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Fahrgestell für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft ein Fahrgestell für Kraftfahrzeuge, bei welchem eine Anzahl von zum Teil an sich bekannten Einzelheiten auf Grund ihres eigenartigen Zusammenwirkens eine Fahrsicherheit schaffen, welche derjenigen von bisher bekannten Fahrgestellen erheblich überlegen ist.
Nach der Erfindung besteht das Fahrgestell aus parallel geführten Vorderrädern und einer rück- wärtigen, mittels ungeführten Schraubenfedern abgestützten starren Achse an einem gemeinschaftlichen Rahmen, wobei die Achse am Rahmen geführt und gegenüber diesem durch eine schwenkbare, aus Schubstreben gebildete Dreieckverstrebung derart abgestützt ist, dass die Radachse um eine durch die Führungsstelle am Rahmen gehende Längsachse schwingen und gleichzeitig eine Hubbewegung in einer im wesentlichen zum Rahmen Lotrechten ausführen kann.
Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung trägt das am Rahmen befestigte Gehäuse des Differentialgetriebes für den Antrieb der Räder die Führungsglieder für die rückwärtige Achse. Diese Führungsglieder sind oberhalb der Achse derart angeordnet, dass der Drehpunkt der Seitenneigung möglichst hoch zu liegen kommt.
Dabei kann die Führung der starren Hinterachse am Rahmen mittels zweier in entgegengesetzter Richtung gegen eine jeweils lotrechte Führungsbahn sieh abstützende Rollen erfolgen, u. zw. derart, dass der Rahmen nur um einen Punkt in der Mitte zwischen den beiden Rollen schwingen kann, wobei entweder die Rollen starr angeordnet sind und die Führungsbahn elastisch ist oder umgekehrt, die Führungsbahn starr ist und die Rollen elastisch sind, in dem diese z. B. aus Gummi bestehen.
An Stelle der Rollen kann die starre Hinterachse im Rahmen der Erfindung auch durch einen Gleitstein unter Zwischenschaltung eines an der Führungsstelle angeordneten Kugelgelenkes am Rahmen geführt werden, wobei das Kugelgelenk ein Schwingen der Achse zum Rahmen in der Höhe der Führungsstelle ermöglicht.
Nun sind parallel geführte Vorderräder an sich bekannt. Ebenso sind an sich starre Hinterachsen bekannt, welche um eine durch die Führungsstelle am Rahmen gehende Längsachse zu schwingen vermögen, wobei die Führungsstelle selbst bzw. die Achse gleichzeitig eine Hubbewegung senkrecht zum Rahmen ausführen kann. Gerade die Vereinigung dieser an sich bekannten Einzelelemente vermeidet die gefürchteten Flattererscheinungen und die Neigung zum Schlingen in einem überraschend hohen Grade.
Der Ausfall dieser unerwünschten Erscheinungen ist darauf zurückzuführen, weil durch die Anordnung nach der Erfindung die Achse für die Querschwingungen bzw. für die Seitenneigung des Wagenaufbaues nahe dem Fahrzeugschwerpunkt verläuft, u. zw. von einer Stelle der Fahrbahn zwischen den Vorderrädern aus schräg nach oben, zu einer Stelle zwischen den Hinterrädern in der Höhe der Anlenkstelle der Achse am Rahmen. Ausserdem trägt zu der ruhigen Lage der Fahrzeuge der Umstand bei, dass das Differentialgehäuse am Rahmen befestigt und damit die unabgefederten Massen auf ein Mindestmass verringert sind.
Auf den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ansführungsbeispielen dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Grundrissanordnung eines Fahrzeuges mit Parallelführung der Vorderräder und einer Hinterachsanordnung gemäss der Erfindung. Fig. 2 eine Ansicht der Vorderradabfederung dieses Fahrzeuges, Fig. 3 eine Ansicht der Hinterachse, Fig. 4 einen waagrechten Schnitt durch die Anlenkung bzw. die Führung der Hinterachse am Rahmen im vergrösserten Massstab, Fig. 5 einen senkrechten
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Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 4, Fig. 6 einen senkrechten Längsschnitt nach der Linie C-D der Fig. 4, Fig. 7 eine andere Ausführungsform der Hinterachse in Ansicht von hinten, Fig. 8 eine Längsansicht und Fig.
9 einen Grundriss dieser Hinterachse, Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der Hinterachse, bei welcher die Hinterachse in üblicher Weise das Hinterachsgetriebe umfasst, Fig. 11 eine ähnliche Ausführungsform der Hinterachse, bei welcher jedoch das Hinterachsgetriebe am Rahmen angeordnet ist, und Fig. 12 die Rückansicht einer Hinterachse in ähnlicher Ausführung wie nach Fig. 11.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-6 ist a der Rahmen, an welchem der Motor b und insbesondere elastisch mittels Gummi, Federn od. dgl. das Differentialgehäuse c z. B. an drei Punkten aufgehängt ist. Die Vorderräder sind durch Querfedern d od. dgl. parallel oder im wesentlichen parallel geführt, so dass die Räder frei von die Lenkung beeinflussenden gyroskopischen Rückwirkungen sind.
Die Hinterräder e sind an Achsstummeln/gelagert, welche durch ein Verbindungsglied oder eine Pendelachse g miteinander verbunden sind. Letzteres ist durch ein Kugelgelenk h an das Differentialgehäuse unmittelbar oder mittelbar, z. B. auch mittels federnder Einrichtungen etwa in der im folgenden beschriebenen Weise angelenkt und gegen den Rahmen durch Schubstangen i abgestützt. Die Achsträger oder Achsstummel werden durch insbesondere reibungslose, ungeführte Schraubenfedern k gegen den Rahmen abgestützt. Der Antrieb der Räder erfolgt durch Kardanwellen m.
Die Schwingungsachse für die Querschwingungen verläuft derart, dass sie in der Ebene der Vorderräder den Boden schneidet, während sie an den Hinterrädern etwa in der Höhe der Abfederung durch das Gelenk h hindurchgeht. An einem Schwingen der Hinterräder um das Gelenk h nimmt das Differentialgehäuse nicht teil.
In den Fig. 4-6 ist die Anlenkung bzw. Führung der Hinterachse in einer beispielsweisen Ausführungsform im einzelnen näher dargestellt.
Das Gehäuse c des Differentialgetriebes ist hiebei mit einem senkrechten Hohlzylinder 0 versehen, welcher mit dem Gehäuse aus einem Stück bestehen bzw. als besonderes Stück an diesem befestigt sein kann. In diesem ist ein z. B. zweiteiliger Gleitstein in senkrechter Richtung verschiebbar gelagert, welcher aussen zylindrisch gestaltet und innen mit einer kugeligen Ausnehmung versehen ist, welche zur Aufnahme der Kugel h dient. Die Kugel ist quer durchbohrt. Durch die Bohrung ist ein Zapfen h2 hindurchgesteekt, welcher durch Schlitze 01 des Zylinders o hindurchgeführt und gleichzeitig in den Armen einer auf der Achse g fest aufgekeilten Gabelmuffe gl gelagert ist.
Die Anordnung ist derart, dass die Achse g sich frei auf und ab bewegen und gleichzeitig eine Drehbewegung um die Achse C-D der Fig. 4 ausführen kann, wobei die Kugel h bzw. das Gleitstück Ai zur Führung sowie zur seitlichen Abstützung der Achse dient.
Eine weitere Ausführungsform ist in den Fig. 7-9 dargestellt.
Es ist hiebei wieder a der Rahmen, an welchem das Differentialgehäuse c starr oder elastisch, z. B. mittels Gummipuffern, befestigt ist. Die Räder sind durch eine rohrförmig ausgebildete und nach hinten ausgebogene Achse g miteinander verbunden. In der Mittellängsebene des Fahrzeuges trägt diese Achse einen Arm gl', an'welchem ein Bolzen 712'mit der Kugel h'befestigt ist. Letztere ist in einem Gleitstück hr'gelagert, welches in der am Differentialgehäuse angeordneten Gleitbahn o'in senkrechter Richtung geführt wird. In der Nähe der Räder e sind die beiden miteinander starr verbundenen Sehubstreben i durch Gelenke l an die Achse angelenkt, wobei die Schubstreben um ein Kugelgelenk n am Rahmen schwingen können.
Zur Abfederung der Räder dienen die Schraubenfedern k, welche über ihre Länge ungeführt sind und an ihren Enden fest mit dem Rahmen bzw. der Achse verbunden sind. Der Antrieb erfolgt über die Kardanwellen m vom Differentialgetriebe aus.
Beim gleichzeitigen Durchfedern beider Räder wird die Achse angehoben, indem sie einerseits durch das Kugelgelenk h'in der Gleitbahn o'und anderseits durch die Schubstangen in den Gelenken ! geführt wird. Ein Durchfedern nur eines Rades hat zur Folge, dass sich die Achse zum Rahmen schräg stellt, indem sie sich in der Führung o'entsprechend verschiebt und gleichzeitig zusammen mit den Schubstreben um die durch die Gelenke h'und n gegebene Längsachse schwingt.
Bei reinen Querschwingungen bzw. beim Durchfahren von Kurven bildet das Gelenk h'den Schwingungsmittelpunkt, so dass der Hebelarm für die Fliehkraft um so geringer wird, je höher das Gelenk angeordnet ist. Die Achsanordnung ergibt daher eine noch grössere Stabilität des Fahrzeuges gegen Querschwingungen, als dies bei den üblichen starren Achsen der Fall ist, u. zw. um so mehr, als die Seitenkräfte nicht von den nachgiebigen Federn, sondern von der in der Querrichtung starren oder im wesentlichen starren Führung aufgenommen wird. Die Schraubenfedern sind dagegen von allen Querkräften und Seitenkräften entlastet.
Die Anordnungen lassen sich natürlich auch für nicht angetriebene oder gelenkte Achsen und ferner für Blattfedern anwenden. Auch könnte die Führung in anderer Weise, z. B. auch mittels Zylinder und Kolben od. dgl. vorgesehen werden.
In Fig. 10 ist mit dem Rahmen a die Hinterachsbrücke c"durch die an der Quertraverse a1 gelagerte Schubkugel n verbunden. Zur Abfederung dienen die Schraubenfedern k. Zur Aufnahme der Seitenkräfte ist eine an der hinteren Quertraverse befestigte Führungsbahn o", z. B. in Form
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einer U-Schiene vorgesehen, welche in senkrechter Richtung bzw. in einem Kreis mit der Schubkugel on als Mittelpunkt angeordnet ist. Gegen diese Führungsbahn stützt sich die Hinterachse c"unter Vermittlung der Gummirollen pi und P2 ab, welche-insbesondere unter Vorspannung-auf entgegengesetzten Seiten der Führungsschiene o"abrollen.
In Fig. 11 ist eine Konstruktion dargestellt, bei welcher das Differentialgetriebe c am Rahmen (in nicht besonders dargestellter Weise)-zweckmässig elastisch in drei Punkten-befestigt ist. Die Achse g bildet mit den Schubstangen ii und i2 eine z. B. starre Dreieckverstrebung, welche um das vordere Gelenk nschwingen kann Die Führungsbahnen o1" und o2" sind beispielsweise unmittelbar am Differentialgehäuse angebracht, während die Rollen Pi und P2 durch ein Muffenstück gt (ähnlich wie in Fig. 12) an der Achse g gelagert sind.
Die Ausführungsform nach Fig. 12 entspricht etwa derjenigen nach Fig. 11, jedoch ist hier die Führungsschiene o"ähnlich wie in Fig. 10 an einer Quertraverse a2 unter Versteifung durch ein Blech au befestigt.
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möglichst massige Gummiring unter Vermittlung einer Stahlnabe auf die Nadeln aufgeschoben wird. Die Rollen bzw. die entsprechenden Führungsglieder werden ferner vorzugsweise in einem derartigen Abstand voneinander an der Muffe gt od. dgl. angeordnet, dass sie sich nur unter Vorspannung über die Schiene o"schieben lassen, so dass eine erhöhte seitliehe Stabilität gewährleistet ist. In Fig. 12 sind die Führungsrollen etwa in der Höhe der Radmitten angeordnet.
Zur Vergrösserung der Stabilität des Fahrzeuges gegen Querschwingungen könnten jedoch die Führungsrollen auch noch höher angeordnet werden. Die Drehachse des Wagenkastens bei Querneigungen liegt hiebei etwa bei 0 in der Mitte zwischen den Rollen Pi und pa. Infolge der Elastizität der Rollen werden diese bei seitlicher Neigung des Wagenkastens nachgeben, jedoch gleichzeitig wieder auf ein Aufrichten des letzteren hinwirken, wobei nicht nur die durch Zusammendrücken des Gummis entstehende Rückstellkraft, sondern auch der Hebelarm
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der Rollen bzw.
des Schwingungsmittelpunktes 0 in der Ebene der Hinterräder ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Vorderräder zur Vermeidung von Kreiselwirkungen unabhängig voneinander parallel geführt werden, so dass die Achse der Quersehwingungen in der Ebene der Vorderräder durch einen Punkt in der Nähe des Erdbodens verläuft.
Die Führungsrollen bzw. die entsprechenden Führungselemente könnten natürlich auch statt an der Achse am Rahmen od. dgl. gelagert sein, während die Führungsbahnen in diesem Falle an der Achse anzuordnen wären. Ferner könnten auch die Rollen starr und die Führungsbahnen-z. B. unter Verwendung von Gummi auf Stahleinlagen-elastisch ausgebildet werden. Statt einer gemeinsamen Führungsschiene o"könnte auch für jede Rolle eine gesonderte, ausserhalb oder innerhalb der Rollen angeordnete Führungsbahn vorgesehen werden. Die Anordnung innerhalb der Rollen hat jedoch den Vorteil einer grösseren Stabilität des Fahrzeuges gegen Seitenschwingungen, da bei ausserhalb der Rollen angeordneten Führungsbahnen eine Entlastung der Rollen bei einer Neigung des Wagenkastens eintritt.
Dem könnte jedoch z. B. durch Verwendung je zweier oder mehrerer übereinander angeordneter Rollen entgegengewirkt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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an einem gemeinschaftlichen Rahmen, wobei die Achse am Rahmen derart geführt und gegenüber diesem durch eine schwenkbare, aus Schubstreben gebildete Dreieekverstrebung derart abgestützt ist, dass die Radachse um eine durch die Führungsstelle am Rahmen gehende Längsachse schwingen und gleichzeitig eine Hubbewegung in einer im wesentlichen zum Rahmen Lotrechten ausführen kann.