DE19818698B4

DE19818698B4 - Aufhängung für eine Fahrzeugachse

Info

Publication number: DE19818698B4
Application number: DE19818698A
Authority: DE
Inventors: Christopher Dr.-Ing. Frey; Olaf Jörg Drewes; Olaf SCHÜTTE
Original assignee: SAF Holland GmbH
Current assignee: SAF Holland GmbH
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-04-25
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2018-04-26
Also published as: DE19818698A1

Abstract

Aufhängung für eine einen starren Achskörper (1) aufweisende Fahrzeugachse, mit wenigstens je einem Führungslenker (2) beidseits der Fahrzeuglängsmittelebene, welcher mit seinem vorderen Ende (3) an einem chassisfesten Lagerpunkt (4) angelenkt und im Abstand davon starr mit dem Achskörper (1) verbunden ist, und welcher im Bereich seines hinteren Endes (5) das untere Auflager eines Federelements (6) bildet, auf dessen Oberseite sich das Fahrzeugchassis (7) abstützt,
wobei der Führungslenker (2) einen vorderen Grundkörper (8) und einen hinteren Tragkörper (9) aufweist, welche als gesonderte Bauteile ausgebildet sind,
wobei der Achskörper (1) mit dem Grundkörper (8) verbunden ist,
wobei sich das Federelement (6) auf dem hinteren Tragkörper (9) abstützt,
wobei der Tragkörper (9) bezüglich der Höhe relativ zu dem Grundkörper (8) variabel positionierbar und im Bereich von Berührungskanten (10, 10') befestigbar ist, und
wobei der Tragkörper (9) im Bereich der Berührungskanten (10, 10') den Grundkörper (8) oder ein mit...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung für eine einen starren Achskörper aufweisende Fahrzeugachse, mit wenigstens je einem Führungslenker beidseits der Fahrzeuglängsmittelebene, welcher mit seinem vorderen Ende an einem chassisfesten Lagerpunkt angelenkt und im Abstand davon starr mit dem Achskörper verbunden, z. B. verschweißt oder verspannt ist, und welcher im Bereich seines hinteren Endes das untere Auflager eines Luftfederbalges oder dgl. Federelements bildet, auf dessen Oberseite sich das Fahrzeugchassis abstützt.
Bei herkömmlichen Fahrzeugachsaufhängungen dieser Art muß der von dem Fahrzeugbauer geforderte Fahrhöhenbereich mittels verschiedener Lenkerformen, verschiedener Luftfederböcke zwischen Luftfeder und Fahrzeugchassis, verschieden hoher Lagerböcke zur Anlenkung des vorderen Endes des Führungslenkers und/oder verschiedener Luftfederbälge erreicht werden. Die zu diesem Zweck erforderliche Variantenvielfalt der einzelnen Bauteile, welche in gewisser Vorlaufzeit zur Produktion des Achsaggregates gefertigt und bereitgehalten werden müssen, ist nachteilig. Da sich die geforderte Fahrhöhe nur aus der Kombination bestimmter Führungslenker, Luftfederböcke, Lagerböcke und Bälge ergibt, ist die Möglichkeit, kurzfristig auf besondere Kundenwünsche – und dies in der Regel auch nur für diskrete Fahrhöhen – einzugehen, stark eingeschränkt und nur mit einem sehr hohen Aufwand zu erreichen, welcher logistisch nicht zu vertreten ist. Die Variantenvielfalt der einzelnen Bauteile führt ferner zu geringen Einzelstückzahlen, was insbesondere bei dem Führungslenker zu einem spürbar höheren Preis führt.
Die US-5,375,871 A offenbart eine Achsaufhängung, bei welcher eine Fahrzeugachse an einen einteiligen Führungslenker angeschweißt ist.
Die US-3,909,036 A offenbart ein Radaufhängungssystem mit einem Führungslenker, einer Luftfeder und einem Achsgehäuse, welches mit dem Führungslenker mittels einer Klemmvorrichtung verbunden ist.
Die US-4,465,298 A offenbart ein Radaufhängungssystem mit einem aus drei Bereichen ausgebildeten Führungslenker, welcher sich an einer Luftfeder abstützt und an welchem über eine Klemmvorrichtung eine Fahrzeugachse befestigt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugachsaufhängung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie kostengünstig herstellbar ist und kurzfristig, auch ohne Mehraufwand, auf besondere Kundenwünsche bezüglich des Fahrhöhenbereichs eingegangen werden kann. Dabei soll die Vielzahl der möglichen Fahrhöhen gegenüber den bisherigen Möglichkeiten erhöht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Aufhängung gemäß Anspruch 1 gelöst, insbesondere dadurch, daß der Fahrzeuglenker aus einem vorderen Grundkörper und einem hinteren Tragkörper als gesonderte Bauteile besteht, und daß der Tragkörper in der Höhe variabel, d. h. stufenlos oder mehrstufig, relativ zu dem Grundkörper positionierbar und im Bereich von Berührungskanten befestigbar ist.
Ein und derselbe Grundkörper sowie ein und derselbe Tragkörper können daher, da sie in ihrer Höhe frei zueinander positionierbar sind, für die Schaffung unterschiedlicher Fahrhöhenbereiche verwendet werden, was sowohl die Herstellungskosten als auch die Lagerkosten erheblich verringert. Auf die von einem Fahrzeugbauer geforderte Fahrhöhe kann kurzfristig und genau eingegangen werden. Aufgrund der in der Höhe freien Positionierung des Tragkörpers relativ zu dem Grundkörper wird einerseits die Funktion der verschiedenen Lenkerformen als auch die Funktion der verschiedenen Federbockhöhen in den Tragkörper integriert. Durch die Verringerung der Bauteilvarianten (Ersatz der verschiedenen Lenkerformen durch einen einzigen Grundkörper und einen einzigen Tragkörper sowie Ersatz der verschiedenen Federböcke durch eine einzige Federplatte), kann sehr viel flexibler und schneller auf Kundenwünsche bezüglich der Fahrhöhe eingegangen werden.
Die eine der Berührungskanten ist z. B. von dem Grundkörper selbst oder einem mit diesem oder dem Achskörper verbundenen Zwischenstück oder dem Achskörper selbst gebildet. Der Tragkörper kann also beispielsweise an den Grundkörper, an das Zwischenstück oder an den Achskörper angeschweißt sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist dann besonders zuverlässig und wirksam, wenn die Berührungskanten zwischen Grundkörper bzw. Zwischenstück bzw. Achskörper und Tragkörper im wesentlichen senkrecht zum Fahrzeugchassis verlaufen.
Dabei können die Berührungskanten im einfachsten Falle gerade oder in Form eines Kreisbogens verlaufen. Bei der speziellen Gestaltung der Berührungskanten in Form eines Kreisbogens können die Stellung des Luftfederbalges und dessen Kinematik beim Ein- und Ausfedern unabhängig von der Fahrhöhe mit nur einem Tragkörper optimiert werden.
Erfindungsgemäß übergreift der Tragkörper im Bereich der Berührungskanten den Grundkörper bzw. das Zwischenstück mit Seitenflanschen ein- oder beidseitig oder er greift mit einem Verbindungsflansch in eine Nut des Grundkörpers bzw. des Zwischenstücks ein.
Die Aufteilung des Führungslenkers in die beiden Funktionselemente Grundkörper, mit welchem der Achskörper verbunden ist, und Tragkörper, auf welchem sich das Federelement abstützt, erlaubt ferner eine gezielte Materialauswahl für den stärker belasteten vorderen Bereich und den weniger stark belasteten hinteren Bereich des Führungslenkers, wodurch eine weitere Gewichts- und Kostenoptimierung des gesamten Führungs lenkers möglich ist. Dabei besteht der Grundkörper vorzugsweise aus einem Material, welches in erster Linie auf hohe Belastung ausgelegt ist, und der Tragkörper aus einem Material, welches in erster Linie auf geringes Gewicht ausgelegt ist.
Bekannte Fahrzeugachsaufhängungen sind in der Regel mit Stoßdämpfern ausgerüstet. Diese weisen in der Regel eine Kolben-Zylinder-Anordnung auf, welche zwischen dem vorderen Lagerbock für die Anlenkung des Führungslenkers und dem Führungslenker im Bereich des Achskörpers angelenkt ist. Derartige Stoßdämpfer haben wegen ihrer Schräglage eine beschränkte Wirksamkeit und für verschiedene Fahrhöhen sind verschiedene Einbaukonstruktionen erforderlich, was den Kostenaufwand wiederum erhöht.
Mit der Erfindung wird demgegenüber vorgeschlagen, den Stoßdämpfer im wesentlichen senkrecht zum Fahrzeugchassis anzuordnen, und zwar vorzugsweise in der Weise, daß der Stoßdämpfer mit seinem unteren Ende an dem Tragkörper angelenkt ist. Dies erlaubt die Verwendung von nur einem einzigen Stoßdämpfertyp für alle Fahrzeughöhenbereiche. Aufgrund der im wesentlichen senkrechten Anordnung und dem geringeren Dämpferhub verbessert sich die Wirksamkeit des Stoßdämpfers gegenüber den bisherigen Dämpferanordnungen. Eine einmal optimierte Dämpferanordnung bleibt im Gegensatz zu den bekannten Dämpferanordnungen für alle Fahrhöhen gleich. Deswegen ist dieser Erfindungsgedanke auch unabhängig von der vorliegenden speziellen Achsaufhängung einsetzbar.
In besonderer Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens ist der Stoßdämpfer mit seinem oberen Ende an einer Federplatte angelenkt, über welche der Luftfederbalg oder dgl. Federelement an dem Fahrzeugchassis befestigt ist. Dies erlaubt es, Tragkörper, Federelement, Stoßdämpfer und Federplatte als eine vorgefertigte für verschiedene Fahrhöhenbereiche einsetzbare vorgefertigte Baueinheit anzuliefern, wobei beim Fahrzeughersteller zur Anpassung an die besondere Fahrhöhe lediglich die in der Höhe stufenlos vorwählbare Positionierung und Verschweißung des Tragkörpers relativ zu dem Grundkörper erforderlich ist. Auf diese Weise wird der Montageaufwand bei dem Fahrzeughersteller verringert, während er bei dem Hersteller der Fahrzeugachse aufgrund Großserienfertigung gering gehalten werden kann.
Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Führungslenkers für eine Achsaufhängung eines Fahrzeuges der zuvorgenannten Art gerichtet und zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß ein Grundkörper und ein Tragkörper als gesonderte Bauteile in stufenloser oder mehrstufiger Anpassung an die angestrebte Fahrhöhe des Fahrzeugchassis im Bereich von Berührungskanten relativ zueinander positioniert werden und dann der Tragkörper an dem Grundkörper bzw. dem Zwischenstück bzw. dem Achskörper befestigt wird. Bei Ausführung dieses Verfahrens können trotz verschiedener Fahrhöhen untereinander identische Grundkörper und untereinander identische Tragkörper verwendet werden. Mit diesen unterschiedlichen Führungslenkern können untereinander identische Luftfedern oder dgl. Federelemente, untereinander gleicher Federplatten für die Verbindung mit dem Fahrzeugchassis und untereinander identische Stoßdämpfer verwendet werden.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Es zeigen:
1a in Seitenansicht eine die Erfindung aufweisende Fahrzeugachsaufhängung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
1b in gleicher Seitenansicht wie 1a eine im übrigen identische Fahrzeugachsaufhängung, jedoch eingestellt auf eine andere (niedrigere) Fahrhöhe,
2a und 2b in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Führungslenker, wie er bei einer Fahrzeugachsaufhängung gemäß den 1a und 1b verwendet ist, wobei durch die unterschiedliche Höhenpositionierung des Tragkörpers für das Federelement die unterschiedliche Stellung des letztgenannten Federelements und dessen daraus resultierende Kinematik beim Ein- und Ausfedern veranschaulicht ist,
3a und 3b Darstellungen entsprechend den 2a und 2b für einen Führungslenker, bei welchem die Berührungskanten zwischen Grundkörper und Tragkörper nicht kreisbogenförmig sondern senkrecht gerade verlaufen, so daß das Federelement für unterschiedliche Fahrhöhenbereiche die gleiche Stellung mit gleicher Kinematik behält, und
4 und 5 in Seitenansicht erfindungsgemäße Fahrzeugaufhängungen gemäß zweier weiterer Ausführungsbeispiele.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugachsaufhängung gemäß den 1a und 1b weist einen quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordneten z. B. rohrförmigen Achskörper 1 und wenigstens je einen Führungslenker 2 beidseits der Fahrzeuglängsmittelebene und parallel zu dieser verlaufend auf. Der jeweilige Führungslenker 2 ist mit seinem vorderen Ende 3 an einem chassisfesten Lagerpunkt 4, im dargestellten Falle an einem mit dem Fahrzeugchassis 7 fest verbundenen vorderen Lagerbock 14, angelenkt und im Abstand davon mit dem Achskörper 1 verbunden, vorzugsweise verschweißt. Der jeweilige Führungslenker 2 bildet ferner im Bereich seines hinteren Endes 5 das untere Auflager eines Luftfederbalges oder dgl. Federelements 6, auf dessen Oberseite sich das Fahrzeugchassis 7 über eine Federplatte 13 abstützt.
Erfindungsgemäß besteht der jeweilige Führungslenker 2 aus einem vorderen Grundkörper 8, mit welchem der Achskörper 1 verbunden ist, und einem hinteren Tragkörper 9, auf welchem sich der Luftfederbalg oder dgl. Federelement 6 abstützt. Die beiden Funktionselemente Grundkörper 8 und Tragkörper 9 haben je eine einander zugewandte und gleichsinnig ausgeformte Berührungskante 10, 10', in deren Bereich sie miteinander verschweißbar sind, und zwar, nach stufenloser oder mehrstufiger Positionierung, in beliebiger relativer Höhe zueinander, so daß auf diese Weise Führungslenker 2 für unterschiedliche Fahrhöhen entstehen, obwohl jeweils ein und derselbe Grundkörper 8 bzw. ein und derselbe Tragkörper 9 verwendet werden. Die Berührungskanten 10, 10' verlaufen im wesentlichen senkrecht zum Fahrzeugchassis 7; sie kann, wie in den 1a bis 2b dargestellt, z. B. in Form eines flachen Kreisbogens gekrümmt, oder aber auch, wie in den 3a und 3b veranschaulicht, vertikal gerade verlaufen. Bei der Ausführung gemäß den 1a bis 2b ergibt sich mit der unterschiedlichen Höheneinstellung des Tragkörpers 9 relativ zu dem Grundkörper 8 eine unterschiedliche Winkelstellung des Federelements 6 mit entsprechend unterschiedlicher Kinematik beim Ein- und Ausfedern, so daß diese optimiert werden kann. Bei der Ausführung gemäß den 3a und 3b bleiben dagegen Winkelstellung und Kinematik des Federelements 6 bei unterschiedlicher Fahrhöheneinstellung gleich.
Der Tragkörper 9 kann, wie in den Figuren dargestellt, im Bereich der Berührungskanten 10, 10' den Grundkörper 8 mit Seitenflanschen 11 ein- oder beidseitg übergreifen und dort mit dem Grundkörper 8 verschweißt sein. Der Grundkörper 8 besteht dabei vorzugsweise aus einem Material, welches in erster Linie auf hohe Belastung ausgelegt ist, während der Tragkörper 9 aus einem Material bestehen kann, welches in erster Linie auf geringes Gewicht ausgelegt ist. Durch diese gezielte Materialauswahl wird dem Umstand Rechnung getragen, daß der vordere Bereich eines Führungslenkers 2, welcher den Achskörper 1 trägt, stärkeren Belastungen ausgesetzt ist, als der hintere Bereich, welcher das Federelement 6 trägt. Auf diese Weise kann eine Gewichts- und Kostenoptimierung für den gesamten Führungslenker 2 erreicht werden.
Die Fahrzeugachsaufhängung weist gemäß den 1a und 1b auch einen zwischen Fahrzeugchassis 7 und Führungslenker 2 wirksamen Stoßdämpfer 12 auf. Dieser ist erfindungsgemäß im wesentlichen senkrecht zum Fahrzeugchassis 5 angeordnet, indem er mit seinem unteren Ende an dem Tragkörper 9 und mit seinem oberen Ende an der Federplatte 13 angelenkt ist, über welche das Federelement 6 an dem Fahrzeugchassis 7 befestigt ist. Auf diese Weise kann ein einziger Stoßdämpfertyp in Form einer Kolben-Zylinder-Anordnung für die unterschiedlichen Fahrhöhenbereiche eingesetzt werden. Die Wirkungsweise des Stoßdämpfers 12 ist aufgrund seiner senkrechten Anordnung und seines langen Dämpferhubes besonders günstig. Die Optimierung der Dämpferanordnung bleibt ersichtlich für alle Fahrhöhenbereiche gleich.
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Berührungskante 10 zum Anschluß des Tragkörpers 9 statt von dem Grundkörper 9 von einem Zwischenstück 15 gebildet, welches auf dem Achskörper 1 festgelegt ist. Auf diese Weise ist die seitliche Positionierung des Federelementes 6 von der Lage des Grundkörpers 9 unabhängig.
Ein ähnliches Zwischenstück 15 ist auch bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 vorgesehen. Hier ist der Grundkörper 8 in herkömmlicher Weise zweiteilig aus Führungsblättern gebildet, mit deren hinteren Enden der Achskörper 1 über einen Bügel 16 verspannt ist.

1: Achskörper
2: Führungslenker
3: vorderes Ende
4: Lagerpunkt
5: hinteres Ende
6: Luftfederbalg oder dgl. Federelement
7: Fahrzeugchassis
8: Grundkörper
9: Tragkörper
10, 10': Berührungskante
11: Seitenflansche
12: Stoßdämpfer
13: Luftfederplatte
14: Lagerbock
15: Zwischenstück
16: Bügel

Claims

Aufhängung für eine einen starren Achskörper (1) aufweisende Fahrzeugachse, mit wenigstens je einem Führungslenker (2) beidseits der Fahrzeuglängsmittelebene, welcher mit seinem vorderen Ende (3) an einem chassisfesten Lagerpunkt (4) angelenkt und im Abstand davon starr mit dem Achskörper (1) verbunden ist, und welcher im Bereich seines hinteren Endes (5) das untere Auflager eines Federelements (6) bildet, auf dessen Oberseite sich das Fahrzeugchassis (7) abstützt, wobei der Führungslenker (2) einen vorderen Grundkörper (8) und einen hinteren Tragkörper (9) aufweist, welche als gesonderte Bauteile ausgebildet sind, wobei der Achskörper (1) mit dem Grundkörper (8) verbunden ist, wobei sich das Federelement (6) auf dem hinteren Tragkörper (9) abstützt, wobei der Tragkörper (9) bezüglich der Höhe relativ zu dem Grundkörper (8) variabel positionierbar und im Bereich von Berührungskanten (10, 10') befestigbar ist, und wobei der Tragkörper (9) im Bereich der Berührungskanten (10, 10') den Grundkörper (8) oder ein mit diesem oder dem Achskörper (1) verbundenes Zwischenstück (15) mit Seitenflanschen (11) ein- oder beidseitig übergreift oder mit einem Verbindungsflansch in eine Nut des Grundkörpers (8) bzw. des Zwischenstücks (15) eingreift.
Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Berührungskanten (10, 10') von dem Grundkörper (8) selbst oder einem mit diesem oder dem Achskörper (1) verbundenen Zwischenstück (15) oder dem Achskörper (1) selbst gebildet ist.
Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungskanten (10, 10') im Wesentlichen senkrecht zum Fahrzeugchassis (7) verlaufen.
Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungskanten (10, 10') gerade oder in Form eines Kreisbogens verlaufen.
Aufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (8) aus einem Material, welches auf hohe Belastung ausgelegt ist, und der Tragkörper (9) aus einem Material, welches auf geringes Gewicht ausgelegt ist, besteht.
Aufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stoßdämpfer (12) senkrecht zum Fahrzeugchassis (7) zwischen dem Fahrzeugchassis (7) und dem Führungslenker (2) angeordnet ist.
Aufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer (12) mit seinem unteren Ende an dem Tragkörper (9) angelenkt ist.
Aufhängung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer (12) mit seinem oberen Ende an einer Federplatte (13) angelenkt ist, über welche das Federelement (6) an dem Fahrzeugchassis (7) befestigt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Führungslenkers (2) für eine Achsaufhängung eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundkörper (8) und ein Tragkörper (9), als gesonderte Bauteile in Anpassung der Höhe des von dem Tragkörper (9) für das Federelement (6) gebildeten Auflagers an die angestrebte Fahrhöhe des Fahrzeugchassis (7), im Bereich von Berührungskanten (10, 10') relativ zueinander positioniert werden und dann der Tragkörper (9) an dem Grundkörper (8) oder dem Zwischenstück (15) bzw. dem Achskörper (1) befestigt wird.