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Aufhängung des Rahmens bei Kraftfahrzeugen mit vier voneinander unabhängig
geführten Rädern Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung des Rahmens bei
Kraftfahrzeugen mit vier voneinander unabhängig geführten Rädern, bei der das den
Rahmen tragende hintere Achsaggregat aus zwei vorzugsweise außerhalb der senkrechten
Längsmittelebene am Rahmen angelenkten und gegen diesen abgefederten, um Längsachsen
schwingenden Halbachsen besteht und der Rahmen mit dem die Vorderachse bildenden
und eine unabhängige, vorzugsweise parallele Führung der Vorderräder umfassenden
Aggregat um eine mittlereLängsachse schwingbar verbunden ist.
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Es sind Kraftfahrzeuge ähnlicher Art bekannt, bei denen ein eine unabhängige
Führung der Vorderräder umfassendes Aggregat mit dem Rahmen um eine mittlere Längsachse
schwingbar verbunden ist und die Hinterräder entweder auf einer starren Achse, welche
durch hochliegende Blattfedern mit dem Rahmen verbunden ist, oder durch in Längsrichtung
schwingende Hebel am Rahmen gelagert sind. e Im ersteren Falle ergibt sich zwar
eine hochliegende Querschwingungsachse, jedoch bedingt die Anordnung, abgesehen
von der Komplikation, einen großen Raumbedarf an der Hinterachse, wodurch der Nutzraum
wesentlich verringert wird; im letzteren Falle kann dagegen eine erhöhte Kurvenfestigkeit
nicht erreicht werden, da die Ouerschwingungsachse bei in Längsrichtung schwingenden,
die Räder tragenden Schwinghebeln in der Nähe des Erdbodens verläuft.
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Des weiteren sind schon Kraftfahrzeuge bekannt; bei welchen die Vorderräder
in zylindrischen Führungen senkrecht geführt werden, die ihrerseits an einem um
eine mittlere Längsachse des Fahrzeugs schwingenden Achsbalken angeordnet sind,
und bei welchen ferner die Hinterräder auf einer starren Achse gelagert sind. Der
Achsbalken kann jedoch in diesem Falle unter Zwischenschaltung einer eine Rückfederung
bewirkenden Gummibüchse nur um die Längsachse des Fahrzeugs ausschwingen, wobei
die Schwingbewegung durch Reibscheiben abgedämpft wird. Es wurde ferner auch vorgeschlagen,
bei ähnlichen Fahrzeugen an Stelle der hinteren Starrachse Schwinghalbachsen vorzusehen.
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Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung der Federungseigenschaften
und der Straßenlage solcher Fahrzeuge und besteht darin, daß das zwischen. Rahmen
und
Vorderachsaggregat angeordnete Gelenk als Kugelgelenk ausgebildet
ist und zwischen Rahmen und Achsaggregat nach allen Richtungen wirkende, nachgiebige,
federnde Puffer vorgesehen sind. Diese Verbindung des Achsaggregates mit dem Rahmen
hat den weiteren Vorteil, daß die Achse mit Bezug auf den Rahmen nicht nur, wie
bekannt, um eine Längsachse des Fahrzeugs ausschwingen kann, sondern daß auch die
in Fahrtrichtung wirkenden Stöße nur gedämpft auf den Rahmen übertragen werden,
da die Achse infolge der Zwischenschaltung der federnden Puffer auch in Fahrtrichtung
innerhalb gewisser Grenzen nachgeben kann. Die kugelgelenkartige Anlenkung der Achse
am Rahmen bewirkt hierbei gleichzeitig eine verringerte Beanspruchung des Rahmens
beim Überfahren von Bodenunebenheiten sowie (in an sich bekannter Weise) die Erzielung
einer trotz Parallelführung der Vorderräder hochliegenden Querneigungsachse des
Wagenkastens.
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Zweckmäßig kann das. mit dem Rahmen gelenkig verbundene Achsstück
des Vorderachsaggregates rohrförmig ausgebildet sein und die die Räder gegen das
Achsstück oder untereinander abstützenden Federn, insbesondere Schraubenfedern,
in waagerechter Lage aufnehmen. Jedoch ist die Anordnung der Federn innerhalb des
rohrförmigen Achsstückes nicht an sich Gegenstand der Erfindung. Durch geeignete
Bemessung der das Achsstück gegen den Rahmen einerseits und der die Räder gegen
das Achsstück bzw. untereinander abzustützenden Federungsglieder andererseits können
Kurvenfederung und Hindernisfederung (z. B. beim Anheben eines Rades oder beim gleichzeitigen
Anheben beider Räder) in günstigster Weise aufeinander abgestimmt «-erden.
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Zweckmäßig sind des weiteren die Mittelachsen der Dämpfungspuffer
zwischen dein Rahmen und dem Achsstück in an sich bekannter Weise im wesentlichen
tangential zu den von der Schwingungslängsachse ausgehenden Radien angeordnet.
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In der Zeichnung sind Ausführungsb°ispiele der Erfindung dargestellt.
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Abb. I zeigt eine schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen
Wagengestells mit kugelgelenkartig am Rahmen abgestütztem Vorderachsstück und hinteren
Schwinghalbachsen, wobei die Vorderräder unabhängig voneinander am Vorderachsstück
geführt und abgefedert werden.
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Abb. a zeigt die Ansicht einer Hinterachse mit seitlich neben der
Längsmittelebene des Fahrzeugs angelenkten Schwinghalbachsen und Abb. 3 die Ansicht
einer weiteren erfindungsgemäßen Vorderachsbauart mit Dämpfungseinrichtungen zwischen
Rahmen und Achse.
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Die Abb. ,4 und 5 zeigen zwei weitere beispielsweise Achsenanordnungen
getnäfl der Erfindung und Abb. G einen Schnitt nach Linie A-B der Abb. 5.
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In Abb. i ist a der Rahmen, b sind die Vorderräder,
c die Hinterräder. Die Radträger bzw. Lenkzapfen b, der Vorderräder sind hierbei
durch je zwei Lenker d,, d.= mit einem Achsstück e derart verbunden, daß sie zueinander
parallel geführt werden. Der obere Lenker ist ferner jeweils durch eine Schraubenfeder
f gegen einen am Achsstück e befestigten Lagerbock ei abgefedert. Des weiteren ist
das Achsstück ein seiner Mitte mit einem nach oben gerichteten Lagerbock E2 versehen,
an welchem der Rahmen a. mittel eines Kugelzapfens -aufgehängt ist. Die beiden Rahmenlängsträger
sind zu dieseln Zweck mit einem nach oben gekröpften Querträger a, versehen, so
daß die durch den Kugelzapfen g gegebene Drehachse des Rahmens oberhalb der Rahmenlängsträger
liegt. Um das allseitige Ausschwingen des Achsstückes e mit Bezug auf den Rahmen
zu dämpfen und zu begrenzen, sind in geeigneter Weise Gummipuffer p vorgesehen,
wie sie z. B. in Abb. 3 dargestellt und «-eiter unten noch näher beschrieben sind.
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An der Hinterachse ist an einem weiteren Querträger a2 das Ausgleichgetriebe
h starr oder .elastisch befestigt. Die Hinterräder sind hierbei auf Schwinghalbachsen
il, i2 gelagert, welche z. B. zusammen mit den Rädern um eine mittlere Längsachse
des Fahrzeugs schwingen. Jede der Halbachsen ist hierbei durch eine z. B. ungeführte
Schraubenfeder k1, l?., gegen den Rahmen, und zwar unmittelbar gegen die Rahmenlängsträger
abgefedert.
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Wie ersichtlich, ist der Rahmen nur in drei Punkten an den Achsen
aufgehängt, und zwar einmal im Punkt O an der Vorderachse mittels des Kugelzapfens
g und zweimal a n der Hinterachse in den Punkten h", und 7i , mittels der Schraubenfedern
k, und k._. 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
hierbei von O nach l', wobei P der Schnittpunkt der Schwingltalbachsen i, und i2
mit der Mittellängsebene des Fahrzeugs ist. Zweckmäßig fallen die Aelisen der Gelenke
der Schwinghalbachsen in eine Flucht mit dieser Geraden 0-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.
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Die Hinterachse kann in Verbindung z. B. mit der Ausführung nach Abb.
i gemäß der Abb. a ausgeführt werden. Die Schwinghalbachsen il und i2 sind hierbei
seitlich vom Ausgleichsgetriebegehäuse h in Zapfen n1, n2 ge-
lagert. 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 Schwinghalbachsen andererseits gelegten Geraden. Je weiter die Gelenke
% und 7L2 voneinander sich entfernen, um so lagefester wird demgemäß das Fahrzeug
gegen Querschwingungen.
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In Abb. 3 ist der Rahmen a ebenfalls durch ein Kugelgelenk g1 am Lagerbock
e2 der Vorderachse e aufgehängt. Des weiteren sind zwischen Achse und Rahmen-' z.
B. zylindrische Gummipuffer p vorgesehen, welche einerseits zwischen zwei an der
Achse befestigten Anschlägen q1, q2 mittels eines Bolzens r eingespannt und andererseits
innerhalb der Bohrung eines am Rahmen. befestigten Bockes a gelagert sind. Zweckmäßig
ist hierbei der Gummipuffer auf seiner Umfangsfläche an den Lagerbock s anvulkanisiert.
Die Gummipuffer sind ferner derart angeordnet, daß ihre Mittelachse bzw. diejenige
der Bolzen y tangential zu den vom Kugelgelenk g1 aus gezogenen Radien verlaufen.
Bei einem Schwingen des Rahmens um das Kugelgelenk g1 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
g1 verlaufende senkrechte Achse zu drehen suchen. Hierdurch werden einerseits die
in Fahrtrichtung wirkenden Stöße abgedämpft und andererseits 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
Rahinen und Achse, z. B. unterhalb der Rahmenlängsträger gemäß Abb. i angeordnete,
am Rahmen oder an der Achse befestigte Gummipuffer, durch welche die relative Ausschwingang
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 f, erfolgt,
ist wieder unabhängig vom Rahmen, d. h. die Räder können nach oben- durchschwingen,
ohne hierbei zwangsläufig den Rah .men . zu belasten. Die Federkräfte «-erden 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.
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In der Ausführung nach 2,bb.4 sind zwischen Rahmen a und der mit diesem
wieder bei g kugelgelenkig verbundenen Achse Federn, z. B. angeführte Schraubenfedern
t zwischengeschaltet, wührend d ie Abfederung der Räder z. B. jeweils durch eine
im Innern der rohrförmigen Achse angeordnete und durch einen Arm des unteren Lenkers
d2 betätigte Schraubenfeder f2 erfolgt. Wird eine möglichst verwindungsfreie Lagerung
des Rahmens gewünscht, so sind besonders weiche Federn t vorzusehen. Für eine besonders
lagefeste Verbindung zwischen Achse und Rahmen sind dagegen verhältnismäßig'harte
Federn t vorteilhaft, welche z. B. auch relativ härter als die Federn f2 sein können.
Die Abstützung der Achse in Längsrichtung kann in beliebiger geeigneter Weise erfolgen.
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Eine andere Ausführung zeigen ferner schematisch noch die Abb.5 und
6. Die Räder b werden in diesem Falle mittels der kolbenartigen Lenkzapfen b2 in
Zylindern e3 der Achse e geführt und in diesen durch Federn f3 abgefedert. Die gesamte
Achse ist hierbei wieder mittels Kugelgelenkes g an den Querträger a1 des Rahmens
aufgehängt. Beiderseits der Mittellängsebene des Fahrzeuges ist die Achse zwischen
je zwei z. B. oberhalb der Rahmenlängsträger angeordneten Gummipuffern u1,
arg eingeklemmt, welche die Achse von vorn bzw. hinten teilweise umgreifen
und: dadurch die Schwingbewegung zwischen Rahmen und Achse mehr oder weniger stark
bremsen bzw. elastisch auffangen.
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Die Ausführungsbeispiele könnten noch beliebig vermehrt werden. Ferner
könnten in jedem Falle beliebige Federungselemente -z. B. Blattfedern, Schraubenfedern,
Gummifederungen, hydraulische Federungen usw. -einerseits für die Abfederung der
Räder gegen die Achse sowie auch andererseits für die Abstiitzung des Rahmens gegen
die Achse vorgesehen werden. Statt. der Führung der Vorderräder mittels Lenker oder
Zylinderführungen könnten auch Blattfedern, Schwinghalbachsen, in Längsebenen schwingende
Hebel o. dgl. verwendet werden. Die Achsanordnungen
der Vorderachse
lassen sich gegebenenfalls auch für Hinterachsen verwenden.