DE809377C

DE809377C - Abfederung von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE809377C
Application number: DE1948809377D
Authority: DE
Inventors: Louis Thoms
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1948-01-31
Filing date: 1948-12-31
Publication date: 1951-07-30
Also published as: GB656323A; US2596922A; GB670446A; DE1627941U

Description

Die Erfindung betrifft die Abfederung von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, bei denen die Räder unabhängig voneinander je an zwei Querlenkern aufgehängt sind. Sie besteht im wesentlichen darin, daß der untere Querlenker aus zwei unter einem Winkel zueinander gestellten und starr miteinander verbundenen Armen zusammengesetzt wird, von denen der eine sowohl als Torsionsfeder als auch als Abstützglied zur Aufnahme axialer Kräfte dient. Die Erfindung kann auf die Lenkräder oder auf die hinteren nicht lenkbaren Räder zur Anwendung kommen, sie ist aber insbesondere für die lenkbaren Vorderräder geeignet.

Die Abfederung gemäß der Erfindung ist wesentlich billiger herzustellen als die bisher bekannten und ergibt sehr befriedigende Fahreigenschaften.

Wie im einzelnen die Erfindung ausgeführt wird, ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar in Anwendung auf die vorderen Lenkräder.

Fig. ι ist eine Aufsicht auf die Vorderradaufhängung bei einem Motorfahrzeug,

Fig. 2 eine Vorderansicht in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3,
Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3,
Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 1,
Fig. 7 ein Schaubild der Abfederung von einem Punkt aus gesehen, der zwischen den Vorderrädern unterhalb und vor der Vorderachse liegt.

Die Zeichnung zeigt die Verbindung des linken Vorderrades ι mit dem Fahrzeugrahmen, von dem der

vordere Querträger 2 und ein Längsträger 3 dargestellt sind. Die Aufhängung des Rades erfolgt am Radträger 4, der zu einem Lenkhebel ausgebildet ist. Der Radträger 4 hat einen oberen Tragarm 45, an dem mittels eines Kugelzapfens 3 der obere Querlenker 6 angeschlossen ist, und einen unteren Tragarm 46, der über einen Kugelzapfen 12 mit dem unteren Querlenker verbunden ist. Der obere Querlenker 6 hat zwei Arme 7 und 8, die um Zapfen 9 des Stoßdämpfergehäuses schwenkbar sind, das auf dem Rahmenträger 2 befestigt ist. Der untere Querlenker hat ebenfalls zwei Arme wie der obere, die mit 11 und 16 bezeichnet und miteinander verbunden sind. Der anliegende Arm 11 ist an seinem äußeren Ende über den Kugelzapfen 12 an den Tragarm 46 des Radträgers 4 angeschlossen, während der Tragarm 16 annähernd in der Längsrichtung des Fahrzeuges verläuft und an seinem hinteren Ende über eine axial drehbare Stange 18 mit dem Fahrzeugrahmen verankert ist. Der Arm 16

ao ist als Drehstabfeder ausgebildet.

Um die maximale Federwirkung des Drehstabes 16 zu erreichen und die horizontale Abweichung des Armes 11 unter Einwirkung der auf das Rad 1 wirkenden Längskräfte so gering wie möglich zu halten, ist die Verbindungsstelle des Drehstabes 16 und des vorderen Armes 11 so nahe an das Rad herangelegt, wie es ohne Behinderung der Radlenkung möglich ist. Um ferner das Bestreben des Drehstabes, sich unter den längs gerichteten Radkräften durchzubiegen, zu verhindern, ist er im wesentlichen in der Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufend angeordnet und nur so weit unter einem Winkel dazu, als es die Radlenkung erforderlich macht. Der vordere Arm 11 des unteren Querlenkers ist rechtwinklig zum Drehstab gestellt.

Der Drehstab 16 kann an den Arm 11 in verschiedener Weise starr befestigt werden, z. B. durch Riffelung der "Verbindungsstellen, und zwar unmittelbar oder mittelbar über ein in den Arm 11 angeordnetes Zwischenstück 20 (Fig. 3). Dieses Zwischenstück kann mit dem Arm 11 durch Nieten o. dgl. bleibend verbunden werden oder einstellbar, um die Einstellung des Fahrzeuges in der Höhenlage zu ermöglichen. In diesem Falle wird das Zwischenstück mit Langlöchern 23 und 24 für Feststellschrauben 21, 22 und mit einer Verlängerung 25 versehen, die zwischen zwei Stellschrauben 26,27 des Armes 11 reicht. Mittels der Schrauben 26, 27 kann das Zwischenstück 20 eingestellt und alsdann durch die Schrauben 21 am Arm 11 festgestellt werden. Es können auch andere Mittel zur Einstellung der Fahrzeughöhe verwendet werden; so könnten z. B. Längsnuten und Rippen an der Umfläche des Drehstabes 16 und dazu passende Rippen und Nuten am Zwischenstück angeordnet werden, um die Lage beider zueinander zu ändern. Für den Fall der Ein- und Ausbaumöglichkeit der Torsionsstange ist eine Sicherung des Drehstabes 16 gegen axiale Verschiebung in dem Arm 11 vorgesehen. Die Sicherung kann z. B. durch einen Schnappring 28 erfolgen, der an dem abgeschrägten Ende 29 des Drehstabes an-

liegt und durch eine abgeschrägte Scheibe 30 abgedeckt ist, die durch einen Schraubenbolzen 31 am Ende des Drehstabes gehalten wird.
Das hintere Ende des Drehstabes 16 ist mit dem freien Ende des Ankers 18 durch Riffelung der,Verbindungsstellen fest verbunden (Fig. 6). Der Anker 18 ist in einem elastisch nachgiebigen Gummilager 32 gelagert, dessen Lagerschalen 33, 34 an einer Strebe 17 des Fahrzeugrahmens befestigt sind. Der Anker 18 hat an seinem anderen Ende einen Kugelzapfen 35, dessen Lagerschalen 36, 37 am Längsträger 3 des Fahrzeugrahmens angeordnet sind. Da der Anker 18 für die vertikalen Komponenten der Schwingbewegungen der Drehstabfeder relativ zum Fahrzeugrahmen wie ein Drehzapfen wirkt, wird er vorzugsweise im rechten Winkel zur Achse des Drehstabes und in der Ebene angeordnet, die der normalen Arbeitslage des Drehstabes 16 und des Armes 11 entspricht. Das hintere Ende des Drehstabes 16 ist gegen Längsverschiebung im Anker 18 in der gleichen Weise wie das vordere Ende durch einen Schnappring und eine Scheibe gesichert. Das Gummilager 32 dient als Puffer für den Fahrzeugrahmen gegen Druckkräfte, die vom Rad durch den Drehstab übertragen werden.

Der untere Kugelzapfen 12 des Radträgers 4 ist wesentlich näher zur Achse des Rades 1 angeordnet als der obere Kugelzapfen 5 (Fig. 2 und 7), um einen größeren Anteil der längs gerichteten Radkräfte auf den Lenkerarm 11 und den Drehstab 16 und den Anker 18 zu übertragen als auf den oberen Querlenker 6.

Ein üblicher waagerechter Stabilisator 38 und ein Stoßdämpfer 39 können mit dem Arm 11 des unteren Querlenkers in beliebiger Weise verbunden sein, und zwar vorzugsweise vor demselben. Wie Fig. 2 und 7 zeigen, dient zur Verbindung ein Halter 40 an der Vorderseite des Armes 11. Ein teleskopartiger Stoß-' dämpfer 39 ist an seinem unteren Ende am Arm 11 in der Nähe des Halters 40, an seinem oberen Ende, das die Form eines glockenartigen Deckels 10 hat, auf dem überhängenden Ende 44 des Querträgers 2 befestigt. Am Ende desselben sind Gummipuffer 42 und 43 in solchen Lagen befestigt, daß sie bei extrem großen Durchfederungen mit dem oberen Querlenker 6 und dem Arm 11 des unteren Querlenkers in Berührung kommen.

Im Betrieb wird der auf das Vorderrad 1 entfallende Teil des abgefederten Fahrzeuggewichts abwärts auf das innere Ende des Armes 11 und weiter durch den Anker 19 auf das hintere Ende des Drehstabes io.übertragen. .

Die Bodenreaktion dieser Kraft sucht den Arm 11 und die Drehstabfeder 16 um eine gemeinsame Achse A (Fig. 1) zu schwenken. Diese Achse geht durch den Schnittpunkt des Zapfens 47 mit der Längsachse des Armes. 11 und durch den Schnittpunkt der Längsachse des Drehstabes 16 und des Ankers 18. Da das vordere Ende des Drehstabes 16 am Arm 11 starr befestigt ist, hat der Drehstab das Bestreben, um den Anker 18 zu schwenken und sich in der Richtung des Pfeiles X in Fig. ι und 7 zu verdrehen. Als Wirkung dieser Verdrehung treten Drehspannungen auf, die die Abfederung des Fahrzeuges bewirken.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, fällt die Achse des Drehzapfens 47 nicht mit der Achse A zusammen. Trotzdem werden keine Biegungskräfte auf den Drehstab übertragen, weil die Gummibüchse 13 und der

Kugelzapfen 12 an den Enden de= Armes 11 diesem ermöglichen, sich in bezug auf den Zapfen 47 während der Schwingbewegung zu verstellen. Das Auseinanderfallen der genannten Achsen ist nicht wesentlich und kann leicht in der Konstruktion der Teile vermieden werden, es hat jedoch keine Nachteile, sondern vielmehr den praktischen Vorteil, daß die Herstellung der Arme für die Vorderradaufhängung vereinfacht wird. Auf Grund der Winkellage des Drehstabes 16 zur Achse A, um die er während der vertikalen Bewegung des Rades relativ zum Fahrzeug schwenkt, haben die Schwingbewegungen des Drehstabes kleine Querkomponenten. Da diese Komponenten durch die Ankerstange 18 aufgenommen werden, wird der Drehstab während seiner Bewegung gewissen Biegungsbeanspruchungen ausgesetzt. Diese Beanspruchungen könnten dadurch vermieden werden, daß dem Anker 18 die Freiheit gegeben wird, frei um eine vertikale Achse zu schwingen, die durch den Schnittpunkt der Achse A und der Längsachse des Drehstabes B geht; die Größe der Querkomponenten ist aber genügend klein, um sie vernachlässigen zu können.

Die beschriebene Anordnung besitzt eine Anzahl wichtiger baulicher Vorteile gegenüber älteren Konstruktionen. Einer hiervon ist, daß ein außergewöhnlich großer Raum zwischen den Armen 11 und 16 des unteren Querlenkers für die Abstützung des Rades gegen längs gerichtete Kräfte des Fahrzeuges gewonnen wird. Ebenso wird die Verdrehung des Rahmenquerträgers 2 unter dem Einfluß dieser Kräfte erheblich vermindert, indem ihre Übertragung auf den Arm 11 und den Drehstab 16 von einem Punkt nahe der Radachse zu einem Punkt des Rahmens erheblich hinter dem Querträger verlegt wird.

Ein zweiter wichtiger Vorteil ist, daß die vertikal zum Rahmen gerichteten Federkräfte nicht ausschließlich auf den Querträger 2 übertragen werden, sondern zwischen diesen und einem ^erheblich hinter diesem liegenden Punkt des Rahmens umgekehrt, entsprechend dem Abstand dieser Punkte von der Radachse, verteilt werden. Es ist ferner festzustellen, daß der überhängende Teil 44 des Querträgers 2 nicht Federkräften ausgesetzt ist, wie es bei der Aufhängung der Lenkräder an Querlenkern der Fall ist, bei denen Schraubenfedern Verwendung finden.

Indem ferner der Arm 16 des unteren Querlenkers sowohl als Abstützglied oder Schutzstange als auch als Drehstabfeder zur Aufnahme des Fahrzeuggewichts dient, vermeidet die Aufhängung nicht nur die Konstruktions- und Betriebsschwierigkeiten der bekannten Abfederung durch Querlenker, die Schraubenfedern verwenden, sondern verbilligt auch die Konstruktion durch Einsparung von Material.

Claims

Patentansprüche:

1. Abfederung von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, bei denen die Räder unabhängig voneinander je an zwei Querlenkern aufgehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Querlenker aus zwei unter einem Winkel zueinander gestellten und starr miteinander verbundenen Armen (11,16) besteht, von denen der eine (16) annähernd in Längsrichtung des Fahrzeuges verläuft und sowohl zur Abstützung gegen axiale Kräfte als auch als Drehstabfeder dient.

2. Abfederung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (16) des unteren Querlenkers schwenkbar an dem Fahrzeugrahmen so angeordnet ist, daß er um eine Achse schwingen kann, die nicht parallel mit der Drehachse des Armes (11) ist.

3. Abfederung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (16) des unteren Querlenkers im wesentlichen rechtwinklig mit dem Arm (11) in der Nähe des Rades verbunden ist.

4. Abfederung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstabfeder (16) mit dem Fahrzeugrahmen mittels einer Stange (18) verankert ist, die gegenüber dem Rahmen um eine Achse drehbar ist, die im wesentlichen rechtwinklig zu der Drehstabfeder (16) verläuft.

5. Abfederung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Verbindung der Arme (11 und 16) des unteren Querlenkers über ein Zwischenstück (20) erfolgt, das am Arm (11) um die Achse des Armes (16) verdrehbar feststellbar ist.

6. Abfederung der Lenkräder von Kraftfahrzeugen nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querlenker (6) an einem verhältnismäßig langen Arm (45), der untere Querlenker bzw. der Arm (11) desselben an einem verhältnismäßig kurzen Arm (46) des zu einem Lenkhebel ausgebildeten Radträgers (4) durch Kugelzapfen (5 bzw. 12) angeschlossen und der Arm (11) mit dem Querträger (2) über ein Gummilager (13) verbunden ist.

7. Abfederung der Lenkräder von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle der Arme (11 und 16) des unteren Querträgers so nahe an das Rad herangelegt ist, wie es ohne Behinderung der Radlenkung möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

θ 884 7.51