DE69429662T2 - Independent suspension improvements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein unabhängige Aufhängungen, welche für Anwendungen abseits von Autobahnen (im Gelände) insbesondere zweckdienlich sind und insbesondere eine unabhängige Aufhängung, welche modular ausgebildet ist, d.h. daß sie bei Konfigurationen von gelenkten und von nicht gelenkten Rädern und hierbei sowohl bei angetriebenen und nicht angetriebenen Achsen verwendbar ist. Insbesondere ist die Aufhängung durch eine niedrige Federkennung, einen langen Radhub, eine große Bodenfreiheit und Anpaßbarkeit an flexible Rahmen gekennzeichnet.The invention relates generally to independent suspensions, which are particularly useful for off-highway (off-road) applications, and in particular to an independent suspension which is modular, i.e. it can be used with steered and non-steered wheel configurations and with both driven and non-driven axles. In particular, the suspension is characterized by a low spring rate, a long wheel travel, a high ground clearance and adaptability to flexible frames.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Um die Einzigartigkeit der folgenden Erfindung zu begreifen, bedürfen verschiedene, hier verwendete Ausdrücke einer Definition.In order to understand the uniqueness of the following invention, various terms used herein require definition.

Eine Hochgeschwindigkeitsoberfläche wird als Gelände definiert, welches keine Hindernisse aufweist, die in der Höhe den Radhub übersteigen.A high speed surface is defined as terrain that has no obstacles that exceed the height of the wheel travel.

Eine niedrige Federkennung bedeutet, daß ein Rad sich nach oben bewegen oder verschoben werden kann, um eine plötzliche Änderung des Geländes zu berücksichtigen, wobei eine minimale Änderung der vertikalen Kraft auftritt. Da die Änderung der vertikalen Kraft das ist, was eine Bewegung der Karosserie hervorruft, ermöglicht es ein Aufhängungssystem mit niedriger Federkennung, daß ein Fahrzeug sich durch ein derartiges Gelände mit sehr geringen Eingangskräften auf Chassis und Fahrer bewegt. Ein weiterer Vorteil einer niedrigen Federkennung ist eine Verringerung des Schubs nach hinten, welcher erzeugt wird, wenn das Rad auf einen vorstehenden Buckel auftrifft. Dieses "Nachgeben" oder "Erleichtern" des Rückwärtsschubes verringert nicht nur die Ermüdung des Fahrers, sondern verringert gleichzeitig die Kraft, die notwendig ist, grobes Gelände zu durchfahren. Eine niedrige Federkennung verringert ferner den Vorwärtsschub, welcher erforderlich ist, um ein bestimmtes Rad die vorne liegende Kante eines Niedriggeschwindigkeitshindernisses heraufzubewegen, so daß die erforderliche Zugkraft verringert wird. Da eine geringere Zugkraft erforderlich ist, kann die modulare unabhängige Aufhängung Niedriggeschwindigkeitshindernisse mit steileren Vorderkanten und unter viel rutschigeren Bedingungen bewältigen.A low spring rate means that a wheel can move up or shift to accommodate a sudden change in terrain with minimal change in vertical force. Since the change in vertical force is what causes the body to move, a low spring rate suspension system allows a vehicle to move through such terrain with very low input forces on the chassis and driver. Another benefit of a low spring rate is a reduction in the rear thrust that creates when the wheel hits a protruding hump. This "give" or "lightening" of the rearward thrust not only reduces driver fatigue, but also reduces the effort required to negotiate rough terrain. A low spring rate also reduces the forward thrust required to move a given wheel up the leading edge of a low-speed obstacle, thus reducing the amount of traction required. Because less traction is required, the modular independent suspension can handle low-speed obstacles with steeper leading edges and in much more slippery conditions.

Ein langer Radhub bezieht sich auf die Vertikalbewegung eines Rades während der Fahrt und insbesondere auf das Ausmaß der Extreme von Geländen, welche als "grob" bezeichnet werden, wodurch die Vielzahl unterschiedlicher Oberflächen, welche die modulare unabhängige Aufhängung mit hoher Geschwindigkeit durchfahren kann, vergrößert wird. Eine Vergrößerung des langen Radhubs vergrößert gleichzeitig die Höhe von Hindernissen, welche mit sämtlichen Reifen in Berührung mit dem Boden überwunden werden können. Das Aufrechterhalten der Berührung zwischen Reifen und Boden vergrößert die Beweglichkeit und verringert die Möglichkeit des Überschlagens des Fahrzeuges.Long wheel travel refers to the vertical movement of a wheel during travel and in particular to the extent of the extremes of terrain referred to as "rough", thereby increasing the variety of different surfaces that the modular independent suspension can travel over at high speed. Increasing long wheel travel simultaneously increases the height of obstacles that can be overcome with all tires in contact with the ground. Maintaining contact between the tires and the ground increases maneuverability and reduces the possibility of the vehicle rolling over.

Eine Niedriggeschwindigkeitsoberfläche ist ein Gelände, welches aus Hindernissen besteht, deren Höhe den Radhub übersteigt.A low speed surface is a terrain that consists of obstacles whose height exceeds the wheel travel.

Eine große Bodenfreiheit bezieht sich auf die Höhe eines Hindernisses, welches zwischen den Reifen einer gegebenen Achse hindurchgelangen kann.High ground clearance refers to the height of an obstacle that can pass between the tires of a given axle.

Ein flexibler Rahmen bezieht sich auf das grundsätzliche strukturelle Rahmenwerk des Fahrzeugs und bezeichnet die Fähigkeit des Rahmens, sich während des Betriebs drehend auslenken zu lassen. Das Vorhandensein eines flexiblen Rahmens vergrößert tatsächlich den wirksamen Radhub beim Überwinden von Niedriggeschwindigkeitshindernissen.A flexible frame refers to the basic structural framework of the vehicle and refers to the ability of the frame to deflect rotationally during operation. The presence of a flexible frame actually increases the effective wheel travel when negotiating low-speed obstacles.

Da sich in den meisten westlichen Nationen das Straßensystem verschlechtert und gleichzeitig der Bedarf an effizienten und kostengünstigen Geländefahrzeugen vergrößert, nimmt die Verwendung unabhängiger Aufhängungen bei Geländefahrzeugen immer mehr zu. Obwohl viele unabhängige Aufhängungssysteme entwickelt wurden und praktisch genutzt wurden, scheint keines vollständig für einen großen Bereich von Arbeitsumgebungen zufriedenstellend zu sein. Beispielsweise sind, wenn überhaupt, nur wenige unabhängige Aufhängungssysteme tatsächlich modular in dem Sinne, daß sie bei den lenkbaren und den nicht lenkbaren Rädern und den angetriebenen oder nicht angetriebenen Achsen angewandt werden können. Ferner besteht der derzeitige Trend darin, stärkere und starrere Rahmenstrukturen zu konstruieren, um die zunehmend schweren Arbeitsbedingungen zu erfüllen, und die Erfahrung hat gezeigt, daß dies technisch für viele Anwendungsfälle sehr fraglich ist. Ferner gibt es, falls überhaupt, nur bei wenigen Systemen eine Gemeinsamkeit der Bauteile von Rad zu Rad im merklichen Maße. Letzteres Merkmal ist von zunehmender Bedeutung, da Einzelkonstruktionen von Rad zu Rad die Anfangskosten, die Wartungskosten, die Ersatzteilhaltung und den Ausbildungsstand erhöhen, der erforderlich ist, um Flotten von Schwerlastfahrzeugen mit hohem Wirkungsgrad zu betreiben. Ferner ist bei vielen vorhandenen unabhängigen Aufhängungen die Ermüdung des Fahrers ein ernstzunehmendes Problem. In vielen derartigen Systemen ist der Radhub derartig gering, daß der Fahrer ständig das Gaspedal drücken und loslassen muß, wobei dennoch trotz häufiger Geschwindigkeitsänderungen die auf die Fahrerkabine übertragenen Vertikalkräfte während einer achtstündigen Schicht sehr häufig sind.As the road system in most western nations deteriorates and the need for efficient and inexpensive off-road vehicles increases, the use of independent suspensions on off-road vehicles is becoming increasingly common. Although many independent suspension systems have been developed and are in practical use, none appear to be completely satisfactory for a wide range of working environments. For example, few if any independent suspension systems are truly modular in the sense that they can be applied to the steerable and non-steerable wheels and to the driven or non-driven axles. Furthermore, the current trend is to construct stronger and more rigid frame structures to meet increasingly severe working conditions, and experience has shown that this is technically very questionable for many applications. Furthermore, few if any systems have any appreciable degree of wheel-to-wheel component commonality. The latter feature is of increasing importance because individual wheel-to-wheel designs increase the initial costs, maintenance costs, spare parts inventory and the level of training required to operate fleets of heavy-duty vehicles at high efficiency. Furthermore, with many existing independent suspensions, driver fatigue is a serious problem. In many such systems, wheel travel is so low that the driver must constantly press and release the accelerator pedal, yet despite frequent speed changes, vertical forces transmitted to the cab are very frequent during an eight-hour shift.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung umfaßt eine modulare unabhängige Aufhängung, welche sowohl bei angetriebenen als auch bei nicht angetriebenen Achsen für lenkbare und nicht lenkbare Konfigurationen verwendbar ist. Zwei derartige Module der Aufhängungen, welche mit der Ausnahme, daß sie spiegelverkehrt sind, identisch sind, bilden die rechte und die linke Aufhängung für eine vorgegebene Achsenposition.The present invention comprises a modular independent suspension which can be used on both driven and non-driven axles for steerable and non-steerable configurations. Two such modules of the Suspensions which are identical except that they are mirror images form the right and left suspensions for a given axle position.

Zusätzlich ermöglichen die Module einen ungewöhnlich langen Radhub. Dies rührt teilweise von der Verwendung angelenkter Steuerarme und einem flexiblen Rahmen her. Tatsache ist, obwohl ein bekanntes Aufhängungssystem etwa 14¹/&sub2; Zoll Radhub aufweist, der Modul nach der vorliegenden Erfindung etwa 18 Zoll ermöglicht, d.h. eine Zunahme von etwa 25 Prozent, und in Verbindung mit einem flexiblen Rahmen wird hierdurch die Hochgeschwindigkeitsoberfläche, für welche das Fahrzeug geeignet ist, bis auf etwa 23 Zoll neu definiert, d.h. etwa eine Zunahme von 60 Prozent.In addition, the modules allow for an unusually long wheel travel. This is due in part to the use of hinged control arms and a flexible frame. In fact, although a prior art suspension system provides about 14¹/₽ inches of wheel travel, the module of the present invention allows for about 18 inches, an increase of about 25 percent, and in conjunction with a flexible frame, this redefines the high speed surface on which the vehicle is capable to about 23 inches, an increase of about 60 percent.

Gleichzeitig mit dem oben erwähnten langen Radhub gewährleistet die modulare unabhängige Aufhängung nach der Erfindung eine niedrige Federkennung, welche plötzliche Änderungen des Geländes mit minimalen Änderungen der senkrechten Kraft verbindet, was zu geringeren Schlagkräften auf das Chassis und den Fahrer führt, gleichzeitig eine Verringerung des Rückwärtsschubs, wenn die Räder einen vorstehenden Buckel treffen, eine Verringerung der erforderlichen Traktionskräfte und eine Vergrößerung der Fähigkeit, Niedriggeschwindigkeitshindernisse mit steileren Kanten und unter rutschigeren Bedingungen wirksamer zu überwinden, all dies im Gegensatz zu den derzeitigen auf dem Markt befindlichen Konstruktionen.Simultaneously with the long wheel travel mentioned above, the modular independent suspension according to the invention ensures a low spring rate, which combines sudden changes in the terrain with minimal changes in the vertical force, resulting in lower impact forces on the chassis and the driver, simultaneously reducing the backward thrust when the wheels hit a protruding hump, reducing the required traction forces and increasing the ability to more effectively overcome low-speed obstacles with steeper edges and in more slippery conditions, all this in contrast to the designs currently on the market.

Ein Aufhängungsmodul nach der vorliegenden Erfindung geht aus von der DE-A-18 06 332, auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht, und erreicht das gewünschte Ergebnis durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.A suspension module according to the present invention is based on DE-A-18 06 332, on which the preamble of claim 1 is based, and achieves the desired result by the characterizing features according to claim 1. Preferred features of the invention are specified in the subclaims.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Erfindung ist mehr oder weniger skizzenhaft in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:The invention is shown more or less sketchily in the enclosed drawings. It shows:

Fig. 1 eine seitliche perspektivische Ansicht eines Geländefahrzeugs mit der modularen unabhängigen Aufhängung nach der Erfindung, wobei das Überfahren eines Hindernisses durch ein Rad eines vierachsigen Fahrzeugs dargestellt ist;Fig. 1 is a side perspective view of an off-road vehicle with the modular independent suspension according to the invention, showing the driving over of an obstacle by a wheel of a four-axle vehicle;

Fig. 2 eine Hinteransicht der modularen unabhängigen Aufhängung nach der Erfindung, wobei für die Klarheit der Darstellung Teile aufgebrochen und andere weggelassen sind;Fig. 2 is a rear view of the modular independent suspension according to the invention, with parts broken away and others omitted for clarity of illustration;

Fig. 3 eine Draufsicht, bei welcher Teile aufgebrochen und andere für die Klarheit der Darstellung weggelassen sind;Fig. 3 is a plan view with parts broken away and others omitted for clarity of illustration;

Fig. 4 eine Seitenansicht der modularen Aufhängungsanordnung nach der Erfindung, wobei Teile weggebrochen und andere weggelassen sind;Fig. 4 is a side view of the modular suspension assembly according to the invention, with parts broken away and others omitted;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der unabhängigen modularen Aufhängungsanordnung nach der Erfindung, wobei Teile weggebrochen und andere zur klareren Darstellung weggelassen sind, wobei die Radanordnung bei der Steuerung gezeigt ist;Fig. 5 is a perspective view of the independent modular suspension assembly of the invention, with parts broken away and others omitted for clarity, showing the wheel assembly in control;

Fig. 6 eine Schnittansicht durch einen der vier auf der Innenseite liegenden Steuerarm-Schwenklager der Aufhängung, welche insbesondere das Gleitlager zeigt, welches die Steuerarme mit der Steuerarmmontageanordnung verbindet, undFig. 6 is a sectional view through one of the four control arm pivot bearings on the inside of the suspension, particularly showing the plain bearing connecting the control arms to the control arm mounting assembly, and

Fig. 7 eine Schnittansicht durch das einzigartige untere Kugelgelenk am Außenende eines unteren Steuerarms.Fig. 7 is a sectional view through the unique lower ball joint at the outer end of a lower control arm.

BESCHREIBUNG EINER SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMDESCRIPTION OF A SPECIAL EMBODIMENT

In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile in den einzelnen Figuren der Zeichnungen zu bezeichnen.In the following description, the same reference numerals are used to designate the same or similar parts in the individual figures of the drawings.

Ein Geländefahrzeug ist allgemein mit 10 in Fig. 1 bezeichnet, wobei das Fahrzeug in diesem Falle ein Schlepper mit einer allgemein mit 11 bezeichneten Kabine und einem allgemein mit 12 bezeichneten Ladekasten ist. Die Kabine und der Ladekasten sind auf einem flexiblen Rahmen montiert, von welchem der linke Hauptrahmenteil bei 13 veranschaulicht ist. Das Fahrzeug hat in diesem Falle vier allgemein mit 14, 15, 16 und 17 bezeichnete Achsen, von denen auf jeder in diesem Falle eine Einfachreifen-Radanordnung 18, 19, 20 bzw. 21 auf der linken Seite des Rahmens montiert ist. Der Rahmen ist ein flexibler Rahmen in dem Sinne, daß die Kabine und der Ladekasten getrennte Strukturen sind und sich bezüglich zueinander während der Fahrt als Resultat der Wirkung von Torsionskräften auf den Rahmen bewegen können. Obwohl ein Schlepper dargestellt ist, ist offensichtlich, daß die Erfindung bei jedem Geländefahrzeug anwendbar ist, so beispielsweise Baumaschinen, und ebenfalls bei Militärfahrzeugen, wie beispielsweise Tankschleppern.An off-road vehicle is generally designated 10 in Fig. 1, the vehicle in this case being a tractor with a a cabin generally designated 11 and a cargo box generally designated 12. The cabin and cargo box are mounted on a flexible frame, the left main frame portion of which is illustrated at 13. The vehicle in this case has four axles generally designated 14, 15, 16 and 17, each of which has mounted on it, in this case, a single-tire wheel assembly 18, 19, 20 and 21 respectively, on the left side of the frame. The frame is a flexible frame in the sense that the cabin and cargo box are separate structures and can move relative to each other during travel as a result of the action of torsional forces on the frame. Although a tractor is illustrated, it is obvious that the invention is applicable to any off-road vehicle, such as construction machinery, and also to military vehicles such as tank tractors.

In Fig. 1 ist der Schlepper sich nach links bewegend in Richtung des Pfeiles veranschaulicht. Der linke Vorderreifen 22 ist auf ein Hindernis in seinem Bewegungsweg getroffen und folglich wurde die gesamte Radanordnung 18 angehoben, bis die Oberseite des Reifens lediglich wenige Zoll unterhalb der darüber liegenden Plattform 24 befindlich ist, auf welcher der Motor montiert ist. Gleichzeitig ist die Radanordnung 19 der linken zweiten Achse auf dem ebenen Boden 26 verblieben, wie auch die dritten und vierten Radanordnungen 20 und 21. Es soll insbesondere darauf hingewiesen werden, daß die Fahrerkabine 11, falls überhaupt, sehr wenig aus ihrer, dem ebenen Boden entsprechenden Normalposition nach oben verschoben wurde, obwohl die linke Radanordnung 18 um mindestens 1 ¹/&sub2; Fuß nach oben verschoben wurde. Der Gesichtspunkt der unabhängigen Aufhängung der Vorderachsenanordnung ist weiter aus der Tatsache ersichtlich, daß der rechte Vorderreifen 28 auf dem ebenen Boden bleibt, obwohl die linke Vorderradanordnung 18 angehoben wurde.In Fig. 1, the tractor is shown moving to the left in the direction of the arrow. The left front tire 22 has encountered an obstruction in its path of travel and, as a result, the entire wheel assembly 18 has been raised until the top of the tire is only a few inches below the overlying platform 24 on which the engine is mounted. At the same time, the left second axle wheel assembly 19 has remained on the level floor 26, as have the third and fourth wheel assemblies 20 and 21. It should be particularly noted that the operator's cab 11 has been displaced very little, if at all, upward from its normal level floor position, even though the left wheel assembly 18 has been displaced upward by at least 1 1/2 feet. The point of independent suspension of the front axle assembly is further evident from the fact that the right front tire 28 remains on the level ground even though the left front wheel assembly 18 has been raised.

Fig. 3 zeigt eine der Achsen 14-17 auf einer glatten Ebene. Der Einfachheit halber wurde die Achse 14, welche die linken und rechten Vorderreifen 22 und 28 einschließt, veranschaulicht.Fig. 3 shows one of the axes 14-17 on a smooth plane. For simplicity, axis 14, which represents the left and right front tires 22 and 28.

Die Hauptrahmenteile sind mit 13 und 30 bezeichnet. Eine Querverstrebungsanordnung ist allgemein mit 31 bezeichnet, wobei die Konstruktion der Querverstrebungsanordnung nicht besonders kritisch ist, solange diese Einrichtungen enthält, im vorliegenden Fall nach innen gerichtete Flansche 32, 33, die eine Basis für die Befestigung der unabhängigen Aufhängungsanordnung an dem Rahmen bilden.The main frame members are designated 13 and 30. A cross bracing arrangement is generally designated 31, the construction of the cross bracing arrangement not being particularly critical so long as it includes means, in the present case inwardly directed flanges 32, 33, which form a base for the attachment of the independent suspension arrangement to the frame.

Die unabhängige Aufhängungsanordnung enthält eine linke obere Steuerarm-Montageanordnung 34, eine linke untere Steuerarm- Montageanordnung 35, eine rechte obere Steuerarm-Montageanordnung 36 und eine rechte untere Steuerarm-Montageanordnung 37. Da die Ausbildung der Steuerarm-Montageanordnungen identisch mit der Ausnahme ist, daß diese von Seite zu Seite auf dem Chassis spiegelverkehrt sind, wird lediglich nur die linke beschrieben.The independent suspension assembly includes a left upper control arm mounting assembly 34, a left lower control arm mounting assembly 35, a right upper control arm mounting assembly 36, and a right lower control arm mounting assembly 37. Since the configuration of the control arm mounting assemblies is identical except that they are mirrored from side to side on the chassis, only the left one will be described.

Die linke Steuerarm-Montageanordnung 34 enthält einen Rahmen, welcher einen L-förmigen Träger 40 umfaßt, dessen oberer Arm 41 an dem Flansch 32 des Querträgers 31 befestigt ist. Ein Paar vertikaler Träger, von denen einer bei 42 veranschaulicht ist, und ein anderer in Fig. 5 bei 43 gezeigt ist, bildet Ankerplatten für die abnehmbaren Komponenten der oberen Steuerarm-Anordnung, die weiter unten beschrieben wird. In ähnlicher Weise ist ein unterer Träger 44 starr im Abstand unter dem oberen Träger 40 befestigt und einer von mehreren vertikalen Trägern ist bei 45 gezeigt, wobei letztere Träger Ankerpfosten für die untere Steuerarm-Montageanordnung 35 bilden. Die linken und rechten Steuerarm-Montageanordnungen sind somit eine Einheit mit dem Querträger 31 und folglich den Rahmenteilen 13 und 30.The left control arm mounting assembly 34 includes a frame which includes an L-shaped bracket 40, the upper arm 41 of which is secured to the flange 32 of the cross member 31. A pair of vertical brackets, one of which is illustrated at 42 and another shown in Figure 5 at 43, form anchor plates for the removable components of the upper control arm assembly described below. Similarly, a lower bracket 44 is rigidly mounted in spaced relation below the upper bracket 40 and one of a plurality of vertical brackets is shown at 45, the latter brackets forming anchor posts for the lower control arm mounting assembly 35. The left and right control arm mounting assemblies are thus integral with the cross member 31 and hence the frame members 13 and 30.

Eine Differentialanordnung ist bei 47 gezeigt, wobei die Differentialanordnung an den linken und rechten Steuerarm- Montageanordnungen, jedoch nicht an dem Querträger 31, befestigt ist. Somit ist es, um die Differentialanordnung zu reparieren oder zu ersetzen, lediglich erforderlich, die Befestigungsmittel, welche die Differentialanordnung an den Steuerarm-Montageanordnungen hält, zu lösen, und die Differentialanordnung kann anschließend nach unten abgesenkt werden.A differential assembly is shown at 47, the differential assembly being attached to the left and right control arm mounting assemblies, but not to the cross member 31. Thus, in order to repair the differential assembly, or replacing it, it is only necessary to loosen the fasteners holding the differential assembly to the control arm mounting assemblies and the differential assembly can then be lowered down.

Der linke obere Steuerarm, der allgemein mit 50 bezeichnet ist, ist am besten in den Fig. 2 und 5 gezeigt. Er ist allgemein Y-förmig und enthält einen Vorderarm 51, siehe Fig. 5, einen Hinterarm 52 und einen Stiel 53. Jeder der Arme 51 und 52 endet in einem allgemein mit 54 bezeichneten Steuerarmgelenk, siehe ebenfalls Fig. 6, welches eine Buchsenanordnung aufnimmt, die im folgenden beschrieben wird. Das Außenende des Stiels 53 nimmt ein einzigartiges zweistückiges Kugelgelenk auf, welches weiter unten beschrieben wird.The left upper control arm, generally designated 50, is best shown in Figs. 2 and 5. It is generally Y-shaped and includes a front arm 51, see Fig. 5, a rear arm 52 and a shaft 53. Each of the arms 51 and 52 terminates in a control arm joint, generally designated 54, also see Fig. 6, which receives a bushing arrangement described below. The outer end of the shaft 53 receives a unique two-piece ball joint, described below.

Der linke untere Steuerarm 56 ist, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, gelenkig verschwenkbar und endet ebenfalls an seinem inneren Ende in einem Paar von Steuerarmgelenken, von denen das hintere allgemein mit 57 bezeichnet ist. Das Außenende des Steuerarms 56 endet in einem Vorsprung 58, der mit einem Kugelgelenk verbunden ist. Ein breiter Plattenbereich ist, siehe Fig. 5, allgemein mit 59 bezeichnet und liegt zwischen dem Vorsprung 58 und den Steuerarmgelenkanordnungen an den Innenenden des Steuerarms.The left lower control arm 56 is pivotally pivotable, as best seen in Fig. 2, and also terminates at its inner end in a pair of control arm joints, the rear of which is generally designated 57. The outer end of the control arm 56 terminates in a projection 58 which is connected to a ball joint. A wide plate region is generally designated 59, see Fig. 5, and lies between the projection 58 and the control arm joint assemblies at the inner ends of the control arm.

Die Konstruktion der Steuerarmgelenke ist am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, welche zeigen, daß jeder der oberen und unteren Steuerarme an dem Chassis mittels zwei kolinearen Schwenkstiften verbunden ist, welche es ermöglichen, daß die Steuerarmanordnungen 50, 56 sich allgemein in vertikale Richtungen bewegen. Buchsen isolieren die Stifte gegenüber den Armen als Verstärkung für Stoßkräfte der Straße und ermöglichen es, daß das System Eingangskräfte von der Straße mit hoher Frequenz absorbieren kann.The design of the control arm pivots is best seen in Figures 5 and 6, which show that each of the upper and lower control arms is connected to the chassis by two co-linear pivot pins which allow the control arm assemblies 50, 56 to move in generally vertical directions. Bushings isolate the pins from the arms as amplification for road shock forces and allow the system to absorb high frequency road input forces.

Das Steuerarmgelenk 54 enthält eine Buchse 62, siehe Fig. 6, welche aus einem Paar miteinander fluchtender hohler Gummizylinder 63 mit Endflanschen 64 bzw. 65 besteht. Eine Metallhülse ist in der in dem Außenumfang jedes Zylinders 63 ausgebildeten Vertiefung aufgenommen, wobei die Gummizylinder 63 mit der Metallhülse 66 verbunden oder verklebt sind, so daß der Metall-an-Metall-Kontakt zwischen der Fassung 71 der Buchse und der Außenfläche der Buchse erfolgt. Eine zylindrische Stahlhülse 67 ist konzentrisch mit der Innenfläche jedes der Gummizylinder 63 verbunden oder verklebt. Eine dünnwandige zylindrische Auskleidung 68 ist in das offene Ende jeder der inneren Stahlhülsen 67 eingesetzt. Eine Druckscheibenanordnung ist an beiden Enden der Buchsenanordnung allgemein bei 69 veranschaulicht. Vorzugsweise enthält die Druckscheibenanordnung (a) einen Kunststoffring, der mit den Außenenden der zylindrischen Stahlhülsen 67 und den Gummizylindern 63 in Berührung steht und (b) eine Scheibe aus rostfreiem Stahl. Vorzugsweise ist die Druckscheibenanordnung und insbesondere der Kunststoffring aus einem synthetischen, mit Schmiermittel imprägnierten Material hergestellt. Der zylindrische Teil der Auskleidung, welche durch Stahlhülsen 67 gebildet ist, bildet ein Antireibungsmedium zwischen dem Innendurchmesser der Buchse und dem Stahlstift 70, welcher die Buchse an dem Chassis festhält. Die Druckscheibenanordnung bildet ein Antireibungsmedium zwischen der Buchse und den Einrichtungen auf dem Chassis, welche diese einschließt und verhindert somit eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung. Eine Einrichtung zum Injezieren eines Schmiermittels in den Innendurchmesser der Buchse kann vorgesehen sein, um die Lebensdauer des Antireibungsmerkmals zu verlängern.The control arm joint 54 includes a bushing 62, see Fig. 6, which consists of a pair of aligned hollow rubber cylinders 63 with end flanges 64 and 65, respectively. A metal sleeve is mounted in the recess formed in the outer circumference of each cylinder 63. recess with the rubber cylinders 63 bonded or glued to the metal sleeve 66 so that metal-to-metal contact is made between the socket 71 of the bushing and the outer surface of the bushing. A cylindrical steel sleeve 67 is bonded or glued concentrically to the inner surface of each of the rubber cylinders 63. A thin-walled cylindrical liner 68 is inserted into the open end of each of the inner steel sleeves 67. A thrust washer assembly is illustrated generally at 69 at both ends of the bushing assembly. Preferably, the thrust washer assembly includes (a) a plastic ring in contact with the outer ends of the cylindrical steel sleeves 67 and the rubber cylinders 63 and (b) a stainless steel disk. Preferably, the thrust washer assembly, and in particular the plastic ring, is made of a synthetic material impregnated with lubricant. The cylindrical portion of the liner formed by steel sleeves 67 provides an anti-friction medium between the inner diameter of the bushing and the steel pin 70 which holds the bushing to the chassis. The thrust washer assembly provides an anti-friction medium between the bushing and the features on the chassis, confining it and thus preventing forward and backward movement. Means for injecting a lubricant into the inner diameter of the bushing may be provided to prolong the life of the anti-friction feature.

Die Toleranz der Steuerarme vorwärts und rückwärts längs der Schwenkstifte wird durch U-förmige Ausgleichskeile eingestellt, die vor und/oder hinter der Buchse an jedem Schwenkpunkt eingesetzt sind, wie dies in dem vorhandenen Raum erforderlich ist. Das Haltemerkmal der Ausgleichskeile erfordert es, daß sie paarweise an einem gegebenen Punkt verwendet werden müssen. Nachdem das Ausgleichskeilpaar installiert ist, werden sie in entgegengesetzten Richtungen gedreht, bis vorher in dem U jedes Ausgleichskeils hergestellte Löcher miteinander fluchten. Befestigungsmittel werden dann durch die Löcher eingesetzt und angezogen und verhindern, daß sich die Ausgleichskeile gegeneinander drehen. In dieser Position kreuzen die Schenkel eines U-förmigen Ausgleichskeils die des anderen und halten sie zusammen, den Stift umgebend.The tolerance of the control arms forward and backward along the pivot pins is adjusted by U-shaped shims inserted forward and/or rearward of the bushing at each pivot point as required by the available space. The locking feature of the shims requires that they be used in pairs at a given point. After the shim pair is installed, they are rotated in opposite directions until holes previously made in the U of each shim are aligned. Fasteners are then inserted through the holes and tightened, preventing the shims from rotating against each other. In this position the legs of one U-shaped leveling wedge cross those of the other and hold them together, surrounding the pin.

Die Außenenden der Steuerarme 50, 56 sind an einer einzigartiken Universalgelenksanordnung befestigt, deren unteres Kugelgelenk 72, wie in den Fig. 4, 5 und 7 gezeigt, beschrieben wird. Das Kugelgelenk besteht im wesentlichen lediglich aus zwei Teilen, nämlich einem sich verjüngenden Stutzen 73 und einem kugelförmigen Lager 74. Die Befestigung des Stutzens in dem Lager erfolgt durch einen Haltebolzen 75. Der Zweck, dies derart zu gestalten, liegt darin, das Entfernen des Radendes einfach zu gestalten. Wenn der Haltebolzen 75 entfernt wird, kann das Radende von den Steuerarmen der Aufhängung getrennt werden, ohne daß das Lager von dem Steuerarm oder der sich verjüngende Stutzen von der Spurstange der Lenkung entfernt werden muß. Das kugelförmige Lager ist in dem Vorsprung 58 durch ein Gehäuse 76 und Kopfbolzen 77 gehalten. Der sich verjüngende Stutzen 73 ist in dem unteren Arm 80 einer Spurstange, die allgemein mit 81 bezeichnet ist, gehalten. Die Spurstange weist einen oberen Arm 82 auf, welcher den sich verjüngenden Stutzen einer oberen Kugelgelenkanordnung 83 aufnimmt. In diesem Fall ist ein Lenkungsarm 84, siehe ebenfalls Fig. 3, an der oberen Oberfläche des oberen Arms 82 durch den sich verjüngenden Stutzen festgeklemmt, wobei der obere Arm 82 und der Lenkungsarm 84 derart bemessen sind, daß die Kugelgelenksanordnung einschließlich der sich verjüngenden Stutzen zwischen den oberen und unteren Spurstangen der Lenkung austauschbar ist.The outer ends of the control arms 50, 56 are attached to a unique universal joint assembly, the lower ball joint 72 of which is described as shown in Figs. 4, 5 and 7. The ball joint essentially consists of only two parts, namely a tapered stud 73 and a spherical bearing 74. The stud is secured to the bearing by a retaining bolt 75. The purpose of making it this way is to make removal of the wheel end easy. When the retaining bolt 75 is removed, the wheel end can be separated from the control arms of the suspension without having to remove the bearing from the control arm or the tapered stud from the steering tie rod. The spherical bearing is retained in the boss 58 by a housing 76 and head bolts 77. The tapered stud 73 is retained in the lower arm 80 of a tie rod, generally designated 81. The tie rod has an upper arm 82 which receives the tapered stud of an upper ball joint assembly 83. In this case, a steering arm 84, see also Fig. 3, is clamped to the upper surface of the upper arm 82 by the tapered stud, the upper arm 82 and the steering arm 84 being sized such that the ball joint assembly including the tapered studs is interchangeable between the upper and lower tie rods of the steering.

Ein Drehstabstabilisator ist in den Fig. 2, 3 und 4 bei 86 veranschaulicht, wobei das linke Ende des Drehstabstabilisators verschwenkbar mit einer Welle 87 verbunden ist, deren Außenende in dem oberen Sockel 88 eines ausfahrbaren und zurückziehbaren Gelenks aufgenommen ist, siehe Fig. 4, dessen unterer Sockel (Fig. 4) verschwenkbar durch den Stift 91 mit einem Ankerstutzen 92 verbunden ist, der an dem Außenende des Stiels 52 des linken oberen Steuerarms 50 angeordnet ist, siehe insbesondere Fig. 5.A torsion bar stabilizer is illustrated at 86 in Figs. 2, 3 and 4, the left end of the torsion bar stabilizer being pivotally connected to a shaft 87, the outer end of which is received in the upper base 88 of an extendable and retractable joint, see Fig. 4, the lower base (Fig. 4) of which is pivotally connected by the pin 91 to an anchor stud 92 arranged on the outer end of the shaft 52 of the left upper control arm 50, see in particular Fig. 5.

Das Federsystem für die modulare unabhängige Aufhängung ist am besten in den Fig. 2 und 5 und im geringeren Maße in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Ein oberer Federhalteträger ist allgemein bei 94 gezeigt, wobei der Träger tatsächlich ein vierseitiges Gehäuse ist, welches am Boden und der Außenseite offen ist, und welches an der Außenseite des linken Hauptträgers 13 des Rahmens angeschweißt oder auf andere Art zweckdienlich befestigt ist. In diesem Falle ist die Oberwandung 95 (Fig. 3) mehrere Zoll oberhalb des Hauptrahmens 13 angeordnet (siehe Fig. 4 und 5). Eine Wiegeplatte 96 (siehe Fig. 2) ist gelenkig auf einem Schwenkstift 97 (siehe Fig. 2 und 5) befestigt, welcher im Stutzen 98 aufgenommen ist, der an dem linken unteren Steuerarm 56 befestigt ist. Eine lange Schraubenfeder mit einer geringen Federkennung ist bei 99 veranschaulicht, wobei die unterste Windung der Feder an der Wiegeplatte 96 und die oberste Windung an der Kopfplatte 95 befestigt ist. Wegen des langen Radhubs des unabhängigen Aufhängungssystems muß die Schraubenfeder 99 sehr lang sein, so daß in den Zeichnungen eine Schraubenfeder veranschaulicht ist, die eine sehr viel größere Länge als normal aufweist. Die lange Schraubenfeder in Kombination mit dem notwendigen kleinen Windungsdurchmesser könnte zur Instabilität der Feder führen. Als Konsequenz davon ist eine Federführungsanordnung vorgesehen, wobei die Führungsanordnung aus einem Rohr oder Stange 100 besteht, die sich nach unten von der Kopfplatte 94 erstreckt und an der Kopfplatte 94 durch den Bolzen 101 befestigt ist. Dadurch, daß sie in das Oberende der Feder vorsteht, wird die Länge der Feder, die sich ausbuckeln könnte, verringert. Hierdurch wird das Längen-zu- Breiten-Verhältnis der Feder auf eine stabile Konfiguration verringert.The spring system for the modular independent suspension is best shown in Figs. 2 and 5 and to a lesser extent in Figs. 3 and 4. An upper spring support bracket is shown generally at 94, the bracket actually being a four-sided housing which is open at the bottom and outside and which is welded or otherwise conveniently secured to the outside of the left main frame bracket 13. In this case, the top wall 95 (Fig. 3) is located several inches above the main frame 13 (see Figs. 4 and 5). A rocker plate 96 (see Fig. 2) is pivotally mounted on a pivot pin 97 (see Figs. 2 and 5) which is received in the stud 98 which is attached to the left lower control arm 56. A long coil spring with a low spring rate is illustrated at 99 with the lowest coil of the spring attached to the cradle plate 96 and the uppermost coil attached to the head plate 95. Because of the long wheel travel of the independent suspension system, the coil spring 99 must be very long, so the drawings illustrate a coil spring having a much greater length than normal. The long coil spring combined with the necessary small coil diameter could result in instability of the spring. As a consequence, a spring guide arrangement is provided, the guide arrangement consisting of a tube or rod 100 extending downwardly from the head plate 94 and secured to the head plate 94 by bolt 101. By projecting into the top of the spring, the length of the spring which could buckle is reduced. This reduces the length-to-width ratio of the spring to a stable configuration.

Vorzugsweise ist die Federführungsverlängerung aus einem synthetischen abriebswiderstandsfähigen Material geringer Reibung hergestellt. Die Federführungsanordnung stabilisiert den Innendurchmesser der Schraubenfeder ohne Verschleiß, Erzeugung von Wärme/Dämpfung oder andere nachteilige Wirkungen.Preferably, the spring guide extension is made of a synthetic abrasion resistant low friction material. The spring guide assembly stabilizes the inner diameter of the coil spring without wear, generation of heat/damping or other adverse effects.

Ein Pufferanschlagmerkmal ist bei 104 allgemein in den Fig. 2 und 5 gezeigt. Der Pufferanschlag kann aus einem Gummikissen 105 bestehen, welches an einer Basisplatte 106 montiert ist, die ihrerseits an einer von zwei dreieckigen Streben 107, 112 befestigt ist, welche ihrerseits an den Hauptrahmenteilen 13 oder 30 angeschweißt oder auf andere Weise zweckdienlich befestigt sind. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, ist der Pufferanschlag derart angeordnet, daß er früh in der Aufwärtsbewegung des Steuerarms 50 mit dem oberen Steuerarm 50 in Berührung gelangt. Zusätzlich dazu, daß er als gepufferter Anschlag für die Aufhängung dient, ist das Kissen 105 ferner wirksam, als Hilfsfeder zu arbeiten, wodurch die Lastaufnahmekapazität der Schraubenfeder 99 ergänzt wird.A buffer stop feature is shown generally at 104 in Figures 2 and 5. The buffer stop may consist of a rubber pad 105 mounted to a base plate 106 which in turn is attached to one of two triangular struts 107, 112 which in turn are welded or otherwise suitably attached to the main frame members 13 or 30. As best seen in Figure 5, the buffer stop is positioned to contact the upper control arm 50 early in the upward movement of the control arm 50. In addition to serving as a buffered stop for the suspension, the pad 105 is also effective to act as an auxiliary spring, thereby supplementing the load carrying capacity of the coil spring 99.

Eine Rückschlaganschlagsanordnung ist in Fig. 2 allgemein bei 108 gezeigt. Es ist offensichtlich, daß die korrekte Konstruktion einer Schraubenfederaufhängung es erfordert, daß die eingebaute Feder niemals sich bis auf eine Länge ausdehnen kann, welche ihre Druckkraft entfernen würde. Beim vollen unbehinderten Ausfahren würde eine derartige Aufhängung lose Federn aufweisen, welche ein Rattern erzeugen würden und es würde die Gefahr bestehen, daß die Feder aus ihrem Einbauort herausgleitet. Ein derartiges Resultat wird durch die Rückschlaganschlagsanordnung 108 ausgeschlossen, welche vorzugsweise aus einem sehr harten und dennoch kompressiblen, aus Kunststoff bestehenden donut-ähnlichen oder puck-ähnlichen Teil 109 besteht, welcher durch eine Tragplatte 110 an der Unterseite des Steuerarms 52 montiert ist. Eine Anschlagsplatte ist bei 111 dargestellt, wobei die Anschlagsplatte mit dem Bewegungsbogen des Rückschlagteils 109 fluchtet. In diesem Falle ist die Anschlagsplatte als an der dazugehörigen Steuerarmanordnung angeschweißt oder auf andere zweckdienliche Weise befestigt gezeigt. Durch die richtige Anordnung und Positionierung des Rückschlaganschlagteils 109 und der Anschlagsplatte 111 kann die Längung der Schraubenfeder 99 während des Rückschlags kontrolliert werden, um zu verhindern, daß sich die Schraubenfeder auf eine Länge ausdehnt, an welcher ihre Druckkraft neutral oder negativ wäre.A rebound stop assembly is shown generally at 108 in Fig. 2. It will be appreciated that the correct design of a coil spring suspension requires that the installed spring never be allowed to extend to a length that would remove its compressive force. In full unimpeded extension, such a suspension would have loose springs which would create a rattle and there would be a danger of the spring sliding out of its mounting location. Such a result is precluded by the rebound stop assembly 108 which preferably consists of a very hard yet compressible plastic donut-like or puck-like member 109 mounted to the underside of the control arm 52 by a support plate 110. A stop plate is shown at 111, the stop plate being aligned with the arc of movement of the rebound member 109. In this case, the stop plate is shown welded or otherwise attached to the associated control arm assembly. By properly arranging and positioning the recoil stop member 109 and the stop plate 111, the elongation of the coil spring 99 can be controlled during recoil to prevent the coil spring from extending to a length at which its compressive force would be neutral or negative.

Wie es allgemein bekannt ist, sind Aufhängungen mit Schraubenfedern derart konstruiert, daß sie eine Federvorspannung einschließen, was bedingt, daß die freie Länge der Feder größer ist als der Raum, der sie im zusammengebauten Zustand aufnimmt. Üblicherweise wird für den Zusammenbau ein Gerät zum Zusammendrücken der Feder benötigt. Das Zusammendrücken der Federn für eine Schwerlastaufhängung, wie sie hier beschrieben ist, ist jedoch eine schwierige und gefährliche Prozedur.As is well known, coil spring suspensions are designed to incorporate a spring preload, which requires that the free length of the spring be greater than the space it occupies when assembled. Assembly usually requires a device to compress the spring. However, compressing the springs for a heavy-duty suspension as described here is a difficult and dangerous procedure.

Bei dem vorliegenden System wird diese Schwierigkeit und Gefahr vermieden, indem einfach der Rückschlagbegrenzer 109 ausgebaut wird. Danach kann die frei entspannte Schraubenfeder in die Aufhängung eingebaut werden, und ein Wagenheber oder sogar das Gewicht des verwendeten Fahrzeugs genutzt werden, um die Schraubenfeder genug zusammenzudrücken, um den Rückschlagbegrenzer 109 einzubauen.In the present system, this difficulty and danger is avoided by simply removing the recoil limiter 109. The freely relaxed coil spring can then be installed in the suspension and a jack or even the weight of the vehicle in use can be used to compress the coil spring enough to install the recoil limiter 109.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist ersichtlich, daß in der Radanordnung Trommelbremsen 114 dargestellt sind. Dies ist dahingehend von Bedeutung, da dies einen Hauptbeitrag zur geringen Breite der modularen unabhängigen Aufhängungsanordnung leistet. Bei gegebener Breite des Differentialgehäuses, der Länge der Steuerarme, die erforderlich ist für lange Radhübe, und die Breite einer Radfelge und Nabe muß die Bremsanordnung eine Struktur sein, welche die Breite der Aufhängung mit anderen Bauteilen "teilt" im Gegensatz zu einem zusätzlichen Beitrag zur Gesamtbreite der Aufhängung. Trommelbremsen leisten dies, indem sie die Breite mit der Nabenanordnung teilen, um diese herumpassen, ohne diese Breite zu vergrößern. Ferner ist die Trommelbremse bevorzugt um ein Planetengetriebe herum innerhalb des Rades angeordnet.Referring to Figure 3, it can be seen that drum brakes 114 are shown in the wheel assembly. This is significant because it is a major contributor to the narrow width of the modular independent suspension assembly. Given the width of the differential housing, the length of the control arms required for long wheel travel, and the width of a wheel rim and hub, the brake assembly must be a structure that "shares" the width of the suspension with other components as opposed to adding to the overall width of the suspension. Drum brakes accomplish this by sharing the width with the hub assembly, fitting around it without increasing that width. Furthermore, the drum brake is preferably located around a planetary gear set within the wheel.

Viele Vorteile der beschriebenen modularen unabhängigen Aufhängung sind aus der oben stehenden Beschreibung unmittelbar offensichtlich. Einige dieser Vorteile sind besonders bemerkenswert, wie folgt:Many advantages of the modular independent suspension described are immediately obvious from the above description. Some of these advantages are particularly notable, as follows:

Falls die Aufhängung bei einer Konfiguration der Lenkachse verwendet wird, ist der Lenkarm der Spurstange mit dem Lenkgetriebe über eine Zugstange verbunden, mittels derer die Spurstange zum Steuern des Fahrzeugs um ihre Kugelgelenke gedreht werden kann.If the suspension is used in a steering axle configuration, the steering arm of the tie rod is connected to the steering gear via a tie rod, which allows the tie rod to rotate about its ball joints to steer the vehicle.

Falls die Aufhängung in einer nicht lenkbaren Achskonfiguration verwendet wird, dient die Zugstange dazu, die Spurstange der Steuerung mit dem Chassis zu verbinden, so daß die Spurstange in einer allgemeinen Geradeausrichtung gehalten wird. Die Geometrie der Befestigungspunkte der Zugstange ist sowohl bei lenkbaren als auch nicht lenkbaren Achsen derart, daß die Aufhängungsbewegung keine unerwünschten Lenkeffekte hervorruft.If the suspension is used in a non-steering axle configuration, the drawbar serves to connect the steering tie rod to the chassis so that the tie rod is maintained in a general straight-ahead orientation. The geometry of the drawbar attachment points on both steerable and non-steering axles is such that the suspension movement does not cause undesirable steering effects.

Verschiedene Last tragende Fähigkeiten, Lauf, Höhe und Auslenkungsgrade können durch Einbau von Schraubenfedern entsprechender Länge und Steifigkeit und durch entsprechende Positionierung des Befestigungspunktes der Schraubenfederanordnung an dem Chassis berücksichtigt werden. Falls gewünscht, kann ein Stoßdämpfer 115 mit den notwendigen Abmessungen und den gewünschten Dämpfungscharakteristiken vorgesehen werden. In diesem Falle ist das Oberende des Stoßdämpfers 115 schwenkbar mit der dreieckigen Strebe 112 durch einen Gelenkstift 113 verbunden (siehe Fig. 5) und sein Unterende ist schwenkbar mit dem breiten Plattenbereich 59 auf dem unteren Steuerarm verbunden.Different load carrying capabilities, travel, height and degrees of deflection can be accommodated by installing coil springs of appropriate length and stiffness and by appropriately positioning the attachment point of the coil spring assembly to the chassis. If desired, a shock absorber 115 having the necessary dimensions and the desired damping characteristics can be provided. In this case, the upper end of the shock absorber 115 is pivotally connected to the triangular strut 112 by a pivot pin 113 (see Fig. 5) and its lower end is pivotally connected to the wide plate portion 59 on the lower control arm.

Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 5 und unter der Annahme, daß die Aufhängung in einer Konfiguration einer angetriebenen Achse verwendet wird, verbindet die Halbwelle 115 den Ausgang 116 des Differentials mit dem Eingang 117 der Achswelle in dem Träger am Radende. Die Halbwelle ist mit dem Ausgang 116 des Differentials über ein Universalgelenk 118 vom Kardantyp verbunden. Die Halbwelle 115 ist dann mit der Achswelle in dem Träger am Radende durch ein doppeltes Kardangelenk 119 verbunden. Im Falle einer Konfiguration der Nichtlenkbarkeit kann das doppelte Kardangelenk durch ein einfaches Kardangelenk ersetzt werden.Referring to Figures 2 and 5, and assuming that the suspension is used in a driven axle configuration, the half shaft 115 connects the output 116 of the differential to the input 117 of the axle shaft in the wheel end carrier. The half shaft is connected to the output 116 of the differential via a universal joint 118 of the cardan type. The half shaft 115 is then connected to the axle shaft in the wheel end carrier by a double cardan joint 119. In the case of a non-steerable configuration, the double cardan joint can be replaced by a single cardan joint.

Als Konsequenz kann das Herausnehmen der Halbwelle 115 zur Wartung und/oder zum Ersetzen leicht durchgeführt werden, ohne die Aufhängung auseinanderzunehmen. Dies erfolgt, indem der die Welle haltende Bolzen im Radende und die vier Bolzen, welche das einfache Kardangelenk mit dem Ausgangsjoch des Differentials verbinden, entfernt werden. Die Welle wird dann herausgenommen, indem sie aus der Aufhängung mit dem Gleitjochende voraus herausgezogen wird.As a consequence, removal of the half shaft 115 for maintenance and/or replacement can be easily carried out without disassembling the suspension. This is done by removing the bolt holding the shaft in the wheel end and the four bolts connecting the single universal joint to the output yoke of the differential. The shaft is then removed by pulling it out of the suspension with the sliding yoke end first.

Ein Getriebe am Radende kann verwendet werden, um das durch die Halbwelle übertragene Drehmoment zu verringern, wenn ein direkter Antrieb nicht zweckdienlich ist.A gear box at the wheel end can be used to reduce the torque transmitted by the half shaft when a direct drive is not practical.

Aus gleichem Grunde ermöglicht die unabhängige modulare Aufhängung das Ersetzen des Differentials ohne Auseinandernehmen der Radenden oder der Gelenke der Aufhängung. Dies ist hauptsächlich ein Resultat der Verstrebung des Steuerarms, welche sowohl mit dem Chassis als auch mit dem Differentialgehäuse verbunden ist.For the same reason, the independent modular suspension allows the differential to be replaced without disassembling the wheel ends or the suspension joints. This is mainly a result of the control arm bracing being connected to both the chassis and the differential housing.

Zusammenfassend bildet das Konzept der hier beschriebenen modularen unabhängigen Aufhängung eine grundsätzliche Konstruktion, welche nahezu an jede Konfiguration von Fahrzeug anpaßbar ist. Ferner erlaubt sie einen hohen Grad der Verwendung gleicher Teile zwischen den Lenkachsen, nicht gelenkten Achsen und den angetriebenen und nicht angetriebenen Achsen eines jeweiligen Fahrzeugs und minmiert den zusätzlichen Aufwand, der erforderlich ist, zusätzliche Achsen in ein Grundkonzept eines Fahrzeugs einzufügen.In summary, the modular independent suspension concept described here provides a basic design that is adaptable to almost any vehicle configuration. It also allows a high degree of commonality between the steering axles, non-steering axles, and the driven and non-driven axles of a given vehicle and minimizes the additional effort required to add additional axles to a basic vehicle design.

Obwohl eine spezielle Ausführungsform und Abwandlungen davon hier dargestellt und beschrieben wurden, ist offensichtlich, daß Abwandlungen und Verbesserungen des hier beschriebenen Konzepts dem Fachmann möglich sind. Folglich ist beabsichtigt, daß der Schutzumfang der Erfindung nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche beschränkt ist.Although a specific embodiment and variations thereof have been shown and described, it is obvious that modifications and improvements to the concept described herein will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, it is intended that the scope of the invention be limited only by the scope of the appended claims.

Claims (8)

1. Modulare unabhängige Aufhängung für angetriebene und nicht angetriebene Achsen und gelenkte und nicht gelenkte Räder, welche direkt an dem Chassis eines Fahrzeugs, welches durch die Aufhängung getragen ist, montierbar ist, ohne daß zwischenliegende Unterrahmen verwendet werden, wobei die Radachslasten, die auf ein von der Aufhängung getragenes Rad einwirken, direkt von der Radanordnung auf das Fahrzeugchassis übertragen werden, wobei die modulare unabhängige Aufhängung folgende Bestandteile aufweist:1. Modular independent suspension for driven and non-driven axles and steered and non-steered wheels, which can be mounted directly on the chassis of a vehicle supported by the suspension without the use of intermediate subframes, whereby the wheel axle loads acting on a wheel supported by the suspension are transmitted directly from the wheel assembly to the vehicle chassis, the modular independent suspension comprising the following components: eine Spurstange (81), welche einen Teil der Radanordnung bildet, die ein Rad mit einem Reifen (22, 28) einschließt;a tie rod (81) forming part of the wheel assembly including a wheel with a tire (22, 28); einen unteren Steuerarm (56), welcher ein Innenende und ein Außenende aufweist, wobei der untere Steuerarm schwenkbar für eine Drehung um eine untere Schwenkachse (57) an seinem Innenende an ein Chassis angeschlossen ist und an seinem Außenende an einem ersten unteren Ort (80) an die Spurstange;a lower control arm (56) having an inner end and an outer end, the lower control arm being pivotally connected to a chassis at its inner end for rotation about a lower pivot axis (57) and to the tie rod at its outer end at a first lower location (80); ein oberer Steuerarm (51) mit einem Innenende und einem Außenende, wobei der obere Steuerarm schwenkbar und drehbar um eine obere Schwenkachse (54) an seinem Innenende an das Chassis und an seinem Außenende an einer zweiten oberen Stelle (82) an die Spurstange angeschlossen ist,an upper control arm (51) having an inner end and an outer end, the upper control arm being pivotably and rotatably connected about an upper pivot axis (54) at its inner end to the chassis and at its outer end at a second upper location (82) to the tie rod, die untere Schwenkachse (57) und die obere Schwenkachse (54) sind senkrecht in vertikaler Richtung zueinander ausgerichtet;the lower pivot axis (57) and the upper pivot axis (54) are aligned perpendicularly to each other in the vertical direction; Trägereinrichtungen (40, 44), die einstückig an dem Chassis geformt sind, welche erstens die obere Schwenkachse (54) für den oberen Steuerarm (51) und zweitens die untere Schwenkachse (57) für den unteren Steuerarm (56) definieren;Support means (40, 44) integrally molded to the chassis, which firstly define the upper pivot axis (54) for the upper control arm (51) and secondly define the lower pivot axis (57) for the lower control arm (56); eine Schraubenfeder (99) mit einer größer als normalen Länge mit einem Oberende und einem Unterende, wobei das Oberende der Schraubenfeder an dem Chassis verankert (94) ist und das Unterende der Schraubenfeder schwenkbar durch schwenkbare Verbindungsmittel (97, 98) mit dem unteren Steuerarm (56) an einem Ort auf dem unteren Steuerarm verbunden ist, welcher innerhalb der Schwenkverbindung des unteren Steuerarms (56) mit der Spurstange (81) liegt,a coil spring (99) of greater than normal length having an upper end and a lower end, the upper end of the coil spring being anchored (94) to the chassis and the lower end of the coil spring being pivotally connected by pivotable connecting means (97, 98) to the lower control arm (56) at a location on the lower control arm which is within the pivotal connection of the lower control arm (56) with the tie rod (81), das Oberende der Schraubenfeder (99) erstreckt sich nach oben um eine Entfernung, die nicht größer ist als etwa die Höhe des Reifens (22, 28) bei einer statischen Auslenkung unter normaler Nutzlast und die Schraubenfeder (99) ist aus einer Ebene versetzt, welche senkrecht zu dem Chassis liegt und durch die Schwenkverbindungen der oberen und unteren Steuerarme (51, 56) zu der Spurstange (51, 56) verläuft, um hierdurch einen Freiraum für eine Antriebswelle zu schaffen, die sich nach außen von dem Chassis durch die Spurstange und zu der Radanordnung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß:the upper end of the coil spring (99) extends upwardly a distance not greater than about the height of the tire (22, 28) at static deflection under normal payload and the coil spring (99) is offset from a plane which is perpendicular to the chassis and passes through the pivot connections of the upper and lower control arms (51, 56) to the tie rod (51, 56) to hereby provide clearance for a drive shaft extending outwardly from the chassis through the tie rod and to the wheel assembly, characterized in that: (a) die schwenkbaren Verbindungsmittel (97, 98) am Unterende der Schraubenfeder (99) eine Wiegeplatte (96), einen Schwenkstift (97) und einen Stutzen (98) enthalten, wobei ein oberer Teil der Wiegeplatte an der untersten Windung der Feder befestigt ist, ein unterer Teil der Wiegeplatte (96) schwenkbar an dem Schwenkstift (97) befestigt ist, wobei der Schwenkstift in dem Stutzen (98) aufgenommen ist und der Stutzen auf dem unteren Steuerarm (56) montiert ist,(a) the pivotable connecting means (97, 98) at the lower end of the coil spring (99) comprise a weighing plate (96), a pivot pin (97) and a support (98), an upper part of the weighing plate being attached to the lowermost turn of the spring, a lower part of the weighing plate (96) being pivotably attached to the pivot pin (97), the pivot pin being received in the support (98) and the support being mounted on the lower control arm (56), (b) daß ein Federführungsrohr oder -stange (100) in das Oberende der Feder (99) vorsteht, um das Ausbuckeln der Feder zu verringern und(b) that a spring guide tube or rod (100) projects into the upper end of the spring (99) to reduce buckling of the spring and (c) daß lediglich eine einzige Schraubenfeder (99) vorgesehen ist.(c) that only a single coil spring (99) is provided. 2. Modulare unabhängige Aufhängung nach Anspruch 1 mit weiteren folgenden Bestandteilen:2. Modular independent suspension according to claim 1 with the following further components: einen Stoßdämpfer (100) mit Trägereinrichtungen (112), um den Stoßdämpfer an seinem Oberende mit dem Chassis zu verbinden,a shock absorber (100) with support means (112) for connecting the shock absorber at its upper end to the chassis, der Stoßdämpfer ist mit seinem Unterende schwenkbar mit dem unteren Steuerarm (56) verbunden,the shock absorber is pivotally connected to the lower control arm (56) at its lower end, der Stoßdämpfer ist auf der Seite der oben genannten Ebene gegenüber der Seite angeordnet, auf welcher die Schraubenfeder (99) angeordnet ist.the shock absorber is arranged on the side of the above-mentioned plane opposite the side on which the coil spring (99) is arranged. 3. Modulare unabhängige Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiter einen federnden Rückschlagteil (109) einschließt, der an dem oberen Steuerarm (51) angebracht ist, um die Bewegung des Rades zu begrenzen, wenn die Feder (99) ausgefahren wird.3. A modular independent suspension according to claim 1 or 2, further including a resilient check member (109) attached to the upper control arm (51) for limiting the movement of the wheel when the spring (99) is extended. 4. Modulare unabhängige Aufhängung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner einen federnden Pufferteil (105) einschließt, der an dem Chassis angebracht ist, um die Bewegung des Rades zu begrenzen, wenn die Feder zusammengedrückt wird.4. A modular independent suspension according to any preceding claim, further including a resilient buffer member (105) attached to the chassis to limit the movement of the wheel when the spring is compressed. 5. Modulare unabhängige Aufhängung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen dem Innenende des oberen Steuerarms (51) und dem Chassis und die Schwenkverbindung zwischen dem Innenende des unteren Steuerarms (56) und dem Chassis je Schwenkstifteinrichtungen einschließt, die durch das Chassis getragen sind und Greifeinrichtungen, welche durch den oberen bzw. unteren Steuerarm (51, 56) getragen sind, wobei die Schwenkstifteinrichtungen in den Greifeinrichtungen aufgenommen sind.5. Modular independent suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the pivot connection between the inner end of the upper control arm (51) and the chassis and the pivot connection between the inner end of the lower control arm (56) and the chassis each include pivot pin means carried by the chassis and gripping means carried by the upper and lower control arms (51, 56), respectively, the pivot pin means being received in the gripping means. 6. Modulare unabhängige Aufhängung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des unteren Steuerarms (56) größer ist als die Länge des oberen Steuerarms (51).6. Modular independent suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the length of the lower control arm (56) is greater than the length of the upper control arm (51). 7. Modulare unabhängige Aufhängung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Steuerarm (56) gelenkig verschwenkbar ist, um eine große Bodenfreiheit zu gewährleisten.7. Modular independent suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the lower control arm (56) is pivotable in an articulated manner in order to ensure a large ground clearance. 8. Modulare unabhängige Aufhängung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis einen flexiblen Rahmen (13) enthält.8. Modular independent suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the chassis contains a flexible frame (13).