DE939793C - Achsaufhaengung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge und bezweckt im wesentlichen eine einfache und billige Bauart, welche sich vor allem für kleine Personenkraftwagen eignet, trotz ihrer Einfachheit aber allen Anforderungen an Straßenlage und Federungseigenschaften gerecht wird. Sie bezieht sich insbesondere zu diesem Zweck auf solche Achsaufhängungen, bei denen die Räder durch nichtführende Federn, z. B. Schraubenfedern, abgefedert und seitlich am Rahmen angelenkte, die Räder in im wesentlichen senkrechten Längsebenen führende Schublenker und ein die Rad träger verbindendes Achsglied vorgesehen sind.

Es sind Achsaufhängungen dieser Art bekannt, bei denen die Schublenker durch ein Achsglied verbunden sind, welches eine Nachgiebigkeit der Radträger zueinander in Drehrichtung um seine Achse zuläßt. Die Schublenker sind hierbei, um ein entgegengesetztes Durchfedern der Räder.mit Bezug auf den Rahmen zu ermöglichen, in Querrichtung des Fahrzeuges nachgiebig ausgebildet, so daß bei Schrägstellung der Achse die Schublenker sich entsprechend durchbiegen können. Da jedoch infolge dieser Nachgiebigkeit die Schublenker seitliche Kräfte nicht oder nur unvollkommen aufnehmen können, sind bei den bekannten Ausführungen besondere Abstützvorrichtungen zur Aufnahme solcher Querkräfte sowie zur Verhinderung eines Schwimmens des Fahrzeuges vorgesehen. Es wurde in einem Falle vorgeschlagen, die Achse mittels eines in einer senkrechten mittleren Führungsbahn geführten Zapfengliedes in Querrichtung abzustützen, wobei die

Drehnachgiebigkeit der Radträger zueinander durch eine mittlere Unterteilung des die Radträger verbindenden Radachsgliedes ermöglicht wurde. Die Rad träger waren hierbei mit je einer Hälfte des Achsgliedes starr verbunden.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform mit einem drehnachgiebigen Achsgliede und seitlich nachgiebigen Schublenkern wurden zur Aufnahme der Querkräfte besondere Querstreben oder Diagonalstreben vorgesehen, durch die dieRadträger bzw. das die Radträger verbindende Achsglied gegen den Rahmen abgestützt wurden. Eine solche zusätzliche Abstützung bedeutet jedoch eine Komplikation, durch welche die Achsbauart verteuert wird. Auch erfordert die Unterbringung der Abstützglieder einen zusätzlichen Raum, der gerade bei kleinen und billigenFahrzeugenhäufig'nicht zur Verfügung steht. Es sind auch schon Achsaufhängungen bekanntgeworden, bei denen eine die Räder an ihren Enden tragende starre Achse mittels zweier übereinander angeordneter Lenker parallelogrammartig am Rahmen geführt wird. Der eine der beiden Lenker ist hierbei an seinem achsseitigen Ende verhältnismäßig breit ausgebildet und umschließt die die Räder verbindende starre Achse mittels eines ringförmigen Gummipuffers, der die erforderliche Beweglichkeit zwischen dem Schublenker und der Achse sicherstellt. Der andere der beiden Lenker greift am Radträger an, um Dreh- und Bremsmomente aufzuneh- men'. Er ist hierbei in Gummibüchsen gelagert, wobei er axial durch Bunde abgestützt wird.

DieErfindung bezweckt eine Vereinfachung dieser bisher bekannten Konstruktionen durch Fortfall jeglicher zu den Schublenkern zusätzlichen Führungselemente und besteht im wesentlichen in der Vereinigung folgender Merkmale:

a) Die Radträger sind in an sich bekannter Weise mit den Schublenkern starr und miteinander durch das eine Nachgiebigkeit in Drehrichtung zulassende Achsglied verbunden;

b) die Schubglieder sind in an sich bekannter Weise seitlich starr ausgebildet und mit dem Achsgliede in waagerechter Ebene ecksteif oder im wesentlichen ecksteif verbunden, wobei sie die alleinigen Führungsglieder der Räder zwischen Radträger und Rahmen sind;

c) das aus Schublenkern und Achsglied bestehende ecksteife Achssystem ist an den rahmenseitigen Enden der Schublenker derart nachgiebig mit dem Rahmen verbunden, daß er unter der Wirkung von an den Rädern wirkenden Querkräften mit Bezug auf denRahnien in Querrichtung begrenzt nachgeben kann.

Durch die Erfindung wird mit einfachsten Mitteln eine Konstruktion erzielt, welche sowohl gleichgerichtete als auch entgegengesetzte Hubbewegungen der Räder einwandfrei derart federnd aufnimmt, daß das Achssystem jeweils wieder in seine mittlere Ursprungslage zurückzukehren sucht. Im Gegensatz zur unabhängigen Aufhängung verbleiben die einander gegenüberliegenden Räder im wesentlichen in gleicher Achsrichtung; andererseits können j edoch im Gegensatz zu den üblichen starren Achsen Federn, wie z. B. Schraubenfedern, verwendet werden, welche selbst nicht zur Führung der Achse geeignet. sind. Abgesehen von den Gelenken zur Verbindung der Schublenker mit dem Rahmen können weitere Gelenke innerhalb des Achssystems völlig vermieden werden.

Infolge der starren Verbindung der Radträger mit den seitlichen starren Schublenkern und der ecksteifen Verbindung der Schublenker mit dem verbindenden Achsgliede können quer zur Fahrtrichtung an den Rädern wirkende Seitenkräfte unmittelbar von den Radträgern über die Schublenker auf den Rahmen übertragen werden. Gleichzeitig sorgt jedoch die Quernachgiebigkeit in den die Schublenker mit dem Rahmen verbindenden Gelenken dafür, daß bei einer Schrägstellung der Achse relativ zum Rahmen die hierbei auftretende Vergrößerung des Abstandes zwischen den rahmenseitigen Schublenkerenden ohne Überbeanspruchung des Achssystems aufgenommen wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind zu diesem Zweck die Schublenker quer zur Schwingebene bzw. quer zur Fahrtrichtung gegen den Rahmen, z. B. durch je beiderseits wirkende Gummipuffer, derart elastisch abgestützt, daß sie in der normalen Stellung der Achse sich unter Vorspannung bei Schiefstellung der Achse mit Bezug auf den Rahmen infolge ungleicher oder entgegengesetzter Hubbewegungen der Räder verringert wird bzw. ein umgekehrtes Verspannen der Schublenker gegen den Rahmen von innen nach außen bewirkt wird. Hierdurch können die in den Gummipuffern auf tretenden Spannungen bzw. die Beanspruchungen zwischen den Schublenkern und dem Rahmen quer zur Fahrtrichtung äüf ein Mindestmaß begrenzt werden.

Zweckmäßig ist die gegebenenfalls vorgesehene Nachgiebigkeit der Schublenker mit Bezug auf das Achsglied in. anderen Richtungen als um die Achse des Achsgliedes selbst im -wesentlichen nur so groß, als es zur Ermögliehung entgegengesetzter Hubbewegungen der Räder erforderlich, insbesondere dadurch, daß die Schublenker mit dem Achsgliededurch z. B. mit einem oder beiden Teilen festhaftend verbundene Gummihülsen oder Gummiringe je auf größere Länge in Achsrichtung verbunden sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar in

Abb. ι die Rückansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten, nicht angetriebenen Hinterachse eines Kraftfahrzeuges im Schnitt nach Linie 1 -1 der Abb. 3, in Abb. 2 die Seitenansicht der Achse, in

Abb. 3 die Draufsicht auf die Achse teilweise im Schnitt, in

Abb. 4 einen Schnitt durch das Gelenk zwischen Schublenker und Rahmen in größerem Maßstabe und in ■

Abb. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der BewegungBverhältnisse der Achse.

In Abb. ι bis 3 bezeichnet c den (z. B. selbsttraenden) Wagenkasten mit einem Rahmen bzw. Rah- . menträger b. Am Wagenkasten oder Rahmen (im

folgenden kurz »Rahmen« genannt) sind mittels der beiden Schublenker c die mit ihnen (z. B. durch Schweißen) starr verbundenen Radträger d mit den auf den Zapfen e gelagerten Hinterrädern / um die Gelenke g schwenkbar gelagert. Die beiden Radträger sind rohrförmig ausgebildet und durch ein unterhalb der Radmitte angeordnetes Achsglied h miteinander verbunden, dessen zapfenförmige Enden i unter Zwischenschaltung je zweier Gummiringe k

ίο und / (oder auch einer entsprechend langen Gummihülse) in den Radträgern d gelagert sind, und zwar zweckmäßig derart, daß keine metallische Berührung zwischen dem Achsglied und den Rad trägern besteht. Die Gummiringe k und / können durch Anvulkanisieren mit dem Radträger und dem Achsglied bzw. mit einem dieser beiden Teile festhaftend verbunden oder auch zwischen beide Teile eingelegt (zweckmäßig eingepreßt) sein. Die Schublenker c bestehen z. B. aus einem oder zwei zusammengeschweißten Blechpreßteilen mit nach oben offenem U-förmigem Querschnitt und dienen zugleich als unteres Federwiderlager für die Schraubenfedern m, welche sich mit ihrem oberen Ende gegen die Rahmenträger b abstützen. Ein im Innern der Schraubenfeder angeordneter Teleskopstoßdämpfer η ist bei 0 am Rahmen und bei p am Schublenker allseitig gelenkig angeschlossen. Ferner kann ein entgegengesetzten oder ungleich großen Hubbewegungen der Räder entgegenwirkender Drehstab q (Stabilisator) gegebenenfalls vorgesehen sein.

Abb. 4 zeigt das Gelenk g zur Verbindung der Schublenker c mit dem Rahmen a in vergrößertem Maßstabe. Der Schublenker ist an seinem Ende gabelförmig ausgebildet, wobei die beiden Gabelzinken C₁ und C₂ den Gelenkzapfen r tragen. Zwischen der Bohrung des Lagerbockes Ct₁ am Rahmen und dem Zapfen r ist eine Gummibüchse j eingesetzt, die an ihren beiden Enden bei J₁ und S₂ zur axialen Abstützung gegen den mittleren Lagerbock a_t einerseits und gegen die Gabelzinken C₁ bzw. C₂ des Schublenkers andererseits bundförmig erweitert ist. Die Ausbildung der Gummihülse j ist hierbei derart, daß — neben einer Schwingbewegung zwischen Schublenker und Rahmen um die Achse des Zapfens γ — eine allseitige Nachgiebigkeit zwischen beiden zu verbindenden Teilen gewährleistet ist.

Die Konstruktion ist ferner zweckmäßig derart ausgebildet, daß in der Normallage der Achse der (von der Mittellängsebene des Fahrzeugs aus gesehen) äußere Bund S₁ stärker als der innere S₂ der Gummihülse vorgespannt ist. Dies wird — bei z. B. symmetrischer Ausbildung des unbeanspruchten Gummis — beispielsweise dadurch erreicht, daß den Symmetrieachsen C der Gabelenden C₁, C₂ der beiden Schublenker cein um den Betrag 2x (von z. B. einigen Millimetern) geringerer Abstand voneinander gegeben wird als den Symmetrieachsen^ der beiden Lagerböcke B₁ am Rahmen, so daß nach dem Einbau jeder Schublenker um den Betrag χ gegenüber seinem zugehörigen Lagerbock nach innen versetzt ist (Abb. 4), der Bund S₁ der Gummihülse also um den Betrage zusätzlich axial zusammengepreßt, der Bund S₂ entsprechend entlastet wird.

Das Verhalten der Achse bei den auftretenden Federungsbewegungen ist folgendes: Bei gleich großen gleichgerichteten Hubbewegungen der Räder werden die Gummipuffer k, I nicht, die Gummipuffer j lediglich auf Verdrehung um ihre Achsen beansprucht. Das aus den Schublenkern c und dem Achsglied h bestehende Achssystem schwingt ohne Formänderung um die Zapfen r der Gelenke g.

Bei entgegengesetzten (und sinngemäß entsprechend bei ungleich großen gleichgerichteten) Hubbewegungen der Räder bzw. bei einem Schiefstellen des Rahmens zur Achse (z.B. in der Kurve) schwingt das Achsglied h etwa um eine mittlere Längsachse M-M relativ zum Rahmen in Pfeilrichtung in die Lage h' aus (Abb. 5). Da die Enden der Schublenker c in den Gelenken g festgehalten werden, wird der linke Schublenker c mit Bezug auf das Achsglied h nach abwärts in die Lage c', der rechte Schublenker dagegen nach aufwärts in die Lage c" verschwenkt. Die Radträger d werden also gegeneinander in die neuen Drehlagen d' bzw. d" verdreht, die Gummiringe k und / also auf Verdrehen beanspracht.

Infolge der entgegengesetzten Verschwenkung der beiden Schublenker c vergrößert sich zugleich der Abstand ihrer rahmenseitigen Enden voneinander. Das hat zur Folge, daß sich die Symmetrie- go achsen C der Schublenker den Symmetrieachsen A der Lagerböcke nähern, der Versetzungsbetrag χ (Abb. 4) sich also verringert bzw. ο oder sogar negativ wird. Der Bund S₁ wird entlastet, der Bund S₂ stärker vorgespannt, bis sich gegebenenfalls der von den Lenkern auf den Rahmen von außen nach innen ausgeübte Druck in einen von innen nach außen wirkenden Druck verwandelt. Gleichzeitig stellen sich die Schublenker (infolge der nicht mehr fluchtenden Gelenkzapfen r) in den Gelenken um einen gewissen Winkelbetrag schief und werden (wie aus Abb. 5 ersichtlich) um einen der Winkelstellung h' des Achsgliedes entsprechenden Winkelbetrag um ihre eigenen Längsachsen verdreht. Infolge der Gummipuffer s werden trotz dieser Verformungen unzulässige Verspannungen vermieden. Gleichzeitig sorgt die elastische Verbindung zwischen den Schublenkern und dem Achsglied dafür, daß ein Verklemmen zwischen diesen Teilen unter der Wirkung der in den Gelenken g auftretenden Querkräfte nicht auftreten kann. Da abgesehen hiervon die an sich im wesentlichen starren Lenker c mit dem Achsglied h ■—entsprechend dem im Verhältnis zu ihrer radialen Dicke relativ großen Abstand der Gummiringe k und / voneinander — ein in waagerechter Ebene praktisch starres, insbesondere auch ecksteifes System bilden, werden alle zwischen den Rädern und dem Rahmen wirkenden, von der Fahrbahn von Massenwirkungen oder von sonstigen Einflüssen herrührenden Querkräfte von dem System selbst zuverlässig und mit genügender Stabilität aufgenommen.

In der Zeichnung befindet sich in der Normalstellung der Räder mit Bezug auf den Rahmen (d. h. in der Regel bei belastetem, ruhendem Wagen) die Radmitte e ungefähr in Höhe der Gelenke g. Die

Räder weichen daher beim Durchfedern in Längsrichtung des Fahrzeugs nur wenig von ihrer mittleren Normallage ab. Will man jedoch bewirken, daß sich bei einseitigem Durchfedern des Fahrzeugs das Achsglied h im Grundriß gesehen möglichst wenig schief stellt, ist es zweckmäßig, die Anordnung derart zu treffen bzw. die Federung derart zu bemessen, daß sich in der Normallage der Räder das Achsglied möglichst in Höhe des Gelenkes g befindet, ίο Statt eines gesonderten, durch Gummipuffer mit den Schublenkern bzw. den Radträgern verbundenen Achsgliedes h kann auch ein in sich drehelastisches Achsglied verwendet werden, welches z.B. mit den Schublenkern bzw. den Radträgern an seinen Enden starr verbunden und in seinem mittleren Teil als ein in Längsrichtung geschlitztes Rohr od. dgl. ausgebildet ist. Auch kann das Achsglied aus zwei, z. B. elastisch mittels Gummipuffer od. dgl. miteinander verbundenen Half ten bestehen, von denen jede Hälfte mit einem der Radträger oder Schublenker starr verbunden sein kann.

Natürlich kann auch das dargestellte Ausführungsbeispiel dahin abgeändert werden, daß die Radträger d statt außerhalb innerhalb des Achsgliedes fy in Gummipuffern od. dgl. gelagert sind. Oder es können statt der Schublenker c die rahmenseitigen Lagerböcke O₁. gabelförmig oder in ähnlicher Weise mit oder ohne Zapfen r ausgebildet sein. Ferner können die Lenker statt parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs schräg hierzu angeordnet und beliebig ausgebildet sein. An Stelle von Schraubenfedern können beliebige andere Federn, z. B. Drehstabfedern oder Blattfedern verwendet werden. Da das Achssystem selbst gegenüber entgegengesetzt gerichteten oder ungleich großen Hubbewegungen der Räder federnde Rückstellkräfte ausübt, insbesondere bei in sich drehelastischer Ausbildung des Achsgliedes h, kann auch die Aufgabe des Stabilisators q ausschließlich von der Achse selbst übernommen werden. Gegebenenfalls kann auch bei genügender seitlicher Elastizität der Gummigelenke g bzw. der Schublenker c das Achsglied h in oder auf den Radträgern d bzw. den Schublenkern c ohne Verwendung von Gummi drehbar gelagert sein, oder es kann die erforderliche seitliche Nachgiebigkeit statt in den Gelenken g in der Verbindung zwischen den Schublenkern und dem Achsgliede erzielt werden.

Die Erfindung ist auch auf angetriebene Achsen sowie auf alle Arten von Straßenfahrzeugen anwendbar.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Achsaufhängung, insbesondere für durch nichtführende Federn, z. B. Schraubenfedern, abgefederte Kraftfahrzeuge, mit seitlichen am Rahmen angelenkten, die Räder in im wesentlichen senkrechtenLängsebenenführendenSchublenkern und einem die Radträger verbindenden Achsgliede, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

   a) Die Radträger sind in an sich bekannter Weise mit den Schublenkern starr und miteinander durch das eine Nachgiebigkeit in Drehrichtung zulassende Achsglied verbunden; 5g

   b) die Schublenker sind in an sich bekannter Weise seitlich starr ausgebildet und mit dem Achsgliede in waagerechter Ebene ecksteif oder im wesentlichen ecksteif verbunden, wobei sie die alleinigen Führungsglieder der Räder zwisehen Radträger und Rahmen sind;

   c) das aus Schublenkern und Achsglied bestehende ecksteife Achssystem ist an den rahmenseitigen Enden des Schublenkers derart nachgiebig mit dem Rahmen verbunden, daß es unter der Wirkung von an den Rädern wirkenden Querkräften gegenüber dem Rahmen in Querrichtung begrenzt nachgeben kann.
2. 2. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit der Schublenker (c) mit Bezug auf das Achsglied Qi) in anderen Richtungen als um die Achse des Achsgliedes selbst im wesentlichen nur so groß ist, als es zur Ermöglichung entgegengesetzter Hubbewegungen der Räder erforderlich ist.
3. 3. Achsaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schublenker (c) mit dem Achsgliede Qt) durch mit einem oder beiden Teilen festhaftend verbundene Gummihülsen oder Gummiringe (k, I) je auf größere Länge in g₀ Achsrichtung verbunden sind.
4. 4. Achsaufhängung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schublenker (c) am Rahmen (a) unter Zwischenschaltung nachgiebiger Glieder (s) derartig nachgiebig angelenkt sind, daß sie eine Nachgiebigkeit mit Bezug auf den Rahmen außer in Querrichtung zugleich um ihre eigene Längsachse bewirken.
5. 5. Achsaufhängung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schublenker (c) quer zur Schwingebene bzw. quer zur Fahrtrichtung gegen den Rahmen (a), z. B. durch je beiderseits wirkende Gummipuffer (j), derart _ elastisch abgestützt sind, daß sie in der Normalstellung der Achse sich unter Vorspannung von außen her gegen den Rahmen abstützen und die Vorspannung bei Schiefstellung der Achse mit Bezug auf den Rahmen infolge ungleicher oder entgegengesetzter Hubbewegungen der Räder verringert wird bzw. ein umgekehrtes Verspannen der Schublenker gegen den Rahmen von innen nach außen bewirkt wird.
6. 6. Achsaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gelenk gabelförmig (C₁, C₂) ausgebildeten Schublenker (c) je. mittels eines im wesentlichen parallel zur Radachse angeordneten Zapfens (r) und einer den Zapfen umgebenden, zweckmäßig eine allseitige Nachgiebigkeit zulassenden und zugleich zur axialen Abstützung mit bundförmigen Erweiterungen (J₁, J₂) versehenen Gummibüchse (s). mit dem Rahmen verbunden sind.
7. 7. Achsaufhängung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsglied Qi) die Rad träger (d) unterhalb der Radmitten miteinander verbindet, wobei jedoch die Achse in

   Normalstellung sich in Höhe der die Schublenker (c) mit dem Rahmen (α) verbindenden Gelenke (g) befinden kann.
8. 8. Achsaufhängung nach Anspruch ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schublenker (c) aus z. B. U-förmigen Blechpreßteilen bestehen und zugleich zur Abstützung der Federn, z. B. Schraubenfedern (to) dienen können.
9. 9. Achsaufhängung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den S chublenkern bzw. den Radträgern vorzugsweise starr verbundene Achsglied Qi) in sich drehelastisch, z. B. als ein in Achsrichtung geschlitztes Rohr, ausgebildet ist.

   Angezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 646 447, 747 806, 368790, 742784, 744981;

   USA.-Patentschriften Nr. 1 545 067, 2 251 453; österreichische Patentschrift Nr. 149 037;

   britische Patentschriften Nr. 468 618, 451639, 173·

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 509 661 2.56