DE2752799C3 - Elastische Lagerung eines unteren Dreieckslenkers einer Kraftfahrzeug-Vorderradaufhängung - Google Patents
Elastische Lagerung eines unteren Dreieckslenkers einer Kraftfahrzeug-VorderradaufhängungInfo
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- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
- F16F1/387—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type comprising means for modifying the rigidity in particular directions
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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
br> 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)
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.
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