DE969948C

DE969948C - Selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene Vierpunkt-Aufhaengung fuer Fahrzeuge,insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE969948C
Application number: DEM4155D
Authority: DE
Inventors: Louis-Eugene-Wi Montrose-Oster
Original assignee: LOUIS EUGENE WIDOLT MONTROSE O; Pollopas Patents Ltd
Current assignee: LOUIS EUGENE WIDOLT MONTROSE O; Pollopas Patents Ltd
Priority date: 1943-01-20
Filing date: 1944-01-19
Publication date: 1958-07-31
Also published as: US2621058A; DE920229C; FR57254E; US2621057A; GB643267A; GB644284A; US2563261A; FR57260E; GB643266A; FR980291A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene (konjugierte) Vierpunkt-Aufhängung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die sich vorzugsweise in einer Richtung bewegen, mit vorzugsweise auf Torsion beanspruchten Federgliedern zwischen den Rädern ein und derselben Fahrzeugseite. Dabei wird unter konjugierter Federung zweier Räder bzw. Radgruppen einer Fahrzeugseite die hinsichtlich derFederung ausgleichende und zusammenarbeitende Verbindung zwischen diesen beiden Rädern oder Radgruppen verstanden. Bei Stoß auf ein Rad (Radgruppe) werden die Federn beider Räder in Reihe beansprucht. Sie wirken also weich, während bei Belastung der Federung durch die Last des Fahrzeuges die Federn parallel arbeiten, also hart wirken.

Es ist schon vorgeschlagen worden, ein gelandegängiges Fahrzeug mit in der Längsrichtung des Fahrzeuges angeordneten Drehstabfedern auszurüsten. Bei dieser Ausführung waren zwischen der Drehstabfeder einer Fahrzeuglängsseite und der der anderen Längsseite eine Ausgleicherbrücke sowie in der Nähe der Außenenden Stoßdämpfer vorgesehen. Die starre Ausgleicherbrücke gibt die erforderliche Stabilität, so daß keine Vorrichtung zur Erzeugung eines Rückholmomentes erforderlich ist.

Die im vorhergehenden aufgezeigten Vorteile einer konjugierten Federung werden bei der obigen Ausführung weitgehend aufgehoben.

Hier knüpft die Erfindung an und schlägt bei selbststabilisierenden, elastisch ausgeglichenen Vier-

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punkt-Aufhängungen für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die sich vorzugsweise in einer Richtung bewegen, mit vorzugsweise auf Torsion beanspruchten Federgliedern zwischen den Rädern ein und derselben Fahrzeugseite erfindungsgemäß vor, den beiderseitigen konjugierten Federungen lediglich ein elastisches, sie verbindendes Organ, welches elastischer ist als jedes andere in längsseitiger Anordnung benutzte Federglied, zuzuordnen, derart, daß dieses Organ dem ganzen ίο Aufhängungs- und Federungssystem die Stabilität gibt und die nötigen Rückholkräfte erzeugt.

Weitere Kennzeichen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die große Elastizität des den konjugierten Federungen zugeordneten elastischen Organs bleiben im Betrieb die Vorteile der konjugierten Federung fast vollständig bestehen.

Da ein nach den Angaben der Erfindung aufgehängtes Fahrzeug keinerlei Neigung zu Nickschwingungen zeigt, ist eine Vorrichtung zur Bekämpfung solcher Schwingungen auch nicht erforderlich.

Die Zeichnungen zeigen drei Ausführungsbeispiele

der Anwendung der Erfindung auf Kraftwagenrahmen.

Fig. I zeigt im Schaubild einen Rahmen mit Vorder- und Hinterachse mit der neuen Auf hängung (Federung) ; Fig. II zeigt dieselbe Anordnung im Grundriß,

während

Fig. III und IV Schnitte nach A-B bzw. C-D der Fig. II darstellen (immer von vorn nach hinten gesehen, d. h. gegen die Fahrtrichtung);

Fig. V bezieht sich auf ein anderes Ausführungsbeispiel und zeigt im Schaubild die Hälfte eines Rahmens mit der erfindungsgemäßen Aufhängung (Abfederung), angewandt auf unabhängig aufgehängte Räder; Fig. VI zeigt eine Einzelheit der Fig. V in vergrößertem Maßstab;

Fig. VII und VIII zeigen in Aufriß und Grundriß Teilansichten, in denen die Anwendung der neuen konjugierten Federung auf einen Rahmen mit vier unabhängigen Rädern dargestellt ist.

Während alle Einzelteile, die zur Abfederung gehören, in starken Strichen gezeichnet sind, sind alle anderen Teile, wie Rahmen, Motor, Räder usw., in feinen Strichen dargestellt.

Der Rahmen 1 der Fig. I bis IV ist auf jeder Seite mit Konsolen 2, 3, 4 versehen, welche Lager 5, 6, 7 tragen, in denen Hülsen 8, 9, 10 drehbar gelagert sind. In der Mehrzahl der Fälle wird es sich übrigens empfehlen, die Hülsen auf ein und derselben Seite in gerader Linie hintereinander anzuordnen.

Fest verbunden mit diesen Hülsen 8, 9, 10 sind die

Hebel 11, 12, 13. Während die Hebel 11 und 13 einen gewissen Winkel mit der Waagerechten bilden, befindet sich der Hebel 12 der mittleren Hülse ziemlich genau in senkrechter Lage.

Die freien Enden der Hebel 11 und 13 sind mit den zugehörigen Achsen durch entsprechende Elemente 14 und 15 verbunden: Kugellenker, Lenker mit Gummigelenken od. a., welche in 16 und 17 an der Vorder- bzw. Hinterachse angelenkt sind.

Auf der anderen Seite des Rahmens finden sich die gleichen Organe vor, mit den gleichen Zahlen bezeichnet, aber mit Index.

Die freien Enden der Hebel 12 und 12' sind miteinander durch ein elastisches Organ verbunden, welches sowohl auf Druck als auch auf Zug beanspruchbar ist, z. B. eine Schraubenfeder 18.

Zwei Räder derselben Seite werden elastisch verbunden durch auf Torsion beanspruchte Verbindungsorgane 19, 20 und 19', 20'. Die Hülsen 8, 9,10 bzw. 8' usw. sind fest verbunden mit ihren zugehörigen elastischen Verbindungsorganen 19, 20 usw. (Torsionsstäben), ganz gleich, ob es sich um einen einzigen von vorn bis hinten reichenden Torsionsstab handelt oder um jeweils zwei hintereinandergeschaltete Stäbe.

Um die Fig. I bis VI leichter verständlich zu machen, sind nicht zur Erfindung gehörende Teile weggelassen, wie z. B. die Führung der Achsen im Verhältnis zum Rahmen.

Die Fig. I bis VI zeigen den Rahmen unter Vollast, wie aus der Neigung der Hebel 14 und 15 ersichtlich ist. Der relative Winkel zwischen diesen beiden Hebeln bestimmt den Wert des Rückholmomentes, welches die Stabilität um die Querachse gewährleistet. Die Weichheit der Spiralfeder wird daher, außer in ganz besonderen Fällen, einen Wert haben, welcher zwischen dem doppelten und dem vielfachen dessen eines Torsionsstabes liegt. Das bedeutet, daß die aus der elastischen Verbindung (Konjugation) von zwei Rädern derselben Seite herrührenden Vorteile — wie zweimal größere Weichheit unter dynamischer Beanspruchung als unter statischer Beanspruchung, geringere Beanspruchung auf Verwindung usw. — nur zu Bruchteilen geopfert werden müssen, um die Stabilität der ganzen Anordnung sicherzustellen.

Der Rahmen stützt sich infolgedessen virtuell nur auf eine einzige Querachse ab; daher keinerlei Beanspruchung, welche Nickschwingungen erzeugen könnte, und somit keinerlei Vorrichtung, um derartigen Nickschwingungen zu begegnen.

Der Rahmen 21 der Fig. V (Teilansicht im Schaubild) ist mit einer entsprechenden elastischen Verbindung (Aufhängung) versehen, welche in diesem Falle auf unabhängig aufgehängte Räder in einer Sonderausführung angewandt ist. Die Radnaben 22 und 23 sind in an sich bekannter Weise mit je zwei Lenkern 24, 25 und 26, 27 an den Rahmen angelenkt, welche an jedem Ende mit Kardangelenken versehen sind, wie Fig. VI in vergrößertem Maßstab zeigt. Die Achsen dieser Kardangelenke sind vorn so angeordnet, daß sie die Lenkung der Vorderräder ermöglichen und gleichzeitig den nötigen Sturz, die nötige Spreizung und den nötigen Nachlauf berücksichtigen. Hinten sind die beiden Lenker mit Kardangelenken versehen, welche mit oder ohne Hilfe der Antriebswelle 29 die Parallelität der Räder gewährleisten, gleichwertig mit drei entsprechenden Kugellenkern sind, und könnten somit durch solche ersetzt werden, wenn es gewünscht wird. Diese Anordnung gestattet den Rädern, sich auf der Oberfläche einer Kugel zu bewegen und dabei stets sich selbst parallel zu bleiben.

Der Rahmen ist auf jeder Seite mit drei Konsolen 30, 31, 32 versehen, in denen die Hülsen 33, 34, 35 gelagert sind, nach Möglichkeit in gerader Linie hintereinander. Die Hebel 36, 37, 38 sind mit Hülsen 33, 34, 35 starr verbunden. Der Lenker 24 greift den Hebel 36 ver-

mittels eines Gehänges 39 an; das freie Ende des Hebels 37 ist mit der Spiralfeder 43 verbunden; der Lenker 26 greift den Hebel 38 vermittels eines Gehänges 40 an; letzteres ist entsprechend ausgebaucht, um den Durchgang der Antriebs-Kardanwelle 29 in allen Lagen frei zu gestatten, welche im Verhältnis zu dieser Antriebswelle, dem Hebel 38 und dem Gehänge 40 eintreten können. Die Hülsen ein und derselben Seite sind untereinander durch zwei hintereinandergeschaltete Torsionsstäbe 41, 42 verbunden bzw. durch einen einzigen von vorn bis hinten reichenden Torsionsstab.

Die andere (nicht dargestellt) Seite des Rahmens ist mit zu der einen Fahrzeugseite symmetrischen Organen versehen.

Diese Ausführungsform nach Fig. V besitzt gegenüber den Fig. I bis IV noch den Vorteil, den Rädern eine Relativbewegung zum Rahmen in Längsrichtung zu gestatten, d. h. in oder gegen Fahrtrichtung. Diese Relativbewegung wird durch die Art der Aufhängung automatisch gedämpft und begrenzt. Hierdurch verringern sich noch weiterhin die Kräfte, die auf die Enden des Rahmens in senkrechter Richtung einwirken und einen Anstoß zu Nickschwingungen geben könnten.

Die Fig. VII und VIII zeigen in Aufriß und Grundriß die Anwendung der neuen Aufhängung auf einen Rahmen mit vier durch Hebel geführten unabhängigen Rädern.

Der Rahmen 43 ist mit Konsolen 44, 45 versehen, welche Lager 46, 47 tragen, in denen die Hülsen 48, 49 drehbar gelagert sind. Der auf der Hülse 48 befestigte Hebel 50 ist mit dem Lenker 51 des Vorderrades durch ein Zwischenglied 52 verbunden. Das freie Ende des Hebels 53, welcher auf der Hülse 49 befestigt ist, greift eine Spiralfeder 54 an, welche sowohl auf Druck als auf Zug beansprucht werden kann. Ein Torsionsstab 55, der die Hülsen 48 und 49 miteinander verbindet, dient als Feder für das Vorderrad.

Das obere Ende der Achse 56 des unteren Lenkers 57 des Hinterrades, welche gegen die Horizontale geneigt ist, greift über ein Kardangelenk einen Torsionsstab 59 an, welcher bis zur zentralen Hülse 49 reicht und als Feder für das Hinterrad wirkt. An Stelle der beiden hintereinander angeordneten Torsionsstäbe kann auch ein einziger von vorn bis hinten reichender Torsionsstab zur Verwendung kommen.

Die nicht dargestellte Seite des Rahmens ist in symmetrischer'Weise ausgebildet.

Diese Ausführung macht Konsolen, Hülsen und Hebel an der Hinterradanordnung entbehrlich. Sie gestattet nach Wunsch die Charakteristiken der Federungen der Vorder- und Hinterräder aufeinander abzustimmen, z. B. um ein progressives Härterwerden der Federung zu erreichen, abhängig von der zunehmenden Belastung, ohne daß deswegen auf die hauptsächlichsten Vorteile einer konjugierten Anordnung verzichtet werden müßte.
Wie man sieht, werden bei jeder Ausführung nach den Lehren der Erfindung alle Schwingungen praktisch vollkommen von der konjugierten Federung aufgenommen ; keinerlei Schwingungen werden auf Rahmen oder Räder übertragen; daher ist die Anordnung von Stoßdämpfer nicht mehr unentbehrlich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene Vierpunkt-Aufhängung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die sich vorzugsweise in einer Richtung bewegen, mit vorzugsweise auf Torsion beanspruchten Federgliedern zwischen den Rädern ein und derselben Fahrzeugseite, dadurch gekennzeichnet, daß den beiderseitigen konjugierten Federungen (19/20; 19720') lediglich ein elastisches, sie verbindendes Organ (18), welches elastischer ist als jedes andere in längsseitiger Anordnung benutzte Federglied, die Stabilität gibt und die nötigen Rückholkräfte erzeugt.

2. Selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene Vierpunkt-Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ (18) an oder in der Nähe von den Verbindungen (6/9; 6'/9') zwischen zwei gegenüberliegenden Radträgern mit ihren zugehörigen Federgliedern angreift.

3. Selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene Vierpunkt-Auf hängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ (18) an oder in der Nähe von den neutralen Punkten (etwa in der Mitte) der beiderseitigen konjugierten Federungen angreift.

4. Selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene Vierpunkt-Aufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen nach den Ansprüchen 2 und 3 gleichzeitig vorhanden sind.

5. Selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene Vierpunkt-Aufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Enden der Federglieder (41, 42) gekuppelten Hebel (36, 38) vermittels entsprechend ausgebildeter Gehänge (39, 40) an den Lenkern (24, 26) angreifen, welche es den Rädern gestatten, sich in dem durch die Anordnung abklingend begrenzten Maß entsprechend dem geometrischen Ort einer Kugeloberfläche zu bewegen.

6. Selbststabilisierende, elastisch ausgeglichene Vierpunkt-Aufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Federung des Hinterrades in Funktion der Belastung geradlinig oder progressiv zunimmt, während die des Vorderrades entweder konstant bleibt oder abnimmt oder ebenfalls zunimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 1 396 549.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 895 106, 895 107.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

1 809 582/55 7.58