DE3781713T2 - Abfederungsanlage. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem für ein Fahrzeug und insbesondere eine Aufhängung für eine unabhängige Antriebswelle.
• Herkömmliche Fahrzeugaufhängungssysteme, die mit der Antriebswelle zusammenwirken, verwenden Schraubenfedern und aufwendige Steuerverbindungen, um den Antriebswellenausgang zu schützen. Dies war die Standardkonstruktion, um zu verhindern, dar Kräfte zum Differential und dem zugehörigen Getriebe zurück übertragen werden. Ferner tritt beim Bremsen eines Fahrzeugs mit Einzelaufhängungen, die mit der Antriebswelle verbunden sind, das Problem auf, daß aufgrund der ungewöhnlichen Kräfte, die auf die Radachse aufgebracht werden, die Kontrolle über das Fahrzeug nicht beibehalten werden kann.
• Der Oberbegriff des Anspruchs 1 bezieht sich auf ein Fahrzeugaufhängungsystem wie es in US-A-2 191 211 offenbart ist.
• Das bekannte Aufhängungssystem weist Radtrommelträgereinrichtungen, welche die Räder stützen, und Torsionseinrichtungen auf, welche die Radtrommelträgereinrichtungen mit dem Fahrzeugchassis verbinden. Jede Torsionseinrichtung besteht aus einem äußeren Hüllenteil und einem inneren Schaftteil, die beide mit einem elastomeren Ring verbondet sind. Die äußere Hülle ist mit dem Chassis verbunden und die innere Welle ist mit den Radtrommelträgereinrichtungen verbunden. Die von den Radtrommelträgereinrichtungen gestützten Räder sind nicht mit Abtriebswellen verbunden.
• Ferner ist in FR-A-759 615 offenbart, daß von Trägern gestützte Räder mit sich vom Differential nach außen erstreckenden Abtriebswellen verbunden sind. Die Abtriebswellen sind über Universalgelenke mit den Rädern beziehungsweise mit dem Diffetentialausgang verbunden, wodurch ein Kippen oder schwenken des Radteils in bezug zum Chassis möglich ist. Die Träger sind mit Torsionseinrichtungen verbunden, welche an Aufhängungsarmen und Steuerarmen befestigt sind. Die Aufhängungsarme und die Steuerarme sind an dem Chassis durch weitere Torsionseinrichtungen befestigt. Dennoch werden reaktive Kräfte und Stoßbelastungen über die Antriebswellen direkt auf die Bremsen, das Differential und die Antriebsachse des Fahrzeugs übertragen. Es gibt keine unabhängige Bewegung der Radträger und der Antriebswellen, so daß die Antriebswellen nicht frei von Belastungen sind.
• In US-A-2 163 981 ist ein Fahrzeugaufhängungssystem mit einer Bremstrommelträgereinrichtung offenbart, welches Aufhängungsarme und Steuerarme aufweist. Schraubenfedern greifen an den Aufhängungsarmen an. Die Abtriebswellen, die Keilnutenbereiche aufweisen, erstrecken sich in horizontaler Ansicht zwischen dem Aufhängungsarm und dem Steuerarm und in vertikaler Ansicht zwischen den Schenkeln der Aufhängungsarme und den Steuerarmen. Die Schraubenfedern erfordern voluminöse Streben und zusätzliche Spurstangen.
• In US-A-2 080 969 ist ein Federaufhängungssystem für Straßenräder von Automobilen beschrieben, das Kugelgelenke verwendet, die ein Verschwenken der Räder ermöglichen. Jedes Rad ist von oberen und unteren Verbindungsgelenken getragen, die schwenkbar mit dem Fahrzeugchassis verbunden sind. Es besteht ebenfalls eine unnachgiebige Verbindung zwischen dem Radträger und dem Differential, so daß die reaktiven Kräfte von den Rädern auf die Antriebsachse übertragen werden.
• Das Aufhängungssystem nach GB-A-427 907 weist mit Verbindungen zusammenwirkende Torsionseinrichtungen auf. Die Verbindungen stützen von starren Wellen getriebene Räder.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ausgeglichenes Aufhängungssystem zu schaffen, das mit Abtriebswellen zusammenwirkende Torsionsfedern verwendet, und bei dem alle von den Rädern kommenden reaktiven Kräfte derart absorbiert werden, daß die Kräfte nicht über die Antriebswellen zum Differential beziehungsweise zur Antriebsachse übertragen werden.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Das erfindungsgemäße Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug weist gabelförmige Aufhängungsarme und Steuerarme auf, die den Chassisrahmenträger und Radtrommelträgereinrichtungen, welche die Räder drehbar stützen, miteinander verbinden. Die Aufhängungsarme sind mit ersten Torsionseinrichtungen und die Steuerarme mit zweiten Torsionseinrichtungen verbunden, wobei die ersten Torsionseinrichtungen ein erstes Paar Torsionsfedern und die zweiten Torsionseinrichtungen ein zweites Paar Torsionsfedern aufweisen, wobei jede Torsionsfeder einen Ring aus elastomerem Material als nachgebendes Element aufweist. Eine mit einem Keilnutenbereich versehene Abtriebswelle, die direkt von dem Differential getrieben ist, ist mit den Rädern verbunden, wodurch ein unabhängiger Radantrieb und eine Bewegung in einer vertikalen Ebene relativ zu einer stationären Abtriebswelle des Differentials möglich sind. Ein solches Aufhängungssystem erlaubt eine gleichmäßige, sowie eine ungleichmäßige Bewegung der Räder, während die Neigungsauslenkung bei Höchstgeschwindigkeit sowie die Brems- und Schleuderkräfte begrenzt werden, während gleichzeitig ein geringer Bodenabstand gewahrt bleibt. Ein solches Aufhängungssystem eliminiert die Übertragung von Stauchbelastungen auf die Antriebswelle oder das Differential und macht voluminöse Streben und zusätzliche Spurstangen für das System unnötig, wobei eine Schmierung nicht erforderlich ist.
• Fig. 1 ist eine Drauf sicht auf ein Aufhängungssystem für die Antriebsachse eines Fahrzeugs, das die Erfindung beinhaltet;
• Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Aufhängungssystems entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
• Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht auf den unteren Bereich des Aufhängungssystems von Fig. 1 entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;
• Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Torsionsfederkonstruktion entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
• Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene vergrößerte Draufsicht auf den oberen Bereich des Aufhängungssystems entlang der Linie 5-5 in Fig. 2;
• Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Torsionsfeder entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;
• Fig. 7 ist eine teilweise explodierte, perspektivische Darstellung der Einrichtung zum Einstellen der Torsionsfeder.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in sämtlichen verschiedenen Darstellungen gleiche oder entsprechende Elemente bezeichnen, sind in Fig. 1 zwei seitlich beabstandete Trägerteile 10 und 11 dargestellt, die Teil des Haupttragrahmens oder Chassis eines Fahrzeugs sind, zum Beispiel ein Motorraum. Ein Motor M ist in geeigneter Weise an dem Tragrahmen des Fahrzeugs angebracht, wobei die Abtriebswelle des Motors über eine Getriebeeinrichtung T mit einem Differential D verbunden ist, dessen Antriebsausgang wiederum über Universalgelenke U mit zwei sich seitlich erstreckenden Achsen 12 und 13 verbunden ist. Diese Antriebsachsen sind in bekannter Art und Weise über Keilwellen 14 zum Drehen von Rädern 20 und 2l verbunden.
• Die Räder 20 und 21 weisen ein Bremstrommelgehäuse 23 (Fig. 2) auf, das einen oberen Ausleger 24 (Fign. 2 und 5) und einen unteren Ausleger 25 (Fign. 2 und 3) hat. Der obere Ausleger 24 (Fig. 5) weist zwei einteilige, sich seitlich erstreckende Schaftverlängerungen 26 und 27 zum Stützen der Enden der jeweiligen Anordnungsgehäuse 28' und 28 auf. Die Gehäuse 28 und 28' sind geteilt, um die Montage der Lager in diesen Gehäusen auf den Wellen 26 und 27 zu erleichtern. Jedes Gehäuse 28-28' weist sich einwärts erstreckende Steuerarme 29-29' auf, die in ihren Mittelbereichen durch einen Bolzen verbunden sind. Die inneren Enden jedes Steuerarms 29-29' haben jeweils eine Bohrung, in der ein Schaft 31 einer Torsionsfedervorrichtung 32 aufgenommen ist. Im folgenden wird nur eine der Torsionsfedervorrichtungen 32 beschrieben, wobei darauf hingewiesen sei, daß diese gleich und gegeneinander austauschbar sind. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die Außenfläche des Schafts 31 mit der Innenfläche einer ringförmigen Hülse 33 aus elastomerem Material verbondet. Die ringförmige Hülse 33 weist zwei diametral angeordnete Vorsprünge 34 und 35 auf. Die Außenfläche der elastomeren ringförmigen Hülse 33 ist mit den Innenflächen zweier Hüllenhälften 36 und 37 verbondet. Jede Hüllenhälfte 36 und 37 weist zwei sich nach außen erstreckende Vorsprünge auf, die mit mehreren sich durch diese erstreckenden Öffnungen zur Aufnahme von Bolzen 39 versehen sind, welche sich ebenfalls durch Öffnungen in den Vorsprüngen 34 und 35 erstrecken, um eine Einrichtung zum Befestigen der Torsionsfedern 32 an dem Fahrzeugrahmen zu bilden. Zur sicheren Befestigung der jeweiligen Torsionsfedern 32 an den Trägerteilen 10 oder 11 nimmt ein halbzylindrischer Ansatz 40 die untere Hülsenhälfte 37 auf und ist durch die Bo1zen 39 mit der Torsionsfeder verschraubt. Der Ansatz 40 ist mit mehreren dreieckförmigen Stegen 41 versehen, die in geeigneter Weise an die kastenartigen Trägerteile 10 und 11 des Chassisrahmens angeschweißt sind. Jeder Schaft 31 ist nahe einem seiner Enden mit einer Winkelnut 42 (Fig. 5) versehen, die mit einer Bohrung in den Steuerarmen 29-29' fluchtet, so daß ein in dieser Bohrung aufgenommener Bolzen 43 (Fig. 5) den Schaft 31 an dem jeweiligen Steuerarm 29-29' befestigt.
• Der untere Ausleger 25 (Fig. 3) weist zwei sich seitlich erstreckende Schaftverlängerungen 45 und 46 auf, an denen Lageranordnungen angebracht sind. Ein Aufhängungsarmpaar 47 und 48 ist an einem ihrer Enden mit Bohrungen 50 versehen, um die jeweiligen Endabschnitte der Schafte 45 und 46 gleitend verschiebbar aufzunehmen. Die jeweiligen Enden der Schafte 45 und 46 sind mit Gewinden versehen und nehmen Muttern 52 auf, um die Aufhängungsarme 48 und 49 als einteilige Trägereinrichtung zusammenzuhalten. Jeder Aufhängungsarm 48 und 49 weist einen sich aufwärts erstreckenden Stegbereich 53 mit aufeinander ausgerichteten Bohrungen auf, um Bolzen 54 zur festen Verbindung der Aufhängungsarme 48 und 49 miteinander aufzunehmen. Das andere Ende jedes Aufhängungsarms 48 und 49 endet in einem bogenförmigen Segment 55 (Fig. 4) mit zwei Ansätzen 56. Eine Torsionsfeder 57 ist auf noch zu beschreibende Weise an dem bogenförmigen Segment 55 befestigt. Wie in den Fign. 3 und 4 dargestellt, weist die Torsionsfeder 57 eine ringförmige Hülse oder Schaft 58 auf, deren Außenfläche mit der Innenfläche eines ringförmigen Hülsenteils 59 aus elastomerem Material verbondet ist. Die Außenfläche des elastomeren Hülsenteils 59 ist mit zwei halbzylindrischen Hüllenhälften 60 und 61 verbondet. Ein solches ringförmiges elastomeres Hülsenteil 59, das als das Federelement wirkt, ist in der üblichen Weise in dem Zwischenraum zwischen den Hüllenhälften 60 und 61 und der ringförmigen Hülse 58 geformt und gehärtet, vorzugsweise mit einem Gummi-Metallklebemittel. Die Form zum Stützen der Teile der Torsionsfeder während des Formens und des Aushärtens ist derart ausgebildet, daß sie ermöglicht, daß das Gummi oder das elastomere Material den gesamten Zwischenraum zwischen den Längskanten der Hüllenhälften 60 und 61 ausfüllt und fest mit den gerundeten Kanten 62 bis zu der im wesentlichen zylindrischen Außenfläche der Hüllenhälften verbondet ist. Ein Keil 63 ist in der Mitte der Ringfläche auf der Außenfläche jeder Hüllenhälfte 60 und 61 ausgebildet. Die Keile 63 sind in Keilnuten 64 des zylindrischen Gehäuses 65 aufgenommen. Das zylindrische Gehäuse 65 weist zwei sich nach außen erstreckende Flansche 66 mit durch diese verlaufenden Bohrungen 67 auf, welche mit Bohrungen 68 in den Ansätzen 56 fluchten. Sich durch die Bohrungen 67 und 68 erstreckende Bolzen 69 befestigen die Torsionsfeder 57 an den Aufhängungsarmen 48 und 49. Die jeweiligen Enden der Hülse 58 sind in Stützlagern 70 gelagert, die ihrerseits an Befestigungsträgern 71 angebracht sind, welche über Träger 72 an einem der beiden Stützteile 10 und 11 zum Beispiel durch Schweißen befestigt sind, wie in Fig. 2 dargestellt. Ein längliches Paddel 73 (Fign. 3 und 7) weist in einem seiner Enden eine Bohrung auf, die die Hülse 58 aufnimmt und in geeigneter Weise, zum Beispiel durch Schweißen, mit dieser verbunden ist. Das andere Ende des Paddels 73 ist mit einem Schwenkteil 74 (Fign. 2 und 3) verbunden. Das Schwenkteil 74 weist eine Bohrung 75 auf, die eine Einstellstange 76 aufnimmt, deren eines Ende mit einem Gewinde versehen ist und die an ihrem anderen Ende über einen Schwenkblock 77 mit den Tragteilen 10 oder 11 verbunden ist. Auf beiden Seiten des Schwenkteils 74 ist auf die Gewindestange 76 jeweils eine Mutter aufgeschraubt, um eine Einstellung der Torsion der Torsionsfeder 57 zu ermöglichen, die ihrerseits die Höhe des zuvor erörterten Aufhängungssystems einstellen kann. Zwischen dem Chassisrahmen und den Aufhängungsarmen 48 und 49 sind geeignete Stoßdämpfer 80 angeordnet, die in der üblichen Weise arbeiten, um ihre normale Funktion auszuüben.

Claims (5)

1. Fahrzeugaufhängungssystem, bei dem das Fahrzeuggewicht durch Torsionsfedern gestützt ist, mit

einem Fahrzeugchassis (10, 11),

von Radtrommelträgern gestützten Rädern (20, 21), die Bremstrommelgehäuse (23) aufweisen,

einer an dem Fahrzeugchassis (10, 11) unverdrehbar angebrachten ersten Torsionseinrichtung (57), die durch Aufhängungsarme (48, 49) mit dem unteren Bereich einer Radtrommelträgereinrichtung verbunden ist,

einer an dem Fahrzeugchassis (10, 11) unverdrehbar angebrachten zweiten Torsionseinrichtung (32), die durch Steuerarme (29, 29') mit dem oberen Bereich einer Radtrommelträgereinrichtung verbunden ist,

wobei jede der Torsionseinrichtungen (32, 57) eine Torsionsfeder mit einem äußeren Hüllenteil (36, 60, 61) und einem inneren Schaftteil aufweist, die beide mit einem elastomeren Ring verbondet sind, der das nachgebende Element der Torsionsfedereinrichtung ist, wobei eines der Teile mit dem Chassis und das andere Teil mit dem Aufhängungs- oder dem Steuerarm verbunden ist, und

einer auf die erste Torsionseinrichtung (57) wirkenden Einstelleinrichtung (74, 76) zum Vorbelasten des elastomeren Rings mit einer Torsionskraft,

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Torsionseinrichtung (57) ein erstes Paar Torsionsfedern aufweist, die mit gegenseitigem Abstand in Längsrichtung zueinander ausgerichtet sind,

die zweite Torsionseinrichtung (32) ein zweites Paar Torsionsfedern aufweist, die mit gegenseitigem Abstand in Längsrichtung zueinander aüsgerichtet sind,

jeder der Aufhängungsarme (48, 49) und der Steuerarme (29, 29') gabelförmig ausgebildet ist,

eine mit dem Rad (20, 21) verbundene Abtriebswelle (12, 13) sich in horizontaler Vorderansicht zwischen dem Aufhängungsarm (48, 49) und dem Steuerarm (29, 29') und in vertikaler Draufsicht zwischen den Schenkeln der gabelförmigen Aufhängungs- und Steuerarme erstreckt, und

die Antriebswelle (12, 13) mit Keilnuten (14) versehen ist, um ein axiales Verlängern und Einziehen der Antriebswelle (12, 13) zu erleichtern, wenn sich das Rad (20, 21) in einer vertikalen Ebene bewegt.

2. Fahrzeugaufhängungssystem nach Anspruch 1, bei dem jede der Verbindungen der Aufhängungsarme (48, 49) und der Steuerarme (29, 29') mit der Radtrommelträgereinrichtung eine in der Nähe des Rades befindliche Schwenkverbindung ist.

3. Fahrzeugaufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jeder der inneren Schafte (58) in Trägereinrichtungen gelagert ist, die an dem Chassis (10, 11) befestigt sind, und an jedem der Schafte (58) ein Ende eines länglichen Paddels (73) angebracht ist, wobei die anderen Enden der länglichen Paddel eine daran und an dem Chassis (10, 11) befestigte Einstellstange (76) aufweisen, um eine Einrichtung zum Vorbelasten des elastomeren Rings (59) des ersten Paars von Torsionsfedern zu bilden.

4. Fahrzeugaufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das äußere Hüllenteil und der innere Schaft (58) oder die innere Stange (31) jeder Torsionsfeder mit ihrem elastomeren Ring (59, 33) verbondet ist.

5. Fahrzeugaufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem jede der Antriebswellen (12, 13) eine Universalgelenkverbindung mit dem Rad (20, 21) und eine Universalgelenkverbindung mit einer Differentialausgangseinrichtung aufweist.