DE2752799C3 - Elastische Lagerung eines unteren Dreieckslenkers einer Kraftfahrzeug-Vorderradaufhängung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte elastische Lagerung eines unteren Dreieckslenkers einer Doppel-Querlenker-Kraftfahrzeug-Vorderradaufhängung am Fahrzeugaufbau, dessen beide fahrzeugaufbauseitigen Enden über elastische Buchsen auf einem Drehzapfen gelagert sind, wobei jede Buchse zwischen einem an einer Schulter des Drehzapfens anliegenden Anschlag und einem gegen die eine Stirnfläche der Buchse anliegenden Gegenanschlag angeordnet ist, dessen axiale Bewegung zum so Drehzapfen begrenzt ist.

Bekannt ist ferner durch die GB-PS 13 22071, Buchsen aus zwei zueinander konzentrischen Gummikörpern beiderseits einer Metallhülse zu verwenden, die alle Ablenkungen sowohl während der Federung als auch bei Schwenkbewegungen aufnehmen. Durch die FR-PS 12 53 786 ist außerdem bekannt, zwischen dem Querlenker und dem Fahrzeugaufbau elastische Buchsen vorzusehen.

Den bekannten Bauarten ist der Nachteil eigen, daß w> durch die Art des Festspannens des Drehzapfens die Buchsen aus elastomerem Werkstoff im Betrieb einer starken Beanspruchung ausgesetzt sind, durch die ihre Lebenszeit begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine μ elastische Lenkerlagerung gemäß dem Gattungsbegrii des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß dn.-Laufeigenschaften des Fahrzeugs durch weitgehende Isolierung des Fahrzeugaufbau gegen Straßen- und Bremskräfte verbessert werden, wobei die die Dreieckslenker abstützenden Buchsen aus elastomerem Werkstoff eine erhöhte Lebensdauer aufweisen und eine Anpassung der Aufhängung an besondere Fahrzeugtypen erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Verdopplung der Zahl der Buchsen aus elastomerem Werkstoff unter geringem Mehraufwand an Raum tritt eine verbesserte Isolierung dieser Kräfte ein.

Die Einstellung dieser isolierenden Wirkung im Einzelfall ist in einfacher Weise zu bewirken, indem der axiale Abstand zwischen den Buchsen, zwischen dem Drehzapfen und dem Rohr eingestellt wird. Ferner ist die Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugtypen unter Vermeiden von Änderungen an den Dreieckslenkern und den diese abstützenden Buchsen durch geringfügige Änderungen beispielsweise der Wandstärken der Buchsen zwischen dem Drehzapfen und dem Rohr oder der Durchmesser des Drehzapfens oder des Rohres zu bewirken.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht einer Vorderrad-Einzelaufhängung,

Fig.2 eine perspektivische Darstellung eines Teils der F i g. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 3 den Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 2, in Richtung der Pfeile gesehen,

F i g. 4 den Schnitt nach der Linie 12-12 in F i g. 2,

Fig.5 den Schnitt nach der Linie 13-13 in Fig.2 in Richtung der Pfeile gesehen,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung einer Buchse aus elastomerem Werkstoff gemäß F i g. 4 und

F i g. 7 eine perspektivische Darstellung einer Buchse aus elastomerem Werkstoff gemäß F i g. 5.

Gemäß Fig. 1 ist eine im allgemeinen übliche Einzelradaufhängung 110 zwischen einem Fahrzeugaufbau 112 und einem lenkbaren Fahrzeugvorderrad 114 angeordnet, welche einen unteren Dreieckslenker 116 und einen oberen Dreieckslenker 118 enthält. Diese sind schwenkbar in ihren gegabelten inneren Enden mit dem Fahrzeugaufbau 112 und mit ihren äußeren Enden mit einem Lenkachsschenkel 120 im wesentlichen in der senkrechten Mittellinie des Vorderrades 114 verbunden. Das Vorderrad 114 sitzt drehbar auf einem Achsstummel 121 des Lenkachsschenkels 120. Eine Schraubenfeder 122 und ein Teleskopstoßdämpfer 123 sind zwischen dem Fahrzeugaufbau 112 und einem zentralen Sitz 124 und einer nicht dargestellten rückwärtigen Fläche des unteren Dreieckslenkers 116 angeordnet.

Wie F i g. 3 zeigt, sind die inneren Enden des unteren Dreieckslenkers 116 elastisch und schwenkbar in einer öffnung 125 an den Enden eines horizontal gerichteten Drehzapfens 126 über Buchsen 128 aus elastomerem Werkstoff abgestützt. Die Buchsen 128 sitzen zwischen einer inneren Metallhülse 130 und einer äußeren Metallhülse 132. Am äußeren Ende der äußeren Metallhülse 132 ist ein Flansch 133 gebildet, der gegen den Dreiecksienker 116 anliegt. Ein Rohr 134 umgibt den Drehzapfen 126 zwischen den beiden gelenkigen Verbindungen der Enden des unteren Dreieckslenkers 116.

Zwei U-förmige Befestigungsbügel 136 mit Gewindeschenkeln 137 (F i g. 4) und zugeordneten Muttern 139 dienen der Befestigung des Rohres 134 mit dem Fahrzeugaufbau 112. Das Rohr 134 hat eine vergrößerte lichte Weite 135, so daß zwei Buchsen 138 und 140 aus elastomerem Werkstoff noch zu beschreibender Form zwischen dem Drehzapfen 126 und dem Rohr 134 untergebracht werden können. Im einzelnen sind die Buchsen 138 und 140 aus elastomerem Werkstoff mit dem Drehzapfen 126 verleimt und um einen vorgegebenen Betrag vorgespannt. Die Vorspannung wird durch einen Dorn beim Einsetzen der Buchsen 138 und 140 in das Rohr 134 erzielt. Zwischen den Stirnseiten des Rohres 134 und der zugeordneten benachbarten inneren Metallhülse 130 der Buchsen 128 aus elastomerem Werkstoff sind Anschläge 141 bzw. 142 vorgesehen. Der in Fahrtrichtung gesehen vordere Anschlag 141 besteht aus einem Glied 143, das mit einer Aussparung 144 das eine Ende des Rohres 134 aufnimmt, einem zwischen diesem Glied 143 und einer Metallscheibe 146 sitzenden ringförmigen Puffer 145 .;:·.·.·. .;_r-r Metallscheibe 146, die mit einer zentralen Nabe 148 den Drehzapfen 126 umgibt. Die Nabe 148 befindet sich zwischen einer Schuller 150 am Drehzapfen 126 und einer Stirnfläche 151 der inneren Metallhülse 130. Der rückwärtige Ansl'hlaj; 142 enthält ein zylindrisch eingezogenes Glied 152, das in d«\s ahdere Ende des Rohres 134 greift und einen Fliinst'h 1$4 hat, der gegen die Stirnfläche des Rohres 134 anliegt Ein zweiter ringförmiger Puffer 156 aus elastomerem Werkstoff liegt zwischen dem Flansch 154 und einer Metallscheibe 158. die ebenfalls eine zentrale Nabe 160 hat, welche den Drehzapfen 126 umgibt und gegen eine Schulter 162 des Drehzapfens 126 und eine Stirnfläche 164 der Metallhülse 130 anliegt. Ein gewölbter scheibenförmiger Gegenanschlag 166 wird durch eine auf das Gewindeende 170 des Drehzapfens 126 aufschraubbare Mutter 168 gegen das

ιυ benachbarte Ende der Buchse 128 aus elastomerem Werkstoff gedrückt

Der äußere Durchmesser des vorderen Anschlags 141 ist wesentlich größer als der Außendurchmesser des Rohres 134, während der Außendurchmesser des hinteren Anschlags 142 im wesentlichen dem Außendurchmesser des Rohres 134 entspricht Der Drehzapfen 126, die Buchsen 138 und 140, das Rohr 134 und der rückwärtige Anschlag 142 können daher zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden und dann als solche durch die vordere Öffnung 125 im Ende des unteren Dreieckslenkers 116 geschoben werden. Nach dem Durchtreten durch die Öffnung 125 werden die Bauteile 143, 145 und 146 des vorderen Anschlags 141 am Drehzapfen 126 montiert und durch Einführung des Rohres 134 in die Aussparung 144 festgelegt.

Den vorderen Anschlag 141 größer im Durchmesser zu machen als den rückwärtigen Anschlag 142 hat auch einen weiteren Grund, nämlich den, daß der Puffer 145 des vorderen Anschlags 141 den von der Fahrbahn herrührenden Kräften bei Überfahren von Unebenhei ten ausgesetzt ist, ebenso wie während des Bremsens, während der rückwärtige Anschlag 142 beim weniger oft vorkommenden Bremsen bei Rückwärtsfahrt die Kräfte aufnimmt.

J5 Die Puffer 145 und 146 der Anschläge 141 bzw. 142 dienen also da?,u, die axiale Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Drehzapfens 126 zum Rohr 134 zu dämpfen. Aus Fi g. 3 ist zu ersehen, daß das Glied 143 und das eingeschnürte Glied 152 der Anschläge 141 bzw. 142 die Querbewegung des Drehzapfens ».26 zum Rohr 134 begrenzt. Die Anschläge 141 und 142 verhindern damit übermäßige Abnutzung der Buchsen 138 und 140 und erhöhen die Lebensdauer dieser innerhalb des Rohres 134 liegenden Buchsen. Falls gewünscht, können in Fig. 3 angedeutete Einpressungen 171 im Rohr 134 als Anschläge anstelle des eingeschnürten Glieds 152 verwendet werden.

Wie die F i g. 4 und 5 zeigen, ist eine bogenförmige Kerbe 172 im Bereich 174 der exzentrischen Buchse 138 gebildet, wodurch sich in diesem Bereich eine Dicke ergibt, die kleiner ist als die des gegenüberliegenden Wandungsteils 176. Die Buchse 138 wird auf dem Drehzapfen 126 innerhalb des Rohres !34 so angeordnet, daß die Kerbe 172 dem Vorderrad 114 gegenüberliegt. Der dünnere horizontale Bereich 174 gegenüber den verhältnismäßig dickeren oberen und unteren Bereichen 178 und 180 der Buchse 138 bewirkt, daß eine erhöhte horizontale Bewegung und eine verringerte vertikale Bewegung des Drehzapfens 126 und des

bo unteren Dreieckslenkers 116 relativ zum Rohr 134 und dem Fahrzeugaufbau 112 erfolgt, wenn Stöße aufgrund von Fahrbahnunebenheiten auftreten. Die bei Überfahren unebener Fahrbahnen oder beim Bremsen auftrettnde Kraft weist am unteren Dreieckslenker 116

b^r> sowohl vertikale als auch horizontale Vektoren auf, wobei die horizontale Bewegung so ist, daß der vordere Teil des Drehzapfens 126 innerhalb des Rohres 134 nach außen bewegt wird, so daß der dünnwandige Bereich

174 der vorderen Buchse 138 den leeren Raum neben der Kerbe 172 ausfüllt, bis eine Anlage des Drehzapfens 126 gegen das Glied 143 erfolgt. Eine vertikale Bewegung des Reifens und des Vorderrades 114 wird durch die Schraubenfeder 122 und den Teleskopstoßdämpfer 123 ausgenommen. Die große Federrate in senkrechter Richtung der Buchse 138 hält den Abstand zwischen dem Drehzapfen 126 und dem Fahrzeugaufbau 112 aufrecht.

Im oberen, unteren und im ausgekerbten Teil der in Buchse 138 ist eine Verjüngung 182 (Fig. 4 und 6) vorgesehen, d. h. an dem dem Anschlag 141 benachbarten Ende, um die Relativbewegungen des Rohres 134 zu erleichtern und ein Zerquetschen des dort befindlichen Teils der Buchsen 138 zu verhindern, die leicht zerstört werden könnten.

In F i g. 7 ist die Buchse 140 dargestellt, die diametral zueinander liegende dünne Wandungsteile 184 zwischen konzentrischen oberen und unteren Wandungsteilen 186 und 188 aufweist, wobei der untere Wandungsteil 188 eine größere Länge als der obere Wandungsteil 188 aufweist, um dem Gewicht der darauf lastenden Schraubenfeder 122 besser zu widerstehen. Abschrägungen 190 und 192 an den äußeren Endteilen der oberen und unteren Wandungsteile 186 und 188, d. h. an 2 > den Enden, die dem Anschlag 142 benachbart sind, verhindern ein Schaben und Quetschen der dort befindlichen Teile der Buchsen 140, wenn eine horizontale Bewegung des Drehzapfens 126 zum Rohr 134 erfolgt. Eine Verlagerung des äußeren dünnen )" Wandungsteils 184 durch den benachbarten Hohlraum tritt beim Bremsen in Rückwärtsfahrt ein.

Die Buchsen 138 und 140 im vorderen und hinteren Bereich können sowohl eine gleiche aber auch eine ungleiche Länge aufweisen. Eine größere Länge der ^ Buchse 140 ist zweckmäßig, um die zusätzliche Belastung des rückwärtigen Teils des unteren Dreieckslenkers Π6 durch den Teleskopstoßdämpfer 123 zu kompensieren.

Wird ein Hohlraum an der rückwärtigen Seite der Buchse 140 vorgesehen, so tritt während der Horizontalbewegung des Drehzapfens 126 zum Rohr 134 gleichzeitig eine Auswärtsbewegung des vorderen Teils des Drehzapfens 126 ein, während der rückwärtige Teil des Drehzapfens 126 den Wandungsteil 184 der Buchse 140 gegen die Mitte des Fahrzeugs drückt und den benachbarten Hohlraum ausfüllt, bis der Drehzapfen 126 gegen die von den Einpressungen 171 gebildeten Anschläge anliegt. Der Schwenkpunkt des Drehzapfens 126 liegt somit zwischen der vorderen Buchse 138 und der hinteren Buchse 140, abhängig von dem relativen Abstand, um den Bewegungen des Drehzapfens 126 möglich sind, und zwar nach außen im Bereich der vorderen Buchse 138 und einwärts im Bereich der Buchse 140 entsprechend der Tiefe der vorgesehenen Hohlräume.

In abgewandelter Weise kann eine zweite exzentrische Buchse 138 anstelle der hinteren Buchse 140 verwendet werden, die in gleicher Ausrichtung wie die vordere Buchse 138 eingebaut wird, um den Drehzapfen 126 in der gleichen Lage wie zuvor zu halten. Es ist klar, daß bei Fehlen eines Hohlraums auf der Rückseite dieser hinteren entsprechend der Buchse 138 ausgebildeten Buchse der verhältnismäßig dünne Wandungsteil 176 nur schwach zusammengedrückt wird, wenn eine horizontale Schwenkbewegung des Drehzapfens 126 erfolgt, so daß der Schwenkpunkt in dem Bereich der hinteren Buchse verlagert wird. Je nach dem vorliegenden Fahrzeugmodell kann die Wirkung an den vorderen Enden des Dreieckslenkers 116 beim Bremsen und/oder von der Fahrbahn verursachten Stoßen veränderlich gewählt werden, um eine Kompensation der Reaktion über den nach vorn gerichteten Lenkhebel 196 des Lenkgestänges 194 auszugleichen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird eine übliche Einzelradaufhängung mit einfachen Mitteln bezüglich der Isolation des Fahrzeugaufbaus von von der Fahrbahn verursachten Stoßen geschaffen, wobei die Erfindung auf Fahrzeuge mit einheitlichem Rahmen und Fahrzeugaufbau einsetzbar ist. Natürlich ist eine Einzelradaufhängung nach der Erfindung auch für Fahrzeuge verwendbar, bei denen Rahmen und Fahrzeugaufbau getrennte Baugruppen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elastische Lagerung eines unteren Dreieckslenlcers einer Doppel-Querlenker-Kraftfahrzeug-Vorderradaufhängung am Fahrzeugaufbau, dessen beide fahrzeugaufbauseitigen Enden über elastische Buclisen auf einem Drehzapfen gelagert sind, wobei jede Buchse axial zwischen einem an einer Schulter des Drehzapfens anliegenden Anschlag und einem gegen die eine Stirnfläche der Buchse anliegenden Gogenanschlag angeordnet ist, dessen axiale Bewegung zum Drehzapfen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzapfen (126) zwischen den Querlenkerenden in einem starr mit dem Fahrzeugaufbau (112) verbundenen Rohr (134) mittels zweier, einen gegenseitigen Abstund aufweisenden elastischer Buchsen (138 und 140) gelagert ist, und die in Fahrtrichtung vorn liegende Buchse (138) im Rohr einen exzentrischen Querschnitt hat, der in Querrichtung durch eine lotrecht, bogenförmige, dem Vorderrad (114) zugewandte Aussparung (172) eine verringerte Dicke aufweist, während die hintere Buchse (140) im Rohr in ihrer Dicke in mindestens einer Querrichtung (184) verringert ist, und daß die Anschläge (141,142) in Anlage gegen die zugeordnete Schulter (150 bzw. 162) durch Metallhülsen (130) gehalten sind, die die inneren Glieder der die inneren Enden des unteren Dreieckslenkers (116) aufnehmenden Buchsen (128) sind und durch die Gegenanschläge (166) in ihrer axialen Bewegung zuTi Drehzapfen infolge von Verformungen der Buchsen im Rohr infolge von Straßen- oder Bremskräften begrenzt sind.

2. Elastische Lenkerlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschlag (141,

142) aus einem Glied (143,152) mit einem gegen die Stirnseite des Rohres (134) anliegenden Flansch, einer Metallscheibe (146; 158), die mit einer Nabe zwischen der inneren Metallhülse (130) der die inneren Enden des unteren Dreieckslenkers (116) abstützenden Buchse und der Schulter (150; 162) am ίο Drehzapfen (126) abgestützt diesen umgibt, und einem zwischen dem Glied und der Metallscheibe liegenden ringförmigen Puffer (145; 156) aus elastomerem Werkstoff besteht

3. Elastische Lenkerlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Bereiche (184) verringerter Dicke der rückwärtigen den Drehzapfen (126) abstützenden Buchse (140) dem Vorderrad (114) zu- bzw. abgewandt sind, und die vordere und die rückwärtige Buchse (138 bzw. 140) an dem dem benachbarten Ende des Dreieckslenkers (116) näher liegenden Teil am Rand Abschrägungen (190 und 192) haben, die ein Spiel zum Rohr (134) bilden.

4. Elastische Lenkerlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere den Drehzapfen (126) abstützende Buchse (138) in dem dem Vorderrad (114) zugewandten Teil eine Verjüngung (182) hat, und daß die rückwärtige den Drehzapfen abstützende Buchse (140) konzentrisch geformt ist und in den seitlichen Bereichen ausgesparte Teile aufweist, ihr unterer Bereich (188) eine größere Bodenlänge als der obere Bereich (186) aufweist und an den dem Vorderrad zugewandten Endhereichen mit Abschrägungen (190 und 192) versehen ist.