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Kraftfahrzeug mit durch einen Heckmotor angetriebener starrer Hinterachse
Bei Verwendung einer starren durch einen Heckmotor angetriebenen Hinterachse an
Kraftfahrzeugen, wie z. B. Omnibussen od. dgl., ist die Verwendung einer in Fahrtrichtung
liegenden Kardanwelle zwischen Differential und Motor bzw. dessen Getriebe ein Problem.
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Bei zu kurzer Welle erfährt diese bei der Federung des Kraftfahrzeuges
zu scharfe Einknickungen; bei hinreichend langer Welle muß die Antriebsmaschine
entsprechend weit hinter die Antriebsachse zurückverlegt werden.
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Hierdurch erhält das Fahrzeug einen zu großen Überhang nach hinten,
was sich ungünstig auf seine gute Straßenlage auswirkt.
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Man hat sich schon dadurch zu helfen gesucht, daß man das Übersetzungsgetriebe
oder ein Zwischengetriebe vor der Hinterachse im Fahrzeugrahmen gelagert und in
üblicher Weise durch eine Kardanwelle mit dem Differential verbunden hat. Dies hat
den Nachteil, daß die Geräusche und Schwingungen des zwischen den Fahrzeugachsen
im Rahmen gelagerten Übersetzungs- bzw. Zwischengetriebes auf den Fahrzeugaufbau
übertragen werden. Außerdem aber wird durch diese Bauart die Bewegungsfreiheit des
Konstrukteurs eingeengt, der heute mehr und mehr dazu übergeht, den schweren Fahrzeugrahmen
durch den frei tragenden Fahrzeugaufbau entbehrlich zu machen.
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Durch die Maßnahmen der Erfindung wird die Anwendung einer in Fahrtrichtung
liegenden Kardanwelle zwischen einem Heckmotor bzw. dessen Getriebe und dem Differential
der vor dem Motor
liegenden starren Hinterachse ermöglicht, ohne
zu weite Zurückverlegung der Antriebsmaschine hinter die Triebachse und ohne zu
scharfe Einknickungen der Kardanwelle bei der Federung des Kraftfahrzeuges.
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Durch die Erfindung wird das oben erläuterte Problem auf zweierlei
Weise gelöst: Entweder wird die Kardanwelle an der dem Motor abgekehrten Seite des
Differentials mit diesem durch ein an dessen Gehäuse angeflanschtes Zwischengetriebe
verbunden und erhält dadurch eine scharfe Knickungen vermeidende hinreichende Länge,
oder es wird das an sich unter der Bezeichnung Dreiecksaufhängung bekannte Rahmendreieck,
das mit der Hinterachse und damit deren Differential starr verbunden ist und mit
seinem Ende durch Kugelgelenke am abgefederten Teil des Fahrzeugrahmens oder bei
rahmenlosen Fahrzeugen am Aufbau aufgehängt ist, hinter die Triebachse gelegt, wodurch
sich die Einknickungen einer auch kurzen Kardanwelle in zulässigen Grenzen halten.
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Für beide Lösungen gibt die Zeichnung je ein Ausführungsbeispiel in
den Fig. I und 2 schematisch wieder.
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Gemäß Fig. I ist die Kardanwelle I, die an das Getriebe 2 des Heckmotors
3 angeschlossen ist, von hinten an dem Differential 4 der Hinterachse vorbeigeführt
und mit diesem an der dem Motor abgekehrten Seite durch ein Umkehrgetriebe 5, das
an das Differential 4 angeflanscht sein kann, getrieblich verbunden. Durch Änderung
der Größenverhältnisse der beiden Stirnräder des Zwischengetriebes 5 läßt sich das
Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebe 2 und Differential der Hinterachse ändern,
was jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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Von besonderem Vorteil ist noch, daß diese Lösung die Verwendung normaler
für Frontmotoren gebauter Differentialgehäuse gestattet, auch kann die Aufhängung
der Achse hierbei beliebig sein.
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Bei der Lösung nach Fig. 2 ist das Differential 4 gegenüber der Anordnung
nach Fig. I um I8o° gedreht und eine so kurze Kardanwelle I zwischen dem Getriebe
2 und diesem Differential 4 angeordnet, daß sie normalerweise bei extremstem Durchschlag
der angetriebenen Hinterachse H (gestrichelt in Fig. 2) an zwei Stellen in unerwünschter
Weise einknicken würde. Unter »normalerweise« wird die Aufhängung eines starr mit
der Achse H verbundenen Rahmendreiecks 6a vor der Hinterachse etwa im Punkte x am
Fahrzeugrahmen oder -aufbau A verstanden.
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Um auch im vorliegenden Fälle trotz der kurzen Kardanwelle I auch
für den extremsten Durchschlag der Hinterachse H die Einknickung in den zulässigen
Grenzen zu halten, ist erfindungsgemäß ein Rahmendreieck 6b hinter der angetriebenen
starren Hinterachse H, also auf der Seite des Heckmotors 3, am Fahrzeugrahmen bzw.
-aufbau A aufgehängt.
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Die Einknickungen der Kardanwelle I hängen davon ab, in welchem Ausmaß
sich bei der Durch federung der Hinterachse H der Punkt a des Differentials 4, an
den die Kardanwelle I angelenkt ist, in senkrechter Richtung bewegt.
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Bei gleicher äußerster Durchfederung der Hinterachse H schwingt der
genannte Anlenkpunkt a der Kardanwelle I im »Normal«-Falle an einem Hebel, der von
diesem Anlenkpunkt a bis zum Drehpunkt X des Dreieckrahmens 6a reicht, also den
Durchmesser des mit diesem Rahmen ein starres Ganzes bildenden Differentialgehäuses
4 und den aus diesem hervorstehenden Wellenstumpf b einbegreift. Erfindungsgemäß
aber schwingt der Anlenkpunkt a an einem Hebel, der vom Drehpunkt 7 des Dreieckrahmens
6b bis zum genannten Anlenkpunkt a der Kardanwelle I am Differential 4 reicht, d.
h. wie lang man in beiden Fällen den Dreieckrahmen 6a bzw. 6b auch macht, immer
ist im »Normal«-Falle das Differentialgehäuse 4 und der aus ihm herausragende Wellenstumpf
b in den Schwingradius einbegriffen, während er erfindungsgemäß aus dem Schwingradius
ausgeschlossen ist.
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Da man bei einem Vergleich von gleichen Verhältnissen ausgehen muß,
so muß für beide Fälle die Hinterachse als gleich weit vom Drehpunkt 7 bzw. X liegend
angenommen werden.
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Bei dieser Annahme ergibt sich also für den gleichen Winkelausschlag
der beiden miteinander zu vergleichenden Schwinghebel erfindungsgemäß ein ganz erheblich
kleinerer Bogenweg für den Anlenkpunkt a der Kardanwelle I an das Differential 4;
und nicht nur das, denn da das Differential 4 und das Rahmendreieck 6b ebenso wie
im »Normal«-Falle das Rahmendreieck 6a mit dem Differential ein starres Ganzes bilden,
so richtet sich, wenn der Drehpunkt 7 und der Rahmen 6b auf der Seite des Heckmotors
3 liegen, die in der Verlängerung der Kardanwelle I liegende, durch deren Anlenkpunkt
a am Differential 4 führende Mittellinie M des Differentials 4 beim Durchfedern
der Hinterachse H auf, d. h. sie bleibt völlig oder nahezu völlig in dieser Verlängerung
liegen, so daß praktisch die Kardanwelle an diesem Anlenkpunkt überhaupt nicht einknickt.
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Ganz anders im »Normal«-Falle, bei dem ja der um den Drehpunkt X schwingende
Dreieckrahmen 6a auch mit dem Differential 4 ein starres Ganzes bildet. Hier knickt
genannte Mittellinie M schon bei geringen Durchfederungen der Hinterachse H erheblich
zur Kardanwelle I ein und bei extremstem Durchschlag so stark, daß dadurch die Anwendung
einer kurzen Kardanwelle i unmöglich wird.
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Die Aufhängung nach der Erfindung ergibt noch gegenüber der bekannten
Aufhängung vor der Hinterachse den Vorteil, daß das Rahmendreieck beim Vorwärtsfahren
das Fahrzeug zieht. Schubkräfte treten in diesem Falle nur beim Rückwärtsfahren
und Bremsen in diesem Dreieck auf.
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Das in bekannter Weise in Gummi gelagerte, allseitig gelenkig am Fahrzeugrahmen
oder -aufbauA befestigte Rahmendreieck 6b ist vorteilhafterweise >o eingebaut, daß
sein Anlenkpunkt 7 tiefer als der @Tittelpunkt der Hinterachse zur Fahrbahn liegt,
möglichst
so tief, wie es die erforderliche Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges zuläßt.
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Hierdurch wird erreicht, daß z.B. der beim Anfahren von der Hinterachse
auf das Rahmendreieck 6b erzeugte, nach unten wirkende Rückdruck durch die von unten
nach oben wirkende Zugkraft teilweise aufgehoben wird und dadurch die beim Vorwärtsfahren
nach unten wirkenden Kräfte nicht so stark in Erscheinung treten. Beim Bremsen und
Rückwärtsfahren heben sich die hierbei auftretenden entgegengesetzt wirkenden Kräfte
ebenfalls annähernd auf.