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Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge
mit einer durch nicht führende Federn abgestützten Starrachse und zwei einerseits
an je zwei Stellen über Gummielemente od.dgl. mit Konsolen der Starrachse verbundenen,
anderseits am Fahrzeugrahmen elastisch angelenkten Längslenkern.
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Bei einer bekannten Achsaufhängung dieser Art (DT-PS 1 580 453) sind
die Längslenker mit ihrem der Anlenkstelle am Fahrzeugrahmen entgegengesetzten Ende
über Federn, vorzugsweise Luftfedern am Fahrzeugrahmen, abgestützt und die Befestigung
der Starrachse an den Längslenkern mit Hilfe der Konsolen und je zweier in Silentblöcken
gelagerten, achsparallelen Bolzen ist zwischen der Feder und der Lenkerlagerung
am Fahrgestell angeordnet, so daß die Silentblöcke zur Verbindung der Starrachse
mit den Längslenkern die gesamte Achslast und zusätzlich die Gräf@@ aus dem Brems-,
Antriebs- und Stabilisierungsmomenten übernehmen müssen. Daher ergibt sich die Forderung
nach relativ harten und unnachgiebigen Silentblöcken, um unerwünschte Bewegungen
der Starrachse zu vermeiden, zumal sogar auf einen Querlenker verzichtet wird. Solche
Bewegungen der Starrachse gegenüber den Längslenkern sind insbesondere bei gelenkten
Achsen ungünstig, weil die Genauigkeit der Lenkung darunter leidet, Lenkschwingungen
auftreten können und ein erhöhter Verschleiß von empfindlichen Achsteilen sowie
der Reifen verursacht wird. Wenn aber aus all diesen Gründen die Silentblöcke vergleichsweise
hart gewählt werden, ergeben sich hohe Kräfte in den Längslenkern und an deren Anlenkstellen
am Rahmen sowie hohe Torionsbeanspruchungen der Starrachse, wenn nämlich das Fahrzeug
im Gelände fährt, und es dabei zu größeren Schwenkbewegungen der Starrachse gegenüber
dem Fahrzeugrahmen
in einer quer zur Fahrtrichtung liegenden Ebene
mit entgegengesetztem Durchfedern der beiden Räder der Achse kommt.
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Die Stabilisatorwirkung der bekannten Achsaufhängung ist also für
Geländefahrt zu stark, und es wäre erforderlich, eine dem Gelände entsprechende
Nachgiebigkeit der Längslenker gegenüber der Achse zu erreichen. In der genannten
DT-PS wird zwar auf die Möglichkeit hingewiesen, in verschiedenen Richtungen unterschiedlich
steife Silentblöcke zu verwenden, wodurch sich aber nur eine gewisse Verbesserung
der Längsführung der Achse erzielen läßt und wegen der gleichgerichteten Kräfte
infolge der Achslast einerseits und der Momentenabstütztung anderseits keine Ermäßigung
der Lenkerkräfte bei Geländefahrt ergibt.
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Man könnte zwar bei der bekannten Achsaufhängung die beiden Silentblöcke
für jeden Lenker zur Erzielung einer größeren Nachgiebigkeit gegenüber Drehmomenten
an der Achse durch entsprechende Konsolenausbildung näher aneinaXderrücken, dann
muß aber die Starrachse unbedingt ober- oder unterhalb der Längsienker verlaufen,
was bei Brems- oder Beschleunigungskräften, insbesondere für eine Lenkachse, unerwünschte
Aoilsbewegungen in Fahrzeuglängsrichtung, bei einer Achsschrägstellung im Gelände
oder beim Kurvenfahren aber ein störendes Eigenlenkverhalten der Achse mit Beeinträchtigung
der Lenk- und damit der Fahrsicherheit mit sich bringt.
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Noch ungünstiger sind die Verhältnisse bei einer anderen bekannten
Achsaufhängung (Dr-Ps 1 265 596), weil dort die Federn auf besonderen, mit der Starrachse
verbundenen Auslegern angreifen, die über je einen achsparallelen Bolzen in einem
Silentblock gegen den jeweiligen Lenker abgestützt sind. Auf Grund des Hebelverhältnisses
wird bei dieser Anordnung die Achslast bzw, die auf den betreffenden Silentblock
wirkende Kraft noch vergrößert. Die Silentblöcke mUssen also noch härter sein als
bei der eingangs geschilderten Anordnung, so daß eine solche Achsaufhängung für
Gellndefahrzeuge
völlig ungeeignet ist. Bei hohen Lenkerkräften
muß auch die Verbindung der Lenker mit dem Fahrgestell entsprechend steif gewählt
werden, was zu einer unerwunschten Körperschallfortleitung von den ungefederten
Achsmassen in das Fahrgestell und damit in den Aufbau führt und dann im Fahrgastraum
eine erhebliche Geräuschbelästigung ergibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden
und die eingangs geschilderte Achsaufhängung so zu verbessern, daß sie für gelenkte
oder ungelenkte, getriebene und nicht getriebene starre Fahrzeugachsen gleich gut
geeignet ist, eine genauere Achsführung bei allen Fahrzuständen gewährleistet, die
in den tufhängungsteilen auftretenden Kräfte zur Erzielung einer leichten Bauweise
vermindert und einen optimalen Fahrkomfort gewährt.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß jeweils an
der einen Verbindungsstelle von Konsole undLängslenker ein in an sich bekannter
Weise in einer Gummihülse gelagerter achsparalleler Bolzen angeordnet- und an der
anderen Verbindungsstelle wenigstens ein im wesentlichen in Drehrichtung um die
Starrachse wirkendes, der Gummihülse gegenüber weicheres Gummielement vorgesehen
ist, wobei - wie an sich ebenfalls bekannt - die Federn mit die Starrachse schneidender
Wirkungsrichtung an der Starrachse angreifen.
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Durch die an jedem Längslenker einzige Bolzenvarbindung mit einer
in Lenkerlängsrichtung wenig elastisch nachgiebigen Gummihülse werden die in Lenkerlängsrichtung
wirksamen Brems-oder Beschleunigungskräfte von der Starrachse huber die Konsolen
ohne wesentliche Längsbewegung der Achse auf die Längslenker übertragen. Die Achse
ändert also ihre Lage in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber dem Fahrgestell beim Bremsen
oder Beschleunigen praktisch nicht, so daß sich z.B. bei einer Lenkachse keine unerwtlzischten
Lenkausschläge der Räder ergeben.
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Auch bei einem Verschwenken der Starrachse im Gelände in einer Querebene
zur Fahrtrichtung wird diese Ebene kaum verlassen.
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Durch die Abstützung der Starrachse über das zweite, im wesentlichen
in Drehrichtung um sie wirkende Gummi element ist es dagegen möglich, im Gelände
notwendige Längslenkerverschwenkungen zuzulassen, ohne daß unerwünscht große Lenerkrfte
auftreten. Die Längslenkerverschwenkungen im Gelände werden lediglich durch die
notwer.dige Stabilisierungswirkung eingegrenzt, wobei es auch möglich wäre, einen
eigenen Stabilisator bekannter bauart vorzusehen, womit sich eine besonders weiche
Verbindung zwischen Achse und Längslenkern für die Geländefahrt erzielen ließe.
Jedenfalls kann die stabilisierende wirkung der Achsaufhängung dem gewünschten Einsatzzweck
genau angepaßt werden. Es wird also für ein Geländefahrzeug an der zweiten Verbindungstelle
von Konsole und Längslenker ein nachgiebigeres Gummielement und für ein vorwiegend
auf der Straße zum Einsatz kommendes Fahrzeug zur Verbesserung der stabilisierenden
riiirkung ein härtendes Gummielement zu wählen sein. bei im wesentlichen gleicher
Acbsaufhängung für die Fahrzeugvorder- und -hinterachse läßt sich durch pfahl unterschiedlich
steifer Gummielemente an der zweiten Verbindungsstelle eine gute Anpassung der stabilisierenden
Eigenschaften der beiden Achsen an das gewünschte Gesamtfahrverhalten erreichen.
Da die Federn an der Starrachse selbst angreifen und ihre Wirkungsrichtung die Starrachse
schneidet, werden von den Längslenkern Kräfte aus der Achslast ferngehalten, so
daß geringere Kräfte zwischen den Konsolen und den Längslenkern zu übertragen sind
und damit erst die Möglichkeit geschaffen ist, weichere Gummielemente einzusetzen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind Jeweils die beiden Verbindungsstellen
von Konsole und Längslenker zwischen der Starrachse und der Anlenkstelle des Längslenkers
am Fahrzeugrahmen angeordnet. Dadurch wird die Hebellänge zwischen den Verbindungsstellen
des Längslenkers mit der Konsole und der Lenkeranlenkstelle verringert, und es ergeben
sich auch geringere Kräfte zwischen Konsole und Lenker, was die Verwendung weicherer
Gummielemente weiter fördert.
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Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die Verbindungsstelle mit
dem bzw. den im wesentlichen in Drehrichtung um die Starrachse wirkenden Gummielement
bzw.
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-elementen von der Starrachse weiter entfernt als die Verbindungsstelle
mit Gummihülse und achsparallelem Bolzen angeordnet. Dadurch treten an der Stelle
mit dem bzw. den in Drehrichtung um die Starrachse wirkende Gummi element bzw. -elementen
etwas größere Kräfte auf, die eine entsprechend größere Nachgiebigkeit dieses Gummi
elementes bzw0 dieser Gummi elemente zur Folge haben.
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Zweckmäßig ist es auch, wenn an der einen Verbindungsstelle von Konsole
und Längslenker zwei im wesentlichen jeweils in entgegengesetzter Drehrichtung um
die Starrachse wirkende Gummielemente vorgesehen sind, die eine ungleiche Härte
aufweisen oder mit verschiedenem Radialabstand von der Starrachse angeordnet sind,
so daß verschiedene Verhältnisse für die Abstützung des Antiebsmomentes und des
Bremsmomentes gewählt werden können und eine geringere Achsverdrehung beim Auftreten
der Vortriebskräfte als beim Bremsen auftritt.Dieses Verhalten ist im Hinblick auf
die Vermeidung größerer Knickwinkel der Antriebsgelenkwelle beim Anfahren günstig.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise schematisch
dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 - 3 die wesentlichen Teile einer Achsaufhängung
in drei verschiedenen Ausführungsvarianten jeweils in Seitenansicht.
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Da die Achsaufhängung an jeder Fahrzeugseite gleiche Teile aufweist,
genügt wohl die Beschreibung der jeweils an einer Seite vorgesehenen Konstruktionselemente.
Die Starrachse 1 ist an jeder Seite über eine Schraubenfeder 2 am Fahrzeugrahmen
bzw0 an dem einen Längsträger 3 des Fahrzeugrahmens abgestUtzt, wobei die Federn
2 mit die Starrachse 1 schneidender Wirkungsrichtung an der Starrachse angreifen
und somit der unmittelbaren Kraftübertragung zwischen der Starrachse 1 und den Fahrzeugen
bzw. Längsträgern 3 dienen.
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Da die Schraubenfedern 2 keine Führungsfunktion für die Starrachse
1 erfüllen können, sind zwei Längslenker 4 vorgesehen, die an jeder Fahrzeugseite
angeordnet und mit der Starrachse 1 durch eine an dieser starr befestitr,ten Konsole
5 verbunden sind. Die Längslenker 4 sind an ihrem der Starrachse 1 abgekehrten Ende
am Fahrzeugrahmen bzw. am entsprechenden Längsträger @ über ein Gummigelenk 6 (Fig.
1) angelenkt.
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Die Längslenker 4 sind an je zwei Stellen über Gummielemente Ilit
der betreffenden Konsole 5 der Starrachse 1 verbunden, An der einen Verbindungsstelle
von Konsole 5 und Längslenker 4 ist ein in einer Gummihülse 7 gelagerter, achsparallaler
verbindungsbolzen 8 vorgesehen, wogegen an der anderen verbindungsstelle wenigstens
ein im wesentlichen in Drehrichtung um die Starrachse wirkendes Gummielement angeordnet
ist, das jeweils weicher als die Gummihülse 7 ausgebildet ist. Gemäß Fig. 1 besteht
das im wesentlichen in Drehrichtung um die Starrachse 1 wirkende Gummielement aus
einer der Hülse 7 gegenüber weicheren und auch dickeren Gummihülse 9, in der ein
entsprechender Verbindungsbolzen 10 gefaßt ist. Es ist ersichtlich, daß die beiden
Verbindungsstellen 7,8 und 9,10 von Konsole 5 und Längslenker 4 zsrrischen der Starrachse
1 einerseits und der Anlenkstelle 6 des Längslenkers 4 am Fahrzeugrahmen b7W. .
Längsträger er angeordnet sind. Ferner ist die Verbindungsstelle 9, 10 mit dem im
wesentlichen in Drehrichtung um die Starrachse 1 wirkenden Gummielement 9 von der
Starrachse 1 weiter entfernt als die Verbindungsstelle mit der Gummihülse 7 und
den achsparallelen Bolzen 8.
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Gemäß Fig. @ sind an der einen Verbindungsstelle von Konsole 5 und
Längslenker 4 zwei im wesentlichen jeweils in entgegengesetzter Drehrichtung um
die Starrachse 1 wirkende Gummielemente 11a, 11b vorgesehen, die ungleiche Härte
aufweisen. Wenn angenommen wird, daß es sich hiebei um eine Vorderachse mit rückwärtsgerichteten
Längslenkern 4, also an der linken Seite befindlicher Vorderfront handelt, so muß
das Gum -mielement
11a härter als das Gummielement 11b ausgebildet
sein, damit sich bei Abstützung cieu Antriebsmomentes eine geringere Achsverdrehung
als beim Bremsen ergibt.
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Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 3 sind die Die den Gummielemente
11a, 11b zwar in ihrer Härte gleich, sie befinden sich aber auf verschiedenem Radialabstand
von der Starrachse 1, so daß sich für die Abstützung der Starrachse 1 in der einen
und in der anderen Drehrichtung verschiedene Kräfte ergeben. niebei handel t es
sich um eine Hinterachse mit vorwärtsgerichteten Längslenkern 4, so daß beim Bremsen
die Gummielemente 11a und beim Vortrieb die Gummielemente 11b zur Wirkung kommen.
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Selbstverständlich brauchen die Längslenker nicht unbedingt parallel
zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sein, sie können vielmehr auch eine gewisse
Schräglage aufweisen.
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Es kann zweckmäßig sein, die Achsaufhängung mit einem Querlenker auszustatten,
um eine bessere Seitenftihrung zu erreichen.
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L e e r s e i t e