DE19962406A1

DE19962406A1 - Achsaufhängung für Starrachsen von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE19962406A1
Application number: DE19962406A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Buhl; Reinhard Richter; Uwe Cosmann; Werner Schmudde; Holger Bublies
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-19
Also published as: JP2003517964A; BR0008328B1; EP1154908B1; CN1341059A; CN1213881C; ES2257347T3; BR0008328A; WO2001045972A1; EP1154908A1; US6637762B2; US20020125673A1

Abstract

Es wird eine Achsaufhängung für Starachsen von Fahrzeugen, insbesondere luftgefederten Nutzfahrzeugen vorgestellt. Diese besteht aus: DOLLAR A - einem oberhalb der Fahrzeugachse (3) über jeweils zwei in Fahrzeugquerrichtung beabstandet zueinander angeordneten Gelenken (5, 6, 7, 8) einerseits mit der Fahrzeugachse (3) und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau (1, 2) verbundenen, verwindbaren Vierpunktlenker (4), DOLLAR A - jeweils mindestens einer Federbaueinheit (19, 20) je Fahrzeugseite, die sich zur Federung zwischen Fahrzeugachse (3) und Fahrzeugaufbau (1, 2) befindet und DOLLAR A - einer etwa fahrzeugmittig sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden, die Fahrzeugachse (3) mit dem Fahrzeugaufbau (1a, 1b) vertikal beweglich verbindenden Achsstrebe (21) zur Achsführung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Starrachsen von Fahrzeugen, insbesondere von luftgefederten Nutzfahrzeugen.

Achsaufhängungen, die einen Vierpunktlenker enthalten, sind beispielsweise aus der DE 195 21 874 A1 bekannt. Die konstruktive Ausgestaltung derartiger Achsaufhängungen ist prinzipiell einfach, raum- und kostensparend und hat sich in der Praxis durchweg bewährt. Allerdings hat diese Achsaufhängung, wie auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Bauarten, den Nachteil, daß zahlreiche Bauteile zur Achsführung erforderlich sind, was einen erhöhten Montageaufwand erfordert und zudem das Gesamtgewicht des Fahrzeuges negativ beeinflußt. Ferner sind bekannte Achsaufhängungen teilweise kinematisch überbestimmt. Dies wiederum führt zu einem in bestimmten Situationen undefinierten Ablauf der kinematischen Vorgänge innerhalb der Achskonstruktion, was sich unter Umständen negativ auf die Fahrwerkabstimmung bzw. die Fahrwerkdynamik in vertikaler und seitlicher Richtung auswirkt.

Technische Problemstellung der vorliegenden Erfindung ist es, eine Achsaufhängung so weiterzuentwickeln, daß die kinematischen Verhältnisse verbessert werden, um die Fahrdynamik zu optimieren. Es soll darüber hinaus die Anzahl der Einzelteile weiter reduziert werden.

Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Danach besteht eine erfindungsgemäße Achsaufhängung aus einem verwindbaren Vierpunktlenker, der oberhalb der Fahrzeugachse angeordnet und über jeweils zwei in Fahrzeugquerrichtung zueinander beabstandete Gelenke einerseits mit der Fahrzeugachse und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.

Auf jeder Fahrzeugseite ist darüber hinaus zur Federung mindestens eine Federbaueinheit zwischen der Fahrzeugachse und dem Fahrzeugaufbau angebracht.

Die Besonderheit einer derartigen Achsauthängung ist darin zu sehen, daß nur eine etwa fahrzeugmittig sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende, die Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugautbau vertikal beweglich verbindende Achsstrebe zur Achsführung zum Einsatz kommt. Die Achsstrebe ist dabei auf der dem Vierpunktlenker gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugachse angebracht. Selbstverständlich liegt es im Bereich der Erfindung, die Anbringung von Vierpunktlenker und Achsstrebe in umgekehrter Anordnung vorzusehen.

Durch eine derartige Ausführung werden die kinematischen Verhältnisse der Achsauthängung vereinfacht und optimiert. Die Anzahl der Bauteile reduziert sich erheblich, sodaß die Achskonstruktion insgesamt kostengünstiger ist, als bislang bekannte Ausführungen.

Spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich darüber hinaus aus den Merkmalen der Unteransprüche.

So sind erfindungsgemäß die Federbaueinheiten bzw. die Stoßdämpfer auf Längsträgern montiert, die ihrerseits eine Verbindung zur Fahrzeugachse aufweisen, so daß eine mittelbare Verbindung zwischen der Fahrzeugachse und dem Fahrzeugaufbau besteht. Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn jeder Längsträger mindestens eine Aufnahme für die Federbaueinheiten oder Stoßdämpfer aufweist. Die Längsträger sind dabei je Fahrzeugseite etwa in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend angeordnet und können eine oder mehrere Federbaueinheiten sowie im Bedarfsfall auch Stoßdämpfer aufnehmen. Zur Anbringung der Federbaueinheiten bzw. der Stoßdämpfer können die Aufnahmen als Gelenke ausgeführt sein, wofür gemäß eine besonderen Ausgestaltung der Erfindung auch Kugelgelenke zum Einsatz kommen können. Letztgenannte haben den Vorteil einer leicht beweglichen Aufnahme der entsprechenden Baueinheiten, sodaß beispielsweise bei Verwendung von Luftfedern die Luftfederbälge nur in einem äußerst geringen Umfang belastet werden.

Bestandteil des Fahrzeugaufbaus sind erfindungsgemäß wenigstens zwei parallele Längsrahmen, die etwa in Fahrzeugquerrichtung durch beabstandet zueinander angeordnete Querträger miteinander verbunden werden.

Die sich etwa fahrzeugmittig in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende, die Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugautbau vertikal beweglich verbindende Achsstrebe zur Achsführung kann entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mittels eines Trägerbrackets mit einem der Querträger verbunden sein. Als Trägerbracket ist dabei ganz allgemein eine Aufnahmevorrichtung zu verstehen, die einerseits ein Molekulargelenk der Achsstrebe aufnimmt und andererseits an dem Fahrzeugaufbau festgelegt ist. Die Achsstrebe weist vorzugsweise an jedem ihrer Enden ein Molekulargelenk auf.

Um eine optimale Federung der Fahrzeugachse zu erreichen, kann bei einer erfindungsgemäßen Achsaufhängung die Federbaueinheit vor oder hinter der Fahrzeugachse oder vor und hinter der Fahrzeugachse angeordnet sein.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Achsaufhängung von schräg vorn, also entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von schräg hinten, also in Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen,

Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Achsaufhängung ohne das in Fahrzeugrichtung rechte Fahrzeugrad,

Fig. 4 ein für die erfindungsgemäße Achsaufhängung verwendetes Molekulargelenk in Schnittdarstellung und

Fig. 5 eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Achsaufhängung.

In den Fig. 1 bis 3 ist die erfindungsgemäße Achsaufhängung an einem mit Längsrahmen 1a, 1b versehenen, hier nicht näher gezeigten Nutzfahrzeugfahrgestell dargestellt. Die Längsrahmen 1a und 1b sind seitlich beabstandet zueinander angeordnet und durch die Querträger 2a, 2b fest miteinander verbunden. Die Längsrahmen 1a und 1b und die Querträger 2a, 2b sind Bestandteile des Fahrzeugaufbaus 1, 2. Unterhalb der Längsrahmen 1a und 1b befindet sich die Fahrzeugachse 3, welche mit den Längsrahmen 1a, 1b bzw. einem der Querträger 2b über einen Vierpunktlenker 4 verbunden ist. An der Fahrzeugachse 3 sind ferner die Fahrzeugräder 15 und 16 befestigt. Der Vierpunktlenker 4 weist insgesamt vier Gelenke 5, 6, 7 und 8 auf, wobei jeweils zwei Gelenke 6, 8 wie zuvor beschrieben am Fahrzeugrahmen und zwei Gelenke 5, 7 an der Fahrzeugachse befestigt sind. Die an der Fahrzeugachse und am Fahrzeugrahmen festgelegten Gelenke sind in Fahrzeugquerrichtung beabstandet zueinander angeordnet und als Molekulargelenke ausgeführt.

Bei einem Molekulargelenk handelt es sich prinzipiell um ein Gelenk, wie es als Kugelgelenk beispielhaft in der Fig. 4 dargestellt ist. Das Molekulargelenk besteht hierbei aus einer innen liegenden Gelenkkugel 30, einem die Gelenkkugel umschließenden Gehäuse 32 sowie einem zwischen Gelenkkugel 30 und Gehäuse 32 angeordneten Elastomer 31. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Gelenkkugel 30 zweiteilig ausgeführt, wobei sie aus einer inneren metallischen Gelenkachse 33 und einer daran angeformten Außenkugel 34 aus Elastomer besteht. Andere Ausführungen eines Molekulargelenkes können eine Gelenkkugel 30 insgesamt aus Metall vorsehen oder anstelle einer Kugel ein zylindrisches Innenteil aufweisen. Derartige Molekulargelenke können durch die Auswahl des zwischen Gelenkkugel 30 und Gehäuse 32 angeordneten Elastomers den auf das Gelenk einwirkenden Belastungen entsprechend angepasst werden. Darüberhinaus können innerhalb des Elastomers und/oder des Gehäuses bzw. am Innenteil des Gelenkes zumindest bereichsweise Ausnehmungen vorgesehen sein, die eine gezielte Beeinflussung der Gelenkcharakteristik bewirken. So können Molekulargelenke beispielsweise in einer Richtung eine geringere Dämpfung und in wenigstens einer versetzt hierzu gelegenen Richtung eine entsprechend größere Dämpfung aufweisen.

Aus den Darstellungen der Fig. 1 bis 3 geht ferner hervor, daß die Fahrzeugachse 3 eine Verbindung zu einem Querträger 2b aufweist, den eine Achsstrebe 21 bildet, die ihrerseits einseitig in einem Trägerbracket 10 aufgenommen ist. Diese Achsstrebe enthält beiderseits je ein Molekulargelenk 13, 14, wobei das Molekulargelenk 13 unterhalb der Fahrzeugachse 3 angelenkt und das Molekulargelenk 14 in dem Trägerbracket 10 aufgenommen ist. Die Molekulargelenke 5, 6, 7, 8, 13 und 14 weisen prinzipiell den zuvor beschriebenen Aufbau auf und ermöglichen sowohl die Aufnahme von Längs- als auch Vertikalkräften und Verwinkelungen (Kardanik), die durch die Bewegungen der Fahrzeugachse 3 hervorgerufen werden. Durch die Verwendung der Molekulargelenke wird eine Überbestimmung der kinematischen Freiheitsgrade verhindert, so daß eine optimalere Vorwärtsabstimmung im Hinblick auf die Fahrwerksdynamik in vertikaler und seitlicher Richtung herbeigeführt werden kann.

Zur mittelbaren Verbindung der Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugaufbau 1, 2 wird auf jeder Fahrzeugseite je ein Längsträger 11 bzw. 12 an der Fahrzeugachse 3 befestigt. Diese Längsträger 11, 12 stellen bei der gezeigten Ausführung über je eine Federbaueinheit 19, 20 bzw. je einen Stoßdämpfer 35, 36 die genannte Verbindung zum Fahrzeugaufbau 1, 2 her. An den Längsträgern 11 und 12 sind jeweils Aufnahmen 17a, 17b und 18a, 18b zur Anbringung der Federbaueinheiten 19, 20 bzw. der Stoßdämpfer 35, 36 vorhanden.

Dies führt zu einer Reduzierung der üblicherweise bei herkömmlichen Achskonstruktionen verwendeten Bauteile und verringert somit Lagerhaltung und Montagezeiten für die erfindungsgemäße Achskonstruktion.

Aus der Draufsicht der Fig. 5 eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Achskonstruktion ist die Lage des Vierpunktlenkers 4 sowie seiner Anlenkpunkte an der Karosserie bzw. der Fahrzeugachse 3 ersichtlich.

Natürlich ist es möglich, bei einer erfindungsgemäßen Achsaufhängung statt der dargestellten zwei Federbaueinheiten drei, vier oder mehr derartige Federelemente einzusetzen, beziehungsweise die Federbaueinheiten 19, 20 in Fahrtrichtung gesehen vor oder hinter der Fahrzeugachse 3 anzuordnen.

Bezugszeichenliste

1

a Längsrahmen

1

b Längsrahmen

2

a Querträger

2

b Querträger

3

Fahrzeugachse

4

Vierpunktlenker

5

Gelenk

6

Gelenk

7

Gelenk

8

Gelenk

10

Trägerbracket

11

Längsträger

12

Längsträger

13

Molekulargelenk

14

Molekulargelenk

15

Fahrzeugrad

16

Fahrzeugrad

17

a Aufnahme

17

b Aufnahme

18

a Aufnahme

18

b Aufnahme

19

Federbaueinheit

20

Federbaueinheit

21

Achsstrebe

30

Gelenkkugel

31

Elastomer

32

Gehäuse

33

Gelenkachse

34

Außenkugel

35

Stoßdämpfer

36

Stoßdämpfer

Claims

1. Achsaufhängung für Starrachsen von Fahrzeugen, insbesondere von luftgefederten Nutzfahrzeugen mit:

- einem oberhalb der Fahrzeugachse (3) über jeweils zwei in Fahrzeugquerrichtung beabstandet zueinander angeordneten Gelenken (5, 6, 7, 8) einerseits mit der Fahrzeugachse (3) und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau (1, 2) verbundenen, verwindbaren Vierpunktlenker (4),
- jeweils mindestens einer Federbaueinheit (19, 20) je Fahrzeugseite, die sich zur Federung zwischen Fahrzeugachse (3) und Fahrzeugaufbau (1, 2) befindet und
- einer etwa fahrzeugmittig sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden, die Fahrzeugachse (3) mit dem Fahrzeugaufbau (1, 2) vertikal beweglich verbindenden Achsstrebe (21) zur Achsführung.

2. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Fahrzeugachse (3) angebrachte Längsträger (11, 12) jeweils mindestens eine Aufnahme (17, 18) für die Federbaueinheiten (19, 20) oder Stoßdämpfer (35, 36) aufweisen.

3. Achsaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (17, 18) für die Federbaueinheiten (19, 20) oder die Stoßdämpfer (35, 36) als Gelenke gestaltet sind.

4. Achsaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke Kugelgelenke sind.

5. Achsaufhängung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugaufbau (1, 2) zwei parallele Längsrahmen (1a, 1b) und diese etwa in Fahrzeugquerrichtung verbindende, beabstandet zueinander angeordnete Querträger (2a, 2b) aufweist.

6. Achsaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits Molekulargelenke (13, 14) aufweisende Achsstrebe (21) einerseits auf der dem Vierpunktlenker (4) gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugachse (3) und andererseits über ein Trägerbracket (10) mit einem Querträger (2a oder 2b) verbunden ist.

7. Achsaufhängung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbaueinheit (19, 20) vor oder hinter der Fahrzeugachse (3) angeordnet ist.

8. Achsaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor und hinter der Fahrzeugachse (3) jeweils eine Federbaueinheit (19, 20) angeordnet ist.