DE10334156A1

DE10334156A1 - Achsaufhängung eines Nutzfahrzeugs

Info

Publication number: DE10334156A1
Application number: DE2003134156
Authority: DE
Inventors: Tino Winkler; Josef Stummer
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2003-07-26
Filing date: 2003-07-26
Publication date: 2005-02-24
Also published as: DE20321700U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung (1) eines Nutzfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens oder Omnibusses, beinhaltend eine Starrachse (2), bei welcher es sich um eine Vor- oder Nachlaufachse handeln kann und welche aus einem radtragenden Starrachskörper (4) und zwei an diesem befestigten Längslenkern (6, 8) besteht, welche an einem Rahmen (10) des Nutzfahrzeugs angelenkt sind. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, dass die beiden Längslenker (6, 8) derart steif ausgebildet sind, dass außer ihnen keine weiteren Querkräfte aufnehmenden Achsführungselemente wie beispielsweise ein Panhardstab vorhanden sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Achsaufhängung eines Nutzfahrzeugs, beispielsweise eines LKWs oder Omnibusses, beinhaltend eine Starrachse, bei welcher es sich um eine Vor- oder Nachlaufachse handeln kann und welche aus einem radtragenden Starrachskörper und zwei an diesem befestigten Längslenkern besteht, welche an einem Rahmen des Nutzfahrzeugs angelenkt sind, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Achsaufhängung ist aus der DE 198 09 281 A1 bekannt und beinhaltet eine Querstrebe oder einen Panhardstab, welcher zur Übertragung von Querkräften von der Starrachse auf den Rahmen vorgesehen ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Achsaufhängung eines Nutzfahrzeugs der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, daß sie leichter und kostengünstiger zu fertigen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die beiden Längslenker und der Starrachskörper bilden zusammen eine Verbundlenkerachse, bei welcher erfindungsgemäß die beiden Längslenker derart steif ausgebildet sind, dass außer ihnen keine weiteren Querkräfte aufnehmenden Achsführungselemente wie beispielsweise ein Panhardstab vorhanden bzw. notwendig sind. Darüber hinaus weist auch die Verbindung zwischen den Längslenkern und dem Starrachskörper eine zur im wesentlichen alleinigen Querkraftübertragung ausreichende Steifigkeit auf. Dies bedeutet, dass die auf die Starrachse wirkenden Querkräfte abgesehen von einem vernachlässigbar geringen Anteil, welchen die Luftfedern oder Stoßdämpfer übernehmen, im wesentlichen nur durch die beiden Längslenker auf den Rahmen übertragen werden. Infolgedessen sind keine weiteren querkraftübertragenden Achsführungselemente samt deren Befestigungs- und Anlenkstellen mehr notwendig, so daß die Achsaufhängung leicht und kostengünstig hergestellt werden kann.

Unter einer steifen Ausbildung der Längslenker soll vor allem eine hohe Biegesteifigkeit quer zur Längserstreckung des Starrachskörpers verstanden werden, um die Querkräfte auf den Rahmen übertragen zu können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.

Besonders bevorzugt sind die Längslenker mit dem Starrachskörper verschweißt. Hieraus ergibt sich gegenüber verflanschten und verschraubten Lösungen ein Gewichts- und Kostenvorteil. Außerdem kann eine solche geschweißte Verbindung sehr steif ausgeführt werden, was sich ebenfalls günstig im Hinblick auf die Übertragung von Querkräften vom Starrachskörper auf die Längslenker auswirkt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Maßnahme bildet zumindest ein Mittelabschnitt des Starrachskörpers einen Torsionsstab und die Längslenker jeweils einen Stabilisatorarm eines Stabilisators. Hierzu sind die Längslenker vorzugsweise derart biegesteif und der zwischen diesen angeordnete Mittelabschnitt des Starrachskörpers vorzugsweise derart biegesteif und torsionsweich ausgeführt, dass bei einer Wankbewegung des Aufbaus des Nutzfahrzeugs eine Verformung des Stabilisators hauptsächlich in dem Starrachskörper in Form einer Torsionsverformung stattfindet.

Die Endbereiche des Starrachskörpers zwischen Längslenker und Radanbindung können biege- und torsionssteif ausgeführt sein, um zuverlässig das Bremsmoment der Achse über die Längslenker abstützen zu können.

Zur Erzielung einer ausreichenden Betriebsfestigkeit mit niedrigen Werksstoffspannungen und harmonischen Steifigkeitsänderungen kann der Übergangsbereich des Starrachskörpers vom Mittelbereich zu den Endbereichen und vom Mittelbereich zum Längslenker zusätzlich mit entsprechend ausgebildeten Knotenblechen verstärkt werden.

Das U-förmige Gebilde aus dem Starrachskörper und den Längslenkern überträgt folglich nicht nur die an den Rädern wirkenden Längs- und Querkräfte und wirkt als Drehmomentstütze im Bremsfall, sondern stabilisiert im Sinne einer Doppelfunktion zugleich den Auf bau des Nutzfahrzeugs, um starke Wankbewegungen zu vermeiden. Wie bei einem separaten Stabilisator dreht sich das U-förmige Gebilde aus dem Starrachskörper und den Längslenkern bei gleichseitiger Federung in den rahmenseitigen Lagern der Längslenker, wobei der Starrachskörper nicht tordiert und der Stabilisator wirkungslos bleibt. Bei wechselseitiger Einfederung, wie sie beispielsweise beim Wanken auftritt, tordiert der Starrachskörper hingegen, um der Wankbewegung entgegenzuwirken und die Längslenker erfahren eine vergleichsweise geringe Biegeverformung.

Generell sind die beiden Längslenker hinsichtlich Ihrer Biegesteifigkeit in Verbindung mit dem torsionsfähigen Starrachskörper auf den Gesamtstabilisierungseffekt abgestimmt, und zwar über entsprechende Bemessung und Formgebung ihrer Querschnitts. Das Profil und die Größe des Querschnitts des Mittelabschnitt des Starrachskörpers werden im Sinne der gewünschten Torsionsfähigkeit auf den jeweiligen fahrzeugspezifischen Anwendungsfall angepasst.

Zeichnungen
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
1 eine perspektivische Ansicht einer Achsaufhängung eines Nutzfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Seitenansicht der Achsaufhängung von 1;
3 eine Draufsicht der Achsaufhängung von 1;
4 eine Rückansicht der Achsaufhängung von 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Achsaufhängung eines Nutzfahrzeugs beinhaltet eine Starrachse 2, bei welcher es sich beispielsweise um eine nicht angetriebene Vor- oder Nachlaufachse mit lenkbaren oder nicht lenkbaren Rädern handeln kann. Ein radtragender Starrachskörper 4 der Starrachse 2 ist über an ihm befestigte Längslenker, nämlich einem rechten Längslenker 6 und einem linken Längslenker 8 an einem Rahmen des Nutzfahrzeugs angelenkt, von welchem aus Maßstabs- und Übersichtlichkeitsgründen le diglich zwei Längsträger 10 gezeigt sind, welche unter anderem durch einen oberhalb des Starrachskörpers 4 koplanar angeordneten Querträger 12 miteinander verbunden sind.
Die Achsaufhängung 1 beinhaltet im weiteren folgende Bauelemente, nämlich zwei Luftfedern 14 und zwei Stoßdämpfer 16, wobei je eines dieser Bauelemente einem der Längsträger 10 zugeordnet ist. Die zwei Luftfedern 14 und zwei Stoßdämpfer 16 können alternativ hierzu Konzentrisch als Luftfeder-Dämpfer-Systeme ausgeführt sein. Mit 18 sind zwei jeweils von einem Längsträger 10 an seiner Außenseite senkrecht nach unten wegragende Lagerböcke bezeichnet, an welchen die Längslenker 6, 8 mit ihren vom Starrachskörper 4 abgewandten Enden angelenkt sind. Jenseits eines zwischen den beiden Längslenkern 6, 8 angeordneten Mittelabschnitts 22 des Starrachskörper 4 trägt dieser an seinen radseitigen Endabschnitten 24 jeweils einen Bremsflansch 26, an welchem Bremsbauelemente der ansonsten nicht dargestellten Radbremsen sowie die ebenfalls nicht gezeigten Räder gehalten sind.
Die Starrachse 2 ist nach Art einer Verbundlenkerachse ausgebildet, wobei die Längslenker 6, 8 mit dem Starrachskörper 4 vorzugsweise durch Schweißung starr verbunden sind und diese Bauteile zusammen ein als Stabilisator wirkendes U-förmiges Gebilde darstellen. Der Mittelabschnitt 22 des Starrachskörpers 4 bildet dabei einen Torsionsstab und die Längslenker 6, 8 jeweils einen Stabilisatorarm des Stabilisators. Hierzu sind die Längslenker 6, 8 vorzugsweise derart biegesteif und der zwischen diesen angeordnete Mittelabschnitt 22 des Starrachskörpers 4 vorzugsweise derart biegesteif und torsionsweich ausgeführt, dass bei einer Wankbewegung des Aufbaus des Nutzfahrzeugs eine Verformung des Stabilisators hauptsächlich in dem Mittelabschnitt 22 des Starrachskörpers 4 in Form einer Torsionsverformung stattfindet. Die radseitigen Endabschnitte 24 des Starrachskörpers 4, welche Längskräfte, Vertikalkräfte und Bremsmomente übertragen, können außerhalb des in 3 in Draufsicht gezeigten U-förmigen Stabilisatorverbundes entsprechend biege- und torsionssteif ausgeführt sein, um eine stabile Rad- und Bremsbefestigung zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß sind die beiden Längslenker 6, 8 derart steif ausgebildet, dass außer ihnen keine weiteren Querkräfte aufnehmenden Achsführungselemente wie beispielsweise ein Panhardstab vorhanden sind. Dies bedeutet, dass die auf die Starrachse 2 wirken den Querkräfte im wesentlichen nur durch die beiden Längslenker 6, 8 auf die Längsträger 10 des Rahmens übertragen werden. Die Längslenker 6, 8 sind vorzugsweise in Fahrtrichtung vor dem Starrachskörper 4 angeordnet und haben ausgehend von Ihren Lagerstellen an den Lagerböcken 18 aus Platzgründen vorzugsweise eine nach außen gekröpfte Form, wie insbesondere 3 zeigt. Um genügend lichte Höhe für die Stoßdämpfer 16 zur Verfügung zu stellen, können die beiden Längslenker 6, 8 an ihrem über den Starrachskörper 4 hinausragenden Endabschnitt 28 nach unten gezogen sein und dort jeweils mit einer Stoßdämpferaufnahme 30 versehen, an welcher der im wesentlichen senkrecht stehende Stoßdämpfer 16 angelenkt ist, deren anderendseitige Anlenkung 32 jeweils am zugeordneten Längsträger 10 angeordnet ist (2).
Den Stoßdämpfern 16 in Fahrtrichtung vorgeordnet und im wesentlichen koplanar mit dem Starrachskörper 4 angeordnet sind die beiden Luftfedern 14 zwischen einer an dem zugeordneten Längsträger 10 nach außen ragenden Lagerhaube 34 und einem Lagerzapfen 36 gehalten, der von der Stoßstelle zwischen dem Starrachskörper 4 und dem zugeordneten Längslenker 6, 8 senkrecht nach oben weg ragt.
Die Lagerung der Längslenker 6, 8 an den Lagerböcken 18 erfolgt vorzugsweise durch jeweils ein sphärisches Lager 38 , beispielsweise durch ein sog. Molekularlager, welche derart ausgebildet sind, dass die Längslenker 6, 8 lediglich Schwenkbewegungen in einer Ebene senkrecht zum Starrachskörper 4 ausführen können.

1: Achsaufhängung
2: Starrachse
4: Starrachskörper
6: rechter Längslenker
8: linker Längslenker
10: Längsträger
12: Querträger
14: Luftfeder
16: Stoßdämpfer
18: Lagerbock
22: Mittelabschnitt
24: Endabschnitt
26: Bremsflansch
28: Endabschnitt
30: Stoßdämpferaufnahme
32: Anlenkung
34: Lagerhaube
36: Lagerzapfen
38: Sphärisches Lager

Claims

Achsaufhängung (1) eines Nutzfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens oder Omnibusses, beinhaltend eine Starrachse (2), bei welcher es sich um eine Vor- oder Nachlaufachse handeln kann und welche aus einem radtragenden Starrachskörper (4) und zwei an diesem befestigten Längslenkern (6, 8) besteht, welche an einem Rahmen (10) des Nutzfahrzeugs angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Längslenker (6, 8) derart steif ausgebildet sind, dass außer ihnen keine weiteren Querkräfte aufnehmenden Achsführungselemente wie beispielsweise ein Panhardstab vorhanden sind.
Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (6, 8) mit dem Starrachskörper (4) starr verbunden und vorzugsweise verschweißt sind.
Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Starrachse (2) luftgefedert ist.
Achsaufhängung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittelabschnitt (22) des Starrachskörpers (4) einen Torsionsstab und die Längslenker (6, 8) jeweils einen Stabilisatorarm eines Stabilisators bilden.
Achsaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (6, 8) derart biegesteif und der zwischen diesen angeordnete Mittelabschnitt (22) des Starrachskörpers (4) derart biegesteif und torsionsweich ausgeführt ist, dass bei einer Wankbewegung des Aufbaus des Nutzfahrzeugs eine Verformung des Stabilisators hauptsächlich in dem Starrachskörper (4) in Form einer Torsionsverformung stattfindet.
Achsaufhängung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Starrachskörper (4) der Starrachse (2) radseitige Endabschnitte (24) bzw. Bremsflansche (26) aufweist, die biege- und torsionssteif ausgebildet und zur Aufnahme von Radbefestigungselementen und Bremsbauelementen vorgesehen sind.
Achsaufhängung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (6, 8) jeweils an einer von einem Längsträger (10) des Rahmens nach unten weg ragenden Lagerbock (18) angelenkt sind.
Achsaufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (6, 8) an den Lagerböcken (18) mittels je eines sphärischen Lagers (38) angelenkt sind, welches eine Schwenkbewegung um eine Achse parallel zum Starrachskörper (4) erlaubt.
Achsaufhängung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslenker (6, 8) in Fahrtrichtung vorzugsweise vor dem Starrachskörper (4) angeordnet sind.
Achsaufhängung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsbereich des Starrachskörpers (4) von dessen Mittelabschnitt (22) übergehend zu dessen Endabschnitten (24) und Längslenkern (6, 8) zwecks Verstärkung des Verbundes zusätzliche Knotenbleche vorgesehen sind.