DE887742C

DE887742C - Radaufhaengung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE887742C
Application number: DEF7860A
Authority: DE
Inventors: Frederick William Dixon
Original assignee: Harry Ferguson Research Ltd
Current assignee: Harry Ferguson Research Ltd
Priority date: 1951-12-12
Filing date: 1951-12-12
Publication date: 1953-08-27
Also published as: FR1054313A

Description

Die Erfindung betrifft die Radaufhängung für ein. Kraftfahrzeug, bei dem ein Paar gelenkter Räder an innen allseitig gelenkig am Fahrgestell angeschlossenen Halbachsen sitzt, die durch gegensinniges Schwenken von einer Lenkvorrichtung gesteuert werden können. Erfindungsgemäß sollen die Halbachsen durch besondere Vorrichtungen beim Aufundabschwingen verkürzt und verlängert werden, um ein Radieren durch Spuränderung zu vermindern und um das Rollzentrum tief zu legen. Diese Vorrichtung kann aus einer unterhalb jeder Halbachse angebrachten Strebe bestehen, die an die Halbachse mit einachsigem oder allseitigem Gelenk angeschlossen und an das Fahrgestell allseitig beweglich angelenkt ist.

Gemäß der Erfindung besteht die Radaufhängung für ein Fahrzeug der soeben beschriebenen Art aus einer von der Halbachse nach oben gehenden federnd zusammendrückbaren Strebe, deren Anlenkungspunkt am Fahrgestell genau oder nahezu in der senkrechten Achse liegt, um die beim Lenken die Halbachse geschwenkt wird.

Weiter kann gemäß der Erfindung die als Aufhängung dienende federnde Strebe an ihrem oberen Ende allseitig beweglich in oder nahe der senkrechten Geraden angelenkt sein, die durch das allseitige Gelenk zwischen unterer Strebe und Fahrgestell geht, und schräg liegend unten mit einem Zapfengelenk die Halbachse halten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι zeigt im Schaubild ein Fahrgestell mit erfindungsgemäßer Radaufhängung, wobei der Aufbau der Deutlichkeit halber weggelassen ist;

Fig. 2 ist ein Grundriß des Fahrgestells;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt;

Fig. 4 ist eine entsprechende Vorderansicht;

Fig. 5 ist eine entsprechende Rückansicht;

Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt etwa längs

einer Ebene durch die Linie io-io der Fig. 7 und zeigt die Aufhängung der Vorderräder;

Fig. 7 zeigt schematisch die Bewegung einer gewöhnlichen Schwingachse;

Fig. 8 zeigt im Gegensatz zu Fig. 7 schematisch die Bewegung einer erfindungsgemäß aufgehängten Schwingachse.

Nach Fig. 1 bis 4 besteht das Fahrgestell aus einem röhrenförmigen Gehäuse 1 von verhältnismäßig geringem Durchmesser, an dem sämtliche Räder 2 mit Halbachsen 3 angebracht sind. Hinten am Gehäuse 1 sitzt ein Getriebekasten 4, an den der Motor 5 nach hinten über die Hinterachse ausladend angebaut ist. Vorn am Gehäuse 1 sitzt das vordere Differentialgehäuse 6. Da' es sich um. einen Vierradantrieb handalt, haben sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder je ein Differentialgetriebe 6. 7 ist der Fahrersitz und 8 das Lenkrad.

Nach Fig. 6 hat jede Schwingachse 3 eine innere umlaufende Welle und ein äußeres Achsgehäuse. Das Rad 2 wird durch die innere Welle angetrieben und läuft auf einem Lager über dem Außenende des Achsgehäuses, das die Biegungsmomente aufnimmt. Die innere Welle besteht aus einer Hohlwelle 81, die über eine gleitende Nutverbindung 82 an die angetriebene Welle 55 des Differentialgetriebes ' angeschlossen ist. Am äußeren Ende trägt die Welle 81 eine Nabe 83 mit der von einem Ring 85 gehaltenen Innenfelge 84. Die Nabe 83 läuft auf dem Kugellager 83^A des äußeren Achsgehäuses 86. Dieses Gehäuse gleitet teleskopartig in einem inneren Gehäuseteil 56 und wird von diesem durch eine schwache Schraubenfeder 87 abgedrückt. Diese Nabenanordnung ergibt eine fast frei fliegende Achse und ist im wesentlichen gebräuchlich, mit der Ausnahme, daß hier wegen des Fehlens einer Bremstrommel die Lage des Lagers frei gewählt werden kann. So· z. B. liegt das Lager 83^ in der Belastungsebene, was höchst erwünscht ist.

Zu beiden Seiten seines Unterteiles 59 trägt das

Differentialgehäuse an je einer Stütze 88 eine Lagerhülse 89, in der sich ein hohler, mit einem Absatz versehener Zapfen 90 um eine senkrechte Achse drehen kann. Der Zapfen 90 ist durch einen Sprengring 91 gehalten und läuft auf Rollen 92. Fest am unteren Ende des Zapfens sitzt ein Arm 93, der in einem zylindrischen Teil 94 in einer Gummilagerbuchse 95 einen Gelenkbolzen 96 zum Anlenken zweier Streben 97 trägt.. Diese Streben können sich um die Bolzenachse drehen und außerdem auch durch den Bolzen 96 die Gummibuchse etwas zusammendrücken. Sie gehen an'beiden Seiten der Achse vorbei und tragen oben eine ähnliche Gummibuchse 95 mit einem Bolzen 96, durch den sie an eine zwischen zwei Platten 99 befestigte Hülse 98 angelenkt sind. Diese Plätten 99 stehen auf dem Achsgehäuse 86 und sind mit oberen Ausbiegungen 100 an den Flansch einer Kappe ιοί angeschweißt. Die unteren Enden der Streben: können sich um die Zapfen 90 drehen und dadurch die Bewegung der Schwingachse in einer-'später zu beschreibenden Weise beeinflussen. .■..■.

Die federnde Aufhängung- für die Schwingachse hat die Gestalt eines hydraulischen oder pneumatischen Teleskopdämpfers 102 bekannter Bauart, den eine Schraubenfeder 103 umgibt, die sich gegen die oben und unten am Dämpfer angebrachten Kappen 104 und 101 stützt. Die obere Kappe setzt sich in einer kegelförmigen Haube 105 fort, in der ein Lager io6 die Kugel 107 umschließt. Diese Kugel sitzt an einem aufrechten Ständer 108 auf dem Differentialgehäuse, der mit dem anderen Ständer 108 durch eine Versteifung 109 verbunden ist (Fig. 6). Die Haube 105 umschließt die Kugel so, daß das obere Ende der Aufhängungsstrebe sich am Fahrgestell allseitig beweglich um einen Punkt dehen kann, der in der senkrechten Verlängerung der Drehachse des Zapfens 90 liegt. Die untere Befestigung des· Dämpfers an der Kappe 101 besteht aus zwei diese Kappe umgebenden Gummischeiben 102^ durch die eine von der Mutter 103^s gehaltene Schraube IO3^D gesteckt ist.

Die oben beschriebene Radaufhängung gehört zu den Vorderrädern. Die Hinterräder können ebenso· aufgehängt sein oder mit dem Unterschied, daß das Zapfenlager 90 fehlt.

Zum Lenken werden die vorderen Halbachsen in entgegengesetzten Richtungen nach vorn und hinten um ihre Wellengelenke geschwenkt. Die Lenkung (Fig. 2) besteht aus Lenkstangen 110, die vorn mit einachsigen oder allseitigen Gelenken an Fortsätze 111 der äußeren Achsgehäuse 86 angeschlossen sind und hinten in ähnlicher Weise an einem Schwinghebel 112 hängen, der in seiner Mitte unter dem Fahrgestell 1 gelagert ist und durch Vor- und Zurückschieben einer angelenkten Steueirstange 113 in irgendeiner bekannten Weise vom Lenkrad 8 bewegt wird. Bevor auf die Bewegungsverhältnisse der oben beschriebenen Aufhän- gung eingegangen wird, soll erst an Hand der Fig. 7, die schematisch eine bisher gebräuchliche Aufhängung darstellt, die Bewegung einer Schwingachse ohne Rücksicht auf vorwärts und rückwärts gerichtete Lenkbewegungen erörtert werden. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Anordnung hat die Anordnung nach Fig. 7 eine nicht teleskopisch zusammenschiebbare Achse 116, so daß das Rad im Kreisbogen um seinen Gelenkpunkt 117 schwingt, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet. Bei der Federungsbewegung der Radaufhängung beschreibt also der Bodenberührungspunkt GC den Bogen A-B. Dabei ändert sich die Spurweite erheblich und ergibt eine Abnutzung durch Radieren. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnungen ist die hohe Lage des Rollzentrums RC, nämdich in der Mitte zwischen und erheblich über den Gelenkpunkten 117. Unter Rollzentrum versteht man die Längsachse, um die sich die gefederte Masse gegenüber der ungefederten Masse seitlich dreht. Eine hohe La.ge des Rollzentrums ist nachteilig, weil bei gegebener Hebung des Rades, z. B. an einem Straßenhöcker, die Bewegung der gefederten Masse eine unzulässig große seitliche Komponente hat, die die Insassen belästigt. Andererseits aber ist die hohe Lage des

Rollzentrums vorteilhaft beim Fahren in der Kurve. Nämlich wenn das Rollzentrum z. B. in der Fahrbahn liegt, wie bei Parallelogrammaufhängung der Vorderachsen, bei der die Räder parallel geführt sind, neigt sich der Wagen durch die Zentrifugalkraft in der Kurve weit seitlich, wogegen die obenerwähnte Seitenbewegung beim Überfahren eines Höckers nur klein ist. Die starke Seitenneigung in der Kurve kommt von dem großen senkrechten Abstand des Schwerpunktes der gefederten Masse vom Rollzentrum.

Wie Fig. 8 zeigt, ändert die Strebe 97 die Kreisbahn dadurch ab, daß sie den Außenteil 86 der Achse nach innen oder nach außen schiebt, je nachdem die Achse aufwärts oder abwärts schwingt. Infolgedessen bewegt sich der Berührungspunkt GC auf der geänderten krummen Bahn C-D, die sich der Senkrechten besser annähert als die Bahn A-B. Daher radieren die Reifen viel weniger. Außerdem verlagert die Wirkung der Strebe das Rollzentrum RC, das nunmehr über der Fahrbahn sehr nahe unter dem Differentialgehäuse liegt, so daß sich eine Mittellage zwischen der beschriebenen hohen und tiefen Lage des Rollzentrums ergibt. Diese mittlere Lösung verbessert die Aufhängung erheblich, indem sie die beiden genannten Extreme vermeidet.

Das Momentanzentrum für jede Schwingachse liegt bei E (Fig. 8) und schreibt eine gekrümmte Bahn, während das tatsächlich resultierende Rollzentrum zwischen und etwas über den Momentanzentren liegt und gleichfalls seine Lage ändert. Die Lage des Punktes E und des resultierenden Rollzentrums hängt von der Neigung der Strebe 97 ab. Daher kann die erfindungsgemäße Anordnung so bemessen werden, daß sich bei vernünftiger Bodenfreiheit die günstigste Lage des Rollzentrums ergibt, ohne daß die Strebe unzulässig lang wird. Dadurch, daß das Gelenk 99 über die strichpunktierte Achsmitte gelegt wird und nicht etwa gar unter diese, kommt auch das Gelenk 96 höher zu liegen und ergibt größere Bodenfreiheit bei gleicher Radführung. Wenn das Gelenk 99 statt dessen in der strichpunktierten Lage angeordnet wäre, läge auch das Gelenk 96 tiefer und beeinträchtigte die Bodenfreiheit.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Hinterräder nicht gelenkt, aber im übrigen ebenso aufgehängt wie die Vorderräder. An Stelle der Lenkstangen 110 treten bier Verbindungsstangen 118¹, die mit waagerechten Zapfen 119 an den Stützen 120 hängen und mit senkrechten Zapfen 121 am äußeren Achsgehäuse 86 angelenkt sind. Die Hinterachsen schwingen daher nur auf und ab in einer Bahn, die durch die Verbindungsstangen 118 nur wenig beeinflußt wird.

Bei der beschriebenen Aufhängung dreht sich das Dreieck, dessen Seiten die Federstrebe 101, 103 und die untere Strebe-97 sind, in der waagerechten Lenkungsbewegung um seine dritte Seite, nämlich die senkrechte Verbindungslinie zwischen dem Kugelgelenk 107 der gefederten oberen Strebe und dem Zapfengelenk 90 der unteren Strebe am Fahrgestell. Daher ändert sich die Zusammendrückung der Feder bei dieser Lenkbewegung nicht. Da der Gelenkpunkt 54 der Schwingachse etwas außerhalb der Verbindungslinie zwischen den Gelenken 107 und 90 liegt, sind die Gummibuchseri 95 nötig, um den Streben 97 eine kleine Bewegungsfreiheit gegen die Schwingachse zu geben.

Indem die oben beschriebene Federaufhängung von der Lenkbewegung unbeeinflußt bleibt, verbindet sie sich vorteilhaft mit einer Schwingachslenkung. Da die Aufhängung als mehrgliedrige Strebe gestaltet ist, ergibt sie in Verbindung mit der unteren Strebe und der Achse eine Schwingbewegung des frei aufgehängten Rades, deren Vorteile oben beschrieben wurden. Weil die Art der Aufhängung das ungefederte Gewicht herabsetzt und dadurch zur gleichmäßigen Adhäsion aller Räder beiträgt, verbessert sie die Vierradbremsung mit einer einzigen Bremse.

Claims

Patentansprüche: 8s

1. Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem Paar gelenkter Räder auf innen am Fahrgestell angelenkten Halbachsen, die gegen die Kraft einer Aufhängefeder auf und ab schwingen können, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermindern der radierenden Bewegung die angetriebene Radachse durch eine besondere Vorrichtung gleitend verkürzt und verlängert wird, je nachdem sie aufwärts oder abwärts schwingt.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Stück der Achse in einem inneren am Fahrgestell hängenden Stück derselben gleitend angeordnet ist und von einer schrägen, unten innen am Fahrgestell und oben außen am äußeren Achsstück angelenkten Strebe (97) nach innen und außen verschoben wird, je nachdem es aufwärts oder abwärts schwingt.

3. Radaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk zwischen der Strebe (97) und dem äußeren Achsstück oberhalb der Mittellinie dieses Stückes angeordnet ist.

4. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwingachse eine Treibwelle hat, die aus einem inneren Stück (55) und einem darin gleitenden äußeren Stück (81) besteht und in einem Gehäuse läuft, dessen äußeres Stück (86) gleichfalls in einem inneren Stück (56) gleiten kann und an seinem Außenende durch eine angelenkte schräg abwärts zu einem Gelenk am Fahrgestell führende Strebe (97) so geführt ist, daß das äußere Wellenstück (81) samt dem Rade (2) nach innen und außen verschoben wird, je nachdem die Schwingachse aufwärts oder abwärts schwingt.

5. Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkbolzen, der die Strebe (97) mit dem äußeren Gehäusestück (86) verbindet, in einem oberen Fortsatz dieses Gehäusestückes gelagert ist.

6. Radaufhängung nach einem der Ansprüchen bis 5, bei der die Schwingachse von einer allseitig gelenkig angeschlossenen Lenkvorrichtung gegensinnig zur gegenüberliegenden Schwingachse vorwärts und rückwärts geschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufhängen eine federnd zusammendrückbare, schräg nach oben zum Fahrgestell verlaufende Strebe (102, 103) dient, deren oberes allseitig bewegliches Gelenk (1017) am Fahrgestell auf einer genau oder nahezu durch den Gelenkpunkt (54) der Schwingachse gehenden Verbindungslinie zum Gelenk (90) der unteren Führungsstrebe (97) liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

1 5361 8.53