DE3442584C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung eines Achsgetriebe­ gehäuses, insbesondere eines Hinterachsgetriebegehäuses für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Aufhängung eines Achsgetriebegehäuses ist aus der DE-OS 15 30 516, insbesondere Fig. 2, bekannt. Die beiden hinteren, beiderseits der Gehäuselängsmittel­ achse liegenden Elemente sind dabei hinsichtlich ihrer Härte und ihrer Lage so aufeinander abgestimmt, daß der durch sie bestimmte ideelle Abstützpunkt in der fiktiven, zum resultierenden Momentenvektor aus Gelenkwellenmoment und Anfahrmoment lotrechten und schräg zur Gehäuselängs­ mittelachse liegende, durch das vordere Abstützelement verlaufenden Momentenabstützebene liegt. Diese Art der Aufhängung des Achsgetriebegehäuses ermöglicht es, daß die durch das resultierende Moment bedingten Kräfte über die Abstützelemente vollständig aufgenommen werden können, das Achsgetriebegehäuse also lediglich um eine zum re­ sultierenden Momentenvektor parallele Achse verschwenkt, aber keine Taumelbewegungen ausführt. Hierdurch ist es möglich, eine aus Komfortgründen angestrebte weiche Ab­ stützung des Achsgetriebegehäuses zu verwirklichen.

Insbesondere in Verbindung mit leistungsstarken Motoren können bei der angestrebten weichen Abstützung bei hohen Drehmomenten allerdings große Höhenbewegungen in den Ab­ stützelementen auftreten, mit der Folge entsprechend großer Winkeländerungen im Anschluß der Antriebswelle an die Gelenkwelle. Dies führt zu erheblichen Belastungen der in der Verbindung von Gelenkwelle zu Antriebswelle angeordneten Kupplung und kann auch zur Geräuschproblemen führen.

Aus der DE-PS 12 26 432 ist eine Aufhängung eines Hinter­ achsgetriebes für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der das Achsgetriebe Bestandteil einer Halbachse ist, die mit der anderen Halbachse über ein Gelenk verbunden ist. Die Aufhängung des Achsgetriebes am Aufbau erfolgt über in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander liegende Hängeelemente, die eine zur Längsachse des Achsgetriebegehäuses versetzte und durch das zwischen den Halbachsen liegende Gelenk ver­ laufende Schwenkachse festlegen. Bedingt durch die starre Verbindung des Achsgetriebes mit einer Achswelle nimmt das Achsgetriebe an den Radbewegungen teil und im Hinblick auf Kräfte, die aus dem durch Gelenkwellenmoment und Anfahr­ moment bestimmten resultierenden Moment sich ergeben, er­ gibt sich eine Abstützbasis, die durch die Hängeelemente einerseits und den Aufstandspunkt des Rades andererseits bestimmt ist, das der das Achsgetriebe umfassenden Halb­ achse zugehört.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufhängung eines Achsgetriebegehäuses der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß sich trotz aus Komfortgründen angestrebter, insgesamt weicher Aufhängung des Achsgetriebe­ gehäuses im Bereich der Kupplung zwischen Antriebs- und Gelenkwelle durch die zu übertragenden Momente nur ge­ ringe Höhenbewegungen ergeben.

Erreicht wird die bei einer Aufhängung eines Achsge­ triebegehäuses gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale.

Durch die erfin­ dungsgemäße Aufhängung ergibt sich nämlich in bezug auf die zwischen Gelenkwelle und Antriebswelle liegende Kupplung eine Bewegungsüberlagerung. Die Schwenkbewegung um die zur Gehäuselängsmittelachse seitlich versetzte Schwenkachse führt dazu, daß dem Höhenversatz bei Ver­ schwenkung um eine zum resultierenden Momentenvektor parallele Schwenkachse jeweils ein entgegengerichteter Höhenversatz überlagert ist, der sich als Schwenkbe­ wegung um die zur Gehäuselängsmittelachse seitlich ver­ setzt liegende Schwenkachse erklären läßt, wobei im praktischen Geschehen diese Bewegungsabläufe als über­ lagerte Bewegungsabläufe nicht trennbar sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines an einem Hinterachsträger eines Personenkraft­ wagens mittels dreier elastischer Ab­ stützelemente nachgiebig aufgehängten Achsgetriebegehäuses, und

Fig. 2 einen Schnitt durch die Gehäuseauf­ hängung gemäß Linie II-II in Fig. 1.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist mit 10 der Hinter­ achsträger eines Personenkraftwagens bezeichnet, der am Fahrzeugboden 12 über elastische Verbindungsglieder 14, von denen in Fig. 1 zwei gezeigt sind, elastisch nach­ giebig aufgehängt ist.

An der Unterseite des Hinterachsträgers 10 ist ein mit 16 bezeichnetes Achsgetriebegehäuse 16 elastisch nachgiebig auf­ gehängt, und zwar drei elastische Abstützelemente A, B und C, deren räumliche Anordnung nachfolgend näher er­ läutert wird.

Das Achsgetriebegehäuse 16 nimmt ein an sich bekanntes Aus­ gleichsgetriebe, beispielsweise ein Kegelradausgleichsge­ triebe auf, dessen mit dem Kegelrad verbundene Antriebs­ welle 18 nach vorne (Pfeil F) herausgeführt und unter Zwischen­ schaltung einer Gelenkscheibe 20 als Kupplung mit einer Ge­ lenkwelle 22 verbunden ist. Über die Gelenkwelle 22 ist das hier nicht weiter dargestellte Fahrzeuggetriebe mit dem Ausgleichsgetriebe verbunden. Die Drehrichtung der Ge­ lenkwelle bei Vorwärtsfahrt (Fahrtrichtung F) ist durch einen Pfeil angedeutet.

Vom Achsgetriebegehäuse 16 verläuft zu jedem der hier nicht dargestellten hinteren Fahrzeugräder eine Achswelle 24 bzw. 26. Die Achswelle 24, 26 liegen in einer gemeinsamen Ver­ tikalebene, auf der die Antriebswelle 18 senkrecht steht. Beide Achswellen 24, 26 sind an der Radführung nicht be­ teiligt. Sie sind dementsprechend jeweils über Gelenke mit dem Ausgleichsgetriebe einerseits und dem Rad andererseits verbunden. Diese Gelenkverbindungen sind in der Zeichnung nicht weiter dargestellt.

Von den Abstützelementen ist das bezogen auf die Fahrt­ richtung F vordere, und vor den Achswellen 24, 26 lie­ gende mit A bezeichnet, während die beiden anderen, hinter den Achswellen 24, 26 liegenden mit B und C bezeichnet sind. Das vordere Abstützelement A und das mit B bezeichnete hintere Abstützelement liegen, bezogen auf die Vorwärts­ fahrtrichtung F, auf der gleichen, hier rechten Seite des Achsgetriebegehäuses 16 und zwar bevorzugt mit etwa gleichem Abstand zur Längsmittelachse a-a des Achsgetriebe­ gehäuses 16. Die hintere Abstützelemente B und C liegen in einer gemeinsamen Querebene. Die Anbindung der Abstütz­ elemente A bis C am Achsgetriebegehäuse 16 erfolgt jeweils über einen Tragarm 28, 30, 32.

In Fig. 2 sind die bei der geschilderten Anordnung im Achsgetriebe auftretenden Momente vektorell dargestellt. Die Momente müssen über die Abstützelemente A bis C abgefangen werden müssen. Bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung (Pfeil F) und die hierfür angegebene Drehrichtung der Gelenkwelle 22 ergibt sich aufgrund der auf die Räder zu übertragenden Antriebsleistung ein Gelenkwellenmoment, dessen Momenten­ vektor mit M ₂ bezeichnet ist. Diesem Gelenkwellenmoment M ₂ entspricht ein Anfahrmoment M ₁ als Reaktionsmoment, betragsmäßig entsprechend dem von den Rädern auf die Fahrbahn übertragenen Antriebsmoment. Das Anfahrmoment M ₁ ist um den Übersetzungsfaktor des Ausgleichsgetriebes größer als das Gelenkwellenmoment M ₂.

Aus Anfahrmoment M ₁ und Gelenkwellenmoment M ₂ ergibt sich das resultierende Moment M _r , das durch den entsprechenden Momentenvektor symbolisiert ist, der in der Draufsicht gemäß Fig. 2 schräg zur Gehäuselängsmittelachse a-a und entgegen der Fahrtrichtung F nach hinten verläuft.

Senkrecht zum resultierenden Momentenvektor M _r liegt die Momentenabstützebene b-b. Über in dieser Ebene lie­ gende Abstützelemente könnte das resultierende Moment kippfrei abgefangen werden. Eine solche Situation wäre beispielsweise gegeben, wenn neben dem vorderen Abstütz­ element A auch der ideelle, hintere, durch die beiden Ab­ stützelemente B und C bestimmte Abstützpunkt in der Momentenabstützebene b-b liegen würde.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist dies nicht der Fall. Vielmehr sind die beiden hinteren Abstützelemente B und C so angeordnet und in ihrer Härte aufeinander abgestimmt, daß das vordere Abstützelement A und das hintere, in der gleichen Richtung wie das Element A seitlich zur Gehäuse­ längsmittelachse a-a versetzte Abstützelement B eine Schwenkachse c-c bestimmen, die in Fahrtrichtung F ge­ sehen rechtsseitig der Gehäuselängsmittelachse a-a liegt und etwa parallel zu dieser verläuft.

Um die geschilderte Lage der Schwenkachse c-c zu verwirk­ lichen, müssen die hinteren Abstützelemente B und C, die den idellen hinteren Abstützpunkt als Durchstoßpunkt für die Schwenkachse c-c bestimmen, in ihrer Härte und Lage zueinander entsprechend abgestimmt sein. Bezogen auf die dargestellte Lage des Abstützelementes B ist dement­ sprechend das Abstützelement C entsprechend weicher auszulegen als das Abstützelement B. Entsprechendes gilt für das Abstützelement C gegenüber dem Abstützele­ ment A.

Bei der geschilderten Lage der Schwenkachse c-c ergibt sich, entsprechend der winkligen Lage zur Momentenab­ stützebene b-b durch die dem resultierenden Momenten­ vektor M _r entsprechenden Kräfte ein Kippmoment. Dieses Kippmoment hat eine Schwenkbewegung des gesamten Achs­ getriebegehäuses um die Achse c-c zur Folge.

Vorstellungsmäßig kann man davon ausgehen, daß dem resultierenden Momentenvektor M _r ein Kräftepaar entspricht. Entsprechend der Drehrichtung des Vektors ergibt sich im bezogen auf die Fahrtrichtung vorderen Bereich einen gegenüber der Zeichnungsebene nach oben ge­ richtete Kraft, während im hinteren Bereich eine aus der Zeichnungsebene nach unten gerichtete Kraft vorhanden ist. Die vordere, nach oben gerichtete Kraft wird im Abstützelement A, das in der Momentenabstützebene b-b definitionsgemäß liegt, abgefangen. Die hintere, nach unten gerichtete Kraft ist gegenüber der durch den idellen, hinteren Abstützpunkt bestimmten Schwenkachse c-c seitlich versetzt.

Bei der gegebenen Elastizität im Abstützelement A ist entsprechend der nach oben gerichteten Kraft ein Aus­ weichen nach oben möglich, das Ausgleichsgetriebe könnte somit im vorderen, der Gelenkscheibe 20 benach­ barten Bereich nach oben ausweichen. Das Ausgleichsge­ triebe ist gleichzeitig aber auch durch die entgegenge­ richtete, also nach unten gerichtete Kraft des Kräfte­ paares beaufschlagt. Diese wirkt in der Momentenabstütz­ ebene b-b, und sie bewirkt damit bezüglich der Schwenk­ achse c-c ein seitliches Abkippen des Achsgetriebege­ häuses 16, bezogen auf den Bereich der Gelenk­ scheibe 20 also eine der vorgeschilderten Aufbäumbewegung ent­ gegengerichtete Schwenkbewegung nach unten. Dieser über­ lagerte Vorgang führt letztlich dazu, daß im Bereich der Gelenkscheibe trotz der insgesamt gegebenen Beweglich­ keiten und Nachgiebigkeit in der Abstützung des Aus­ gleichsgetriebegehäuses 16 eine im wesentlichen konstante Höhenlage erhalten bleibt, mit der Folge einer Schonung der Gelenkscheibe 20 unter Vermeidung von Schwingungen und Geräuschen, wie sie bei größeren Schwankungen im Knickwinkel zwischen Antriebswelle 18 und Gelenkwelle 22 auftreten.

Claims (2)

1. Aufhängung eines Achsgetriebegehäuses (16), insbe­ sondere eines Hinterachsgetriebegehäuses für Kraftfahr­ zeuge, das eine an die Gelenkwelle (22) gekuppelte Antriebswelle (18) aufweist, von dem quer zur Antriebs­ welle (18) verlaufende, an über Radführungsglieder ge­ haltenen Räder angeschlossene und an der Radführung un­ beteiligte Achswellen (24, 26) ausgehen und das über elastische, in ihrer Härte aufeinander abgestimmte Ab­ stützelemente (A, B, C) am Aufbau gehalten ist, die die aus Gelenkwellenmoment und Anfahrmoment als Reaktions­ moment hierzu sich ergebenden, auf das Gehäuse (16) wirkende Kräfte abstützen und von denen ein Element (A) als in bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung (Pfeil F) vordere Abstützung vor und zwei andere Ele­ mente (B, C) als in bezug auf die Fahrtrichtung (F) hintere Abstützung hinter den Achswellen (24, 26) lie­ gen, wobei die hinteren beiderseits der Gehäuselängs­ mittelachse (a-a) liegenden Elemente (B, C) gemeinsam einen ideellen Abstützpunkt bestimmen und vorderes Ab­ stützelement (A) und hinterer ideeller Abstützpunkt seitlich versetzt zur Längsmittelachse (a-a) des Achs­ getriebegehäuses (16) liegen und wobei eine fiktive, zum resultierenden Momentenvektor (M _r ) aus Gelenkwellen­ moment (M ₂) und Anfahrmoment (M ₁) lotrechte und schräg zur Gehäuselängsmittelachse (a-a) liegende Momentenab­ stützebene (b-b) durch das vordere Abstützelement (A) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der ideelle hintere Abstützpunkt zur Momentenabstütz­ ebene (b-b) in der gleichen Richtung wie das vordere Ab­ stützelement (A) zur Gehäuselängsmittelachse (a-a) seit­ lich versetzt ist und zusammen mit dem vorderen Abstütz­ element (A) eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, zur Gehäuselängsmittelachse (a-a) seitlich versetzte Schwenkachse (c-c) für das Achsgetriebegehäuse (16) bil­ det, das gegen Verschwenken um die im Abstand zu seiner Gehäuse­ längsmittelachse (a-a) liegende Schwenkachse (c-c) elastisch abgestützt ist.

2. Aufhängung eines Achsgetriebegehäuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Schwenkachse (c-c) seitlich versetzte Ab­ stützelement (C) weicher als das entsprechende, hintere und auf der Schwenkachse (c-c) liegende Abstützelement (B) ist.