DE4413146A1 - Luftgefederte Achse - Google Patents

Luftgefederte Achse

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Description

Die Erfindung betrifft eine luftgefederte Achse eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für Omnibusse und Last­ kraftwagen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 nä­ her definierten Art.
Aus der Praxis ist es bekannt, in das Differentialge­ häuse einer Achse ein Tragrohr einzustecken und mit dem Differentialgehäuse zu verschweißen. An der Außen­ seite der Tragrohre sind angeschweißte Plateaus auf der oberen und auf der unteren Seite des Tragrohres angebracht. Durch das Tragrohr hindurch verläuft die Antriebswelle der Achse. Die Verbindung zwischen der Achse und dem Rahmen des Fahrzeuges wird über Längs­ lenker hergestellt. Diese Längslenker verlaufen außer­ halb der Längsträger des Fahrzeugrahmens und sind mit entsprechender Abkrümmung über den Federsattel, d. h. über das obere der erwähnten Plateaus, geführt. Das freie Ende des Längslenkers dient als Auflage für die Luftfeder und oftmals auch für das Dämpfungselement.
Sehr oft werden das Differentialgehäuse, das Tragrohr, der Federsattel und die Gegenplatte, d. h. das untere Plateau, auch als Gußteil einstückig komplett herge­ stellt. Eine derartige Achse wird als Gußachse be­ zeichnet.
Aus der DE-OS 21 00 048 ist eine federnde Achsaufhän­ gung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der für jede Fahrzeugseite ein Parabellenker und eine gewöhnliche Blattfeder vorgesehen sind. Zusätzlich ist eine durch­ gehende Blattfeder für jede Fahrzeugseite des Kraft­ fahrzeuges vorgesehen.
Die Parabellenker und die Blattfedern können nur ent­ weder oberhalb oder nur unterhalb des Achskörpers an­ geordnet werden. Hieraus ergibt sich der Nachteil, daß die Lage der Parabellenker und der Blattfedern dem Konstrukteur nahezu aufgezwungen ist und er somit nur einen geringen Einfluß auf die kinematischen und ela­ stokinematischen Eigenschaften der Achsaufhängung hat.
Aus der DE 11 08 089 ist eine Führung einer Starrachse eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei der die Starrachse über vier Federbälge und ein Paar Lenker mit dem Fahr­ zeugrahmen verbunden ist. Die in dieser Druckschrift offenbarte Achsführung ist konstruktiv sehr aufwendig und daher auch relativ teuer. Eine weitere Führung einer Starrachse eines Kraftfahrzeuges ist in der DE 11 70 258 offenbart. Die Führung einer Starrachse nach der genannten Druckschrift stellt eine Weiterentwick­ lung der Radführung nach der DE 11 08 089 dar und hat daher, wie diese, den Nachteil, daß sie sehr aufwendig und somit teuer ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine luftgefederte Achse vorzusehen, die ko­ stengünstig hergestellt und montiert werden kann und günstige kinematische und elastokinematische Eigen­ schaften aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.
Durch das Vorsehen von Luftfederträgern auf den Unter­ seiten der Tragrohre kann auf einfache Art und Weise problemlos eine Verbindung zwischen der Achse und dem Rahmen des Fahrzeuges hergestellt werden, da die Luft­ federn einerseits am Rahmen des Fahrzeuges und ande­ rerseits vorteilhaft an dem Luftfederträger befestig­ bar sind. Desweiteren können auf dem Luftfederträger auch andere Bauteile, wie beispielsweise Dämpferele­ mente, auf einfache Art und Weise angebracht werden.
Die Verbindung der Längslenker mit der Achse erfolgt auf bekannte Art und Weise durch Befestigen der Längs­ lenker an Plateaus, die an der Oberseite der Tragrohre angebracht sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen.
Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen luftgefederten Achse, wobei eine Längsblattfeder als ganze Führungsfeder aus­ geführt ist,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen luftgefederten Achse, bei dem die Längsblattfeder als halbe Führungsfeder ausgeführt ist,
Fig. 3 eine Seitenansicht der luftgefederten Achse nach Fig. 1 und
Fig. 4 eine Seitenansicht gemäß der Fig. 3, jedoch mit einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Längslenker und dem Plateau.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel be­ trifft eine angetriebene Achse. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße luftgefederte Achse auch bei nicht angetriebenen Achsen vorgesehen werden.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Achse 1 dargestellt, die an einem Fahrzeugrahmen 2 aufgehängt ist. Die Ach­ se besteht im wesentlichen aus einem Differentialge­ häuse 3 sowie Tragrohren 4, welche symmetrisch zur Mittellängsachse des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Die Tragrohre 4 sind entweder in das Differentialge­ häuse 3 eingesteckt und dann mit diesem verschweißt oder Differentialgehäuse 3 und Tragrohre 4 werden ein­ stückig als Gußteil hergestellt.
Der Fahrzeugrahmen 2 weist zwei Längsträger 5, 6 auf, die im wesentlichen parallel zur Mittellängsachse des Kraftfahrzeuges verlaufen. An den Längsträgern ist auf jeder Fahrzeugseite je ein Federbock 16 angebracht. Zwischen den Längsträgern 5, 6 des Fahrzeugrahmens 2 sind Querträger 7, 8 angeordnet, die eine Verbindung zwischen den Längsträgern des Fahrzeugrahmens herstel­ len.
An der Unterseite der Tragrohre 4 der Achse 1 sind Luftfederträger 9 befestigt, auf denen sich Kolben von Luftfedern 10 abstützen. Auf dem Luftfederträger 9 können sich auch weitere Bauteile, wie beispielsweise Dämpferelemente 11, abstützen.
Der Balg der Luftfeder 10 sowie das obere Ende des Dämpferelementes 11 sind in bekannter Art und Weise am Fahrzeugrahmen 2 befestigt.
An den Oberseiten der Tragrohre 4 ist jeweils ein Pla­ teau 12 fest angebracht, wobei die Oberseite des Pla­ teaus 12 so ausgeführt ist, daß darauf ein Lenker 13 aufliegen kann. Die Befestigung des Lenkers 13 auf dem Plateau 12 erfolgt in einfacher Weise über Federbügel 14, 15, die den Lenker 13 über das Plateau 12 an die Achse 4 spannen, so daß auf diese Art und Weise ein­ fach eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Len­ ker 13 und dem Plateau 12 hergestellt werden kann. Sollte aus Sicherheitsgründen eine formschlüssige Ver­ bindung nötig sein, können zwischen Lenker 13 und Pla­ teau 12 Stifte zusätzlich vorgesehen werden, oder der Lenker 13 kann in ein Führungsbett eingelegt werden.
Das andere Ende des Lenkers 13 ist über Elastomerlager 16a und einen Federbock 16 am Fahrzeugrahmen 2 befe­ stigt. Zwischen den Längsträgern 5, 6 des Fahrzeugrah­ mens 2 ist eine Blattfeder 17 angeordnet. Bei dem Aus­ führungsbeispiel nach der Fig. 1 ist die Längsblattfe­ der als ganze Führungsfeder ausgeführt. Die Blattfeder 17 hat die Aufgabe, die an der Achse 1 auftretenden Querkräfte in den Fahrzeugrahmen 2 einzuleiten. Dies erfolgt über zwei Lagerpunkte 18, 19 an den Querträ­ gern 7, 8 des Fahrzeugrahmens 2 bzw. über dem Befesti­ gungspunkt der Blattfeder 17 auf dem Differentialge­ häuse 3.
Bei einer nicht angetriebenen Achse ist auf der Achse selbst im Bereich der Mittellängsachse des Fahrzeuges eine geeignete Einrichtung vorzusehen, auf der die Blattfeder 17 befestigt werden kann.
Bezugnehmend auf Fig. 2 ist ein zweites Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der einzige Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 liegt darin, daß die Blattfeder nur als halbe Führungsfeder 20 ausgeführt ist. Sie ist nur am Lagerpunkt 19 über bewegliche Laschen 22 am Querträger 8 befestigt.
Hierdurch ergibt sich ein geringerer Montageaufwand sowie eine Material- und somit Gewichts- und Kosten­ einsparung.
Die halbe Führungsfeder 20 kann alternativ auch form­ schlüssig mit dem Differentialgehäuse 3 verbunden wer­ den. Hierzu können bekannte Verbindungseinrichtungen, wie beispielsweise Stifte, Nuten oder dergleichen ver­ wendet werden.
Alle anderen im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrie­ benen Bauteile sind in der Fig. 2 durch dieselben Be­ zugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbei­ spieles nach der Fig. 1. In dieser Ansicht ist insbe­ sondere die Befestigung des Lenkers 13 auf dem oberen Plateau 12 erkennbar.
Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Lenker 13 und dem Plateau 12 wird, wie bereits beschrieben, über die Federbügel 14, 15 hergestellt, die durch das An­ ziehen von Muttern den Lenker 13 mit dem Plateau 12 verspannen. Unterhalb des Tragrohres 4 ist der Luftfe­ derträger 9 angebracht, auf dem sich die Luftfeder 10 bzw. das Dämpferelement 11 abstützen. Die Oberseite der Luftfeder 10 ist am Fahrzeugrahmen 2 befestigt. Die Blattfeder 17 ist über eine Schraubverbindung 21 auf dem Differentialgehäuse 3 befestigt.
Fig. 4 zeigt eine formschlüssige Verbindung mit Stif­ ten 23. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel der im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebenen Va­ riante.
Durch die Ausführung der luftgefederten Achse gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Luft­ feder 10 im Vergleich zum Stand der Technik näher an die Achse 1 herangerückt werden. Die Wege des Feder­ balges der Luftfeder 10 sind somit geringer und die Luftfeder 10 reagiert besser auf die Bewegungen der Achse 1. Auf diese Weise wird eine direktere Überset­ zung der Federung erreicht.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung ist die Möglichkeit, Luftfedern 10 im Inneren oder unter dem Fahrzeugrahmen 2 anzuordnen. Durch die direkte Ab­ stützung der Luftfedern auf der Unterseite des Fahr­ zeugrahmens 2 ergibt sich auch eine große Feder- bzw. Luftbalgspur, was sich auf die Wankstabilität des Fahrzeuges positiv auswirkt, da hierdurch ein relativ hohes Momentanzentrum erreicht wird und sich somit der Abstand zum Schwerpunkt des Fahrzeuges verringert.
Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Konstruktio­ nen, insbesondere gegenüber solchen, die mit einem Panhardstab versehen sind, ist, daß die auftretenden Kräfte an der Achse 1 nicht nur an einer Stelle in den Fahrzeugrahmen 2 eingeleitet werden, sondern auf einer breiten Basis, nämlich zwischen den beiden Querträgern 7, 8 des Fahrzeugrahmens 2 und anschließend gleichmä­ ßig auf beide Längsträger 5, 6 des Fahrzeugrahmens 2 verteilt werden.
Im Unterschied zu der Panhardstabführung, wo es zu Verzwängungen kommen kann, treten diese bei der vor­ liegenden Erfindung nicht auf.

Claims (12)

1. Luftgefederte Achse eines Kraftfahrzeuges, insbe­ sondere für Omnibusse und Lastkraftwagen, mit ei­ nem Paar Längslenkern und Luftfedern, wobei die Achse Tragrohre aufweist und an den beiden Trag­ rohren oberseitig jeweils ein Plateau angebracht ist, welches jeweils einen der Längslenker auf­ nimmt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Unterseiten der Tragrohre (4) je ein Luft­ federträger (9) angebracht ist, welcher die Luft­ feder (10) aufnimmt.
2. Luftgefederte Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfedern (10) wenigstens annähernd unter dem Fahrzeugrahmen (2) angeordnet sind.
3. Luftgefederte Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blattfeder (17, 20) weitgehend parallel zur Mittellängsachse des Kraftfahrzeuges zwischen den Längsträgern (5, 6) des Fahrzeugrahmens (2) ange­ ordnet ist.
4. Luftgefederte Achse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (17, 20) auf dem Differentialgehäuse (3) der Achse (1) befestigt ist.
5. Luftgefederte Achse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder als ganze Führungsfeder (17) oder als halbe Führungsfeder (20) ausgeführt ist.
6. Luftgefederte Achse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Ende der Blattfeder (17, 20) über La­ schen (22) an einem Querträger (7, 8) des Fahrzeug­ rahmens (2) befestigt ist.
7. Luftgefederte Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Dämpferelement (11) auf dem Luftfederträ­ ger (9) abstützt.
8. Luftgefederte Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Plateau (12) und dem Luftfederträger (9) über eine Schraubverbindung (21) erfolgt.
9. Luftgefederte Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Plateau (12) und dem Luftfederträger (9) über wenigstens einen Federbü­ gel (14, 15) erfolgt.
10. Luftgefederte Achse nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgehäuse (3) mit den Tragrohren (4) einstückig gefertigt ist.
11. Luftgefederte Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Lenker (13) mit dem Fahrzeug­ rahmen (2) über einen Federbock (16) und Elasto­ merlager (16a) erfolgt.
12. Luftgefederte Achse nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfedern (10) innerhalb des Fahrzeugrahmens (2) an den Längsträgern (5, 6) des Fahrzeugrahmens (2) angeordnet sind.
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