49 eines Verstärkungsbleches für den Radeinbau bilden äußere Laufbahnen
für die elastischen Rollelemente 47.
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Sowohl die durch die seitlichen Abschnitte 45 des nabenartigen Teiles
des oberen Federtellers 13'' zusammen mit den Abschnitten 46 des Abschlußbleches
26'' gebildeten inneren Laufbahnen als auch die durch den nach unten gezogenen Teil
48 des Radeinbaues 50 zusammen mit dem Rand 49 des Verstärkungsbleches gebildeten
äußeren Laufbahnen können radiale und axiale Kräfte der Federung aufnehmen.
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Durch diese Zusammenfassung zweier Satz von elastischen Rollelementen,
wie sie in den Figuren 1 bis 3 beschrieben sind, zu einem einzigen Satz von elastischen
Rollelementen nach Fig. 4 wird ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise nicht nur
eine bedeutende Vereinfachung und Einsparung von Bauelementen, sondern auch weitere
Platzeinsparung erzielt, die eine noch bessere Ausnutzung des für die Federung zur
Verfügung stehenden Raumes gestattet.
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Patentansprüche