DE3514146A1 - Angetriebene achse fuer nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine angetriebene Achse für Nutzfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Achsen dieser Art sind bekannt (Fahrzeugtechnik, 4. Auflage, Seite 280, Verfasser: Reimpell).

Die für den Antrieb der Räder solcher Achsen vorgesehenen und jeweils aus einer Radwelle, einem Doppelgelenk und einer Antriebswelle bestehenden Doppelgelenkwellen haben die Eigenschaft, daß beim Beugen derselben dem Mitnehmerring des Doppelgelenkes eine Bewegung überlagert wird, durch die die Antriebswelle in Fahrzeugquerrichtung nach innen verschoben wird. Aufgrund dieser Verschiebebewegungen der Antriebswelle sind solche Doppelgelenkwellen stark verschleißbehaftet. Dies ist ein Grund, weshalb bei angetriebenen Achsen, deren Achswellen Federungsbewegungen der Räder mit ausführen sollen, bisher Gelenkwellen mit einem Gleichlauf-Festgelenk bevorzugt wurden, die frei von Verschiebebewegungen sind.

Mit Gleichlauf-Festgelenken ausgestattete Gelenkwellen sind jedoch für Nutzfahrzeuge im Hinblick auf die bei solchen Fahrzeugen zu übertragenden Drehmomente nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine angetriebene Achse mit den gattungsbestimmenden Merkmalen des Anspruches 1 anzugeben, bei der die Antriebswellen Federungsbewegungen der Räder mit ausführen und dabei die aus den sich ergebenden Beugewinkeln resultierenden Längsverschiebungen der Losseite der Doppelgelenke kompensiert oder zumindest vernachlässigbar klein sind. Die Achse soll dabei insbesondere in schweren Nutzfahrzeugen vorteilhaft einsetzbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

stimmten Bahnkurve.

Der lokale Krümmungsradius dieser Bahnkurve ist größer als der Abstand der radträgerseitigen und aufbauseitigen Anlenkungen der Antriebswellen voneinander.

Bei Federbewegungen läßt es die axiale Verschiebbarkeit der Antriebswellen zu, diesen während ihrer Schwenkbewegung um den aufbauseitigen Anlenkpunkt eine Axialbewegung zu überlagern, so daß sich der Abstand des Gelenkpunktes der Doppelgelenke während der Federbewegung vom aufbauseitigen An-Ienkpunkt der Antriebswellen fortlaufend vergrößert.Demgemäß werden die Antriebswellen entgegen der Richtung, in die sie sich beim Beugen der Doppelgelenkwellen üblicherweise verschieben, axial verlagert. Dabei läßt sich die Konstruktion so abstimmen, daß die relativ zueinander verschiebbaren Teile der Antriebswellen in jeder Phase des Beugens der Doppelgelenkwellen in Achsrichtung gesehen im wesentlichen im Stillstand verbleiben.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können gemäß Anspruch 2 die unabhängig geführten Räder der Achse auch um eine Lenkachse verschwenkbar sein, ohne daß sich aus Lenkbewegungen eine nachteilige Axialverschiebung innerhalb der Antriebswelle der Doppelgelenkwellen ergeben kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer unabhängigen Radaufhängung einer als Lenkachse ausgebildeten erfindungsgemäßen Antriebsachse dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1 eine Rückansicht der Radaufhängung, Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. l,in größerem Maßstab als diese Figur, wobei die Achswelle im Längsschnitt gezeigt ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht der die Achswelle bildenden Doppelgelenkwelle in ihrer Konstruktionslage zur Veranschaulichung der Bewegung des Gelenkpunktes ihres radträgerseitigen Doppelgelenkes bei Federbewegungen der Radaufhängung

Fig. 4 eine Draufsicht der in der Geradeausfahrstellung gezeigten Doppelgelenkwelle in lediglich schematisierter Darstellung, zur Veranschaulichung der Bewegung des Gelenkpunktes ihres radträgerseitigen Doppelgelenkes bei Lenkbewegungen des Radträgers.

Fig. 1 zeigt beispielsweise eine Radaufhängung 10 für ein lenkbares Rad 12 eines Nutzfahrzeuges.

Die in einem z.B. vorderen seitlichen Bereich einer Seitenwand 16 des Fahrzeugaufbaues 14 vorgesehene Radaufhängung 10 weist einen als Ganzes mit 18 bezeichneten Radträger auf, der über ein unteres und ein oberes Führungsgelenk 20 und 22 mit einem unteren Führungslenker 24 und einem oberen Führungslenker 26 verbunden ist, welche gegenüber dem Fahrzeugaufbau 14 abgestützt sind.

Der untere Führungslenker 24 bildet beispielsweise einen Dreieckslenker, der um eine Lagerachse 28 am Fahrzeugaufbau 14 verschwenkbar ist.

Mit 30 ist ein sich auf dem unteren Führungslenker 24 abstützendes Federbein bezeichnet, das mit seinem oberen Ende an einer Stützkonsole 32 am Fahrzeugaufbau 14 angelenkt ist. Unteres und oberes Führungsgelenk 20 und 22 bestimmen eine strichpunktiert angedeutete Lenkachse 34,um die der Radträger 18 zur Durchfüh-

Bei der erfindungsgemäßen Achskonstruktion folgt 65 rung von Lenkbewegungen verschwenkbar ist.

bei Federbewegungen der Gelenkpunkt des Doppelge- Der obere Führungslenker 26 bildet einen Querlen-

lenkes jeder Doppelgelenkwelle zusammen mit dem ker, der bei 27 am Fahrzeugaufbau 14 angelenkt ist.

Radträger entlang einer durch Radführungsglieder be- Zum Lenken des Rades 12 ist der Rad träger 18 mit

3 4

einem Lenkspurhebel 36 ausgestattet, an dem eine Bewegung entlang einer Bahnkurve 90 mit dem Mo-Spurstange 40 einer Lenkeinrichtung angelenkt ist. mentanpol 88 aus, wobei sich auch das am Radträger 18 Das Rad 12 ist mittels einer Achswelle antreibbar, die befindende Doppelgelenk 62 bzw. sein Gelenkpunkt 75 als Doppelgelenkwelle 42 ausgebildet und zum Teil in entlang dieser Bahnkurve bewegen,
einem teleskopisch ausgebildeten Tragrohr 44 gelagert 5 Während dieser Verlagerung des Doppelgelenkes 62 ist. Jedes Rohrteil 46 und 48 dieses Tragrohres 44 ist an wird es gebeugt, was bei solchen Doppelgelenken übliseinem freien Ende mit einer Kugelschale 50 bzw. 52 cherweise zur Folge hat, daß sich die an der Losseite des ausgestattet, die aufbau- bzw. radträgerseitig jeweils Mitnehmerringes 68 befindenden Gelenkbolzen 72 in formschlüssig in einem Lagerring 54 bzw. 56 reibungs- Achsrichtung der Antriebswelle 60 in Richtung Fahrarm, unempfindlich gegen Wasser, wartungsfrei und io zeugaufbau 14 verlagern, so daß auch die Teilwelle 60' weitgehend spielfrei sphärisch gelagert sind. in Richtung Fahrzeugaufbau 14 axial verschoben wird.

Die Doppelgelenkwelle 42 umfaßt folgende Teile. Ei- Die ständig erfolgenden Federbewegungen führen

ne im Radträger 18 gelagert Radwelle 58, eine aus zwei dabei aufgrund dieser Verschiebungen zu einer Erwär-

ineinander axial verschieblich angeordneten Teilwellen mung der gesamten Doppelgelenkwelle und zu erhebli-

60', 60" gebildete Antriebswelle 60 und zwei Doppelge- 15 chem Verschleiß derselben im Bereich ihrer ineinander

lenke 62 und 64. Das Tragrohr 44 schafft die erforderli- verschieblichen Wellenteile.

ehe radiale Abstützung der Antriebswelle 60 und bildet Die üblicherweise beim Beugen des Doppelgelenkes zugleich eine Kapselung zum Schütze der Doppelge- 62 erfolgende Verschiebung der Losseite vom Gelenklenkwelle 42. Die Doppelgelenke 62, 64 befinden sich punkt 75 weg wird dadurch kompensiert oder zuminjeweils innerhalb einer der beiden Kugelschalen 52, 54 20 dest weitgehend unwirksam gemacht, daß sich der Gedes Tragrohres 44. Die Radwelle 58 ist an einem Paar lenkmittelpunkt 75 entlang der Bahnkurve 90 mit dem Gelenkbolzen 66 eines im Mitnehmerring 68 gelagerten Momentalpol 88 bewegt, die abweichend von der Kreis-Zapfenkreuzes 70 angelenkt. Die Teilwelle 60' der An- form verläuft. Die Bahnkurve 90 verläuft dabei flacher triebswelle 60 ist im Rohrteil 46 des Tragrohres 44 dreh- als die Kreisbahn 92 mit dem durch den Gelenkpunkt 86 bar gelagert und an einem Paar Gelenkbolzen 72 eines 25 des Doppelgelenkes 64 definierten Mittelpunkt, mit der weiteren, im Mitnehmerring 68 gelagerten Zapfenkreu- Folge, daß sich dadurch der Abstand der beiden Gelenkzes 74 angelenkt. Der Gelenkpunkt des Doppelgelenkes punkte 75 und 86 beim Ein- und Ausfedern fortlaufend 62 ist mit 75 bezeichnet. Das Doppelgelenk 64 ist in die vergrößert und somit der Verschiebeweg der Teilwelle Teilwelle 60" zwischengeschaltet, wobei deren Wellen- 60' gegenüber der Teilwelle 60" der Antriebswelle 60 teilstücke jeweils an einem Paar von Gelenkbolzen 76 30 kompensiert oder zumindest auf ein vernachlässigbares bzw. 78 jeweils eines Zapfenkreuzes 80 bzw. 82 ange- Maß reduziert wird, je nachdem, wie die beiden Bahnlenkt und letztere im Mitnehmerring 84 dieses Doppel- kurven 90,92 aufeinander abgestimmt sind,
gelenkes gelagert sind. Der Gelenkpunkt des letzteren Die Radaufhängung ist ferner derart ausgelegt, daß ist mit 86 bezeichnet. auch das Verschwenken des Rades 12 um die Lenkachse

Das aufbauseitige Wellenteilstück 60" ist, was nicht 35 34 nicht zu nachteiligen Verschiebungen zwischen den

näher dargestellt ist, an eine Abtriebswelle eines Diffe- Teilwellen 60' und 60" führen kann. Dies wird erreicht,

rentialgetriebes angeflanscht. Beim Doppelgelenk 62 indem die Lenkachse 34 auf der von der Antriebswelle

bilden dabei die Gelenkbolzen 72 die Losseite dieses 60 abgelegenen Seite des Doppelgelenkes 62 angeord-

Gelenkes, während die an der im Radträger 18 axial net ist.

unverschiebbar gelagerten Radwelle 58 angelenkten 40 Gemäß Fig. 4 verschwenkt sich bei einem Radein-

Gelenkbolzen 66 dessen Festseite bilden. schlag die Radwelle 58 um die Lenkachse 34, die positiv

Die Anordnung der Doppelgelenkwelle 42 in der oder negativ gespreizt oder mit einer Spreizung Null in Radaufhängung und die Zuordnung der Lenkachse 34 die Radaufhängung gelegt sein kann. Dabei bewegt sich zum Gelenkpunkt 75 des radträgerseitigen Doppelge- der Gelenkpunkt 75 des Doppelgelenkes 62 entlang eilenkes 62 sind nun so getroffen, daß die sich normaler- 45 ner Kreisbahn 94, deren Mittelpunkt auf der Lenkachse weise beim Beugen derartiger Doppelgelenkwellen bei 34 liegt, wobei sich der Abstand der beiden Gelenk-Feder- und/oder Lenkbewegungen einstellende Verla- punkte 75,86 zueinander um den Betrag b vergrößert,
gerung des Mitnehmerringes 68 bzw. der Losseite des Dadurch läßt sich gleichfalls der beim Beugen der Doppelgelenkes 62 zumindest weitgehend kompensiert Doppelgelenkwelle sich normalerweise einstellende wird und dadurch ein Längenausgleich der Antriebswel- 50 Verschiebeweg von Teilwelle 60' gegenüber 60" aus-Ie 60 und des Tragrohres 44 nicht oder nur noch in gleichen oder zumindest vermindern,
vernachlässigbarem Umfange erforderlich ist. Die Lenkachse 34 kann, wie in Fig. 4 gezeigt, die

Die folgenden Erläuterungen zeigen auf, durch wel- Längsachse der Radwelle 58 schneiden,
ehe Maßnahmen dies zunächst bei Ein- und Ausfederbewegungen des Radträgers 18 erreicht wird. 55

Hierbei sei zum einfacheren Verständnis der Erfindung angenommen, daß der auf eine Fahrzeugquerebene projizierte und mit 88 bezeichnete Momentanpol
(Fig. 3) der Radaufhängung beispielsweise auf oder im
Bereich der Achse der mit dem aufbauseitigen Wellen- 60
teilstück der Teilwelle 60" gekoppelten Abtriebswelle
des der Fahrzeugachse zugeordneten Differentialgetriebes liegt. Die Entfernung a des Momentanpoles 88
vom Gelenkpunkt 75 des radträgerseitigen Doppelgelenkes 62 ist dabei größer als der gegenseitige Abstand 65
der Gelenkpunkte 75 und 86 der beiden Doppelgelenke
62 und 64 voneinander.

Bei Federbewegungen führt der Radträger 18 eine

Claims (2)

Patentansprüche

1. Angetriebene Achse für Nutzfahrzeuge mit über Radträger geführten Rädern, in den Radträgern gelagerten Radwellen, anschließend an die Radwellen vorgesehenen Doppelgelenken, deren Losseite gegenüber der jeweiligen radträgerseitigen Festseite vom Beugewinkel des Doppelgelenkes abhängige, in Fahrzeugquerrichtung gerichtete axiale Verschiebewege aufweist und mit über die Doppelgelenke radträgerseitig angelenkten, axial verschieblichen Antriebswellen, dadurch gekennzeichnet, daß bei unabhängig geführten Rädern (12) zum Abgleichen der beim Federn vom auftretenden Beugewinkel abhängigen Verschiebewege der Losseite der Doppelgelenke (62) die Länge der Antriebswellen (60) zwischen ihren radträgerseitigen und aufbauseitigen Anlenkungen kleiner ist als der Abstand des auf eine Fahrzeugquerebene projizierten Momentanpols (88) der Radführungen vom Gelenkpunkt(75) der Doppelgelenke (62).

2. Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radträger (18) um eine Lenkachse (34) verschwenkbar sind und daß die Lenkachse (34) auf der von den Antriebswellen (60) abgelegenen Seite der Doppelgelenke (62) angeordnet sind.