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Straßengängiges Fahrzeug, insbesondere für
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den öffentlichen Personennahverkehr Die Erfindung betrifft ein straßengängiges
Fahrzeug, insbesondere für den öffentlichen Personennahverkehr, der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 definierten Art.
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Bei einem bekannten Fahrzeug dieser Gattung besteht die Schwenkverbindung
zwischen dem Federtragrahmen und dem oberhalb davon befindlichen Achskörper aus
zwei Paaren von formschlüssig ineinandergreifenden Drehkranzsegmenten, die auf beiden
Fahrzeugseiten konzentrisch zum Schwenkzentrum der Schwenkachse angeordnet sind.
Von beiden Segmentpaaren ist jeweils eines der Teile mit dem Achskörper der Schwenkachse
und das andere Teil mit dem Federtragrahmen verbunden.
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Diese Schwenklagerung des Achskörpers am Federtragrahmen mittels der
zwei kurzen Drehkranzsegmente erlaubt lediglich eine Belastung dieser Schwenklagerung
in Vertikalrichtung. Verkantungsmomente und Schiebekräfte in Horizontalrichtung
können nicht von den Drehkranzsegmenten übertragen werden. Daher ist es notwendig,
sowohl den Achskörper selbst als auch den Federtragrahmen durch geeignet angehrachte
Lenkerstangen jeweils für sich gegen. Translationen und Verdrehungen in der Horizontalebene
zu sichern. Dies bedeutet einen erheblichen konstruktiven Aufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem straSengängigen
Fahrzeug der eingangs genannten Art die Konstruktion der schwenkbaren Fahrzeugachse
unter Vermeidung der vorstehend angefuhrten Nachteile wesentlich zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe ist bei einem straßengängigen Fahrzeug der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 gelost.
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Wegen der Belastbarkeit des geschlossenen Drehkranzlagerrings durch
Verkantungsmomente in allen Richtungen und durch horizontale Verschiebekräfte ist
es ausreichend, entweder den Federtragrahmen oder den Achskärper gegen horizontale
Translationen oder Verdrehungen mittels entsprechender Lenkerstangen zu sichern.
Dies bedeutet eine erhebliche Einsparung an Konstruktionselementen. Bei dem erfindungsgemäßen
Fahrzeug sind daher nicht mehr Lenkerstangen an der gesamten Fahrzeugachskonstruktion
notwendig als bei einer starren Fahrzeugachse.
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Weitere Ausfuhrungsformen mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den hier nicht explizit aufgeführten weiteren Ansprüchen.
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Der vollständige Wortlaut des Anspruchs 1 ist vorstehend allein zur
Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich
durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen Hierdurch haben jedoch alle
diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich
offenhart zu gelten.
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Die Erfindung ist anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine ausschnittweise Seitenansicht eines Fahrzeugs
im Bereich der Schwenkachse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine
Draufsicht gemäß Pfeil II in Fig. 1, Fig. 3 einen ausschnittweise Schnitt eines
Drehkranzlagerrings gemäß Fig. 1 und 2, in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 eine
ausschnittweise Seitenansicht eines Fahrzeugs im Bereich der Schwenkachse gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 eine Draufsicht gemäß Pfeil V in Fig.
4, Fig. 6 eine Seitenansicht gemäß Pfeil VI in Fig. 4, Fig. 7 einen ausschnitt weise
Schnitt eines Drehkranzlagerrings gemäß Fig. 4 - 6, in vergrößerter Darstellung.
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Das straßengängige Fahrzeug weist eine schwenkbare Fahrzeugachse auf,
im folgenden kurz Schwenkachse 10 genannt, die hier eine angetriebene Hinterachse
des Fahrzeugs ist. Der Achskorper 11 der Schwenkachse 10 weist daher ein Differentialgehäuse
12 und daran beidseitig anschließende Achstragrohre 13 auf. In den Achstragrohren
13 sind die hier nicht sichtbaren Radwellen angeordnet, an deren Enden Zwillingsräder
14 sitzen.
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Beidseitig der Fahrzeuglängsachse 16 sind im Bereich der Schwenkachse
10 sich in Fahrzeuglängsrichtung unterhalb des Achskörpers 11 erstreckende Federträger
17 angeordnet. Die
Federträger 17 sind über eine Querverbindung
18 untereinander zu einem starren, im wesentlichen horizontal ausgerichteten Federtragrahmen
15 verbunden. An ihren Enden tragen die Federträger 17 Federungselemente 19, die
den Fahrzeugaufbau 43 (Fig. 2 und 5) in Vertikalrichtung abstützen. Diese Federungselemente
19 können in bekannter Weise von Stoßdämpfern 20 und Luftfederbälgen 21 gebildet
sein. Der Federtragrahmen 15 bzw. die Federträger 17 sind gegen Translationen und
Verdrehungen in der Horizontalebene relativ zum Fahrzeugaufbau 43 abgestützt. Hierzu
greifen im wesentlichen horizontal liegende Lenkerstangen 22, 23 gelenkig einerseits
am Fahrzeugaufbau 43 und andererseits zumindest mittelbar am Federtragrahmen 15
an. Auf diese Lenkerstangen 22, 23 wird später noch ausführlich eingegangen.
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Zwischen dem Federtragrahmen 15 und dem oberhalb davon befindlichen
Achskörper 11 besteht eine die Lage des Schwenkzentrums 44 der Schwenkachse 10 festlegende
Schwenkverbindung 26, die hier in Form eines geschlossenen Orehkranzlagerrings 24
ausgebildet ist. Der Drehkranzlagerring 24, dessen einer Teil 241 starr mit dem
Federtragrahmen 15 und dessen anderer Teil 242 starr mit dem Achskörper 11 verbunden
ist, kann Kräfte und Momente bezüglich sämtlicher Achsen, mit Ausnahme von Momenten
bezüglich des Schwenkzentrums 44 der Schwenkachse 10, aufnehmen und übertragen.
Der Drehkranzlagerring 24 ist als Wälzlager, insbesondere als Kugellager, ausgebildet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 - 3 ist der Drehkranzlagerring
24 als Doppel-Schrägschulter-Kugellager mit gegeneinander gestellten Schrägschultern
28, 29, 33, 34 ausgebildet. Der Drehkranzlagerring 24 weist einen einteiligen Wälzlager-Innenring
27 und einen konzentrisch dazu angeordneten radial außenliegenden Wälzlager-Außenring
30 auf, der axial
quergeteilt ist. Die beiden Teilstücke des Wälzleger-AuMenrings
30 werden durch Schrauben 31 zusammengehalten. Der Wälzlager-Außenring 30 übergreift
die Wälzkugeln 35 an den axialen Stirnseiten des Drehkranzlagerrings 24, während
der Wälzlager-Innenring 27 mit einem Radialvorsprung 32 zwischen die Wälzkugeln
35 hineinragt. Die Schrägschultern 28, 29 des Wälzlager Innenrings 27 bilden dabei
die Oberflächen des Radialvorsprungs 32. Durch diesen Aufbau des Drehkranzlagerrings
24, insbesondere durch den stirnseitig übergreifenden Wälzlager-Außenring 30 ergibt
sich ein guter Schutz des Drehkranzlagerrings24 gegen das von außen zutretende Spritzwasser.
Die Zweiteiligkeit des Wälzlager-Außenrings 30 ist für die Montage erforderlich.
Die die Wälzbahnen darstellendenSchrägschultern 28, 29 am Wälzlager-Innenring 27
und 33, 34 am Wälziager-Außenring 30 haben einen großen radialen Abstand von der
Mittelachse 25 des Drehkranzlagerrings 24.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 - 3 ist die Querverbindung
18 zwischen den Federträgern 17 als etwa dachförmig verlaufende Quertraverse 45
ausgebildet. Sie liegt in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor dem Achskörper 11 und
ragt von unten durch das Innere des Drehkranzlagerrings 24 nach oben etwa bis auf
die Höhe des Achsekörpers 11 hindurch. An dieser Ouertraverse 45 greifen die dreieckförmig
angeordneten Lenkerstangen 22 unmittelbar an und sichern damit den Federtragrahmen
50 gegen Querverlagerung relativ zum Fahrzeugaufbau 43. Ein weiteres Paar von Lenkerstangen
23 greifen unmittelbar an jeweils einem Federträger 17 gelenkig an. Diese Lenkerstangen
23 sind in Fahrzeug längsrichtung ausgerichtet und sichern den Federtragrahmen 15
gegen Verschwenken relativ zum Fahrzeugaufbau 43.
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Das Fahrzeug weist ferner richtungsgebende Einrichtungen für die Schwenkachse
10 auf, die hier als mechanisch auf die Schwenklage der Schwenkachse 10 einwirkende
Ouerführungsrollen 36 mit vertikaler Abrollfläche 37 ausgebildet sind. Diese Querführungsrollen
36
sind beidseitig am Fahrzeug angeordnet und sind auf einem mit dem Achskorper 11
starr verbundenen Führungsrahmen 38 drehbar gelagert. Die Querführungsrollen 36
wirken mit fahrbahnseitigen,spurbestimmenden,vertikalen Querführungsstegen zusammen,
die in Fig. 6 mit 446 bezeichnet sind, und bestimmten je nach Verlauf dieser Ouerführungsstege
die Schwenklage der Schwenkachse 10. Der aus Längsstreben 39 und Querstreben 40
bestehende Führungsrahmen 38 ist mittels je eines Spannbügels 42 an den Achstragrohren
13 starr befestigt.
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Die Konstruktion des weiteren Ausführungsbeispiels des straßengängigen
Fahrzeugs gemäß Fig. 4 - 7 stimmt weitgehend mit der des vorstehend beschriebenen
überein. Insofern sind gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen,
die zur Unterscheidung jedoch um 400 erhöht sind.
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Ein Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
besteht in der Ausbildung des Drehkranzlagerrings 424 (Fig. 7). Dieserist als einreihiges,
käfigloses, axial hochbelastbares Radialkugellager ausgebildet, das einen Innenring
427 und einen konzentrisch hierzu angeordneten Außenring 430 hat, die an den einander
zugewandten Flächen jeweils eine Kugellaufrille 447 bzw. 448 aufweisen. Diese Kugellaufrillen
447, 448 umfassen die Wälzkugeln 435 fast um 1800.
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Ein weiterer Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel besteht
darin, daß die Querverbirdung 418 zwischen den beiden Federträgern 417 hier nicht
eine gesonderte Ouertraverse ist, sondern von dem Teil 4241 des Drehkranzlagerrings
424, gebildet ist. Hierzu weist dieser Teil 4241 des Drehkranzlagerrings 424 einen
mit den Federträgern 417 starr verbundenen Stützring 450 (Fig.7) auf, der den Innenring
427 formstabil aufnimmt. Stützring 450 und Innenring 427 sind miteinander verschraubt.
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Zur Sicherung des Federtragrahmens 415 gegen Verschwenken relativ
zum Fahrzeugaufbau 443 greift wiederum ein Paar von in Längsrichtung -des Fahrzeugs
ausgerichtete-n Lenkerstangen 423 an den Federträgern417 gelenkig an. Die Sicherung
des Federtragrahmens 415 gegen Querverlagerung gegenüber dem Fahrzeugaufbau 443
erfolgt hier mittelbar über den Drehkranzlagerring 424 dadurch, daß unmittelbar
am Achskörper 411 ein Paar von dreieckförmig angeordneten Lenkerstangen 422 etwa
fahrzeugmittig angreift. Die Längsachsen der Lenkerstangen 422 schneiden sich dabei
etwa auf der Mittelachse 425 des Drehkranzlagerrings 424.
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Der die Ouerführungsrollen 436 tragende Führungsrahmen 438 besteht
hier aus vier Einzelarmen 449, die mit dem Teil 4242 des Drehkranzlagerrings 424
tarr verbunden und mit diesem am Achskörper 411 befestigt sind.