DE2134995A1

DE2134995A1 - Fahrzeugaufhängung

Info

Publication number: DE2134995A1
Application number: DE19712134995
Authority: DE
Inventors: Charles Spencer Cubbington Warwick King (Großbritannien)
Original assignee: Triumph Motor Co Ltd
Current assignee: Triumph Motor Co Ltd
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-14
Publication date: 1972-01-27
Also published as: FR2097420A5; GB1320371A; BE770092A; FR2098420A1; SE387893B; DE2133364A1; FR2098420B1; US3768584A

Description

PATENTANWÄLTE

DlPL₁-INa. DR. IUR. DIPL-ΙΝΘ. VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 Osnabrück , den 13· Juli 1971

MOSeRSTRASSE20/24. VB/Fl O 1 O / D Π F

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TRIUMPH MOTOR COMPANY LIMITED Canley, Coventry, Warwickshire, England

Pahrzeugaufhängung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pahrzeugaufhängung. Erfindungsgemäß besteht die Pahrzeugaufhängung aus einer Starrachse zum Abstützen eines Radpaares und zwei derart angeordneten Armen, daß diese die Starrachse für eine Bewegung um eine im Abstand vor und im wesentlichen parallel zu dieser verlaufende Achslinie führen, und ist gekennzeichnet durch eine die Arme untereinander verbindende und zwischen der Starrachse und der Achslinie angeordnete Querbrücke sowie durch ein Gelenkglied, das die Querbrücke und die Starrachse miteinander verbindet und den Bewegungsgrad letzterer um eine Längsachse des Fahrzeuges steuert.

Vorzugsweise besteht das Gelenkglied aus einer starren Verlängerung der Starrachse mit sich im wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckender Längsachse, wobei die Verlängerung mittels einer elastischen bzw.;federn-* _; den Halterung an der Querbrücke befestigt ist. Zweckmäßiger- "

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weise sieht die elastische Halterung ein geeignetes Maß an Verdrehsteifigkeit vor, um den erforderlichen Widerstandsgrad gegen die Bewegung der Starrachse um die Pahrzeuglängsachse zu schaffen.

Zweckmäßig ist jeder der Arme an.seinem einen Ende schwenkbar mit dem einen Ende der Starrachse und mit dem anderen Ende schwenkbar mit der Fahrzeugkarqsserie verbunden.

Die Querbrücke ist vorzugsweise an ihren Enden durch federnde bzw. elastische Halterungen mit den Armen verbunden. Zweckmäßig ist dabei die elastische Halterung an jedem Arm im wesentlichen mittig zwischen dessen Schwenklagern angeordnet.

Die Fahrzeugaufhängung kann hinten am Fahrzeug angeordnet und die Starrachse derart ausgebildet sein, daß sie eine Antriebsverbindung zwischen den Rädern herstellt, die mittels Halbwellen und dazwischen angeordnetem Differentialgetriebe an jedem Ende der Starrachse angebracht sind.

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Zweckmäßig ist innerhalb der starren Verlängerung der Starrachse eine Eingangswelle zu dem Differentialgetriebe vorgesehen, um eine Verbindung zu einer Drehkraftübertragungswelle zu schaffen, mit der die Antriebskraft von einem im Fahrzeug angebrachten Antriebsmotor übertragen wird.

Weiterhin ist zweckmäßig ein Querlenker vorgesehen, der mit seinem einen Ende an einem Ende der Starrachse und mit seinem "

entgegengesetzten Ende an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und die Starrachse seitlich in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie führt.

Vorzugsweise ist der Querlenker an seinen Enden mittels Schwenkverbindungen befestigt und paßt sich einer Bewegung der Starrachse um eine Längsachse des Fahrzeuges¹ an in im wesentlichen derselben Höhe wie die Schwenftverbindung des Querlenkers zu der Fahrzeugkarosserie.

Vorzugsweise wird das Drehen eines jeden Armes um seine Schwenkverbindung mit der Fahrzeugkarosserie durch eine zwischen dem Ende des an die Starrachse angrenzenden Armes und der Fahrzeugkarosserie angeordnete Schraubenfeder gesteuert.

Weiter ist vorzugsweise zwischen jedem Ende der Starrachse und der Fahrzeugkarosserie ein hiermit zusammenwirkender Teleskop-Stoßdämpfer angeordnet.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Prinzipdarstellung einer Fahrzeug-Hinterradaufhängung und

Fig. 2a mögliche Halterungen zur Verwendung bei der Auf- und 2b

hängung nach Fig. 1.

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Ein in Fig. 1 dargestelltes Paar koaxialer Fahrzeugräder 50 ist an den Enden einer Starrachse 22 angeordnet, die ein aus einem Stück bestehendes, ein Differentialgetriebe aufnehmendes Zentralgehäuse aufweist, die Räder 50 stehen durch das Differential mit einer Welle Ml in Antriebsverbindung, wobei die Welle ¹H in Längsrichtung der (nicht dargestellten), Pahrzeugkarosserie verläuft. Die Welle ¹Il ist innerhalb einer vorderen Verlängerung eines Gehäusekopfteils 21 für das Differential angeordnet. Der Kraftantrieb für die Räder 50 wird von einem im Fahrzeug angebrachten Antriebsmotor (nicht dargestellt), üblicherweise einer Verbrennungskraftmaschine, durch eine (nicht dargestellte) Antriebswelle übertragen, die mit einem Flansch 40 an der Welle ^l verbunden ist.

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An jedem Ende der Starrachse/ist eine Konsole 28 nahe der Innenseite der Räder 50 starr angebracht. Mit diesen Konsolen sind die rückwärtigen Enden zweier freihängender Arme 17 schwenkbar verbunden. Die Arme 17 sind an ihren Vorderenden durch Schwenkgelenke 31 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden und somit ist die Schwingbewegung eines jeden Armes auf eine im wesentlichen vertikale Ebene um eine parallel zu den Radächsen verlaufende Querachse beschränkt. Die freihängenden Lenker bzw. Arme 17 sind durch eine Querbrücke 18 miteinander verbunden, deren Enden jeweils durch eine elastische Halterung 32 mit einem der freitragenden Arme 17 verbunden sind, wobei die elastische Halterung 32 etwa auf halbem Wege zwischen den Schwenkgelenken 31 und 33 angeordnet ist. Die Querbrücke 18 dient auch noch dazu, die vordere Verlängerung 20 durch eine elastische Halterung 36 abzustützen, die sich innerhalb einer

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mit der Kopfteilverlängerung 20 auseinem Stück bestehenden Konsole 23 befindet. Die elastische Halterung 36 umfaßt eine Buchse, die durch geeignete Mittel (nicht dargestellt) an einem Punkt etwa in der Mitte der Länge der Querbrücke 18 gehalten wird.

Bei 30 im Umriß angedeutete Schraubenfedern sind so angeordnet, daß sie zwischen der Fahrzeugk-arosserie und den rückwärtigen Enden der freitragenden Arme unmittelbar vor der Starrachse 22 virken. Die Federn 30 arbeiten in bekannter Weise zum Aufnehmen von Stößen, die andernfalls von den Rädern 50 unmittelbar auf die Fahrzeugkarosserie übertragen würden. Außerdem ist ein Paar Teleskop-Stoßdämpfer 26 zwischen die Enden der Starrachse 22 und die Fahrzeugkarosserie zwischengeschaltet. Diese Stoßdämpfer werden zum Dämpfen von Schwingungen, die andernfalls durch die Stoßaufnahme der Schraubenfedern 30 ausgelöst werden könnten, und zum Steuern der Bewegung der gesamten Fahrzeugkarosserie verwendet.

Die Räder 50' werden durch einen Querlenker 14 seitlich in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie gehalten, wobei der Querlenker bei 3^ schwenkbar mit einer oberen Tragkonsole 24 verbunden ist, die ihrerseits fest mit einem Ende des Achsgehäuses 22 verbunden ist. Das andere Ende des Querlenkers 14 ist bei 35 fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Das Federungsvermögen bzw. die Elastizität der die Querbrücke tragenden Halterungen 32 ist derart, daß ein gewisses Maß an

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Relativbewegung der freitragenden Arme 17 um ihre entsprechenden Schwenkgelenke 31 ermöglicht wird und die Räder sich somit mit einem bestimmten Grad an Unabhängigkeit in einer gesteuerten im wesentlichen vertikalen Richtung bewegen können. Bei angenommener Bodenberührung hat eine relative vertikale Bewegung der Bodenräder 50 jedoch ein Rollen bzw. Schlingern der Fahrzeugkarosserie um eine senkrecht zu den Radachsen und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse .zur Folge. Ein gewisser Grad eines solchen Karosserieschlingerns kann erwünscht sein und wird in der Tat durch die Verdrehsteifigkelt der elastischen Halterung 36 gesteuert, die die Form einer Gummibuchse hat und dazu dient, die Kopfteilverlängerung 20 in Bezug auf die Querbrücke 18 zu lagern, die die Arme 17 verbindet, an denen die Bodenräder 50 befestigt sind. Dieselbe Verdrehsteifigkeit, die ein Schlingern unterbindet, hat die gewünschte Wirkung, den Grad an unabhängiger Bewegung der Räder an der Hinterachse zu begrenzen.

Die in Fig. 2a dargestellte mögBche Halterung für die Kopfteilverlängerung -20' besteht aus einem Gehäuse 45, das fest mit der

Querbrücke 18 verbunden ist und eine hohle, im wesentlichen zylindrische elastische Buchse M aufnimmt, in der die Kopfteilverlängerung 20 angeordnet ist. Diese Buchse M ist bedeutend größer als die bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendete und kann eine größere Verdrehsteifigkeit haben, wodurch ein erhöhter Schlingerwiderstand für das Achsgehäuse 22 in Besug auf die Fahrzeugkarosserie geschaffen wird,

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Die in Fig. 2b dargestellte weitere mögliche Ausbildung der Halterung für die Kopfteilverlängerung 20 umfaßt eine starr mit dieser verbundene Konsole 46, die durch zwei im Abstand zueinander angeordnete Gummibuchsen 47 auf der Querbrücke 18 angeordnet ist. Der gegenseitige Abstand und die Elastizität dieser Buchsen 47 sind entscheidend für die Verdrehsteifigkeit dieser Anordnung und, ebenso wie im vorhergehenden Fall, für die Schlingereigenschaften der koaxialen Räder 50.

Die Charakteristiken des in den verschiedenen Formen der elastischen Halterungen 36 verwendeten Gummimaterials können so beschaffen sein, daß in der Halterung 36 zusätzlich zu der Verdrehsteifigkeit ein gewisser Dämpfungsgrad enthalten ist. Somit kann jeglicher Tendenz, die Schlinger-Bewegungsrichtung beim bzw. nach dem Zurückführen der Bodenräder 50 in die "Nichtschlinger"-Stellung mit Erfolg umzukehren, aufgrund der in dem Gummimaterial verbrauchten Energie entgegengewirkt werden.

Die bei der Aufhängung verwendeten verschiedenen Schwenkverbindungen, die üblicherweise die Form von flexiblen Bolzengelenken oder Kugelgelenken haben, sind in weiten gegenseitigen Abständen angeordnet und können, wenn nötig, Gummibuchsen umfassen, um einen geeigneten Grad an Federungsvermögen und Elastizität zu schaffen, ohne die Aufhängungsgeometrie nachteilig zu beeinflussen.

Die beschriebene Fahrzeugaufhängung dient weiter dazu, einer Winkelauslenkung des Achsgehäuses 22 entgegenzuwirken, die sich

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aus der Reaktion derselben auf die durch die (nicht dargestellte) Antriebswelle auf die Welle 41 aufgebrachte Drehkraft ergibt. Die Wirkung dieser Drehmoment-Drehkraft-Reaktion würde andernfalls darin bestehen, das Achsgehäuse 22 um die Fahrzeuglängsachse zu drehen und somit in kleinem Ausmaß einen dem Schlingern der Fahrzeugkarosserie zu den Bodenrädern 50 ähnlichen Zustand hervorzurufen. Außerdem versucht die Reaktion der durch das Differential auf jedes Rad 50 -aufgebrachten Drehkraft,das Achsgehäuse 22 um die·hinteren Schwenkgelenke 33 der freitragenden Arme 17 zu drehen. Diese Tendenz wird durch die elastische Halterung 36 zwischen der Achsen-Kopfteilverlängerung 20 und der Querbrücke 18 unterbunden.

Di^ fFeihängenden Arme 17 dienen in erster Linie dazu_s die Räder in Fahrzeuglängsrichtung zu führen, und sie sind es auch, die den während des Bremsens und Beschleunigens des Fahrzeuges verursachten Hauptkraften standhalten. Während dieser letztgenannten Bedingungen erzeugen die durch die Räder 50 auf den Boden aufgebrachten Kräfte eine im wesentlichen horizontale Reaktionskraft! an den Rädern selbst. Die einzigen äußeren Kräfte, die auf das Fahrzeug als Ganzes einwirken₉ sind dessen Gewicht, das als an seinem Schwerpunkt wirkend angesehen werden kann, und die Reaktionskräfte an den Rädern_s die aufgrund bekannter mechanischer Gesetze unter Hinzufügung eines um den Schwerpunkt wirkenden Kräftepaares als am Schwerpunkt wirkend umgesetzt werden können» Die horizontalen. Komponenten der Reaktionskräfte bewirken ©ine Veränderung des mechanischen Moments des Fahrzeugs,

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d. h. sie verringern oder erhöhen dessen Geschwindigkeit, wobei das Kräftepaar versucht, das Fahrzeug um seinen Schwerpunkt zu drehen, wodurch eine Umverteilung bzw. Verlagerung der Belastungen an den Vorder- und Hinterradpaaren erfolgt. Beim Bremsen besteht der Nutzeffekt beispielsweise darin, die Vorderaufhängung einer erhöhten Belastung zu unterwerfen und die hintere Aufhängung von ihrer Belastung zu befreien. Das Gegenteil erfolgt naturgemäß beim Beschleunigen des Fahrzeuges. Bei einem Bremsvorgang hat das Fahrzeug somit die Tendenz, sich nach vorn herunterzuneigen bzw. zu kippen. Bei der vorbeschriebenen Anordnung freitragender Arme und einer Querbrücke bewirkt die Reaktion der auf die Hinterräder aufgebrachten Bremskräfte ein Zusammendrücken der hinteren Aufhängefedern und hebt dadurch die Ausdehnung der hinteren Aufhängefedern aufgrund der Kraftverlagerung von der hinteren zur vorderen Aufhängung auf. Auf diese Weise wird ein Neigen bzw. Kippen des Fahrzeuges beim Bremsen und Beschleunigen bedeutend verringert.

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Claims

Patentansprüche:

Fahrzeugaufhängunga bestehend aus einer Starrachse zum

eines Radpaares und zwei Armen zur Lagerung der Achse für eine Bewegung um eine im Abstand vor und parallel zu dieser verlaufende Achslinie, gekennzeichnet durch eine die Arme (17) untereinander verbindende und zwischen der Starrachse (22) und der Achslinie angeordnete Querbrücke (18) sowie durch ein Gelenkglied, das die Querbrücke und die Starrachse zum Steuern des Bewegungsgrades der Starrachse um eine in Fshrzeuglängsriehtung verlaufende Achse untereinander verbindet.
2. " Pahrseugaufhängung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkglied aus einer starren Verlängerung (20) der Starrachse mit sich in Fatsrzeuglängsriehtung erstreckender Längsachse besteht und die ¥erlängerung mittels einer elastischen Halterung (36) an der Querbrücke (18) befestigt ist.
3. Pahrzeugaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Halterung (36) genügend Verdrehsteifigkelt zur Schaffung des erforderlichen Widerstandsgrades zum Steuern des Bewegungsmaßes der Starrachse um die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse aufweist.
4. Pahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet, daß Jeder der Arme (17) an einem Ende sshwe: bar mit dem einen Ende der Starrachse (22) und an dem anderem

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Ende schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
5. Fahrzeugauf hängung nach einem der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbrücke (18) durch elastische Halterungen (32) an den Armen (17) befestigt ist.
6. Fahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch-gekennzeichnet, daß di-e. Starrachse (22) die Räder (50) durch Halbachsen und ein gehäusemäßig innerhalb der Achse untergebrachtes Differentialgetriebe miteinander verbindet;
7. Fahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Verlängerung (20) zumindest Teil eines Gehäuses für das Differentialgetriebe zur übertragung des Antriebs von einem Fahrzeugantriebsmotor auf die Räder bildet.
8. Fahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querlenker (IM) an seinem einen Ende schwenkbar mit der Starrachse (22) und mit dem anderen Ende schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist und die Achse seitlich in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie führt.
9. Fahrzeugaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querlenker (1*0 in im wesentlichen derselben Höhe schwenkbar an der Achse (22) befestigt ist, in der er bei stillstehendem Fahrzeug an der Fahrzeugkarosserie schwenkbar befestigt ist.

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10«, Pahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet₉ daß jeder Arm (17) an oder in der Nähe seines an die Achse (22) angrenzenden Endes eine zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Arm angeordnete Feder aufweist.

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