DE4338651A1 - Aufhängung für eine Starrachse eines Fahrzeuges, insbesondere eines Lastkraftwagens oder Omnibusses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung für eine Starrachse eines Fahrzeuges, insbesondere eines Lastkraftwagens oder Omnibusses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Aufhängung ist beispielsweise aus JP 60 261 712 A bekannt. Bei dieser bekannten Ausführung erfolgt die Quer­ führung über einen sogenannten Panhard-Stab, der etwa pa­ rallel zu dem Achskörper verläuft und an seinem in der Nähe einer Radseite liegenden Ende mit dem Achskörper und an seinem anderen in der Nähe des anderen Rades liegenden Ende mit dem Fahrzeugoberbau jeweils gelenkig verbunden ist.

Als Seitenneigungsstabilisator dient dort ein Torsionsstab, der ebenfalls parallel zur Längsachse des Achskörpers angeord­ net ist und starr mit den oberen Längslenkern verbunden ist.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Pro­ blem, die durch den als Panhard-Stab ausgebildeten Querlenker bei Fahrzeugseitenneigungen auftretenden Relativbewegungen des Achskörpers gegenüber dem Fahrzeugoberbau zu vermeiden und im übrigen eine für alle Aufhängungs-Komponenten insgesamt kom­ pakte raumsparende Ausführung zu schaffen.

Die Relativbewegungen zwischen dem Achskörper und dem Fahr­ zeugoberbau ergeben sich bei einer Panhard-Stab-Querführung durch das Schwenken des Panhard-Stabes in seinen Anlenkpunkten an dem Achskörper einerseits und dem Fahrzeugoberbau ande­ rerseits, wobei die Enden des Panhard-Stabes jeweils Bewegun­ gen auf einer Kurvenbahn absolvieren.

Eine grundsätzliche Lösung des vorgenannten Problems zeigt eine Ausführung mit den kennzeichnenden Merkmalen nach dem An­ spruch 1 auf.

Die Dreiecksanordnung mit jeweils einem Schräg-Lenker der beiden seitlichen Lenkerpaare dient dazu, daß diese Schräg- Lenker sowohl Kräfte in Fahrzeug längs- als auch in Fahrzeug­ querrichtung aufnehmen und übertragen können. Bei dieser Ausführung kann die Querführung somit auch ohne die Verwendung eines Panhard-Stabes erreicht werden. Beschrieben ist eine solche Dreieck-Lenkeranordnung beispielsweise in ATZ 70, 1968, 1, S. 10 Bild 1b.

Gegenüber der zuletzt genannten Veröffentlichung besteht der erfinderische Unterschied darin, daß die zur Seitenneigungs­ stabilisierung notwendigen Mittel direkt mit den Schräg-Len­ kern zu einer gemeinsamen Einheit zusammengefaßt sind, so daß hierfür zusätzliche Teile entfallen.

Das erfindungsgemäße Lenkerdreieck ist gleichschenklig mit einer zwischen den Anlenkpunkten der Schräg-Lenker liegenden Basisseite und einer der Basisseite gegenüberliegenden eben­ falls zwischen den vorgenannten Anlenkpunkten liegenden Drei­ ecksspitze ausgebildet. Dabei kann die starre Verbindung zwi­ schen der Torsionsfeder und den Schräg-Lenkern an der Basis­ seite des Dreiecks oder auch im Bereich der Dreiecksspitze vorgesehen sein. Ist die Torsionsfeder im Bereich der Drei­ ecksspitze angebracht, muß zwischen den betreffenden Enden der Schräg-Lenker im Dreiecksspitzenbereich ein Abstand in Längsrichtung des Achskörpers verbleiben, damit eine endliche Länge für die Torsionsfeder gegeben ist.

Ist die Torsionsfeder im Dreiecksspitzenbereich im vorgenann­ ten Sinne angebracht, kann diese Torsionsfeder in der Form ei­ nes Rundstabes als Anlenkbolzen für eine Lagerung der zu dem Dreieck ausgerichteten Schräg-Lenker an dem Achskörper oder dem Fahrzeugoberbau dienen.

Die Torsionsfeder für die Seitenneigungsstabilisierung muß allerdings nicht in das Lenkerdreieck integriert sein, sondern kann ebenso mit den nicht in das Lenkerdreieck einbezogenen Längs-Lenkern verbunden sein. Dabei kann die Torsionsfeder an den zum Achskörper liegenden Ende oder auch an dem entgegenge­ setzten Ende der betreffenden Längs-Lenker angebracht sein. Entscheidend ist nur jeweils eine starre Verbindung, damit Schwenkbewegungen der Längs-Lenker durch die Wirkung der Tor­ sionsfeder gedämpft werden können.

Da bei der zuletzt genannten Ausführungsform die Längs-Lenker in einer lotrecht durch sie verlaufenden Ebene auf Biegung be­ ansprucht werden, können diese Längs-Lenker zweckmäßigerweise als lotrecht ausgerichtete Flachprofile ausgebildet sein. Auf diese Weise enthalten diese Längs-Lenker eine erhöhte Aus­ knickfestigkeit und können andererseits in Querrichtung in ge­ ringem Umfang nachgeben.

Bei der Ausführung, nach der die Torsionsfeder mit den nicht in das Lenkerdreieck einbezogenen Längs-Lenkern verbunden ist, läßt sich eine äußerst kompakte Bauweise dadurch erzielen, daß die Torsionsfeder als Torsionsstab an dem achskörperseitigen Ende der Längs-Lenker vorgesehen wird. In diesem Fall können die Längs-Lenker über diesen Stabilisatorstab an dem Achs­ körper angelenkt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Achsaufhängung kann die Federung zwischen dem Fahrzeugoberbau und dem Achskörper in beliebiger Form, beispielsweise durch Luft- oder Schraubenfedern in Kom­ bination mit üblichen Stoßdämpfern erfolgen.

Die betreffende Achse eignet sich insbesondere als Frontachse mit lenkbaren Rädern.

Im nachfolgenden noch näher beschriebene Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische in Längs- und Querrichtung abgebrochene Darstellung einer Achsaufhängung mit dreieckförmiger Anordnung der unteren Schräg-Len­ ker mit einer Torsionsfederabstützung der Schräg- Lenker auf der Dreiecksbasisseite,

Fig. 2a, b je eine Darstellung einer Achsaufhängung ähnlich der Aufhängung nach Fig. 1 mit jeweils einer Tor­ sionsfederabstützung der Schräg-Lenker im Dreiecks­ spitzenbereich, wobei der Spitzenbereich einmal an dem Achskörper (Fig. 2a) und einmal an dem entge­ gengesetzten Ende der Lenker (Fig. 2b) liegt,

Fig. 3 eine Darstellung einer Achsaufhängung wie in Fig. 1 mit einer Torsionsfederabstützung der nicht zu einem Dreieck zusammengefaßten Längs-Lenker im Be­ reich der Anlenkung der Längs-Lenker an dem Fahr­ zeugoberbau,

Fig. 4 eine Variante zu der Ausführungsform nach Fig. 3 mit einer Torsionsfederabstützung der Längs-Lenker im Bereich ihrer Anlenkung an den Achskörper.

Ein weitgehend biege- und torsionssteif ausgelegter Achskörper 1 ist über eine Luftfeder 2 mit einem Rahmen 3 des Oberbaus eines Fahrzeuges federnd verbunden.

Dieser Achskörper 1 kann die Frontachse mit lenkbaren Rädern 4 bilden. Er kann aber bei grundsätzlich gleichem Aufbau und gleicher Lagerung auch die Hinterachsen eines Fahrzeuges bilden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel soll sich aller­ dings auf die Vorderachse eines Lastkraftwagens bzw. eines Om­ nibusses beziehen.

Zur Längsführung des Achskörpers 1 ist dieser an jedem radsei­ tigen Ende mit einem Paar übereinanderliegender Lenker 5, 6, von denen jeweils einer ein Längs- und der andere ein Schräg- Lenker ist, gegenüber dem Rahmen 3 des Fahrzeugoberbaus in mit diesem Rahmen 3 verbundenen Konsolen 7 abgestützt.

Von diesen Lenkern 5,6 sind nach den Ausführungen der Fig. 1, 2a, 3 die oberen Lenker 5 jeweils reine Längs-Lenker. Die un­ teren Lenker 6 haben in diesen Fällen zusätzlich noch die Funktion einer Querführung des Achskörpers 1 zu erfüllen. Zu diesem Zweck liegen diese Schräg-Lenker 6 nicht in einer lot­ rechten Ebene unterhalb der oberen Längslenker 5 angeordnet, sondern schräg zur Fahrzeuglängsrichtung. Dabei bilden die beiden unteren Schräg-Lenker 6 der jeweils beiden seitlichen Lenkerpaare hier etwa die Form eines Dreieckes in einer etwa horizontal liegenden Ebene.

Bei der Ausführung nach Fig. 2b sind die oberen Lenker 5 als Schräg- und die unteren Lenker 6 als Längs-Lenker ausgebildet.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 sind die an dem Achskörper 1 über elastische Lager angelenkten Enden der unteren Schräg- Lenker 6 zur Fahrzeuglängsachse hin verschoben. An ihren von dem Achskörper 1 entfernt liegenden Enden sind die jeweils in der fest mit dem Rahmen 3 des Fahrzeugoberbaus verbundenen Konsole 7 drehbar gelagerten Schräg-Lenker 6 starr mit einer quer zur Fahrzeugachse ausgerichteten Torsionsfeder verbunden, die als Torsionsstab 8 ausgebildet ist. Die Schräg-Lenker 6 können dabei in den Konsolen 7 direkt oder indirekt über den Torsionsstab 8 gelagert sein.

Das Gebilde aus den beiden unteren Schräg-Lenkern 6 und dem Torsionsstab 8 kann als Lenker-Dreieck 9 bezeichnet werden. Die Anlenkung der unteren Schräg-Lenker 6 an den Achskörper 1 darf nicht in der theoretischen Dreiecksspitze des Lenker- Dreiecks 9 erfolgen, da dann kein Hebelarm zwischen den Anlen­ kungsstellen dieser Schräg-Lenker 6 an dem Achskörper 1 besteht. Dies ist jedoch notwendig, um Seitenneigungsbewegun­ gen des Fahrzeugoberbaus über die Schräg-Lenker 6 auf den Tor­ sionsstab 8 zur Dämpfung aufbringen zu können. Der Abstand zwischen den Anlenkungspunkten der unteren Schräg-Lenker 6 an dem Achskörper 1 ist bei der Ausführung nach Fig. 1 ein Kom­ promiß zwischen den optimalen Längen für die Querführung einerseits und die Seitenneigungsstabilisierung andererseits. Während der Anlenkungspunkt mit Bezug auf die Querführungs­ funktion möglichst nahe an der Fahrzeuglängsachse bei dem Achskörper 1 liegen sollte, sollte der Abstand mit Bezug auf die Seitenneigungsstabilisierung durch den Stabilisatorstab 8 zur Ausbildung eines großen Hebelarmes möglichst weit von­ einander auseinanderliegen.

In sämtlichen Figuren der Zeichnung ist die Fahrtrichtung des Fahrzeuges jeweils mit einem Pfeil angegeben.

Bei der Ausführung nach Fig. 2a bilden wiederum die unteren Schräg-Lenker 6 wirkungsmäßig ein Lenker-Dreieck 10. Im Unter­ schied zu der Ausführung nach Fig. 1 befindet sich die Tor­ sionsfeder in der Form eines Torsionsstabes 11a jedoch an dem achskörperseitigen Ende dieser Schräg-Lenker 6. Die Verbindung zwischen diesem Torsionsstab 11b und den Schräg-Lenkern 6 ist hier wiederum selbstverständlich starr. Gelagert ist das Lenker-Dreieck 10 in diesem Fall über den Torsionsstab 11a in einer diesen Stab aufnehmenden Lagerbuchse 12 des Achskörpers 1. Bei dieser Ausführung ist die Seitenneigungsstabilisierung durch den relativ kurzen Torsionsstab 11 gegenüber derjenigen bei der Ausführung nach Fig. 1 härter.

Bei der Ausführung nach Fig. 2b liegt das Lenkerdreieck im oberen Bereich der Aufhängung (hoher Momentanpol). Die Schräg- Lenker 5 sind wie bei der Ausführung nach Fig. 2a im Bereich der Dreiecksspitze starr mit einem Torsionsstab 11b verbunden. Der Torsionsstab 11b ist über Lagerbuchsen an einer zwischen den Konsolen 7 angebrachten Traverse 19 drehbar gelagert. Durch die weit auseinander liegenden Anlenkpunkte dieser Schräg-Lenker 5 an dem Achskörper 1 ist hier die Seitennei­ gungsstabilität besonders groß.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 üben die unteren Schräg-Lenker 6 lediglich die Funktion eines kombinierten Längs- und Quer­ lenkers aus. Die Seitenneigungsstabilisierung ist hiervon ge­ trennt in die außerhalb des Lenker-Dreieckes 10 verlaufenden oberen Längs-Lenker 5 funktionsmäßig verlegt. Zu diesem Zweck sind die von dem Achsträger 1 abgelegenen Enden der Längs-Len­ ker 5 jeweils innerhalb der Konsolen 7 starr mit einem Tor­ sionsstab 13 verbunden. Da durch ihre Einbeziehung in die Sei­ tenneigungsstabilisierungsmittel Biegekräfte in lotrechter Ebene auf die oberen Längs-Lenker 5 ausgeübt werden, sind die­ se Lenker 5 als vertikal ausgerichtete Flachprofile ausge­ bildet. Im übrigen wird hierdurch eine lagerschonende geringe Querverbiegung dieser Längs-Lenker ermöglicht.

Eine Alternative zu der Ausbildung nach Fig. 3 zeigt die Fig. 4. Danach sind die oberen Schräg-Lenker 5 als Lenker-Dreieck 14 ausgebildet.

Für die Seitenneigungsstabilisierung werden in diesem Falle die unteren Längs-Lenker 6 herangezogen, die wiederum als Flachprofile ausgebildet sind und an ihrem an dem Achskörper 1 liegenden Ende mit einem Torsionsstab 15 starr verbunden sind.

Die oberen Schräg-Lenker 5 sind im Bereich der Dreiecksspitze des Lenker-Dreieckes 14 mittels elastischer Lager an dem Achskörper 1 angelenkt. Da das Lenker-Dreieck 14 keine Seiten­ neigungsstabilisierungsfunktion in diesem Falle auszuüben hat, können die beiden oberen Schräg-Lenker 5 sowohl einzeln (wie dargestellt), als auch praktisch in der Dreiecksspitze des Lenkerdreiecks 14 starr miteinander verbunden gelenkig bzw. elastisch an dem Achskörper 1 angelenkt sein. Durch die Flach­ profilausbildung mit vertikaler Ausrichtung der Längs-Lenker in der in den Fig. 3 und 4 beschriebenen Form ist eine lager­ entlastende gewisse Querverbiegung der Längs-Lenker bei im übrigen ausreichender Biegesteifigkeit in vertikaler Richtung zur Übertragung der auf den jeweiligen Torsionsstab aufzubrin­ genden Kräfte erreichbar. Eine weitere Möglichkeit zur Lager­ entlastung infolge einer Querverbiegung der Längs-Lenker wäre eine kardanische Ausbildung der Verbindung zwischen dem Tor­ sionsstab 13,15 und den Längs-Lenkern 5 bzw. 6, die jeweils nur eine Kraftübertragung in der gewünschten Richtung er­ laubte.

Claims (4)

1. Aufhängung für eine Starrachse eines Fahrzeuges, insbe­ sondere eines Lastkraftwagens oder Omnibusses, mit einem Achs­ körper mit auf jeder Radseite einem Paar übereinanderliegender jeweils mit dem Fahrzeugoberbau gelenkig verbundener seit­ licher Lenkerpaare, einer Querführung, einem Seitenneigungs­ stabilisator sowie einer Schrauben- oder Luftfeder-Abstützung gegenüber dem Fahrzeugoberbau, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der Querführung in ein Lenkerdreieck (9, 10, 14, 17, 18)) gelegt ist, wozu aus den beiden Lenkerpaaren mit jeweils einem oberen und einem unteren Lenker (5 bzw. 6), von denen jeweils einer längs und einer schräg zur Fahrzeuglängs­ achse verläuft, jeweils ein Schräg-Lenker (5 oder 6) Be­ standteil eines solchen Lenkerdreieckes (9, 10, 14) ist, und daß der Seitenneigungsstabilisator eine - in gleicher Höhe quer gegenüberliegende Schräg- bzw. Längs-Lenker (5 bzw. 6) in einem ihrer jeweiligen Lagerbereiche starr miteinander verbindende - Torsionsfeder (8, 11a, 11b, 13, 15) ist.

2. Aufhängung für eine Starrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Torsionsfeder (8, 11a, 11b) ausgebildete Seiten­ neigungsstabilisator in das Lenkerdreieck (9, 10, 17) inte­ griert ist.

3. Aufhängung für eine Starrachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Lenkerdreiecks (9, 10, 17) die Schräg-Lenker (5 bzw. 6) in dem Bereich der Dreiecksspitze starr mit der dort in das Dreieck integrierten Torsionsfeder (11a, 11b) ver­ bunden sind.

4. Aufhängung für eine Starrachse eines Fahrzeuges nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils nicht in das Lenkerdreieck (9, 10, 14, 17, 18) einbezogenen Längs-Lenker (5 bzw. 6) jedes Lenkerpaares lot­ recht ausgerichtete mit der die Seitenneigungsstabilisierung bewirkenden Torsionsfeder (13, 15) starr verbundene Flach­ profile sind.