DE2856685A1

DE2856685A1 - Federungshoehen-einstellvorrichtung fuer ein torsionsstabfedersystem

Info

Publication number: DE2856685A1
Application number: DE19782856685
Authority: DE
Inventors: Shunpei Kataoka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1979-07-05
Also published as: CA1099751A; FR2413231A1; AU4290878A; US4243247A; GB2011327A; JPS5493517A; AU513009B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Torsionsstabfedersystem für Straßenfahrzeuge und insbesondere einen Federungshöhen-Anpassungsmechanismus oder -einstellmechanismus für ein Torsionsstabfedersystem.

Ein Torsionsstabfedersystem mit einem Federungshöhen-Einstellmechanismus istbekannt. Diese Art von Torsionsstabfedersystemen umfaßt gemeinhin ein querliegendes Drehrohr oder Torsionsrohr, das drehbar an seinen Enden mit dem Fahrzeugrahmen oder Fahrzeugaufbau verbunden ist, einen sich in Längsrichtung erstreckenden Federungsarm, der an seinem Ende mit dem Drehrohr verbunden und am anderen Ende drehbar ein Fahrzeugrad trägt und einen Torsionsstab, der in dem Drehrohr oder Torsionsrohr sitzt und mit seinem einen Ende mit diesem Rohr verbunden ist, während das andere Ende mit einem Federhöheneinstellmechanismus an einer Stütze sitzt, die an dem Fahrzeugkörper befestigt ist.

Ein derartiger bekannter Federungshöhen-Einstellmechanismus ist in Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt. Dabei ist ein Torsionsstab 10 mit einem gezahnten oder gezackten Ende in die Bohrung einer Verankerungshülse 12 eingesetzt, die drehbar in der Bohrung einer weiteren Hülse 14 sitzt. Die Hülse 14 ist fest mit einem Rahmenelement 16 des Fahrzeugkörpers verbunden. Ein Ende der Verankerungshülse 12, das aus der Hülse 14 vorsteht, ist an einem Verankerungsarm 18 befestigt, der wiederum mit einer Klammer 20 verbunden ist, die an dem Rahmenelement mit einer Einstellschraube 22, einer Einstellmutter 24, einer Sperrmutter 26 und Einsatzstücken 28 und 30 befestigt ist. Mit dieser Anordnung kann die Einstellung der Federungshöhe dadurch getroffen werden, daß die Einstellmutter 24 so gedreht wird, daß der Verankerungsarm 18 in eine bestimmte Winkelstellung geschwenkt wird.

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Dieser Federungseinstellmechanismus besitzt einen sehr komplizierten Aufbau, nimmt einen erheblichen Platz unter dem Fahrzeugkörper ein, damit Verankerungsarm 18, Einstellschraube 22, 20 usw. richtig angebracht werden können und es muß genügend Freiraum vorhanden sein, damit Zugang zu den Muttern 2 4 und 26 vorhanden ist und diese gedreht werden können.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Einstellmechanismus für die Federungshöhe bei einem Torsionsstabfeder sy stern zu schaffen, der einen einfachen Aufbau und einen geringeren Platzbedarf als die bekannten Einstellmechanismen erfordert.

Nach der Erfindung wird ein Torsionsstabfedersystem für ein Radfahrzeug geschaffen, bei dem ein Torsionsrohr drehbar an seinen Enden mit dem Rahmen oder Körper eines Fahrzeugs verbunden ist, bei dem ein Federungsarm an einem Ende mit dem Torsionsrohr verbunden ist und drehbar an seinem anderen Ende ein Fahrzeugrad trägt, bei dem eine Klammer oder eine Stütze an dem Fahrzeugkörper befestigt ist und ein in dem Torsionsrohr angeordneter Torsionsstab mit einem Ende mit dem Torsionsrohr und mit dem anderen Ende mit der Klammer oder Stütze verbunden ist; der Einstellmechanismus umfaßt dabei ein Hülsenelement, in dem das andere Ende des Torsionsstabes aufgenommen ist und das an der Klammer oder Stütze befestigt ist und ein hohles Adapterelement, das zwischen dem anderen Ende des Torsionsstabes und dem Hülsenelement so formschlüssig angeordnet ist, daß es in Axialrichtung beweglich, jedoch in Drehrichtung in Bezug sowohl auf den Torsionsstab als auch auf das Hülsenelement festgelegt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

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Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines

bekannten Federungshöhen-Einstellmechanismus bei einem Torsionsstabfedersystem,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des

Federungshöhen-Einstellmechanismus der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht, teilweise aufgeschnitten, eines

erfindungsgemäßen Federungshöhen-Einstellmechanismus bei einem Torsionsstab-Federsystem,

Fig. 4 eine Seitenansicht in Blickrichtung der Pfeile

4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine bevorzugte Anord

nung der Verbindung eines Torsionsstabes und eines Torsionsrohres in dem Torsionsstabfedersystem nach Fig. 3,

Fig. 6, 1, 8 auseinandergezogene Darstellungen abgewandelter

Ausführungen eines Federungshöhen-Einstellmechanismus bei einem Torsionsstabfedersystem entsprechend der Erfindung, und

Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht eines Adapterelements

für die Ausführung des Federungshöhen-Einstellmechanismus nach Fig. 8.

Der Federungsarm 4o in Fig. 3 ist an seinem einen Ende mit einer Radachse 42 versehen, an der beim fertigen Fahrzeug ein (nicht gezeigtes) Fahrzeugrad drehbar angebracht ist. Das andere Ende des Federungsarms 40 ist fest am äußeren Ende eines querliegenden Torsionsrohres 44 befestigt. Das innere Ende des Torsionsrohres 44 sitzt nachgiebig drehbar in einer inneren Metallhülse

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48, die über einen Gummiring mit einer weiteren Hülse 46 verbunden ist. Die Hülse 46 ist an einer Innenklammer 52 befestigt, welche wiederum an einem (nicht gezeigten) Fahrzeugkörper angebracht ist. Das äußere Ende des Torsionsrohres 44 ist
andererseits nachgiebig drehbar in Verbindung mit der Außenseite eines Hülsenelements 54 und zwar durch eine Metallhülse 56, die mit der Innenseite dieses Endes des Torsionsrohres
über einen Gummiring 58 verbunden ist. Das Hülsenelement 54
ist fest an einer äußeren Klammer 60 angebracht, die wiederum an dem Fahrzeugkörper befestigt ist. Auf diese Weise ist das
Fahrzeugrad so angebracht, daß es mit dem Federarm 40 um die
Achse des Drehrohres 44 geschwenkt werden kann. Innerhalb des Drehrohres 44 befindet sich ein Torsionsstab 62, der über eine Verzahnung an seinem inneren Ende mit dem inneren Ende des
Torsionsrohres 44 verkeilt ist. Das äußere Ende des Torsionsstabes 62 erstreckt sich über das äußere Ende des Torsionsrohres 44 hinaus und ist mit der Öffnung eines hohlen Adapterelements 64 verkeilt oder verzahnt. Nach Fig. 4 hat das Adapterelement 64 eine sechseckartige Außenform und ist in eine entsprechende sechseckförmige öffnung des Hülsenelements 54 eingesetzt. Wenn auf diese Weise das Adapterelement so zwischen
das äußere Ende des Torsionsstabes 62 und das Hülsenelement
54 eingesetzt ist, ist es axial beweglich, ist jedoch in Drehrichtung in Bezug auf den Torsionsstab 62 und das Hülsenelement 54 festgelegt. Das Hülsenelement 54 besitzt einen Schulterabschnitt 54a, der sich zwischen dem sechseckförmigen Abschnitt und einem zylindrischen Abschnitt mit verringertem Durchmesser befindet, auf dem das äußere Ende des Drehrohrs 44 drehbar
in der genannten Weise sitzt. Mit anderen Worten, das Hülsenelement 54 ist gestuft ausgeführt, so daß sich der Schulterabschnitt 54a ergibt. Dieser Schulterabschnitt 54a beschränkt eine axiale Beweglichkeit des Adapterelements 64 in einer Richtung. An dem Hülsenelement 54 ist mittels Schrauben 66 ein

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Deckel 68 befestigt, der die Beweglichkeit des Adapterelements 64 in der anderen Axialrichtung beschränkt. Damit wird das Adapterelement 64 im wesentlichen stationär zwischen dem Schulterabschnitt 54a und dem Deckel 68 gehalten. Ein Montagebolzen 70 an dem Federarm 40 ergibt eine Anbringungsstelle für einen (nicht gezeigten) Stoßdämpfer, der zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Federsystem wirkt.

Durch diese Anordnung wird die Winkellage des Torsionsstabes 62 durch die Winkelstellungen des äußeren Endes des Torsionsstabes 62 und des Adapterelements 64 bestimmt, die miteinander verzahnt sind. Die Einstellung der Federungshöhe kann so getroffen werden, daß die Winkellage des äußeren Endes des Torsionsstabes 62 in Bezug auf das Adapterelement 64 geändert wird. Die Winkellage des Torsionsstabes 62 wird auch durch die Beziehung zwischen der hexagonalen Außenform und der inneren Form der Verzahnungen des Adapterelements 64 bestimmt. Die Einstellung der Federungshöhe kann auch dadurch vorgenommen werden, daß das Adapterelement 64 durch ein anderes ersetzt wird, dessen Innenform, d.h. dessen Verzahnung in Winkelrichtung um einen vorbestimmten Winkel gegenüber dem ursprünglichen Adapterelement versetzt ist, d.h. durch ein Element mit einer anderen Winkelbeziehung zwischen Innen- und Außenform. Für diesen Zweck können verschiedene Adapterelemente mit unterschiedlichen Beziehungen zwischen Innen- und Außenform bereit gehalten werden. Die letztere Art der Einstellung der Federungshöhe ergibt die feinere Einstellmöglichkeit, da der geringste nachzustellende Winkelwert nicht durch den Zahnabstand der Verzahnung in Umfangsrichtung bestimmt wird.

Eine Federungshöheneinstellung kann mit dem beschriebenen Federungshöhen-Einstellmechanismus auf folgende Weise vorgenommen werden:

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a) Der Fahrzeugkörper wird angehoben, so daß der Federungsarm 40 nach unten geschwenkt und die Torsionsspannung von dem Torsionsstab genommen wird.

b) Der Deckel 6 8 wird abgeschraubt.

c) Der Torsionsstab 62 wird so herausgezogen, daß das äußere Ende des Torsionsstab 62 und das darauf sitzende Adapterelement 64 aus_ dem Hülsenelement 54 heraus vorstehen.

d) Das Adapterelement 64 wird vom äußeren Ende des Torsionsstabs 62 abgezogen und entweder so neu aufgesetzt, daß das Adapterelement 64 die erwünschte neue Winkellage in Bezug auf das äußere Ende des Torsionsstabes einnimmt oder das Adapterelement wird durch ein anderes mit der erforderlichen Beziehung zwischen Innen- und Außenform ersetzt und dieses auf das äußere Ende des Torsionsstabs aufgesteckt.

e) Das Adapterelement 64 wird zusammen mit dem äußeren Ende des Torsionsstabes 62 wieder in das Hülsenelement 54 so eingeführt, daß das Adapterelement 64 seine frühere Winkellage in Bezug auf das Hülsenelement 54 einnimmt. Während dieses Einführens wird auch das innere Ende des Torsionsstabes 62 wieder in Eingriff mit dem inneren Ende des Torsionsrohres 44 gebracht, so daß der Torsionsstab 62 seine frühere Winkellage in Bezug auf das Torsionsrohr 44 einnimmt. Um diesen Eingriff der inneren Enden des Torsionsstabes 62 und des Torsionsrohres 44 zu vereinfachen und sicher zu machen, wird vorzugsweise eine Verdrehsicherung oder eine Einrichtung zur Verhinderung einer falschen Winkellage der beiden Elemente gegeneinander verwendet/ wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Außenverzahnung des inneren Endes des Drehstabes und die Innenverzahnung des inneren Endes des Drehrohres sind so ausgeführt, daß ein bestimmter Zahn mit rechteckigem statt dreieckigem Querschnitt

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ausgeführt ist oder sonst ein Formunterschied eines Zahnes vorgesehen ist. Damit kann nur in einer bestimmten Winkelbeziehung ein Wiedereinsetzen des Torsionsstabes 62 in das Torsionsrohr 4 4 erreicht werden.

f) Der Deckel 68 wird wieder aufgeschraubt und damit ist die Neueinstellung der Federungshöhe beendet.

Bei der bisher beschriebenen Ausführung des erfindungsgemäßen Federungshöhen-Einstellmechanismus ist bemerkenswert, daß das äußere Ende des Torsionsrohres 44 drehbar nachgiebig oder elastisch auf dem Hülsenelement 54 sitzt durch die eingelegte Metallhülse 56 und ein zwischenliegendes Gummi-Scherelement 58, das sehr wirksam eine kompakte Anordnung des Federungshöhen-Einstellmechanismus für ein Torsronsstabfedersystem ergibt.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß das Hülsenelement 54 so aufgebaut ist, daß es zwei Funktionen erfüllt, nämlich einmal als ein Element zur drehbaren Abstützung des Torsionsrohres 44 wirkt und zweitens als festes Stützelement für das äußere Ende des Torsionsstabes 62, wodurch die Anzahl der Einzelelemente des Federungshöhen-Einstellmechanismus wirksam verringert werden kann.

In Fig. 6 bis 9 sind abgeänderte Ausführungen eines erfindungsgemäßen Federungshöhen-Einstellmechanismus dargestellt.

Die Ausführung nach Fig. 6 ist im wesentlichen ähnlich wie die nach Fig. 3 und unterscheidet sich von dieser nur durch die quadratische Außenform des Adapterelements 64 und die quadratische Form der aufnehmenden öffnung des Hülsenelements 54 für das Adapterelement 64. Auch auf diese Weise ist eine Festlegung des Adapterelements 64 in Drehrichtung gegen das Hülsenelement 54 erreicht, jedoch eine axiale Beweglichkeit in gewissem Ausmaß freigegeben.

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Die Ausführung nach Fig. 7 ist wiederum im wesentlichen ähnlich wie die Ausführung nach Fig. 3 und unterscheidet sich dadurch, daß auch die Innenbohrung oder-Öffnung des Adapterelements 64 hexagonal ausgebildet ist und das äußere Ende des Torsionsstabes 62 eine entsprechende Außenform aufweist. Hier sind dann verschiedene Adapterelemente mit unterschiedlicher Beziehung der Innen- und Außenform bereitzuhalten, so daß verschiedene Winkelbeziehungen zwischen Drehstab 62 und Hülsenelement 54 durch diese unterschiedlichen Adapterelemente 64 erreichbar sind. Es kann entsprechend auch eine andere polygone Form der Ausbildung des äußeren Endes des Drehstabes 62, der Innen- und Außengestalt des Adapterelements 64 und der Innenform des Hülsenelements 54 vorgesehen sein, um das Adapterelement 64 axial beweglich, jedoch in Drehrichtung festgelegt zu halten.

Die Ausführung nach Fig. 8 ist wiederum ähnlich wie die Ausführung nach Fig.3 und unterscheidet sich darin, daß das Adapterelement 64 eine Innen- und eine Außenverzahnung besitzt, mit der es jeweils mit dem äußeren Ende des Drehstabes 62 und mit der Innenöffnung des Hülsenelements 54 verkeilt ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Innen- und die Außenverzahnung des Adapterelements 64 gegeneinander eine Winkelversetzung um einen vorbestimmten Winkel und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl aufweisen. Wenn beispielsweise nach Fig. 9 das Adapterelement 64 so aufgebaut ist, daß die Anzahl der Außenzähne Z ist, während die Anzahl der Innenzähne Z-1 beträgt, so kann die Höhenanpassung so durchgeführt werden, daß einmal die relative Winkellage des Adapterelements 64 gegenüber dem Hülsenelement 54 und andererseits die relative Winkellage des Adapterelements 64 gegenüber dem äußeren Ende des Torsionsstabes 62 geändert wird. Durch eine Verbindung dieser beiden Möglichkeiten kann eine Feineinstellung erzielt werden. Dabei ist eine Bereithaltung unterschiedlicher Adapterelemente unnötig.

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Der in Fig. 3 gezeigte Deckel oder die Deckplatte 68 kann dann weggelassen werden, wenn das Adapterelement 64 nur durch Reibschluß mit dem Hülsenelement 54 stationär gehalten wird.

Auf diese Weise ergibt sich ein Federungshöhen-Mechanismus für ein Torsionsstabfederungssystem, das einen geringeren Platzbedarf und eine geringere Zahl von Einzelelementen besitzt als eine vergleichbare Federungshöheneinstellung nach dem Stand der Technik. Dazuhin stehen keine Bauteile von dem Fahrzeugrahmen nach außen vor.

Das Federungshöhen-Einstellsystem beruht darauf, daß ein fest mit dem Fahrzeugkörper lageverbundenes Hülsenelement das äußere Ende des Torsionsstabes aufnimmt. Zwischen dem äußeren Ende des Torsionsstabes und dem Hülsenelement ist ein hohles Adapterelement so passend eingesetzt, daß es axial beweglich, jedoch in Drehrichtung in Bezug auf den Torsionsstab und das Hülsenelement festgelegt ist.

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Claims

Patentansprüche

/ 1 J Federungshöhen-Einstellvorrichtung für eine Fahrzeug-Radfederung mit einem drehbar an seinen Enden mit dem Fahrzeugkörper verbundenen Torsionsrohr, mit einem an seinem einen Ende mit dem Torsionsrohr verbundenen Federarm, der an seinem anderen Ende ein Fahrzeugrad drehbar trägt, mit einer an dem Fahrzeugkörper befestigten Klammer und mit einem in dem Torsionsrohr angeordneten Torsionsstab, dessen eines Ende mit dem Torsionsrohr und dessen anderes Ende mit der Klammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein das andere Ende des Torsionsstabes (62) aufnehmendes Hülsenelement (54) an der Klammer (60) befestigt ist und daß ein hohles Adapterelement (64) zwischen dem anderen Ende des Torsionsstabes (62) und dem Hülsenelement (54) so formschlüssig

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ORfQINAL INSPECTED

eingesetzt ist, daß es axial beweglich, jedoch in Drehrichtung in Bezug auf den Torsionsstab (62) und das Hülsenelement (54) festgelegt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (64) mit dem anderen Ende des Torsionsstabes (62) verzahnt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t , daß das Adapterelement (64) mit dem Hülsenelement

(54) verzahnt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (64) innere und äußere Verzahnungen mit unterschiedlicher Zähnezahl zur Verbindung mit Verzahnungen des Torsionsstabes (62) und des Hülsenelements (54) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (64) eine hexagonale Außenform und eine verzahnte Innenbohrung aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (64) eine quadratische Außenform und eine verzahnte Innenbohrung aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement eine hexagonale Außenform und eine hexagonale Innenöffnung besitzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hexagonale Außenform und die hexagonale innen-

öffnung des Adapterelements (64) mit jeweils parallel verlaufenden Seiten der beiden Sechsecke ausgebildet sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hexagonale Außenform und die hexagonale Innenform des Adapterelements (64) so ausgebildet sind, daß sich entsprechende Seiten der Sechsecke in ihrer Winkellage unterscheiden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement (54) das eine Ende des Torsionsrohres (44) drehbar elastisch abstützt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement (54) mit einer abgesetzten Innenbohrung versehen ist, so daß sich ein die Axialbewegung des Adapterelements (64) in einer Richtung begrenzender Schulterabschnitt (54a) ergibt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Hülsenelements (54) ein die Axialbewegung des Adapterelements (64) in der anderen Richtung begrenzender abnehmbarer Deckel (68) vorgesehen ist.

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