DE69615253T2

DE69615253T2 - V-Form-Gestängeanordnung für eine Aufhängung

Info

Publication number: DE69615253T2
Application number: DE69615253T
Authority: DE
Inventors: Svein Ellingsen
Original assignee: Paccar Inc
Current assignee: Paccar Inc
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2016-04-26
Also published as: AU5083896A; CA2174877A1; AR001751A1; CA2174877C; AU695805B2; DE69615253D1; EP0739764A1; EP0739764B1; BR9602084A; US5524921A

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugaufhängung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere auf eine V-Form-Gestängeanordnung für eine Aufhängung. In dem US-Patent 4483552 auf welchem der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert, ist eine-schwebende Achsenanordnung für ein Fahrzeug beschrieben. Die Anordnung umfasst eine Achse, die sich quer zu der Längsachse des Fahrzeugs und unterhalb des Rahmens erstreckt. Räder sind an der Achse angebracht und Verstärkungselemente erstrecken sich rückwärts von der Achse zu Anbringungspunkten an dem Rahmen. Die Anbringungspunkte an dem Rahmen und die Enden, die an der Achse angebracht sind, sind durch Gelenke mit einem vertikalen Stift an diesen angelenkt.
Die japanische Veröffentlichung JP-A-06072117 offenbart ein Fahrzeugaufhängungssystem mit zwei Armen, wobei jeder an einem Ende mit der Achse des Fahrzeugs und an dem gegenüberliegenden Ende mit dem Rahmen des Fahrzeugs verbunden ist. Jedes Ende ist mit einem horizontal angeordneten Stift verbunden.
Eine weitere Aufhängung, die für Automobile verwendet wird, ist in der JP-A- 04123981 beschrieben. Ein Paar von oberen Koppelelementen positioniert das momentane Rotationszentrum hinter der Achse von der wirklichen Achse, um die wirkliche Achse mit dem Chassis in einem geeigneten Abstand in der seitlichen Richtung des Chassis zu verbinden. Ein Paar unterer Koppelelemente ist unterhalb des Paars der oberen Koppelelemente angeordnet, so dass die wirkliche Achse mit dem Chassis in einem geeigneten Abstand in der seitlichen Richtung des Chassis verbunden ist.

Hintergrund der Erfindung

In zur Zeit erhältlichen Fahrzeugaufhängungen ist es üblich, ein V-förmiges Gestänge zwischen der Achse und den Rahmenschienen bereitzustellen, um die Achse zu positionieren und die Kräfte, die bei der Beschleunigung und dem Abbremsen des Fahrzeugs entstehen, zu kontrollieren.
In einem zur Zeit erhältlichen System ist ein Halter an der Achse angebracht, wobei der Halter angepasst ist, um mit zwei horizontal angeordneten Buchsenstiften im Eingriff zu stehen. Jeden Buchsenstift umgibt das Ende eines Arms in dem Gestänge, wobei die zwei Arme sich auswärts in einem Winkel voneinander erstrecken, um ein "V"-Formgestänge zu formen, wobei die distalen Enden der Arme an gegenüberliegenden Rahmenschienen angekoppelt sind. Jedes der distalen Enden der zwei Arme ist an einem Stützelement angekoppelt, das wiederum mit der Rahmenschiene verbunden ist.
In einem anderen zur Zeit erhältlichen System ist die Verbindung zwischen den Rahmen eines V-Formgestänges und des Rahmens ähnlich zu dem oben Beschriebenen, jedoch ist die Spitze des V-Formgestänges ein Kugelgelenk mit einer einzigen Kugel, so dass der Winkel zwischen den zwei Armen fest ist.
Obwohl zur Zeit erhältliche Systeme akzeptiere Ergebnisse liefern, wird dennoch geglaubt, dass ein verbessertes Aufhängungsgestänge bereitgestellt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Aufhängungsgestänge bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Positionieren einer Fahrzeugachse bereitzustellen.
Diese und andere Ziele der Erfindung, wie hieraus ersichtlich werden wird, werden durch Bereitstellen eines verbesserten Aufhängungsgestänge gemäß Anspruch 1 und eines verbesserten Verfahrens gemäß Anspruch 8 erreicht. Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, ein V-Formgestänge bereitzustellen, das einfach herzustellen und zu installieren ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Achsenhalter an der Oberfläche der Achse angebracht und gleich weit von den beiden Rahmenschienen angeordnet. Der Achsenhalter ist angepasst, um mit zwei vertikal angeordneten Buchsenstiften in Eingriff zu stehen. Jeder vertikal angeordnete Buchsenstift ist von dem Ende eines Arms umgeben, wobei zwei Arme sich auswärts in einem Winkel zueinander erstrecken, um ein "V"-Formgestänge zu formen, wobei die Spitze des V an dem Achsenhalter angeordnet ist. Das distale Ende jedes Arms ist mit einer gegenüberliegenden Rahmenschiene über einen vertikal angeordneten Buchsenstift gekoppelt, der zwischen einer oberen und einer unteren Ankeröse festgehalten ist, wobei die Ankerösen an einem oberen und unteren Stützelement entsprechend vorgesehen sind. Die Stützelemente dienen dazu, um durch deren Anschrauben an eine Rahmenschiene und an einem Querträger den Fahrzeugrahmen zu formen, der sich zwischen den zwei Rahmenschienen erstreckt. Diese Art der Rahmenkonstruktion wird auch als Leiterrahmen bezeichnet.
Durch Bereitstellen eines Aufhängungsgestänges in dieser Weise sind die Endender Arme an der Achse enger aneinander angeordnet, als in einem konventionellen System, wo die Buchsenstifte horizontal angeordnet sind. Durch das engere Zusammenbringen der Enden der Arme wird der Winkel zwischen den zwei Armen vergrößert. Es wird angenommen, dass durch Erhöhen dieses Winkels Spannungen in den Armen und Buchsen reduziert sind. Darüber hinaus ist durch das Bereitstellen von Ankerösen an einer existierenden Rahmenstruktur, nämlich den Haltern, die Notwendigkeit für zusätzliche Stützelemente, die speziell konstruiert sind, um mit den Buchsenstiften in Eingriff zu stehen, eliminiert, wodurch das Gewicht und die Kosten des Aufhängungssystems reduziert sind. Ebenso können bei einer gegebenen Geometrie des Gestänges und der Anordnung des Achsenhalters sowohl die seitliche Position als auch die Neigung der Achse durch Anordnen von Abstandselementen zwischen dem Achsenhalter und den Buchsenstiften gesteuert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Draufsicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine geschnittene Vorderansicht, die entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 geschnitten ist.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Bereich des bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie 4-4 der Fig. 1 geschnitten ist.
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie 5-5 der Fig. 4 geschnitten ist.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Achsenhalters, der in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 7 ist eine Vorderansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Schritte eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bei Fahrzeugaufhängungssystemen ist es gewünscht, Torsionsstäbe bereitzustellen, um hohe Spannungen zu absorbieren, die durch Beschleunigungen und Abbremsungen des Fahrzeugs erzeugt werden und um diese Kräfte auf den Fahrzeugrahmen zu übertragen. Es ist ebenso wünschenswert und notwendig, eine Fahrzeugachse seitlich zu zentrieren bezüglich der Rahmenschienen und um die Schräglage oder die Neigung der Achse auf einen gewünschten Winkel einzustellen. All diese Funktionen werden erreicht gemäß der vorliegenden Erfindung durch Bereitstellen eines verbesserien V-Formgestänges.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist ein Achsenhalter 132 an einer Achse 106 angebracht, so dass der Achsenhalter 132 zentriert ist bezüglich des Fahrzeugsrahmens 112, der eine erste Rahmenschiene 126 und eine zweite Rahmenschiene 128 aufweist. Der Achsenhalter 132 ist konstruiert, um mit zwei vertikal angeordneten Buchsenstiften 108, 118 in Eingriff zu stehen. Der erste und zweite vertikal angeordnete Buchsenstift 108, 118 dienen als Ankerpunkte für einen ersten Arm 102 und einen zweiten Arm 114, wobei der erste und zweite Arm sich auswärts in einem Winkel zueinander erstrecken, um das V-Formgestänge 100 zu formen.
Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, umgibt ein erstes Ende 104 des Arms 102 den ersten vertikal angeordneten Buchsenstift 108 und ein erstes Ende 116 des zweiten Arms 114 umgibt den zweiten vertikal angeordneten Buchsenstift 118. Ungleich den Anordnungen aus dem Stand der Technik, worin die Buchsenstifte horizontal angebracht sind, ermöglichen die vertikal angeordneten Buchsenstifte 108 und 118 dem ersten Ende des ersten und zweiten Arms enger an der Achse 106 oder der Spitze des V-Formgestänges angeordnet zu sein. Als ein Ergebnis wird ein größerer Winkel β erreicht, wie dieser zwischen einer Mittellinie von jedem Arm gemessen wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt β 56º bis 72º. Es wird angenommen, dass durch Erhöhen dieses Winkels Spannungen in den Armen und Buchsen reduziert werden, um dabei die Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern. Darüber hinaus ist es durch Anordnen der Buchsenstifte 108 und 118 in einer Vertikalrichtung möglich, einen schmaleren Achsenhalter 132 bereitzustellen, um dabei die Breite und das Gewicht des Halters zu reduzieren.
Wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist, ist ein zweites Ende 110 eines ersten Arms 102 mit einer ersten Rahmenschiene 126 über einen dritten vertikal angeordneten Buchsenstift 122 gekoppelt. In einem leiterförmigen Fahrzeugrahmen erstrecken sich die Querträger, wie z. B. durch 136 aufgezeigt, zwischen den Rahmenschienen 126 und 128. Der Querträger 136 ist mit dem Rahmen über ein erstes Stützelement 134 gekoppelt, das z. B. über Schrauben mit einer ersten oberen Fläche 138 des Querträgers 136 gekoppelt ist. Ein zweites Stützelement 142 ist mit einer unteren Fläche 144 des Querträgers 136 gekoppelt und dann sind das erste und zweite Stützelement z. B. über Schrauben 133 an die Rahmenschiene gekoppelt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Ankeröse 140 an dem ersten Stützelement 134 vorgesehen und eine zweite Ankeröse 146 ist an dem zweiten Stützelement 142 vorgesehen, wobei die erste und zweite Ankeröse voneinander beabstandet sind, um dem dritten vertikal angeordneten Buchsenstift 122 zu dienen und mit diesem in Eingriff zu stehen.
Ähnlich ist das zweite Ende 110 des zweiten Arms 114 mit der zweiten Rahmenschiene 128 über einen vierten vertikal angeordneten Buchsenstift 124 gekoppelt. Der Rahmenquerträger 136 ist mit der zweiten Rahmenschiene 128 über ein drittes Stützelement 148 gekoppelt, das mit einer zweiten oberen Fläche 152 des Querträgers 136 gekoppelt ist, und über ein viertes Stützelement 154, das mit einer zweiten unteren Fläche 156 des Querträgers gekoppelt ist, ist das dritte und vierte Stützelement mit der Rahmenschiene gekoppelt. Eine dritte Ankeröse 150 ist andern dritten Stützelement 148 vorgesehen und eine vierte Ankeröse 158 ist an dem vierten Stützelement 154 vorgesehen. Die dritte und vierte Ankeröse sind voneinander beabstandet angeordnet, um an dem vierten vertikal angeordneten Buchsenstift 124 angepasst zu sein und mit diesem in Eingriff zu stehen. Durch Bereitstellen der Ankerösen an den Stützelementen, um mit den vertikal angeordneten Buchsenstiften in Eingriff zu stehen, wird die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Halter zum Sichern der Buchsenstifte eliminiert. Die Kosten und das Gewicht des Systems sind deshalb reduziert.
Durch Bereitstellen eines V-Formaufhängungsgestänges gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Position und Ausrichtung der Achse sehr einfach eingestellt werden an dem Achsenhalter 132 über Abstandselemente 130, die zwischen dem Achsenhalter und den Buchsenstiften 108 und 118 angeordnet werden, wie am besten in Fig. 6 zu sehen ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Achse und das V-Formgestänge anfänglich montiert unter Verwendung von Abstandselementen mit vorbestimmten Dicken 123, z. B. in 0,5-Inch-Schritten 109,111 und 118 (es soll verstanden sein, dass für jeden Buchsenstift Abstandselemente gleicher Dicke sowohl an dem oberen als auch dem unteren Anlenkungspunkt 105 und 107 bei dem Achsenhalter angeordnet sind). Die Schräglage und seitliche Position der Achse wird dann bestimmt und eingestellt durch die Verwendung gewünschter Abstandselemente. Z. B. kann, wie in Fig. 7 dargestellt ist, eine gewünschte Schräglage oder Neigung γ&sub1; für eine Frontachse 2,5º sein, während die gewünschte Neigung γ&sub2; der hinteren Achse 106 10,75º sein kann (es soll verstanden sein, dass von einen auf diesem Gebiet geschulten Fachmann der Grad der Schräglage in Abhängigkeit der Achsen- und Übertragungsanordnung gewünscht ist). Angenommen, z. B., dass die Neigung der Achse 106 mit 10º gemessen wird, dann werden bei Schritt 115, dickere Abstandselemente von gleicher Breite zwischen dem Achsenhalter 132 und dem ersten und zweiten Buchsenstift 108 und 118 angeordnet, um dabei die Achse 106 dazu zu bringen, rückwärts zu rotieren zu der gewünschten Neigung. Umgekehrt werden, wenn die Achsenschräglage zu groß ist, die anfänglichen Abstandselemente 130, die zwischen dem Achsenhalter 132 und dem ersten und zweiten Buchsenstift 108 und 118 angeordnet sind, durch dünnere Abstandselemente von gleicher Dicke ersetzt, um dabei der Achse zu ermöglichen, in Schritt 117 vorwärts zu kippen.
Bezüglich der seitlichen Position der Achse ist es gewünscht, die Achse 106 zwischen den Rahmenschienen 126 und 128 zu zentrieren. Wenn festgestellt wird, dass z. B. die Achse zu weit links angeordnet ist, wird in Schritt 119, links wird durch den Bezugsfall 101 in Fig. 1 gekennzeichnet, die Originalabstandselemente zwischen dem Achsenhalter und dem ersten Buchsenstift 108 durch dickere Abstandselemente ersetzt und die Abstandselemente zwischen dem Rahmenhalter und dem zweiten Buchsenstift 118 werden durch dünnere Abstandselemente ersetzt, wobei der Unterschied in der Dicke zwischen den Originalabstandselementen und den dünneren und dickeren Abstandselementen derselbe ist. Die Achse wird sich daher nach rechts in Schritt 123 bewegen. Ähnlich würden, wenn es gewünscht ist, die Achse nach links zu verschieben, dickere Abstandselemente die anfänglichen Abstandselemente zwischen dem Achsenhalter und dem zweiten Buchsenstift 118 ersetzen und dünnere Abstandselemente würden die anfänglichen Abstandselemente zwischen dem Achsenhalter und dem ersten Buchsenstift 108 ersetzen, wobei die Dicke der neuen Abstandselemente sich bezüglich der Dicke der anfänglichen Abstandselemente durch denselben Betrag unterscheiden. Die Achse wird deshalb nach links verschoben. Die Achse kann deshalb sehr einfach und akurrat wie gewünscht eingestellt werden.
Ein V-Formaufhängungsgestänge wurde gezeigt und beschrieben. Von dem Vorangegangenen wird es verstanden sein, dass, obwohl Ausführungsbeispiele der Erfindung hierin zum Zwecke der Illustration beschrieben wurden, verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Deshalb ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch die nachfolgenden Ansprüche definiert.

Claims

1. Ein-Fahrzeugaufhängungsgestänge mit:

Einer Achse (106); einem ersten Arm (102), der an einem ersten Ende (104) an der Achse (106) über einen ersten vertikal angeordneten Buchsenstift (108) und an einem zweiten Ende (110) an einem Rahmen (112) des Fahrzeugs angekoppelt sind; einem zweiten Arm (114), der an einem ersten Ende (116) an der Achse über einen zweiten vertikal angeordneten Buchsenstift (118) und an einem zweiten Ende (120) an dem Rahmen (112) angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass

ein Achsenhalter (132) an der ersten Achse (106) angekoppelt ist, wobei der erste und der zweite vertikal angeordnete Buchsenstift (108, 118) lösbar an dem Achsenhalter (132) angebracht sind;

dass sich der erste und zweite Arm (102, 114) sich auswärts in einem Winkel zueinander erstrecken, um ein V-förmiges Gestänge zu formen, wobei die Spitze des V an dem Achsenhalter (132) angeordnet ist;

ein erstes Abstandselement (130) zwischen dem ersten Buchsenstift (108) und dem Achsenhalter (132), und ein zweites Abstandselement (130) zwischen dem zweiten Buchsenstift (118) und dem Achsenhalter (132) angebracht ist, wobei durch diesen die Neigung und seitliche Position der Achse eingestellt werden kann.

2. Das Aufhängungsgestänge gemäß Anspruch 1, worin der erste Arm (102) an dem Rahmen (112) über einen dritten vertikal angeordneten Buchsenstift (122) und der zweite Arm (114) an dem Rahmen über einen vierten vertikal angeordneten Buchsenstift (124) gekoppelt ist.

3. Das Aufhängungsgestänge gemäß Anspruch 1 oder 2, umfasst weiter:

Ein erstes Anbringmittel (134), das an einer ersten Rahmenschiene (126) und einer ersten oberen Fläche (138) eines Querträgers (136) angekoppelt ist, wobei das erste Halteelement (134) eine erste Ankeröse (140) aufweist,

ein zweites Halteelement (142), das an der ersten Rahmenschiene (126) und einer ersten unteren Fläche (144) des Rahmenquerträgers (136) angekoppelt ist, wobei das zweite Halteelement (142) mit einer zweiten Ankeröse (146) versehen ist, wobei der dritte vertikal angeordnete Buchsenstift (122) zwischen der ersten Ankeröse (140) und der zweiten Ankeröse (146) angebracht ist,

ein drittes Halteelement (148), das an einer zweiten Rahmenschiene (128) und einer ersten oberen Fläche (152) des Rahmenquerträgers (136) angekoppelt ist, wobei das dritte Halteelement (148) eine dritte Ankeröse (150) aufweist und

ein viertes Halteelement (154), das an der zweiten Rahmenschiene (128) und an einer zweiten unteren Fläche (156) des Rahmenquerträgers (136) angekoppelt ist, wobei das vierte Halteelement (154) eine vierte Ankeröse (158) aufweist, und wobei der vierte vertikal angeordnete Buchsenstift (124) zwischen der dritten Ankeröse (150) und der vierten Ankeröse (158) angebracht ist.

4. Das Aufhängegestänge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das zweite Ende (110) des ersten Arms (102) an einer ersten Rahmenschiene (126) angekoppelt ist und das zweite Ende (120) des zweiten Arms (114) an einer zweiten Rahmenschiene (128) angekoppelt ist, wobei die erste und zweite Rahmenschiene (126, 128) seitlich voneinander beabstandet ist.

5. Ein Fahrzeugaufhängungsgestänge gemäß Anspruch 4, worin:

Die erste Rahmenschiene (126) im Wesentlichen rechtwinklig zu der Achse (106) positioniert ist,

die zweite Rahmenschiene (128) ist seitlich beabstandet und im Wesentlichen parallel zu der ersten Rahmenschiene (126) angeordnet, und

ein Rahmenquerträger (136) sich zwischen der ersten und zweiten Rahmenschiene (126, 128) erstreckt und seitlich beabstandet und im Wesentlichen parallel zu der Achse (106) angeordnet ist.

6. Das Aufhängungsgestänge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Winkel des V-förmigen Gestänges, zwischen einer Mittellinie von jedem des ersten und zweiten Arms (102, 114) gemessen, 56º bis 72º beträgt.

7. Das Aufhängungsgestänge gemäß Anspruch 1, worin das erste und zweite Abstandselement (130) verschiedene Dicken aufweist, um den ersten Buchsenstift (108) in einem ersten Abstand von der Achse (106) zu beabstanden und den zweiten Buchsenstift (118) in einem zweiten Abstand von der Achse (106) zu beabstanden, wobei der erste Abstand unterschiedlich von dem zweiten Abstand ist.

8. Ein Verfahren zum Positionieren einer Achse (106), das umfasst:

Anbringen eines Achsenhalters (132), der angepasst ist, um mit zwei vertikal orientierten Buchsenstiften (108, 118) an der Achse (106) in Eingriff zu kommen;

Koppeln eines ersten und zweiten vertikal angeordneten Buchsenstifts (108, 118) an dem Halter (132), wobei ein Arm (102, 114), der jeden vertikal angeordneten Buchsenstift (108, 118) umgibt und sich auswärts erstreckt, wobei distale Enden (110,120) der Arme (102, 114) an gegenüberliegenden Rahmenschienen (126, 128) angekoppelt sind;

Bereitstellen eines ersten Abstandselements (130) zwischen dem Achsenhalter (132) und dem ersten vertikal orientierten Buchsenstift (108) und Bereitstellen eines zweiten Abstandselements (130) zwischen dem ersten Achsenhalter (132) und dem zweiten vertikal angeordneten Buchsenstift (118), wobei das erste und zweite Abstandselement (130) eine ausgewählte Breite aufweisen;

Bestimmen eines Neigungswinkels der Achse (106);

Einstellen der Breite des ersten und zweiten Abstandselements (130) sowie dies notwendig ist, um den Neigungswinkel auf einen gewünschten Wert einzustellen;

Bestimmen der seitlichen Position der Achse (106), und

Einstellen der Breite der Abstandselemente (130) zwischen dem Achsenhalter und dem ersten und zweiten Buchsenstift (108, 118) sowie dies notwendig ist, um die Mitte der Achse (106) bezüglich der Rahmenschiene (126, 128) zu zentrieren.