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Angetriebene Hinterachse für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine angetriebene Hinterachse für Kraftfahrzeuge, mit unabhängig von- einander schwingend angeordneten Radaufhängegliedern, deren Schwenkachsen von oben gesehen jeweils schräg von vom aussen nach hinten innen gerichtet sind und ferner mit in Querrichtung pendelnden, die Fahrzeugräder antreibenden Halbwellen, welche ihrerseits durch ein Achsgetriebe angetrieben werden.
Kraftfahrzeuge mit sogenannten Pendelachsen als angetriebenen Hinterachsen sind bekannt. Ihre geringe Empfindlichkeit in bezug auf Kurvenneigung infolge einer günstigen Stützwirkung in Verbindung mit einem einfachen Aufbau macht sie für Hinterachsen besonders geeignet. Sie haben vielfach folgenden Aufbau : Innerhalb zweier hohler, in Querrichtung verlaufender Achshälften, die in der Mitte durch ein gemeinsames Gelenk miteinander beweglich verbunden sind und aussen die Fahrzeugräder tragen, sind Halbwellen drehbar gelagert (Antriebswellen für die Fahrzeugräder), die ihrerseits von einem Achsgetriebe (Ausgleichsgetriebe) angetrieben werden. Das Achsgetriebegehäuse ist starr mit einer Achshälfte verbunden. Ein am Gelenk befindlicher geeigneter Bauteil mit nach oben ragendem Bolzen dient zum Befestigen des gesamten Hinterachsaggregates am Fahrzeugrahmen.
Ausserdem sind die quer verlaufenden Halbachsen nahe an den Fahrzeugrädern über in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schub- und Zuglenker abgestrebt.
Bei der vorbeschriebenen bekannten Form einer angetriebenen Hinterachse treten während der Federungsbewegungen verhältnismässig geringe Spur- und Sturzänderungen auf (infolge der Eingelenk-Ausführung, was einen längeren Schwingungsradius ergibt) ; die Achse hat jedoch grössere ungefederte Massen.
Bei andern Pendelachskonstruktionen ist das Achsgetriebe am Fahrzeugrahmen befestigt und die Achsrohre über je ein Gelenk schwenkbar mit dem Achsgetriebegehäuse verbunden, das somit gleichzeitig die Schubkräfte und Bremsmomente auf den Fahrzeugrahmen zu übertragen hat. Dies erfordert eine äusserst kräftige und damit gewichtsmässig schwere Bauweise des Achsgetriebegehäuses. Auch treten beim Durchfedern der Fahrzeugräder verhältnismässig grosse Spur- und Sturzänderungen auf. Ausserdem haben Zweigelenkpendelachsen einhochliegendes (über der Achsmitte gelegenes) Momentzentrum. Dies bedingt in nachteiliger Weise eine grosse Änderung der Radlasten bei Neigung des Wagen aufbaues beim Kurvenfahren, was eine Verminderung der Seitenführung mit sich bringt.
Anderseits sind Hinterachskonstruktionen (sogenannte De Dion-Achsen) bekannt, bei denen die Fahrzeugräder, die durch geteilte Zweigelenkwellen angetrieben werden, durch eine starre Achse miteinander fest verbunden sind. Das Ausgleichsgetriebe ist dabei am Rahmen befestigt. Diese Achskonstruktion hat wohl den Vorteil verringerter ungefederter Massen, muss jedoch die Nachteile einer Starrachse voll in Kauf nehmen.
Ferner sind Hinterachskonstruktionen bekannt, bei denen jedes Fahrzeugrad über je einen in Fahrzeuglängsrichtung und einen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Lenker am Fahrzeugrahmen beweglich aufgehängt ist, wobei die Schwenkachsen der Radaufhängeglieder für die beiden Fahrzeugräder von vorn aussen nach hinten innen schräg gerichtet sind und waagrecht liegen. Angetrieben werden die beiden Fahrzeugräder über Gelenkhalbwellen. Auch diese Achskonstruktion weist durch die Lage der Schwenkachsen der Radaufhängeglieder ein hohes Momentanzentrum auf, wodurch das Fahrverhalten, insbesondere beim Kurvenfahren, nachteilig beeinflusst wird.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine angetriebene Hinterachse zu schaffen, durch wel-
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ehe die bei den bekannten AchskonstrT1ktionen auftretenden Nachteile vermieden werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, die von vom aussen nach hinten innen gerichteten Schwenkachsen der Radaufhängeglieder ausserdem nach unten geneigt anzuordnen, derart, dass sie sich von der Radquerebene, in der die beiden Antriebswellen liegen, schneiden oder kreuzen, wobei die jedem Fahrzeugrad zugeordneten Radlenker über je ein vorderes, aussen angeordnetes, vorzugsweise elastisch ausgebildetes Lager und je ein hinteres, in der Fahrzeuglängsmittelebene gelegenes, ebenfalls vorzugsweise elastisch ausgebildetes Lager, die entweder unmittelbar über-bzw. untereinander liegen oder so ausgebildet sind, dass ihre theoretischen Schwenkpunkte zusammenfallen, mit dem Fahrzeug verbunden sind.
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triebegehäuse getrennt von der eigentlichen Radaufhängung elastisch am Fahrzeug zu befestigen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Radlenker im Bereich der Fahrzeugräder nach Art einer Brille auszubilden, innerhalb der das radseitige Ende der Antriebswellen mit ihrer Lagerung elastisch angeordnet sind. Hiedurch werden die beim Durchfedern auftretenden Relativbewegungen zwischen dem jeweiligen Lenker und der dazugehörigen Antriebswelle beweglich aufgenommen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und deren Wirkungsweise gehen aus der Zeichnung hervor und werden in der Beschreibung näher erläutert. Der besseren Verständlichkeit haler gird auf die Vorteile der Erfindung im Rahmen der Zeichnungsbeschreibung und am Ende derselben ausführlich eingegangen.
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sicht auf eine Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht von hinten nach Fig. l, Fig. 4 die Anordnung und Lagerung des Achsgetriebes am Fahrzeugrahmen und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V- V der Fig. 1.
Die beiden Radlenker 11 und 12, die etwa Dreiecksform mit kurvenförmigen Seiten aufweisen, sind
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mit dem Fahrzeugrahmen 17 elastisch verbunden. Die Verbindung der vorderen Enden 11a bzw. 12a der Radlenker 11 und 12 mit dem Fahrzeugrahmen 17 erfolgt unmittelbar über die Lager 13 bzw. 14, während die nachinnenzeigendenEnden llb bzw. lZb mitHilfe der Lager 15 bzw-16 übereinenAufhängebolzen 18 mit dem Fahrzeugrahmen in Verbindung stehen. Das obere Ende des Aufhängebolzens 18 ist mit dem Fahrzeugrahmen 17 ebenfalls über eine elastische Lagerung 19 verbunden.
Die seitlichen Enden 11c bzw. 12c der beiden Radlenker 11 und 12 sind zu einer Art Brille 11c' (Fig. 3) bzw. 12c' ausgebildet, welche die radseitige Lagerung der Antriebswellen 22 bzw. 23 mit Hilfe von elastischen Gliedern 36 in kleinen Grenzen beweglich aufnehmen.
Das Gehäuse 24 des Achsgetriebes (Ausgleichsgetriebe) weist einen nach vorne verlaufenden Fortsatz 25 auf. Das vordere Ende des Fortsatzes 25 ist über ein seitlich gelegenes, elastisch ausgebildetes Lager 26 am Fahrzeugrahmen 17 unmittelbar befestigt, während das Gehäuse 24 über einen Aufhängebolzen 27 durch ein unteres elastisches Lager 28 und ein oberes elastisches Lager 29 mit dem Fahrzeugrah-
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Die beiden Radlenker 11 und 12 bestehen aus je zwei Blechpressteilen 11', 11" bzw. 12', 12", die kastenförmig vereinigt sind. Die unteren Enden. der Federelemente, z. B. Schraubenfedern 30 bzw. 31, sitzen in entsprechenden Ausnehmungen 32 bzw. 33, die in den Radlenker 11 und 12 vorgesehen sind.
Wie insbesondere aus den Fig. l und 2 hervorgeht, bilden die beiden Radlenker 11 und 12 zusammen mit den Lagerungen 13 bzw. 14 und 15 bzw. 16 je einen statisch bestimmten Zweigelenkbogen. Die Schwenkachsen X und Y der Radlenker 11 und 12 sind schräg von vorn nach hinten gerichtet und verlaufen nach unten geneigt, so dass die theoretische Pendellänge grösser wird als bei reinen Pendelachsen, welche genau in Querrichtung schwingen. Dies bedingt, dass die Spur- und Sturzänderungen noch kleiner werden,
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reinen Pendelachsen.
Ein tiefliegendes Momentanzentrum hat den Vorteil, dass die durch die Neigung der Karosserie beim Kurvenfahren hervorgerufene Änderung der Radlasten einer Achshälfte weniger gross ist als bei einem hochliegenden Momentanzentrum-Ganz allgemein wirkt sich eine Radlastverschiebung stets als Verminderung der Seitenführung aus, d. h. je mehr das kurvenäussere Rad gegenüber dem kurveninneren durch die Fliehkraft belastet wird, desto eher besteht die Gefahr eines Ausbrechens der Achse.
Dagegen lassen sich die geringen Nachteile, die mit einem extrem tiefliegenden, hinteren Momentanzentrum verbunden sind, durch "künstliches" Höherlegen des Momentanzentrums der Vorderachse korrigieren, denn entscheiderdfür das herhalten des Wagenaufbaues in der Kurve ist die Lage und Richtung der Querstabilitätsachse, der Verbindungslinie der Momentanzentren von Vorder- und Hinterachse.
Der Abstützpunkt S liegt im Schnittpunkt der beiden Abstützlinie Al und A, welche die Verbindung
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der in der Querebene Q liegendenDurchstosspunkieDundD mit den RadaufstandspunktenG und G dar- stellen. Die Punkte D und D werden erzeugt durch der. Durchstoss der Schwenkachsen X und Y durch die Querebene Q.
Im Bereich der seitlichen Aussenecken llc bzw. 12c der Radlenker 11 bzw. 12 sind Anlenkstellen 34 bzw. 35 für die unteren Enden von hydraulischen Teleskjpstossdämpfern 37 bzw. 38 vorgesehen, deren verlängere Längsachsen L bzw.L die senkrechten Hauptachsen der Fahrzeugräder schneiden und zur Schwenk-' achse X bzw. Y der einzelnen Radlenker 11 bzw. 12 parallel oder etwa parallel verlaufen. Eine solche Anordnung bzw. Lage der Stossdämpfer bewirkt einen vorteilhaften Kraftangriff auf und günstige Bewegungs- verhältnisse für die Stossdämpfer.
Durch die Erfindung werden ausserdem noch folgende Vorteile erzielt : Getrennte Aufhängung der Rad- lenker und des Achsgetriebes, wodurch die ungefederten Massen verringert werden ; Abstützung der Radsei- tenkräfte, Aufnahme der Schubkräfte und Jer Bremsmomente nur über die beiden Radlenker, die zusam- men einen statisch bestimmten Dreigelenkbolzen bilden. Gegenüber der klassischen oder reinen Pendel- achse wird durch die Schrägstellung der Schwenkachsen und deren geneigten Verlauf theoretisch eine grö- ssere Pendellänge und ein tiefer liegender Abstützpunkt (Momentanzentrum) erreicht-Ausserdem entsteht durch die Schrägstellung der Schwenkachsen beim Bremsen ein Gegenmoment, das dem Bremsnicken ent- gegenwirkt.
Ferner bringt die vorgeschlagene Konzeption eine äusserst niedrige Bauweise für die gesamte
Hinterachse mit sich. so dass der Karosserieinnenraum und der Gepäckraum grossräumiger gestaltet werden können und beide innen durch keine hochstehenden Bauteile, ausser den ganz nahe an den Seitenwänden aufragenden Stossdämpfern, gestört werden.
Schliesslich wird durch die radnahe elastische Abstützung der Fahrzeugräder in Form der brillenartigen Ausbildung der Radlenker, innerhalb der die radseitigen Enden der Antriebswellen und deren Lager angeordnet sind, bereits zwischen dem äusseren Ende der Radlenker und der Schwingungsquelle (Fahrzeugrad) ein absorbierendes Glied geschaltet, so dass der disshnempfindliche Karosserieboden und der Fahrzeugkörper in doppelter Hinsicht gegenüber der Strasse isoliert sind, einmal durch die vorgenannte Massnahme und zum andern durch die unmittelbare bzw. mittelbare elastische Lagerung der Radlenker und des Achsgetriebegehäuses (Aufhängung über die Bolzen 18, 27) am Fahrzeugrahmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Angetriebene Hinterachse für Kraftfahrzeuge, mit unabhängig voneinander schwingend angeordneten Radauihängegliedem, deren Schwenkachsen von oben gesehen jeweils schräg von vorne aussen nach hinten innen gerichtet sind und ferner mit in Querrichtung pendelnden, die Fahrzeugräder antreibenden Halbwellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (X und Y) der Radaufhängeglieder (Radlenker 11 und 12) ausserdem nach unten geneigt verlaufen und sich vor der'Radquerebene (Q). in der die beiden Antriebswellen (22 und 23) liegen, schneiden oder kreuzen, wobei die jedem Fahrzeugrad zugeordneten Radlenker (11 und 12) über je ein vorderes, aussen angeordnetes, vorzugsweise elastisch ausgebildetes Lager (13 bzw.
14) und je ein hinteres, in der Fahrzeuglängsmittelebene gelegenes, vorzugsweise ebenfalls elastisch ausgebildetes Lager (15 bzw. 16), die entweder unmittelbar über-bzw. untereinander liegen oder so ausgebildet sind, dass ihre theoretischen Schwenkpunkte zusammenfallen (Fig. 3), mit dem Fahrzeug verbunden sind.