DE60011913T2 - Fahrzeugaufhängungssystem, insbesondere für strassen und geländefahrzeuge - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug-Aufhängungssystem, insbesondere für Straßen- und Geländefahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen, Busse und Militärfahrzeuge, einschließlich Panzer, und in erster Linie auf solche Fahrzeuge, deren Gewicht und dynamische Lasten innerhalb eines breiten Bereichs während des Betriebs variieren.
  • Die Hauptfunktion einer Fahrzeug-Aufhängung ist diejenige, Vibrationen, die auf eine Fahrzeugkarosserie durch Fahrzeugräder übertragen werden, zu verringern. Die Aufhängung ist ein Satz von Elementen, die die Fahrzeugräder mit dem Fahrzeugrahmen oder der Karosserie verbinden. Aufhängungen für Kraftfahrzeuge sind mit Stahlfedern, wie beispielsweise Blattfedern, Schraubenfedern, Torsionsstäben, ebenso wie mit massiven Gummielementen und pneumatischen Federn und hydro-pneumatischen Elementen, befestigt.
  • Blattfedern sind aus elastischen, flachen Stahlstäben hergestellt. Die Blattfeder, die in der Mitte gestützt und an beiden Enden belastet ist, wird einer Deformation unterworfen und arbeitet gleichzeitig gegen die Kräfte der Elastizität.
  • Schraubenfedern sind aus Stahlfederdraht hergestellt. Sie sind leichter und einfacher zu montieren als Blattfedern, allerdings nicht in der Lage, Seitenkräfte zu übertragen, was demzufolge zusätzliche Elemente notwendig macht, um die Fahrzeugachse zu halten.
  • Torsionsstäbe sind Stahlfedern, die in der Form eines Stabs, eines Rohrs oder eines flachen Stabpakets hergestellt sind, wobei ein Ende davon verankert ist, zum Beispiel in einem Fahrzeugrahmen, während das andere Ende durch einen Arm eines Fahrzeugrads verdreht ist.
  • Pneumatische Federn sind in der Form von zwei- oder dreifachen Faltenbälgen, hergestellt aus synthetischem Gummi, verstärkt mit einem Schnurgeflecht und befestigt in metallischen Haltern, hergestellt. Pneumatische Federn arbeiten unter Verwendung von Druck von komprimierter Luft, die darin enthalten ist. Sie werden in Bussen und Lastkraftwagen ebenso wie in Geländefahrzeugen verwendet. Sie sind auch hydro pneumatische Aufhängungen, in denen das elastische Medium ein komprimiertes Gas, das in einer Kammer enthalten ist, ist.
  • Eine weitere Kompression des Gases führt zu der Wirkung eines Kolbens, der der Bewegung eines Fahrzeugrads folgt.
  • Die Federrate von Stahlfedern ist allgemein konstant. Demzufolge ist die Dämpfungscharakteristik von den meisten Fahrzeug-Aufhängungssystemen nach dem Stand der Technik, die eine solche Feder verwenden, linear oder nahezu linear, was deren Hauptnachteil ist. Einige der Stahlfedern, z.B. Schraubenfedern, können progressiv hergestellt werden, allerdings kann die Dämpfungscharakteristik der Fahrzeug-Aufhängung, die solche Federn verwendet, nicht frei geformt werden und bleibt merkbar gegenüber derjenigen der Luftfeder beeinträchtigt.
  • Einige nicht konventionelle Fahrzeug-Aufhängungssysteme liefern eine nichtlineare Dämpfungscharakteristik, und Einrichtungen zum Einstellen davon sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Beispiel offenbart die Internationale Veröffentlichung WO-A-96 11815 der Internationalen Anmeldung PCT/CA 95/00570 ein Aufhängungssystem, bei dem der Aufhängungsarm Rollenträger dreht, wobei die Rollen, die darin enthalten sind, Nockenflächen folgen, was wiederum Federträger dazu bringt, sich axial zu bewegen und die Feder zu komprimieren. Das US-Patent Nr. 3,157,394, erteilt für Mr. O. K. Kelley 1964, stellt ein anderes Beispiel einer Aufhängung mit einem Nockenmechanismus, eine Anzahl von dadurch betätigten Belleville-Federn und mit einer nichtlinearen, nicht differenzierbaren Charakteristik dar. Allerdings wird eine Nichtlinearität der Dämpfungscharakteristik dieser Aufhängungen durch Eingreifen von Federn über einen Nockenmechanismus erreicht, und Einrichtungen zum Einstellen der Charakteristik sind die Form des Nockens, seine Position relativ zu anderen Elementen des Aufhängungsmechanismus und Muttern, um die Anfangslänge der Feder zu regulieren. Demzufolge sind diese Aufhängungen übermäßig kompliziert, von einer fraglichen Haltbarkeit und Zuverlässigkeit, sind nicht in der Lage, große Lasten aufzunehmen, und Einrichtungen zum Einstellen der Dämpfungscharakteristik davon sind vollständig unzufriedenstellend.
  • Eine Fahrzeug-Aufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine rein mechanische Vorrichtung. Eine Nichtlinearität ihrer Dämpfungscharakteristik und Einrichtungen zum Einstellen davon auf die spezifischen Erfordernisse werden direkt von der Kinematik des Vier-Stab-Mechanismus abgeleitet. Er enthält keine ad hoc eingesetzten Teile, z.B. Nocken, und Merkmale einer kompakten und robusten Struktur. Tatsächlich ist die Struktur des Mechanismus der Aufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung die stärkst mögliche, da seine sich bewegenden Teile den gesamten, inneren Raum seines Körpers belegen. Demzufolge kann er große Lasten aufnehmen und das Kapazität/Gewicht-Verhältnis würde besser als dasjenige aller Arten bekannter Aufhängungen sein. Er verwendet nur Standard-Federn, während er eine Dämpfungscharakteristik liefert, die besser als hydro-pneumatische Aufhängungen ist. Weiterhin ermöglicht der Aufbau der Aufhängung gemäß der Erfindung, dass seine Charakteristik frei durch die Auswahl der geometrischen Parameter der Mechanismen, die darin enthalten sind, auswählbar ist.
  • Die Herstellungstechnologie der Aufhängung gemäß der Erfindung ist einfach und kostengünstig. Weiterhin liefert die Aufhängung die Möglichkeit, dass die relative Position zwischen Elementen, die die Aufhängungseinheit mit den Fahrzeugrädern verbinden, und einer Feder frei eingestellt werden kann.
  • Die Erfindung löst das Problem eines Aufbaus einer Fahrzeug-Aufhängung mit einer nichtlinearen Charakteristik unter Verwendung von Federn mit einer linearen Charakteristik. Eine nichtlineare Charakteristik bedeutet eine nichtlineare und differenzierbare Abhängigkeit einer Aufhängungssteifigkeit in Bezug auf eine Fahrzeug-Achsenauslenkung.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Typ eines Fahrzeug-Aufhängungssystems, bestimmt für neue Fahrzeuge, insbesondere für Straßen- und Geländefahrzeuge, zu schaffen, das auch in existierenden Fahrzeugen während Instandsetzungsarbeiten, z.B. in Panzern, montiert werden kann und das wesentlich die Stoßabsorption innerhalb des gesamten Bereichs von dynamischen Lasten und von Fahrzeug-Gewichtsvariationen verbessert.
  • Das Wesen des Fahrzeug-Aufhängungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist dasjenige, dass es mindestens einen flachen oder räumlichen, viergliedrigen Mechanismus, drei kinematische Paare, die drehbar sind, während der vierte entweder ein sich drehender oder gleitender ist, aufweist; und wobei die zwei Glieder des Mechanismus in der Form eines Exzenters aufgebaut sind und ein Glied in der Form eines Exzenters oder Gleitelements aufgebaut ist, wobei ein Glied des Mechanismus mit einem Fahrzeugrad verbunden ist, ein anderes Glied des Mechanismus mit einer Feder ver bunden ist, und der gesamte Mechanismus an einem Fahrzeugrahmen über ein noch anderes Glied befestigt ist, um eine nichtlineare Abhängigkeit einer Deformation der Feder in Bezug auf eine Achsenauslenkung zu erhalten.
  • Ein gutes Ergebnis wird dann erhalten, wenn das Aufhängungssystem, wie die vier Glieder seines Mechanismus, eine Welle aufweist, die mit einem Exzenter verbunden ist, der drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist; der letztere ist drehbar mit einer Scheibe verbunden, während sich die Welle und die Scheibe direkt in einem Körper des Mechanismus schwenken. Der Körper ist an einem Fahrzeugrahmen befestigt. Die Welle wiederum ist fest mit einem Fahrzeugradarm verbunden und die Scheibe ist mit einem Ende einer Feder verbunden, wobei das andere Ende davon mit dem Körper des Mechanismus oder direkt mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist. In dieser Anordnung liegen die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungs-Mechanismus parallel zueinander.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem, wie seine vier Glieder, eine Welle aufweist, die mit einem Exzenter befestigt ist, der drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist, der wiederum drehbar mit einer Scheibe verbunden ist, wobei sich die Welle und die Scheibe direkt in einem Körper des Mechanismus schwenken, wobei letzterer an einem Fahrzeugrahmen befestigt ist. Daneben ist die Scheibe fest mit einem Fahrzeugradarm verbunden und die Welle ist mit einem Ende einer Feder verbunden, wobei das andere Ende davon mit dem Körper oder direkt mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist. In dieser Anordnung liegen die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungs-Mechanismus parallel zueinander.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem eine Welle, befestigt mit einem Flansch und einem Exzenter, aufweist, wobei letzterer drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist, der wiederum drehbar mit einer Scheibe verbunden ist, wobei sich die Welle und die Scheibe direkt in einem Mechanismus-Körper schwenken. Die Welle ist an einem Fahrzeugrahmen mit der Hilfe des Flansches verbunden, während der Zwischenexzenter fest mit einem Fahrzeugradarm verbunden ist, und wobei der Körper fest mit einem Ende einer Feder verbunden ist, während das andere Ende davon mit der Welle oder direkt mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
  • In dieser Anordnung liegen die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungs-Mechanismus parallel zueinander.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem zwei flache, viergliedrige Mechanismen und eine Stahlfeder eines U-förmigen Torsionsstabs aufweist, wobei jeder Mechanismus, als seine vier Glieder, eine Welle, befestigt mit einem Exzenter, aufweist, der drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist, wobei letzterer drehbar mit einer Scheibe verbunden ist, wogegen sich die Welle und die Scheibe direkt in einem Mechanismus-Körper schwenken.
  • Der Körper jedes Mechanismus ist an einem Fahrzeugrahmen befestigt und die Welle ist fest mit einem Fahrzeugradarm verbunden, während der Zwischenexzenter mit einem Ende des U-förmigen Torsionsstabs verbunden ist, während das andere Ende davon mit dem Zwischenexzenter des analogen Mechanismus der Aufhängung des anderen Rads verbunden ist.
  • In dieser Anordnung liegen die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungs-Mechanismus parallel zueinander.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem, wie die vier Glieder seines Mechanismus, eine Welle aufweist, die mit einem Exzenter befestigt ist, der drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist, wobei letzterer wiederum drehbar mit einer Scheibe verbunden ist, wogegen sich die Welle und die Scheibe direkt in dem Mechanismus-Körper schwenken. Der Körper ist an einem Fahrzeugrahmen befestigt und die Welle ist fest mit einem Fahrzeugradarm verbunden, während die Scheibe mit einem Ende einer Feder verbunden ist, wogegen das andere Ende davon mit dem Mechanismus-Körper oder direkt mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
  • Die Aufhängung gemäß der Erfindung setzt voraus, dass sich die Drehachsen aller kinematischen Paare an präzise einem Punkt P schneiden.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem, als vier Glieder seines Mechanismus, eine Welle, verbunden mit einem Exzenter, aufweist, der drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist, der, wiederum, drehbar mit einer Scheibe verbunden ist. Die Welle und die Scheibe schwenken sich direkt in einem Mechanismus-Körper, der an einem Fahrzeugrahmen befestigt ist.
  • Daneben ist die Scheibe fest mit einem Fahrzeugradarm verbunden und die Welle ist mit einem Ende einer Feder verbunden, wobei das andere davon mit dem Mechanismus-Körper oder direkt mit dem Fahrzeugrahmen verbunden, ist.
  • Die Aufhängung gemäß der Erfindung setzt voraus, dass sich die Drehachsen aller kinematischen Teile des Aufhängungs-Mechanismus an präzise einem Punkt P schneiden.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem, gemäß der Erfindung, eine Welle aufweist, die mit einem Flansch und einem Exzenter verbunden ist, der drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist, der wiederum drehbar mit einer Scheibe verbunden ist. Die Welle ist an einem Fahrzeugrahmen mit der Hilfe des Flansches verbunden, wogegen der Zwischenexzenter fest mit einem Fahrzeugradarm verbunden ist. Der Körper des Mechanismus ist fest mit einem Ende einer Feder verbunden, wobei das andere Ende davon mit der Welle oder direkt mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
  • Die Aufhängung gemäß der Erfindung setzt voraus, dass sich die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungs-Mechanismus an präzise einem Punkt P schneiden.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem gemäß der Erfindung zwei viergliedrige, räumliche Mechanismen und eine Feder in der Form eines U-förmigen Torsionsstabs aufweist, wogegen jeder Mechanismus, als seine vier Glieder, eine Welle, fest befestigt mit einem Exzenter, der drehbar mit einem Zwischenexzenter verbunden ist, aufweist, wobei letzterer wiederum drehbar mit einer Scheibe verbunden ist, wogegen sich die Welle und die Scheibe direkt in einem Körper schwenken. Zusätzlich ist der Körper jedes Mechanismus mit einem Fahrzeugrahmen befestigt und die Welle ist mit einem Fahrzeugradarm verbunden, während der Zwischenexzenter mit einem Ende des U-förmigen Torsionsstabs verbunden ist, wobei das andere Ende davon mit dem Zwischenexzenter des analogen Mechanismus der Aufhängung des anderen Rads verbunden ist.
  • Die Aufhängung gemäß der Erfindung setzt voraus, dass sich die Drehachsen aller kinematischen Paare jedes der Aufhängungs-Mechanismen an präzise einem Punkt P schneiden.
  • Ein gutes Ergebnis wird auch erhalten, wenn das Aufhängungssystem gemäß der Erfindung eine Welle, fest verbunden mit drei Exzentern, aufweist, die drehbar mit entsprechenden Zwischenexzentern verbunden sind, die wiederum drehbar mit entsprechenden Gleitelementen verbunden sind, wogegen sich die Welle direkt in einem Körper schwenkt und die Gleitelemente gleitend in dem Mechanismus-Körper befestigt sind, wogegen eines der Gleitelemente mit einer Fahrzeugachse verbunden ist, während die zwei anderen mit einer Feder verbunden sind, wobei letztere an einem Fahrzeugrahmen befestigt ist. Der Körper ist an dem Fahrzeugrahmen befestigt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei 1 ein Fahrzeug-Aufhängungssystem, versehen mit einem Torsionsstab, vorgesehen dazu, sich an einem Fahrzeugrahmen mit der Hilfe eines Mechanismus-Körpers zu verbinden, und die Welle des Aufhängungs-Mechanismus verbunden mit einem Fahrzeugradarm dargestellt; wobei 2 ein Fahrzeug-Aufhängungssystem darstellt, das mit einem Torsionsstab und mit einer Scheibe, verbunden mit einem Fahrzeugradarm, der fest zum Befestigen an einer Fahrzeug-Karosserie mit der Hilfe eines Mechanismus-Körpers befestigt ist; wobei 3 ein Fahrzeug-Aufhängungssystem darstellt, das mit einer Schraubenfeder und mit einem Zwischenexzenter, verbunden mit einem Fahrzeugarm, der zum Befestigen an einer Fahrzeug-Karosserie über die Welle, ausgestattet mit einem Flansch, befestigt wird, versehen ist; wobei 4 ein Fahrzeug-Aufhängungssystem darstellt, das mit einem U-förmigen Torsionsstab ausgestattet ist, der zwei Aufhängungs-Mechanismen mit der Hilfe deren Zwischenexzenter verbindet; wobei 5 ein Fahrzeug-Aufhängungssystem darstellt, bei dem sich die Drehachsen und die Symmetrieachsen aller Aufhängungs-Mechanismusglieder an präzise einem Punkt P schneiden; wobei 6 ein Fahrzeug-Aufhängungssystem des Mc Pherson Typs darstellt; wobei 7 ein Fahrzeug-Aufhängungssystem darstellt, das mit einer Blattfeder ausgestattet ist; wobei 8 ein Beispiel einer Aufhängungs-Reaktionskraft F als eine Funktion einer Fahrzeugauslenkung x darstellt.
  • Beispiel 1
  • Die Aufhängungseinheit weist eine Welle (W), befestigt mit einer Exzenterbohrungskammer (MW), auf. In der Exzenterbohrungskammer (MW) der Welle (W) schwenkt sich ein Stift (C) eines Zwischenexzenters (M), wobei sich das andere Ende davon innerhalb der Exzenterbohrungskammer einer Scheibe (D) schwenkt. Die Welle (W) und die Scheibe (D) schwenken sich direkt in einem Körper (K). Ein Arm (H) ist mit dem Schwenkzapfen der Welle (W) befestigt. Ein Ende eines Torsionsstabs (S) ist fest mit der Scheibe (D) verbunden, und das andere Ende ist in einem Fahrzeugrahmen ver ankert. Die gesamte Aufhängungseinheit ist an dem Fahrzeugrahmen mit der Hilfe eines Flanschs (Z) an dem Körper (K) befestigt.
  • In dieser Anordnung liegen die Drehachse OW der Welle (W) relativ zu dem Körper (K), die Drehachse OW der Scheibe (D) relativ zu dem Körper (K), die Symmetrieachse OC des Exzenters (MW) an der Welle (W) und die sich überlappende Drehachse der Welle (W) relativ zu dem Zwischenexzenter (M), und die Symmetrieachse OM des Zwischenexzenters (M), und die sich überlappende Drehachse des Zwischenexzenters (M) relativ zu der Scheibe (D), alle parallel zueinander.
  • Aufgrund dieser Anordnung zeigt die Aufhängung eine stark progressive Charakteristik, viel besser als diejenige von hydro-pneumatischen Aufhängungen. Deren Charakteristik ist differenzierbar im Gegensatz zu anderen, progressiven Aufhängungen mit Sprung-Charakteristik, befestigt mit Stahlfedern, die mit ein paar Windungen wirken.
  • Die Aufhängung führt zu der Möglichkeit, frei die Aufhängungs-Charakteristika, einschließlich deren Progressivität, über die Auswahl von geometrischen Parametern von deren Mechanismus auszuwählen, was ein zusätzlicher Vorteil gegenüber einer hydro-pneumatischen Aufhängung ist, deren Charakteristik durch das Gas, das verwendet wird, bestimmt wird. Die Aufhängung erzielt eine Kombination von kleinen Deformationen der Feder mit einer großen Radauslegung, was die Lebensdauer der Feder verlängert.
  • Beispiel 2
  • Die Aufhängungseinheit weist eine Welle (W), verbunden mit einem Exzenter (MW), auf, wobei der Exzenter (MW) schwenkbar in einer Exzenterbohrungskammer eines Zwischenexzenters (M) angeordnet ist, wogegen sich der Exzenter (M) innerhalb einer Exzenterbohrungskammer einer Scheibe (D) schwenkt. Die Welle und die Scheibe schwenken sich in einem Körper (K).
  • Ein Torsionsstab (S) ist an der Welle (W) befestigt und ein Arm (H) ist mit der Scheibe (D) verbunden. Die gesamte Aufhängungseinheit ist an einem Fahrzeugrahmen mit der Hilfe eines Flanschs (Z) an dem Körper (K) befestigt.
  • In dieser Anordnung liegen die Drehachse OW der Welle (W) relativ zu dem Körper (K), die Drehachse W der Scheibe (D) relativ zu dem Körper (K), die Symmetrieachse OC des Exzenters (MW) an der Welle (W) und die sich überlappende Drehachse der Welle (W) relativ zu dem Zwischenexzenter (M), und die Symmetrieachse OM des Zwi schenexzenters (M), und die sich überlappende Drehachse des Zwischenexzenters (M) relativ zu der Scheibe (D), alle parallel zueinander.
  • Die Aufhängung zeigt eine sehr stark progressive Charakteristik, da eine relativ kleine Fahrzeugrad-Auslenkung einem relativ großem Drehwinkel der Welle (W), und demzufolge einer großen Torsion des Torsionsstabs, entspricht, und zwar im Gegensatz zu der Aufhängung, die in Beispiel 1 beschrieben ist. Während Überholungsarbeiten kann die Aufhängung in existierende Fahrzeuge, zum Beispiel in Panzer, eingebaut werden.
  • Beispiel 3
  • Das Aufhängungssystem weist eine Welle (W), befestigt mit einem Exzenter (MW), auf, wobei sich der Exzenter (MW) in einer Exzenterbohrungskammer eines Zwischenexzenters (M) schwenkt und sich der Exzenter (M) innerhalb einer Exzenterbohrungskammer der Scheibe (D) schwenkt. Die Scheibe (D) schwenkt sich direkt in einem Körper (K) und der Körper (K) ist drehbar mit einem Hauptschwenkzapfen der Welle (W) verbunden. Ein Arm (H) ist mit einem Schwenkzapfen (C) des Zwischenexzenters (M) befestigt. Der Körper (K) ist mit einem Träger (WS) verbunden, auf dem die Schraubenfeder (S) getragen wird, wobei das andere Ende davon auf einem Fahrzeugrahmen ruht. Die gesamte Aufhängungseinheit ist an einem Fahrzeugkörper mit der Hilfe eines Flansches (Z) an der Welle (W) befestigt.
  • In dieser Anordnung müssen die Achse OW der Welle (W) relativ zu dem Körper (K), die Drehachse W der Scheibe (D) relativ zu dem Körper (K), die Symmetrieachse OC des Exzenters (MW) an der Welle (W) und die sich überlappende Drehachse der Welle (W) relativ zu dem Zwischenexzenter (M), und die Symmetrieachse OM des Zwischenexzenters (M), und die sich überlappende Drehachse des Zwischenexzenters (M) relativ zu der Scheibe (D), alle parallel zueinander liegen.
  • Die beschriebene Aufhängung, die sich an dem Fahrzeugrahmen befestigt, macht die Verwendung einer Schraubenfeder leichter, was die am weitesten verbreitete Art einer Stahlfeder ist. Die Aufhängung kann in existierenden Fahrzeugen, z.B. Panzern, während Wartungsarbeiten eingebaut werden.
  • Beispiel 4
  • Eine Anordnung, die in diesem Beispiel beschrieben ist, ist ein Verbund-Aufhängungssystem für zwei Räder einer gemeinsamen Achse. Sie weist zwei vierglied rige Mechanismen und eine Feder in der Form eines U-förmigen Torsionsstabs auf, der gleichzeitig als ein Stabilisator arbeitet. Der Torsionsstab ist drehbar mit einem Fahrzeugrahmen über Klemmringe (O) an der Basis des Buchstabens U verbunden.
  • Der Aufhängungs-Mechanismus, als viergliedriges Teil, weist eine Welle (W), befestigt mit einem Exzenter (MW), der drehbar mit einem Zwischenexzenter (M) verbunden ist, der wiederum drehbar mit einer Scheibe (D) verbunden ist, auf. Die Welle (W) und die Scheibe (D) schwenken sich direkt in einem Körper (K). Der Körper (K) jedes Mechanismus ist mit einem Fahrzeugrahmen befestigt, die Welle (W) ist fest mit einem Arm (H) verbunden und der Zwischenexzenter (M) ist mit einem Ende des U-förmigen Torsionsstabs verbunden, wobei das andere Ende davon mit dem Zwischenexzenter des analogen Mechanismus der anderen Radaufhängung verbunden ist. In beiden Mechanismen liegen die Achse OW der Drehwelle (W) relativ zu dem Körper (K), die Drehachse OD der Scheibe (D) relativ zu dem Körper (K), die Symmetrieachse OC des Exzenters (MW) an der Welle (W) und die sich überlappende Drehachse des Zwischenexzenters (M) relativ zu der Welle (W), und die Symmetrieachse OM des Zwischenexzenters (M) und die sich überlappende Drehachse des Zwischenexzenters (M) relativ zu der Scheibe (D), alle parallel zueinander.
  • Aufgrund der Anwendung eines U-förmigen Torsionsstabs, dessen beide Enden mit Elementen der Aufhängungs-Mechanismen verbunden sind, die sowohl eine Drehals auch eine Planetenbewegung ausführen, wird der Stab komplexen Beanspruchungen in Abhängigkeit von der Position der Räder unterworfen. In dem Fall einer identischen Auslenkung beider Räder werden die Arme des U-förmigen Torsionsstabs verdreht und gleichzeitig leicht erweitert. In dem Fall von verschiedenen Auslenkungen der Räder wird der Teil des Torsionsstabs, der die Basis des Buchstabens (U) bildet, zusätzlich verdreht. Demzufolge spielt der Torsionsstab die Rolle sowohl der Hauptfeder für die zwei Räder als auch des Stabilisators.
  • Die Aufhängung ähnlich zu solchen, die vorstehend beschrieben sind, führt zu einer stark nichtlinearen Charakteristik, auch für den Stabilisator.
  • Beispiel 5
  • Das Aufhängungssystem weist eine Welle (W), befestigt mit einem Exzenter (MW), auf, wobei sich der Exzenter (MW) innerhalb einer Exzenterbohrungskammer eines Zwischenexzenters (M) schwenkt, der sich wiederum innerhalb einer Exzenter bohrungskammer einer Scheibe (D) schwenkt. Die Welle (W) und die Scheibe (D) schwenken sich direkt in einen Körper (K). Ein Arm (H) ist an der Welle (W) befestigt. Ein Torsionsstab (S) ist mit der Scheibe (D) verbunden und die gesamte Aufhängungseinheit ist an einem Fahrzeugrahmen mit der Hilfe eines Flanschs (Z) an der Welle (W) verbunden.
  • Die Drehachsen aller kinematischen Paare des Mechanismus dieser Aufhängung schneiden sich an präzise einem Punkt P. Insbesondere schneiden sich die Drehachse der Welle (W) und die Drehachse der Scheibe (D) (die letztere überlappt die Symmetrieachse des Torsionsstabs) unter einem Winkel A.
  • Diese Anordnung führt zu der Möglichkeit, frei den Winkel A innerhalb des Bereichs von 0–90° auszuwählen, was zu der Möglichkeit führt, eine Position der Feder relativ zu dem Rad passend auszuwählen. Insbesondere kann man in dem Fall des Winkels A gleich zu 90° eine Aufhängung mit einem Führungsarm und einem Iongitudinalen Torsionsstab erhalten.
  • Die Aufhängung führt zu einer stark nichtlinearen Charakteristik, die frei über eine geeignete Auswahl der geometrischen Parameter seines Mechanismus geformt werden kann.
  • Beispiel 6
  • Das Aufhängungssystem vom Mc Pherson-Typ weist eine Welle (W), verbunden mit einem Exzenter (MW), einen Zwischenexzenter (M), eine Scheibe (D) und eine Körper (K) auf. Die Welle (W) und die Scheibe (D) schwenken sich direkt in dem Körper (K), während sich der Zwischenexzenter an dem Wellenexzenter (MW) schwenkt. Ein Radiusarm (H) ist an der Welle (W) befestigt und ein Träger (T), der eine Schraubenfeder (S) trägt, ist an der Scheibe (D) befestigt.
  • Die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungs-Mechanismus liegen parallel zueinander.
  • Die Aufhängung besitzt eine nichtlineare, progressive Charakteristik und eine kompakte Struktur, typisch für Aufhängungen des Mc Pherson-Typs.
  • Beispiel 7
  • Ein Aufhängungssystem, verbunden mit einer Blattfeder, besitzt eine Welle (W), die mit drei Exzentern (MW1, MW2, MW3), drei Zwischenexzentern (M1, M2, M3) und drei Gleitelementen (D1, D2, D3) verbunden ist, wobei der Gleitelementen-Satz (D1, D2, D3) und die Zwischenexzenter (M1, M2, M3) zu den Wellenexzentern (MW1, MW2, MW3) jeweils passen. Die Welle (W) schwenkt sich in einem Körper (K) und die Gleitelemente (D1, D2, D3) sind gleitend in dem Körper (K) befestigt. Das zentrale Gleitelement (D2) ist mit einer Fahrzeugachse verbunden und die Blattfeder ist an den äußeren Gleitelementen (D1) und (D3) verbunden. Die Exzentrizitäts-Verhältnisse der Exzenter (D1) und (D3) sind gleich zueinander.
  • Weiterhin entspricht das Exzenterverhältnis jedes Wellenexzenters (MW1, MW2, MW3) dem Exzentrizitäts-Verhältnis des Zwischenexzenters (M1, M2, M3), das es anpasst.
  • Die Wellenexzenter (MW1) und (MW3) werden beide um einen bestimmten Winkel A relativ zu dem Wellenexzenter (MW2) gedreht. Die geeignete Auswahl des Winkels A führt zu einer nichtlinearen Charakteristik der Aufhängung mit dem erforderlichen Progressivitäts-Verhältnis.
  • Die Aufhängung besitzt einen wichtigen Vorteil der Blattfeder, d.h. deren Fähigkeit, alleine die Fahrzeugachse zu halten.
  • Ein gemeinsames Merkmal aller Aufhängungssysteme, die vorstehend beschrieben sind, ist eine nichtlineare und differenzierbare Charakteristik, die eine außerordentliche Adaptierbarkeit der Steifigkeit der Aufhängung an variable statische und dynamische Lasten liefert, was demzufolge zu einem sanften und stabilen Fahren innerhalb des gesamten Bereichs der Fahrzeugbelastungen führt.

Claims (9)

  1. Fahrzeug-Aufhängungssystem, das eine Feder (5) und wenigstens einen ebenen oder räumlichen viergliedrigen Mechanismus (K, M, W, D) umfasst, wobei wenigstens drei kinematische Paare desselben rotierende sind und eines der Glieder des Mechanismus mit einem Fahrzeugrad gekoppelt ist, ein anderes der Glieder mit der Feder (S) gekoppelt ist und der gesamte Mechanismus über ein weiteres Glied des Mechanismus an einem Fahrzeugrahmen angebracht ist, um eine nichtlineare Abhängigkeit der Verformung der Feder von der Fahrzeugrad-Durchbiegung zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass drei der Glieder in Form eines Exzenters ausgeführt sind, so dass der viergliedrige Mechanismus (K, M, W, D) eine Welle (W) umfasst, die mit einem Exzenter (MW) versehen ist, wobei letzterer rotierend mit einem Zwischen-Exzenter (M) gekoppelt ist, der rotierend mit einer Scheibe (D) gekoppelt ist, und die Welle (W) sowie die Scheibe (D) direkt in einem Körper (K) geschwenkt werden.
  2. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungsmechanismus parallel zueinander sind.
  3. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen aller kinematischen Paare des Aufhängungsmechanismus einander an genau einem Punkt P schneiden, um eine erforderliche Position der Feder relativ zu dem Fahrzeugrad zu erreichen.
  4. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (K) an einem Fahrzeugrahmen angebracht ist und die Welle (W) starr mit einem Radarm gekoppelt ist, und wobei die Scheibe (D) mit einem Ende der Feder (S) gekoppelt ist, deren anderes Ende an dem Körper (K) oder direkt an dem Fahrzeugrahmen befestigt ist.
  5. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (K) an einem Fahrzeugrahmen angebracht ist und die Scheibe (D) starr mit einem Radarm gekoppelt ist und die Welle (W) mit einem Ende einer Feder (S) gekoppelt ist, deren anderes Ende an dem Körper (K) oder direkt an dem Fahrzeugrahmen befestigt ist.
  6. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (W) an einem Fahrzeugrahmen über den Flansch (Z) angebracht ist, der Zwischen-Exzenter (M() starr mit einem Fahrzeug-Radarm (H) gekoppelt ist und der Körper (K) starr mit einem Ende einer Feder (S) gekoppelt ist, deren anderes Ende an der Welle (W) oder direkt an dem Fahrzeugrahmen befestigt ist.
  7. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (K) an einem Fahrzeugrahmen angebracht ist, die Welle (W) starr mit einem Fahrzeug-Radarm gekoppelt ist und der Zwischen-Exzenter (M) mit einem Ende eines U-förmigen Drehstabes verbunden ist, dessen anderes Ende an dem Zwischen-Exzenter eines analogen Mechanismus einer Aufhängung des anderen Rades befestigt ist.
  8. Fahrzeug-Aufhängungssystem, das eine Feder (S) und wenigstens einen ebenen oder räumlichen viergliedrigen Mechanismus (K, M, W, D) umfasst, wobei drei kinematische Paare desselben rotierende sind und eines der Glieder in Form eines Gleitelementes ausgeführt ist, so dass das vierte kinematische Paar gleitend ist, und wobei eines der Glieder des Mechanismus mit einem Fahrzeugrad gekoppelt ist, ein anderes der Glieder mit der Feder (S) gekoppelt ist und der gesamte Mechanismus über ein weiteres Glied des Mechanismus an einem Fahrzeugrahmen angebracht ist, um eine nichtlineare Abhängigkeit der Verformung der Feder von der Fahrzeugrad-Durchbiegung zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Glieder in Form eines Exzenters ausgeführt sind, so dass der viergliedrige Mechanismus eine Welle (W) umfasst, die mit einem Exzenter (MW) versehen ist, wobei letzterer rotierend mit einem Zwischen-Exzenter (M) gekoppelt ist, der mit einem Gleitelement (D) gekoppelt ist, und die Welle (W) direkt in einem Körper (K) geschwenkt wird und das Gleitelement gleitend in den Körper (K) eingepasst ist.
  9. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Welle (W), die mit drei Exzentern (MW1), (MW2) und (MW3) versehen ist, wobei letztere rotierend mit entsprechenden Zwischen-Exzentern (M1), (M2) und (M3) gekoppelt sind, die rotierend mit entsprechenden Gleitelementen (D1), (D2) und (D3) gekoppelt sind, die Gleitelemente (D1), (D2) und (D3) gleitend in den Körper (K) eingepasst sind und der Körper (K) an einem Fahrzeugrahmen angebracht ist, das Gleitelement (D2) mit einer Fahrzeugachse gekoppelt ist und die Gleitelemente (D1) und (D2) mit einer Feder gekoppelt sind, die ihrerseits an dem Fahrzeugrahmen angebracht ist.
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