NL1018872C2

NL1018872C2 - Verbeterde schokbreker met geleidingssysteem voor bijvoorbeeld formule racewagens e.d.

Info

Publication number: NL1018872C2
Application number: NL1018872A
Authority: NL
Inventors: Marinus Jacobus Huisman
Original assignee: Marinus Jacobus Huisman
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2003-03-05
Also published as: WO2003020541A1; US20040026196A1; EP1423286A1; US6968931B2

Description

I f -1 - VERBETERDE SCHOKBREKER HET GELEIDINGSSYSTEEM VOOR BIJVOORBEELD FORMULE RACEWAGENS e.d.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 inrichting voor het afveren van de wielophanging van in het bijzonder wagens of auto's voor de race- of formule sport, waarbij het wielcontact met het wegdek zeer optimaal dient te zijn, waarbij gebruik gemaakt wordt van een veer en dempersysteem dat over het algemeen is uitgevoerd volgens 10 het MacPierson principe, waarbij in een oliegevulde buis een doorboorde of voor olie passeerbare zuiger is geplaatst, welke middels een massieve zuigerstang van circa 18 mm diameter tezamen met de aangebrachte spiraalveer de carrosserie (niet weergegeven) ondersteunt.

15 In de wereld van de racesport en in het bijzonder bij de formule- en racewagens wordt het veer- en dempingsysteem aangebracht volgens het systeem of principe van MacPierson en wel veelal op de voorwiel ophanging. Dit systeem wordt ook veelvuldig toegepast op de voorwielen van 20 personenauto's. De voortdurende verbetering van het rij-comfort van personenauto's leidde tot de toepassing van veerelementen met een geringe eigendemping. Na een stoot slingeren de veren nog lang na. Hierdoor kan het wiel op en neer gaan springen, waardoor het contact met de weg 25 periodiek onderbroken wordt. De schokbrekers dienen ervoor deze bewegingen of trillingen zo snel mogelijk te dempen. Een betere naam zou dan ook trillingsdemper zijn. De schokbreker wordt gemonteerd tussen de wielophanging en de bovenbouw ofwel de carrosserie. Tegenwoordig worden nog 30 bijna uitsluitend hydraulische schokdempers toegepast. Dit zijn bijna altijd telescopische schokbrekers met een olie gevulde buis, waarin een zuiger met kleine doorboring op en neer beweegbaar is en zodoende de zuigerstang, welke de 1018872· -2 - carrosserie ondersteunt, beweegt. Genoemde zuigerstang is massief en heeft een cirkelvormige doorsnede met een diameter van circa 18 mm, hetgeen voor optredende horizontale belasting (F) voor personenauto's ruim 5 voldoende is. De bovenzijde van genoemde zuigerstang is met een oog bevestigd aan de carrosserie en de onderzijde van de met olie gevulde aan beide uiteinden afgesloten buis is, waarin genoemde doorboorde zuiger met zuigerstang op en neer beweegt, voorzien van fusee middelen voor de 10 bevestiging aan de wielophanging. Voorts is volgens het MacPierson principe de schokbreker voorzien van een spiraalveer, zodat in een keer een veer en dempersysteem ontstaat. Dit systeem is economisch te vervaardigen en werkt goed bij personenauto's met de daarop werkende 15 bochtkrachten dwars op de rijrichting van het voertuig.

Bij de racesport met formulewagens is gebleken, dat bij het nemen van bochten op een asfalt- en een gravel wegdek of beschadigingen van een wegdek, grote krachten (F) dwars op de band optreden. Hierdoor moet de schokbreker met 20 spiraalveer een groot buigend moment loodrecht op zijn lengteas overbrengen, welk koppel ook door de massieve zuigerstang met een diameter van circa 18 mm moet worden opgenomen. Het gevolg is een vrij grote vervorming van de lengteas van de zuigerstang, waardoor deze op een enkel 25 punt van de buis en de zuiger contact maakt. Door genoemde vervorming wordt de schuifweerstand of frictie van zuigerstang en zuiger groot, waardoor de schokdemper blokkerende eigenschappen gaat vertonen, waardoor de remweg toeneemt en het wiel gaat springen.

30 Aan het bekende veer en dempersysteem kleven voor de racesport, zoals hiervoor is beschreven een aantal bezwaren om goed toepasbaar te kunnen zijn in formulesportwagens.

T018872· -3 -

De doelstelling van de onderhavige uitvinding betreft een zodanig veer en dempersysteem te verschaffen, waaraan vorenbeschreven nadelen niet kleven en waarvan de werking beter is en welk dempersysteem op een economisch geschikte 5 wijze is te vervaardigen. Dit laatste dient gezien te worden in het licht van de technische levensduur, welk aanzienlijk langer is dan de bekende veer en dempersystemen volgens het principe van MacPierson en dan speciaal voor formulewagens.

10 Hiertoe is een inrichting in casu een dempersysteem, op zeer inventieve wijze zodanig verder ontwikkeld, dat de zuigerstang onbelast voor horizontale belastingen in een bovenste of eerste zeer buigvaste buis is geplaatst, waarbij genoemde bovenste- of eerste buis een 15 inwendige/uitwendige diameter heeft van circa 50/55 mm, waarbij genoemde zuigerstang met zuiger in een richting van beneden naar boven werkt en waarbij het geheel in— en uitschuifbaar is in een uitwendige tweede— of onderste buis met een inwendige/uitwendige diameter van circa 60/70 mm, 20 waarbij voor het verminderen van de wrijving of frictie een tweetal op afstand L van elkaar in cirkelvorm aangebrachte lagers is gemonteerd en zodoende het eerste- en tweede lager vormend, waarbij het tweede lager vastgezet is op een hulp buisstomp en axiaal roteerbaar is middels een 25 schuifpassing om de bovenste- of eerste buis, waarbij het materiaal van de inrichting een constructiemateriaal is met een hoge elasticiteitsmodulus.

Het voordeel is een nauwelijks vervormbare schokbreker welke de noodzakelijke bewegingen/verplaatsingen zonder 30 noemenswaardige vervormingen en fricties uitvoert.

Voorts is de inrichting overeenkomstig de uitvinding zodanig verder ontwikkeld, dat genoemde lagers rollagers zijn, waarbij het loopvlak van de rollen aangepast is 101887S· -4- respectievelij k aan de uitwendige straal van genoemde bovenste- of eerste buis en de inwendige straal van genoemde onderste- of tweede buis met inwendige diameter van circa 60 mm.

5 Het voordeel hiervan is dat de weerstand tegen verschuiven en verdraaien nagenoeg nihil is en de schokbreker steeds optimaal z'n werk doet.

De uitvinding is hieronder nader toegelicht aan de hand van een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm, weergegeven 10 in de tekening.

Hierbij toont:

Fig. 1 Een schematische lengtedoorsnede van het verbeterde schokbreker met geleidingssysteem voor formule racewagens overeenkomstig een voorkeursuit-15 voeringsvorm van de uitvinding;

Fig. 2 Schematisch een doorsnede over het bovenste rollager volgens de lijn II-II in figuur 1;

Fig. 3 Schematisch een doorsnede voor het onderste rollager volgens de lijn III-III van figuur 1; 20 Fig. 4 Doorsnede over de lijn IV in figuur 1;

Fig. 5 Doorsnede over de lijn V in figuur 1; en Fig. 6 Een schematische lengtedoorsnede van een gebruikelijk bekende schokbreker.

In figuur 1 is een schematische lengtedoorsnede van de 25 verbeterde schokbreker 3 met geleidingssysteem 1, 2 overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven. Het veer en dempersysteem 4 omvat de zojuist genoemde schokbreker 3 en een er omheen gemonteerde spiraalveer 5. Het is als het ware een sterk 30 verbeterd MacPierson veer en dempersysteem 6, dat in figuur 6 is weergegeven.

Verder voor figuur 6 de volgende uiteenzetting. De console 7 is middels fusee pennen door de boringen 8 en 9 1018872· -5- momentvast aan de wielophanging (niet weergegeven) vastgezet. Het veer en dempersysteem 6 is aldus, door middel van de console in verticale zin ingeklemd, zodat een horizontale kracht F bij het nemen van een scherpe bocht 5 aanzienlijk is en uit metingen blijkt tot 12 kN kan oplopen. Hierdoor gaat de zuigerstang 10 met een massieve diameter van circa 18 mm in horizontale richting doorbuigen (zie stippellijn), waardoor de zuiger 11 en de schuifverbinding 12 gaan klemmen en zodoende gaan klauwen 10 of vastlopen in de cilinderwand 13. Dit geschiedt vooral bij het op- en neer bewegen van de spiraalveer 14. Kortom een zeer snelle slijtage van het bekende veer en dempersysteem 6, waardoor steeds nieuwe systemen van het bekende type op de formulewagen gemonteerd dienen te 15 worden.

In figuur 1 is evenwel het verbeterde veer en dempersysteem 4 overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven.

Het genoemde systeem bestaat globaal uit een tweetal in 20 elkaar schuivende buizen, te weten de bovenste of eerste buis 15 en de onderste of tweede buis 16. In de eerste of bovenste buis 15 bevindt zich de zuiger 17 met de daarbij behorende zuigerstang 18. Ook hier is de onderste of tweede buis 16 met behulp van een console 19 met behulp van 25 fuseepennen door de boringen 20 en 21 momentvast vastgezet aan de wielophanging (niet weergegeven). Het veer en dempersysteem overeenkomstig de uitvinding is dus ingeklemd en bij het nemen van bochten door de formulewagen ontstaat wederom de genoemde horizontale kracht F, maar nu zal de 30 horizontale vervorming nagenoeg nihil zijn vanwege het veel grotere traagheidsmoment of kwadratisch oppervlakte moment van de bovenste- en onderste buizen 15, 16 met respectievelijk uitwendige diameters van 55 mm en 70 mm.

1018872· -6-

Voorts is de zeer sterk verbeterde verticale geleiding tot stand gebracht met zogenaamde rollagers 22 en 23, waardoor het verticaal verschuiven van de buizen 15 en 16 door het veranderen van de lengte van de spiraalveer 5 5 nagenoeg zonder wrijving of frictie plaats heeft.

Voorts is genoemde onderste rollager 23 gemonteerd in een buisstomp 26, welke met een schuifpassing verbonden is met de bovenste- of eerste buis 15, waardoor ook verdraaien van het rollager 23 om de lengteas van de schokbreker bij 10 willekeurige stuurbewegingen mogelijk is.

De afstand L tussen de rollagers 22 en 23 varieert en waarden zijn opgenomen in conclusie 2.

In de figuren 2 en 4 is het bovenste rollager 22 weergegeven, waarbij het loopvlak van de rollen 24 15 aangepast is aan de ronding van de bovenste- of eerste buis 15.

In de figuren 3 en 5 is het onderste rollager 23 weergegeven, waarbij het loopvlak van de rollen 25 aangepast is aan de ronding van de onderste- of tweede buis 20 16.

Tenslotte dient nadrukkelijk vermeld te worden, dat hiervoor een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm is beschreven en dat verdere modificaties mogelijk zijn zonder dat de beschermingsomvang van dit octrooischrift wordt 25 verlaten.

T018872·

Claims

1. Inrichting voor het afveren van de wielophanging van in het bijzonder wagens of autos voor de race- of formule 5 sport, waarbij het wielcontact met het wegdek zeer optimaal dient te zijn, waarbij gebruik gemaakt wordt van een veer en dempersysteem (6) dat over het algemeen is uitgevoerd volgens het MacPierson principe, waarbij in een oliegevulde buis een doorboorde of voor olie passeerbare zuiger is 10 geplaatst, welke middels een massieve zuigerstang (10) van circa 18 mm diameter tezamen met de aangebrachte spiraalveer (14) de carrosserie (niet weergegeven) ondersteunt, met het kenmerk, dat de zuigerstang (18) onbelast voor horizontale belastingen in een bovenste of 15 eerste zeer buigvaste buis (15) is geplaatst, waarbij genoemde bovenste- of eerste buis (15) een inwendige/uitwendige diameter heeft van circa 50/55 mm, waarbij genoemde zuigerstang (18) met zuiger (17) in een richting van beneden naar boven werkt en waarbij het geheel 20 in- en uitschuifbaar is in een uitwendige tweede- of onderste buis (16) met een inwendige-/uitwendige diameter van circa 60/70 mm, waarbij voor het verminderen van de wrijving of frictie een tweetal op afstand L van elkaar in cirkelvorm aangebrachte lagers (22, 23) is gemonteerd en 25 zodoende het eerste- en tweede lager vormend, waarbij het tweede lager vastgezet is op een hulp buisstomp (26) en axiaal roteerbaar is middels een schuifpassing om de bovenste- of eerste buis (15), waarbij het materiaal van de inrichting een constructiemateriaal is met een hoge 30 elasticiteitsmodulus.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afstand L bij voorkeur is gelegen tussen de circa 50 mm en maximaal circa 150 mm (overlap genoemd). 1018872« -8 -

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde lagers (22, 23) rollagers zijn, waarbij het loopvlak van de rollen (24, 25) aangepast zijn respectievelijk aan de uitwendige straal van genoemde 5 bovenste- of eerste buis (15) en de inwendige straal van genoemde onderste- of tweede buis (16) met inwendige diameter van circa 60 mm.

4. Inrichting volgens voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat genoemd constructiemateriaal staal is met een 10 opgebrachte laag hardchroom.

5. inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de elasticiteitsmodulus van genoemd constructiestaal circa 2, lxlO5 N per mm2 is.

6. inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 het buitenoppervlak van de inrichting voorzien professionele merktekens en kleuren. 20 25 1018872«