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Die
Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für einen
Achskörper eines Fahrzeugs, insbesondere für Starrachsen,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung ist in der Druckschrift
DE 43 38 651 A1 offenbart.
Die Funktion der Querführung der Starrachse erfolgt durch
ein Lenkerdreieck, wobei dieses von Längs- und Schräglenkern
gebildet ist. Weiterhin sind die Schräglenker überwiegend
so angeordnet, dass eine virtuelle Drehachse des Achskörpers
zum Achskörper, in Fahrzeuglängsrichtung, beabstandet
ist. Durch die offenbarte Lenkeranordnung sollen Relativbewegungen
zwischen Fahrzeugaufbau und Achskörper, beim Ein- und Ausfedern,
vermieden werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gattungsgemäße
Vorrichtung so auszubilden, dass bei einer Kurvenfahrt, insbesondere
beim Schrägfedern der Achse, die Kurvenfahrt unterstützt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruches
1 gelöst. Erfindungsgemäß verläuft
eine erste Verbindungslinie, in einer Seitenansicht in Richtung
der Achskörperlängsachse gesehen, zwischen einer
Anbringungsstelle eines der Schräglenker am Achskörper
und einer Befestigungsstelle zwischen einem der Stablenker und dem Querstab
im Wesentlichen parallel zu einer zweiten Verbindungslinie zwischen
einer Lagerstelle eines der Schräglenker am Fahrzeugrahmen
und einer Lagerstelle eines der Stablenkers am Fahrzeugrahmen, wodurch
bei einem parallelen Ein- und Ausfedervorgang eine Nachlaufänderung
der Achse sicher verhindert und bei einem schrägen Ein-
und Ausfedervorgang ein Einlenken der Hinterachse in Richtung Kurveneinschlag
der Vorderräder unterstützt wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Patentansprüchen.
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Vorteilhafterweise
sind die Schräglenkerachsen eine gegenüber einer
parallel zu einer Fahrzeuglängsachse und parallel zu einer
Fahrzeugquerachse verlaufende Bezugsebene um einen ersten Neigungswinkel
(α) geneigt.
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Weiterhin
verlaufen die Schräglenkerachsen in Vorwärtsfahrtrichtung
gesehen um den ersten Neigungswinkel (α) gegenüber
der Bezugsebene geneigt nach unten.
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Ferner
sind die Stablenkerlängsachsen gegenüber einer
parallel zur Fahrzeuglängsachse und parallel zur Fahrzeugquerachse
verlaufende Bezugsebene um einen zweiten Neigungswinkel (β)
geneigt.
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Weiterhin
verlaufen die Stablenkerlängsachsen in Vorwärtsfahrtrichtung
gesehen einen den zweiten Neigungswinkel (β) gegenüber
der Bezugsebene geneigt nach unten.
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Weiterhin
sind die beiden Neigungswinkel (α, β) gleich groß,
so dass in einer Seitenansicht in Richtung der Achskörperlängsachse
gesehen die beiden Verbindungslinien, eine der Schräglenkerachsen
und eine der Stablenkerlängsachsen ein Parallelogramm bilden.
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Dadurch
kann, beim Ein- und Ausfedern des Fahrzeugs, die Achse sich ausschließlich
in einem definierten Bewegungsbereich bewegen.
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Vorzugsweise
weist die zweite Lenkeranordnung wenigstens einen Stabilisator auf
und insbesondere dient der Querstab als Torsionsstab des Stabilisators.
Hierdurch wird das Federungsverhalten beim einseitigen Einfedern
eines Rades verbessert.
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Vorzugsweise
ist die Achsaufhängung für nicht lenkbare Achsen,
beispielsweise eine Hinterachse und/oder eine Nachlaufachse vorgesehen, wobei
durch die Konstruktion eine das Lenken des Fahrzeugs unterstützende
Achsbewegung ermöglicht wird.
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Vorteilhaft
ist es, die erste Lenkeranordnung in Richtung der Fahrzeughochachse
gesehen über der zweiten Lenkeranordnung anzuordnen. Hierdurch
wird beim Ein- und Ausfedervorgang eine Nachlaufänderung
der Achse verhindert.
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Zweckmäßigerweise
ist die erste Lenkeranordnung durch ein Lenkeraufnahmeelement schwenkbar
am Achskörper angelenkt. Auf diese Weise wird der Achskörper
bei Geradeausfahrt, parallelem Ein- und Ausfedern sowie beim Bremsen
geführt, wobei beim Schrägfedern die Kurvenfahrt
unterstützt wird.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
Achskörper mit einer ersten Lenkeranordnung in perspektivischer
Darstellung,
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2 eine
Achsaufhängung in einer Seitenansicht mit einer ersten
und einer zweiten Lenkeranordnung,
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3 den
Achskörper mit einer ersten und einer zweiten Lenkeranordnung,
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4 eine
Achsaufhängung mit Blick von unten auf den Achskörper,
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5 eine
Achsaufhängung mit Blick von oben auf den Achskörper.
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Eine
in den 2 bis 5 dargestellte Achsaufhängung 1,
weist eine erste und eine zweite Lenkeranordnung 2, 3 sowie
einen Achskörper 4 auf. Die erste Lenkeranordnung 2 umfasst
einen sich in einer Fahrzeuglängsachse L erstreckenden
ersten und zweiten Schräglenker 5, wobei diese
jeweils entlang einer Schräglenkerachse 6 verlaufen
und die Schräglenkerachsen 6, in einer horizontaler
Ebene gesehen, schräg zur Fahrzeuglängsachse L
angeordnet sind. Die Schräglenker 5 weisen an
ihren Axialenden einenends eine Anbringungsstelle 7 und
anderenends – in eine Vorwärtsfahrtrichtung V
vor der Anbringungsstelle 7 angeordnet – eine
Lagerstelle 8 auf, wobei diese schwenkbar am Aufbau angelenkt ist.
Wie in 2 zu erkennen, sind die Schräglenkerachsen 6 jeweils
gegenüber einer Bezugsebene B, die ihrerseits durch die
Fahrzeuglängs- und eine Fahrzeugquerachse L, Q aufgespannt
wird, um einen ersten Neigungswinkel α geneigt. Insbesondere
in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen, verlaufen die Schräglenkerachsen 6 gegenüber
der Bezugsebene B geneigt nach unten. Wie insbesondere in 1 ersichtlich
ist, weisen die Lagerstellen 8 zueinander, in Richtung
der Fahrzeugquerachse Q gesehen, eine gegenüber den Anbringungsstellen 7 größere
Beabstandung auf.
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Ein
Lenkeraufnahmeelement 9 ist entlang einer Achskörperlängsachse
A mittig und mit der der Fahrbahnoberfläche zugewandte
Grundfläche unmittelbar am Achskörper 4 angeordnet.
Weiterhin weist das Bauteil Mittel zur beweglich Anbindung der Schräglenkern 5 an
ihren Anbringungsstellen 7 auf, wodurch eine quer zur jeweiligen
Schräglenkerachse 6 schwenkbare Anlenkung der
ersten Lenkeranordnung 2 am Achskörper 4 ermöglicht
ist. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung
ist eine direkte, schwenkbare Anlenkung der ersten Lenkeranordnung 2 am
Achskörper 4 ebenfalls denkbar. Zu diesem Zweck
sind am Achskörper 4 Mittel zur beweglichen Anbindung
der Schräglenker 5 direkt ausgebildet.
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Der
Achskörper 4 kann an geeigneten Stellen als Hohlbauteil
ausgebildet sein, um insbesondere ein Hinterachsgetriebe und/oder
ein Differenzial, Antriebswelle und/oder dgl. aufzunehmen. Weiterhin weist
der Achskörper 4 an seinen Axialenden Mittel zur
drehbaren Lagerung von Kraftfahrzeugrädern sowie Mittel
für Federungs- und/oder Dämpfungselemente sowie
für das Anbringen einer Bremsanlage auf. Am Achskörper 4 ist
im Übergangsbereich seines kesselartigen Mittelteils auf
die sich entlang der Fahrzeugquerachse Q beidseitig erstreckenden rohrähnlichen
Fortsätzen eine Lagereinheit 11 vorgesehen, wobei
diese in der erfindungsgemäßen Ausführungsform
als Luftbalgträger mit zwei entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung
V vom Achskörper 4 wegragenden Tragarmen 11.1, 11.2 ausgeführt
ist. Die Lagereinheit 11 erstreckt sich quer zur Achskörperlängsachse
A. Hierbei ist die Lagereinheit 11 etwa mittig mit den
rohrähnlichen Fortsätzen des Achskörpers 4 verbunden.
In einer Seitenansicht gesehen, ist die Lagereinheit 11 bananenförmig
ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt erstrecken
sich die Tragarme 11.1, 11.2 zu ihren freien Endstellen
hin in Richtung einer Fahrzeughochachse H gesehen. Der in Vorwärtsfahrtrichtung
V vorne vor dem Achskörper 4 liegende Teil der
Lagereinheit 11 weist Mittel zur Anbringung der zweiten
Lenkeranordnung 3 auf.
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Der
Achskörper 4, der erfindungsgemäß als nicht
lenkbare Hinterachse und/oder Nachlaufachse ausgeführte
ist, weist zu seiner Führung und Stabilisierung neben der
ersten Lenkeranordnung 2 die zweite Lenkeranordnung 3 in
Form eines ersten und zweiten Stablenkers 12 auf, die sich
ihrerseits jeweils entlang einer Stablenkerlängsachse 10 in
Fahrzeuglängsrichtung L erstreckt.
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Die
zweite Lenkeranordnung 3, mit wenigstens einem Stabilisator 15 und
einem Querstab 16, ist entlang der Fahrzeughochachse H
gesehen unterhalb der ersten Lenkeranordnung 2 angeordnet.
Ferner sind die Stablenkerlängsachsen 10 gegenüber einer
parallel zur Fahrzeuglängsachse L und parallel zur Fahrzeugquerachse
Q verlaufenden Bezugsebene B' um einen zweiten Neigungswinkel β geneigt, wobei
die Stablenkerlängsachsen 10 in Vorwärtsfahrtrichtung
V gesehen gegenüber der Bezugsebene B' geneigt nach unten
verlaufen. Weiterhin sind die beiden Neigungswinkel α und β gleich
groß. Wie in 2 dargestellt erstreckt sich
eine erste Verbindungslinie 13 von der Anbringungsstelle 7 zur
Lagerstelle 8 und eine zweite Verbindungslinie 14 von
einem ersten Lager 17 zu einem zweiten Lager 18,
wobei die Verbindungslinien 13, 14 ein Parallelogramm bilden.
Der sich zur Achskörperlängsachse A parallel erstreckende
Querstab 16, der insbesondere als Torsionsstab des Stabilisators 15 dient,
ist an seinen Axialenden beweglich und senkrecht an der jeweils korrespondierenden
Lagereinheit 11 angeordnet. Weiterhin trägt der
Querstab 16 an seinen Axialenden Stablenker 12,
die sich ihrerseits quer zum Querstab 16 in Vorwärtsfahrtrichtung
V erstrecken und entlang der Fahrzeugquerachse Q gesehen, die Lagereinheit 11 axial
einschließen. Die Stablenker 12 weisen für
deren Anbindung am Querstab 16 und an einem nicht näher
dargestellten Fahrzeugbauteil, insbesondere dem Fahrzeugrahmen,
jeweils Lager 17, 18 auf, wobei diese weich ausgeführt
sind.
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Durch
die am Lenkeraufnahmeelement 9 zueinander in Fahrzeugquerrichtung
Q beabstandete Anordnung des ersten und zweiten Schräglenkers 5, ist
ein so genannter aufgelöster Dreiecklenker gebildet. Dieser
weist einen virtuellen Schnittpunkt S auf, der durch das Kreuzen
der beiden Schräglenkerachsen 6 gebildet und von
einer virtuellen Drehachse VD, die sich parallel zur Fahrzeughochachse
H erstreckt, durchsetzt ist. Erfindungsgemäß ist
der Schnittpunkt S in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen, hinter
dem Achskörper 4 angeordnet. Weiterhin ist eine
Mittenachse M gebildet, die in Fahrzeuglängsrichtung L
gesehen, in einer Achsebene mit der virtuellen Drehachse VD einliegt.
Die Mittenachse M mittelt den Achskörper 4 jeweils
entlang der Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerachse L, Q und
erstreckt sich parallel zur Fahrzeughochachse H. Im Fahrbetrieb,
insbesondere bei Geradeausfahrt, parallelem Ein- und Ausfedern sowie
beim Verzögern ist der Achskörper 4 durch
die erste und die zweite Lenkeranordnung 2, 3 geführt,
wobei auftretende Momente gegenüber dem Fahrzeugrahmen
abgestützt und in diesen eingeleitet sind.
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Ferner
ist durch die parallele Anordnung der Lenkeranordnungen 2, 3 eine
Nachlaufänderung des Achskörpers 4 sicher
verhindert.
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Insbesondere
bei Kurvenfahrt erfolgt ein Schrägfedern des Achskörpers 4,
wodurch sich der Achskörper 4 um eine Fahrzeugrollachse
R dreht. Durch einen Abstand Z zwischen der virtuellen Drehachse
VD und der Mittenachse M ist durch eine Querkraft Fq im Achskörper
ein Moment um die virtuelle Drehachse VD erzeugt. Die aus dem Moment
resultierende Drehbewegung des Achskörpers 4 um
die virtuelle Drehachse VD befähigt den Achskörpers 4 in Richtung
eines Kurveneinschlags der Vorderräder einzulenken, wodurch
die Kurvenfahrt unterstützt ist. Hierfür ist es
erforderlich, dass die zweite Lenkeranordnung 3 so ausgebildet
ist, dass diese, die funktionsgemäß den Achskörper 4 gegen
ein Einlenken abstützt, eine Bewegung des Achskörpers 4 um
einen bestimmten Winkel um die Fahrzeughochachse H bei einer definierten
Stellung der ersten und zweiten Lenkeranordnung 2, 3 ermöglicht.
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Zweckmäßigerweise
weisen hierfür die Lager 17, 18 der zweiten
Lenkeranordnung 3 sowie die Anbringungsstelle 7 und
Lagerstelle 8 der ersten Lenkeranordnung 2 Elemente
auf, die eine Bewegung des Achskörpers 4, insbesondere
in Fahrzeuglängsrichtung L, ermöglichen. Mit anderen
Worten beschrieben, ist eine Zwangsbewegung des Achskörpers 4 um
die Fahrzeuglängs-, -quer- und -hochachse, die sich durch
das Ein- und Ausfedern des Achskörpers 4 im Fahrbetrieb
ergibt, durch das Parallelogramm der Achsaufhängung 1 begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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