DE2541841A1

DE2541841A1 - Kraftfahrzeug mit im niveau geregelter achse

Info

Publication number: DE2541841A1
Application number: DE19752541841
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Bufler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1977-03-24

Description

Kraftfahrzeug mit im Niveau geregelter Achse
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, bei dem nur eine der beiden Achsen mittels nur einer zwischen Fahrzeugaufbau und Achssystem angeordneten und - bezogen auf die Spurweite - in der Mitte des Achssystems angreifenden niveauregelnden Federvorrichtung im Niveau geregelt ist.
Bei einem bekannten Kraftfahrzeug dieser Art (DU-OS 1 755 635) mit über Schräglenker und Schraubenfedern einzeln aufgehängten Fahrzeugrädern ist ein die beiden Räder miteinander verbindender Querstabilisator so angeordnet, daß sich auch die Mittelpartie des Querstabilisators auf- und abbewegt, wenn sich die Räder auf- und abbewegen. Die zur Regelung des Achsniveaus achsmittig angeordnete niveauregelnde Federvorrichtung stützt sich direkt oder indirekt auf dem Querstabilisator ab. Der erforderliche Aufwand für die Niveauregelung des Fahrzeuges ist vergleichsweise gering, da nur ein achsniveauregelndes Element pro Achse oder sogar pro Fahrzeug erforderlich ist. Bei vielen Eraftfahrzeugen reicht es im allgemeinen zwar aus, nur eine der beiden Fahrzeugachsen im Niveau zu regeln, weil sich die Fahrzeugbeladung im wesentlichen nur auf eine der Achsen auswirkt, doch macht sich auch bei diesen Fahrzeugen der Einfederweg der nicht niveaugeregelten Achse nach wie vor störend, insbesondere auf die Scheinwerfereinstellung, bemerkbar.
Ausgehend von einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses mit möglichst geringem Aufwand so auszugestalten, daß der störende Einfluß des Einfederwegs der nicht niveaugeregelten Achse herabgesetzt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abfederung der Achse zumindest teilweise über zumindest eine Querblattfeder erfolgt, die Teil eines sich quer zur Fahrzeuglängsachse über die Fahrzeugbreite erstreckenden, an zwei außermittigen Lagerstellen gelagerten und mit den Radträgern der Fahrzeugräder in Verbindung stehenden Radführungsgliedes ist, wobei die Mitte des zwischen den beiden Lagerstellen liegenden Teilstückes des Radführungsgliedes entgegengesetzt zum Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder vertikal ausgelenkt wird, und daß die niveauregelnde Federvorrichtung in der Mitte des Radführungsgliedes angreift und als selbstpumpendes oder als aus einer fremden Druckquelle gespeistes hydropneumatisches Bauelement mit eingebautem Niveautaster ausgebildet ist.
Durch diese Maßnahme ergibt sich eine Niveauregelung, bei der lastabhängig eine gewisse Absenkung des Fahrzeugaufbaues auch im Bereich der niveaugeregelten Achse zugelassen wird. Dadurch wird der Einfederweg der nicht niveaugeregelten Achse zumindest für die wichtigsten Beladungszustände des Fahrzeuges ausgeglichen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Radführungsglied aus einer durchgehenden, von einem Radträger zum anderen Radträger reichenden Querblattfeder. Es ergibt sich hierbei eine besonders einfach ausgestaltete Radaufhängung, weil die Querblattfeder nicht nur als Fahrzeugfeder, sondern auch als Radführungsglied (Querlenker-Funktion), als Übertragungsglied für die niveauregelnde Federvorrichtung und als Kompensationselement zur Berücksichtigung des Einfederwegs der nicht niveaugeregelten Achse dient.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Radführungsglied aus einer in der Fahrzeugmitte gelenkig unterbrochenen, von einem Radträger zum anderen Radträger reichenden Querblattfeder. Hierdurch wird ohne Beeinträchtigung der Funktion die Verwendung kürzerer Querblattfedern ermöglicht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich aus durch in den beiden außermittigen Lagerstellen angelenkte starre Querlenker. Hierbei wird die Querblattfeder von ihrer Lenkerfunktion entlastet. Im Gegensatz zu den zuvor erwähnten Ausgestaltungen ist sie mit den Radträgern nicht mehr gelenkig und formschlüssig verbunden, sondern nachgiebig oder gleitend.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht das Radführungsglied aus zwei in den beiden außermittigen Lagerstellen angelenkten starren Querlenkern, die miteinander über eine jeweils formsteif an ihnen befestigte durchgehende oder in der Fahrzeugmitte gelenkig unterteilte Querblattfeder verbunden sind. Auch hier ist die Querblattfeder von Lenkerfunktionen entlastet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das Radführungsglied aus zwei sich jeweils zwischen Radträger und Lagerstelle erstreckenden Querblattfedern, deren den Lagerstellen zugewandte Enden miteinander über eine fahrzeugmittig gelenkig unterteilte starre Strebe verbunden sind, wobei die Strebe jeweils formsteif an den beiden Querblattfedern befestigt ist.
Anhand einiger Ausführungsbeispiele werden die Erfindung und wesentliche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.
In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 die Vorderansicht einer Kraftfahrzeughinterachse mit einer durchgehenden Querblattfeder, Fig. 2 bis 4 Abwandlungen der in Fig. 1 gezeigten Hinterachse, Fig. 5 die Vorderansicht einer Hinterachse mit starrem Achskörper und durchgehender Querblattfeder und Fig. 6 und 7 die Drauf- und geschnittene Seitenansicht einer mit Längslenkern und einer durchgehenden Querblattfeder ausgerüsteten Hinterachse.
In Figur 1 sind die Fahrzeugräder 1 über ein an den Radträgern 3 befestigtes Radführungsglied 5 sowie über weitere am Radträger angreifende Führungselemente am Fahrzeugaufbau 2 angelenkt.
Im linken Teil der Figur ist als Ausführungsbeispiel gezeigt, daß als weiteres Radführungselement in bekannter Weise ein oberer, beispielsweise als Dreiecklenker ausgebildeter Querlenker 9 vorgesehen sein kann. Im rechten Teil dieser Figur ist als Ausführungsbeispiel gezeigt, daß als weiteres Radführungselement auch ein radführender Teleskopstoßdämpfer 10 oder auch ein radführendes Federbein vorgesehen sein kann. Das sich quer zur Fahrzeuglängsachse über die Fahrzeugbreite erstreckende Radführungsglied 5 besteht aus einer durchgehenden, von einem Radträgerzum anderen Radträger reichenden Querblattfeder 5.1, welche an zwei außermittigen Lagerstellen 7 bzw. 8 des Fahrzeugaufbaus gelagert ist. In der Mitte M des zwischen den beiden Lagerstellen 7 und 8 befindlichen Teilstückes der Querblattfeder 5.1 greift die mit ihrem anderen Ende am Fahrzeugaufbau 2 angelenkte niveauregelnde Federvorrichtung 4 an, welche als selbstpumpendes oder als aus einer fremden Druckquelle gespeistes hydropneumatisches Bauelement mit eingebautem Niveautaster ausgebildet ist. Die Querblattfeder 5.1 übernimmt die Abfederung der Hinterachse. Es versteht sich jedoch, daß es auch möglich ist, zur Abfederung des Fahrzeugaufbaus gegebenenfalls zusätzliche Schraubenfedern, z.B. durch die Verwendung radführender Federbeine, einzusetzen. Selbstverständlich kann anstelle der schematisch gezeigten einblättrigen Querblattfeder auch eine mehrblättrige Querblattfeder eingesetzt werden. Die Mitte M des zwischen den beiden Lagerstellen 7 und 8 liegenden Teilstückes der Querblattfeder 5.1 wird während des Fahrbetriebes vertikal ausgelenkt und zwar entgegengesetzt zum Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder 1. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die räumliche Lage der Querblattfeder 5.1 für das unbeladene Fahrzeug punktiert dargestellt. Dabei wurde eine zumindest annähernd horizontale Ausrichtung angenommen. Bei Beladung des Fahrzeuges würde die Querblattfeder ohne Verwendung einer niveauregelnden Federvorrichtung 4 die strichpunktierte Lage annehmen. Die Mitte M der Querblattfeder 5.1 würde nach unten ausgelenkt werden, während die mit den Radträgern verbundenen äußeren Enden der Querblattfeder - in Bezug auf die Lagerstellen 7 und 8 - eine kräftige Auslenkung nach oben erfahren würden.
Bei dieser Darstellung ist zum besseren Vergleich der Einfachheit halber angenommen worden, daß der Fahrzeugaufbau 2 und damit die Lagerstellen 7 und 8 auch bei Beladung fest im Raum stehenbleiben, während sich die Fahrzeugräder 1 je nach Beladung vertikal verschieben. Die sich bei der angenommenen Beladung ergebende Einfederung ist mit A SO bezeichnet worden. Voll ausgezeichnet sind in Figur 1 die Verhältnisse eingezeichnet, die vorliegen, wenn gemäß der Erfindung in der Mitte M der Querblattfeder 5.1 eine niveauregelnde Federvorrichtung 4 der zuvor geschilderten Art angreift. Durch Verwendung eines selbstpumpenden hydropneumatischen Bauelementes oder durch Verwendung eines hydropneumatischen Bauelementes mit eingebautem Niveautaster wird die niveauregelnde Federvorrichtung 4 stets auf die gleiche Länge geregelt, so daß - wie in Figur 1 gezeigt - die Mitte der Querblattfeder 5.1 auch bei Beladung des Fahrzeuges ihre räumliche Lage beibehält. Die an den Radträgern 3 angreifenden Enden der Querblattfeder werden dagegen wieder ausgelenkt. Man erkennt, daß der Fahrzeugaufbau im Bereich der gezeigten Hinterachse trotz des Einsatzes einer niveauregelnden Federvorrichtung 4 bei Beladung des Fahrzeuges abgesenkt wird und zwar um einen mit A S bezeichneten Wert. Diese Absenkung ist erkennbar kleiner als die Absenkung A 50 bei nicht niveaugeregelter Achse. Durch entsprechende Bemessung der Querblattfeder 5.1 kann dafür gesorgt werden, daß die Absenkung A S zumindest für die wichtigsten Beladungsfälle zumindest annähernd der Einfederung der nicht geregelten Vorderachse entsprechen. Der Vollständigkeit halber sei ausgeführt, daß die Mitte der Querblattfeder 5.1 im Fahrbetrieb, wenn die Fahrzeugräder 1 ein- und ausfedern, um den fiktiven festen Raumpunkt M als Mittelpunkt auf- und abschwingt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist die von einem Radträger zum anderen Radträger reichende Querblattfeder 5.2 in der Fahrzeugmitte gelenkig unterbrochen. Die Art der gelenkigen Verbindung kann im wesentlichen beliebig sein. Sie muß lediglich ein ungehindertes Auf- und Ab schwingen des Mittelpunktes der Querblattfeder 5.2 ermöglichen. Die gelenkige Verbindung ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein gabelförmiges Ende des linken Querblattfederteils und ein zungenförmig in diese Gabelform hineingreifendes Ende des rechten Querblattfederteils schematisch angedeutet. Die beiden Enden der beiden Querblattfederteile stützen sich somit fahrzeugmittig, wo auch die niveauregelnde Federvorrichtung 4 angreift, aufeinander ab. Die in Figur 1 gezeigten weiteren Querlenker oder Federbeine sind in diesem Ausführungsbeispiel - wie auch in den Figuren 3 und 4 -fortgelassen. In den wesentlichen Punkten stimmt sie in ihrer Funktionsweise mit der in Figur 1 gezeigten Hinterachse überein.
Denkbar wäre es im übrigen, bei den in Figur 1 und 2 gezeigten Hinterachsen zusätzlich besondere, in den beiden außermittigen Lagerstellen 7 und 8 angelenkte starre Querlenker vorzusehen und dadurch die Querblattfeder 5.1 bzw. 5.2 von ihren Radführungsfunktionen zu entlasten. In diesem Falle würden die Enden der Querblattfedern vorzugsweise gleitend am Radträger bzw. am vorgesehenen Querlenker angreifen.
Bei der in Figur 3 gezeigten Hinterachse besteht das Radführungsglied 5 aus zwei in den beiden außermittigen Lagerstellen 7 und 8 angelenkten starren Querlenkern 5.3 sowie einer Querblattfeder 5.4, welche die beiden Querlenker miteinander verbindet, wobei die Querlenker jeweils formsteif an der Querblattfeder befestigt sind. In der Mitte der Querblattfeder 5.4 greift wieder die niveauregelnde Federvorrichtung 4 an. Die Funktionsweise stimmt im wesentlichen wiederum mit der der Figuren 1 und 2 überein. Die Federrate der Querblattfeder 5.4 ist allerdings eine andere, weil die wirksame Federlänge kürzer ist. Auch bei dieser Achsanordnung könnte die Querblattfeder 5.4 fahrzeugmittig gelenkig unterteilt sein.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Hinterachse zeigt Figur 4. Hier besteht das Radführungsglied 5 aus zwei Querblattfedern 5.5, die sich jeweils zwischen Radträger 3 und Lagerstelle 7 bzw. 8 erstrecken, sowie einer, fahrzeugmittig gelenkig unterteilten starren Strebe 5.6. Die Strebe ist jeweils formsteif an den beiden Querblattfedern 5.5 befestigt, so daß die beim Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder 1 stattfindende Auslenkung der Querblattfeder 5.5 zu einer gegenläufigen Auslenkung der Mitte der Strebe 5.6 führt. Wie bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel würde die Mitte der gelenkig unterteilten Querstrebe 5.6 ohne niveauregelnde Federvorrichtung 4 bei Beladung des Fahrzeuges nach unten ausgelenkt werden. Durch Einsatz der niveauregelnden Federvorrichtung 4 wird die Querstrebe auch bei Beladung in eine Position gebracht, wie sie in Figur 4 (dort ist an sich der Leerlastzustand mit etwa horizontal verlaufenden Querblattfedern 5.5 dargestellt) gezeigt ist. Bei Beladung des Fahrzeuges werden die beiden Querblattfedern 5.5 etwa in der gleichen Weise ausgelenkt, wie der entsprechende - ausgezogen dargestellte - Teil der in Figur 1 gezeigten Querblattfeder. Das Maß der dabei auftretenden Auslenkung hängt natürlich von der Steifigkeit bzw. der Federrate der Querblattfedern ab.
Figur 5 zeigt, daß die vorgeschlagenen Maßnahmen nicht auf die Anwendung bei einem bestimmten Hinterachstyp beschränkt sind.
Hier ist ein starrer Achskörper 11 vorgesehen, welcher die bei den Radträger 3 starr miteinander verbindet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur Abfederung wiederum eine ungeteilte durchgehende Querblattfeder 5.1 vorgesehen. Im Gegensatz zu den Ausführungen gemäß den Figuren 1 bis 4 liegen die Enden der Querblattfeder hierbei nur gleitend auf dem starren Achskörper bzw. den Radträgern auf.Bezüglich der Acheniveauregelung besitzt diese Hinterachsanordnung die gleichen günstigen Eigenschaften wie die zuvor gezeigten Ausführungsbeispiele.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung zeigen die Figuren 6 und 7. In Figur 6 ist die Draufsicht einer als Verbund-oder Eoppellenkerachse bezeichneten Achsanordnung gezeigt, bei der die Fahrzeugräder 1 durch biege- und drehsteife Längslenker 12 mittels insgesamt nur zweier Lenkerlager 14 am Fahrzeugaufbau 2 angelenkt sind. Die beiden Längslenker sind im Bereich ihrer am Fahrzeugaufbau 2 angelenkten Enden durch eine im Ausführungsbeispiel als T-Profil ausgebildete drehelastische und biegesteife Querstrebe 13 verbunden. Zur Niveauregelung ist auch in diesem Ausführungsbeispiel eine ungeteilte durchgehende Querblatifeder 5.1 vorgesehen, die mit ihren Enden gleitend auf den Radträgern 3 angreift. Statt gleitend an den Radträgern anzugreifen, können die Enden der Querblattfeder 5.1 selbstverständlich auch elastisch nachgiebig an den Radträgern 3 befestigt sein. Die Lage der außermittig angeordneten Lagerstellen -7 und 8 sind in Figur 6 nur gestrichelt angedeutet. Wenn die Querblattfeder dagegen gelenkig mit den Längslenkern 12 verbunden ist, wird die Querstrebe 13 als Hochkantfederblatt ausgeführt.
Der Gedanke der Erfindung läßt sich auch dadurch realisieren, daß die Blattfedern zum Teil oder ganz durch in den Lagerstellen 7, 8 angeordnete längsliegende Torsionsstäbe ersetzt werden, die jeweils mit ihrem einen Ende formsteif an den Querlenkern 5.3, 5.5 angeschlossen sind, während eine sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckende durchgehende oder fahrzeugmittig gelenkig unterteilte Querblattfeder oder eine fahrzeugmittig gelenkig unterteilte starre Strebe einerseits formsteif mit den anderen Enden der Torsionsstäbe und andererseits fahrzeugmittig über die niveauregelnde Federvorrichtung mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.

Claims

ANSPRÜCHE 9 Kraftfahrzeug, bei dem nur eine der beiden Achsen mittels nur einer zwischen Fahrzeugaufbau und Achssystem angeordneten und - bezogen auf die Spurweite - in der Mitte des Achssystems angreifenden niveauregelnden Federvorrichtung im Niveau geregelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederung der Achse zumindest teilweise über mindestens eine Querblattfeder (5.1, 5.2, 5.4, 5.5) erfolgt, die Teil eines sich quer zur Fahrzeuglängsachse über die Fahrzeugbreite erstreckenden, an zwei außermittigen Lagerstellen (7,8) gelagerten und mit den Radträgern (3) der Fahrzeugräder (1) in Verbindung stehenden Radführungsgliedes (5) ist, wobei die Mitte (M) des zwischen den beiden tagerstellen (7,8) liegenden Teilstückes des Radführungsgliedes (5) entgegengesetzt zum Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder (1) vertikal ausgelenkt wird, und daß die niveauregelnde Federvorrichtung (4) in der Mitte des Radführungsgliedes (5) angreift und als selbstpumpendes oder als aus einer fremden Druckquelle gespeistes hydropneumatisches Bauelement mit eingebautem Niveautaster ausgebildet ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radführungsglied (5) aus einer durchgehenden, von einem Radträger (3) zum anderen Radträger (3) reichenden Querblattfeder (5.1) besteht.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radführungsglied (5) aus einer in der Fahrzeugmitte (M) gelenkig unterbrochenen, von einem Radträger (3) zum anderen Radträger (3) reichenden Querblattfeder (5.2) besteht.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch in den beiden außermittigen Lagerstellen (7,8) angelenkte starre Querlenker.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radführungsglied (5) aus zwei in den beiden außermittigen Lagerstellen (7,8) angelenkten starren Querlenkern (5.3) besteht, die miteinander über eine jeweils formsteif an ihnen befestigte durchgehende oder in der Fahrzeugmitte (M) gelenkig unterteilte Querblattfeder (5.4) verbunden sind.
6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radführungsglied (5) aus zwei sich jeweils zwischen Radträger (3) und Lagerstelle (7,8) erstreckenden Querblattfedern (5.5) besteht, deren den Lagerstellen (7, 8) zugewandte Enden miteinander über eine fahrzeugmittig gelenkig unterteilte starre Strebe (5.6) verbunden sind, wobei die Strebe (5.6) jeweils formsteif an den beiden Qllerblattfedern (5.5) befestigt ist.