DE102005017235A1

DE102005017235A1 - Torsionsstabgefedertes Fahrzeugchassis

Info

Publication number: DE102005017235A1
Application number: DE200510017235
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Rhein; Stefano Beltrami
Original assignee: BPW Italia SRL
Current assignee: BPW Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: DE102005017235B4

Abstract

Vorgeschlagen wird ein torsionsstabgefedertes Fahrzeugchassis für Wohnmobile mit mindestens zwei Längsträgern und einem mit den Längsträgern starr verbundenen Achsrohr (14). In dem Achsrohr (14) befinden sich, versetzt zur Achsrohrmittellinie (20), ein Torsionsstab (21) der linken Fahrzeugseite sowie ein Torsionsstab (22) der rechten Fahrzeugseite. Jeder der beiden Torsionsstäbe (21, 22) reicht bis über die Fahrzeugmittellinie (27) hinüber, wodurch sich aufgrund der Länge der Torsionsstäbe eine besonders weiche Federkennlinie erzielen lässt. Hierbei durchdringen die Torsionsstäbe (21, 22) in ihrem Überdeckungsbereich Lochscheiben (25, 26). Diese sind außerhalb ihres Lochquerschnitts mit in Bezug auf das Achsrohr ortsfesten Aufnahmen versehen, die den jeweils weiter fahrzeuginnen angeordneten Verbindungskopf (24) des jeweiligen Torsionsstabs (21, 22) drehfest aufnehmen. Auf diese Weise tritt der an der Lochscheibe (25) festgelegte Torsionsstab (21) berührungslos durch den Lochquerschnitt der Lochscheibe (26) und der an der Lochscheibe (26) festgelegte Torsionsstab (22) berührungslos durch den Lochquerschnitt der Lochscheibe (25).

Description

Die Erfindung betrifft ein torsionsstabgefedertes Fahrzeugchassis für Wohnmobile, mit mindestens zwei Längsträgern und einem mit den Längsträgern starr verbundenen Achsrohr einer Fahrzeugachse, wobei sich in dem Achsrohr versetzt zur Achsrohr-Mittellinie mindestens zwei jeweils an beiden Enden mit Verbindungsköpfen versehene Torsionsstäbe befinden, von denen der eine Verbindungskopf drehfest zu einem Drehrohr ist, welches in dem Achsrohr drehbar gelagert und mit einem aus dem offenen Ende des Achsrohres hinausführenden Abschnitt versehen ist, an dem eine Schwinge mit dem Fahrzeugrad befestigt ist.

Solche torsionsstabgefederten Fahrzeugchassis sind bekannt und vielfältig im Gebrauch, insbesondere auch bei Fahrgestellen für Wohnmobile oder Wohnanhänger. Als Federelemente dienen Torsions- oder Drehstäbe in einem am Fahrzeug fest montierten Achsrohr. Zur Beeinflussung der Federrate bei Wahrung der kurzen und kompakten Bauform können auch mehrere Torsionsstäbe parallel verwendet werden, wobei sie in einem solchen Fall außerhalb der Achsrohr-Mittellinie angeordnet sind. Bei der Einfederung des Fahrzeuges werden die Stäbe auf Verdrehung, d.h. Torsion, und eventuell auch auf Biegung beansprucht, weshalb sie aus einem hierfür besonders geeigneten Stahl bestehen. Zur drehfesten Festlegung sind die Torsionsstäbe an beiden Enden mit Verbindungsköpfen versehen, die eine Keilverzahnung aufweisen. Die fahrzeuginnen liegenden Verbindungsköpfe sitzen dort formschlüssig in Scheiben, die drehfest in dem Achsrohr befestigt sind. Um auch ohne Änderung der Grundkonstruktion unterschiedliche Spurweiten realisieren zu können, werden in der Praxis zwei solcher Scheiben im Achsrohr befestigt, von denen die eine Scheibe den Torsionsstab der einen und die andere Scheibe den Torsionsstab der anderen Fahrzeugseite aufnimmt. Eine Verkürzung oder Verlängerung des Achsrohrs zur Anpassung an die gewünschte Spurweite erfolgt dann ausschließlich im Achsrohrbereich zwischen den beiden Scheiben, wodurch sämtliche Elemente der eigentlichen Torsionsstabfederung unverändert bleiben können, was dem Wunsch der Fahrzeughersteller nach Standardisierung entgegenkommt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein für ein möglichst breites Spektrum an Fahrzeug-Spurweiten geeignetes, torsionsstabgefedertes Fahrzeugchassis zu schaffen, welches eine weiche Federkennlinie ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird in Bezug auf ein Fahrzeugschassis mit den eingangs angegebenen Merkmalen vorgeschlagen, dass in dem Achsrohr zwei Lochscheiben befestigt sind, wobei sich die linke Lochscheibe zwischen der Fahrzeugmittellinie und dem linken Drehrohr, und die rechte Lochscheibe zwischen der Fahrzeugmittellinie und dem rechten Drehrohr befindet, dass jede Lochscheibe außerhalb ihres Lochquerschnitts mit einer Aufnahme versehen ist, die in Bezug auf das Achsrohr ortsfest ist und den jeweils weiter fahrzeuginnen angeordneten Befestigungskopf der beiden Befestigungsköpfe des jeweiligen Torsionsstabs drehfest aufnimmt, dass die Torsionsstäbe länger als die halbe Achsrohrlänge sind, und dass der an der rechten Lochscheibe festgelegte Torsionsstab der linken Fahrzeugseite berührungslos durch den Lochquerschnitt der linken Lochscheibe, und der an der linken Lochscheibe festgelegte Torsionsstab der rechten Fahrzeugseite berührungslos durch den Lochquerschnitt der rechten Lochscheibe hindurch tritt.

Mit einer solchen Ausgestaltung eines torsionsstabgefederten Fahrzeugchassis ist es möglich, für die Federung längere Torsionsstäbe einzusetzen, was wiederum die Möglichkeit bietet, eine im Vergleich zu kürzeren Torsionsstäben weichere Federkennlinie zu erzielen und so den Fahr- und Abrollkomfort des Fahrzeuges zu verbessern.

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugchassis sind in den Unteransprüchen angegeben.

So ist es von Vorteil, wenn die Schwinge, an welcher das jeweilige Fahrzeugrad gelagert ist, im Bereich der Verbindung mit dem Drehrohr soweit radial erweitert ist, dass sie die Stirnfläche des Achsrohrs nach außen hin abdeckt.

In diesem Fall ist ferner von Vorteil, zwischen der radialen Erweiterung der Schwinge und dem Achsrohr eine Dichtung anzuordnen, um so ein Eindringen von Schmutz in den Bereich der Federung zumindest zu erschweren.

Weitere Vorteile und Einzelheiten werden nachfolgend anhand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung erläutert. Im Einzelnen zeigen:
1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht durch ein Fahrzeug mit gefedertem Fahrzeugchassis, hier die Rohkarosse eines Wohnmobils ohne dessen Aufbauten;
2: eine Draufsicht auf das Fahrzeug;
3: ein verkürzter Schnitt durch das in dem Fahrgestell des Fahrzeuges verwendete Achsrohr mit darin integrierter Torsionsstabfederung;
4: eine vergrößerte Darstellung des linken Teils der 3;
5: einen Schnitt entlang der in 4 bezeichneten Schnittebene V-V durch die dort angeordnete Lochscheibe und
6: die Lochscheibe der 5 in einer perspektivischen Einzeldarstellung.
Das in 1 insgesamt dargestellte Fahrzeug ist die Rohkarosse für ein Wohnmobil. Diese besteht aus dem mit Vorderradantrieb versehenen Triebkopf 1 sowie dem dahinter angeordneten Fahrzeugchassis 2 mit einer nicht angetriebenen hinteren Fahrzeugachse 3. Das Chassis 2 besteht, was insbesondere 2 erkennen lässt, u.a. aus zwei parallel verlaufenden Längsträgern 4, die beim Ausführungsbeispiel aus Stahlprofilen bestehen. Die Längsträger 4 sind über mehrere Querträger 5 miteinander verbunden und ferner über die rohrförmige Fahrzeugachse 3. Zu diesem Zweck durchdringt die Fahrzeugachse die beiden Längsträger 4, und ist in diesem Bereich mit den Längsträgern 4 entweder verschweißt oder unter Verwendung zusätzlicher Achsbleche mit den Längsträgern 4 verschraubt, wodurch im Ergebnis die Fahrzeugachse 6 starr und drehfest mit beiden Längsträgern verbunden ist.
Am vorderen Ende des Chassis 2 ist dieses mit dem Triebkopf 1 verbunden. Hierzu dienen Verbindungsbleche 9, die einerseits mit dem Triebkopf 1, und andererseits mit den Längsträgern 4 verschraubt sind. 1 lässt erkennen, dass die Verbindungsbleche 9 so gestaltet sind, dass die Längsträger 4 sehr tief angeordnet sind. So weist die Unterseite der Längsträger 4 des Chassis einen Abstand h1 zur Fahrbahn auf, wohingegen die Unterseite des Triebkopfes 1 einen demgegenüber größeren Abstand h2 aufweist. Das Chassis 2 lässt sich daher auch als „Tiefrahmenchassis" bezeichnen. Beim Einsatz für ein Wohnmobil ergibt sich der Vorteil einer Verringerung der wirksamen Ladeebene, so dass insbesondere der Einstieg in das Wohnmobil erleichtert ist.
Die hintere Fahrzeugachse verfügt über eine Torsionsfederung, deren Aufbau und technische Einzelheiten nachfolgend anhand der 3 bis 6 erläutert werden.
An beiden Enden der Fahrzeugachse befinden sich Schwingen 12, die als Längslenker dienen und an deren freiem Ende das jeweilige Fahrzeugrad 8 drehbar gelagert ist. Die Schwingen 12 sind in den 1 und 2 in ihrer Gesamtheit erkennbar, hingegen zeigen die 3 und 4 aufgrund der gewählten Schnittdarstellung nur einen Schnitt durch die Schwingen 12. Jede der Schwingen 12 ist drehfest mit einem Drehrohr 13 verbunden. Das Drehrohr ist in dem Endabschnitt eines durchgehenden und an beiden Enden offenen Achsrohres 14 gelagert. Zur Erzielung dieser Drehlagerung ist das Drehrohr 13 auf seiner äußeren Mantelfläche mit Gleitflächen 15 versehen, welche in der zylindrischen Bohrung des Achsrohrs 14 spielfrei drehen können. Die Länge L des jeweiligen Drehrohrs 13 beträgt etwa 1/4 oder 1/5 der Gesamtlänge des Achsrohrs 14. Die Schwinge 12 ist am Achsrohr radial erweitert und deckt so die nach außen weisende Stirnfläche des Achsrohrs 14 gegen Schmutz ab. Ferner kann dort eine Dichtung 17 gegen Schmutzeintritt in die Federung angeordnet sein.
Jedes der beiden Drehrohre 13 ist an seinem äußeren Ende verschlossen, wozu beim Ausführungsbeispiel eine runde Scheibe 16 in das Drehrohr eingesetzt und vorzugsweise mit dem Drehrohr 13 verschweißt ist. Diese Scheibe 16 verbessert außerdem, da sie sich in einem Abschnitt A des Drehrohrs 13 befindet, welcher aus dem Achsrohr 14 herausragt, die Verbindung der Schwinge 12 mit dem Drehrohr 13. Auch diese Verbindung befindet sich auf dem Abschnitt A.
Das Achsrohr 14 nimmt insgesamt zwei Torsionsstäbe 21, 22 auf. Der Torsionsstab 21 ist das Federelement für die linke, und der Torsionsstab 22 das Federelement für die rechte Fahrzeugseite. Beide Torsionsstäbe 21, 22 befinden sich außerhalb der Achsrohr-Mittellinie 20. Sie weisen eine große Länge von 750 mm bis 1400 mm auf, vorzugsweise 1000 mm.
Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können jedoch auch z.B. zwei linke Torsionsstäbe und zwei rechte Torsionsstäbe verwendet werden, wobei sich auch in diesem Fall die Torsionsstäbe exzentrisch in dem Achsrohr 14 befinden, d.h. außerhalb der Achsrohr-Mittellinie 20. Beim Ausführungsbeispiel liegen sich die Torsionsstäbe 21, 22, bezogen auf die Achsrohr-Mittellinie 20, um 180° gegenüber. Bei Verwendung von insgesamt vier Torsionsstäben wären diese, bezogen auf die Achsrohr-Mittellinie 20, um jeweils 90° zueinander versetzt in dem Achsrohr angeordnet.
Wie üblich, sind die Torsionsstäbe 21, 22 an ihren Enden mit Verbindungsköpfen versehen. Diese sind im Umfang leicht erweitert und mit einer Keilverzahnung versehen, um im Formschluß hohe Torsionsmomente übertragen zu können. Der jeweils fahrzeugaußen angeordnete Befestigungskopf 23 ist drehmomentfest in der Scheibe 16 festgelegt, wozu die Scheibe 16 außerhalb ihrer Mitte mit einer entsprechenden Keilverzahnung versehen ist. Der weiter fahrzeuginnen angeordnete Befestigungskopf 24 des jeweiligen Torsionsstabs ist in einer Lochscheibe 25, 26 drehmomentfest festgelegt, wozu auch die Lochscheibe 25, 26 eine exzentrisch angeordnete Ausnehmung 29 mit entsprechender Keilverzahnung aufweist.
Beide Lochscheiben 25, 26 sind in das Achsrohr 14 eingesetzt und mit diesem verschweißt. Beide Lochscheiben 25, 26 befinden sich auf dem Achsrohrabschnitt zwischen der Fahrzeugmittellinie 27 und dem nächstliegenden Drehrohr 13. Sie weisen einen Abstand B zueinander auf. Dieser kann variiert werden, um so die Spurweite des Fahrzeuges zu variieren. Eine Anpassung auch der Länge der Torsionsstäbe 21, 22 ist in diesem Fall nicht erforderlich, so dass sich auch die Federkennlinie der Federung nicht verändert. Dabei ist die Anordnung dergestalt, dass sich die Lochscheibe 25 für den Torsionsstab 21 der linken Fahrzeugseite auf der rechten Fahrzeugseite befindet, wohingegen die Lochscheibe 26 für den Torsionsstab 22 der rechten Fahrzeugseite auf der linken Fahrzeugseite angeordnet ist. Dies führt dazu, dass beide Torsionsstäbe 21, 22 eine große Länge aufweisen, wobei sich der linke Torsionsstab 21 bis auf die rechte Fahrzeugseite, und der rechte Torsionsstab 22 bis auf die linke Fahrzeugseite erstreckt, und dort in der Lochscheibe 25 bzw. der Lochscheibe 26 festgelegt ist. In dem Längsabschnitt B zwischen den beiden Lochscheiben 25, 26 „überschneiden" sich daher beide Torsionsstäbe. Um gleichwohl die Biegung der Torsionsstäbe aufnehmen zu können, sind die Lochscheiben, wie 5 anhand der linken Lochscheibe 26 zeigt, mit einem entsprechend großen, exzentrisch angeordneten Lochquerschnitt 28 versehen. Dieser Lochquerschnitt 28 kann insbesondere, wie dargestellt, nierenförmig sein. Dadurch hat der Torsionsstab 21 mit der Querschnittsfläche Q zwischen 20 und 40 mm², vorzugsweise 29 mm², eine ausreichende Beweglichkeit sowohl in die eine Richtung (beim Einfedern des Fahrzeuges) wie auch in die andere Richtung (beim Ausfedern des Fahrzeuges).
Die in 5 als Bestandteil der Achskonstruktion dargestellte Lochscheibe 26 ist in 6 noch einmal perspektivisch dargestellt. Gut erkennbar sind die keilförmigen Aufnahmen 29 für das weiter fahrzeuginnen gelegene Ende des jeweiligen Torsionsstabes, sowie, ebenfalls außerhalb der Achsrohr-Mittellinie 20, die nierenförmige Öffnung 28 für den jeweils hindurchtretenden anderen Torsionsstab.
Die voranstehend beschriebene Fahrzeugachse vereint daher den Vorteil einer relativ kompakten Bauform, die im Wesentlichen auf die Länge des Achsrohres 14 begrenzt ist, mit dem Vorteil einer eher weichen Federkennlinie infolge der besonders langen Torsionsstäbe.

1: Triebkopf
2: Chassis
3: Fahrzeugachse
4.: Längsträger
5: Querträger
6.: Fahrzeugachse
8: Fahrzeugrad
9: Verbindungsblech
12: Schwinge
13: Drehrohr
14: Achsrohr
15: Gleitfläche
16: Scheibe
17: Dichtung
20: Achsrohr-Mittellinie
21: Torsionsstab links
22: Torsionsstab rechts
23: Befestigungskopf außen
24: Befestigungskopf innen
25: rechte Lochscheibe
26: linke Lochscheibe
27: Fahrzeugmittellinie
28: Loch, Lochquerschnitt
29: Aufnahme
A: Endabschnitt
B: Längsabschnitt
h1: Höhe
h2: Höhe
L: Länge Drehrohr
Q: Querschnittsfläche

Claims

Torsionsstabgefedertes Fahrzeugchassis für Wohnmobile, mit mindestens zwei Längsträgern (4) und einem mit den Längsträgern (4) starr verbundenen Achsrohr (14) einer Fahrzeugachse (3), wobei sich in dem Achsrohr (14) versetzt zur Achsrohr-Mittellinie (20) mindestens zwei jeweils an beiden Enden mit Verbindungsköpfen (23, 24) versehene Torsionsstäbe (21, 22) befinden, von denen der eine Verbindungskopf (23) drehfest zu einem Drehrohr (13) ist, welches in dem Achsrohr (14) drehbar gelagert und mit einem aus dem offenen Ende des Achsrohres (14) hinausführenden Abschnitt (A) versehen ist, an dem eine Schwinge (12) mit dem Fahrzeugrad (8) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Achsrohr (14) zwei Lochscheiben (26, 25) befestigt sind, von denen sich die linke Lochscheibe (26) zwischen der Fahrzeugmittellinie (27) und dem linken Drehrohr (13), und die rechte Lochscheibe (25) zwischen der Fahrzeugmittellinie (27) und dem rechten Drehrohr (13) befindet, dass jede Lochscheibe (26, 25) außerhalb ihres Lochquerschnitts (28) mit einer Aufnahme (29) versehen ist, die in Bezug auf das Achsrohr (14) ortsfest ist und den jeweils weiter fahrzeuginnen angeordneten Verbindungskopf (24) der beiden Verbindungsköpfe (23, 24) des jeweiligen Torsionsstabs drehfest aufnimmt, dass die Torsionsstäbe (21, 22) länger als die halbe Achsrohrlänge sind, und dass der an der rechten Lochscheibe (25) festgelegte Torsionsstab (21) der linken Fahrzeugseite berührungslos durch den Lochquerschnitt (28) der linken Lochscheibe (26), und der an der linken Lochscheibe (26) festgelegte Torsionsstab (22) der rechten Fahrzeugseite berührungslos durch den Lochquerschnitt (28) der rechten Lochscheibe (25) hindurch tritt.
Fahrzeugchassis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Achsrohr (14) hinausführende Abschnitt (a) ein Rohrabschnitt des zylindrischen Drehrohres (13) selbst ist.
Fahrzeugchassis nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochquerschnitte (28) nierenförmig gestaltet sind.
Fahrzeugchassis nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochscheiben (26, 25) mit der zylindrischen Innenwandung des Achsrohres (14) verschweißt sind.
Fahrzeugchassis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (12) im Bereich der Verbindung mit dem Drehrohr (13) soweit radial erweitert ist, dass sie die Stirnfläche des Achsrohrs (14) nach außen hin abdeckt.
Fahrzeugchassis nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zwischen der radialen Erweiterung der Schwinge (12) und dem Achsrohr (14) angeordnete Dichtung (17).
Fahrzeugchassis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Torsionsstäbe (21, 22) zwischen 750 und 1400 mm bei einer Querschnittsfläche (Q) zwischen 20 und 40 mm² beträgt.
Fahrzeugchassis nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsabschnitt (B), auf dem sich die Torsionsstäbe (21, 22) überlappen, zwischen 30% und 70% der Länge der Torsionsstäbe (21, 22) beträgt.