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Aufhängung starrer Achsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine Aufhängung starrer Achsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei
die Achsen unter Vermittlung zwischengeschalteter Tragstücke mit Bezug auf den Rahmen
oder Fahrzeugoberbau sowohl um die Querachse als auch um die Längsachse des Fahrzeuges
schwingen können.
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Bei einer bekannten Achsabfederung ist die Radachse in der Mitte mit
einem nach vorn gerichteten Lagerzapfen versehen, derart, daß die Achse in einem
zwischengeschalteten hebelartigen Tragstück um eine Längsachse schwingen kann. Das
Tragstück ist dabei seinerseits um eine Querachse schwingbar an einem besonderen
Rahmenteil gelagert. Dieser wiederum ist mittels seitlicher Lenker am Rahmen- oder
Fahrzeugoberbau gelagert. Dadurch, daß eine durchgehende Radachse vorhanden ist
und das Tragstück an der Federungsbewegung der Achse in senkrechter Richtung teilnimmt,
ergibt sich eine sperrige Konstruktion der beim _ Federungshub auf und ab schwingenden
Teile, wodurch der Raum zwischen den Rädern von den auf und ab schwingenden Teilen
beansprucht und damit für die am Rahmen angeordneten Bauteile verloren ist. Ferner
kann das Antriebsaggregat bei dieser nachteiligen Anordnung nicht so angeordnet
werden, daß es an der Federungsbewegung der Räder in senkrechter Richtung nicht
teilnimmt; es gehört also grundsätzlich zu den nicht abgefederten Massen. Hierzu
gehört z. B. auch das Achsgetriebe, das in vollem Umfange an der Schwingungsbewegung
der Räder teilnimmt.
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Außerdem ist eine Anordnung bekanntgeworden' bei der das Achsaggregat
um eine Längsachse drehbar am Rahmen angeordnet ist. Die Räder sind dabei nicht
auf einer starren Achse, sondern auf Schwinghalbachsen gelagert, die seitlich am
Antriebsaggregat angeordnet sind. Schwingt nun das Antriebsaggregat um seine Längsachse,
so werden zwangsläufig auch die
inneren Gelenke der Halbachsen verstellt
und damit ein jeweils entgegengesetztes Schwingen der beiden gegenüberliegenden
Halbachsen bewirkt. Durch das Querschwingen des Antriebsaggregates tritt somit eine
nachteilige Beeinflussung der Radführung ein.
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Bei einer weiteren Anordnung ist ein Tragstück vorgesehen, das um
eine Längsachse am Fahrzeugrahmen schwingbar angeordnet ist. Dagegen fehlt das Merkmal
einer um eine Querachse schwingbaren Starrachse vollständig. Die Räder sind vielmehr
an den Enden des Tragstückes (Achsbalken) unabhängig voneinander in senkrechten
Zylinderführungen geführt.
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Schließlich ist ein zweiachsiges Fahrgestell bekanntgeworden, bei
dem die Räder unabhängig voneinander an einem Querrohr gelagert sind. Dieses Querrohr
ist um eine Längsachse des Fahrzeuges "am Rahmen schwingbar gelagert, wodurch eine
Ausgleichwirkung zwischen den Vorderrädern und Hinterrädern bezweckt wird, und zwar
in der Weise, daß bei einem Schwingen des einen Achsaggregates um die Längsachse
in der einen Drehrichtung eine Schwingung des anderen Achsaggregates in der anderen
Drehrichtung eintritt.
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Demgegenüber besteht das Kennzeichen der Erfindung darin, daß die
aus den Radmitten in Längsrichtung des Fahrzeuges ausgekröpfte starre Radachse an
ihrer Auskröpfung an dem seinerseits in an sich bekannter Weise um seine Längsachse
am Rahmen oder Fahrzeugoberbau schwingbar gelagerten Tragstück gelagert ist, so
daß sie um eine zu den Radmitten in Richtung der Längsachse des Fahrzeuges versetzte
Querachse des Fahrzeuges gegen die Wirkung von Fahrzeugfedern, vorzugsweise Schraubenfedern,
schwingen kann.
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Dabei umfaßt das um die Längsachse des Fahrzeuges schwingbare Tragstück
den gesamten Antriebsblock einschließlich Motor oder einen Teil desselben, z. B.
das Ausgleichgetriebe, so daß der zweckmäßig im wesentlichen zwischen den Rädern
angeordnete und von der Achse teilweise umschlossene Antriebsblock oder der auf
dem Tragstück desselben angeordnete Teil desselben an den Schwingbewegungen der
Radachse um die Fahrzeuglängsachse teilnimmt, gegenüber der Radachse mit Bezug auf
die Längsachse jedoch im wesentlichen unnachgiebig ist.
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In an sich bekannter Weise kann das Tragstück gegen den Rahmen und
die Radachse federnd abgestützt. sein.
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Zur schwingbaren Lagerung der Radachse ist das Tragstück mit seitlichen
Lagerzapfen versehen, über die hinaus die Radachse mit ihrem sich quer erstreckenden
Achsteil bügelartig um das Tragstück herumgekröpft ist, wobei die Abfederung des
Tragstückes gegen den Rahmen durch beiderseits der Längsachse des Fahrzeuges angeordnete,
sich gegen die Lagerzapfen abstützende Federn, die Abfederung der Radachse gegen
das Tragstück durch eine einzige in der Mittellängsebene des Fahrzeuges angeordnete,
sich gegen den quer erstreckenden bügelartigen Achsteil abstützende Feder erfolgt.
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Der Zweck der Erfindung liegt darin, mit verhältnismäßig einfachen
Mitteln kinematisch genau bestimmte Bewegungen zwischen Rädern und Rahmen im Sinne
einer Kardanaufhängung der Achse sicherzustellen, derart, daß trotz derj Ermöglichung
einer Aufundabbewegung der Räder in senkrechter Richtung einerseits und einer Schwingbewegung
der Radachse um eine Längsachse des Fahrzeuges andererseits unbestimmte Quer- oder
Längsbewegungen auch dann ausgeschaltet werden, wenn zur Abfederung der Achse seitlich
nachgiebige Federn, z. B. ungeführte Schraubenfedern, verwendet werden, die seitlich
zu den Federn wirkende Kräfte nicht aufzunehmen vermögen. Ferner ist die Anordnung
gemäß der Erfindung derart getroffen, daß trotz der Verwendung einer starren schwingbaren
Achse der Raum zwischen den Rädern von der Achse möglichst wenig beansprucht wird,
so daß in diesem Raum zwischen den Rädern das an der Federungsbewegung der Räder
in senkrechter Richtung nicht teilnehmende Achsgetriebe bzw: sonstige Fahrzeugteile
untergebracht werden können, ohne von der auf und ab schwingenden Achse behindert
zu werden.
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Durch die Auskröpfung der starren Radachse können gegenüber dem Bekannten
die mit den Rädern beim Federungshub in senkrechter Richtung mitschwingenden Massen
auf einen Mindestwert verringert werden. Des weiteren ist es durch die Schwingbarkeit
des zwischengeschalteten Tragstückes relativ zum Rahmen um eine Längsachse und relativ
zur Radachse um eine zu den Radmitten in Längsrichtung versetzte Querachse sowie
durch Anordnung des Ausgleichgetriebes oder des Antriebsblockes am Tragstück möglich,
diesen Antriebsblock einerseits in die abgefederten Massen einzubeziehen, andererseits
jedoch gleichzeitig derart zu lagern, daß die im Antriebsblock auftretenden Drehmomente
innerhalb des Achsaggregates aufgenommen werden, ohne sich unabgedämpft auf den
Rahmen zu übertragen. Die Anordnung einer starren Achse hat hierbei gleichzeitig
den Vorteil, daß die um eine Längsachse wirkenden Reaktionsmomente des Antriebsaggregates
sich unmittelbar auf die Radachse übertragen, ohne eine Federungsbewegung der Achse
zu bewirken, da Antriebsblock und Radachse mit Bezug auf die Längsachse ein in sich
starres System bilden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. r eine Ausführungsform einer Hinterachsaufhängung
gemäß der Erfindung in schaubildlicher Ansicht, Abb. 2 eine weitere Ausführungsform
in Draufsicht (teilweise im Schnitt), Abb. 3 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt
nach der Linie B-B der Abb. 2, Abb. q. eine Ansicht des Aggregates von vom teilweise
im Schnitt nach der Linie A-A der Abb. a. Bei der Ausführungsform nach Abb. z sind
am Rahmen a die Drehlager b und c für das Tragstück d
angeordnet,
wobei die durch die Lager b und c gegebene Drehachse des Tragstückes in der Mittellängsebene
des Fahrzeuges in Verlängerung der Kardanwelle e für den Antrieb desselben verläuft.
Das Tragstück besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse, welches einerseits das
Ausgleichgetriebe f und andererseits ein Querrohr g zur Lagerung eines zapfenförmigen
Querteiles
h der Radachse umfaßt. Die Radachse, welche an ihren Zapfen i und y die Hinterräder
trägt, besteht aus dem bereits genannten zapfenartigen Querteil lt und den beiden
kurbelarmähnlichen Seitenteilen k. Der Antrieb der Räder erfolgt vom Motor aus über
die Kardanwelle e, das Ausgleichgetriebe f und die beiden seitlichen Quergelenkwellen
L. Die Federung kann in beliebiger Weise, beispielsweise durch Schraubenfedern,
Blattfedern, Drehfedern, Gummifedern od. dgl., erfolgen, wobei sich die Achse einerseits
gegen den Rahmen und andererseits gegen das Querstück d oder letzteres auch gegen
den Rahmen abstützen kann.
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Die Wirkungsweise ist ohne weiteres ersichtlich: Bei gleichgerichteten
Stößen, durch welche beide Räder gleichmäßig angehoben werden, wird lediglich die
Achse k-h-k um die gedachte Querachse A-A des Zapfenteiles h ausgeschwenkt. Bei
ungleichmäßigen Hubbewegungen der Räder erfolgt gleichzeitig eine Drehbewegung des
gesamten Achsaggregates, also sowohl der eigentlichen Achse k-h=k als auch des Tragstückes
d
um die mittlere Längsachse B-B des Fahrzeuges. Da die Kardanwelle e in dieser
Achse liegt, wird derAntrieb der Achse durch diese Schwingbewegung nicht beeinflußt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 bis q. wird das Tragstück
im wesentlichen aus dem Motor m einschließlich Schwungrad und Kupplungswechsel,
dem Getriebe n und dem Ausgleichgetriebe o gebildet. Der ganze Gehäuseblock ist
wieder um Zapfen c, d. h. um eine mittlere Längsachse B-B des Fahrzeuges schwingbar
am Rahmen a gelagert. Das Ausgleichgetriebegehäuse o besitzt seitliche rohrförmige
Ausleger wobei zwischen diesen Auslegern und dem Rahmen ungeführte Schraubenfedern
r angeordnet sind, welche sich von unten her etwa im Schwingungsbogen des Gehäuseblockes
gegen die Ausleger P abstützen. Auf den hohlzapfenförmigen Enden der Ausleger P
ist ferner in Lagern s die bogenförmig ausgekröpfte starre Achse t gelagert, welche
somit mit Bezug auf das Tragstück um die Achse A -A schwingen kann. Der bogenförmige
Teil der Achse, welche an ihren hinteren zapfenförmigen Enden u die Hinterräder
trägt, ist nach vorn über die Lager s hinaus um das Ausgleichgetriebe o herumgekröpft,
wo er in der Mittellängsebene des Fahrzeuges durch eine ebenfalls ungeführte Schraubenfeder
v gegen einen wannenförmigen, den Zapfen c tragenden Fortsatz w des Tragstückes
oder Gehäuseblockes abgestützt ist.
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Wie aus Abb. 3 hervorgeht, ist die Achse t von ihren Lagerstellen
s aus gegen die Radzapfen u hin nach rückwärts und unten geneigt, wodurch sowohl
senkrechte als auch nach rückwärts gerichtete Stöße der Fahrbahn auf die Räder federnd
aufgenommen werden.
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Da das gesamte Antriebsaggregat um die Längsachse B-B mit dem Rahmen
schwingbar verbunden ist, können sich freie Drehmomentkräfte des Motors nicht unabgedämpft
auf den Rahmen übertragen. Wie aus Abb. 3 hervorgeht, verläuft die Achse .x der
Kurbelwelle etwas geneigt zur Schwingungsachse B-B. Der Antrieb der Hinterräder
erfolgt beispielsweise über ein Schneckengetriebe y im Ausgleichgetriebegehäuse
o, von dort durch Querwellen z, welche die rohrförmigen Ausleger P und die Lager
s für die Achse durchsetzen. Von den Enden der Wellen können alsdann die auf den
Zapfen ic gelagerten Räder durch einen Kettenantrieb od. dgl. angetrieben werden.