DE1655104B2 - Vorrichtung zur Anlenkung eines als Achsträger dienenden Hilfsrahmens an der Karosserie oder dem Hauptrahmen eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anlenkung eines als Achsträger dienenden Hilfsrahmens an der Karosserie oder dem Hauptrahmen eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 10 96 216 bereits bekannt Dabei ist das Heckteil eines Kraftfahrzeuges auf dem Hilfsrahmen angeordnet, um dasselbe austauschbar zu machen. Der Hilfsrahmen setzt sich im wesentlichen aus einem vor dem Hinterrad verlaufenden rohrförmigen Querträger und zwei vom Querträger nach hinten ragenden Längsträgern zusammen. Das Querrohr ist durch elastische Elemente, nämlich konzentrische Gummiringe an seinen beiden Enden an der Karosserie drehbar gelagert Zwei weitere elastische Elemente, die sich an den hinteren Enden der beiden Längsträger befinden, sind als etwa vertikal verlaufende Abstützlager ausgebildet Bei Einwirkung einer Kraft in Fahrzeuglängsrichtung sind die elastischen Elemente atich einer Druckbeanspruchung ausgesetzt Bei einer Ausführungsform der bekannten Vorrichtung ist eine stulpenförmige Verdickung der Gummiringe am Querrohr vorgesehen, um bei einer Bewegung des Hilfsrahmens in Querrichtung dessen Verschiebung in geringerem Maße zu behindern.

Aus den ausgelegten Unterlagen der deutschen Patentanmeldung B 5 269 Il/63c ist ein als Vorder- oder Hinterachsträger dienender Hilfsrahmen bekannt, der an drei oder vier Punkten über Gummilager an der Karosserie abgestützt ist. Auch mit diesem bekannten Hilfsrahmen soll eine raschere Montage und Demontage bestimmter Fahrzeugteile erzielt werden. Weitere Angaben über die Anordnung und die Ausbildung der Gummilager werden nicht gemacht.

Ferner ist ein Hilfsrahmen bekannt, der mit der Karosserie oder dem Hauptrahmen eines Fahrzeuges über vier elastische Klötze verbunden ist, die paarweise auf gegenüberliegenden sowie auf gleichen Fahrzeugseiten jeweils unter Bildung eines V angeordnet sind, so daß sie auf Bewegungen in Fahrzeuglängsrichtung in gleicher Weise ansprechen wie auf Querbewegungen (CH-PS 3 39 506).

Aus der FR-PS 11 85 492 ist ein Vorderachsträger bekannt, der am Hauptrahmen über zwei Gummilager abgestützt ist, um die durch die Zweipunkt-Lagerung gebildeten Drehmomente aufzunehmen, sind außerdem zwischen Vorderachsträger und Hauptrahmen zwei Lenker vorgesehen, die mittels Gummielementen am Hauptrahmen befestigt sind. Be; Einwirkung einer Kraft in Längsrichtung des Fahrzeuges werden insbesondere die Gummielemente an den Lerkern auf Druck beansprucht.

Um eine Untersteuerung zu erreichen, ist es aus der GB-PS 10 18 597 bekannt, die Hinterachse mit dem Fahrzeugrahmen über vier Lenker zu verbinden, die an der Hinterachse angelenkt und, um Drehbewegungen zu ermöglichen, in Gummi gelagert sind.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff den Fahrkomfort durch eine bessere Dämpfung des Laufs der Räder zu erhöhen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands sind den Unteransprüchen 2 bis 7 zu entnehmen.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene größere Flexibilität der elastischen Elemente in Längsrichtung des Fahrzeuges werden die durch den Lauf der Räder insbesondere auf Pflastersteinen hervorgerufenen Geräusche und Erschütterungen optimal gedämpft. Zum anderen wird eine Querstabilisierung der Achse

erreicht

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen einer Hinterachsenaufhängung für Kraftfahrzeuge beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 die Ansicht des die Achse tragenden Rahmens, der mit dem Chassis durch schrägliegende elastische Stützen verbunden ist;

F i g. 2 und 3 die Verbindung des Rahmens mit dem Chassis, teilweise im Querschnitt; F i g. 4 die Ansicht von oben;

Fig.5 eine schematische Darstellung des Rahmens und seiner Stützen;

Fig.6 die Ansich: einer Ausführungsform, bei der Achse und Chassis vermittels eines Querträgers mit Hebelarmen verbunden sind;

F i g. 7 einen Querschnitt durch die Befestigung der am Querrohr angebrachten vorderen Hebelarme mit dem Chassis;

Fig.8 die Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 6;

F i g. 9 die Ansicht einer Veriante;

F i g. 10 die Ansicht einer anderen Variante;

F i g. 11 eine andere Art der Befestigung einer Rahmenseite am Chassis;

Fig. 12 einen Längsschnitt durch einen beweglichen Verbindungsarm;

Fig. 13 den Querschnitt in der Ebene Xlll-Xlll der Fig. 12;

Fig. 14 den aufgeschnittenen beweglichen Verbindungsarm in schräger Stellung, wobei dessen Halteiüuffen auf Druck und Schub beansprucht werden;

Fig. 15 bis 21 andere Arten der Befestigung einer Rahmenseite mit dem Chassis;

F i g. 22 bis 25 verschiedene elastische Aufhängungen des Rahmens am Chassis.

In den Fig. 1 bis 4 sind ein Hauptrahmen 1 eines Kraftfahrzeugchassis und zwei Hilfsträger 2 zu erkennen, die jeweils hinter dem Hauptrahmen 1 liegen. Je ein Radlenker 3 ist mit einem Zapfen 4 an einem Rahmen 5 angelenkt. Das eine Ende des Rahmens 5 ist außerdem mit dem Hauptrahmen 1 über eine Kautschukstütze 6 verbunden, deren Wirkungsquerschnitt parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verlauf: und gegenüber der Senkrechten um etwa 45° geneigt ist. Diese Neigung ist bei der einen Stütze nach links und bei der anderen Stütze nach rechts gerichtet.

Das dem Hanptrahmen 1 gegenüberliegende Ende des Rahmens 5 ist an den Hilfsträgern 2 mit Kautschukstützen 7 befestigt, die wie die Stützen 6 ausgeführt sind, und deren Wirkungsquerschnitt ebenfalls parallel zur Längsachse verläuft und gegenüber der Senkrechten um etwa 45° geneigt ist.

Wenn auf den Lenker 3 eine Kraft in Längsrichtung des Fahrzeuges wirkt, so werden die Stützen 6 und 7 gleich stark und nur auf Schub beansprucht, während eine quer- oder senkrecht gerichtete Kraft zugleich als Schub- und Druckkraft wirkt. Nun ist der Elastizitätsmodul bei Kautschuk für Druckkräfte etv-a dreimal so groß wie für Schubkraft. Daraus folgt, daß die t>o Verschiebung zwischen Lenker und Chassis dann am größten ist, wenn eine Kraft in Längsrichtung des Fahrzeuges wirkt.

Die Stützen 6 sind so ausgeführt, daß sie sich in Querrichtung bei gleich großer Kraft stärker als die Stützen 7 verformen. Unter diesen Bedingungen wird die bei Kurvenfahrt auf Hinterräder 8 wirkende Kraft zur Folge haben, daß der Rahmen 5 bestrebt ist. sich im Sinne des Lenkeinschlages zu verdrehen, wodurch sich das Fahrzeug selbst stabilisiert

Denselben Effekt kann man auch erzielen, indem man gleichartige Stützen verwendet und den Neigungswinkel gegenüber der Senkrechten bei den Stützen 6 größer wählt als bei den Stützen 7.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 6 bis 8 ist zur Verbindung zwischen Radlenker 3 νηά Chassis ein Querrohr 13 mit jeweils zwei kraftschlüssig angesetzten vorderen und hinteren Hebeln 14 bzw. 15 vorgesehen, wobei die hinteren Hebel dichter nebeneinanderliegen als die vorderen Hebel.

Jeder der Hebel 14 greift in einen Hohlraum des zugehörigen Hauptrahmens 1 und trägt an seinem Ende eine starr befestigte Hülse 16. Die Hülse umfaßt einen Zapfen 18 mit linsenförmigem Querschnitt, der mit einem Bolzen 19 am Hauptrahmen befestigt ist. Zwischen dem Zapfen 18 und der Hülse liegen sichelförmige Kautschukteile 17, wobei der Zapfen 18 so angeordnet ist, daß die Hauptachse des linsenförmigen Querschnitts in Fahrtrichtung weist. Der Hebel 14 trägt außerdem senkrecht über dem Querrohr 13 eine weitere Hülse 16a, die wie die Hülse 16 am Hauptrahmen 1 befestigt ist

Jeder der hinteren Hebel 15 führt zu einem der Hilfsträger 2 und ist mit diesem in ähnlicher Weise verbunden wie die Hebel 14 mit dem Hauptrahmen 1. Auch hier ist eine am Hebel 15 angeschweißte Hülse 16' vorgesehen, ferner sichelförmige Kautschukteile 17' und ein Zapfen 18', der linsenförmigen Querschnitt haben kann, und der mit einem Bolzen 19' am Träger 2 befestigt ist (F i g. 8). Die Gelenke zur Radlenkeraufhängung befinden sich an den Hebeln 15, wo auch die Stoßdämpfer angelenkt werden.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 4 wird eine auf den Radlenker wirkende Kraft diesen gegenüber dem Chassis verschieben, wobei die Verschiebung größer ist, wenn die Kraft längs der Fahrtrichtung wirkt, als wenn sie senkrecht oder quergerichtet ist. Bei der Anordnung nach den F i g. 6 bis 8 ist eine Versteifung des Chassis oberhalb des Radlenkers zur Aufnahme der von den Stützen 7 übertragenen Stöße nicht erforderlich.

In weiterer Ausgestaltung kann der Hebel 14 mit dem Hauptrahmen 1 über einen Schwingarm 20 mit senkrechter Symmetrieachse verbunden werden (vgl. F i g. 9). An die Stelle der elastischen Verbindung aus den Teilen 16', 17', 18' und 19' kann analog ein Schwingarm 20' treten, dessen Symmetrieachse waagerecht und quer zur Fahrtrichtung verläuft, und der den Hebel 15 mit dem entsprechenden Hilfsträger 2 verbindet (F ig. 10).

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind Stoßdämpfer 21 einerseits an einem Teil des Rades oder an einem Hebel befestigt, der den Erschütterungen des Rades folgt, während sie andererseits mit dem Rahmen oder mit der Karosserie verbunden werden, so daß auftretende Schwingungen gedämpft werden und eine gewisse Bewegungsfreiheit der Achsaufhängung gegenüber der Karosserie erhalten bleibt.

F i g. 11 zeigt die Verbindung einer Seite des Rahmens 5 mit dem Hauptrahmen 1 des Chassis durch einen Schwingarm 22, wobei deren Ebene P (vgl. Fig. 12) beide Drehachsen schneidet und senkrecht liegt. Diese Schwingarme sind jeweils elastisch mit dem Rahmen 5 und dem Hauptrahmen 1 verbunden. Ihre Drehachsen verlaufen waagerecht und auer zur

Fahrtrichtung. Wie in den Fig. 12 und 13 im einzelnen dargestellt, wird jeder der Schwingarme 22 mit einem Achszapfen 23 am entsprechenden Hauptrahmen 1 und mit einem Achszapfen 24 am Rahmen 5 mit elastischen Muffen 25 und 26 angelenkt. Diese Muffen können gemäß Fig. 13 aus zwei kegelstumpfförmigen Teilen bestehen.

Der Rahmen kann sich gegenüber dem Chassis in Längsrichtung verschieben. Die vertikalen Kräfte werden unter Druckbeanspruchung der Muffen 25 und 26 abgefangen, während die quergerichteten Kräfte die Muffen auf Druck und Schub beanspruchen und so verformen, das Kegelgelenke nach F i g. 14 entstehen.

In der Ausführungsform nach Fig. 15 erfolgt die Verbindung zwischen einem Ende des Rahmens 5 und dem Hauptrahmen 1 durch Schwingarme 27, deren Ebenen P symmetrisch gegenüber der Vertikalen geneigt sind und nach oben zusammenlaufen. Hierbei sind die Schwingarme elastisch am Rahmen und an den Trägern angelenkt, wobei die Drehachsen waagerecht und längs zur Fahrtrichtung verlaufen. Bei dieser Aufhängung werden sowohl die vertikalen als auch die quergerichteten Kräfte unter Druckbeanspruchung der Muffen abgefangen. Die Kräfte längs zur Fahrtrichtung wirken auf die Muffen als Druck- und Schubkräfte, so daß sich Kegelgelenke nach F i g. 14 bilden.

Die Anordnung nach Fig. 16 ist derjenigen nach F i g. 15 ähnlich. Der Unterschied besteht darin, daß die Ebenen P von Schwingarmen 27' hierbei nach unten zusammenlaufen.

!n F i g. 17 ist dargestellt, wie das Ende des Rahmens 5 mit dem Hauptrahmen 1 durch Schwingarme 29 verbunden ist, deren Ebenen P vertikal und quer zur Fahrtrichtung Hegen. Die Schwingarme sind hierbei ebenfalls am Rahmen 5 und an den Trägern elastisch angelenkt, wobei die Drehachsen senkrecht verlaufen. Der Rahmen 5 ist in geringen Grenzen längs zur Fahrtrichtung frei verschieblich. Demgegenüber werden die quergerichteten Kräfte unter Druckbeanspruchung der elastischen Muffen abgefangen, während die vertikalen Belastungen dieselben Muffen auf Druck und Schub beanspruchen und sie dabei so verformen, daß sich Kegelgelenke nach F i g. 14 ausbilden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 18 ist eine Seite des Rahmens 5 mit dem Hauptrahmen 1 durch elastische Kautschukblöcke 28 mit horizontalen Auflageflächen verbunden. Unter den vertikalen Belastungen drücken sich die Blöcke 28 zusammen, während sie durch längs- und quergerichtete Kräfte auf Schub beansprucht werden.

Bei einigen der vorstehend beschriebenen Anordnungen kann eine Begrenzung der Verschieblichkeit in Querrichtung erwünscht sein. In solchen Fällen wird ein zusätzliches Element angebracht, das die quergerichteten Kräfte abfangen kann. Fig. 19 zeigt hierzu einen Schwingarm 30 mit vertikalen Drehachsen, der elastisch am Rahmen und am Chassis angelenkt wird. Es ist auch möglich, statt dieses Schwingarms elastische Blöcke vorzusehen, die in Querrichtung schwer und in Längsrichtung leicht zu verformen sind. Die F i g. 20 und 21 zeigen solche, mit Aussparungen versehene Zylinderblöcke.

Jeder der bisher beschriebenen Anordnungen kann sowohl am vorderen als auch am hinteren Teil eines jeden Rahmens angebracht werden. Wenn es sich wie in dieser Beschreibung um die Aufhängung einer Hinterachse handelt, wird man eine solche Anordnung wählen, bei der eine quergerichtete Kraft den Rahmen 5 in seinem vorderen Teil mehr verschiebt als in seinem hinteren Teil. Auf diese Weise bekommt das Fahrzeug eine Untersteuerungstendenz, wie sie im allgemeinen wünschenswert ist. Aus diesem Grunde wird die Aufhängung mit den Schwingarmen 29 oder mit den Zusatzelementen 31 und 32 zum Auffangen der quergerichteten Kräfte für die Vorderseite des Rahmens 5 nicht in Frage kommen, und für die hintere Seite immer angewendet werden, weil diese Elemente in Querrichtung auf Druck beansprucht werden und sich in dieser Richtung nur wenig verformen. Die F i g. 22 und 23 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die vordere Aufhängung gegenüber der hinteren Aufhängung eine größere Elastizität in Querrichtung aufweist, dadurch daß die elastischen Elemente auf Schub beansprucht werden. (Im Falle der F i g. 22 sind es die Schwingarme 22, in F i g. 23 die Blöcke 28.)

In Fig. 23 iiegt das zusätzliche Element zui Hemmung der Verschieblichkeit in Querrichtung am hinteren Teil des Rahmens, während die Verbindungsteile (Block 28) vorne und hinten jeweils die gleicher sind. Es ist auch möglich, von einem solcher Zusatzelement abzusehen und trotzdem jeweils vorn und hinten Verbindungsteile gleichen Typs zu verwenden (Fig.24), vorausgesetzt, daß diese Teile unterschiedliche Charakteristiken haben (Schwingarme Zl vorne und 22a hinten).

Falls eine Tendenz zur Untersteuerung oder zui Übersteuerung nicht erwünscht ist, kann eine Verdrehung des Rahmens gegenüber dem Chassis unter dem Einfluß der Querkräfte dadurch vermieden werden, daC man beispielsweise die Elemente zum Auffangen der Querkräfte in der Nähe der senkrechten Ebene anbringt, die die Radachse schneidet. In F i g. 25 ist eine solche Lage von Schwingarmen 30a dargestellt

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anlenkung eines als Achsträger dienenden Hilfsrahmens mit einem durch erste elastische Elemente an der Karosserie oder dem s Hauptrahmen eines Fahrzeuges befestigten Querträger sowie zwei durch zweite elastische Elemente mit der Karosserie verbundenen Längsträgern, wobei zwei der elastischen Elemente vor und zwei hinter der Radachse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (Kautschukstützen 6 und 7; Kautschukteile 17 und 17'; Schwingarme 22,27 und 27' sowie 29; Muffen 25 und 26; Kautschukblock 28) bei Einwirkung einer Kraft in Längsrichtung des Fahrzeuges ausschließ- is lieh Schubbeanspruchungen unterliegen und in Längsrichtung des Fahrzeuges flexibler ausgebildet sind als in senkrechter Richtung oder in Querrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (Kautschuk-Stützen 6 und 7) als Klötze ausgebildet sind, die gegenüber der senkrechten Mittellängsebene des Fahrzeuges geneigt sind und deren Schubebenen in der Querebene ein nach unten oder oben geöffnetes V bilden, wobei eine Beanspruchung der elastischen Elemente auf Druck ausschließlich bei Einwirkung von zum Fahrzeug quer oder senkrecht gerichteten Kräften erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente als Klötze ausgebildet sind, die gegenüber der senkrechten Mittellängsebene des Fahrzeuges symmetrisch geneigt sind und in der Querebene ein nach oben oder unten gerichtetes V bilden, wobei die öffnung des V der hinteren elastischen Elemente (Stütze 7) derjenigen der vorderen elastischen Elemente (Stütze 6) entgegengerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen elastischen Elemente so ausgerichtet sind, daß sie sich bei gleich großer Kraft in Querrichtung stärker verformen als die hinteren elastischen Elemente.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen elastischen Elemente so ausgerichtet sind, daß sie sich bei gleich großer Kraft in Querrichtung weniger verformen als die hinteren elastischen Elemente.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Längsträger durch einen Radlenker in einen vorderen und einen hinteren Hebel unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (Kautschukteile 17 und 17') die vorderen (14) und die hinteren Hebel (15) mit dem Hauptrahmen (1) verbinden und derart ausgerichtet sind, daß sie bei Einwirkung einer Kraft in Längsrichtung des Fahrzeuges vornehmlich einer Schubkraft und bei Einwirkung einer Kraft in einer anderen Richtung vornehmlich einer Druckkraft unterworfen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (Block 28) als Klötze mit horizontalen Auflageflächen für den Hauptrahmen (1) ausgebildet sind.