DE2500149A1

DE2500149A1 - Elastische stossdaempfvorrichtung, insbesondere fuer radaufhaengungen in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2500149A1
Application number: DE19752500149
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Bechu; Denis Hamel
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Current assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Priority date: 1974-01-04
Filing date: 1975-01-03
Publication date: 1975-07-17
Also published as: IT1027247B; GB1489473A

Description

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DIPL..ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN DIPL..INC A. Gt T-WENGERiMv 2500149

*■» 3. Januar 1975

Z/We/Kg - Cas 597

PNEUMATIQUES, CAOUTCHOUC MAHUFACTUHE ET PLASTIQUES KLEBER-COLOMBES, Coloabes (Frankreich)

Elastische Stossdämpfvorrichtung, insbesondere für Radaufhängungen in Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine gleichzeitig als Abfederung und als Stossdämpfer mit progressiver Wirkung dienende elastische Vorrichtung, insbesondere für eine Radaufhängung in Kraftfahrzeugen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die besonders einfach und billig herstellbar ist und insbesondere für leichte, vor allem im Stadtverkehr verwendete Kraftfahrzeuge einsetzbar ist.

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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfin- _§ dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

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Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungs— . gemässen Vorrichtung für eine unabhängige Aufhängung eines Kraftfahrzeughinterrades,

Fig, 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 in der Stellung, in der sie vom Eigengewicht des Kraftfahrzeuges beaufschlagt ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung in der Stellung, in der sie unter maximaler dynamischer Höchstbeaufschlagung steht,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung, die als unabhängige Aufhängung eines Kraftfahrzeugvorderrades dient,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 4 in der Stellung, in der sie vom Eigengewicht des Kraftfahrzeuges beaufschlagt ist,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des elastischen Aufhängungsblockes für die erfindungsgemässe, Vorrichtungen, und

Fig. 7 und 8 Längsschnitte durch zwei abgewandelte Ausführungsformen der Fig. 5.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfassen die Aufhängungsvorrichtungen allgemein zwei Teile 1, 2, die teleskopartig ineinander verschiebbar sind. Einer der Teile ist mit der Fahrzeugkarosserie 3 verbunden und der andere mit einem Schwenkarm

der Radaufhängung. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen ela-j stischen Aufhängungsblock 4, der zwischen den beiden beweglichen Teilen 1 und 2 unter Druck steht. Im Fall der Fig. 1 ist der | Aufhangungs- oder Schwenkarm 5 in Längsrichtung ausgerichtet. ^! Er ist um eine Querachse 6 verschwenkbar und trägt an seinem hinteren Ende das Achslager 7 des hinteren Bades 8. In Fig. 4 ■ ist der Aufhängungsarm 9 der obere Arn des um Längsachsen 10 an-t gelenkten Queraufhängungsparallelogramms, das das Vorderrad 11 \ des Kraftfahrzeuges abstützt. In beiden Fällen ist der bewegliche Teil 1 der Aufhangungs vorrichtung in einem Zwischen- oder j Verbindungspunkt des Aufhängungsarmes 5 oder 9 über ein bekann- ι tes elastisches Gelenk 12 oder 13 angeschlossen und umfasst eine zwischen die Achse und die Buchse dieses Gelenks eingesetzte , Kautschukmuffe 12.1 qder 13.t. i

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Aufhangungsvorrichtung für ein Hinterrad, bei der der bewegliche Teil 1 ein mittiges Führungsrohr 14 umfasst, das an einer unteren Platte 15 befestigt ist, die mit dem Aufhängungsarm 5 über eine in einem elastischen Gelenk 12 endende Stange 16 verbunden ist. Der starre Teil 2 hat einen zylindrischen Rohrabschnitt 17, der an einer oberen Platte 18 befestigt ist und in den das Oberende des mittigen Führungsrohres 14 eingreift. Der Rohrabschnitt 17 ist fest mit einem Boden 19 verbunden, der durch einen Bolzen 20 mit der Wand der Karosserie 3 verbunden ist und zwei beiderseits der Wand 3 liegende Unterlegscheiben 21, 22 aus einem zellenförmigen Elastomer axial komprimiert. Dadurch entsteht eine nachgiebige Verbindung, die die Übertragung von Schwingungen auf die Karosserie 3 verhindert und eine geringfügige Winkelbewegung des Teils 2 in bezug auf die Karosserie erlaubt. .

Das Ende des mittleren Führungsrohres 14 depr Teils 1 ist im Rohrabschnitt 17 des Teils 2 durch einen Schleifring 23 ge-

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führt, der am Ende des Führungsrohres 14 befestigt ist und an der Innenfläche des Rohrabschnitts 17 über eine Kugelfläche 23.1 anliegt. Aufgrund dieser Kugelfläche des Rings 23 und des zwischen dem Führungsrohr 14 und dem Rohrabschnitt 17 vorgesehenen grossen Radialspiels findet die relative Verschiebebewegung der beiden Teile unter einer bestimmten Winkelbewegung a statt, wodurch der bewegliche Teil 1 bei Verschwenkung des Aufhängungsarmes 5 an der Verlagerung des Anlenkpunktes 12 teilnehmen kann (Fig. 3). Der Schleifring 23 kann beispielsweise aus einem selbstschmierenden Kunststoff wie Polyäthylen oder aus verhältnismässig hartem Kautschuk bestehen.

Der elastische Aufhängungsblock 4 ist zwischen den Platten 15 und 18 der Teile 1 und 2 axial komprimiert. Dieser Aufhängungsblock ist in Form einer Muffe ausgebildet, deren zylindrische Innenbohrung in der Ruhelage einen Durchmesser hat, der dem Aussendurchmesser des Führungsrohres 14 entspricht oder nur wenig kleiner ist, um diesen feßb zu verspannen. Dieser Block besteht aus einem Elastomer mit Zellenstruktur mit hohem elastischem Komprimierungsvermögen, z.B. zellenförmigem Polyurethan mit einem spezifischen Gewicht der Grössenordnung von 0,45 bis 0,55; aufgrund dieser Tatsache kann er ohne Kriechen einer statischen Komprimierungs Verformung bis zu 35 $> seiner Höhe und ei4 ner dynamischen Kompressionsverformung der Grössenordnung ^yon 75 # standhalten, obgleich er im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Praxis nicht so hohen Verformungen ausgesetzt ist.

Am Boden des Rohrabschnitts 17 des Teils 2 ist ein ela- ■ stischer Stossdämpfer 24 zur Begrenzung der Endstellung befestigt, der vorzugsweise - ebenso wie der Block 4 - aus einem zellenför-^ migen Elastomer besteht. Das Ende des Führungsrohres 14 stösst gegen einen Dämpfer, um die Stauchung des elastischen Blocks 4 zu begrenzen. j

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Fig. 4 und 5 zeigen eine Vprderradaufhängung, die in ihrer Gesamtheit der vorstehend beschriebenen entspricht, mit dem Unterschied, dass der teleskopartige Führungsteil 2 aus einem axialen Schaft 25 besteht, der an der Karosserie befestigt ist. Der Schaft 25 dringt in das mittige Fährungerohr 14 des Teils 1 mit grossem radialen Spiel ein und trägt an seinem Ende den Kugelflächenschleifring 23, der auf der Innenfläche des.Führungsrohres 14 gleitet. Dieser Antrieb ermöglicht auch eine bestimmt Winkelbewegung zwischen den Teilen 1 und 2 während ihrer teleskopartigen Gleitbewegung, sowie eine Verlängerung des elastischin Blockes 4 durch einen teilweise in den Rohrabschnitt 17 eingreifenden Abschnitt 4.1, sowie eine Vergrösserung der Fläche der Zylinderbohrung des Blockes, an der das Führungsrohr 14 des Teiles 1 in Reibanlage gelangt.

und 5

In Fig. 2/sind die Hauptbetriebsstellungen der erfindungi-

gemässen Vorrichtungen durch Linien angedeutet, die die Schwenkachse 6 oder 10 des Aufhängungsarmes an die Achse des diesen An ι mit dem Teil 1 verbindenden elastischen Gelenkes 12 oder 13 anschliesst. Die Stellung A des Aufhängungsarmes entspricht der Hängestellung des Hades, in der der Arm auf einem starren elastischen Anschlag 26 aufliegt. Die Länge des elastischen Blocks 4 ist derart ausgelegt, dass sie in dieser Stellung A des Auf hai gungsarmes mindestens dem Abstand der Platten 15 und 18 von den Teilen 1, 2 der Vorrichtung entspricht. Wenn diese Länge des Blockes 4 grosser iat als dieser Abstand, ist der Block für die Montierung vorkomprimiert. Die Stellung B des Armes entspricht der Stellung unter Eigengewicht des Kraftfahrzeuges, in der der Block 4 noch mehr komprimiert ist, die Stellung C des Armes der Stellung unter maximaler statischer Belastung, und die Stellung D der Stellung unter maximaler dynamischer Belastung. In dem

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Masse, wie der. Block 4 auf diese Weise zwischen den Platten 15 und 18 der Teile 1, 2 komprimiert wird, hat er das Bestreben, auf das Führungsrohr 14 des Teils 1 einen höheren Druck auszuüben. Folglich entsteht eine zur Kompression des Blockes proportionale Erhöhung der Reibung zwischen dem Block 4 und dem Führungsrohr 14 und dadurch ein Dämpfungseffekt für die Relativbewegung zwischen den Teilen 1 und 2 der Vorrichtung. Diese auf Reibung beruhende Dämpfung überlagert sich der inneren Dämpfung des Blockes selbst, die an sich bereits recht hoch ist, weil der Block aus zellenförmigem Elastomer besteht, so dass die Fortpflanzung der Schwingungen im Inneren des zellenförmigen Materials verhindert ist. Die gesamte Vorrichtung hat auf diese Weise eine Steifigkeitskennlinie, die in Abhängigkeit vom Weg und der sie beaufschlagenden Kraft zunimmt. Gegen Wegende zu nimmt diese Versteifung aufgrund der Wirkung eines elastischen Anschlages 31 sogar noch zu, wenn dieser durch das Oberende des Führungsrohres 14 berührt und komprimiert wird (Fig. 7 und 8). Wenn die Vorrichtung wieder in ihre statische Gleichgewichtsstellung zurückkehrt, wird durch die Reibung des Blockes 4 am Führungsrohr 14 die elastische Entspannung des Blockes abgebremst, was diese Umkehr bewirkt und eine gleichartige, jedoch in entgegengesetzten Sinne verlaufende Dämpfung der Relativbewegung der Teile 1, 2 gewährleistet.

Der auf der Reibung des Blockes 4 auf dem Führungsrohr 14 beruhende Dämpfeffekt kann bei Einbau der Vorrichtung auf den gewünschten Wert eingestellt werden, indem man den reibenden Teih len durch entsprechende Wahl der ursprünglichen Verspannung des ; Blockes 4 auf dem Führungsrohr 14 und/oder Einstellung des Grades der Vorspannung, mit der der Block 4 bei Montierung beaufschlagt! wird, einen geeigneten Oberflächenzustand gibt. So ist es bei- ■ spielsweise möglich, das Führungsrohr 14 mit einer Verkleidung

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mit dem gewünschten Reibungskoeffizienten zu versehen, beispielsweise einer Verkleidung aus einem Kunststoff wie Polyamid.

ι Auch der Dämpfungseffekt des Blockes 4 selbst ist ein- \

stellbar, indem man seine aussere Form anpasst und insbesondere; auf der Aussenseite dieses Blockes Hüten 4.2 vorsieht, die sich; bei Komprimierung des Blockes fortlaufend wieder sohliessen, um! dessen Steifigkeit zu erhöhen. Der Block 4 kann aus einem einzigen Teil oder aus einem Elementschichtverbund bestehen. So kann man! beispielsweise Blockelemente verwenden, die sich teilweise ineinander verschachtelt, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung von Fig. 5_t bei der der metallische Rohrabschnitt 17 zusammen mit einer Platte 18 und sei!· nem Boden 19 durch ein elastisches Rohrstück 27 ersetzt sind, die den aus zwei ineinander geschachtelten Teilen bestehenden Block 4 verlängern. Das Rohrstück 27 ist auf den oberen Abschnitt 4.1 des oberen Teiles des Blockes 4 aufgesetzt und hat einen Boi den 28. der auf der Wand 3 der Karosserie vermittels auf dem zentralen Schaft 25 verschraubter Muttern verbolzt ist. Der Boden 28 ist durch eine Armierung 30 verstärkt, unterhalb der sich eine Lage elastischen Materials 31 befindet, das als Anschlag für das Ende des Führungsrohres 14 dient. Es ist ersichtlich, , dass das elastische Rohrstück 27 auf einer Schulter 29 des Blök·· kes 4 und auf dem Ende des Abschnittes 4.1 derart aufliegt, dass es im Hinblick auf axiale Kompression des Blocks 4 die gleiche Funktion erfüllt wie die obere Platte 18 der vorstehend beschri benen Ausführungsformen. Da sich dieses Rohrstück 27, das selbs ; elastisch ist, bei Kompression verformen kann, weist bei dieser Ausführungsform der elastische Teil der Vorrichtung eine grösse-jre Axiallänge auf als der Block 4 der vorstehend beschriebenen Ausfühnmgsformen. Das elastische Rohrstück 27 kann aus einem

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zellenförmigen Elastomer bestehen, dessen Biegsamkeit gleich gross ist oder unterschiedlich (z.B. steifer) als die des Blokkes 4.

In einer Abwandlung könnte das elastische Rohrstück 27 eine Einheit mit dem elastischen Block 4 bilden und einteilig damit hergestellt sein.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform, die der vorstehend beschriebenen ähnlich ist, mit dem Unterschied, dass das den Block 4 axial verlängernde elastische Rohrstück 27 aus einem zellenförmigen Material anstelle des Schaftes 25 und des Schleifrings 23 selbst als Führung dient. Der Durchmesser der Bohrung des Rohrstücks 27 entspricht im wesentlichen dem Ausseridurchmesser des Führungsrohres 14, so dass das Rohr bei Komprimierung des Blockes 4 darin verschiebbar ist. Ausserdem ist das Führungsrohr 14 mit dem Aufhängungsarm 5 durch die Stange 16 verbunden, die frei in dieses Rohr angreift und mit ihrem einen Ende über ein elastisches Gelenk 12 am Arm angelenkt ist und mit ihrem anderen Ende über einen Kugelkopf 16.1 am Boden 14.1 dieses Rohres anliegt. Diese Verbindung erlaubt überdies bei Verschwenkung des Aufhängungsarmes 5 eine gewisse relative Winkelbewegung zwischen dem Führungsrohr 14 und der Stange 16.

Die beschriebenen Aufhängungsvorrichtungen ermöglichen es, den damit ausgestatteten Fahrzeugen vollkommen zufriedenstellende Eigenschaften bezüglich der Strassenlage, des Fahrkomforts und der Dämpfung zu erteilen, und das alles bei einem verminderten Raum, der schwerlich die Verwendung von klassischen Lösungen mit Metallfedern und hydraulischen oder pneumatischen Stossdämp-

fern zugelassen hätte.

auf

Die erfindungsgemässen Aufhängungen sind sehr einfach/gebaut und können leicht in die verschiedenen Fahrzeugkonstruktionen

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eingebaut werden. Sie sind, auf lange Sicht gesehen, besser stossdämpfend und stabiler in bezug auf Lärm, Vibration und Stösse.

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Claims

Patentansprüche :

Als Federung und Dämpfung wirkende elastische Vorrichtung, insbesondere für Radaufhängung in Kraftfahrzeugen, mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Führungsteilen, von denen der eine mit der Fahrzeugkarosserie und der andere mit einem Aufhängungsschwenkarm verbunden ist, sowie einem aus einem Elastomer bestehenden elastischen Auf hängungs organ, das zv/i sehen zwei beweglichen Teilen der Aufhängung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Aufhängungsorgan (4) aus einem Block aus zellenartigem Elastomer mit hohem Kompressionsgrad in Form einer Hohlmuffe besteht, die einen (14) der Führungsteile derart umschliesst, dass die Kompressions- und Entspannungsbewegung der Vorrichtung gleichzeitig durch die Reibung des Blokkes auf dem umschlossenen Teil sowie durch die innere Dämpfung des Blockes gebremst sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Aufhängungsblock (4) den mit dem Aufhängungsschwenkarm (5; 9) verbundenen Führungsteil (14) umspannt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden teleskopartigen Führungsteilen (1, 2) ein merkliches radiales Spiel ist und dass sie zum Verschieben der beiden Teile mit einer leichten Winkelbewegung durch einen Schleifring (23) mit Kugelfläche ineinander geführt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifring (23) am Ende des durch den elastischen Aufhängungsblock eingespannten Führungsteils (14) befestigt ist und dass er in Reibanlage mit einem Zylinderrohrabschnitt (17) des anderen Führungsteils (2) steht (Fig. 2).

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den elastischen Block (4) eingespannte Führungsteil (14) rohrförmig ist und dass der Schleifring (23) am Ende eines Schaftes (25) befestigt ist, der fest mit dem anderen Führungsteil (2) verbunden ist und in dieses Rohrstück eingreift (Fig. 5; 7).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den elastischen Block eingespannte Führungsteil (14) mit dem Aufhängungspleuel (5; 9) durch eine elastische Anlenkung mit Kautschukmuffe (12 oder 13) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Führungsteil (2) mit der Karosserie über eine Klemmvorrichtung verbunden ist, die axial komprimierte Unterlegscheiben aus zellenförmigem Elastomer umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Begrenzen der Komprimierung des elastischen Aufhängungsblockes (4) einen vorzugsweise aus einem zellenförmigen Elastomer bestehenden elastischen Stossdämpfer (24) zur Begrenzung der Endstellung umfasst.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche des in Berührung mit dem elastischen Block (4) stehenden Führungsteiles (14) mit einem Kunststoff, wie Polyamid, verkleidet ist. ' !
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Block (4) aus einem Schichtverbund aus teilweise ineinander verschachtelten elastischen j Elementen besteht. ■

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Block auf seiner Aussenseite Nuten (4.2) hat, die sich beim Komprimieren des Blockes schliessen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden teleskopartigen Führungsteile (1, 2) aus einem rohrförmigen Verlängerungsstück (27) für den elastischen Block (4) besteht, in dem der andere Führungsteil (14) verschiebbar ist (Fig. 8).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Verlängerungsstück (27) durch Aufstecken auf ein Ende des elastischen Blocks (4) montiert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Verlängerungsstück (27) einen dicken Boden (28) hat, über den hindurch es an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und einen elastischen Anschlag (3D für den anderen Führungsteil (14) bildet.

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