-
Einzelradaufhängung, insbesondere für Anhängerfahrzeuge
-
Die Erfindung betrifft eine Einzelradaufhängung, insbesondere für
Anhängerfahrzeuge, mit einem am Fahrzeugrahmen schwenkbar angeordneten Dreieckslenker
und einer Federung. Die Einzelradaufhä.ngung kann auch beispielsweise bei selbstfahrenden
Straßenfahrzeugen angewendet werden, und zwar insbesondere für die nicht angetriebenen
und nicht lenkbaren Räder.
-
Das DBGM 1 920 906 zeigt eine Einzelradaufhängung mit einem Dreieckslenker
und einer Federung. Der Dreieckslenker ist schräg am Rahmen angeordnet und trägt
an seinem freien Ende den Achsstummel des Rades. Als Federung findet eine Schraubenfeder
Verwendung, die senkrecht zwischen dem Ende des Dreieckslenkers und dem Fahrzeugrahmen
angeordnet ist. Die Schraubenfeder muß entsprechend dimensioniert werden, da die
Kräfte auf nur einen Punkt auf dem Fahrzeugrahmen übertragen werden. Ein Stoßdämpfer
ist notwendig. Trotzdem treten die Nachteile auf, die mit dem Einbau einer Schraubenfeder
verbunden sind; insbesondere ist.das weitgehend lineare Verhalten der Schraubenfeder
nachteilig.
-
Weiterhin sind insbesondere für Wohnwagenanhänger Torsionsfederachsen
bekannte Das dabei zur Anwendung gelangende
Torsionsfederelement
sitzt in einem zentralen durchgehenden Achsrohr, so daß streng von einer Einzelradaufhängung
nicht mehr gesprochen werden kann0 Die Achsstummel werden an Auslegern von der Torsionsfeder
geführt. Bei diesen bekannten Konstruktionen kann nur ein relativ kleiner Federweg
verwirklicht werden, da sonst die Kräfte zu groß werden.
-
Weiterhin werden die Kräfte auch hier nur an einem Punkt in das Fahrgestell
eingeleitet, wobei - wegen der Exzentrizität zwischen Radachse und durchgehendem
Achsrohr -ein Drehmoment auftritt, welches das bekannte nStampfen", also eine pulsierende
Kraft auf die Kupplung zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug bewirkt. Hierdurch
wird das Fahrverhalten des Zugfahrzeuges, aber auch des gezogenen Anhängers, nachteilig
beeinflußt. Diese Kräfte spürt der Fahrer des Zugfahrzeuges in unangenehmer Weise.
Bei voller Beladung des Anhängerfahrzeuges tritt der weitere Nachteil auf, daß nur
noch ein kleiner Federweg übrig bleibt, Diese kleine Einfederung findet dann in
einem Bereich statt, in welchem die Federkennlinie sehr hart ist, so daß die Verwendung
ton Gürtelreifen in Ausrüstung des Anhängerfahrzeuges hier ihre Grenze findet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes
der Technik zu vermeiden und eine Einzelradaufhängung der eingangs beschriebenen
Art so weiterzubilden, daß das Stampfen auf unebener Fahrbahn stark vermindert bzw.
beseitigt wird.
-
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das seiner rahmenseitigen
Anlenkung abgekehrte Ende des Dreieckslenkers über eine am Fahrzeugrahmen lose angelenkte
Schwinge gefUhrt ist und daß in die Verbindung zwischen Dreieckslenker und Schwinge
die als Torsionsfederelement ausgebildete Federung eingeschaltet ist, wobei das
Fahrzeugrad
mit seinem Achsstummel entweder am Dreieckslenker oder
an der Schwinge befestigt ist. Die Erfindung macht damit von dem Gedanken Gebrauch,
beim Einfedern des Fahrzeuges das gleichzeitige Auftreten eines Drehmomentes in
der Fahrzeuglängsachse zu vermeiden bzwo so klein zu halten, daß diesbezügliche
pulsierende Kräfte an der Kupplung des Zugfahrzeuges nicht mehr nachteilig spürbar
sind. Weiter ist vorteilhaft, daß eine völlig selbständige Radaufhängung entsteht,
sich also die beiden Räder nicht gegenseitig nachteilig beeinflussen. Ferner ist
wichtig, daß die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung zunächst einmal eine
Vergrößerung des Federweges der Einfederung zuläßt, indem die Kurbellänge vergrößert
werden kann; diese Vergrößerung ist möglich, weil die statischen Kräfte hier an
zwei Punkten mit entsprechender Kraft aufteilung auf den Fahrzeugrahmen übertragen
werden. Zusätzlich dazu wird durch die Anordnung des Torsionsfederelementes zwischen
Dreieckslenker und Schwinge eine andere Zuordnung der Eigenschaften des Torsionsfederelementes
zu dem Federweg ermöglich Das Torsionsfederelement wird vergleichsweise zum Stand
der Technik bei gleichem Federweg mehr gegeneinander verdreht, so daß die im Endbereich
der Verdrehung vorhandene Progressivität vorteilhaft zur Wirkung komnt. Die obere
Grenze der Einfederung des Torsionsfederelementes wird selbstverständlich durch
einen Anschlag gestützt. Insgesamt gesehen ergibt die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung
einen höheren Fahrkomfort, eine bessere Straßenlage und eine höhere Verkehrssicherheit.
Das Fahrverhalten des Zugfahrzeuges wird in keiner Weise vom Anhängerfahrzeug nachteilig
beeinflußt.
-
In bevorzugter Ausführungsftrn sind der Dreieckslenker und die Schwinge
nur über das Torsionsfederelement verbunden.
Dies erlaubt eine preisgünstige
Herstellung bei wartungsfreier Ausbildung. Es versteht sich, daß zusätzlich Lagerungen
vorgesehen sein können, wenn dies erforderlich oder erwünscht ist0 Das Torsionsfederelement
kann als Gummi federung oder als Drehstabfederung ausgebildet sein. Es ist somit
möglich, die bekannten Torsionsfederelemente einzusetzen, deren Eigenschaften bekannt
sind und die sich in der Praxis bewährt haben. Es entfällt damit die Entwicklung
gesonderter Torsionsfederelemente.
-
Die lose rahmenseitige Anlenkung der Schwinge kann vorteilhaft aus
einem Gelenkhebel bestehen. Die lose Anlenkung dient dem notwendigen Längenausgleich.
Der Gelenkhebel kann relativ kurz ausgebildet sein. Er muß nur zur Übertragung von
Kräften geeignet sein.
-
In einer besonders billigen Ausführungsmöglichkeit ist der Achsstummel
des Fahrzeugrades mit dem TorSlonsfederelement fluchtend angeordnet. Dabei wird
gleichsam nur ein Teil des Torsionsfederelementes verlängert, der dann die Punktion
des Achsstummels mit übernimmt. Vorteilhaftere, wenngleich auch aufwendigere Ausführungsmöglichkeiten
ergeben sich, wenn der Achsstummel des Fahrzeugrades exzentrisch zu dem Torsionsfederelement
angeordnet ist.
-
Damit kann insbesondere die Höhenlage des Schwerpunktes des Fahrzeuganhängers
relativ zur Radachse Je nach Erfordernis gesteigert werden. Darüber hinaus kann
mit dieser Exzentrizität auf den Verlauf des Federweges der Einfederung im gewuzischten
Sinne Einfluß genommen werden.
-
In bevorzugter AusfUhrungsform weist die Schwinge im wesentlichen
dreieckförmigen Umriß auf und ist mit diesem vertikal angeordnet, wobei die exzentrische
Anordnung des Achsstummels über dem Torsionsfederelement
vorgesehen
ist. Dies ermöglicht die Ausnutzung des größtmöglichen Federweges bei niedrig angeordnetem
Aufbau. Eine niedrige Schwerpunktlage kommt der Fahrsicherheit zugute.
-
Es ergibt sich dabei die Möglichkeit, die Schwinge bei der Einfederung
in den Radkasten eintauchen zu lassen oder zumindest den Anschlag der Federwegsbegrenzung
in Verbindung mit dem Dreieckslenker vorzusehen und diese Bauhöhe für die Exzentritität
der Anordnung des Achsstummels an der Schwinge auszunutzen. Diese Anordnung bringt
noch zusätzlich die Möglichkeit, den Verlauf des Federweges S-förmig zu gestalten.
Damit ist der Vorteil verbunden, daß beim Bremsen die Räder durch das Aufbaugewicht
stärker belastet werden, somit weniger zum Blockieren neigen und damit eine bessere
BremsleiNung ermöglichen.
-
Der Dreieckslenker ist in Fahrtrichtung vorteilhaft vor der Schwinge
angeordnet, so daß der Dreieckslenker beim Fahren und Bremsen auf Zug belastet wird.
Hierdurch entsteht ein ruhigeres Fahrverhalten.
-
Die rahmenseitige Anlenkung des Dreieckslenkers ist im wesentlichen
senkrecht zu der Längsachse des Fahrzeuges vorgesehen. Hieraus ergibt sich ein geringer
Reifenverschleiß, da die Vorspur und der Sturz im wesentlichen konstant bleiben.
-
In einer weiten Aus fUhrungs form kann die Schwinge als das Torsionsfederelement
unterstützende Feder, insbesondere als halbe Blattfeder, ausgebildet sein. Hierdurch
wird das Torsionsfederelement teilweise entlastet und kann gewichtsmäßig leichter
gebaut werden. Es ist aber auch möglich, daß das Torsionsfederelement selbst und
die Schwinge durch eine halbe Blattfeder ersetzt sind,
so daß diese
dann die gesamten Federungskräfte aufzunehmen hat, Die Schwinge erhält auf diese
Weise eine Doppelfunktion. Sie dient der Führung des Dreieckslenkers und übernimmt
zusätzlich Federungs funkt ion.
-
Der Dreieckslenker und die Schwinge weisen vorteilhaft gleiche Kurbellänge
auf. Dies stellt den Idealfall dar, bei dem die federkräfte hälftig aufgeteilt und
auf den Fahrzeugrahmen übertragen werden, so daß ein Drehmoment zur Fahrzeuglängsachse
überhaupt nicht auftritt. Selbstverständlich kann die Kurbellänge auch differierend
gewählt werden, so daß dann nur noch im Wege der Differenz ein Drehmoment auftritt,
welches relativ klein ist und auch durch sonstige Maßnahmen ausgeglichen werden
kann.
-
Die Schwinge kann auf der dem Achsstummel des Fahrzeugrades zugekehrten
Seite des Dreieckslenkers angeordnet sein und den Achsstummel tragen. Diese Bauart
gestattet eine erleichterte Montage. Der Achsstummel kann durch Schweißen mit der
Schwinge verbunden werden. Es ist aber auch möglich, daß die Schwinge auf der dem
Achsstummel des Fahrzeugrahmens abgekehrten Seite des Dreieckslenkers angeordnet
ist, wobei der Dreieckslenker den Achsstummel trägt. Diese Bauart hat den Vorteil
einer genaueren Führung des Rades. Die Nachgiebigkeit der Federung beeinflußt nicht
die Rad führung.
-
An dem Dreieckslenker oder der Schwinge kann selbstverständlich ein
rahmenseitig abgestützter Stoßdämpfer angeordnet sein, so daß der Einsatz eines
Stoßdämpfers auch hier in üblicher Weise und zu bekanntem Zweck möglioh ist.
-
Der Erfindungsgedanke wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert
und im folgenden beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Einzelradaufhängung,
von unten gesehen, Fig. 2 eine Seitenansicht der Einzelradaufhängung gemäß Fig.
1, wobei das Rad aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen ist, Fig. 3 eine Darstellung
des Federweges und der Kräfte, Fig. 4 eine weitere Aus führungs form in einer Seitenansicht,
ähnlich Fig. 2 und Fig. 5 eine weitere Ausftihrungsform der Einzelradaufhängung,
ähnlich der Darstellung in Fig. 1.
-
In Fig. 1 ist die Einzelradaufhängung dargestellt, und zwar am Beispiel
der rechten Fahrzeugseite, jedoch von unten gesehen. Der Fahrzeugrahmen 1 besitzt
beispielsweise einen Längsträger 2, an dem zwei Querträger 3 vorgesehen sind.
-
Die beiden Querträger 3 können im Bereich der Einzelradaufhängung
durch den Träger 4 verbunden sein.
-
An dem in Fahrtrichtung vorn liegenden Querträger 3 ist ein Dreieckslenker
5 über die Lager 6 und 7 -schwenkbar angelenkt. Der Dreieckslenker 5 ist im wesentlichen
in der durch die Längsachse 8 verlaufenden Vertikalebene schwenkbar, oder anders
ausgedrückt um eine Achse, die in etwa senkrecht auf der Längsachse 8 steht. Mit
dem freien Ende 9
des Dreieckslenkers 5 ist eine Schwinge 10 verbunden.
-
Die Verbindung wird über das Torsionsfederelement 11 hergestellt,
dessen äuBerer Teil im dargestellten Beispiel mit dem Dreieckslenker 5 und dessen
innerer Teil mit der Schwinge 10 verbunden ist. Zwischen den beiden Teilen befindet
sich die Gummifeder0 Dies hier gezeigte Torsionsfederelement 11 ist in seiner einzelnen
AusfUhrung nur beispielhaft zu verstehen. Das Torsionsfederelement 11 kann in bekannter
Weise als Gummifeder oder aber auch als Drehstabfeder ausgebildet sein.
-
Die Schwinge 10 trägt auf ihrer Außenseite den Achsstummel 12 mit
den üblichen Teilen und schließlich das Fahrzeugrad 13. Die Schwinge 10 ist nicht
direkt an dem Querträger 3 gelagert, sondern in einem Gelenkhebel 14 angelenkt,
der seinerseits über das Lager 15 mit dem Querträger 3 des Fahrzeugrahmens 1 verbunden
ist.
-
Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist auf dem Fahrzeugrahmen 1 mit dem Längsträger
2 und den Querträgern 3 der Fußboden 16 vorgesehen, an den sich der weitere Aufbau
des Fahrzeuganhängers anschließt. Es ist die Gelenkhebellagerung erkennbar mit dem
relativ kurz ausgebildeten Gelenkhebel 14, der nur einen entsprechenden Lkngenausgleich
bei der Einfederung des Fahrzeugrades 13 zulassen muß. Die Schwinge 10 besitzt im
wesentlichen dreieckförmige Gestalt, die sich aus den verschiedenen Anlenkpunkten
ergibt. Die Schwinge 10 ist mit diesem dreieckförmigen Umriß im wesentlichen vertikal
angeordnet, während sich der Dreieckslenker 5 im wesentlichen horizontal erstreckt.
-
An dem Träger 4 befindet sich zweckmäßig ein Anschlag 17> der mit
dem Dreieckslenker 5 zusammen arbeitet und dessen Einfederung begrenzt. Zwischen
der Schwinge 10 und dem
Fahrzeugrahmen 1 ist ein Stoßdämpfer 18
in üblicher Weise vorgesehen.
-
Fig. 3 zeigt die Ausbildung und Anordnung der Einzelradaufhängung
mit ihrer prinzipiellen Bedeutung. Es sind nur die wesentlichen Elemente dargestellt.
Um die Lager 6 und 7 schwingt der Dreieckslenker 5, dessen Kurbellänge a in der
praktischen Ausführung etwa doppelt so groß gewählt werden kann, wie die Kurbellänge
bekannter Torsionsfederachsen. Die Kurbellänge a des Dreieckslenkers 5 entspricht
etwa oder genau der Kurbellänge b der Schwinge 10. Der Achsstummel 12 befindet sich
über dem Torsionsfederelement 11, welches die Schwinge 10 mit dem Dreieckslenker
5 verbindet. Die über das Bahrzeugrad 13 bzw. den Achsstummel 12 wirkende Gesamtkraft
wird somit hälftig oder annähernd hälftig auf die Lager 6, 7 einerseits und das
Lager 15 andererseits übertragen0 Wie ersichtlich, werden die Lager 6, 7 nur mit
der halben Gesamtkraft belastet, während bei einer üblichen Torsionsfederachse an
dieser Stelle die Gesamtkraft einwirkt.
-
Aus diesem Unterschied ergibt sich die Möglichkeit, die Kurbellänge
a des Dreieckslenkers 5, wie beschrieben, zu vergrößern. Wenn die Kurbellänge a
vergrößert wird, vergrößert sich somit auch der mögliche Federweg oder die Einfederung,
also der Weg, den beispielsweise der Achsstummel 12 in der Vertikalen zum Fahrzeugrahmen
zurUcklegen kann. Dieser Federweg 19 ist an dem Beispiel der Fig. 3 dargestellt.
Er besitzt S-förmigen Verlauf, der sich aus der Bewegungsgeometrie und der exzentrischen
Anordnung des Achsstummels 12 zu dem Torsionsfederelement 11 ergibt0 Beim Verschwenken
des Dreieckslenkers 5 um die Lager 6, 7 wird ein Winkel s zur Horizontalen gebildet.
Der gleiche
Winkel ergibt sich auch mit Bezug auf das Torsionsfederelement
11. Ebenso verschwenkt die Schwinge um einen Differenzwinkel ß zur Horizontalen.
Auch dieser Winkel ß wirkt sich, wie dargestellt, auf das Torsionsfederelement aus.
Da die beidseitige Verschwenkung jedoch gegensinnig erfolgt, wird das Torsionsfederelement
11 selbst um die Summe der Winkel a und P verdreht. Hieraus wird erkenntlich, daß
das Torsionsfederelement 11 im Vergleich zum Stand der Technik stärker gegenseitig
verdreht wird, und zwar bei vergleichsweise gleicher Einfederungseinheit.
-
Dies bedeutet, daß die Progressivität der Federkennlinie eines derartigen
Torsionsfederelementes 11, die im Endbereich der Verdrehung besonders stark ansteigt,
hier in vorteilhafter Weise ausgenutzt werden kann0 Durch die aufgezeigte etwa hälftige
Verteilung der Kräfte, auch der pulsierend wirkenden Einfederungskräfte, werden
in den Fahrzeugrahmen 1 zwei gleiche oder etwa gleiche Drehmomente in Bezug auf
den Schwerpunkt des Fahrzeuganhängers eingeleitet, die einen entgegengesetzten Drehsinn
aufweisen und sich daher im Ergebnis aufheben bzw. in Differenzbildung treten. Hierauf
ist es zurückzuführen, daß das "Stampfen" des Fahrzeuganhängers vermieden bzw.
-
sehr stark vermindert wird.
-
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit. Dabei ist der Achsstummel
12 zentrisch zu dem Torsionsfederelement 11 angeordnet. Die Schwinge 10 ist hier
als halbe Blattfeder 20 ausgebildet, die über ein bekanntes Federlager 21 an dem
Gelenkhebel 14 angreift. Auf diese Weise übernimmt die halbe Blattfeder 20 neben
der Aufgabe, den Dreieckslenker 5 an seinem freien Ende zu führen, auch noch Federungsfunktion,
und zwar zusätzlich zu
dem Torsionsfederelement 11.
-
Bei der Aus führungs form gemäß Fig. 5 ist die Schwinge 10 auf der
Innenseite vorgesehen, also auf der dem Fahrzeugrad 13 abgekehrten Seite des Dreieckslenkers
5. Der Dreieckslenker 5 trägt hierbei den Achsstummel 12 mit dem Fahrzeugrad 13.
Neben den beiden in Fig. 1 und Fig. 5 gezeigten Möglichkeiten der gegenseitigen
Anordnung von Schwinge 10 und Dreieckslenker 5 sind noch weitere Ausrührungsmöglichkeiten
denkbar, beispielsweise solche, bei denen die Schwinge 10 etwa in der Mitte am DreieckSenker
5 angreift, wobei in diesem Falle auch das Torsionsfederelement 11 entsprechend
unterteilt sein muß.
Leerseite