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Dokumentenidentifikation DE2800043C2 07.07.1988
Titel Vorrichtung zur federnden Aufhängung von Achsen, insbesondere Starrachsen, am Rahmen von Fahrzeugen
Anmelder Alfred Knetsch & Sohn, 5900 Siegen, DE
Erfinder Knetsch, Gerhard, 5900 Siegen, DE
Vertreter Hemmerich, F., 4000 Düsseldorf; Müller, G., Dipl.-Ing.; Große, D., Dipl.-Ing., 5900 Siegen; Pollmeier, F., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 4000 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 02.01.1978
DE-Aktenzeichen 2800043
Offenlegungstag 12.07.1979
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.07.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.07.1988
IPC-Hauptklasse B60G 9/02
IPC-Nebenklasse B60G 3/14   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur federnden Aufhängung von Achsen, insbesondere Starrachsen, am Rahmen von Fahrzeugen, die eine mit ihrem einen Ende auf einem horizontalen Gelenkbolzen des Rahmens gelagerte Schwingen aufweist, deren anderes Ende über ein Federelement am Rahmen abgestützt ist, wobei die Schwinge aus zwei teilweise ineinandergeschobenen Teilstücken besteht, die im Bereich zwischen dem Gelenkbolzen und dem Federelement durch Zwischenglieder, insbesondere Gummielemente, relativ zueinander drehelastisch miteinander verbunden sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (Firmendruckschrift "Ridewell's Air-Ride-Modell-221") setzt sich die Schwinge aus dem eigentlichen Lagerarm sowie einer Trag- und Stützkonstruktion zusammen, an welcher einerseits die Achse aufgehängt ist und auf der andererseits das Federelement abgestützt wird.

Die Verbindung zwischen dem Lagerarm sowie der Trag- und Stützkonstruktion wird über zwei als Schrauben ausgebildete Streckbolzen und diesen zugeordnete elastische Zwischenglieder, insbesondere Gummielemente, bewirkt. Der eine Steckbolzen mit dem zugehörigen elastischen Zwischenglied ist dabei im Bereich zwischen der Achsaufhängung und dem das Federelement tragenden Sattel vorgesehen, während sich der andere Steckbolzen mit dem zugehörigen elastischen Zwischenglied an einer Stelle befindet, die zwischen der Achsaufhängung und der rahmenseitigen Lagerstelle der Schwinge liegt.

Die beiden Steckbolzen und die ihnen zugeordneten elastischen Zwischenglieder liegen dabei parallelachsig zur Fahrzeugachse und zur rahmenseitigen Anlenkstelle der Schwinge.

Diese Ausgestaltung der bekannten Aufhängevorrichtung für Fahrzeugachsen hat jedoch verschiedene Nachteile.

So wirkt es sich ungünstig aus, daß bei kurzzeitigen, aber sehr hohen Belastungen, wie sie bspw. bei Fahrten durch tiefe Schlaglöcher auftreten, die an der Schwinge wirksam werdenden Zugkräfte nur zu einem geringen Teil in die Federelemente abgeleitet werden, während der größte Zugkraftanteil auf die rahmenseitige Anlenkstelle der Schwinge einwirkt. Dieser Nachteil resultiert in der Hauptsache aus dem relativ großen Abstand der in die Schwinge eingeschalteten elastischen Zwischenglieder voneinander.

Ein anderer Nachteil der bekannten Aufhängevorrichtung ist darin zu sehen, daß das - auch bei Fahrten auf guter Fahrbahn - auftretende Nickmoment der Achse um den Achsmittelpunkt nur zu einem geringen Teil von den elastischen Zwischengliedern aufgenommen werden kann, weil die beiden mit großem Abstand hintereinanderliegenden elastischen Zwischenglieder und die zugeordneten Steckbolzen jeweils eine sowohl parallel zur Fahrzeugachse als auch parallel zur rahmenseitigen Aufhängung der Schwinge gerichtete Einbaulage haben. Daher verhält sich die bekannte Aufhängevorrichtung verhältnismäßig starr, d. h., die auftretenden Nickmomente werden kaum gedämpft.

Schließlich hat sich der relativ große Abstand zwischen den beiden in die Schwinge eingeschalteten elastischen Zwischengliedern auch insofern noch als nachteilig erwiesen, als er bei Kurvenfahrten, und zwar insbesondere bei hoher Beladung des Fahrzeuges, eine starke Seitenneigung des Aufbaues zuläßt und damit die Straßenlage des Fahrzeuges beeinträchtigt. Die hierbei auftretenden Torsionskräfte an der Schwinge können durch die eigenartige Anordnung der elastischen Zwischenglieder nur in unzulänglicher Weise beherrscht werden, d. h. die Torsionskräfte lassen sich nur in geringem Umfang elastisch abfangen.

Zweck der Erfindung ist es, die angegebenen Nachteile der bekannten Aufhängevorrichtungen zu beseitigen. Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur federnden Aufhängung von Achsen, insbesondere Starrachsen, am Rahmen von Fahrzeugen zu schaffen, bei welcher nicht nur die auf die rahmenseitige Aufhängung der Schwinge einwirkenden Zugkräfte auf ein Minimalmaß verringert werden, sondern auch gute Dämpfungseigenschaften hinsichtlich des Nickmomentes der Fahrzeugachse und bezüglich der Torsionskräfte an der Schwinge erreichbar sind.

Die Lösung dieses komplexen Problems wird nach der Erfindung auf einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 1, nämlich dadurch erreicht, daß die beiden Teilstücke der Schwinge aus koaxialen Rohren bestehen, daß die Zwischenglieder im Bereich zwischen der Achsaufhängung und dem Gelenkbolzen angeordnet sind, und daß die beiden Zwischenglieder mit sich kreuzender Lage in verschiedenen Aufnahmen des inneren Rohres sitzen.

Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung die beiden Rohre mit radialem Spiel ineinandergreifen.

In vielen Fällen kann es ferner zweckmäßig sein, wenn nach einem weiteren Erfindungsmerkmal der maximale Verdrehwinkel der beiden Rohre zueinander um die gemeinsame Längsachse durch Anschläge begrenzt wird.

Eine baulich besonders einfache Ausgestaltung der Aufhängevorrichtung läßt sich erfindungsgemäß erreichen, wenn die Zwischenglieder aus radial zum Querschnitt der beiden Rohre angeordneten elastischen Buchsen bestehen, die in einer sie umfassenden Aufnahme, z. B. einem Auge, des einen Rohres sitzen und jeweils von einem in den Wänden des anderen Rohres abgestützten radialen Bolzen durchgriffen sind. Hierbei ist es ferner wichtig, daß die beiden Zwischenglieder mit geringem Abstand hintereinander in den verschiedenen Aufnahmen des inneren Rohres sitzen und die sie durchgreifenden Bolzen als im äußeren Rohr verankerte Steckschrauben ausgebildet sind.

Besonders günstige Wirkungsergebnisse stellen sich gemäß der Erfindung dann ein, wenn das dem Gelenkbolzen der rahmenseitigen Aufhängung näher liegende Zwischenglied mit zum Gelenkbolzen achsparalleler Lage und das der Aufhängung näher liegende Zwischenglied mit zur Bewegungsebene der Schwinge paralleler Achslage den beiden Rohren zugeordnet ist.

Ferner hat sich als empfehlenswert gezeigt, wenn der einerseits die Achsaufhängung bildende und andererseits das Federelement tragende Sattel starr mit dem vom Gelenkbolzen der rahmenseitigen Aufhängung entfernt liegende Rohr verbunden ist.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens das Außenrohr, vorzugsweise aber beide Rohre der Schwinge als Vierkant- oder Rechteckrohre ausgebildet ist bzw. sind. In diesem Falle kann es sich als sinnvoll erweisen, daß Eckenmaß des Innenrohres größer als das lichte Kantenmaß des Außenrohres zu bemessen, wobei die Ecken des Innenrohres mit den Innenflächen des Außenrohres die den maximalen Verdrehwinkel begrenzenden Anschläge bilden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend ausführlich erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur federnden Aufhängung von Achsen an Rahmen von Fahrzeugen,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 in größerem Maßstab einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1 und

Fig. 5 in größerem Maßstab einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 1.

In Fig. 1 der Zeichnung ist durch gestrichelte Linien der Fahrzeugrahmen 1 angedeutet. An diesem Fahrzeugrahmen 1 ist eine Konsole 2 starr befestigt, in welcher ein Gelenkbolzen 3 so gehalten wird, daß er sich in begrenztem Maße in Vertikalrichtung ein- und feststellen läßt.

Auf dem Gelenkbolzen 3, der sich in Horizontalrichtung erstreckt, ist mit ihrem einen Ende eine Schwinge 4 in einer Vertikalebene schwenkbar aufgehängt, und zwar so, daß sie vom Gelenkbolzen 3 weg mit verhältnismäßig steiler Neigung nach abwärts gerichtet ist. Das freie Ende der Schwinge 4 ist starr mit einer Trag- und Stützkonstruktion 5 verbunden, die einerseits einen Sattel 6 für das Federelement 7 bildet, welches wiederum am Fahrzeugrahmen 1 aufgehängt ist.

Andererseits wird an der Trag- und Stützkonstruktion 5 der Schwinge 4 auch die Aufhängevorrichtung 8 für die Fahrzeugachse 9 verankert.

Die Schwinge 4 ist aus zwei Rohren 10 und 11 zusammengesetzt, die, wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, teilweise koaxial ineinandergeschoben sind. Die ineinandergeschobenen Abschnitte der beiden Rohre 10 und 11 liegen dabei zwischen der Fahrzeugachse 9 und dem Gelenkbolzen 3, durch welchen die Schwinge 4 an der Konsole 2 des Fahrzeugrahmens 1 aufgehängt ist.

Zwischen den ineinandergeschobenen Abschnitten der beiden Rohre 10 und 11 ist allseitig ein Spiel vorgesehen, wie das den Fig. 3 bis 5 entnommen werden kann.

Die beiden Rohre 10 und 11 sind durch zwei als Schrauben ausgebildete Steckbolzen 13 und 14 miteinander verbunden, welche sich radial durch die Rohrquerschnitte erstrecken und sich im rechten Winkel kreuzend mit verhältnismäßig geringem Abstand 15 hintereinander angeordnet sind.

Jeder der beiden Steckbolzen 13 und 14 ist dabei in den sich gegenüberliegenden Wänden des Außenrohres 11 abgestützt und durchsetzt ein elastisches Zwischenglied 16 bzw. 17. Diese elastischen Zwischenglieder 16 und 17 sind dabei vorzugsweise als elastische Buchsen in Form von Gummielementen ausgebildet, die in einer sie umfassenden Aufnahme 18 bzw. 19 in Form eines Auges sitzen und sich radial im Querschnitt der beiden Rohre erstrecken.

Mit Hilfe der Steckbolzen 13 und 14 sowie der elastischen Gummielemente 16 und 17 wird eine praktisch in allen Richtungen elastische Bindung zwischen den beiden Rohren 10 und 11 hergestellt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Steckbolzen 13 und das Gummielement 16, welche dem Gelenkbolzen 3 näherliegen, eine parallel zu diesem Gelenkbolzen 3 gerichtete Achslage haben, während der Steckbolzen 14 und das Gummielement 17, die der Fahrzeugachse 9 näherliegen, eine parallel zur Bewegungsebene der Schwinge 4 gerichtete Achse aufweist.

Wenn auch übliche runde Rohre einen geringen Gestellungsaufwand bedingen hat es sich doch als vorteilhaft erwiesen, die Rohre 10 und 11 der Schwinge 4 mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt auszuführen, wobei das Eckenmaß 20 des Innenrohres 10 größer zu wählen ist als das lichte Kantenmaß 21 des Außenrohres 11. Hierdurch wird nämlich erreicht, daß die Ecken des Innenrohres 10 mit den Innenflächen des Außenrohres 11 Anschläge bilden, die den maximalen Verdrehwinkel der beiden Rohre 10 und 11 um die gemeinsame Längsachse begrenzen.

Durch diese Ausgestaltung der Schwinge 4 ergeben sich verschiedene Formteile. So werden bei kurzzeitigen, ab sehr hohen Belastungen, wie sie beispielsweise bei Fahrten durch tiefe Schlaglöcher auftreten, die auf die Schwinge 4 einwirkenden Zugkräfte zum größten Teil von den Federelementen 7 abgefangen, d. h., der die Aufhängung der Schwinge 4 am Fahrzeugrahmen 1 bildende Gelenkbolzen 3 wird weitgehend von diesen Zugkräften entlastet.

Bei Fahrten auf guter Fahrbahn wirkt sich die elastische Verbindung zwischen den beiden Rohren 10 und 11 durch die in geringem Abstand 15 hintereinanderliegenden Gummielemente 16 und 17 insoweit günstig aus, als ein großer Anteil des Nickmomentes der Fahrzeugachse 9 um den Achsmittelpunkt elastisch aufgefangen und damit gedämpft wird.

Schließlich können die bei Kurvenfahrten und hoher Beladung des Fahrzeuges an der Schwinge 4 wirksam werdenden Torsionskräfte durch den geringen Abstand 15 der Gummielemente 16 und 17 besser beherrscht werden, so daß die Seitenneigung des Fahrzeugaufbaues vermindert und dadurch die Straßenlage verbessert wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur federnden Aufhängung von Achsen, insbesondere Starrachsen, am Rahmen von Fahrzeugen, die eine mit ihrem einen Ende auf einem horizontalen Gelenkbolzen des Rahmens gelagerte Schwinge aufweist, deren anderes Ende über ein Federelement am Rahmen abgestützt ist, wobei die Schwinge aus zwei teilweise ineinandergeschobenen Teilstücken besteht, die im Bereich zwischen dem Gelenkbolzen und dem Federelement durch Zwischenglieder, insbesondere Gummielemente, relativ zueinander drehelastisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilstücke der Schwinge (4) aus koaxialen Rohren (10, 11) bestehen, daß die Zwischenglieder (13, 16 und 14, 17) im Bereich zwischen der Achsaufhängung (8, 9) und dem Gelenkbolzen (3) angeordnet sind, und daß die beiden Zwischenglieder (13, 16 und 14, 17) mit sich kreuzender Lage in verschiedenen Aufnahmen (18 bzw. 19) des inneren Rohres (10) sitzen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohre (10, 11) mit radialem Spiel (12) ineinandergreifen.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Verdrehwinkel der beiden Rohre (10, 11) um die gemeinsame Längsachse durch Anschläge begrenzt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglieder (16, 17) aus radial zum Querschnitt der beiden Rohre (10, 11) angeordnete elastische Buchsen bestehen, die in einer sie umfassenden Aufnahme (18 bzw. 19) z. B. einem Auge, des einen Rohres (10) sitzen und jeweils von einem in den Wänden des anderen Rohres (11) abgestützten radialen Bolzen (13 bzw. 14) durchgriffen sind.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zwischenglieder (16 und 17) mit geringem Abstand hintereinander im inneren Rohr (10) sitzen und die sie durchgreifenden Bolzen (13 bzw. 14) als im äußeren Rohr verankterte Steckschrauben ausgebildet sind.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Gelenkbolzen (3) näher liegende Zwischenglied (16) mit zum Gelenkbolzen (3) achsparalleler Lage und das der Achsaufhängung (8, 9) näher liegende Zwischenglied (17) mit zur Bewegungsebene der Schwinge (4) paralleler Achslage den beiden Rohren (10, 11) zugeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der einerseits die Achsaufhängung (8, 9) bildende und andererseits das Federelement (7) tragende Sattel (5, 6) starr mit dem vom Gelenkbolzen (3) entfernt liegenden Rohr (11) verbunden ist.
  8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Außenrohr (11), vorzugsweise aber beide Rohre (10 und 11) der Schwinge (4) als Vierkant- oder Rechteckrohre ausgebildet ist bzw. sind.
  9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Eckenmaß (20) des Innenrohres (10) größer als das lichte Kantenmaß (21) des Außenrohres (11) ist, wobei die Ecken des Innenrohres (10) mit den Innenflächen des Außenrohres (11) die den maximalen Verdrehwinkel begrenzenden Anschläge bilden.






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