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Verbindung des Rahmens mit den Achsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung des Rahmens mit den Achsen bzw. Achsaggregaten, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit vier voneinander unabhängig geführten Rädern, und bezweckt im wesentlichen eine möglichst verwindungsfreie Lagerung des Rahmens an diesen Achsen derart, dass
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Rahmens hervorrufen. Bei unabhängig geführten bzw. unabhängig abgefederten Rädern ist dies von besonderer Bedeutung, da die verwindenden Kräfte bei derartigen Anordnungen normalerweise sich erheblich stärker auf den Rahmen auswirken als bei den üblichen starren Achsen.
Man hat schon bei vier voneinander unabhängig geführten Rädern vorgeschlagen, zur Erzielung einer hochliegenden Querschwingungsaehse sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder parallel zu führen-z. B. mittels Lenkervierecke oder um Querachsen schwingender Schwinghebel-und sowohl vorn als auch hinten das Achsaggregat durch zusätzliche Gelenkverbindungen am Rahmen anzulenken.
Die Erfindung sieht demgegenüber eine hochliegende Querschwingungsachse mit wesentlich einfacheren und zweckmässigeren Mitteln vor. Sie besteht im wesentlichen in der Kombination zweier verschiedenartiger (an sich bekannter) Radaufhängungen für die Vorderachse und die Hinterachse, u. zw. derart, dass die eine der Achsen bzw. das eine der Achsaggregate, insbesondere die Vorderachse, mit dem Rahmen derart sehwingbar, z. B. mittels einer Gelenkverbindung, verbunden ist, dass der Rahmen relativ zur Achse um eine im wesentlichen mittlere Längsachse unabhängig schwingen kann, und das andere, insbesondere hintere Achsaggregat durch zwei unabhängig voneinander um in Fahrtrichtung verlaufende Drehachsen schwingende, jeweils für sich gegen den Rahmen abgefederte Pendelhalbaehsen gebildet wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine solche Anordnung, wie sie bei der bekannten Einrichtung grundsätzlich für beide Radachsen vorgesehen ist, nur für die Vorderachse wegen der notwendigen Parallelführung der lenkbaren Räder erforderlich ist, während die nicht lenkbaren Hinterräder die Anwendung von an (sich bekannten) Pendelhalbaehsen, d. h. von Halbachse gestatten, welche um in Fahrtrichtung verlaufende Drehachsen schwingen. Diese Möglichkeit ist dadurch gegeben, dass-im Gegensatz zur Parallelführung, bei der die Quersehwingungsaehse an sich am Fahrboden verläuft und
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mit dem Rahmen verlangen-bei Pendelhalbachsen die Querschwingungsaehse ohne weiteres sehr hoch liegt.
Besonders zweckmässig ist hiebei eine solche Anordnung, bei der die Pendelhalbachsen-in an sich ebenfalls bekannter Weise-ausserhalb der Längsmittelebene des Fahrzeugs am Rahmen angelenkt sind, da sieh hiebei eine besonders hochliegende Querschwingungsachse ergibt.
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einander an einem Achsstück gelagert und gegen dieses bzw. untereinander abgefedert, wobei das Achsstück mit dem Rahmen z. B. gelenkig derart verbunden ist, dass dieser in bezug auf das Achsstück um eine Längsachse des Fahrzeuges schwingen kann. Durch eine geeignete Abfederung des Achsstückes
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Rades) und gleichzeitig eine erhöhte Kurvenstabilität erreicht werden.
Zweckmässig wird ferner ein möglichst hoch angeordnetes Gelenk zur Verbindung des Rahmens mit dem Achsstück vorgesehen, so dass die seitliche Neigung des Wagenkastens unter der Wirkung der Fliehkraft möglichst gering ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemässen Wagengestelles mit freischwingender Vorderachse und stabilisierender Hinterachse, wobei die Vorderräder unabhängig vom Rahmen geführt und abgefedert werden. Fig. 2 zeigt die Ansicht einer Vorderachse mit voneinander unabhängig geführten. Rädern, wobei der Rahmen unabhängig von der Abfederung der Räder seitlich ausschwingen kann, hiebei jedoch von der Führung der Räder abhängig ist. Fig. 3 ist die Ansicht einer Hinterachse mit seitlich neben der Längsmittelebene des Fahrzeuges angelenkten Pendelhalbachsen, Fig. 4 die Ansicht einer weiteren erfindungsgemässen Vorderachskonstruktion mit Dämpfungseinrichtungen zwischen Rahmen und Achse.
Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei weitere beispielsweise Achsanordnungen gemäss der Erfindung und Fig. 7 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 6.
In Fig. 1 ist im einzelnen a der Rahmen, b sind die Vorderräder, c die Hinterräder. Die Radträger bzw. Lenkzapfen b1 der Vorderräder sind hiebei durch je zwei Lenker , d2 mit einem Achsstück e derart verbunden, dass sie zueinander parallel geführt werden. Der obere Lenker ist ferner jeweils durch eine
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Achsstück e in seiner Mitte mit einem nach oben gerichteten gabelförmigen Lagerbock versehen, an welchem der Rahmen a mittels eines Zapfens g aufgehängt ist. Die beiden Rahmenlängsträger sind zu diesem Zweck mit einer nach oben gekröpften Quertraverse a, versehen, so dass die durch den Zapfen g gegebene Drehachse des Rahmens oberhalb der Rahmenlängsträger liegt.
An der Hinterachse ist an einer weiteren Quertraverse a2 das Ausgleichsgetriebe h starr oder elastisch befestigt. Die Hinterräder sind hiebei auf Pendelhalbachsen , i2 gelagert, welche z. B. zusammen mit den Rädern um eine mittlere Längsachse des Fahrzeugs schwingen. Jede der Halbachsen ist hiebei durch eine z. B. ungeführte Schraubenfeder lG., k2 gegen den Rahmen, u. zw. unmittelbar gegen die Rahmenlängsträger abgefedert.
Wie ersichtlich, ist der Rahmen nur in drei Punkten an den Achsen aufgehängt, u. zw. einmal im Punkte 0 an der Vorderachse mittels des Zapfens g und zweimal an der Hinterachse in den Punkten Kl und K2 mittels der Schraubenfedern k1 und k2. Der Rahmen ist daher verwindungsfrei gelagert, indem er lediglich den Bewegungen der Hinterräder folgt, von den Bewegungen der frei für sich beweglichen Vorderräder dagegen unbeeinflusst bleibt. Die Neigungsachse des Wagenkastens verläuft hiebei von 0 nach P, wobei P der Schnittpunkt der Pendelhalbachsen und i2 mit der Mittellängsebene des Fahrzeugs ist.
Zweckmässig fallen die Achsen des Zapfens g sowie der Schwingungsgelenke der Pendelhalbachsen in eine Flucht mit dieser Geraden O-P. Da diese Gerade in der Nähe des Schwerpunktes S des Wagenkastens vorbeiläuft, kann die im Schwerpunkt S angreifende Fliehkraft nur eine geringe Seitenneigung des Wagenkastens verursachen.
Eine von der Abfederung der Vorderräder unabhängige Aufhängung des Wagenkastens ist auch bei der Anordnung gemäss Fig. 2 vorhanden. Die Vorderräder werden in diesem Falle durch einen Lenker i ! und eine Blattfeder m geführt. Letztere ist hiebei bei m1 gelenkig am Rahmen bzw. am Wagenkasten a gelagert. Desgleichen sind die Lenker i ! am Wagenkasten angelenkt. Hiedurch ergibt sich zwar eine von der Aufhängung des Wagenkastens unabhängige Abfederung der Räder, dagegen werden bei Querschwingungen des Wagenkastens auch die Räder durch die Lenker zwangläufig verstellt.
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ausgeführt werden. Die Pendelhalbachsen il und i2 sind hiebei seitlich vom Differentialgehäuse in Zapfen , n2 gelagert.
Die Achse der Querschwingungen liegt in diesem Fall etwa bei Pi, d. h. ungefähr im Schnittpunkt der beiden durch die Berührungspunkte der Räder mit dem Boden einerseits und den Gelenken der Pendelhalbachsen anderseits gelegten Geraden. Je weiter die Gelenke n, und n2 sich voneinander entfernen, um so stabiler wird demgemäss das Fahrzeug gegen Querschwingungen.
In Fig. 4ist der Rahmen a durch ein Kugelgelenk am Lagerbock e2 der Vorderachse e aufgehängt.
Des weiteren sind zwischen Achse und Rahmen z. B. zylindrische Gummipuffer p vorgesehen, welche jeweils einerseits zwischen zwei an der Achse befestigten Anschlägen gi, qa mittels eines Bolzens r eingespannt und anderseits innerhalb der Bohrung eines am Rahmen befestigten Bockes s gelagert sind.
Zweckmässig ist hiebei der Gummipuffer auf seiner Umfangsfläche an den Lagerbock s anvulkanisiert. Die Gummipuffer sind ferner derart angeordnet, dass ihre Mittelachse bzw. diejenige der Bolzen rtangential zu den vom Kugelgelenk ausgezogenen Radien verlaufen. Bei einem Schwingen des Rahmens um das Kugelgelenk < werden daher die Gummipuffer in Längsrichtung beansprucht. Gleichzeitig nehmen die Gummipuffer auch diejenigen Kräfte elastisch auf, welche die Achse relativ zum Rahmen um eine durch das Kugelgelenk verlaufende senkrechte Achse zu drehen suchen. Hiedurch werden einerseits die in Fahrtrichtung wirkenden Stösse abgedämpft und anderseits eine grössere Flatterfreiheit der Lenkräder bewirkt.
Durch Bemessung der Gummipuffer hat man es jeweils in der Hand, die Dämpfung bzw.
Federung zwischen Achse und Rahmen den jeweiligen Verhältnissen anzupassen. Unter Umständen genügen auch einfache elastische Anschläge zwischen Rahmen und Achse, z. B. unterhalb der Rahmenlängsträger gemäss Fig. 1 angeordnete, am Rahmen oder an der Achse befestigte Gummipuffer, durch welche die relative Ausschwingung beider Teile gegeneinander begrenzt wird,
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Die Federung der Räder, die in diesem Falle z. B. jeweils mittels der zwischen den beiden
Lenkern d1 und d2 angeordneten Schraubenfedern 11 erfolgt, ist wieder unabhängig vom Rahmen, d. h. die Räder können nach oben durchschwingen, ohne hiebei zwangläufig den Rahmen zu belasten. Die Federkräfte werden vielmehr zunächst von der Achse aufgenommen und ausgeglichen.
Nur ein Teil der Federungskräfte wird sich-je nach der Nachgiebigkeit der Gummipuffer bzw. je nach der Schrägstellung der Achse e-auf den Rahmen übertragen. Zugleich bewirkt die Schrägstellung der Achse, dass ein Teil der Energie des z. B. das eine Rad treffenden Stosses auf die Feder des gegenüberliegenden Rades übertragen und dort aufgenommen wird. Die Federung wirkt daher verhältnismässig weich.
In der Ausführung nach Fig. 5 sind zwischen Rahmen a und der mit diesem wie der bei g gelenkig verbundenen Achse e Federn, z. B. ungeführte Schraubenfedern t, zwischengesehaltet, während die Abfederung der Räder z. B. jeweils durch eine im Inneren der rohrförmigen Achse angeordnete und durch einen Arm des unteren Lenkers d2 betätigte Scllraubenfeder 12 erfolgt. Wird eine möglichst verwindungsfreie Lagerung des Rahmens gewünscht, so sind besonders weiche Federn t vorzusehen. Für eine besonders stabile Verbindung zwischen Achse und Rahmen sind dagegen verhältnismässig harte Federn t vorteilhaft, welche z. B. auch relativ härter als die Federn 12 sein können.
Eine andere Ausführung zeigen ferner schematisch noch die Fig. 6 und 7. Die Räder b werden in diesem Falle mittels der kolbenartigen Lenkzapfen b2 in Zylindern ssg der Achse e geführt und in diesen durch Federn jfg abgefedert. Die gesamte Achse ist hiebei wieder mittels eines Zapfen-oder Kugelgelenkes g an der Quertraverse al des Rahmens aufgehängt. Beiderseits der Mittellängsebene des Fahrzeuges ist die Achse zwischen je zwei z. B. oberhalb der Rahmenlängsträger angeordneten Gummipuffern Mi, M eingeklemmt, welche die Achse von vorn bzw. hinten teilweise umgreifen und dadurch die Sehwingbewegung zwischen Rahmen und Achse mehr oder weniger stark bremsen bzw. elastisch auffangen.
Die Ausführungsbeispiele könnten noch beliebig vermehrt werden. So ist es z. B. nicht notwendig, ein Gelenk als solches zwischenAchse und Rahmen vorzusehen ; die relative Schwingbewegung beider Teile könnte vielmehr auch auf andere Weise, z. B. mittels Abwälzkurven, erzielt werden, wobei z. B. der Rahmen mittels eines Rollgliedes auf einer etwa kreisbogenförmigen Abwälzfläche der Achse derart abrollt, dass sein Schwingungsmittelpunkt möglichst hoch liegt. Ferner könnten in jedem Falle beliebige Federungelemente-z. B. Blattfedern. Schraubenfedern, Gummifederungen, hydraulische Federungen usw.einerseits für die Abfederung der Räder gegen die Achse sowie auch anderseits für die Abstützung des Rahmens gegen die Achse vorgesehen werden.
Statt der Führung der Vorderräder mittels Lenker oder Zylinderführungen könnten auch Blattfedern, Pendelhalbachsen, in Längsebenen schwingende Hebel od. dgl. verwendet werden. Die einzelnen in den Figuren dargestellten Elemente könnten auch miteinander vertauscht werden. Z. B. kann in allen Fällen der Rahmen gegenüber der Achse ohne Abfederung bzw.
Dämpfung oder auch in allen Fällen mit Abfederung bzw. Dämpfung schwingend aufgehängt sein. Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Anordnung und die Einzelmerkmale der Aehskonstruktionen an sich, unabhängig von der Aufhängung des Rahmens an der andern Achse. Die Achsanordnungen lassen sich in gleicher Weise wie für Vorderachsen auch z. B. für Hinterachsen verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Verbindung des Rahmens mit den Achsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit vier voneinander
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aggregate, insbesondere die Vorderachse, mit dem Rahmen derart sehwingbar, z. B. mittels einer Gelenkverbindung (g, yj verbunden ist, dass der Rahmen relativ zur Achse um eine im wesentlichen mittlere Längsachse (O-P) unabhängig schwingen kann, und das andere, insbesondere hintere Achsaggregat durch zwei unabhängig voneinander um in Fahrtrichtung verlaufende Drehachsen schwingende, jeweils für sich gegen den Rahmen abgefederte Pendelhalbachsen (, i2) gebildet wird.