DE68902009T2 - Montagevorrichtung fuer die elastische aufhaengung einer kraftfahrzeugachse. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine elastische Aufhängungs-Anordnung zwischen einer Achse und der Unterseite des Aufbaus eines Motorfahrzeugs, insbesondere eines Bus.
• Bekannte Anordnungen der vorgenannten Art umfassen üblicherweise zwei im wesentlichen gerade, längsgerichtete Arme, die zentral und auf gegenüberliegenden Seiten an der Achse befestigt sind, und deren Enden mit Befestigungselementen für elastische Elemente, beispielsweise luftgetriebene Federn, und für das untere Ende eines entsprechenden Dämpfers verbunden sind. Diese Anordnungen umfassen üblicherweise auch zwei untere, längsgerichtete Reaktionsstangen, die an den Enden über Gelenke mit elastischen Buchsen am inneren Bereich der Arme und einem einstückig mit der Unterseite des Fahrzeugaufbaus verbundenen Ansatz verbunden sind.
• Die längs- und quergerichteten Lasten und Rollmomente der Achse werden zu der Unterseite des Fahrzeugaufbaus durch ein System von Konstruktionselementen übertragen, die beispielsweise zusätzlich zu den Reaktionsstangen eine Stabilisatorstange, eine Querstange und eine obere Reaktionsstange umfassen, die an der Unterseite des Fahrzeugaufbaus und im oberen Mittelbereich der Achse befestigt ist, oder eine Stabilisatorstange und zwei Dreieckslenker. Eine elastische Aufhängungs-Anordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4 343375 bekannt.
• Anordnungen der vorgenannten Art weisen eine Anzahl von Nachteilen auf.
• Da die unteren Reaktionsstangen üblicherweise innerhalb der jeweiligen Aufhängungsarme liegen, ist der Mittenabstand relativ gering. Folglich wird eine Last, die einem senkrechten Moment äquivalent ist, das auf die Achse ausgeübt ist, ausgeglichen durch eine relativ starke Momentenreaktion auf die Reaktionsstangen, da der Momentenarm verringert ist. Diese Momentenreaktion wird auf die elastischen Buchsen übertragen, die die Reaktionsstangen mit dem Unterteil des Aufbaus und Aufhängungsarmen verbinden, welche Buchsen unter Lasten nachgeben und verformt werden, so daß die Stellung der Aushängung beeinflußt und die Fahrpräzision gestört werden. Dieses Problem kann natürlich durch die Verwendung starrerer Buchsen gelöst werden, die weniger verformt werden, jedoch würde dies lediglich die Fahrbarkelt des Fahrzeugs auf Kosten des Komforts verbessern.
• Das obige Problem ist teilweise gelöst worden durch den Anmelder in der Italienischen Gebrauchsmusteranmeldung IT-U-53688-B/87 mit dem Titel "Anordnung zur elastischen Aufhängung einer Motorfahrzeugsachse", angemeldet am 30. September 1987, Jedoch nicht veröffentlicht. Die in dieser Anmeldung genannte Anordnung umfaßt im wesentlichen zwei aus Blech bestehende Arme mit kastenförmigem Querschnitt mit vorderen und hinteren Enden, die sich nach oben und aus den Mittelbereichen heraus erstrecken. Die Reaktionsstangen werden außen an den Mittelbereichen der Arme befestigt, so daß der Mittenabstand im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen vergrößert wird; die besondere Gestaltung der Arme ermöglicht es, dies ohne Reduktion des Mittenabstandes der luftgetriebenen Federn oder Dämpfer zu erreichen. Der Nachteil dieser Lösung liegt in der Schwierigkeit der Herstellung der Arme, da das Schweißen der Arme aus Blechwänden sehr kritisch ist in bezug auf die Ausführung (es besteht im wesentlichen keine Möglichkeit des automatischen Schweißens) und den strukturellen Widerstand.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur elastischen Aufhängung einer Motorfahrzeugsachse zu schaffen, die derart ausgebildet ist, daß die typischerweise mit den bekannten Anordnungen der vorgenannten Art verbundenen Nachteile überwunden werden.
• Im Hinblick auf diese Zielsetzung ist gemäß der Erfindung eine elastische Aufhängungs-Anordnung zwischen einer Achse und dem Unterteil des Aufbaus eines Motorfahrzeugs vorgesehen; die Anordnung umfaßt zwei Arme mit einem im wesentlichen waagerechten Mittelbereich, die in Längsrichtung in bezug auf das Fahrzeug angeordnet und zentral an der Achse befestigt sind. Vordere und hintere Bereiche sind mit elastischen und Dämpfungseinrichtungen verbunden, die zwischen den Armen und dem Unterteil des Aufbaus liegen. Ein weiter vorgesehenes System von strukturellen Elementen ist mit der Achse und dem Unterteil des Aufbaus verbunden und überträgt auf das Unterteil die längs- und quergerichteten Lasten und die Rollmomente der Achse. Das System umfaßt zwei im wesentlichen längsgerichtete Reaktionsstangen, die jeweils an den Enden über Gelenke mit dem Mittelbereich des jeweiligen Arms und dem Unterteil des Aufbaus verbunden sind. Die elastischen und Dämpfungseinrichtungen liegen außerhalb von zwei senkrechten Ebenen, die die jeweiligen Achsen der Reaktionsstangen enthalten.
• Die Anordnung umfaßt ein Querglied, mit dem die vorderen Bereiche der Arme auf Stoß verbunden sind; das Querglied umfaßt Endbereiche, die nach außen in bezug auf die Arme vorspringen und mit den elastischen und Dämpfungseinrichtungen verbunden sind. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Drehmomentstangen und der Längsmittelebene des Fahrzeugs wenigstens gleich dem Abstand der Ebene und dem Mittelbereich der Arme ist
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll als nichteinschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert werden, in der Fig. 1 eine Teildraufsicht auf eine Anordnung zur elastischen Aufhängung einer Motorfahrzeugsachse entsprechend der Lehre der Erfindung zeigt; Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Anordnung der Fig. 1; Fig. 3 ist eine teilweise Vorderansicht einer Einzelheit in Fig. 1; Figuren 4 und 5 sind Schnitte entlang der Linien IV-IV und V-V in Fig. 2.
• Bezugsziffer 38 In Fig. 1 und 2 bezeichnet eine Anordnung zur elastischen Aufhängung einer hinteren Antriebsachse 40 eines Bus.
• Die Anordnung 38 umfaßt zwei Arme 41 (von denen nur einer gezeigt ist), die vorzugsweise durch Gießen aus Sphäro-Gußeisen hergestellt sind. Mit Hilfe eines jeweiligen Beschlags 39 sind die Arme 41 Im Mittelbereich 42 an Jeweils einem Ende des Hinterachsgehäuses 43 befestigt, und sie bilden einen geschlossenen, hohlen, viereckigen Querschnitt entlang dem hinteren Bereich 44 (Fig. 5). und einen am Boden offenen, im wesentlichen C-förmigen Querschnitt im vorderen Bereich 45 und im vorderen Bereich des Mittelbereichs 42 (Fig. 4).
• Die rückwärtigen Bereiche 44 der Arme 41 erstrecken sich nach oben und außen in bezug auf die Längsmittelebene des Fahrzeugs und sind an den Enden in bekannter Weise an luftbetriebenen Federn 47 und Stützen 48 befestigt, auf denen sich die unteren Enden der jeweiligen Dämpfer 49 gelenkig abstützen.
• Die vorderen Bereiche 45 der Arme 41 verlaufen schräg nach oben und enden in im wesentlichen flachen Endflanschen 50. Die Flansche ermöglichen es, die Arme auf Stoß mit einem Querglied 54 zu verbinden, dessen Endbereiche 55 seitlich nach außen über die Arme 41 hinausragen und mit jeweiligen luftgetriebenen Federn 47 und Stützen 48 für die Befestigung von Dämpfern verbunden sind.
• Das Querglied 54 weist einen im wesentlichen viereckigen Querschnitt auf und wird hergestellt durch Schweißen von übereinandergelegten Schalen 56, 57 (Fig. 3). Die Bodenschale 56 bietet einen konstanten Querschnitt über die gesamte Länge, während die obere Schale 57 an den Endbereichen 55 niedriger als im Mittelbereich des Quergliedes 54 ist, der sich zwischen den Armbefestigungsbereichen der Arme 41 erstreckt. In diesen Befestigungsbereichen ist das Querglied 54 mit zwei Stützelementen 58 verbunden, die einen im wesentlichen U-förmigen, auf dem Kopf liegenden Querschnitt aufweisen. In den Elementen 58 und der Bodenschale 56 des Quergliedes 54 In der Nähe der Stützelemente 58 Ist eine Anzahl von Durchgangsbuchsen 49 zur Aufnahme der Bolzen vorgesehen, die die Arme 41 an dem Querglied 54 befestigen.
• Die Anordnung 38 umfaßt zwei untere, längsgerichtete Reaktionsstangen 60, die über ein jeweiliges rückwärtiges Ende mit den Armen 41 über Kugelgelenke 64 mit elastischen Buchsen (nicht gezeigt), verbunden sind, und die über ein Jeweiliges vorderes Ende mit Stützeinrichtungen verbunden sind, die mit der Unterseite des Fahrzeugaufbaus (nicht gezeigt) einstückig ausgebildet sind. Zu diesem Zweck sind im Mittelbereich 42 der Arme 41 zwei Quersitze 65 für die jeweiligen Enden eines Mittelstifts 66 eines entsprechenden Kugelgelenks ausgebildet, das innerhalb der Sitze mit Hilfe einer Schraube 67 befestigt ist. Die rückwärtigen Enden der Reaktionsstangen 60 liegen daher innerhalb der Hohlräume der Arme 41, so daß deren senkrechte Auf- und Abbewegung ermöglicht wird. Die Anordnung 38 umfaßt weiterhin in bekannter Weise eine im wesentlichen U-förmige Stabilisatorstange 68 mit zwei Endbereichen 69, die in Längsrichtung in bezug auf das Fahrzeug verlaufen und schwenkbar an einem jeweiligen Beschlag 69 angebracht sind.
• Ein Mittelbereich 70 verläuft quer zum Fahrzeug, und an ihm sind scharnierartig die unteren Enden von zwei Aufhängern 71 angebracht, deren obere Enden schwenkbar an Stützen 72 angebracht sind, die einstückig mit dem Unterbau des Fahrzeugs ausgebildet sind.
• Die Anordnung 38 umfaßt weiterhin zwei obere Reaktionsstangen 73 in der Form eines Dreiecks, deren hintere Enden an einer gemeinsamen, V-förmigen Stütze 75 befestigt sind, die ihrerseits gelenkig mit der Mitte des Hinterachsgehäuses 43 verbunden ist, und die vorderen Enden der Reaktionsstangen sind gelenkig mit Stützen 76 verbunden, die einstückig mit dem Unterbau des Fahrzeugs ausgebildet sind.
• Die Arbeitsweise der Anordnung 38 ergibt sich von selbst und erfordert keine weitere Beschreibung.
• Die Vorteile der Anordnung 38 gemäß der bevorzugten Ausführungsform ergeben sich aus der vorangegangenen Beschreibung. Erstens bewirkt die Verbindung der Reaktionsstangen 60 im Inneren des Hohlraums der Arme 41 eine Erhöhung des Mittenabstands zwischen diesen, verglichen mit den bekannten Lösungen, so daß der Drehmomentarm vergrößert wird und die Größe des Drehmoments bei gegebenen äußeren Kräften abnimmt. Auch eine Verformung der elastischen Buchsen an den Gelenken 64 nimmt ab. Bei einer vorgegebenen Nachgiebigkelt der Gelenke 64 führt dies dazu, daß die Fahr- bzw. Lenkpräzision zunimmt oder, alternativ, daß bei gleicher Fahrbzw. Lenkpräzision flexiblere Gelenke zur Verbesserung des Fahrgastkomforts verwendet werden können.
• Im übrigen reduziert die verbesserte Gestaltung der Reaktionsstangen 60 gemäß der vorliegenden Erfindung in keiner Weise den Mittenabstand der luftgetriebenen Federn 47 oder Dämpfer 49. Dies beruht auf der speziellen Gestaltung der hinteren Bereiche 44 der Arme 41 und der Anwesenheit des Quergliedes 54, so daß in keiner Weise der Aufrichteffekt der Federn 47 oder die Wirkung der Dämpfer 49 gestört werden.
• Verglichen mit der Aufhängungs-Anordnung gemaß der italienischen Patentanmeldung IT-U-53688/B87 ist die Herstellung der Arme 41 durch Gießen sowohl einfacher als auch vom strukturellen Standpunkt her zuverlässiger Die Anwesenheit des Quergliedes 54 führt zur Bildung des maximal möglichen Mittenabstands zwischen den luftgetriebenen Federn 47 und den Dämpfern 49, ohne Verdrehung der vorderen Bereiche 45 der Arme 41, die einen offenen Querschnitt aufweisen (und daher einen niedrigeren Torsionswiderstand haben), welcher Querschnitt eine Aufnahme und Auf- und Abbewegung der Torsionstangen 60 ermöglicht. Die Lasten, die durch die Federn 47 und die Dämpfer 49 übertragen werden, üben eine Biegekraft auf das Querglied 54 aus, das einen Querschnitt aufweist, der ein größeres Trägheitsmoment über den Mittelbereich besitzt, wo das Biegemoment am größten ist.
• Für den Fachmann ist klar, daß Änderungen der Anordnung 38, die hier beschrieben und abgebildet wurde, ohne Abweichung vom Schutzbereich der Erfindung gemäß den Ansprüchen möglich sind. Beispielsweise können die Dreieckstangen 73 ersetzt werden durch eine obere, längsgerichtete Torsionsstange und eine Querstange. Änderungen können auch in bezug auf den Querschnitt der Arme 41 und die Art vorgesehen werden, in der diese an den Federn 47, den Dämpfer 49, der Querstange 54, dem Hinterachsgehäuse 43 und den Reaktionsstangen 60 befestigt sind. Im übrigen kann die Anordnung 38 nicht nur für einen Bus, sondern auch für jede andere Art eines Motorfahrzeugs verwendet werden.

Claims (12)

1. Elastische Aufhängungs-Anordnung (38) zwischen einer Achse (40) und der Unterseite des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Armen (41) mit im wesentlichen waagerechtem Mittelbereich (42) in Längsrichtung des Fahrzeugs, der mittig an der Achse (40) befestigt ist, und vorderen und hinteren Bereichen (45,44). die an elastischen Einrichtungen (47) und Dämpfungseinrichtungen (49) befestigt sind, die zwischen den Armen (41) und dem unteren Aufbau angeordnet sind; und mit einem System von Konstruktionselementen (60,69,73), die an der Achse (40) und dem unteren Aufbau befestigt sind und die Längs- und Querlasten sowie die Rollmomente, die auf die Achse (40) ausgeübt werden, auf den unteren Fahrzeugaufbau übertragen, welches System zwei im wesentlichen längsgerichtete Reaktionsstangen (60). die an den Enden über Gelenkeinrichtungen (64) mit dem Mittelbereich (42) der Arme (41) und dem Unterteil des Aufbaus verbunden sind, welche elastischen und Dämpfungseinrichtungen außerhalb von zwei senkrechten Ebenen liegen, die die Achsen der Reaktionsstangen (60) enthalten, welche Anordnung ein Querglied (54) umfaßt, mit dem die vorderen Endbereiche (45) der Arme (41) stumpf verbunden sind, welches Querglied (54) Endbereiche (55) aufweist, die nach außen in bezug auf die Arme (41) weisen und an den elastischen (4) und Dämpfungseinrichtungen (49) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Reaktionsstangen (60) und der Längsmittelebene des Fahrzeugs wenigstens gleich dem Abstand zwischen dieser Ebene und den Mittelbereichen (42) der Arme (41) ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Bereiche (44) der Arme (41) nach oben und außen im Verhältnis zu den Mittelbereichen (42) verlaufen und daß die vorderen Bereiche sich von den Mittelbereichen (42) aus nach oben erstrecken und Endflansche (50) zur Verbindung mit dem Querglied (54) aufweisen.

3. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (41) hohl sind und aus Sphäro-Gußeisen bestehen.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtigen Bereiche (44) der Arme (41) einen geschlossenen Bereich bilden und daß die vorderen Bereiche (45) und wenigstens ein Teil der mittleren Bereiche (42) einen offenen, im wesentlichen C-förmigen Querschnitt mit nach unten gerichtetem Hohlraum aufweisen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsstangen (60) am Bodenbereich der mittleren Bereiche (42) der Arme (41) befestigt und wenigstens teilweise innerhalb des Hohlraums der mittleren (42) und vorderen (45) Bereiche der Arme untergebracht sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Querglied (54) aus wenigstens zwei übereinanderliegenden Schalen (56,57) besteht.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schalen (57) Im Mittelbereich des Quergliedes (54) einen größeren Querschnitt aufweist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtung aus Gelenkverbindungen (64) mit elastischen Buchsen besteht.

9. Anordnung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System der Konstruktionselemente zwei Dreieckstangen (73) umfaßt.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System der Konstruktionselemente eine obere, längsgerichtete Drehmomentstange und eine Querstange umfaßt.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System der Konstruktionselemente eine Stabilisatorstange (68) umfaßt.

12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung angewendet ist auf die hintere Antriebsachse eines Busses.