DE827161C - Drehfedergelenk fuer Fahrzeugraeder, insbesondere bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Drehfedergelenk für Fahrzeugräder, insbesondere bei Kraftfahrzeugen Jedes gefederte und gelenkte Fahrzeug benötigt eine Anzahl von Gelenken zur Führung der Räder bei den Feder- und Lenkbewegungen. Diese Gelenke sind häufig schwer zugänglich und deshalb oft schlecht gewartet. Da sie außerdem dem Straßenschmutz, Staub und Nässe ausgesetzt sind, kann sich durch Abnutzung rasch erhebliches Lagerspiel ergeben, daß die Fahrsicherheit, vor allem bei schneller Fahrt, in Frage stellen kann. Insbesondere bei Krafträdern ist Spiel in den Gabelgelenken und in der Lagerung der Lenkung die häufigste Sturzursache. Die gleichen Folgen haben eingeschlagene Lagerschalen und Konen bei kugelgelagerten Steuerlagern. Die Kugeln schlagen sich in der Geradeausstellung Vertiefungen in die Lagerflächen ein, in die sie bei Geradeausfahrt einrasten. Erfindungsgemäß wird für ein Drehfedergelenk vorgeschlagen, mindestens zwei Drehstäbe von flachem Rechteckquerschnitt parallel oder annähernd parallel zur Gelenkdrehachse verlaufend und unter solcher gegenseitiger Lage der Drehstabprofile anzuordnen, daß sich für die gesamte Drehstabanordnung ein kleines Widerstandsmoment gegen Verdrehung, jedoch ein großes gegen Biegung quer zur Drehachse des Drehfedergelenkes ergibt.
• Solche Gelenke sind im Gegensatz zu Gleit-oder Wälzlagergelenken wartungsfrei und praktisch frei von Reibung. Sie bedürfen keiner Schmierung, erleiden keine Abnutzung und bleiben deshalb immer spielfrei, wodurch die Fahrsicherheit auch bei langer Laufzeit des Fahrzeugs erhalten bleibt.
• Federgelenke üben immer mit dem Winkelausschlag zunehmende Rückstellmomente aus. Falls nicht besondere konstruktive Gegenmaßnahmen getroffen werden (Anspruch 16), stellen diese einen wesentlichen Anteil der auftretenden Federungsmamente dar. Die Gelenke können deshalb auch ohne Schwierigkeiten so ausgelegt werden, daß sie die gesamte Federungsarbeit oder wenigstens einen wesentlichen Teil derselben aufnehmen können. Solche Drehfedergelenke stellen dann frei tragende Drehstabfederungen dar, bei denen im Gegensatz zu bekannten Anordnungen wegen der allseitigen hohen Biegesteifigkeit quer zur Drehachse abstützende Lager nicht erforderlich sind.
• Die Federung ist wie bei runden Drehstäben der Berechnung leicht zugänglich. Darüber hinaus können die Drehstäbe bei rechteckigem Querschnitt ohne vorherige teuere Bearbeitung sicher eingespannt werden, so daß eine Verwendung von Stangen- bzw. Bandmaterial im Anlieferungszustand möglich ist.
• Die Werkstoffausnutzung der rechteckigen Drehstäbe ist, wenn man allein die Federwirkung betrachtet, nicht so gut wie bei runden Drehstäben, jedoch gleich, wie bei idealen Biegefedern, d. h. Biegefedern konstanter Biegespannung. Da sich jedoch Lager und sonstige zusätzliche Abstützungen erübrigen, braucht der gesamte Werkstoffaufwand nicht höher zu sein als bei runden Drehstäben, so daß die Vorteile der Einfachheit und des kleineren Arbeitsaufwandes bei der Herstellung und Wartung voll zur Wirkung kommen.
• Die Figuren geben einige kennzeichnende konstruktive Ausführungsbeispiele wieder. Die Konstruktion nach Fig. i eignet sich besonders zur Führung und Abfederung bei Kraftradhinterrädern. Die Projektionen der beiden Drehstäbe i und 2 kreu. zen sich etwa rechtwinklig. Die Drehachse des Gelenkes verläuft in Längsrichtung der Drehstäbe und geht durch die Kreuzungsstelle. Die Biegesteifigkeit des Drehstabes i verhindert Drehbewegungen des Radführungsrahmens 3 um die Längsachse 4-4 des Fahrzeuges, die Biegesteifigkeit des Drehstabes 2 verhindert Drehbewegungen um die Hochachse 5-5.
• Die folgenden Anordnungen kommen vorzugsweise für mehrspurige Fahrzeuge in Frage, bei denen nur auf einer Seite des Rades eine Einspannmöglichkeit für die Drehstäbe besteht. Fig.2 ist ein Querschnitt durch eine Federanordnung, bei der zwei Drehstäbe i und 2 parallel nebeneinander her laufen. Die beiden Drehstäbe haben die gleichen Führungsfunktionen wie in Fig. i. Die Drehachse geht angenähert durch den Schnittpunkt der eingezeichneten Profillängsachsen. Eine ähnliche Anordnung stellt Fig.3 dar. Hier sind drei Dreh. stäbe parallel geschaltet.
• Fig. ¢ zeigt eine größere Anzahl radial um die Drehachse angeordneter Drehstäbe i. In diesem Fall kann zwischen den Drehstäben auch eine zentrale Antriebs- oder Bedienungswelle 6 durchgeführt werden.
• Wie in Fig.5 dargestellt, können solche radial gerichteten Drehstäbe, deren Längsachsen parallel zueinander laufen, eingespannt werden. Die Drehstäbe i sind an den Enden einer Schmalseite abgeschrägt; an der anderen ist eine Rundung angeschliffen, die zu einer entsprechenden Profilierung der Fassung 7 paßt. Die Drehstäbe können dann durch einen Kegelstift 8 an die Fassung 7 angepreßt Werden, die mit dem das Rad führenden Kurbelarm 9 verbunden ist.
• Bei einer geringen Neigung zur Drehachse des Gelenkes können die Drehstäbe nach Fig.6 eingespannt werden. Hier ist keine Bearbeitung der Drehstabenden notwendig. Die Fassungen 7 und io sowie die Spannkonen 8 und i i haben die gleichen Neigungswinkel zur Drehachse wie die Drehstabsitzflächen. Der Spannkonus i i wird mittels einer Spannschraube 12 angezogen. Der Boden 13 der Fassung to trägt das Muttergewinde und gibt gleichzeitig als Plattenfeder genügend Elastizität in Schraubenlängsrichtung, um ein Lösen der Schraube 12 zu verhindern. Entsprechendes gilt für das Anziehen des Spannkonus B.
• Um beim Spannen und bei den Federbewegungen der Drehstäbe deren richtige Lage zu sichern, müssen segmentartige Paßstücke oder ähnliche Vorrichtungen zwischen Fassungen und Spannkonen vorgesehen sein. Diese Paßstücke können auch aus Gummi oder ähnlichem elastischem Material bestehen und sich über die ganze Länge der Stäbe von einer Fassung zur anderen erstrecken. In diesem Falle erscheint es zweckmäßig, Paßstücke und Federstäbe durch Vulkanisation zu einem gemeinsamen Bauteil zu verbinden. Dadurch werden gleichzeitig Federn und Paßstücke für die Montage zu einem handlichen Bauteil vereinigt, die fein bearbeiteten Federoberflächen gegen Korrosion geschützt und die Federbewegungen wirksam gedämpft. Um bei der Übertragung großer Drehmomente Gleiten der Drehstäbe in den Fassungen zu verhindern, kann je eines oder mehrere dieser Paßstücke mit den Fassungen fest verbunden werden, oder es werden am Umfang oder an den Stirnseiten der Fassungen Nuten angebracht, in welche die Drehstäbe eingesetzt «erden.
• Zur Verwendung des Drehfedergelenkes bei lenkbaren Fahrzeugrädern, z. B. bei dem Vorderrad eines Kraftrades (Fig.7), ist die größere Fassung io mit dem Kraftradrahmen 14 verbunden, während an der kleineren Fassung 7 die Gabel mit dem Rad 15 befestigt ist. Ein Schutzrohr 16, an dem der Lenker angebracht ist, überträgt die Lenkbewegungen auf das Rad 15. Zwischen dem oberen Rand des Schutzrohres 16 und der Fassung i o kann ein Reibungsdämpfer eingebaut werden.
• Drehfedergelenke dieser Art dürfen auch bei großem Winkelausschlag des gelenkten Rades nur geringe Rückstellmomente ergeben, deshalb müssen die hierfür verwendeten Drehstäbe i nur geringe Dicke haben. Um dabei ein Ausknicken der einzelnen Stäbe zu verhindern, sind Mittel vorgesehen, die bewirken, daß die einzelnen Drehstäbe in den Querschnitten des Gelenkes ihre gegenseitige Lage nicht verändern. Dies kann z. B. durch eine oder mehrere Scheiben 17 geschehen, die an ihrem Umfang Nuten für die Drehstäbe aufweisen. Die

Claims (17)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehfedergelenk zur Führung von Fahrzeugrädern, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Drehstäbe (1, 2) von vorzugsweise flachem Rechteckquerschnitt parallel oder annähernd parallel zur Gelenkdrehachse verlaufend und unter solcher gegenseitiger Lage der Drehstabprofile angeordnet sind, daß sich für die gesamte Drchstabanordnung ein kleines Widerstandsmoment gegen Verdrehung, jedoch ein großes gegen Biegung quer zur Drehachse des Drehfedergelenkes ergibt.
2. 2. Drehfedergelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung mit zwei Drehstäben ihre Profile in bezug auf die Radachse eine solche Lage einnehmen, daß die Biegesteifigkeit des einen Drehstabes (i) Ausschlägen der Radachse um eine. Längsachse (4,4) des Fahrzeuges und die Biegesteifigkeit des anderen Drehstabes (2) Ausschlägen der Radachse um eine Hochachse (5, 5) des Fahrzeuges entgegenwirkt (Fig. i).
3. 3. Drehfedergelenk nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstäbe nur auf einer Seite des Rades angeordnet sind.
4. 4. Drehfedergelenk nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je ein Drehstab (1, 2) auf jeder Seite des Rades am Radführungsteil (3) angeordnet ist.
5. 5. Drehfedergelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstäbe so bemessen sind, daß sie die notwendige Radfederungsarbeit ganz oder zu einem wesentlichen Teil aufnehmen können.
6. 6. Drehfedergelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer größeren Anzahl von Drehstäben (i) für ein Drehfedergelenk die Profillängsachsen der einzelnen Drehstäbe radial zur Drehachse des Gelenkes gerichtet sind (Fig. 4).
7. 7. Drehfedergelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Drehstäben (i) eine in der Drehachse verlaufende Antriebs-oder Bedienungswelle (6) durchgeführt ist (Fig. 4). B.
8. Drehfedergelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Drehstäbe (i) parallel zueinander verlaufen, die Drehstäbe an den Enden ihrer einen Schmalseite abgeschrägt und an der anderen Schmalseite mit einer zu der Profilierung der die Drehstäbe einspannenden Fassung (7) passenden Ausrundung versehen sind, gegen die die Drehstäbe durch einen Kegelstift (8) angepreßt werden können (Fig.5).
9. 9. Drehfedergelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Drehstäbe (i) sowie die Drehstabsitzflächen an den Fassungen (7, 10) und an den Spannkonen (8, i i) eine geringe, gleiche Neigung zur Drehachse des Gelenkes aufweisen (Fig.6). i o.
10. Drehfedergelenk nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel, vorzugsweise segmentartige Paßstücke, zwischen den Fassungen und Spannkonen, vorgesehen sind, die beim Festklemmen der Drehstäbe deren richtige radiale Lage sichern. I i.
11. Drehfedergelenk nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere der zwischen Fassung und Spannkonus eingebrachten Paßstücke mit den Fassungen fest verbunden sind.
12. 12. Drehfedergelenk nach einem der Ansprüche 6 bis i o, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fassungen (7, io) Nuten angebracht sind, in welche die Drehstäbe (i) eingesetzt werden.
13. 13. Drehfedergelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Führung eines lenkbaren Fahrzeugrades dient (Fig. 7 ).
14. 14. Drehfedergelenk nach einem der Ansprüche 9 bis 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Fassung (i o) der Drehstäbe mit dem Fahrzeugrahmen (14), die kleinere (7) mit der das lenkbare Rad (15) führenden Gabel verbunden ist und ein das Gelenk umgebendes Schutzrohr (16) von dem an ihm befestigten Lenker die Lenkbewegungen auf die untere Fassung (7) und damit auf das Rad (15) überträgt (Fig.7).
15. 15. Drehfedergelenk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schutzrohr (16) und Fassung (i o) ein die Drehbewegung bremsender Dämpfer eingebaut ist (Fig.7).
16. 16. Drehfedergelenk nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ,Mittel (17) vorgesehen sind, die ein Ausknicken der einzelnen Drehstäbe verhindern (Fig.7).
17. 17. Drehfedergelenk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Scheiben (17) vorgesehen sind, die an ihrem Umfang Nuten zur Aufnahme der Drehstäbe (i) aufweisen und die bei einer Anordnung entsprechend Anspruch 9 vorzugsweise durch Verschieben in Richtung der Gelenkdrehachse an den Drehstäben festgekeilt werden (Fig.7). Scheiben können durch Verschieben in Richtung der Gelenkdrehachse an den Drehstäben festgekeilt werden.