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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung, die für den Einsatz
an einem Straßenfahrzeug
mit zwei Hinterachsen angepasst ist.
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Ein
Straßenfahrzeug 1 mit
rückwärtig zwei Achsen,
wie es in 2 der begleitenden Zeichnungen
dargestellt ist, ist allgemein ein Schwerlaststraßenfahrzeug
mit einer Frontachse und einem rückwärtigen Zweiachs-Satz 4,
der an einem Rahmen 2 angebracht ist. Bei diesem Typ von
Straßenfahrzeug mit
zwei Hinterachsen ist der Satz von Hinterachsen 4 normalerweise
zusammengesetzt aus einer vorne positionierten Antriebsachse 5 und
einer rückwärtig positionierten
Nichtantriebsachse 6, während
lediglich zwei aus sechs Rändern
einschließlich
der Fronträder
angetrieben sind, um so das Antriebssystem darzustellen, welches
als das zwei Hinterachsen, eine Antriebsachse (6 × 2)-system
zur Darstellung des einfach aufgebauten Kraftübertragungssystems bekannt
ist. Das große
Fahrzeuggewicht WG des Fahrzeugs und die Last der Zuladung können aufgeteilt
werden zu einer Last WF, die durch die Fronträder oder Luftreifen an der
Frontachse 3 und in die weitere Last WR, welche durch die
rückwärtigen Räder oder
Luftreifen 8, 9 an der Hinterachse 5, 6 wirkt. Die
Last WR, welche auf dem Satz von zwei Hinterachsen lastet, wird
weiterhin aufgeteilt in eine Last WRF, die der Antriebsachse 5 zuordnet
ist und der weiteren Last WRR, die auf die Nichtantriebsachse 6 bezogen
ist und gewöhnlich
sind die geteilten Lasten WRR und WRF einander gleich. Dies ermöglicht die Reduktion
der Achslast, welche auf jede Achse aufgebracht wird, während die
zulässige
Ladekapazität des
Fahrzeugs ansteigt.
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Eine
gemeinsame Form einer Aufhängung für den Hinterachssatz
4 in
dem Straßenfahrzeug
1 mit
einer Doppelhinterachse beinhaltet ein elastisches Mittel zwischen
dem Rahmen
2 und jedem der Achsgehäuse, welche die Achsen
5,
6 drehbar
abstützen,
wie Blattfedern, pneumatische Federn, so wie sie in der
japanischen offen gelegten Patentschrift
Nr. 169956/1939 beschrieben sind und kombinierte Typen
von Blattfedern und pneumatischen Federn. Bei jedem Typ von Elastikmittel
tritt Resonanz auf, wenn die Frequenz des Rahmens
2 sich
der Resonanzfrequenz des elastischen Mittels nähert, sodass der Rahmen in
Bezug auf die Schwingungen nur schwer gedämpft werden kann. Um dies in
den Griff zu bekommen, sind auf herkömmliche Weise Schockabsorber
zum Abfedern der Schwingungsenergie des Rahmens vorgesehen worden.
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In
dem
japanischen offen gelegten
Patent Nr. 2912/1984 wird ein mit Zapfen ausgestattetes
Aufhängungssystem
offenbart, in dem Blattfedern verwendet werden.
3 zeigt
ein mit Zapfen ausgestattetes Aufhängungssystem, welches ähnlich dem oben
offenbarten ausgebildet ist. Es ist anzumerken, dass gleiche Bezugszeichen
gleiche Teile benennen, insbesondere für die
2 und
3.
An dem Aufhängungssystem
entsprechend
3 ist ein Paar von Achsträgern
10,
von denen lediglich eines dargestellt ist, über die Breite des Fahrzeuges
beabstandet und hängt
von der Unterseite des Rahmens
2, welcher sich nach vorn
und hinten erstreckt, abwärts. Kurbelwellen
11 verlaufen
seitwärts
außerhalb
des Rahmens und enden in Vorsprüngen
11a,
an denen jeweils ein Paket von Blattfedern
12 drehbar gelagert ist
und sich nach vorne und nach hinten erstreckt. Der Stapel von Blattfedern
12 wird
in Längsrichtung an äußersten
Enden derselben abgestützt
durch gleitenden Sitz
15, bereitgestellt an einem Achsgehäuse, in
welchem die Antriebsachse und die nicht angetriebene Achse entsprechend
drehbar getragen werden.
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Schubstangen 16, 17 sind
an gegenüberliegenden
Seiten transversal am Fahrzeug vorhanden und erstrecken sich parallel
zu den Blattfedern 12 und in vertikaler Beabstandung relativ
zueinander. Die Schubstangen sind drehbar verbunden an den in Längsrichtung
gegenüberliegenden
Enden derselben mit ihren zugehörigen
Achsträgern 10 und
Achsgehäusen 13, 14,
an denen die Antriebsachse 5 und die nicht angetriebene
Achse 6 entsprechend drehbar abgestützt sind. Somit sind acht Schubstangen für den hinteren
Achssatz 4 vorhanden. Sowohl die Achsge häuse 13, 14,
als auch die Achsträger 10 können in
Kombination mit den Schubstangen 16, 17 parallele
Gestänge
für vertikale
Bewegungen des Achsegehäuses 13, 14 bilden,
relativ zu dem Rahmen 2.
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An
dem mit Drehzapfen ausgestatteten Aufhängungssystem wie oben beschrieben
kann das Gewicht, welches auf den rückwärtigen Satz von Achsen 4 von
dem Rahmen 2 übertragen
wird, auf sowohl die Antriebsachse 5 als auch die nicht
angetriebene Achse 6 übertragen
werden mittels der Folge von Paaren von Achsträgern 10, Blattfedern 12 und
Achsgehäusen 13, 14,
um auf den Luftreifen 8, 9 zu lagern. Eine Biegung
der Blattfedern als Reaktion auf die Bewegung der parallel aufgehängten Verbindung
kann die vertikale Einwirkung aufgrund von einer unebenen Straße oder
holprigen Straße,
auf der die Luftreifen 8, 9 laufen, dämpfen. Die
nach vorne und nach hinten gerichteten Kräfte, welche auf das Fahrzeug
aufgrund von Beschleunigung und/oder Bremsen oder Bergfahrt und
Talfahrt einwirken, können
zwischen dem Rahmen 2 und sowohl der Antriebsachse 5 als
auch der nicht angetriebenen Achse 6 über die Achsgehäuse 13, 14,
Schubstangen 16, 17 und jeden der Achsträger 10 und
der seitlichen Elemente 20, übertragen werden. D. h., dass
die nach vorne und nach hinten gerichteten Kräfte übertragen werden können entlang
der axialen Richtung der Schubstangen 16, 17.
Weiterhin werden die lateralen Kräfte auf das Fahrzeug durch
die Blattfedern 12 übertragen,
welche an den längsgerichteten
seitlichen Oberflächen
derselben anstoßen,
beispielsweise die Achslager 10 und Achsgehäuse 13, 14.
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Die
Blattfedern sind normalerweise schwerer mit dem Resultat, dass der
Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs erhöht ist. Entsprechend wird gefordert, die
Blattfedern im Gewicht geringer auszubilden, um die Brennstoffverbrauchsrate
zu senken, während dies
die Reduzierung der Anti-Schlingerwirkung um die Rollachse oder
der vorderen und hinteren Achse des Fahrzeuges bevorzugt, die sich
am Fahrzeug drehen. Um dies zu erzielen sind Stabilisatoren 18, 19 entwickelt
worden, welche Torsionswellenabschnitte 18a und 19a umfassen,
die drehbar in den Achslagern 10 befestigt sind und sich
seitwärts
des Fahrzeugs erstrecken, sowie Querträgerabschnitte 18b, 19b,
welche sich von den gegenüberliegenden Enden
der Torsionswellenabschnitte 18a und 19a überschneidend
mit den Torsionswellenabschnitten erstrecken und mit den Achsgehäusen 13, 14 verbunden
sind. In dem Fall, dass das Fahrzeug auf einen Randstein fährt, mit
irgendeinem der einseitig hinteren Räder, wobei sich die Achsgehäuse 13, 14 senkrecht
an ihrer seitwärtigen
einen Seite des Fahrzeugs relativ zu dem Rahmen 2 bewegen,
wobei die Trägerabschnitte 18b, 19b der
Stabilisatoren 18, 19 zur Rotation um die Torsionswellenabschnitte 18a, 19a angetrieben
werden, wobei die Torsionsmomente in den Torsionswellenabschnitten 18a, 19a auftreten
können.
Die Torsionsmomente weisen die Tendenz auf, die Achsgehäuse 13, 14 relativ
zu dem Rahmen 2 in ähnlicher
Weise auf der anderen Seite des Fahrzeuges zu bewegen mit dem Ergebnis
einer Verbesserung der Antischlingerwirkung um die Rollachse, wobei
diese Wirkung im Folgenden als Rollsteifigkeit bezeichnet wird.
Es sei angemerkt, dass die Stabilisatoren 18, 19 herkömmlich gestaltet
sind, sodass sie beide eine gleiche Torsionssteifigkeit aufweisen,
da in der obigen Beschreibung nicht offenbart ist, in Bezug auf
die Steifigkeit gegenseitig unterschiedliche Stabilisatoren zu verwenden.
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Bei
der Aufhängung
für den
rückwärtigen Mehrachssatz 4 ist
weiterhin ein pneumatisches Aufhängungssystem
entwickelt worden, in dem sowohl die Antriebsachse 5 als
auch die nicht angetriebene Achse 6 pneumatisch abgestützt werden
durch die Wirkung von Luftfedern 21, wobei ein Beispiel
in 4 dargestellt ist. Die Luftfedern 21 sind,
obwohl unterschiedliche Behälter
und Leitungen erforderlich sind, in der Lage, beträchtliche
Vorteile hinsichtlich der Möglichkeit
einer Reduzierung an Gewicht im Vergleich zu Blattfedern zu erzielen.
Das pneumatische Aufhängungssystem
wie es oben beschrieben ist kann eine biegsame Abstützung des
Rahmens 2 an den Rädern erzielen,
die Federrate der pneumatischen Federn 21 ist jedoch niedrig
und darum ist der Rahmen so bemessen, um die unausgeglichenen Fluktuationen
von großen
vertikalen Versetzungen aufzufangen, was als seitliches Schwingen
oder Rollen bekannt ist, sogar bei kleinen Veränderungen von darauf ausgewirkten
Kräften.
Ein Aufhängungssystem
mit Luftfedern nach dem Stand der Technik ist angepasst, um in den
rückwärtigen Zweiachslastwagen
eingesetzt zu werden und weist gewöhnlich Stabilisatoren mit größerer Steifigkeit
auf im Vergleich zu den Aufhängungen,
die mit anderen Federtypen ausgestattet sind, um den Rahmen 2 auf
einer konstanten horizontalen Höhe
zu behalten.
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Der
Rahmen 2 entsprechend 4 wird vornehmlich
zusammengesetzt aus vorderen und hinteren Seitenelementen, welche
seitlich gegeneinander beabstandet sind und einem Querteil 29,
welches sich mittig transversal zu dem rückwärtigen Achssatz 4 erstreckt.
Schubstangenhalterungen 22 sind mittig an dem rückwärtigen Achssatz 4 angebracht
und an der Außenseite
der seitlichen Elemente 20 mittels Montageplatten 23 befestigt.
Die Schubstangenhalterungen 22 erstrecken sich unter das
jeweilige horizontale Niveau, auf dem die Achszentren der Antriebs-
und der Nichtantriebsachsen 5 und 6 verbunden
sind. Vordere und rückwärtige horizontale
Träger 24 sind
weiterhin unterhalb von in der Breite gegenüberliegenden Enden der Achsgehäuse 13, 14 für die Antriebs-
und Nichtantriebsachsen 5 und 6 mittels Montageeinheiten 25 befestigt.
Die horizontalen Träger 24 sind
jeweils an den in Längsrichtung
gegenüberliegenden
Enden derselben mit Luftfedern 21 ausgestattet, wobei acht
von ihnen je rückwärtigem Achssatz 4 vorhanden
sind, sodass die auf den rückwärtigen Achssatz 4 ausgeübten Kräfte auf
acht Luftfedern 21 verteilt werden mit dem Ergebnis einer
Reduzierung der Last pro Luftfeder. Dies ist so zu verstehen, dass
die auf die Luftfedern 21 ausgeübten Kräfte durch die Achsgehäuse 13, 14 auf
die Luftreifen 8, 9 und dann auf den Boden übertragen
werden. Da die Luftfedern 21 eine geringe Federrate aufweisen,
ist die Aufhängung über Luftfedern 21 geeignet, um
die Schwingungen des Rahmens 2 zu verursachen und, falls
Resonanz auftritt, können
die Schwingungen nur schwer vermindert werden. Um dies erfolgreich
zu handhaben und eine Reduzierung der Schwingungen zu erzielen sind
Schockabsorber 26 eingesetzt zwischen den horizontalen
Trägern 24 und
dem Rahmen 2.
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Schubstangen 17 sind
an gegenüberliegenden
Seiten transversal zum Fahrzeug zwischen den Schubstangenhalterungen 22 und
den horizontalen Trägern 24 mit
den Achsgehäusen 13, 14 befestigt, wobei
deren Enden drehbar mit dem Boden der horizontalen Träger 24 und
den unteren Teilen der Schubstangenhalterungen 22 über Drehstifte 27 verbunden,
wobei jeder eine Achse aufweist, die sich seitwärts des Fahrzeugs erstreckt.
Die Drehstifte 27 in 4 sind lediglich
auf einer Seite des Fahrzeugs dargestellt. Die Schubstangen 17 können die
Kräfte übertragen,
welche entlang der Längsrichtungen
einwirken, wodurch ermöglicht
wird, die nach vorne und nach hinten gerichteten Kräfte wie
die Antriebs- und die Bremskräfte,
die zwischen dem Rahmen und den Rädern bei Beschleunigung und
Verzögerung
des Fahrzeuges auftreten, zu übertragen.
Während
die Schubstangen 17 ermöglichen,
dass die Radeinheit der Luftreifen, Achsgehäuse 13, 14 und
Träger 24 sich
vertikal relativ zu dem Rahmen 2 aufgrund von Straßenunebenheiten
bewegen. Somit kann das Aufhängungssystem
mit der vertikalen Bewegung zur Dämpfung der direkten Übertragung
von Einwirkungen von der Straßenoberfläche auf
den Rahmen 2 zurechtkommen.
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Die
seitlichen Elemente 20, 20, mittig an dem rückwärtigen Achssatz 4 angebracht,
sind mit dem Querelement 29 fixiert, beispielsweise über Nieten oder
Bolzen. Eine vorne positionierte V-Stange 33 ist zwischen
dem Achsgehäuse 13 und
Querprofilabschnitten 30, an welchen die gegenüberliegenden Enden
der Querelemente 29 mit ihren zugehörigen Seitenelementen 20 ineinander
greifen angeordnet, während
eine rückwärtig positionierte
V-Stange 33 angeordnet ist zwischen den Achsgehäusen 14 und den
Querprofilabschnitten 30. Die vorne positio nierte V-Stange 32 ist
angeordnet in einer nach hinten divergierenden Art zwischen den
Querbereichen 30 und einer Gehäuseabdeckung 31, worin
ein Differenzialgetriebe für
die Antriebsachse 5 untergebracht ist. Eine vormontierte
Halterung 35 ist an einem Wulstteil der Gehäuseabdeckung 31 integral
mit dem Achsgehäuse 13 für die Antriebsachse 5 befestigt,
wobei daran ein äußerstes
Ende 34 der vorne positionierten V-Stange 32 befestigt ist. Weiterhin
sind sowohl mit dem Rahmen 2 als auch mit dem Querelement 29 an den
Querprofilabschnitten 30 Querprofilhalterungen 37 befestigt,
an deren Stegenden 36 der vorne positionierten V-Stange 32 angebracht
sind. Insgesamt bilden die verbundenen äußersten Enden 34 eine Einheit
mit den Stegenden 36 über
hauptsächliche Stangenabschnitte.
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Die
rückwärtig positionierte
V-Stange 33 ist in vorwärts
divergierender Art zwischen den überschneidenden
Bereichen 30 und einer rückwärtig Montagehalterung 38 angeordnet,
welche an dem Achsgehäuse 14 für die nicht
angetriebene Achse 6 befestigt ist. Mit der rückwärtigen Montagehalterung 38 auf
dem Achsgehäuse 14 ist
drehbar montiert ein verschmolzenes äußerstes Ende 39 der
rückwärtig positionierten
V-Stange 33. Weiterhin ist sowohl am Rahmen 2 als
auch am Querelement 29 an den Kreuzungsabschnitten 30 kreuzende
Halterungen 41 montiert, mit denen Stegenden 40 der
rückwärtig positionierten
V-Stange 33 verbunden sind. Insgesamt ist das verschmolzene äußere Ende 39 ebenso
integral mit den Stegenden 40 über Hauptstangenabschnitte
ausgebildet. Die Kreuzhalterungen 37, 41 sind
symmetrisch gegeneinander positioniert und jeweils hinterseitig
verbunden, während
das Kreuzelement 29 sandwichartig dazwischen liegt.
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Wie
die Schubstangen 17, sollten die V-Stangen 32, 33 die
vertikale Bewegung des rückwärtigen Achssatzes 4 zulassen,
eingeschlossen die Luftreifen 8, 9 und die Achsgehäuse 13, 14,
relativ zu dem Rahmen 2, um damit die angemessene Aufhängungsfunktion
für die
Dämpfung
der Einwirkung von Straßenunregelmäßigkeiten
zu erfüllen.
Soweit ist die Vorne positio nierte V-Stange 32 verbunden
mit dem verschmolzenen äußersten
Ende 34 derselben mit der Vormontagehalterung 35 zur
Rotation um eine parallel zur Antriebsachse 5 parallelen
Achse, während
die weitere V-Stange 33 verbunden ist an ihrem äußersten
Verbindungsende 39 mit der rückwärtig montierten Halterung 38 zur
Rotation um eine Achse, die parallel mit der Antriebsachse 6 liegt.
In ähnlicher
Weise sind die V-Stangen 32, 33 entsprechend an
ihren Stegenden 36, 40 mit Kreuzhalterungen 37, 41 zur
Rotation um Achsen verbunden, welche die Hauptstangen der V-Stangen
kreuzt. Eine rotierende Bewegung der Stegenden 36, 40 relativ
zu den Kreuzhalterungen 37, 41 bedeutet keine
einfache Drehung, sondern eine komplexe Rotation und deshalb sollten
die äußersten
Verbindungsenden 34, 39 und Stegenden 36, 40 bewahrt
werden vor unbeabsichtigten Bewegungen relativ zu den Halterungen 35, 38, 37, 41,
um zur Darstellung der komplexen Rotation beizutragen. Um diese
Anforderung zu erfüllen sind
Reibbuchsen zwischen den Halterungen 35, 38, 37, 41 zwischen
gelegt, um eine Rotation bei vorhandener Gleitreibung zu ermöglichen.
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Die
V-Stangen 32, 33 wie die Schubstangen 17 können die
längsgerichteten
Kräfte,
die zwischen dem Rahmen 2 und den Achsgehäusen 13, 14 einwirken, übertragen.
Die V-Stangen 32, 33 können weiterhin die lateralen
oder seitwärts
gerichteten Kräfte,
die zwischen dem Rahmen 2 und den Gehäusen 13, 14 einwirken, übertragen,
da sie die V-ähnliche
Struktur aufweisen.
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Ein
Stabilisator für
die Antriebsachse ist transversal zum Fahrzeug unterhalb der längsgerichteten
horizontalen Schwingen 24 aufgespannt und mit dem Achsgehäuse 13 für die Antriebsachse 5 gehalten,
d. h. ein erster Stabilisator 42 ist lediglich durch einen
von ersten Auslegerabschnitten 44 dargestellt, erstreckt
sich relativ zum Fahrzeug nach vorne. Erste Stangen 47 sind
zur Rotation an oberen drehbaren Enden 48 an dem Rahmen 2 befestigt
mittels Halterungen 46, während sie nach unten hängen und
drehbar an unteren Enden 49 mit den vordersten Enden des
ersten Auslegerbereiches 44 befestigt sind. In ähnlicher
Weise ist ein zweiter Stabilisator 52 unterhalb der horizontalen
Schwinger 24 vorgesehen, zugeordnet der nicht angetriebenen
Achse 6, zusammengestellt aus einem zweiten Torsionswellenabschnitt 53 und
zweiten Auslegerabschnitten 54 und abgestützt zur
Rotation durch 55 unterhalb der horizontalen Träger 24.
Zweite Stangen 57 sind zur Rotation an oberen drehbaren
Enden 58 an dem Rahmen 2 über Halterungen 56 angebracht,
während
sie nach unten gerichtet sind und drehbar an unteren Enden 59 desselben
mit vorderen Enden der zweiten Auslegerabschnitte 54 verbunden
sind. Falls der vertikale Abstand zwischen dem Rahmen 2 und den
Achsgehäusen 13, 14 relativ
zu irgendeiner Seite transversal zum Fahrzeug aufgrund der Abrollung oder
seitlichen Kippens des Fahrzeuges variiert, wobei sowohl der erste
als auch der zweite Stabilisator 42, 52 sowie
die Stabilisatoren 18, 19 in dem mit Achsträgern ausgestatteten
Aufhängungssystem
entsprechend 3 die Torsionskräfte erzeugen
können
als Reaktion auf die relative Abweichung, um derart gegenzusteuern,
dass die gleiche relative vertikale Abweichung für den Abstand zwischen dem Rahmen 2 und
den Achsgehäusen 13, 14 an
den gegenüberliegenden
Seiten des Fahrzeuges verursacht wird, womit verhindert wird, dass
das Fahrzeug rollt.
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Es
ist ein weiterer Typus von Aufhängungssystem
bekannt, welches die mit Luftfedern kombinierten Blattfedern beschreibt,
die zwischen dem Rahmen und den Achsgehäusen des rückwärtigen zweiachsigen Satzes
vorhanden sind. Bei diesem bekannten Aufhängungssystem, welches nicht
dargestellt ist, sind die Achsgehäuse für die Antriebsachse und für die nicht
angetriebene Achse abgestützt durch
die Blattfedern, welche ihrerseits durch den Rahmen getragen werden,
beispielsweise drehbar verbunden an ihren Kopfteilen mit dem Rahmen, während sie
an ihren rückwärtigen Teilen über Luftfedern
mit dem Rahmen verbunden sind.
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Das
Aufhängungssystem
der mit Luftfedern kombinierten Blattfedern ist mit Stabilisatoren
für die Rollfunktion
des Fahrzeuges oder die Torsionsleistung um die vordere und hintere
Achse des Fahrzeuges ausgestattet. D. h., dass die strukturellen
Bestandteile, die die Rollsteifigkeit beeinflussen, die Blattfedern
und das Achsgehäuse
sind, anstelle der Stabilisatoren. Somit sollten die Blattfedern
die Rollsteifigkeit zusätzlich
zum Widerstand gegen die vertikalen Lasten sicherstellen. Um diese
Anforderungen zu erfüllen
ist die zulässige
Federrate der Blattfedern derart zu begrenzen, dass es annähernd unmöglich ist,
die Federrate so zu überwachen,
um als die Stabilisatoren zu dienen, die eine Wirkung auf die Rollsteifigkeit
ausüben.
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Die
folgenden Probleme ergeben sich daraus, dass von den Stabilisatoren
für die
Antriebsachse und für
die nicht angetriebene Achse die gleiche Steifigkeit aufweisen und
dass die Federrate der Blattfedern, die anstelle der Stabilisatoren
eingesetzt werden, gering überwacht
wird. Die daraus resultierenden Probleme für den Fall, dass das Fahrzeug ohne
oder mit geringer einwirkender Last auf einen Randstein von ungefähr 120 mm
bis 150 mm Höhe mit
lediglich einem seitlichen rückwärtigen Rad
aufgefahren ist, so dass die Randsteine häufig das Fahrzeug stilllegen.
Die größte Steifigkeit
beider Stabilisatoren wird gewöhnlich
konstruktiv eingebracht, um eine beträchtlich hohe Federrate zu erzielen
zur Absicherung der Rollfunktion des Fahrzeuges. Folglich wird das
Fahrzeug, welches auf Randsteine auffährt, auf irgendein einziges
seitliches rückwärtiges Rad, durch
die Antriebsachse des hinten zweiachsigen Fahrzeuges getragen, wobei
die Rückstellfunktion der
Stabilisatoren sehr oft das große
Fahrzeuggewicht übersteigt,
was in einem Hub der weiteren rückwärtigen Antriebsräder vom
Boden resultiert.
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In 5 wird
schematisch die rückwärtige Achsenzusammenstellung
dargestellt, in welcher die rechten rückwärtigen Räder 8 auf einen Randstein
E auffahren, wobei das Aufhängungs system
die Tendenz vermindert, den Rahmen 2 an seiner linken Seite
nach oben zu versetzen wie es in 5 dargestellt ist
und somit den Rahmen relativ dicht an das Achsgehäuse 13 an
der rechten Seite desselben zu setzen, während ein Abstand von dem Achsgehäuse 13 an
dessen linker Seite in 5 auftaucht. Folglich wirkt
der Stabilisator 18 entgegengesetzt zu den Federn des Aufhängungssystems,
sodass der rechte Auslegerbereich 18b des Stabilisators 18 in 5 durch
das Achsgehäuse 13 nach
oben gedrückt
wird. Diese erzeugt das Drehmoment in dem Torsionswellenabschnitt 18a,
wobei dieses Moment entsprechend 5 nach links übertragbar
ist, um zu bewirken, dass der Rahmen 2 und das Achsegehäuse 13 sich
gegenseitig annähern.
Das ungefederte Gewicht der Luftreifen und des Achsgehäuses ist
relativ leicht und deshalb bewirkt, falls keine Ladung oder nur
geringe Beladung vorhanden ist, der Stabilisator 18 sowohl,
dass der linke Luftreifen 8 als auch das Achsgehäuse 13 entsprechend 5 sich
in Richtung auf den Rahmen 2 bewegen, mit dem Ergebnis,
dass die Luftreifen 8 sich vom Boden G abheben. Die Antriebsleistung
der Maschine bewirkt diesen Hub des Rades, das leer läuft, sodass
es sehr schwierig ist, einen Boden mit unregelmäßiger Kontur zu verlassen.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Überwindung der oben beschriebenen
Nachteile und gründet
darauf, dass sich bei der Überlagerung
der Gesamtsteifigkeit sowohl der Stabilisatoren für die Antriebsachse
als auch der für
die nicht angetriebene Achse, konstant gehalten wird, so ist die
Abrollsteifigkeit die den rückwärtigen Rädern zugeordnet
ist, und die zur Abrollsteifigkeit des Fahrzeuges beiträgt, nicht
variabel und damit besteht die Möglichkeit,
jeden der Stabilisatoren flexibler zu gestalten oder variabler in
der Steifigkeit zu gestalten. Entsprechend besteht ein hauptsächlicher
Aspekt der Erfindung in der Bereitstellung eines Aufhängungssystems
für ein
Straßenfahrzeug
mit rückwärtigen zwei Achsen,
ausgestattet mit Stabilisatoren für jede, eine vorne positionierte
Achse und eine rückwärtig positionierte
Achse in einem hinteren Doppelachssatz, wobei ein Unterschied in
der Steifigkeit zwischen den beiden Stabilisatoren für die Antriebsachse
und für die
nicht angetriebene Achse besteht, womit eine Verbesserung des Fahrzeugs
hinsichtlich der Funktion besteht, dass das Fahrzeug von Bereichen
unregelmäßigen Bodens
entfernen zu können.
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Aufhängung für ein Heck
eines zweiachsigen Straßenfahrzeuges,
aufweisend einen rückwärtigen Satz
von zwei Achsen, zusammengesetzt aus einer Antriebsachse und einer
Nichtantriebsachse, wobei ein erstes Achsegehäuse die Antriebsachse zur Rotation
abstützt,
ein zweites Achsegehäuse
die Nichtantriebsachse zur Rotation abstützt, ein elastisches Mittel
zur Aufhängung,
zwischen einem Rahmen und sowohl dem ersten als auch dem zweiten
Achsegehäuse,
einen ersten Stabilisator, der zwischen dem Rahmen und dem ersten
Achsgehäuse
vorgesehen ist und einen zweiten Stabilisator, der zwischen dem Rahmen
und dem zweiten Achsgehäuse
vorgesehen ist, wobei der erste Stabilisator mit geringerer Steifigkeit
ausgebildet ist als der zweite Stabilisator.
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Nach
Maßgabe
der Mittel zur Unterstützung des
Antriebs für
das Straßenfahrzeug
mit rückwärtigen zwei
Achsen entsprechend der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben
aufgebaut ist, kann sogar unter den Straßenzustandsbedingungen, bei
denen das Fahrzeug auf einen Randstein lediglich mit einem seitlichen
rückwärtigen Rad
der Antriebsachse auffährt,
das weitere Seitenrad auf der Antriebsachse in enger Einwirkung
mit dem Boden verbleiben, da die geringere Steifigkeit des ersten Stabilisators
dies bewirkt, wobei das Antriebsmoment auf beide Räder auf
der Antriebsachse gesichert ist, womit erzielt wird, dass das Fahrzeug
vom Randstein wegfahren kann.
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Der
erste und der zweite Stabilisator stehen bezüglich ihrer Steifigkeit in
einem Verhältnis,
um die Steifigkeit des rück wärtigen Doppelachssatzes
zu gewährleisten,
wie es für
die Abrollfunktion des Fahrzeuges gefordert ist, sodass die gesamte
Steifigkeit der Stabilisatoren für
den rückwärtigen Doppelachssatz
auf eine vorbestimmte Abrollfunktion des Fahrzeuges anpassbar ist.
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Das
elastische Mittel für
die Aufhängung kann
Blattfedern und Luftfedern umfassen. Die Aufhängung für das Straßenfahrzeug mit rückwärtiger Doppelachse
entsprechend der vorliegenden Erfindung kann mit dem wesentlichen
Vorteil verbunden sein, dass Luftfedern mit ihrer geringen Federrate
dafür sorgen,
dass die Steifigkeit der Stabilisatoren größer wird. Es ist in der Tat
so, dass die Aufhängung
für das
Straßenfahrzeug
an dessen rückwärtiger Doppelachse
einsetzbar ist für
eine Aufhängung
mit Blattfedern und eine Kombination von Blattfedern mit Luftfedern.
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Der
erste Stabilisator ist zusammengestellt aus einem ersten Torsionswellenabschnitt,
der an dem ersten Achsgehäuse
drehbar befestigt ist und sich in der Breite des Fahrzeuges erstreckt
und einem ersten Auslegerbereich, der sich kreuzend mit dem ersten
Torsionswellenabschnitt erstreckt, während der zweite Stabilisator
zusammengestellt ist von einem zweiten Torsionswellenabschnitt,
der mit dem zweiten Achsgehäuse
zur drehbar verbunden ist und sich in der Breite des Fahrzeugs erstreckt
und einem zweiten Auslegerbereich, der sich überkreuzend mit dem zweiten
Torsionswellenabschnitt erstreckt. Der erste Stabilisator in dem
Stabilisatorsystem, so wie es oben beschrieben ist, kann vor der
Antriebsachse mit dem ersten Torsionswellenabschnitt in der Nähe der Antriebsachse
positioniert sein, während
der zweite Stabilisator hinter der Nichtantriebsachse mit dem zweiten
Torsionswellenabschnitt positioniert ist und nahe bei der Nichtantriebsachse
liegt.
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Der
erste Torsionswellenabschnitt weist einen geringeren Durchmesser
auf, als der zweite Torsionswellenabschnitt, was zu einer geringeren
Steifigkeit des ersten Stabilisators führt, im Verhältnis zum
zweiten Stabilisator. D. h., angenommen dass der Auslegerabschnitt
der Stabilisatoren in der Länge gleich
ist, so kann die Steifigkeit der Stabilisatoren durch Modifizierung
des Durchmessers der Torsionswellenabschnitte variierbar sein. Indem
der erste Torsionswellenabschnitt im Durchmesser geringer ausgestaltet
wird als der zweite Torsionswellenabschnitt, ergibt sich, dass der
erste Stabilisator in der Steifigkeit geringer ist als der zweite
Stabilisator.
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Entsprechend
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann der erste Auslegerabschnitt in
der Länge
größer gestaltet
werden als der zweite Auslegerabschnitt, um damit zu erzielen, dass
der erste Stabilisator in der Steifigkeit geringer ist als der zweite
Stabilisator. D. h., dass für
den Fall, in dem die Torsionswellenabschnitte der Stabilisatoren
im Aufbau einander gleichen, die Auslegerabschnitte in der Länge der
zugehörigen
Stabilisatoren größer sind, wobei
sich weniger Variationen für
die Drehmomente ergeben, welche in dem zugehörigen Torsionswellenabschnitt
auftreten, sogar wenn die Torsionswellen in gleichem Maß einer
vertikalen Versetzung unterworfen sind. Somit wird die Erzielung
des gleichen Effektes ermöglicht,
da die Reduzierung der Steifigkeit umgesetzt wird. Dies bedeutet
insbesondere, dass die ersten Auslegerbereiche in der Länge größer ausgelegt
werden als die zweiten Auslegerabschnitte, um damit die ersten Stabilisatoren
in der Steifigkeit geringer auszubilden als die zweiten Stabilisatoren.
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1 zeigt
eine Seitenrissdarstellung mit einer bevorzugten Ausgestaltung eines
hinteren Mehrachsensatzes, der an eine Aufhängung nach Maßgabe der
vorliegenden Erfindung angepasst ist auf ein Straßenfahrzeug
mit rückwärtiger Doppelachse; 2 zeigt
eine schematische Seitenrissdarstellung mit dem Umriss einer herkömmlichen
rückwärtigen Doppelachse
eines Straßenfahrzeugs; 3 zeigt eine
Seitenrissdarstellung mit einer herkömmlichen mit Blattfedern ausgestatteten
Auf hängung
für eine rückwärtige Doppelachse
eines Straßenfahrzeugs; 4 zeigt
eine in Teilen perspektivische Ansicht mit der Darstellung einer
Ausgestaltung eines rückwärtigen Mehrachssatzes
in einer mit Luftfedern ausgestatteten Aufhängung für eine rückwärtige Doppelachse eines Straßenfahrzeugs;
und 5 zeigt eine schematische Ansicht mit der Darstellung
einer konventionellen Aufhängung
für eine
rückwärtige Doppelachse
eines Straßenfahrzeugs,
worin angetriebene Räder
auf irgendeiner Seite des Fahrzeuges auf Randsteine aufgefahren
sind.
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Unter
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen wird nun eine bevorzugte
Ausgestaltung einer Aufhängung
für eine
rückwärtige Doppelachse
eines Straßenfahrzeuges
entsprechend der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten beschrieben.
In 1, wird ein rückwärtiger Achssatz
dargestellt, der eine Aufhängung
für eine
Doppelhinterachse eines Straßenfahrzeuges
verwendet, ausgestattet mit Luftfedern 21. In der folgenden
Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für äquivalente oder gleiche Teile
in den 1 und 4 eingesetzt, wodurch eine Wiederholung
der Beschreibung dieser Teile entfällt.
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Die
Aufhängung
für die
rückwärtige Doppelachse
eines Straßenfahrzeuges
entsprechend der vorliegenden Erfindung kann für den Einsatz in unterschiedlichen
Antriebssystemen für
Fahrzeuge vorgesehen sein, die eine hintere Doppelachse besitzen, einachsig
angetrieben sind, (6 × 2)
System. Unterhalb der Schwingen oder Träger 24 sind bereitgestellt und
seitwärts
außerhalb
des Achsgehäuses 13 für die Antriebsachse 5 befestigt:
sowohl der erste Stabilisator 42, der angeordnet ist wie
der erste Stabilisator 42 in 4 oder symmetrisch
zu dem zweiten Stabilisator 52 in 4. Der erste
Stabilisator 42 ist zusammengesetzt aus einem ersten Torsionswellenabschnitt 43 und
ersten Auslegerabschnitten 44, die integral mit dem ersten
Torsionswellenabschnitt 43 gestaltet sind und an gegenüberliegenden
Enden des ersten Torsionswellenabschnittes in Richtung des Fahrzeuges
gebogen sind, um sich nach vorne zu erstrecken. Der erste Stabilisator 42 wird
zur Rotation mittels eines Stützteils 45 unterhalb
der Schwingen 24 abgestützt.
Die ersten Stangen 47 sind zur Rotation an den oberen drehbaren
Enden 48 derselben mit dem Rahmen 2 über die
Halterungen 46 befestigt, während sie nach unten gerichtet
sind und drehbar an unteren Enden 49 derselben mit den vordersten
Enden der ersten Schwingenabschnitte 44 verbunden sind.
Da die ersten Stangen 47 drehbar sowohl mit den oberen
als auch den unteren Enden derselben verbunden sind, mit dem Rahmen 2, und
ersten Auslegerbereichen 44, so verursacht die relative
Versetzung zwischen dem Rahmen 2 und dem Achsgehäuse 13 die
Rotation eines der ersten Auslegerbereiche 44 durch die
drehbare Verbindung mit der zugehörigen ersten Stange 47,
wobei die Torsionsbiegung in dem ersten Torsionswellenabschnitt 43 auftritt
um zu bewirken, dass der andere erste Auslegerabschnitt 44 sich
in der Rotation versetzt.
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Wie
die Antriebsachse 5, so ist auch die Nichtantriebsachse 6 unterhalb
der Schwinge 24 vorgesehen mit dem zweiten Stabilisator 52 des
gleichen Aufbaus wie der erste Stabilisator 42. Der zweite
Stabilisator 52 ist zusammengesetzt aus dem zweiten Torsionswellenabschnitt 53 und
zweiten Auslegerabschnitten 54 und abgestützt zur
Rotation durch 55 unterhalb der Schwinge 24. Die
zweiten Stangen 57 sind drehbar angebracht an oberen Drehenden 58 an
dem Rahmen 2 mittels der Halterungen 56, während sie
nach unten hängen
und sind drehbar an den unteren Enden 59 derselben mit
den vordersten Enden der zweiten Auslegerabschnitte 54 verbunden.
Die Funktion des zweiten Stabilisators 52 ist im Wesentlichen
gleich mit der des ersten Stabilisators 42.
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Trotzdem
sowohl die ersten als auch die zweiten Stabilisatoren 42, 52 wie
oben bereits beschrieben worden ist, dazu eingesetzt werden, in
erster Linie das Fahrzeug vor Rollbewegungen oder seitlichen Schwankungen
zu bewahren, ist die Aufhängung
für die
rückwärtige Doppelachse
eines Straßenfahrzeuges
entsprechend der vorliegenden Erfindung darüber hinaus derart gestaltet,
dass der erste Stabilisator 42 in seiner Steifigkeit geringer
ausgebildet ist als der zweite Stabilisator 52. Die Steifigkeit des
Stabilisators kann bestimmt werden als die Rate des Torsionsmomentes,
welches in dem Torsionswellenabschnitt für die vertikale Versetzung
in dem Abstand zwischen dem Rahmen 2 und den Achsgehäusen 13, 14 auftritt.
Angenommen, dass die Auslegerbereiche der Stabilisatoren in Material
und Länge
untereinander gleich sind, so hängt
die Steifigkeit des Stabilisators von der Steifigkeit des Torsionswellenabschnitts
ab. D. h., um den ersten Stabilisator in der Steifigkeit geringer
auszubilden als den zweiten Stabilisator, soll die erste Torsionswelle 42 des
ersten Stabilisators 42 in einem geringeren Durchmesser
D1 dargestellt sein als ein Durchmesser
D2 der zweiten Torsionswelle 53 in
dem zweiten Stabilisator 52, um eine Torsionsbiegung leicht
aufzunehmen. Im Gegensatz dazu können
für den
Fall, dass die Torsionswellenabschnitte im Aufbau untereinander
gleich sind, die Auslegerabschnitte unterschiedlich in der Länge sein
und damit den Unterschied im Torsionsmoment der Torsionswellenabschnitte
untereinander verursachen, sogar wenn die Torsionswellen der gleichen
Höhenversetzung
bezüglich
des Abstandes wie oben beschrieben unterworfen sind. Entsprechend können die
Auslegerabschnitte 44 des ersten Stabilisators 42 in
der Länge
L1 kleiner ausgelegt werden als die zweiten
Auslegerabschnitte 54 in der Länge L2 des
zweiten Stabilisators 52, womit der erste Stabilisator
eine geringere Steifigkeit aufweist als der zweite Stabilisator.
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Mit
der Darstellung eines ersten Stabilisators 42 mit geringerer
Steifigkeit als der des zweiten Stabilisators 52 wie oben
beschrieben, ergibt sich eine Reduzierung des Torsionsmomentes,
welches in dem ersten Stabilisator 42 auftritt aufgrund
der relativen Versetzung in der Höhe zwischen dem Rahmen 2 und
dem Achsgehäuse 13 auf
der Antriebsachse 5, wobei die Versetzung sich durch die
Straßenzustandsbedingungen
ergibt, wo das Fahrzeug auf den Randstein läuft, lediglich auf einem seitlichen
der rückwärtigen Räder auf
der Antriebsach se. Dies vermindert immer die Kraft, die wirkt, um
das andere seitliche der Hinterräder
auf der Antriebsachse 5 anzuheben. Die große Fahrzeuglast,
die auf den anderen seitlichen Rädern
liegt und diese niederdrückt übersteigt
die Gegenkraft, welche auf die gleichen Räder durch den ersten Stabilisator 42 ausgeübt wird,
um diese anzuheben und deshalb können
weitere seitliche Räder
im Eingriff mit dem Grund bleiben. Dies kann so verstanden werden,
dass die Antriebsräder
ohne Leerlauf arbeiten, um das Antriebsmoment durch enges Zusammenwirken
mit der Erde auszunutzen, wobei das Fahrzeug von dem Randstein weggefahren
werden kann. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der zweite
Stabilisator 52 weiterhin mit größerer Steifigkeit ausgestaltet,
verglichen mit dem zweiten Stabilisator in einem Aufhängungssystem
nach dem Stand der Technik, in welchem sowohl der erste als auch
der zweite Stabilisator in der Steifigkeit gleich sind. Dies ermöglicht es, die
gesamte Steifigkeit der Stabilisatoren sicherzustellen, was für den rückwärtigen Achsensatz 4 des Fahrzeuges
gefordert ist. Dies bedeutet, dass die gesamte Steifigkeit der Stabilisatoren
des rückwärtigen Achssatzes 4,
die bestimmt wird durch die Summe der Steifigkeiten des ersten und
des zweiten Stabilisators, verteilt wird auf den ersten und den
zweiten Stabilisator, um oberhalb des Pegels zu bleiben, der für die Abrollfunktion
des Fahrzeuges notwendig ist.
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Nach
Maßgabe
der Aufhängung
für die
rückwärtige Doppelachse
des Straßenfahrzeuges
entsprechend der Erfindung, wie oben beschrieben ist der erste Stabilisator
in seiner Steifigkeit geringer ausgebildet als der zweite Stabilisator.
Sogar unter Straßenzustandsbedingungen,
in denen das Fahrzeug auf einen Randstein mit lediglich einem seitlichen
hinteren Rad auf der Antriebsachse auffährt, wird das weitere Seitenrad
auf der Antriebsachse in engem Kontakt mit dem Untergrund bleiben,
aufgrund der geringeren Steifigkeit des ersten Stabilisators, wobei
das Antriebsmoment für
beide Räder
auf der Antriebsachse sichergestellt ist, sodass folglich das Fahrzeug
von den Randsteinen weggefahren werden kann. Weiterhin ist die gesam te
Steifigkeit in den ersten und zweiten Stabilisatoren des hinteren Achssatzes
verteilt auf den ersten Stabilisator für die Antriebsachse und den
zweiten Stabilisator für
die Nichtantriebsachse, um anpassbar zu sein für die Steifigkeit der Stabilisatoren,
welche nach Maßgabe mit
der Rollfunktion des Fahrzeuges gefordert ist. Dies hilft, die Bereitstellung
der geforderten Abrollfunktion des Fahrzeuges sicherzustellen.