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Dokumentenidentifikation DE69626421T2 27.11.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0880440
Titel GELENKRADAUFHÄNGUNG
Anmelder The Boler Co., Itasca, Ill., US
Erfinder WALLACE, A., Gareth, Palos Heights, US;
LIE, T., Tjong, Naperville, US;
KEELER, J., Michael, Canton, US;
GOTTSHALK, Michael, New Philadelphia, US;
RAMSEY, John, Canton, US;
HATCH, Allen, Chicago, US;
HOLUM, S., Richard, Westmont, US;
VAN BREEMEN, A., Charles, Glen Ellyn, US
Vertreter LEINWEBER & ZIMMERMANN, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69626421
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.11.1996
EP-Aktenzeichen 969427913
WO-Anmeldetag 21.11.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/18709
WO-Veröffentlichungsnummer 0097030860
WO-Veröffentlichungsdatum 28.08.1997
EP-Offenlegungsdatum 02.12.1998
EP date of grant 26.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.11.2003
IPC-Hauptklasse B60G 11/26
IPC-Nebenklasse B60G 9/02   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem für motorisierte Räderfahrzeuge und insbesondere ein Aufhängungssystem, das neue und verbesserte Steuerstangen-Gelenkskonfigurationen umfasst.

2. Erläuterungen

Die vorliegende Erfindung ist besonders in der Schwerlaster- und Sattelschlepperindustrie von Nutzen. In diesem Industriezweig ist die Verwendung von Luft-Aufhängungssystemen aufgrund ihrer weicheren Fahrmerkmale sehr verbreitet. Manchmal werden bei diesen Aufhängungen auch zu Luftfedern äquivalente Vorrichtungen verwendet, wie etwa Hydraulikzylinder mit Akkumulatoren. Allgemein verbreitete Luft- Aufhängungssysteme verwenden üblicherweise Längslenker, auch Haupttragelemente genannt, die starr mit den Fahrzeugachsen verbunden sind, um die Fahrzeugrahmen auf den Fahrzeugrädern zu stützen. Die Längslenker sind schwenkbar mit einem Ende des Fahrzeugrahmens verbunden, wobei Luftfedern zwischen den Rahmen und dem anderen Ende der Längslenker montiert sind.

Die Längslenker können die Form von doppelbögigen Z-Federn besitzen. Die US Patente Nr. 4.693.486, 3.547.215, 4.858.949 und 5.346.247 bieten Beispiele für solche Längslenker-Aufhängungen. Andererseits kann der Längslenker in manchen gängigen Bauformen auch die Form einer geraden Blattfeder besitzen.

Z-Federn erhöhen das Gewicht von Längslenker-Luftaufhängungen beträchtlich. Typischerweise wiegen Z-Federn etwa je 60 Pfund. Außerdem ist die relativ große Materialmenge, die für die Herstellung von Z-Federn notwendig ist, kostenspielig und die Größe der Z-Federn nimmt einen großen Teil des Platzes unter einem Fahrzeug ein. Die Verwendung von Z-Federn kann außerdem die Verwendung von zusätzlichen Komponenten erfordern, die weiteres Gewicht hinzufügen.

Offenbarungen nach dem Stand der Technik umfassen US-A-2300844, wo die hinteren Enden der Chassis-Seitenelemente vor der Aufhängungsbefestigung eine Krümmung nach oben beschreiben. Die oberen und unteren Verbindungsstücke zwischen Chassis und Achse konvergieren nach vorne (in einer vertikalen Ebene), um eine Wippachse bereitzustellen, die nach vorne und nach unten geneigt ist. In einer Ausführungsform erstrecken sich zwei untere Verbindungsstücke horizontal von Auflagen neben der unteren Ebene des Chassis-Seitenelements zurück zu Auflagen auf dem Achsengehäuse. Federn erstrecken sich von der Mitte der unteren Verbindungsstücke hinauf zu höher gelegenen hinteren äußeren Enden der Chassis- Seitenelemente. Die oberen Steuerverbindungsstücke erstrecken sich von einem Chassis-Querelement in einem konvergenten 'V' (im Grundriss) nach hinten und neigen sich nach oben zu einer Drehverbindung am oberen Teil einer mittigen Achsenhalterung. In einer zweiten Ausführungsform erstrecken sich die unteren Verbindungsstücke auf der unteren Ebene von Drehgelenken auf den Chassis- Elementen nach hinten und steigen leicht zurück zu Drehverbindungen auf dem Achsengehäuse nach oben. Die oberen Verbindungsstücke steigen steiler nach oben an, und zwar von den jeweiligen Drehgelenken auf den Chassis-Seitenelementen zurück zu den Drehzapfen auf der mittigen Achsenhalterung. Die Federn sind zwischen Stangen auf dem Achsengehäuse und Eckstücken in der oberen (hinteren) Ebene der Chassis-Seitenelemente befestigt.

In US-A-2903256, auf dem die zweiteilige Form von Anspruch 16 basiert, sind die oberen und unteren Längslenker nach hinten leicht nach unten geneigt und schwenkbar am oberen und unteren Ende der Achsenhalterungskomponenten befestigt. Das obere Verbindungsstück ist eine einzelne Längslaufstange, die in der Mitte eines Chassis-Querelements befestigt ist; die unteren Verbindungsstücke sind an Hängelager-Auflagen auf den Rahmenseitenelementen befestigt.

Die Aufhängungsfrequenz eines Aufhängesystems hat Auswirkungen auf die Fahrqualität eines Lkws. Eine Aufhängung mit hoher Aufhängungsfrequenz ist von Natur aus steifer und überträgt Eingangsgrößen wie etwa Straßenunebenheiten auf den Rahmen. Die hohe Steifigkeit solch einer Aufhängung bedeutet auch, dass die Bewegung der Aufhängungskomponenten als Reaktion auf die Eingangsgrößen minimal ist. Die Bewegung der Aufhängungskomponenten isoliert die aus den Straßen-Eingangsgrößen resultierende Energie. Je mehr sich Aufhängungskomponenten als Reaktion auf eine Eingangsgröße bewegen, desto mehr Energie wird isoliert oder verbraucht. Die überschüssige Energie, die nicht von der Hochfrequenzaufhängung isoliert oder verbraucht wird, wird auf die Karosserie des Lkws übertragen und zeigt sich als Vibration und schlechte Fahrqualität. Im Gegensatz dazu weist eine Niederfrequenzaufhängung Komponenten auf, die sich bei einer Eingangsgröße freier bewegen, wenn sie Eingangsgrößen ausgesetzt werden. Dadurch wird mehr Energie isoliert oder verbraucht, was zu weniger Vibrationen und einer weicheren Fahrqualität führt.

Längslenker-Aufhängungen, wie jene, die in Fig. 1 dargestellt sind, sind drehmoment-reaktiv. Aufgrund der Verwendung stärkerer Motoren und der Fortschritte in der Motorentechnik, ist die Drehmomentabgabe von Schwerlaster-Motoren gestiegen. Dieser Anstieg hat die Probleme von Kardanwellen-Vibrationen und Radschwingungen in Zusammenhang mit den drehmoment-reaktiven Laufträger- Aufhängungen verschlimmert. Wenn ein erhöhtes Drehmoment auf den Antriebstrang eines Lkws, der mit solch einer drehmoment-reaktiven Aufhängung ausgestattet ist, wirkt, etwa während der Beschleunigung, dann wird der Rahmen des Lkws angehoben und entfernt sich von der Antriebsachse. Dieses Phänomen ist in dem Gebiet der Erfindung als "Rahmenanhebung" bekannt und führt zu den Kardanwellen-Vibrationen und den Radschwingungen.

Längslenker-Aufhängungen, die steif an die Achse geklemmt sind, verdrehen als Reaktion auf Unebenheiten auf der Straßenoberfläche, die während der Fahrt auf einer Seite des Fahrzeuges auftreten, häufig das Achsengehäuse. Diese Verdrehung des Achsengehäuses hebt meist die Reifen auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeuges vom Boden ab, manchmal so weit, dass die Zugkraft verloren geht.

Die Achsenverdrehung ist auch für die Lebensdauer der Achse von Nachteil. Folglich benötigen einige Lkw- und Sattelschlepper-Hersteller schwerere Achsengehäuse bei Längslenker-Luftaufhängungen, wodurch das Gewicht der Achse erhöht wird.

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Luft- oder Hydraulik- Aufhängungssystem bereitzustellen, das Gewicht und Platz spart und die Kosten senkt, indem keine Z-Federn und ähnliche Längslenker und dazugehörende Komponenten verwendet werden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Luft- oder Hydraulikaufhängung, die eine niedrige Aufhängungsfrequenz aufweist.

Außerdem ist es ein Ziel der Erfindung, eine Aufhängung bereitzustellen, die mehr Reifentraktion aufrechterhält, wenn Oberflächenunebenheiten auftreten.

Und schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, die Achsenverbindung zu verbessern und so die Lebensdauer der Achse zu erhöhen.

Die vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 und 15 in zwei Aspekten dargelegt und betrifft ein Aufhängungssystem zum Tragen eines Fahrzeug-Chassis auf einer Achse. In manchen Ausführungsformen umfassen die Seiten der Fahrzeug-Aufhängung das Folgende. Ein Hängelager ist an einem Chassis-Seitenrahmenelement befestigt. Ein Achsensitz ist an der Achse befestigt. Eine untere Steuerstange ist an ihrem vorderen Ende schwenkbar mit dem Hängelager und an ihrem hinteren Ende schwenkbar mit dem Achsensitz verbunden, so dass die untere Steuerstange so geneigt ist, dass ihr vorderes Ende wesentlich höher liegt als ihr hinteres Ende. Eine Auflage zur Befestigung der oberen Steuerstange am Rahmen ist ebenfalls mit dem Chassis-Seitenrahmenelement verbunden. Eine Achsenhalterung ist auf der Oberseite der Achse auf halbem Weg zwischen den Enden der Achse befestigt. Eine obere Steuerstange ist an ihrem vorderen Ende schwenkbar mit der Auflage und an ihrem hinteren Ende schwenkbar mit der Achsenhalterung verbunden und kann in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene liegen. Die untere Steuerstange und die obere Steuerstange liegen an ihren vorderen Enden vertikal wesentlich näher beieinander als an ihren hinteren Enden. Ein Federmittel, wie etwa eine Luftfeder, ein Hydraulikzylinder mit einem Akkumulator, eine elastomere Feder oder eine mechanische Feder, wird zwischen dem Achsensitz und dem Chassis-Rahmenelement montiert.

In alternativen Ausführungsformen werden die zwei oberen Steuerstangen durch eine einzelne obere Längs-Steuerstange ersetzt, die entweder mit einer einzelnen quergerichteten oberen Steuerstange oder einer Watt-Verbindung kombiniert ist. In beiden Ausführungsformen können die oberen Längs-Steuerstangen in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene liegen, so dass sie und die unteren Steuerstangen an ihren vorderen Enden vertikal wesentlich näher beieinander liegen als an ihren hinteren Enden.

Um das Wesen und den Schutzumfang der Erfindung besser zu verstehen, werden im Folgenden einige Ausführungsformen in Bezug auf die beiliegenden Ansprüche und Zeichnungen im Detail beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein seitlicher Aufriss einer drehmoment-reaktiven Lkw-Längslenkeraufhängung nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Aufhängung gemäß vorliegender Erfindung, die Luftfedern und eine obere Achsenhalterung mit einer Bolzen-und-Laufbuchsen-Anordnung umfasst;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Aufhängung von Fig. 2;

Fig. 4 ist ein seitlicher Aufriss der Aufhängung von Fig. 2;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Aufhängung gemäß vorliegender Erfindung, die Luftfedern, eine Achsenhalterung mit einer Kugelzapfen-Anordnung und einen Querkanal umfasst;

Fig. 6 ist ein seitlicher Aufriss der Aufhängung von Fig. 5;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Aufhängung gemäß vorliegender Erfindung, die Hydraulikzylinder umfasst;

Fig. 8 ist ein seitlicher Aufriss der Aufhängung von Fig. 7;

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die oberen Steuerstangen in der Aufhängung von Fig. 2 durch eine obere Längs- Steuerstange und einer obere Quer-Steuerstange ersetzt sind;

Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die oberen Steuerstangen in der Aufhängung von Fig. 2 durch eine obere Längs- Steuerstange und eine quergerichtete Watt-Verbindung ersetzt sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Bezug auf Fig. 1 wird durch 5 allgemein eine typische drehmoment-reaktive Längslenker-Aufhängung bezeichnet, die den hinteren Teil eines Fahrzeugs, wie etwa eines Lkws auf durch 6 bezeichneten Bodenrädern, die an gegenüberliegenden Seiten einer durch 7 bezeichneten Antriebsachse montiert sind, trägt. Der Begriff "Antriebsachse" bezeichnet hierin sowohl die Antriebsachse selbst als auch das Antriebsachsengehäuse. Die Komponenten der Aufhängung 5 sind auf beiden gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs dieselben. Der Rahmen oder das Chassis des Fahrzeugs wird durch das sich längs erstreckende Seitenrahmenelement 8 dargestellt.

Die Befestigungsauflage 10 ist auf geeignete Weise an der Außenseite des Seitenrahmenelements 8 montiert, so dass es das vordere Ende der Z-Feder 11 aufnimmt und trägt, so dass die Z-Feder 11 sich im Allgemeinen um den Punkt 13 dreht. Die Z-Feder 11 ist mittels einer herkömmlichen Achsen-Befestigungsanordnung, die durch 15 bezeichnet wird, auf der Antriebsachse montiert. Eine Luftfeder 17 ist an ihrem unteren Ende an den Querkanal 18 geschraubt, der wiederum an das Längslenker-Ende der Z-Feder 11 geschraubt ist, und an ihrem oberen Ende an das Seitenrahmenelement 8. Der Stoßdämpfer 19 ist auf ähnliche Weise zwischen dem Längslenker-Ende der Z-Feder und dem Seitenrahmenelement 8 montiert. Die vertikale Linie a-a durchschneidet den Drehpunkt 13, während die vertikalen Linien b-b und c-c die Achse 7 bzw. die Luftfeder 21 durchschneiden. Das Fahrzeug-Chassis, das durch das Seitenrahmenelement 8 dargestellt wird, ruht durch die Z-Feder 11, die mit der Auflage 10, der Luftfeder 17 und dem Stoßdämpfer 21 zusammenwirkt, federnd auf der Antriebsachse 7 und dem Bodenrad 6.

Die Aufhängungsfrequenz einer Längslenker-Luftaufhängung wird wie folgt berechnet:

Aufhängungsfrequenz = · Luftfederungsfrequenz In dieser Gleichung ist das Gelenksverhältnis = A/B, worin in Bezug auf Fig. 1A = der horizontale Abstand zwischen dem Aufhängungs-Drehpunkt 13 und der Luftfeder 17, d. h. der horizontale Abstand zwischen Linie a-a und Linie c-c, ist, und B = der horizontale Abstand zwischen dem Aufhängungs-Drehpunkt 13 und der Achse 7, d. h. der horizontale Abstand zwischen Linie a-a und Linie b-b, ist.

Es ist anzumerken, dass dieselbe Gleichung für eine Aufhängung verwendet werden könnten, bei der alternative Federmittel anstelle der Luftfedern eingesetzt werden.

Ein typischer Wert für die Luftfederungsfrequenz ist 1,2 Zyklen/Sekunde (Hz), während ein typischer Wert für das Gelenksverhältnis 1,76 ist. In Bezug auf die oben gegebene Gleichung folgt daraus, dass ein niedrigeres Gelenksverhältnis zu einer niedrigeren Aufhängungsfrequenz führen würde. In der Automobilindustrie wird im Allgemeinen eine Aufhängungsfrequenz von etwa 1,0 Hz angestrebt. Herkömmliche Aufhängungsformen, wie jene, die in Fig. 1 dargestellt ist, konnten dieses Ziel aufgrund ihres Gelenksverhältnisses nicht erreichen. Außerdem erhöht bei solchen Aufhängungen auch die Flexibilität der Z-Federn die Aufhängungsfrequenz.

Um mit der Aufhängung von Fig. 1 ein Gelenksverhältnis zu erhalten, das näher bei 1,0 liegt, wäre es notwendig, den Drehpunkt 13 horizontal von der Achse 7 und der Luftfeder 21 wegzubewegen. Das würde eine längere Z-Feder 11 erfordern, die das Gewicht und die Kosten erhöhen würde. Außerdem würde die erweiterte Z-Feder mehr Platz einnehmen, und die Länge der Erweiterung wäre durch andere Fahrgestellkomponenten wie etwa die vordere Aufhängung und die Kraftstofftankhalterung beschränkt.

In Bezug auf Fig. 2 wird durch 21 allgemein eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Die Aufhängung stützt ein Fahrzeug, wie etwa einen Lkw, auf durch 23 bezeichneten Bodenrädern ab, die an den Enden einer durch 25 bezeichneten Antriebsachse montiert sind. Die Komponenten der Aufhängung 21 sind auf beiden gegenüberliegenden Seiten dieselben. Der Rahmen des Fahrzeugs wird durch das sich längs erstreckende Seitenrahmenelement 27 dargestellt. Es ist zu beachten, dass die Aufhängung von Fig. 2 einen oberen und einen unteren Drehpunkt auf der Achse aufweist. Außer dass sie Kosten und Gewicht spart, indem keine Z-Feder verwendet wird, ist bei dieser Anordnung die Aufhängung von Fig. 2 nicht drehmoment-reaktiv. Die Anordnung erlaubt außerdem eine Verschiebung der Aufhängung, wenn ein Reifen auf eine Bodenwelle trifft, die unabhängiger von der gegenüberliegenden Seite der Aufhängung ist. Das vermindert die Verdrehung der Achse, wodurch die Reifentraktion auf der gegenüberliegenden Seite der Aufhängung verbessert wird.

Die Hängelager 29 sind auf geeignete Weise auf der Außenseite des Seitenrahmenelements 27 montiert, so dass sie schwenkbar mit den vorderen Enden der unteren Steuerstangen 31 verbunden sind. Die hinteren Enden der Steuerstangen 31 sind schwenkbar mit den Achsensitzen 33 verbunden, so dass die Steuerstangen 31, wie in Fig. 4 dargestellt, geneigt sind. Die ideale Ausrichtung der unteren Steuerstangen 31 ist so, dass ihre hinteren Enden durch Bögen führen, die, wenn sie verlängert würden, durch eine horizontale Linie gingen, die durch den Verbindungspunkt 34 und senkrecht zum Seitenrahmenelement 27 verläuft. Diese Ausrichtung minimiert die Auswirkungen, welche die Aufhängung während der Auslenkung auf den Antriebsachsen-Ritzelwechsel hat. Die Drehverbindungen sind so angeordnet, dass die unteren Steuerstangen 31 in einer vertikalen Ebene parallel zu den Seitenrahmenelementen 27 geschwenkt werden.

Wie Fig. 4 zeigt, ist die Achse 25 durch Achsenbefestigungsanordnungen, die durch 35 allgemein bezeichnet werden, mit dem Achsensitz 33 verbunden. Die Anordnungen 35 umfassen Bolzen 37, die durch die oberen Platten 39 und die Achsensitze 33 passen. Die Achse 25 ist zwischen den oberen Platten 39 und den Achsensitzen 33 angeordnet. Die Achse 25 verläuft zwischen den Bolzen 37. Sicherungsmuttern 41 halten die Anordnungen zusammen. Diese Befestigung ist robuster als jene, die in dem Beispiel nach dem Stand der Technik dargestellt wurde, weil die Bolzen 37 parallel und näher bei den vertikalen Wänden der Antriebswelle sind, wodurch eine sicherere Achsenklemmung bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil der Anordnungen 35 ist, dass die Bolzen 37 trotz des Ritzelwinkels dieselbe Länge aufweisen.

Auf jeder Seite der Aufhängung 21 ist eine Luftfeder 43 eines bekannten Typs mit ihrer Unterseite 45 am Achsensitz 33 festgeschraubt. Die Oberseite der Luftfeder 43 ist durch eine Luftfeder-Auflage 47 am angrenzenden Seitenrahmenelement 27 befestigt. Die Unterseite des Stoßdämpfers 49 ist schwenkbar am Achsensitz 33 befestigt. Die Oberseite des Stoßdämpfers 49 ist durch eine Stoßdämpfer-Auflage 51 schwenkbar mit dem Seitenrahmenelement 27 verbunden.

Die unteren Steuerstangen 53 sind an ihren hinteren Enden jeweils durch eine Achsenhalterung 55 schwenkbar mit der Mitte der Achse 25 verbunden, so dass jede obere Steuerstange 53 sich unabhängig von der anderen bewegt. Jede obere Steuerstange bewegt sich in ihrer eigenen vertikalen Ebene, wobei jede vertikale Ebene einen Winkel mit dem Seitenrahmenelement 27 bildet. Die vorderen Enden der oberen Steuerstangen 53 sind an Auflagen 57 befestigt. Die Auflagen 57 sind an den inneren Seiten der Seitenrahmenelemente 27 befestigt und werden zum Teil von Rahmenquerelementen 59, wie sie in Fig. 2 und 3 dargestellt sind, getragen.

In Bezug auf Fig. 4, erstreckt sich die horizontale Linie d-d in der Längsrichtung durch die Schwenkzentren 60 der oberen Steuerstangen 53. Auf ähnliche Weise erstreckt sich Linie e-e in der Längsrichtung durch die unteren Steuerstangen 31. Die Linien d-d und e-e schneiden sich am effektiven Schwenkpunkt 61. Der effektive Schwenkpunkt 61 entspricht dem Schwenkpunkt 13 in Fig. 1. Anders als die Aufhängung in Fig. 1, weist die Aufhängung in Fig. 4 keine angrenzende Z-Feder vom effektiven Schwenkpunkt 61 zur Achse 25 oder Luftfeder 43 auf. Ähnlich wie in Fig. 1, verläuft die Linie f-f durch den effektiven Schwenkpunkt 61, während die vertikalen Linien g-g und h-h durch die Achse 25 bzw. die Luftfeder 43 führen. Die Abstände A und B können dann verwendet werden, um das Gelenksverhältnis zu berechnen.

Ein Vergleich zwischen den Längen A und B von Fig. 1 und den Längen A und B von Fig. 4 zeigt, dass die Letzteren bedeutend länger sind. Das trifft insbesondere zu, wenn man bedenkt, dass Fig. 4 in kleinerem Maßstab gezeichnet ist als Fig. 1. Durch die größere Länge von A und B kann das Gelenksverhältnis der Aufhängung von Fig. 4 näher an den Wert 1,0 herankommen. In Bezug auf die oben gegebene Aufhängungsfrequenz-Gleichung ermöglicht diese der Aufhängung von Fig. 4 eine niedrigere Frequenz als die der Aufhängung von Fig. 1. Das führt zu einer sanfteren Fahrt und weniger Vibrationen bei der Aufhängung von Fig. 4.

Die in Fig. 4 dargestellte Neigung der unteren Steuerstange 31 bietet viele Vorteile gegenüber horizontal positionierten. Beispielsweise wurde herausgefunden, dass eine geneigte Ausrichtung zu weniger Belastung in der unteren Steuerstange 31 führt. So kann eine leichtere untere Steuerstange 31 verwendet werden, wodurch wiederum Materialkosten gespart werden. Außerdem können aufgrund der niedrigeren Belastung kostengünstigere Laufbuchsen für die untere schwenkbare Steuerstangenverbindung mit dem Hängelager 29 und dem Achsensitz 33 verwendet werden.

Des Weiteren erfordert die Verwendung einer horizontal ausgerichteten unteren Steuerstange die Verwendung eines längeren Hängelagers 29, das wiederum das Gewicht und die Materialkosten erhöht. Schließlich würde ein längeres Hängelager und eine horizontale untere Steuerstange mehr Platz im Fahrgestell einnehmen und die Bodenfreiheit einschränken. Letzteres würde die Höhe einer Bodenwelle reduzieren, welche die Aufhängung erfolgreich meistern kann.

In Fig. 5 wird eine Seite einer alternativen Ausführungsform der Aufhängung gemäß der Erfindung gezeigt. Die Ausführungsform ersetzt die Bolzen-und-Laufbuchsen- Achsenhalterung 55 von Fig. 2 durch eine Kugelzapfen-Achsenhalterung 63. Außerdem wird in der Ausführungsform von Fig. 5 eine andere Achsenhalterungsanordnung, die allgemein durch 65 bezeichnet wird, und ein anderer Querkanal 66 verwendet. Es ist anzumerken, dass die Kugelzapfen-Halterung 63, die Achsenhalterungsanordnung 65 oder der Querkanal 66 von Fig. 5 in anderen Ausführungsformen der Erfindung unabhängig voneinander verwendet werden können.

Die hinteren Enden der oberen Steuerstangen 67 der Fig. 5 treten in die Kugelzapfen-Halterung 63 in einem fixen Winkel α in Bezug auf einander ein, so dass die oberen Steuerstangen 67 sich nicht unabhängig voneinander bewegen können. Die vorderen Enden der oberen Steuerstangen 67 sind auf dieselbe Weise wie in Fig. 2 dargestellt mit den Seitenrahmenelementen 69 verbunden, von denen nur eines in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Achsenhalterungsanordnung 65 umfasst die gewöhnlichen umgekehrten U- oder Schäkelbolzen 71, untere Abstandshalterungssitze 73, obere Abstandshalterungssitze 74 und Abstandshalter 75. Nicht dargestellte Sicherungsmuttern sind an den Gewindezapfen der U-Bolzen 71 befestigt und halten die Anordnung, einschließlich der Achse 76, mit dem Achsensitz 77 zusammen. Ein seitlicher Aufriss der Ausführungsform von Fig. 5 ist in Fig. 6 dargestellt.

In Fig. 7 ist eine Seite einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein durch 79 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform werden Hydraulikzylinder 81 mit Akkumulatoren anstelle der Luftfedern und Stoßdämpfer der vorgehenden Ausführungsformen verwendet. Wie Fig. 7 zeigt, ist die Oberseite des Hydraulikzylinders 81 durch Hydraulikzylinder-Auflagen 85 schwenkbar mit dem Seitenrahmenelement 83 verbunden. Durch die Hydraulikzylinder-Auflage 85 kann der Hydraulikzylinder 81 in einer vertikalen Ebene senkrecht zum Seitenrahmenelement 83 geschwenkt werden. Die Unterseite des Hydraulikzylinders 81 ist schwenkbar mit dem Achsensitz 87 verbunden, so dass der Hydraulikzylinder 81 auch in einer vertikalen Ebene parallel zum Seitenrahmenelement 83 geschwenkt werden kann.

Der Achsensitz 87 ist durch die Achsen-Anordnung, die allgemein durch 91 bezeichnet wird, an der Achse 89 befestigt. Gegabelte Platten 93 sind an die Vorder- und Hinterfläche der Achse 89 geschweißt. Bolzen 95 passen durch die Abstandshalter 97, die gegabelten Platten 93, einen Abstandshalterungssitz 98 und den Achsensitz 87. Nichtdargestellte Sicherungsmuttern werden an den Gewindezapfen der Bolzen 95 befestigt, so dass die gegabelten Laschen 93 und damit die Achse 89 im Achsensitz 87 verankert werden. Es ist anzumerken, dass die Luftfedern in jeder der erwähnten Ausführungsformen durch Hydraulikzylinder 81 mit Akkumulatoren ersetzt werden können. Auf ähnliche Weise kann in jeder vorher gezeigten Ausführungsform die Achsenhalterungsanordnung durch die Achsenhalterungsanordnung 91 ersetzt werden.

In Fig. 9 wird eine weitere Ausführungsform der Aufhängung gemäß vorliegender Erfindung allgemein durch 101 bezeichnet. In dieser Ausführungsform wird eine obere Längs-Steuerstange 103 und eine obere Quer-Steuerstange 105 anstelle der V-förmigen Stangenkonfiguration der oberen Steuerstangen der vorhergehenden Ausführungsformen verwendet. Wie Fig. 9 zeigt, ist das vordere Ende der oberen Längs-Steuerstange 103 durch die obere vordere Auflage 109 schwenkbar mit dem Rahmenquerelement 107 verbunden. Das hintere Ende der oberen Längs- Steuerstange 103 ist schwenkbar mit der Achsenhalterung 111, die an der Achse 113 befestigt ist, verbunden. Durch die obere vordere Auflage 109 und die Achsenhalterung 111 kann die obere Längs-Steuerstange 103 in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene liegen und in einer vertikalen Ebene senkrecht zum Rahmenquerelement 107 geschwenkt werden.

Die obere Quer-Steuerstange 105 ist an seinem äußeren Ende durch die Rahmenseitenauflage 117 schwenkbar mit dem Seitenrahmenelement 115 verbunden. Das entgegengesetzte Ende der oberen Quer-Steuerstange 105 ist schwenkbar mit der quergerichteten Achsenauflage 119 verbunden. Die quergerichtete Achsenauflage 119 ist mit der Achse 113 verbunden. Durch die Seitenrahmenauflage 117 und die quergerichtete Achsenauflage 119 kann die obere Quer-Steuerstange 105 in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene liegen und in einer vertikalen Ebene parallel zum Rahmenquerelement 107 geschwenkt werden.

In Fig. 10 ist eine alternative Ausführungsform der Aufhängung von Fig. 9 durch 121 allgemein bezeichnet. In dieser Ausführungsform ist die obere Quer-Steuerstange 103 von Fig. 9 durch eine quergerichtete Watt-Verbindung ersetzt, die in Fig. 10 allgemein durch 123 bezeichnet wird. Die quergerichtete Watt-Verbindung besteht aus einem Watt-Verbindungsstück 125, einem oberen Verbindungsarm 127 und einem unteren Verbindungsarm 129. Das Watt-Verbindungsstück 125 ist in seinem Zentrum schwenkbar mit der Achsen-Kombinationsauflage 131 verbunden. Die Achsen-Kombinationsauflage 131, die an der Achse 132 befestigt ist, ist ebenfalls schwenkbar mit dem hinteren Ende der oberen Längs-Steuerstange 133 verbunden.

Die äußeren Enden des unteren Verbindungsarms 129 und des oberen Verbindungsarms 127 sind schwenkbar mit den Rahmenseitenauflagen 135 verbunden, die an den Seitenrahmenelementen 137 befestigt sind. Der untere Verbindungsarm 129 ist an seinem inneren Ende schwenkbar mit der Unterseite des Watt- Verbindungsstücks 125 verbunden, während das innere Ende des oberen Verbindungsarms 127 auf ähnliche Weise mit dem oberen Ende des Watt-Verbindungsstücks 125 verbunden ist. Während einer Auslenkung der Aufhängung 121, wenn beispielsweise das Fahrzeug über eine Erhebung oder eine Kurve fährt, bewegen sich alle Komponenten der quergerichteten Watt-Verbindung in einer vertikalen Ebene senkrecht zu den Seitenrahmenelementen 137. Außerdem verbleibt das Watt-Verbindungsstück 125 bei einer Auslenkung in seiner ursprünglichen, fast vertikalen Ausrichtung.


Anspruch[de]

1. Aufhängungssystem zum Tragen eines Fahrzeug-Chassis auf einer Achse (25), das auf jeder Seite des Fahrzeugs umfasst:

a) ein Hängelager (29), das an einem sich längs erstreckenden Chassis-Seitenrahmenelement (27) befestigt ist;

b) einen Achsensitz (33);

c) Mittel zum Befestigen des Achsensitzes (33) an der Achse (25);

d) Federmittel (43), die zwischen dem Achsensitz (33) und dem Chassis montiert sind;

e) eine untere Steuerstange (31) mit einem vorderen Ende, das schwenkbar mit dem Hängelager (29) verbunden ist, und einem hinteren Ende, das schwenkbar mit dem Achsensitz (33) verbunden ist, wobei die untere Steuerstange (31) so geneigt ist, dass ihr vorderes Ende höher liegt als ihr hinteres Ende;

f) eine Auflage (57), die mit dem Rahmenelement (27) verbunden ist, und

g) eine obere Steuerstange (53) mit einem vorderen Ende, das schwenkbar mit der Auflage (57) verbunden ist, und einem hinteren Ende, das schwenkbar mit einer Achsenhalterung (55) verbunden ist, die an der Oberseite der Achse auf halbem Weg zwischen den Enden der Achse (25) befestigt ist, so dass die untere Steuerstange (31) und die obere Steuerstange (53), während sie vertikal voneinander beabstandet sind, an ihren vorderen Enden vertikal wesentlich näher beieinander liegen als an ihren hinteren Enden.

2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, bei dem die obere Steuerstange (53) in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene liegt.

3. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die obere Steuerstange (53) mit einer Bolzen-und-Laufbuchsen-Anordnung (55) am Achsengelenk befestigt ist.

4. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin die obere Steuerstange (53) mit einer Kugelzapfen-Anordnung (63) am Achsengelenk befestigt ist.

5. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin das Federmittel eine Luftfeder (43) ist.

6. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin das Federmittel ein Hydraulikzylinder (81) mit einem Akkumulator ist.

7. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin das Federmittel eine mechanische Feder ist.

8. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin das Federmittel eine elastomere Feder ist.

9. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin das Federmittel eine Kombination aus pneumatischen, hydraulischen, elastomeren und/oder mechanischen Federn ist.

10. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin der Achsensitz (33) eine Plattform mit einer Luftfeder (43) und einen zwischen der Plattform und dem Chassis und hinter der Achse montierten Stoßdämpfer (49) aufweist.

11. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin die Achse (25) ein Achsengehäuse aufweist, das vier Wände hat, so dass ein quadratischer Querschnitt gebildet wird, und das Mittel zum Befestigen des Achsensitzes (33) an der Achse (25) Bolzen (37) umfasst, die parallel zu zwei gegenüberliegenden Wänden des Antriebsachsengehäuses liegen.

12. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin das hintere Ende der unteren Steuerstange (31) einen Bogen beschreibt, der, wenn er verlängert wird, durch eine horizontale Linie geht, wobei die horizontale Linie durch die Verbindung (34) des hinteren Endes der oberen Steuerstange (53) mit der Achse (25) und senkrecht zum Seitenrahmenelement (27) verläuft.

13. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin die oberen Steuerstangen (53) von beiden Seiten des Fahrzeugs an der Achsenhalterung (55) aufeinandertreffen, so dass sie ein "V" bilden.

14. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin der Achsensitz (33) ein Federelement (43) ist.

15. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin der Achsensitz (33) ein Guss- oder Schmiedeelement ist.

16. Aufhängungssystem zum Tragen eines Fahrzeug-Chassis auf einer Achse (25), worin das Chassis zwei parallele, sich längs erstreckende Chassis-Seitenrahmenelemente (115) und ein Rahmenquerelement (107) aufweist, umfassend:

a) ein erstes Hängelager (29) und ein zweites Hängelager (29), wobei das erste Hängelager an einem der Seitenrahmenelemente (115) befestigt ist und das zweite Hängelager am parallelen Seitenrahmenelement (115) befestigt ist;

b) einen ersten Achsensitz (33) und einen zweiten Achsensitz (33);

c) Mittel zum Befestigen des ersten Achsensitzes (33) an einem Ende der Achse (113) und des zweiten Achsensitzes (33) am gegenüberliegenden Ende der Achse (113);

d) zwei untere Steuerstangen (31) mit einem jeweiligen vorderen Ende, das schwenkbar mit einem der Hängelager (29) verbunden ist, und einem jeweiligen hinteren Ende, das schwenkbar mit dem Achsensitz (33) auf der jeweiligen Seite des Fahrzeugs verbunden ist, wobei jede untere Steuerstange so geneigt ist, dass ihr vorderes Ende höher liegt als ihr hinteres Ende;

e) eine obere vordere Auflage (109), die auf halbem Weg zwischen den Enden des Rahmenquerelements (107) befestigt ist;

f) eine Achsenhalterung (111), die auf der Oberseite der Achse (113) auf halbem Weg zwischen den Enden der Achse befestigt ist;

g) eine obere Längs-Steuerstange (103) mit einem vorderen Ende, das schwenkbar mit der oberen vorderen Auflage (109) verbunden ist, und einem hinteren Ende, das schwenkbar mit einer Achsenhalterung (111) verbunden ist;

h) Mittel zum Stabilisieren der Achse (113) in Querrichtung zu den Seitenrahmenelementen (115); und

i) Federmittel, die zwischen den Achsensitzen (33) und dem Chassis montiert sind;

dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Steuerstangen (31) und die obere Längs- Steuerstange (103), während sie vertikal voneinander beabstandet sind, an ihren vorderen Enden vertikal wesentlich näher beieinander liegen als an ihren hinteren Enden.

17. Aufhängungssystem nach Anspruch 16, bei dem die obere Steuerstange (103) in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene liegt.

18. Aufhängungssystem nach Anspruch 16 oder 17, worin das Mittel zum Stabilisieren der Achse (113) in Querrichtung zu den Seitenrahmenelementen (115) umfasst:

a) eine Rahmenseitenauflage (117), die mit einem der Seitenrahmenelemente (115) verbunden ist;

b) eine Quer-Achsenauflage (119), die an der Achse (113) befestigt ist; und

c) eine quergerichtete obere Steuerstange (105), die an ihrem äußeren Ende schwenkbar mit der Rahmenseitenauflage (117) verbunden ist und an ihrem inneren Ende schwenkbar mit der Quer-Achsenauflage (119) verbunden ist.

19. Aufhängungssystem nach Anspruch 16 oder 17, worin das Mittel zum Stabilisieren der Achse (132) in Querrichtung zu den Seitenrahmenelementen (137) umfasst:

a) eine erste Rahmenseitenauflage (135) und eine zweite Rahmenseitenauflage (135), wobei die erste Rahmenseitenauflage mit einem der Seitenrahmenelemente (137) verbunden ist und die zweite Rahmenseitenauflage mit dem parallelen Seitenrahmenelement (137) verbunden ist;

b) ein Watt-Verbindungsstück (125) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, das in seiner Mitte drehbar an der Achsenhalterung (111) montiert ist;

c) einen oberen Verbindungsarm (127), der schwenkbar an seinem inneren Ende mit dem ersten Ende des Watt-Verbindungsstücks (125) und an seinem äußeren Ende mit der ersten Rahmenseitenauflage (135) verbunden ist;

d) einen unteren Verbindungsarm (129), der schwenkbar an seinem inneren Ende mit dem zweiten Ende des Watt-Verbindungsstücks (125) und an seinem äußeren Ende mit der zweiten Rahmenseitenauflage (135) verbunden ist;

wodurch das Watt-Verbindungsstück seine ursprüngliche Ausrichtung während der gelenkigen Verbindung der Aufhängung beibehält.







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