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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung für
eine Fahrzeugaufhängung
vom Mac-Pherson-Typ sowie ein Verfahren zur Anbringung der Fahrzeugaufhängung an
dem Fahrzeug.
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Genauer gesagt weist die Fahrzeugaufhängung vom
Mac-Pherson-Typ
einen teleskopischen Dämpfer
auf, der durch einen zylindrischen Körper gebildet wird, in welchem
eine Verbindungsstange gleitend aufgenommen ist. Dieser zylindrische
Körper
ist dazu bestimmt, mit Mitteln zum Lagern eines der Räder des
Fahrzeugs verbunden zu werden, während
die Verbindungsstange mit dem Aufbau oder der Karosserie des Fahrzeugs über ein
Gelenk gekoppelt ist, das mit einer Schraubenfeder zusammenwirkt.
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Das Gelenk weist einen Flansch auf,
der an der Verbindungsstange angebracht ist, und ein ringförmiges elastisches
verformbares Element, das sich zwischen dem Flansch und einer oberen
Halterung befindet, die dazu bestimmt ist, am Aufbau oder an der
Karosserie des Fahrzeugs angebracht zu werden.
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Die Aufhängevorrichtung weist auch ein
Anschlagelement mit axialer Federung auf, das an der Verbindungsstange
angebracht ist, wobei das Anschlagelement auf seiner Fläche, die
dem Gelenk gegenüberliegend
vorgesehen ist, axial federnde Anschlagmittel aufweist, die dazu
bestimmt sind, die axiale Durchfederung der Vorrichtung in ihrem
Betrieb nach der Montage an dem Aufbau des Fahrzeugs zu begrenzen.
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Diese Anschlagmittel mit axialer
Federung bestehen aus einem elastischen verformbaren Material und
arbeiten nur dann, wenn die axiale Durchfederung der Verbindungsstange
relativ stark ist.
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Iin dieser herkömmlichen Fahrzeugaufhängung ist
die obere Halterung oder genauer gesagt der radial äußere Bereich
mit Stützzonen
versehen, die dazu bestimmt sind, an dem Aufbau oder der Karosserie
des Fahrzeugs angebracht zu werden.
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Zu diesem Zweck hat der Aufbau oder
die Karosserie des Fahrzeugs im allgemeinen eine zylindrische Öffnung,
deren Symmetrieachse bei der Montage und nach der Montage koaxial
zu der der Verbindungsstange angeordnet sein muss.
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Um das Gelenk mit dem Aufbau oder
der Karosserie des Fahrzeugs zu verbinden, ist es außerdem zwingend,
dass die Stützzonen
der oberen Halterung parallel zu den Stützzonen des Fahrzeugs liegen
und dass die Symmetrieachse des Gelenks kolinear zu der der Verbindungsstange
verläuft,
so dass die Montage korrekt durchgeführt werden kann.
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Um die unterschiedlichen Kräfte zu kompensieren,
die im Betrieb auf eine solche Fahrzeugaufhängung einwirken, haben die
Stützzonen
des Gelenks eine Freiheit der Durchfederung bezüglich der Verbindungsstange,
um dieser zu ermöglichen,
sich in Funktion der Relativbewegung des Rads bezüglich des
Aufbaus oder der Karosserie des Fahrzeugs zu orientieren.
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Unter der Voraussetzung, dass das
Gelenk mit der Feder zusammenwirkt und dass die Wirkungslinie der
Feder nicht kolinear zur Achse des Dämpfers oder genauer gesagt
zur Achse der Verbindungsstange verläuft, folgt dann, dass in der
entspannten Position des Gelenks, d.h. wenn es nicht an dem Aufbau
oder der Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist, die Stützzonen
der oberen Halterung die Tendenz haben, sich unter Einwirkung der
Feder bezüglich
der Achse der Verbindungsstange zu neigen und so auch bezüglich der
Stützzonen
des Aufbaus des Fahrzeugs.
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Daher ist es notwendig, die Stützzonen
der oberen Halterung manuell parallel zu den Stützzonen des Aufbaus oder der
Karosserie des Fahrzeugs auszurichten, wodurch die Montage sehr
schwierig wird und nicht automatisiert werden kann.
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Eine Fahrzeugaufhängung vom Mac-Pherson-Typ mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in dem Dokument
FR-A-2 759 752 beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung hat das
Ziel, die im momentanen Stand der Technik vorherrschenden Probleme
zu lösen,
die oben erwähnt
sind, indem sie eine Fahrzeugaufhängung vorschlägt, die
die Neigung des Gelenks bezüglich
der Verbindungsstange eliminieren kann und bezüglich des Aufbaus des Fahrzeugs,
wodurch das Montageverfahren einfacher durchzuführen ist.
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Die Erfindung hat daher als erstes
Ziel eine Fahrzeugaufhängung
vom Mac-Pherson-Typ mit einem teleskopischen Dämpfer, der durch einen zylindrischen
Körper
gebildet wird, in welchem eine Verbindungsstange gleitend aufgenommen
ist, wobei dieser zylindrische Körper
dazu bestimmt ist, mit Mitteln zum Lagern eines der Räder des
Fahrzeugs verbunden zu werden, während
die Verbindungsstange mit dem Aufbau oder der Karosserie des Fahrzeugs über ein
Gelenk gekoppelt ist, das mit einer Schraubenfeder zusammenwirkt,
wobei das Gelenk einen Flansch aufweist, der an der Verbindungsstange
angebracht ist, und ein ringförmiges
elastisch verformbares Element, das sich zwischen dem Flansch und einer
oberen Halterung befindet, die dazu bestimmt ist, am Aufbau oder
an der Karosserie des Fahrzeugs angebracht zu werden, wobei die
Aufhängevorrichtung
auch ein Anschlagelement mit axialer Federung aufweist, das an der Verbindungsstange
angebracht ist, wobei das Anschlagelement auf seiner Fläche, die
dem Gelenk gegenüberliegend
vorgesehen ist, axial federnde Anschlagmittel aufweist, die dazu
bestimmt sind, die axiale Durchfederung der Vorrichtung in ihrem
Betrieb nach der Montage an dem Aufbau des Fahrzeugs zu begrenzen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement aus einer Schale
besteht, deren dem Gelenk gegenüberliegende Fläche mit
einem hervorstehenden äußeren Rand versehen
ist, und dass dieser hervorstehende Rand gegen die obere Halterung
anschlägt,
um die Neigung der Achse des Gelenks bezüglich der Achse des Dämpfers bei
der Montage an den Aufbau oder die Karosserie des Fahrzeugs zu beschränken.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung
liegt das Anschlagelement axial fest gegen den Flansch an.
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Gemäß einem anderen Merkmal ist
die obere Halterung mit einem Bereich versehen, der im Wesentlichen
vertikal verläuft
und eine im Wesentliche zylindrische Aufnahme begrenzt, und der
hervorstehende äußere Rand
des Anschlagelements schlägt direkt
gegen den Bereich der oberen Halterung bei der Montage der Vorrichtung
am Aufbau oder an der Karosserie des Fahrzeugs an.
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Gemäß einem noch anderen Merkmal
beträgt
die Neigung der Achse des Gelenks bezüglich der Achse des Dämpfers höchstens
3,5° vor
der Montage der Vorrichtung am Aufbau des Fahrzeugs.
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Gemäß einem anderen vorteilhaften
Merkmal weist der radial äußere Bereich
des Gelenks Anlagebereiche auf, die dazu bestimmt sind, an dem Rand
einer Öffnung
angebracht zu werden, die auf dem Aufbau oder auf der Karosserie
des Fahrzeugs realisiert ist.
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Gemäß einem noch anderen vorteilhaften Merkmal
ist das Anschlagelement an der Verbindungsstange mittels einer Schrauben-Spannbacken-Verbindung
befestigt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zum Anbringen einer Fahrzeugaufhängung
vom Mac-Pherson-Typ, mit einem teleskopischen Dämpfer, der durch einen zylindrischen
Körper
gebildet wird, in welchem eine Verbindungsstange gleitend aufgenommen
ist, wobei dieser zylindrische Körper dazu
bestimmt ist, mit Mitteln zum Lagern eines der Räder des Fahrzeugs verbunden
zu werden, während
die Verbindungsstange mit dem Aufbau oder der Karosserie des Fahrzeugs über ein
Gelenk gekoppelt ist, das mit einer Schraubenfeder zusammenwirkt, wobei
das Gelenk einen Flansch aufweist, der an der Verbindungsstange
angebracht ist, und ein ringförmiges
elastisch verformbares Element, das sich zwischen dem Flansch und
einer oberen Halterung befindet, die dazu bestimmt ist, am Aufbau
oder an der Karosserie des Fahrzeugs angebracht zu werden, wobei
die Aufhängevorrichtung
auch ein Anschlagelement mit axialer Federung aufweist, das an der
Verbindungsstange angebracht ist, wobei das Anschlagelement auf
seiner Fläche,
die dem Gelenk gegenüberliegend
vorgesehen ist, axial federnde Anschlagmittel aufweist, die dazu
bestimmt sind, die axiale Durchfederung der Vorrichtung in ihrem
Betrieb nach der Montage an dem Aufbau des Fahrzeugs zu begrenzen,
dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- – an
der dem Gelenk gegenüberliegenden
Fläche des
Anschlagelements wird vor der Befestigung des Anschlagelements ein äußerer hervorstehender
Rand vorgesehen;
- – an
der Befestigungsstange wird das Anschlagelement befestigt, dessen
eine Fläche
dem Gelenk direkt gegenüberliegt,
wobei die obere Halterung direkt an dem äußeren hervorstehenden Rand des
Anschlagelements anliegt;
- – an
dem Aufbau oder der Karosserie des Fahrzeugs wird eine Öffnung ausgebildet,
deren Durchmesser größer als
der Durchmesser des Anschlagelements ist;
- – der
zylindrische Körper
des Dämpfers
wird mit Mitteln zum Lagern eines der Räder des Fahrzeugs verbunden;
und
- – der
radial äußere Bereich
des Gelenks wird an dem Rand der an dem Aufbau oder der Karosserie
des Fahrzeugs ausgebildeten Öffnung
befestigt.
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Gemäß einem Merkmal des Verfahrens
wird das Anschlagelement so angeordnet, dass es axial fest gegen
den Flansch anliegt.
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Gemäß einem anderen Merkmal wird
das Anschlagelement mittels einer Schrauben-Spannbacken-Verbindung
mit der Verbindungsstange verbunden.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugaufhängung ermöglicht es,
auf einfache und effiziente Art und Weise das Problem der Montage
der Verbindungsstange an dem Aufbau oder die Karosserie des Fahrzeugs
zu lösen
unter Zwischenwirkung des Gelenks, indem ein äußerer Rand realisiert wird,
der an dem Anschlagelement hervorsteht und auf geeignete Art und
Weise unter Einwirkung der Feder der oberen Halterung des Gelenks
gegenüberliegt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Vorrichtung es ermöglicht,
die Zeit, die zur Montage der Fahrzeugaufhängung an dem Fahrzeug notwendig
ist, wesentlich zu reduzieren, wobei die Montage übrigens
auch automatisch durchgeführt
werden kann.
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Die Erfindung wird besser verstanden
beim Lesen der nun folgenden Beschreibung, die von Zeichnungen begleitet
ist, in welchen:
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1 eine
Schnittansicht einer bekannten Vorrichtung zeigt, die an dem Aufbau
oder die Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist;
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2 zeigt
eine Schnittansicht der herkömmlichen
Vorrichtung vor der Montage an dem Aufbau oder die Karosserie des
Fahrzeugs, und
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3 zeigt
eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor der Montage
an dem Aufbau oder die Karosserie des Fahrzeugs.
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Mit Bezug auf die 1 ist eine Fahrzeugaufhängung dargestellt,
die durch einen teleskopischen Dämpfer 1 gebildet
wird, der mechanisch zwischen einer ersten festen Anordnung, die
durch die Aufbau oder die Karosserie des Fahrzeugs S eines Fahrzeugs
gebildet wird, und einer zweiten beweglichen Anordnung (nicht dargestellt)
angeordnet ist, die durch Mittel zur Lagerung eines der Räder des Fahrzeugs
gebildet wird.
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Der teleskopische Dämpfer 1,
der sich geradlinig hin- und herbewegen kann, weist einen zylindrischen
röhrenförmigen Körper 2 auf,
in welchem eine Verbindungsstange 3 gleiten kann.
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Der zylindrische Körper 2 ist
direkt mit Mitteln zur Lagerung eines der Räder des Fahrzeugs verbunden,
und die Verbindungsstange 3 ist mit dem Aufbau oder der
Karosserie S des Fahrzeugs über ein
Gelenk 4 verbunden.
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Dieses Gelenk 4 hat einen
Flansch 7, der mit der Verbindungsstange 3 verbunden
ist, und ein elastisches verformbares ringförmiges Element 6,
das zwischen dem Flansch 7 und einer oberen Halterung 5 angeordnet
ist.
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Die obere Halterung 5, die
den radial äußeren Bereich
des Gelenks 4 bildet, hat Stützzonen 51, die dazu
bestimmt sind, an Stützzonen
S1 des Aufbaus oder die Karosserie S des Fahrzeugs angebracht zu
werden.
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Die Fahrzeugaufhängung hat auch ein Anschlagelement 8 mit
axialer Federung, das an der Verbindungsstange 3 befestigt
ist und dabei oberhalb des Gelenks 4 angeordnet ist.
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Dieses Anschlagelement 8 hat
auf seiner unteren, dem Gelenk gegenüberliegenden Fläche axial federnde
Anschlagmittel 82, die dazu bestimmt sind, die axiale Durchfederung
der Vorrichtung in ihrem Betrieb nach der Montage an dem Aufbau
des Fahrzeugs zu begrenzen.
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Diese axial federnden Anschlagmittel 82 werden
gebildet durch einen elastisch verformbaren Ring, der dazu bestimmt
ist, in Anschlagkontakt mit einem mittleren Bereich der oberen Halterung 5 zu geraten,
bedeckt von dem ringförmigen
Element 6, wenn die Verbindungsstange 3 relativ
starken axialen Durchfederungen oder Auslenkungen ausgesetzt ist.
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Wenn das Rad des Fahrzeugs nicht
mehr in Kontakt mit dem Boden ist – aus welchen Gründen auch
immer, beispielsweise beim Überfahren
einer Schwelle zur Geschwindigkeitsbegrenzung oder einer Erhebung
oder wenn sich das Fahrzeug auf einer Hubbrücke befindet – geraten
die Anschlagelemente 82 so in Anschlagkontakt mit dem Gelenk 4 oder
genauer gesagt mit dem mittleren Bereich der oberen Halterung 5,
um eine irreversible Verformung des elastisch verformbaren ringförmigen Elements 6 zu vermeiden.
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Andererseits werden kleinere axiale
Auslenkungen sowie geringere Schwingungen, die durch die Relativbewegungen
des Rads bezüglich
des Aufbaus des Fahrzeugs entstehen, teilweise durch die Verbindungsstange 3 und
die Elastizität
des ringförmigen
Elements kompensiert.
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In der normalen Betriebsstellung
ist es unbedingt notwendig, dass die Symmetrieachse Z des Gelenks 4 kolinear
mit der Achse X des teleskopischen Dämpfers 1 verläuft, um
parasitäre
Reibungsphänomene
in dem Dämpfer
zu vermeiden, die die Bequemlichkeit der Passagiere und die Straßenlage des
Fahrzeugs beeinträchtigen.
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Um die Montage des Dämpfers an
dem Aufbau des Fahrzeugs zu vereinfachen, wird bevorzugt, dass die
Neigung der Symmetrieachse Z des Gelenks 4 bezüglich der
Achse X der Verbindungsstange 3 so gering wie möglich ist
und dass die Stützzonen 51 und
S1 der oberen Halterung und des Aufbaus des Fahrzeugs parallel zueinander
verlaufen.
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Wie man in den 1 bis 3 sehen
kann, weist die Fahrzeugaufhängung
eine Feder 9 auf, die mit dem teleskopischen Dämpfer 1 und
dem Gelenk 4 zusammen arbeitet, um die Durchfederungen
des Rades zu absorbieren.
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Die Feder 9 ist zwischen
einer unteren Schale 10, die an dem zylindrischen Körper 2 angebracht ist,
und einer oberen Schale 11 angeordnet, die mit dem Gelenk 4 verbunden
ist. Ein Lager 12, wie beispielsweise eine Wälzlager
oder ein Axiallager, befindet sich zwischen der unteren Schale 11 und dem
unteren Ende der oberen Halterung 5, um ihnen eine relative
Rotationsbewegung um die Wirkungslinie Y der Feder 9 herum
zu ermöglichen.
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Wie aus 2 hervorgeht, hat, wenn die Fahrzeugaufhängung nicht
mit dem Aufbau oder der Karosserie S des Fahrzeugs verbunden ist,
da die Wirkungslinie Y der Feder 9 nicht kolinear zur Achse X
des Dämpfers
verläuft,
das Gelenk 4 die Tendenz, sich bezüglich der Verbindungsstange 3 zu
neigen.
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Der elastisch verformbare Ring 82 muss
unbedingt in einem bestimmten Abstand von der obere Halterung 5 angeordnet
sein, ohne den bei axialen Auslenkungen mit geringer Amplitude dieser
Ring 82 direkt in Anschlagkontakt mit der oberen Halterung geraten
würde,
wobei diese kleinen axialen Auslenkungen brutal gedämpft würden, wodurch
der Komfort der Passagiere und die Straßenlage des Fahrzeugs beeinträchtigt würden.
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Diese Neigung zwischen der Symmetrieachse
Z des Gelenks 4 und der Achse X des Dämpfers 1 kann gemäß den für das ringförmige Element 6 und den
Ring 82 verwendeten Materialien in der Größenordnung
von 15° liegen.
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Daraus wird deutlich, dass die Montage
der Stützzonen 51 der
oberen Halterung 5 an den Stützzonen S1 des Aufbaus oder
die Karosserie des Fahrzeugs seitens des Bedieners einen gegenwirkenden Aufwand
erfordert, um die Koaxialität
der Achsen X und Z und daher den Parallelismus der Stützzonen 51 und
S1 wieder herzustellen.
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Wie aus 3 hervorgeht, hat, um die Montage der
oberen Halterung 5 an dem Aufbau es Fahrzeugs zu erleichtern,
das Anschlagelement 8, das die Form einer Schale hat, an
seiner oberen, dem Gelenk 4 gegenüberliegenden Fläche einen
hervorstehenden äußeren Rand 81.
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Auf komplementäre Art und Weise hat die obere
Halterung 5 einen im wesentlichen vertikalen Bereich 52,
der eine zylindrische Aufnahme begrenzt, in welchem sich das Anschlagelement 8 befindet,
und zwar so, dass der hervorstehende äußere Rand 81 dem vertikalen
Bereich 52 der oberen Halterung 5 gegenüberliegend
angeordnet wird.
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Wenn die Feder 9 auf die
obere Halterung 5 durch die Zwischenwirkung der oberen
Schale 11 und des Lagers 12 einwirkt, gerät so die
obere Halterung 5 direkt in Anschlagkontakt mit dem äußeren hervorstehenden
Rand 81 des Anschlagelements 8, was die Neigung
des Gelenks 4 oder genauer gesagt die Neigung der oberen
Halterung 5 bezüglich
der Achse X des Dämpfers 1 beschränkt.
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Die Stützzonen 51 der oberen
Halterung, die im wesentlichen senkrecht zu dem vertikalen Bereich 52 verlaufen,
haben so einen geringen Neigungswinkel bezüglich der Stützzonen 51 des
Aufbaus des Fahrzeugs, was eine einfache und automatisierte Montage
der gesamten Anordnung ermöglicht.
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Wie aus der 3 hervorgeht, ist, um die Montage der
Gesamtanordnung durchzuführen,
an dem Aufbau oder die Karosserie S des Fahrzeugs eine Öffnung vorgesehen,
deren Durchmesser geringfügig
kleiner ist als der Durchmesser des radial äußeren Bereichs der oberen Halterung
mit den Stützzonen 51,
und man verbindet den zylindrischen Körper 2 des Dämpfers mit
den Mitteln zur Lagerung eines der Räder des Fahrzeugs.
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Anschließend befestigt man den radial äußeren Bereich
des Gelenks 4 mit den Stützzonen 51 an dem
Rand S1 der Öffnung, die
an dem Aufbau oder die Karosserie S des Fahrzeugs realisiert worden
ist.
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Diese Befestigung kann übrigens
durchgeführt
werden unter Verwendung von Stiftbolzen, die in regelmäßigen Abständen an
dem Rand S1 der Öffnung
angeordnet sind.
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Die Neigung des Gelenks 4 bezüglich der Verbindungsstange 3,
eine Funktion des äußeren Durchmessers
des hervorstehenden Rands 81 und des inneren Durchmessers
der zylindrischen Aufnahme der oberen Halterung ist, ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung auf höchstens
3,5° begrenzt
vor der Montage der Vorrichtung an dem Aufbau des Fahrzeugs.