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Zwillingsrädersatz, insbesondere für Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeuganhänger
Die Erfindung betrifft einen Zwillingsrädersatz, insbesondere für Kraftfahrzeuge
oder Kraftfahrzeuganhänger.
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Es ist bekannt, Zwillingsräder als einfache Laufräder; also ohne Bremsen,
auf einer gemeinsamen Achshülse zu lagern, welche um eine horizontale Achse schwenkbar
ist. Mit dieser pendelnden Lagerung der Zwillingsräder wird eine gleichmäßige Verteilung
des Lastdruckes erreicht und eine ständige Bodenberührung der beiden Räder sichergestellt.
Damit ist einem namentlich beim Befahren gewölbter Fahrbahnen auftretenden Mangel
abgeholfen.
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Es ist bekannt, das Innenrad von pendelnd aufgehängten Zwillingsrädern
abzubremsen. Es ist jedoch nicht bekannt, bei pendelnder Aufhängung der Räder gleichzeitig
beide Räder abzubremsen, wenn diese unabhängig voneinander drehbar sind, weil die
Lösung dieser Aufgabe Schwierigkeiten mit sich bringt. Dieser Mangel ist sehr nachteilig,
da nur die Hälfte der bei Abbremsung beider Räder auftretenden Bremswirkung ausgenutzt
wird.
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Andererseits ist es bekannt, zwischen den Zwillingsrädern ein Ausgleichgetriebe
mit Planetenrädern anzuordnen und die Planetenräder mittels einer Bremstrommel,
welche unabhängig von den Rädern neben dem Innenrad angeordnet ist, abzubremsen.
Die Räder können bei dieser Anordnung einzeln frei umlaufen und werden gemeinsam
gebremst, wenn beide Räder Bodenberührung haben. Hat eines dieser Räder jedoch keine
Bodenberührung mehr, so ist die ganze Bremsung unwirksam; weil dann auch das Rad
mit Bodenberührung nicht abgebremst werden kann. Um dies zu vermeiden, bliebe die
Möglichkeit, eine Ausgleichgetriebesperre einzubauen. Dies wäre jedoch sehr kompliziert
und daher nachteilig.
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Weiterhin ist eine Anordnung bekanntgeworden, bei welcher die Zwillingsräder
auf einer gemeinsamen Achshülse gelagert sind, welche mit einer Bremstrommel verbunden
ist. Die Achshülse ist als Mantelring ausgebildet und trägt ein Ausgleichgetriebe.
Hierbei ist die Achshülse um einen vertikalen Bolzen, welcher in fester Verbindung
mit dem Achsgehäuse steht, in horizontaler Richtung zum Zwecke der Lenkung des Fahrzeuges
schwenkbar angeordnet.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die oben als bekannt geschilderte
pendelnde Aufhängung von Zwillingsrädern, welche auf einer gemeinsamen, um eine
horizontale Achse schwenkbaren Achshülse gelagert sind, mit der oben geschilderten,
bekannten Anordnung eines Ausgleichgetriebes zwischen den Rädern, bei welchem die
Kegelräder des Ausgleichgetriebes mit der Bremstrommel verbunden sind, zu kombinieren.
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Die oben geschilderten Nachteile der Kombinationselemente werden durch
die Kombination behoben. Mit nur einer Bremstrommel können die beiden pendelnd aufgehängten
Räder gleichzeitig abgebremst werden, und die Bremsung ist in jedem Falle wirksam,
weil durch die pendelnde Aufhängung eine ständige Bodenberührung beider Räder gewährleistet
ist. Die Raddrücke beider Räder werden in vollem Umfange zum Bremsen ausgenutzt.
Selbst während des Bremsens haben die Räder die Möglichkeit, Relativdrehungen zueinander
auszuführen, was bei Anordnung einer Ausgleichgetriebesperre nicht möglich wäre.
Diese Relativdrehung auch während des Bremsvorganges hat den Vorteil, daß beide
Räder während des Bremsens ständig im Eingriff mit der Straßendecke bleiben, wodurch
bei beiden Rädern die größtmögliche Bremswirkung und geringste Abnutzung erzielt
wird. Bei durch eine Ausgleichgetriebesperre während des Bremsens miteinander verbundenen
Rädern tritt dagegen z. B. beim Bremsen in der Kurve zumindest bei einem der Räder
ein Gleiten auf der Straßendecke ein, wodurch die zwischen dem gleitenden Rad und
der Straßendecke vorhandene Bremskraft plötzlich erheblich verringert wird, was
-wiederum zu einem Blockieren der Bremse führen kann und mit hoher Abnutzung der
Reifen verbunden ist.
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In Verfolgung des Erfindungsgedankens sind zur Begrenzung des Schwenkwinkels
der Achshülse auf der Achse Anschläge vorgesehen, so daß ein bestimmter Schwenkwinkel
nicht überschritten werden kann. Der Schwenkpunkt für die Achshülse wird erfindungsgemäß
aus der Mittelebene zwischen den beiden Rädern heraus verlagert, wodurch eine günstigere
Straßenlage erreicht wird, wie an Hand des folgenden Beispiels beschrieben wird.
Die
Erfindung wird. nun an Hand der Zeichnungen erläutert, wobei ein Ausführungsbeispiel
für die Kombination und mehrere Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Ausgestaltung
angeführt sind.
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Fig. 1 zeigt einen senkrechten Mittelschnitt quer durch eine Achse
mit Zwillingsrädern; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht von Fig. 1 im Schnitt durch
das Pendellager; Fig. 3, 4 und 5 geben Einzelheiten wieder.
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Die Laufräder 1 und 2 sind durch ein Ausgleichgetriebe 3 miteinander
verbunden, welches in an sich bekannter Weise staubdicht nach außen abgeschlossen
sein kann. Das Ausgleichgetriebe besteht aus je einem an den Radnaben 12 und 13
befestigten Zahnkranz und radial gelagerten Kegelrädern, welche auf dem Umfang eines
Mantelringes 4 angeordnet sind, der mittels Kugellager 5 und 6 auf der Achshülse
7 drehbar gelagert ist. Mittels eines Gelenkes ist die Achshülse auf der Achse 8
pendelnd gelagert. Das Ende der Achse 8 ist als Pleuelkopf 9 ausgebildet, in welchem
ein Bolzen 10 gelagert ist. Die Radkappe 11 ist auf dem Mantelring 4 befestigt.
In starrer Verbindung mit dem Mantelring 4 steht die Bremstrommel 14. Zur Lagerung
der Naben 12 und 13 auf dem Mantelring 4 können besondere Lager vorgesehen sein,
die durch Gleitlager 15, 16, 17 und 18 angedeutet sind. Je zwei solcher Lager sind
rechts und links des Ausgleichgetriebes angeordnet. Die Achshülse 7 kann um den
Bolzen 10 pendeln. Auf den Kugellagern 5 und 6 dreht sich der Mantelring, an dem
die Bremstrommel 14 befestigt ist. Auf dem Mantelring 4 können sich die Naben 12
und 13 zusätzlich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen. Wird die Bremstrommel
14 abgebremst, so werden gleichzeitig die Kegelräder 3 des Ausgleichgetriebes abgebremst,
welche die Bremskraft über die Radnaben 12 und 13 auf die Räder 1 und 2 übertragen.
Während des Bremsens können die Räder 1 und 2 unabhängig voneinander umlaufen. Auf
beide Räder wird trotzdem ein vollkommen gleich großes Bremsmoment übertragen.
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Es ist zweckmäßig, den Pleuelkopf 9 der Achse 8 aus der mit starken
Linien gezeichneten Mittellage nach innen zu zu verlegen, wie das durch die strichpunktierte
Einzeichnung, deren Mittelpunkt mit 19 bezeichnet sei, wiedergegeben ist. 20 stellt
die Symmetriemittelebene zwischen den beiden Laufrädern 1 und 2 dar. Zwischen 20
und 19 besteht also ein gewisser Abstand c. Dieser Abstand, d. h. die Verlagerung
des Pendelpunktes aus der Mitte zwischen beiden Laufrädern nach innen zu, ist in
ihrer Wirkung in Fig. 3 und 4 sowie in Fig. 5 schematisch veranschaulicht. An der
Achse 8 ist ein Anschlag 21 vorgesehen, der bei einer Verschwenkung der Achshülsen
7 um den Bolzen 10 um den Winkelbetrag ß bei 22 zum Anschlag an der Innenseite der
Achshülse kommt. Ein gleicher Anschlag 21 ist auch an der Unterseite der Achse 8
vorgesehen. Bei gewölbter Straße wird also der untere Anschlag 21 an der Achshülse
unten zum Anschlag kommen, wenn die Krümmung der Straße das übliche Maß übersteigt.
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Nimmt man an, daß die Straße eben ist und die Last P nach unten gleichmäßig
auf beide Räder verteilt wird, so hat jedes Rad eine gleich große Last R1 und R2
aufzunehmen, welche im Abstand a+b angreifen, wobei also auch a=b ist und
die beiden Winkel a ebenfalls gleich sind. Verlagert man den Angriffspunkt der Last
P, wie Fig. 4 zeigt, nach innen, so wird a größer als b und a1 größer als a2, und
infolgedessen wird R1 kleiner als R2. Bei Fahrt auf ebener Fahrbahn hätte demnach
das innenliegende Rad mehr Druck aufzunehmen. Bei Seitendrücken auf das Fahrzeug,
z. B. in Kurvenfahrt, verändert sich aber die Sachlage. Das äußere Rad hat dann
mehr Druck aufzunehmen, wobei die Verhältnisse nicht statisch, sondern dynamisch
betrachtet werden müssen. Auch bei gewölbten Straßen hat das außenliegende Rad mehr
Druck aufzunehmen, wenn der Bolzen 10 in der Ebene 20 liegt. Darum wird der Bolzen
10 um den Betrag c nach innen zu so weit versetzt, bis sich Betriebsverhältnisse
für die pendelnd gelagerte Zwillingsräderanordnung mit Ausgleichgetriebe ergeben,
bei denen die Abnutzung des inneren und des äußeren Reifens ganz oder wenigstens
angenähert gleich sind.
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Fig. 5 zeigt, wie weit bei einer bestimmten Wölbung der Straße 23
der Bolzen 10 um den Betrag c nach innen zu verlagert werden sollte. Die Achse 8
liegt horizontal, und die vom Bolzen 10 ausgehende Druck-Last-Komponente geht vertikal.
Es ist jedoch zweckmäßig, daß die Druck-Last-Komponente im Schnittpunkt der Linie
20 mit der Fahrbahn 23 angreift. Die Achse 8 kommt aber auch noch höher zu liegen,
wenn man den Bolzen um den Betrag c nach innen verlagert; es ergibt sich somit eine
bessere Bodenfreiheit für die Achse.