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Fahrgestell zur stoßgedämpften Lagerung der Achsen eines Fahrzeugs,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
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Die Erfindung betrifft ein Fahrgestell zur stoßgedämpften Lagerung
der Achsen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
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Solche Fahrgestelle bestehen meist aus einem starren Rahmen, an welchem
die Fahrzeugachsen federnd und - zur Reduzierung von Schwingungen - unter Zwischenschaltung
von im wesentlichen in vertikaler Richtung wirksamen Stoßdämpfern gelagert sind.
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Bei vierrädrigen Fahrzeugen ist beispielsweise in der ähe jedes der
vier Räder je eine Feder und ein Stoßdämpfer zwischen der Achse und dem Rahmen.
angeordnet. Der starre Rahmen ist seinerseits fest mit der-Karosserie verbunden.
Daraus ergibt sich der Nachteil, daß der Rahmen die Karosserie erheblich versteift.
Eine entsprechend der Rahmenlänge nahezu über ihre ganze Lange derart versteifte
Karosserie besitzt jedoch nicht mehr die teilweise Verformbarkeit in den "Knautschzonen",
die vor allem im Automobilbau zu erreichen versucht wird. Bei
Frontalzusammenstößen
und ähnlichen Unfällen, wie beispielsweise bei einem Aufprall von hinten, werden
auf die Insassen des Fahrzeugs äusserst hohe und häufig tödliche Kräfte ausgeübt,
da die Verzögerung bzw. Beschleunigung in einer sehr kurzen Zeit erfolgt und die
kinetische Energie nicht teilweise von der Karosserie absorbiert wird. rohes durch
einen Unfall bedingts Stoßkräfte sind selbstverständlich auch für den Motor und
andere teuere Teile des Fahrzeugs, aber auch für zu transportierende Waren schädlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter vermeiden. der vorerwähnten
Nachteile ein Fahrgestell zur stoßgedämpften Lauerun" der Achsen. eines Fahrzeugs,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das nicht nur eine komfortable Federung
des FShrzeuges gewährleistet, sondern insbesondere auch die teilweise Verformung
der Karosserie im Falle eines Unfalls ermöglicht und dabei außerdem Stoßenergie
absorbiert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Fehrzeugmitte
ein in Langsrichtung verlaufender GelenkträGer vorgesehen ist, der aus mehreren,
durch Gelenke miteinander verbundenen Einzelholmen besteht, die relativ zueinander
abwechselnd in der einen und der anderen Richtung in vertikaler Ebene geneigt sind
und in dieser Grundstellung durch in Längsrichtung angeordne-te, an den Gelenken
angreifende, gefederte Stoßdämpfer gehalten werden, und daß der vordere und der
hintere Endholm des Gelenkträgers mit seinem freien Ende in der Karosserie gelagert
ist und die Fahrzeugachsen jeweils mit einem Gelenk verbunden sind.
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infolge dieser Bauart kann das n.eue Fahrgestell in Längsrichtung
um ein bestimmtes Haß zusammengeschoben werden. Bei Einwirkung von Druckkräften
auf die beiden in der Karosserie gelagerten Endholme werden die Einzelholme des
Gelenkträgers stärker zueinander
verschwenkt und die durch die
gefederten Stoßdämpfer gegeneinander abgestützten Glenke gleichzeitig einander angenähert.
Der somit sich verkürzende Gelenkträger behindert ein Zusammenschieben der Karosserie
kaum mehr. Durch die Wirkung der Stoßdämpfer wird bei einem Unfall darüberhinaus
einmal die Verkiirzung des Gelenkträgers und damit die Verformung der Karosserie
gedämpft, zum anderen jedoch auch das Zurückprallen des Fahrzeugs infolge der Federwirkung
der lediglich elastisch verformten Karosserieteile vermieden. Die Bauart des neuen
Fahrgestells bedingt ferner eine komfortable Federung des Fahrzeugs bei der Fahrt
auf unebener Fahrbahn. Fahrbahnstöße führen zu einer im wesentlichen vertikalen
Verlagerung der mit den Achsen verbundenen Gelenke. Die an den Gelenken angreifenden
Stoßdämpfer werden dadurch auf Druck oder auf Zug beansprucht, federn den Stoß ab
und absorbieren einen großen Teil der Stoßenergie, so daPJ die Stoßkräfte nurmehr
sehr abgeschwächt auf die Karosserie übertragen werden. Durch die Verbindung der
FAhrzeugachsen mit dem Gelenk des Trägers werden'die zu bertra-Lenden Kräfte besonders
günstig unter Vermeidung von Biegemomenten in die Holme eingeleitet, weshalb die
somit nur auf Zug bzw Druck beansprushten Holme sehr leicht gebaut sein können.
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weitere Vorteile sowie Einzelheiten der Erfindung sind anhand von
mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in folgenden näher
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
des neuen Fahrgestells; Fig 2 eine aufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Fehrgestell;
Fig.
3 einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Fahrgestell als Prinzipschaubild;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aus führungsbeispieles des neuen
Fahrgestelles; Fig. 5 eine Aufsicht auf das in Fig 4 dargestellte Fahrgestell; Fig.
6 einen Schnitt durch ein mit einer Achse verbundenes Gelenk eines weiteren Ausführungsbeispieles,
bei dem als Gelenk ein Kugelgelenk vorgesehen ist und Fig. 7 eine Ansicht in Richtung
VII der Fig. 6, jedoch mit entfernten Holmen.
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In der Zeichnung ist mit 1 der in Fahrzeugmitte und in Längsrichtung
verlaufende Gelenkträger bezeichnet, der aus mehreren durch Gelenke 2a bzw. 2b miteinander
verbundenen Einzelholmen 1a und ib besteht. Die Einzelholme sind relativ zueinander
abwechselnd in der einen und der anderen Richtung in vertikaler Ebene geneigt. In
dieser Grundstellung werden sie durch in Längsrichtung angeordnete an den Gelenken
2a angreifende, gefederte Stoßdämpfer 4 gehalten. In Fig. 3 ist mit 3 die Warosserie
angedeutet, in. welcher der vordere und der hintere Endholm la des Gelenkträgers
1 mit seinem freien Ende gelagert ist.
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Die Fahrzeugachsen 5a und 5b sind jeweils mit einem Gelenk 2a verbunden.
An den Enden der Achsen sind die Räder 8 des Bahrzeugs gelagert. In der bevorzugten
Ausführungsform wird der Gelenkträger 1 von vier Einzelholmen 1a und 1b gebildet,
von welchen die beiden mittleren Holme Ib von ihrem gemeinsamen Gelenk 2b aus nach
unten geneigt sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist eln einziger Stoßdämpfer 4
vorgesehen, der an den jeweils
mit den beiden anderen Gelenken 2a
verbundenen Fahrzeugachsen 5a und 5b angreift. Die Gelenkachsen 9 der beiden Gelenke
2a sind zweckmässig fest mit den. Achsen 5a bzw. 5b verbunden.
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Um eine besonders stabile und damit hochbelastbare Verbindung des
Fahrgestells mit der Karosserie zu erhalten, ist vorteilhaft zur Lagerung der freien
Enden der Endholme 1a des Gelenkträgers 1 jeweils eine Quertraverse 3a vorgesehen,
die mit der Karosserie 3 festverbunden ist. Wie a.us der Zeichnung zu ersehen ist,
können ferner an den beiden Endholmen 1a im Bereich der Gelenke 2a seitlich Streben.
6 befestigt sein, deren freie Enden in seitlichem Abstand von der-Lagerung der Endholme
in der Karosserie 3 bzw. in der Quertraverse 3a gelagert sind. Von den Rädern 8
über die Achsen 5a bzw. 5b und die Gelenke 2a auf dem Gelenkträger 1 übertragene
Querkräfte werden dadurch besonders günstig auf die Karosserie übertragen, so daß
einerseits eine besonders gute seitliche Führung des Pahrzeugs erreicht und andererseits
eine Überlastung der Gelenke des GelenktrciÓrers vermieden wird.
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Gemäß Fig. 4 und 5 können anstelle des vorbeschriebenen einzigen ztoßdämpfers
zwei Stoßdämpfer 4 vorgesehen werden, welche seitlich in Abstand voneinander angeordnet
sind und an den beden mit den Gelenken 2a verbundenen Falirzeugachsen 5a und 5b
angreifen. Diese weitere Ausführungsform empfiehlt sich dann, wenn in dem in Fahrzeugmitte
gelegenen Bereich zwischen den beiden Fahrzeugachsen 5a und 5b beispielsweise wegen
einer in diesem Bereich angeordneten Kardanwelle kein Platz zur Verfügung steht.
Bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Anordnung bilden die beiden der Fahrzeugachse
5a zugeordneten Kolbenstangen 4a der Stoßdämpfer 4 die Schenkel eines etwa u-förmig
gebogenen Büdgels 7 der mit seinem Steg 7a drehbar an der Achse 5a gelagert ist.
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Die beiden anderen Kolben stangen der Stoßdämpfer 4 sind i.n gleicher
Weise mit der anderen Achse 5b verbunden.
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Um den Achsen 5a und 5b des Fahrzeugs eine größere Beweglichkeit zu
verleihen, kann gemäß Fig. 6 und 7 das jeweils einer Fahrzeugachse 5a bzw. 5b zugeordnete
Gelenk als Kugelgelenk lo ausgebildet sein, welches auf einem Querträger 11 befestigt
ist, der seinerseits unter Zwischenschaltung elastischer Elemente 12 mit der Fahrzeugachse
5a bzw. 5b verbunden ist. Eine In der Zeichnung nicht dargestellte lagerschale druckt
die der Kugelform entsprechend ausgebildeten Enden der Holme 1a und 1b af die Kugel
13, an welcher Anschläge 14 für die Holme 1a bzw. 1b vorgesehen sind, um deren Schwenkbereich
zu begrenzen. Die elastischen Elemente 12, die zwischen den mit der Kugel 13 verbundenen
Querträger 11 und der Achse 5a bzw. 5b angeordnet sind, mildern die von der Achse
auf das Kugelgelenk zu übertragenden Fahrbahnstöße bereits etwas ab.
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Im folgenden ist die Wirkungsweise des neuen Fahrgestells näher beschrieben:
Bei einem erheblichen Stoß auf die Karosserie in Richtung Ader Fig. 1, beispielsweise
als Folge eines Unfalls, wird die gemäß Fig. 1 rechte Quertraverse 3a infolge der
Der formung der Karosserie nach links verschoben. Da ein Ausweichen der beiden mit
den Achsen 5a und 5b verbundenen Gelenke nach unten nicht möglich ist, werden sie
gegen die Wirkung des Gefederten Stoßdämpfers 4 unter gleichzeitiger Höherverla.reruns
des Gelenkes 2b einander angenähert. Der in längsrichtung nachgiebige Gelenkträger
1 des neuen Fahrgestells lESt einerseits lie gewünschte teilweise Verformung der
Karosserie zu, andererseits erden die Stoßkräfte federnd vom Gelenkbräger aufgenommen
und die Stoßenergie durch den Stoßdämpfer zu einem beträchtlichen Teil absorbiert.
Wie schon erwähnt, vermeidet der Gelenkträger des neuen Fahrgestells ferner das
Zurückfedern der verformter.
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Karosserie unter der Federwirkung der lediglich elastisch verformten
ILarosserieteile, so daß auf die Insassen des Fahrzeugs nur die durch den Aufprall
bedingten, stark reduzierten kräfte und nicht sofort daran anschliessend zusätzlich
noch Kräfte
in entgegengesetzter Richtung ausgeübt werden. Wirkt
auf die Karosserie ein schräger Stoß ein, so wird lediglich dessen Längskomponent-e
zum großen Teil von dem Gelenkträger absorbiert, jedoch kann auf ähnliche Weise
auch die Querkomponente abgemildert werden.
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Die während der Fahrt auf unebener Fahrbahn auf die Rader bzw. die
Achsen ausgeübten Stöße bewirken eine im wesentlichen vertikale Verlagerung der
mit den Achsen verbundenen Gelenken.
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Dieser Verlagerung wirkt ebenfalls der mit den Achsen verbundene,
gefederte Stoßdämpfer entgegen, der einen Teil der toenergie absorbiert. Somit werden
die FahrbahnstöRe nurmehr ganz abgeschwächt auf die Karosserie übertragen.
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Das vorangehend beschriebene neue Fahrgestell kann selbstverständlich
außer für Kraftfahrzeuge auch für Eisenbahnwaggons oder andereFahrzeuge Verwendung
finden.