DE3207035A1 - Tragvorrichtung fuer ein ausgleichsgetriebe eines kraftwagens - Google Patents

Description

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TOYO KOGYO CO., LTD.

Aki-gun, Hiroshima-ken (Japan)

Tragvorrichtung für ein Ausgleichsgetriebe eines Kraftwagens

Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für ein Ausgleichsgetriebe eines Kraftwagens, insbesondere eine Tragvorrichtung für ein Ausgleichsgetriebe eines Kraftwagens mit Hinterradantrieb.

Der Hinterradantrieb eines Kraftwagens besitzt gewöhnlich einen quer angeordneten Hilfsrahmen, dessen mittlerer Teil über ein geeignetes Tragstück mit einem Ausgleichsgetriebe verbunden ist. An den einander entgegengesetzten Endteilen des Hilfsrahmens ist dieser schwenkbar mit dem einen Ende je eines Querlenkers verbunden, in dem an seinem anderen Ende ein Hinterrad drehbar gelagert ist. An seinen entgegengesetzten Endteilen ist der Hilfsrahmen ferner durch Gummifederaufhängungen mit dem Karosserierahmen des Kraftwagens verbunden. Auch das Ausgleichsgetriebe ist durch Gummifederaufhängungen mit diesem Karosserierahmen verbunden. In dieser Tragvorrichtung haben die Gummifederaufhängungen eine hohe Quersteifigkeit, können aber vertikale Schwingungen nicht genügend aufnehmen. Ferner ist es bei der üblichen

Tragvorrichtung schwierig, die auf die Gummifederaufhängungen an den entgegengesetzten Endteilen des Hilfsrahmens wirkenden Reaktionskräfte auszugleichen. Am einen Endteil des Hilfsrahmens wirkt nämlich die durch das Antriebsdrehmoment der Kardanwelle bedingte Reaktionskraft in derselben Richtung wie die durch das Drehmoment der Radantriebswelle bedingte Reaktionskraft, während am anderen Endteil die Reaktionskräfte gegensinnig wirken. Infolgedessen wirkt auf den einen Endteil des Hilfsrahmens stets eine beträchtlich stärkere Reaktionskraft als auf den anderen Endteil.

Damit das Ungleichgewicht der Reaktionskräfte an den entgegengesetzten Endteilen des Hilfsrahmens nicht zu nachteiligen'Wirkungen führen kann, ist in der am 3. Juni 1971 unter Beanspruchung der Priorität der DE-Patentanmeldung P 20 29 346.2 eingereichten und am 7. Januar 1972 unter der Nummer 47-207 offengelegten japanischen Patentanmeldung 46-38324 vorgeschlagen worden, das Ausgleichsgetriebe mit der.Karosserie durch eine Gummifederaufhängung zu verbinden, die von der Längsmittellinie der Karosserie seitwärts versetzt ist. Aber auch diese Anordnung kann die Schwingungen in der vertikalen Richtung nicht befriedigend aufnehmen.

Um die Aufnahme der vertikalen Schwingungen zu verbessern, können die Gummifederaufhängungen durch druckmittelgefüllte Stoßdämpfer ersetzt werden. Der bloße Ersatz der Gummifederaufhängungen durch durckmittelgefüllte Stoßdämpfer führt jedoch zu einem weiteren Problem, das darin besteht, daß derartige Stoßdämpfer keine hohe Quersteifigkeit haben, so daß beträchtliche Rollbewegungen auftreten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Ausgleichsgetriebe eine Tragvorrichtung zu schaffen, dia einer-

- abvertikale Schwingungen befriedigend aufnehmen kann und andererseits eine hohe Quersteifigkeit besitzt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für ein Ausgleichsgetriebe eine Tragvorrichtung zu schaffen, in der die auf entgegengesetzte Seitenteile der Karosserie ausgeübten Reaktionskräfte einander ausgleichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der isrfindung dadurch gelöst, daß der Kraftwagen eine Karosserie besitzt, ferner einen Hilfsrahmen, der im wesentlichen quer zu der Karosserie angeordnet ist und zwei einander entgegengesetzte Sndteile und einen mittleren Teil besitzt, auf dem ein Ausgleichsgetriebe montiert ist, das einerseits mit einer Kardanwelle und andererseits mit zwei seitwärtsgerichteten Radantriebswellen derart verbunden ist, daß es ein Antriebsdrehmoment der Kardanwelle auf mit je einer der Radantriebswellen verbundene Antriebsräder überträgt, wobei zwei Querlenker vorgesehen sind, die einerseits an je einem der entgegengesetzten Endteile der Hilfsrahmens angelenkt und in denen andererseits .je eins der Antriebsräder drehbar gelagert ist, der Hilfsrahmen an seinen entgegengesetzten Endteilen durch je eine Aufhängung mit der Karosserie verbunden ist, so daß in diesen Aufhängungen Reaktionskräfte erzeugt werden, die den Antriebsdrehmomenten in der Kardanwelle und den Radantriebswellen entgegenwirken, und jene dieser Aufhängungen, die an dem Endteil des Hilfsrahmens vorgesehen ist, in dem die genannte Reaktionskraft stärker ist als.in dem anderen Endteil, einen druckmittelgefüllten Stoßdämpfer besitzt, der geeignet ist, eine vertikale Relativbewegung zwischen der Karosserie und dem Hilfsrahmen aufzunehmen, während die andere Aufhängung eine elastische Abstützung umfaßt. ■

Dank der Erfindung können einerseits vertikale Schwingungen aufgenommen werden und ist andererseits eine genügend hohe Quersteifigkeit gewährleistet, so daß ein angenehmeres Fahren und eine höhere Stabilität gewährleistet werden können.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In diesen zeigt

Figur 1 in einer Draufsicht eine Ausfuhrungsform der Tragvorrichtung gemäß der Erfindung für ein Ausgleichsgetriebe,

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1,

Figur 3 in einer Draufsicht den druckmittelgefüllten Stoßdämpfer der Tragvorrichtung gemäß der Figur 1,

Figur 4 im Schnitt den Stoßdämpfer gemäß der Figur 3,

Figur 5 im Schnitt eine Gummifederaufhängung und.

Figur 6 im Schnitt eine Gummifederaufhängung, die zwischen dem Ausgleichsgetrxebe und der Karosserie verwendet werden kann.

Figur 7 ist ein Diagramm mit den Kennlinien für das Dämpfen von Längsschwingungen,

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Figur 8 zeigt eine Schwingungsdämpfungskennlinie und

Figur 9 ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen Querverschiebungen und Querbelastungen.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Tragvorrichtung für ein Ausgleichsgetriebe besitzt einen Hilfsrahmen 3, der sich quer zu den Seitenträgern 17 der Karosserie erstreckt. Auf dem mittleren Teil des Hilfsrahmens 3 ist mittels eines Tragstückes 4 ein Ausgleichsgetriebe 1 montiert. An den beiden einander entgegengesetzten Endteilen des Hilfsrahmens 3 ist je ein Tragstück 6 vorgesehen, das mit einer Gummibuchse 7 versehen ist. In dieser Gummibuchse 7 ist je ein Querlenker 2 schwenkbar gelagert, in dem an seinem anderen Ende mittels eines Lagers 5 ein Antriebsrad RH drehbar gelagert ist.

Das Antriebselement des Ausgleichsgetriebes 1 ist mit einer Kardanwelle 11 verbunden, die von einem nicht gezeigten Motor angetrieben werden kann. Zwei Abtriebselemente des Ausgleichsgetriebes 1 sind mit je einer im wesentlichen quer angeordneten Radantriebswelle 12 verbunden. Zum Schutz der Lager für die Radantriebswellen 12 ist zwischen jeder Radantriebswelle 12 und dem Ausgleichsgetriebe ein flexibler Schutzbalg 19 vorgesehen.

Die Karosserie besitzt einen Querträger 18, der sich quer zwischen den Seitenträgern 17 erstreckt und mit ihnen verbunden ist. Das Ausgleichsgetriebe 1 ist mit drei Aufhängungen 8, 9 und 10 an der Karosserie aufgehängt. Die rechte Aufhängung 8 besitzt einen Öldämpfer 13, der in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist. Wenn die Kardanwelle 11 in der Richtung des Pfeils A angetrieben wird und die Radantriebswellen 12

in der Richtung der Pfeile B angetrieben werden, wird in dem Ausgleichsgetriebe 1 eine Reaktionskraft erzeugt, die der Summe der Reaktionskräfte entspricht, die durch das Antriebsdrehmoment in der Kardanwelle 11 und durch die von den Rädern RH über die Radantriebswellen 12 übertragenen Reaktionskräfte bedingt sind. Die durch das Antriebsdrehmoment in der Kardanwelle 11 bedingte Reaktionskraft trachtet, den Hilfsrahmen 3 um die Längsachse der Karosserie zu drehen. Die durch die von den Rädern RH über die Radantrxebswellen RH übertragenen Reaktionskräfte bedingte Reaktionskraft trachtet, den Hilfsrahmen 3 zu heben. Infolgedessen wird in der Aufhängung 8 eine Reaktionskraft erzeugt, die der Summe der Reaktionskräfte entspricht, die durch das Drehmoment in der Kardanwelle 11 bzw. das Drehmoment in der rechten Radantriebswelle 12 bedingt sind. Der Öldämpfer 13 der rechten Aufhängung 8 kann jede Vertikalbewegung aufnehmen, der durch diese starke Reaktionskraft verursacht wird.

Gemäß den Figuren 3 und 4 besitzt der Öldämpfer 13 eine Tragplatte 21, die an einem Seitenteil 20 der Karosserie angebracht ist. Der Seitenteil 20 kann ein tragender Teil sein, der zwischen dem Seitenträger 17 und einem nicht gezeigten Türschweller angeordnet ist und mit ihnen verschweißt ist. Die Tragplatte 21 besitzt in der Mitte einen abwärtsgerxchteten, zylindrischen Teil 22, auf dessen Außenfläche ein Gummigehäuse 23 sitzt. Dieses besitzt eine Dichtscheibe 25, die mittels eines Paßringes 24 an dem unteren Ende des Gummigehäuses 2 3 befestigt ist. An der Dichtscheibe 25 ist ein zylindrisches Tragstück 26 befestigt, das an seinem oberen Ende an dem rechten Ende des Hilfsrahmens 3 angeschweißt ist. Das Gummigehäuse 2 3 hat einen zylindrischen Innenteil 23a, der in dem zylindrischen Teil 22 der Tragplatte 21 angeordnet und mit einer Kappe 30 abgedeckt ist. In dem Gummigehäuse 23 befindet sich eine Scheibe 29, die den Innenraum des Gehäuses 23 in eine obere Kammer 27 und eine untere Kammer 28 teilt,

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die durch eine Drosselöffnung 29a in der Scheibe 29 miteinander in Verbindung stehen.

Das Gummigehäuse 23 ist an seinem oberen Endteil mit einem auswärtsgerichteten Flansch 21 ausgebildet, der zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Gummigehäuses 23 an einem Flansch 32 am oberen Ende des Tragstückes 26 angreiden kann. Das zylindrische Tragstück 26 besitzt ferner eine Anschlagplatte 33, die sich von der Außenfläche des Tragstückes 26 radial auswärts erstreckt und eine öffnung 33a hat, die von einem Gewindebolzen 34 durchsetzt ist. Dieser ist mit seinem oberen Ende an der Tragplatte 21 befestigt und trägt einen Gummianschlag 35, der mit Muttern 36a unter Zwischenlage von Beilagscheiben 36 an dem oberen Endteil des Gewindebolzens 34 befestigt ist. Zur Begrenzung der Abwärtsbewegung des zylindrischen Tragstückes 26 kann der Gummianschlag 35 an der Anschlagplatte 33 angreifen.

Der Hohlraum im Innern des Gummigehäuses ist mit Hydrauliköl gefüllt. Bei einer Aufwärtsbewegung des Hilfsrahmens 3 gegenüber dem Seitenteil 20 der Karosserie wird das Gummigehäuse 23 axial zusammengedrückt, so daß das in der unteren Kammer 28 befindliche Hydrauliköl durch die Drosselöffnung 29a gedrückt wird. Dabei wird der innere zylindrische Teil 2 3a elastisch aufgeweitet, so daß das Hydrauliköl aus der Kammer 28 in die Kammer 27 treten kann. Die Aufwärtsbewegung des Hilfsrahmens 3 wird durch die Flansche 31 und 32 begrenzt. Bei einer Abwärtsbewegung des Hilfsrahmens 3 gegenüber dem Seitenteil 20 der Karosserie fließt das Hydrauliköl aus der oberen Kammer 27 in die untere Kammer 28. Die Abwärtsbewegung des Hilfsrahmens 3 wird durch die Anschlagplatte 33 und den Gummianschlag 35 begrenzt. Man erkennt, daß der öldämpfer 13 vertikale Schwingungen aufnehmen kann.

Figur 5 zeigt genauer die am linken Ende des Hilfsrahmens 3 vorgesehene Aufhängung 9. Diese besitzt eine Tragplatte 41, die an einem linken Seitenteil 20a befestigt werden kann, der dem Seitenteil 20 entspricht. Eine Tragschraube 42 ist mit ihrem Kopfende an dem mittleren Teil der Grundplatte 41 angeschweißt und erstreckt sich von dort abwärts. Die Tragschraube 42 trägt ein auf ihr sitzendes Jhnenrohr Dieses ist von einem Außenrohr 44 umgeben, zwischen dem und dem Innenrohr 43 eine Gummifeder 14 vorgesehen ist. Das Außenrohr 44 wird von einem Tragstück 45 getragen, das am linken Ende des Hilfsrahmens 3 angeschweißt ist. Am unteren Ende der Tragschraube 42 ist mit einer Mutter eine Scheibe 47 befestigt, die einen Gummianschlag 46 trägt. Das Außenrohr 44 ist an seinem oberen Ende mit einem Flansch 48 ausgebildet, auf dem ein Gummianschlag 49 vorgesehen ist. Zur Begrenzung der Abwärtsbewegung des Hilfsrahmens 3 greift der Gummianschlag 46 an der Unterseite des Tragstückes 45 an. Zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Hilfsrahmens 3 greift der Gummianschlag 49 an der Tragplatte 41 an. Auf diese Weise werden die Vertikalbewegungen des Hilfsrahmens 3 begrenzt.

Figur 6 zeigt die Aufhängung 10, die zwischen dem Ausgleichsgetriebe 1 und dem Querträger 18 vorgesehen ist. An der oberen Fläche des Ausgleichsgetriebegehäuses ist ein Tragstück 51 in Form eines umgekehrten U-Profils befestigt. Das Tragstück 51 enthält einen im Querschnitt rechteckigen Hohlkörper 52, der mit den Innenflächen 53 des Tragstückes durch Gummifederungen verbunden sind. Diese besitzen mehrere Gummifedern 15, zwischen denen Platten 54 vorgesehen sind. Ein an dem Hohlkörper 52 angeschweißtes Rohr 55 ist mit einer Schraube 56 an dem Querträger 18 befestigt.

In der vorstehend beschriebenen Anordnung ist der rechte Endteil des Hilfsrahmens 3 mit der Karosserie durch die Aufhängung 8 verbunden, die den öldämpfer 13 umfaßt und Schwingungen aufnehmen kann, die sonst bei einem plötzlichen Anfahren und Bremsen des Kraftwagens auf die Karosserie übertragen werden könnten. Dabei gewährleisten die in den Aufhängungen 9 und 10 vorgesehenen Gummifederungen eine Quersteifigkeit, die genügend hoch ist angesichts der Querkräfte, die beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Kraftwagens auftreten können.

In den Figuren 7 und 8 sind diedarch die Erfindung erzielbaren Effekte dargestellt. Dabei ist in der Figur 7 das Verhalten bei Längsschwingungen dargestellt, die auftreten, wenn der Motor mit einer Drehzahl von 1500 U/min läuft und der zweite Gang eingelegt ist. Längs der Abszisse sind die aufeinanderfolgenden. Schwxngungsanschläge aufgetragen. Dabei gilt, wie in der Figur 8 gezeigt ist, der Ausschlag a von dem ersten Maximum zu dem ersten Minimum als der erste Anschlag, der Ausschlag b von dem ersten Minimum zu dem zweiten Maximum als der zweite Ausschlag und der Ausschlag c von dem zweiten Maximum zu dem zweiten Minimum als der dritte Ausschlag. Es wird angenommen, daß die in der Figur 7 angegebenen Längsschwingungen mit den hier behandelten Längsschwingungen eng in Beziehung stehen. Man erkennt daher in der Figur 7, daß die besten Ergebnisse erzielt werden können, wenn der Hilfsrahmen an entgegengesetzten Enden mit oldämpfern aufgehängt wird. Aber auch bei einer Anordnung gemäß der Erfindungen werden die Schwingungen befriedigend gedämpft.

In der Figur 9 ist das Verhalten bei Querbelastungen dargestellt, die zu Querverschiebungen führen. Man erkennt, daß in dieser Hinsicht die besten Ergebnisse erzielt werden,

wenn der Hilfsrahmen an entgegengesetzten Enden mit Gummifedern aufgehängt ist, während bei einer Aufhängung mit öldämpfern unzulässig große Querverschiebungen auftreten. Bei Verwendung der Anordnung gemäß der Erfindung dagegen bleiben die Querschwingungen in einem zulässigen Bereich. Bei Anwendung der Erfindung werden daher sowohl Schwingungen als auch Querverschiebungen befriedigend gedämpft.

Die Erfindung ist in keiner Weise auf Einzelheiten des dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels eingeschränkt, das im Rahmen des Erfindungsgedankens verschiedentlich abgeändert werden kann. Beispielsweise erstreckt sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das das Ausgleichsgetriebe 1 tragende Tragstück 4 von dem Hilfsrahmen nach hinten. Das Ausgleichsgetriebe kann aber auch von einem vorwärtsgerichteten Tragstück getragen werden. Anstelle eines Öldämpfers kann man auch einen Luft- oder Gasdämpfer verwenden.

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Claims (5)

1. 3207Q35

   PATENTANSPRÜCHE

   / 1. Kraftwagen, gekennzeichnet durch eine Karosserie, einen Hilfsrahmen, der im wesentlichen quer zu der Karosserie angeordnet ist und zwei einander entgegengesetzte Endteile und einen mittleren Teil besitzt, auf dem ein Ausgleichsgetriebe montiert ist, das einerseits mit einer Kardanwelle und andererseits mit zwei seitwärtsgerichteten Radantriebswellen derart verbunden ist, daß es ein Antriebsdrehmoment der Kardanwelle auf mit je einer der Radantriebswellen verbundene Antriebsräder überträgt, wobei zwei Querlenker vorgesehen' sind, die einerseits an je einem der entgegengesetzten Endteile des Hilfsrahmens angelenkt und in denen andererseits je eins der Antriebsräder drehbar gelagert ist, der Hilfsrahmen an seinen entgegengesetzten Endteilen durch je eine Aufhängung mit der Karosserie verbunden ist, so daß in diesen Aufhängungen Reaktionskräfte erzeugt werden, die den Antriebsdrehmomenten in der Kardanwelle und den Radantriebswellen entgegenwirken, und jene dieser Aufhängungen, die an dem Endteil des Hilfsrahmens vorgesehen ist, in dem die genannte Reaktionskraft stärker ist als in dem anderen Endteil, einen druckmittelgefüllten Stoßdämpfer besitzt, der geeignet ist, eine vertikale Relativbewegung zwischen der Karosserie und dem Hilfsrahmen aufzunehmen, während die andere Aufhängung eine elastische Abstützung umfaßt. ■
2. 2. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgetriebe von einem Tragstück getragen wird, die sich von dem Hilfsrahmen rückwärts erstreckt und von der Karosserie an einem in der Mitte derselben quer angeordneten Teil getragen wird.

   -J.

   32Q7035
3. 3. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der druckmittelgefüllte Stoßdämpfer zwei mit Flüssigkeit gefüllte Kammern besitzt, deren Volumina durch eine vertikale Relativbewegung zwischen der Karosserie und dem Hilfsrahmen verändert werden und zwischen denen eine Drosselstelle vorgesehen ist, durch welche die Flüssigkeit bei einer Veränderung der Volumina der beiden Kammern tritt.
4. 4. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Abstützung ein Innenrohr besitzt, ferner ein das Innenrohr umgebendes Außenrohr und zwischen dem Ihnen- und dem Außenrohr angeordnetes, elastisches Material, wobei das Außen- und das Innenrohr im wesentlichen vertikale Längsachsen haben, das eine dieser beiden Rohre mit dem Hilfsrahmen und das andere mit der Karosserie verbunden ist, so daß das elastische Material einer Querbewegung des Hilfsrahmens gegenüber der Karosserie unter Kompression des elastischen Materials und einer Vertikalbewegung des Hilfsrahmens gegenüber der Karosserie unter Scherung des elastischen Materials entgegenwirkt.
5. 5. Kraftwagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgetriebe durch eine elastische Abstützung mit der Karosserie verbunden ist.