DE818157C

DE818157C - Nachgiebige Aufhaengung von Achstraegern

Info

Publication number: DE818157C
Application number: DEP14966D
Authority: DE
Inventors: Franz Roller
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1948-10-01
Filing date: 1948-10-01
Publication date: 1951-10-22
Also published as: GB673993A; BE494403A; FR993379A; CH276015A

Description

Nachgiebige Aufhängung von Achsträgern Bei den bekannten nachgiebig am Fahrzeugoberhau aufgehängten Achsträgern, z. B. Hinterachsgetrieben, an welchen .schwingende Halbachsen seitlich angelenkt sind, sind die elastischen Aufhängeglieder im wesentlichen in der Ebene der Schwingachsgelenke, d. h. derart angeordnet,, daß quer gerichtete Fahrbahnstöße, welche sich von den Rädern Tiber die Halbachsen auf das als Achsträger dienende Hinterachsgehäuse übertragen, im wesentlichen unmittelbar a1sQuerstöße von den elastischen Lagern oder Aufhängegliedern aufgenommen werden. Da diese in der Regel aus Gummipuffern bestehenden Lager mit Rücksicht auf eine sichere Lagerung sowie auch aus :Materialersparnis hinsichtlich ihrer Größenbemessung begrenzt sind, ist die Aufnahme der Querstöße verhältnismäßig hart, insbesondere wenn es sich um stark spurverändernde Schwinghalbachsen, z. B. Pendelhalbachsen handelt. Man hat zu diesem Zweck auch schon vorgeschlagen, die Schwinghalbachsen nachgiebig am Achsträger anzulenl;en oder den Achsträger am Fahrzeugoberbau nachgiebig und quer verschiebbar zu lagern. Die Konstruktionen nach diesen älteren Vorschlägen sind jedoch kompliziert und sind in Hinsicht auf Wirkungsweise und Betriebssicherheit weniger zuverlässig. Die Aufhängung ist teilweise zu labil, und die Kräfte werden unzureichend aufgenommen.
Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine Aufnahme der Querstöße, ohne daß hierfür gegenüber den bekannten elastischen Aufhängungen der Achsträger am Fahrzeugoberbau zusätzliche Teile erforderlich werden oder die Fahrsicherheit der Anordnung beeinträchtigt wird. Sie besteht im wesentlichen darin, daß der Achsträger außerhalb der bei Querstößen auf die Räder an ihm wirkenden Kraftrichtung, also unterhalb oder oberhalb derselben, derart elastisch aufgehängt ist, daß er unter der Wirkung dieser Stöße um eine Längsachse des Fahrzeugs ausschwingen kann. Bei den üblichen Pendelhalbachsen ist die Kraftrichtung der von der Fahrbahn auf den Achsträger wirkenden Querstöße durch eine Gerade gegeben, welche durch die Berührungspunkte der Räder mit dem Boden einerseits und die Anlenkung der Halbachsen am Achsträger andererseits geht. Zweckmäßig erfolgt die Aufhängung bei seitlich angelenkten Pendelhalbachsen, unterhalb dieser Kraftrichtung und unterhalb der Achsmitten bzw. der Antriebswellen für die Räder sowie auch unterhalb der Antriebswelle für das Achsgetriebe, da sich in diesem Falle ein besonders großer wirksamer Hebelarm für die Aufnahme der Querstöße erreichen läßt.
Die Aufhängung erfolgt zweckmäßig in, drei Punkten mittels zwischen Achsträger und Oberbau zwischengeschalteter z. B. ringförmiger Gummipuffer, von denen jeweils z. B. zwei übereinander angeordnet sind, um die in der Lagerung auftretenden Kräfte in besonders vorteilhafter Weise aufzunehmen. Doch kann auch z. B. eine Vier-Punkt-Aufhängung vorgesehen sein.
Durch die Erfindung Ist gegenüber der üblichen Anordnung eine weichere und wirksamere Aufnahme der quer gerichteten Fahrbahnstöße bei gleicher Bemessung der Gummipuffer und ohne zusätzliche Bauteile, lediglich durch eine Tiefer- oder Höherlegung der elastischen Lagerung erzielbar, indem die Stöße, welche sich in den Achsgelenken auf den Achsträger übertragen, infolge des verhältnismäßig langen Hebelarmes mit Bezug auf den in der Ebene der elastischen Lagerung liegenden Drehpunkt im wesentlichen nur ein Ausschwingen des Achsträgers um die durch die elastische Aufhängung bestimmte tief- oder hochliegende Schwingungsachse bewirken.
Man kann indessen auch, insbesondere bei vergrößerter Nachgiebigkeit des Achsträgers um seine Schwingungslängsachse, zusätzliche, dieser Nachgiebigkeit entgegenwirkende federnde Glieder vorsehen, z. B. oberhalb der Schwingungsachse in waagerechter Lage zwischen Achsträger und Oberbau angeordnete Federn oder Gummipuffer. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß der wirksame Hebelarm für die. Querstöße besonders lang oder die Nachgiebigkeit der Aufhängung besonders groß werden kann, ohne daß die Aufhängung selbst dadurch unsicher wird. Auch starke Stöße können dadurch wirksam aufgenommen werden, und die Kinematik der Schwingbewegung des Achsgetriebes wird sicher beherrscht. Zugleich wird die Gefahr einer Überbeanspruchung der Gummilager oder der sonstigen Aufhängeglieder bei stärkeren Stößen vermieden. Die zusätzlichen federnden Glieder können hierbei auch eine progressive Federungscharakteristik aufweisen und z. B. gleichzeitig die Endlagen für die Schwingungsausschläge bestimmen.
Von besonderem Vorteil kann es ferner sein, die durch die elastische Lagerung bestimmte natürliche Schwingungsachse des Achsträgers mit Bezug auf den Oberbau zur Waagerechten geneigt verlaufen zu lassen, z. B. leicht ansteigend von vorn nach hinten, und zwar insbesondere dann, wenn der Achsträger die Schwinghalbachsen für die Hinterräder trägt und die Vorderräder des Fahrzeugs im wesentlichen parallel geführt werden. In diesem Falle ergibt sich, wie bekannt, eine von vorn nach hinten ansteigende Längsachse für Querschwingungen des Fahrzeugoberbaus insgesamt. Ist nun die sich aus der nachgiebigen Aufhängung ergebende Schwingungsachse des Achsträgers jener Schwingungsachse des Fahrzeugoberbaus im wesentlichen gleichgerichtet, .so werden bei gleichzeitigen Querschwingungen des Fahrzeugoberbaus relativ zum Fahrboden einerseits und des Achsträgers relativ zum Fahrzeugoberbau andererseits zusätzliche Relativbewegungen zwischen dem Achsträger bzw. den Rädern und dem Fahrboden vermieden. Eine so geneigte Schwingungsachse des Achsträgers ist im übrigen auch dann von Vorteil, wenn diese z. B. in der Höhe .der Achsgelenke verläuft, sowie überall dort, wo infolge entsprechender Radführung sich eine entsprechend geneigte Achse für Querschwingungen des Fahrzeugoberbaus ergibt.
Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung des weiteren z. B. bei solchen Achsaufhängungen, bei denen die Halbachsen durch zapfenförmige Gelenke mit dem Achsträger, insbesondere dem Achsgetriebegehäuse, verbunden sind und die Halbachsen durch seitlich nachgiebige Federn, z. B. ungeführte Schraubenfedern, abgefedert werden, da in diesem Falle alle waagerechten Fahrbahnstöße zwangsläufig auf den Achsträger übertragen werden und diesen besonders hoch beanspruchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Ansicht des Hinterachsaggregates eines Kraftfahrzeugs von hinten, Fig.2 eine Seitenansicht desselben im Schnitt nach Linie 2-2 der Fig.3. Fig. 3 eine Draufsicht auf das Aggregat, Fig.4 einen Schnitt durch die hintere elastische Lagerung des Achsgetriebes nach Linie 4-4 der Fig. 3 in vergrößertem Maßstabe und Fig. 5 eine weitere beispielsweise Ausführungsform der Erfindung entsprechend der Fig. i, jedoch von vorn gesehen.
Die Hinterräder io sind auf sogenannten Pendelhalbachsen i i, welche durch seitliche Zapfengelenke 12 an dem als Achsträger dienenden Achsgetriebegehäuse 13 angelenikt sind, in einer Querebene des Fahrzeugs schwingbar gelagert. Der Antrieb der Räder erfolgt durch eine vom Motor angetriebene Welle 14, welche ihrerseits über das im Getriebegehäuse befindlicheHinterachsausgleichgetriebe und über die zwischen den gegabelten Enden der Halbachsen angeordneten Kardangelenke 15 die in den Halbachsen gelagerten Radwellen antreibt. Zur Abfederung der Räder dient im Ausführungsbeispiel der Fig. i bis 3 eine urigeführte Schraubenfeder 16, welche sich mit ihrem unteren Ende gegen die zugehörige Schwinghalbachse und mit ihrem oberen Ende gegen einen Bock 17 am Rahmen abstützt. Die Federn sind hierbei z. B. in bekannter Weise durch Verschlußstücke an die Halbachse bzw. den Bock 17 angeschlossen.
Der Rahmen besteht im wesentlichen aus X-förmig angeordneten Längsträgern 18, welche durch Querträger, z. B. 19, 20 und 21, miteinander verbunden sind. Letztere besitzen z. B. runden oder kastenförmigen Querschnitt. Am Querträger 20 sind zugleich die Federböcke 17 angeschweißt. Der Wagenkasten kann in beliebiger Weise auf den Rahmen aufgesetzt oder mit diesem verbunden sein. Gegebenenfalls könnte an Stelle eines durch Rahmen und Wagenkasten gebildeten Fahrzeugoberbaus auch eine selbsttragende Karosserie o. dgl. verwendet werden. Das Achsgetriebegehäuse 13 ist am Rahmen in drei Punkten elastisch gelagert, und zwar mittels zweier vorderer Lageraugen 22 und eines hinteren Lagerauges 23. Die Lageraugen 22 werden hierbei von Armen 24 gebildet, welche beiderseits am Gehäuse durch Schrauben 25 und 26 befestigt sind. Mittels dieser Arme ist,das Achsgetriebegehäuse an den beiden indieLängsträgeri8eingeschweißtenund nach innen vorspringenden trägerartigen Böcken 27 aufgehängt, während die hintere Aufhängung mittels des Lagerauges 23 am Querträger 21 erfolgt.
In den Lageraugen ist da.s Achsgehäuse unter Zwischenschaltung von Gummipuffern allseitig elastisch am Rahmen gelagert. Eine derartige Lagerung zeigt im einzelnen beispielsweise für die hintere Aufhängung die Fig. 4. Die Befestigung am Querträger 21 erfolgt hierbei mittels eines durch den Querträger 21 und das Lagerauge 23 hindurchgeführten senkrechten Bolzens 28, welcher innerhalb des Lagerauges von einer Muffe oder Hülse 29 umgeben ist. Zwischen der Außenfläche dieser Hülse und der Innenfläche des Lagerauges sind die beiden Gummiringe 30 und 31 z. B. mit radialer Vorspannung eingesetzt, wobei sie sich in axialer Richtung von entgegengesetzten Seiten gegen einen nach innen mit Spiel 32 gegenüber der Hülse 29 vorspringenden mittleren Bund 33 des Lagerauges abstutzen. Beiderseits der Gummiringe 30 und 31 sind ferner die Druckplatten 34 und 35 auf den Bolzen 28 derart aufgesetzt, daß sie beim Aufschrauben der Mutter 36 sich in axialer Richtung von beiden Seiten her gegen die Gummiringe legen und diese gegen den Bund 33 des Lagerauges verspannen. Die erzielbare Vorspannung der Gummiringe ist hierbei durch die als Abstandshülse wirkende Muffe 29 begrenzt. Durch diese Anordnung können alle in der Aufhängung wirkenden Kräfte einwandfrei aufgenommen werden. Insbesondere ergibt sich auch eine genügende Nachgiebigkeit in senkrechter Richtung sowie in Drehrichtung um eine im wesentlichen durch das Lagerauge hindurchgehende waagerechte Achse. Die vordere Aufhängung bei 22 ist sinngemäß die gleiche.
Die die elastischen Glieder enthaltenden Lageraugen sind, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, in einer Ebene mit der Schnittgeraden A-A angeordnet, welche unterhalb der durch die Achsmitten (Gelenke 12) bzw. durch die Antriebswelle 14 gelegten Ebene liegt. Die Ebene bzw. die Gerade A-A steigt hierbei z. B. von vorn nach hinten leicht an, wodurch sich, abgesehen von einer vorteilhaften räumlichen Anordnung der Lagerung, die bereits oben 1#eschriebenen Vorteile ergeben. Querstöße Q, welche das Rad treffen, übertragen sich in den Gelenken 12 als schräg nach aufwärts gerichtete Kräfte Q, auf das Achsgetriebegehäuse 13- Infolge der allseitigen elastischen Lagerung desselben in den Lageraugen 22 und 23 ergibt sich die in der Ebene dieser Lageraugen liegende Drehachse A-A für das Achsgehäuse mit Bezug auf den Rahmen. Die Kraft Q, kann daher mit einem großen Hebelarm h im Gelenk 12 angreifen, was einer vergrößerten Nachgiebigkeit des Achsgetriebegehäuses gegenüber diesen Kräften und damit einer weichen Abfederung derselben entspricht.
Die Ausführungsform nach Fig.5 unterscheidet sich von der bisher beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß sich das Achsgehäuse zusätzlich mittels eines nach oben gerichteten Armes 37, also in möglichst großem Abstand von der Schwingungsachse A in Drehrichtung um diese gegen Pufferfedern 38, 39 abstützt, welche sich ihrerseits z. B. gegen den Querträger 2o des Rahmens abstützen. Sie können zugleich die Schwingungsausschläge des Achsgehäuses um die Achse A-A (A der Fig. 2) begrenzen und progressive Federungscharakteristik, z. B. mit progressiv ansteigender Härte, bzw. 'Dämpfung besitzen. An Stelle der Federn 38, 39 können z. B. auch Gummipuffer o. dgl. vorgesehen sein.
Ferner erfolgt die vordere Aufhängung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 in Gummipuffern 22 (in der Zeichnung nur schematisch angedeutet) zwischen einem Querglied 24 des Achsgetriebegehäuses und einem Querträger 27' des Rahmens.
Die Abfederung der Räder kann statt durch Schraubenfedern auch durch Drehstäbe oder durch andere Federn erfolgen, welche zweckmäßig mit geringer Reibung arbeiten. Die Erfindung ist ferner auch für Vorderachsen, bei denen die Räder z. B. durch zwei übereinander angeordnete Lenkerglieder geführt werden, anwendbar. Die elastische Aufhängung kann ferner auch oberhalb der Kraftrichtung Q; erfolgen.

Claims

PATENTANSPRf (;HE: i. Nachgiebige Aufhängung eines Achsträgers mit schwingenden Halbachsen, insbesondere eines Achsgetriebes mit seitlich angelenkten, die angetriebenen Räder tragenden Pendelhalbachsen, am Fahrzeugoberbau eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsträger unterhalb oder oberhalb der bei Querstößen auf die Räder an ihm wirkenden Kraftrichtung derart elastisch aufgehängt ist, daß er unter der Wirkung dieser Stöße um eine durch die elastische Aufhängung bestimmte Längsachse des Fahrzeugs ausschwingen kann.
2.' Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsträger unterhalb oder oberhalb der durch die Berührungspunkte der Räder mit dem Boden einerseits und die Anlenkung der Halbachsen am Achsträger andererseits bestimmten Ebene elastisch aufgehängt ist.
3. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsträger bei seitlich angelenkten Pendelhalbachsen unterhalb der Achsmitten bzw. unterhalb der Achsgelenke elastisch aufgehängt ist.
4. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsträger in drei Punkten elastisch aufgehängt ist.
5. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsträger in vier Punkten elastisch aufgehängt ist.
6. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur elastischen Aufhängung des Achsträgers Gummipuffer vorgesehen sind.
7. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei seitlich zur Längsmittelebene des Fahrzeugs angeordneten elastischen Aufhängegliedern diese derart ausgebildet sind, daß die Nachgiebigkeit in senkrechter Richtung größer als in waagerechter Richtung ist. B.
Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei in der Längsmittelebene des Fahrzeugs angeordneten elastischen Aufhängegliedern diese derart ausgebildet sind, daß sie ein Nachgeben um eine durch die Aufhängeglieder gehende Längsachse des Fahrzeugs zulassen.
9. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeglieder eine allseitige Elastizität des Achsträgers mit Bezug auf den Fahrzeugoberbau zulassen. io.
NachgiebigeAufhängung nachAnspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsausschläge des Achsträgers um die durch die elastische Aufhängung bestimmte Schwingungsachse durch zweckmäßig nachgiebige Anschläge begrenzt sind. i i.
Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere bei vergrößerter Nachgiebigkeit des Achsträgers um seine Schwingungslängsachse, zusätzliche der Nachgiebigkeit um die Schwingungslängsachse entgegenwirkende, zweckmäßig in möglichst großer Entfernung von der Schwingungsachse und z. B. oberhalb derselben in waagerechter Lage angeordnete federnde Glieder (Federn, Gummipuffer o. dgl.) mit'geradliniger oder veränderlicher Federcharakteristik vorgesehen sind.
12. Nachgiebige Aufhängung insbesondere nach Anspruch i bis i i und insbesondere für Hinterachsen von Fahrzeugen, deren Vorderräder parallel oder im wesentlichen parallel geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die elastischen Glieder bestimmte Schwingungslängsachse oder Aufhängeebene des Achsträgers von vorn nach hinten ansteigend verläuft.
13. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur elastischen Aufhängung des Achsträgers, zwei übereinander angeordnete Gummiringe mit im wesentlichen senkrechter Achse dienen, welche sich radial nach innen gegen den einen Fahrzeugteil, z. B. den Fahrzeugrahmen, und radial nach außen gegen den anderen Fahrzeugteil, z. B. den Achsträger, in Achsrichtung dagegen von je verschiedenen Seiten gegen diese .beiden Fahrzeugteile abstützen.
14. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der beiden Gummipuffer in Achsrichtung einerseits gegen einen mittleren Bund des einen der beiden Fahrzeugteile, z. B. des Achsträgers, und andererseits gegen zwei Druckflächen des anderen Fahrzeugteiles, z. B. des Rahmens, erfolgt, welche die Gummipuffer zwischen sich einschließen und durch einen die Gummipuffer axial durchsetzenden und z. B. gleichzeitig zur Befestigung derselben am zugehörigen Fahrzeugteil, z. B. dem Rahmen, dienenden Bolzen zusammengehalten werden.
15. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der beiden ringförmigen Gummipuffer eine den sie axial durchsetzenden Bolzen umgebende und ihrerseits von den Gummipuffern umgebene Abstandshülse für die beiden Druckflächen oder Druckplatten vorgesehen ist.
16. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummipuffer mit Vorspannung eingesetzt sind, wobei die Vorspannung z. B. durch eine im Innern der ringförmigen Gummipuffer angeordnete Abstandshülse gemäß Anspruch 15 begrenzt ist.
17. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsträger an nach unten gekröpften und unterhalb des Achsträgers hindurchgeführten Querträgern des Rahmens elastisch aufgehängt ist.
18. Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbachsen mittels z. B. gabelförmiger Zapfengelenke am Achsträger, insbesondere Achsgetriebegehäuse, seitlich angelenkt sind. i9.
Nachgiebige Aufhängung nach Anspruch i bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abfederung der Halbachsen gegen den Fahrzeugoberbau oder gegen den Achsträger in horizontaler Ebene nachgiebige Federn, z. B. ungeführte Schraubenfedern, dienen.
20. Aufhängung von Achsgetrieben, insbesondere nach Anspruch i bis iy, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung mittels seitlich am Achsgetriebegehäuse angesetzter und z. B. durch zwei Schrauben befestigter hebelartiger Arme erfolgt.