DE1022102B - Radabfederung, insbesondere Fahrzeuge - Google Patents

Description

Das Patent 1 001 601 betrifft eine Radabfederung, insbesondere für Fahrzeuge mit Radaufhängung an einem am Fahrzeugkörper gelagerten doppelarmigen Schwenkhebel, an dessen einem Arm die Radachse angeordnet und dessen anderer Arm durch Federkraft abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel mit dem daran angeordneten Rad als ein im wesentlichen gewichtsausgeglichener Waagebalken ausgebildet ist, an dem sowohl ein Gegengewicht als auch die Kraft der Feder mit größerem Abstand vom Drehpunkt angreifen als das Gewicht des Rades am gegenüberliegenden Arm.

Mit dieser Maßnahme wird ein ruhiger Radlauf und eine möglichst schnell ansprechende Radabfederung angestrebt, um damit die Fahrsioherheit bei möglichster Schonung von Straße und Ladegut gegenüber bisher bekannten Radabfederungen, insbesondere bei schweren Fahrzeugen, zu erhöhen.

Selbst diese verhältnismäßig schnell ansprechende Radabfederung wird jedoch nicht allen Vorkommnissen auf der Straße gerecht, besonders dann nicht, wenn schwere Hindernisse, z. B. tiefe Schlaglöcher, zu überfahren sind. Bei starkem Ausschwenken des Waagebalkens aus seiner Mittellage wirkt je nach Stellung des Waagebalkens eine mehr oder weniger große StO'ßkomponente direkt, also- ungefedert, auf den im Fahrzeugrahmen befestigten Drehzapfen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Überrollen von tiefen Schlaglöchern die von dem Rad zu überwindende Wegstrecke zu groß wird, weil entsprechend der Federkennlinie die für die Achsbeschleunigung zur Verfügung stehende Federspannung mit zunehmendem Weg kleiner wird und nicht mehr ausreicht, das rollende Rad an den Boden zu pressen. Das Rad muß dadurch eine Luftstrecke überwinden und verursacht beim Wiederaufsetzen einen unerwünscht harten Stoß. Diese Mängel weitgehendst abzustellen, ist die Aufgabe der nachfolgend beschriebenen Erfindung.

Gemäß der Erfindung wird die Radachse gegen Federkraft beweglich am Radarm des Schwenkhebels angeordnet. Der von der Luftbereifung des Rades nicht geschluckte Stoß wirkt zunächst auf den schwingenden Drehpunkt des Schwenkhebels, wird von der ersten Federstufe abgefangen und damit wesentlich geschwächt an den festen Drehzapfen am Fahrzeugrahmen weitergeleitet. Diese Maßnahme erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn schwere Hindernisse bei hohen Geschwindigkeiten zu überfahren sind. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß über zwei Federstufen gearbeitet wird und somit die Möglichkeit geschaffen ist, diese beiden Stufen in ihren Federkräften so abzustimmen, daß einer harten Feder für hohe Enddrücke eine weiche Feder für leichte, dicht folgende Hindernisse vorgeschaltet ist.

Radabfederung,
insbesondere Fahrzeuge

Zusatz zum Patent 1 001 601

Anmelder:

Dr.-Ing. Georg Bracke,
Hannover, Am Jungfernplan 10,

und Walter Borstel,
Dortmund, Märkische Str. 175

Dr.-Ing. Georg Bracke, Hannover,

und Walter Borstel, Dortmund,
sind als Erfinder genannt worden

Im weiteren Ausbau der Erfindung wird dem Waagebalken ein Achsbeschleuniger zugeordnet mit der Aufgabenstellung, beim Überfahren von Schlaglöchern, wobei das rollende Rad in Richtung Fahrbahn bewegt werden muß, die Achsbeschleunigung so zu steigern, daß die Bodenberührung nicht verlorengeht. Ein geeignetes Mittel als Achsbeschleuniger ist ein Luftpolster, das nahezu trägheitslos arbeitet und somit bei jeder Achsdruckänderung schnellstens anspricht. Entweder parallel zur Feder oder mit dieser in Reihe geschaltet leitet es die Achsbewegung ein, ohne wesentliche Federungsaufgaben zu übernehmen. Erreicht wird es dadurch, daß das Luftpolster in an sich bekannter Weise durch einen Zusatzbehälter so vergrößert wird, daß seine Druckkraft in jeder Radstellung annähernd gleich ist. Nach der Höhe der Fahrzeugbelastung wird der Druck im Luftkissen eingestellt. In den meisten Fällen wird es genügen, das Luftpolster in einem Gummibalg aufzunehmen. Es wirkt dann beim Überfahren von Vertiefungen und verhindert weitgehend, daß das Rad die Bodenberührung verliert.

Einzelheiten des Erfindungsgedankens sind in Abb. 1 bis 3 dargestellt, und zwar zeigt

Abb. 1 die Ansicht eines Federarmes mit über einem Bolzen angelenktem Radarm des Schwenkhebels, zwei hintereinander geschalteten Federstufen und einem direkt auf die Radlagerung wirkenden Achsbeschleuniger,

709 847/204

Abb. 2 die Draufsicht eines Federaggregate.s nach Abb. 1 mit zwei nicht angetriebenen Hinterrädern und gemeinsamer zweiter und getrennt wirkender erster Druckstufe,

Abb. 3 den Schnitt durch ein Federaggregat nach Abb. 1 mit zwei angetriebenen Rädern.

In allen Ausführungsbeispielen sind die Räder mit a, die Radachsen mit b, die Schwenkhebel mit c und f, die Schwenkhebelzapfen mit el und fl, die Federn mit dl und d2, die Federauflager mit el und e2 bezeichnet.

Abb. 1 veranschaulicht die Wirkungsweise der Radabfederung mit angelenktem Radarm. Das Rad a mit seiner Achse b ist im Radarm des Schwenkhebels c gelagert, dessen Drehzapfen el im Radarm des Schwenkhebels / befestigt ist. Dieser Schwenkhebel /" schwenkt um den Drehzapfen fl, der über den Federbock 1 mit dem Längsträger 2 fest verbunden ist. Beide Schwenkhebel c und f können durch die Gegengewichte 3 und 3' ausgewogen werden.

Beim Überfahren von Hindernissen, z. B. einer Schwelle, wird das Rad α unter Stoßbeanspruchung in Richtung Fahrzeugboden bewegt und schwenkt dabei zunächst um den Drehzapfen el; die Feder dl wird dabei gespannt. Ihr Federdruck wirkt auf das Feder-Zwischenlager e 1, schwenkt den Schwenkhebel/ um den Drehzapfen fl und wirkt über die Feder (12 auf das am Federbock 1 befestigte Federauflager e 2. Nach ÜberroUeti des Hindernisses schieben beide Federn d 1 und d 2 das Rad α wieder in seine Ausgangsstellung zurück, wobei die weiche Feder d 1 durch ihre geringere Massenträgheit schneller anspricht als die härtere Feder d2. Den auftretenden Achsschwingungen wirken die Dämpfer 4 und 5 entgegen.

Der durch das Überfahren eines Hindernisses auf die Radachse b geführte Stoß wirkt also in erster Linie auf die weiche Feder d 1. Der von ihr nicht geschluckte Stoß wirkt über das schwingende Federauflager el auf die Feder d2, die den Reststoß weiterhin verringert, so daß über das feste Feder auf lager e 2 kein nennenswerter Stoß auf den Fahrzeugrahmen übertragen werden kann. Darüber hinaus wird die je nach Stellung des Schwenkhebels c unterschiedlich hoch auftretende Stoßkomponente durch den schwingenden Drehzapfen el stark abgeschwächt, so daß auch über den im Federbock 1 befestigten Drehzapfen fl kein nennenswerter Stoß spürbar wird.

Trotz alledem spricht dieses Federaggregat noch nicht schnell genug an, weil auch diese weichen Federn noch über eine zu hohe Massenträgheit verfugen, die sich für den Bewegungsablauf noch hemmend auswirkt. Diese Mängel zu beseitigen, ist der Zweck des eingebauten Achsbeschleunigers 6, ein Luftbalg, der nahezu trägheitslos arbeitet.

Dieser Luftbalg 6 ist über das Ventil 7 und die Rohrleitung 8 mit dem Zusatzbehälter 9 verbunden, der von dem Behälter 10 oder eine Pumpe über die Rohrleitung 11 und das Reduzierventil 12 gespeist wird.

Nach dem Beladungszustand wird das Reduzierventil 12 eingestellt. Mit einem dementsprechend«!, annähernd konstanten Druck beteiligt sich der Luftbalg 6 an der Radabstützung und übernimmt damit einen bestimmten Teil der statischen Last. Den verbleibenden Rest und die beim Fahren durch Hindernisse zusätzlich auftretenden Belastungen übernehmen die Federn dl und d2.

Darüber hinaus ist es Aufgabe des Luftbalges 6, den Totpunkt beim Ausschwenken des Rades α ζ. Β. beim Überrollen einer Stufe möglichst schnell zu überwinden und der Achse b eine so hohe Beschleunigung zu verleihen, daß die Bodenberührung möglichst erhalten bleibt, so daß das Rad keine Luftstrecke überwinden muß. Durch den annähernd konstant bleibenden Druck im Luftbalg 6 über den gesamten Achsweg bleibt außerdem stets eine bestimmte Stützkraft erhalten, so daß der Fahrzeugkörper nach Überfahren einer Stufe nicht übermäßig absacken kann.

Diese Maßnahmen schließen jedoch nicht aus, bei höheren Lasten den Luftbalg 6 zu Federungsaufgaben mit heranzuziehen. Dies geschieht dadurch, daß der Zusatzbehälter 9 zum Speisebehälter 10 geschaltet wird. Das Ventil 7 arbeitet dann als Reduzierventil. Durch das auf einen bestimmten Wert einzustellende Überdruckventil 13 bestimmt man die maximal aufzunehmende Stützkraft des Gummibalges 6. Damit wird nicht nur der Gummibalg 6 gegen zu hohe Belastungen abgesichert, sondern man gibt außerdem dem Rad α die Möglichkeit, einem größeren Hindernis besser ausweichen zu können, weil ab einem bestimmten Wert mit zunehmendem Achshub keine Drucksteigerung im Luftbalg 6 verbunden ist.

Abb. 2 zeigt in Draufsicht je ein nicht angetriebenes Rad α zu beiden Seiten des Federbockes 1. Bei fester Verbindung der jedem Rad zugeordneten Schwenkhebel / durch das Glied 14 erreicht man eine gemeinsame zweite Druckstufe für beide über den Schwenkhebel c getrennt angefederten Räder a. Überfährt nur eines der beiden Räder α ein Hindernis, steht diesem Rad die Federkraft der zweiten Druckstufe des anderen bei diesem Vorgang mit zur Verfugung.

Abb. 3 zeigt im Schnitt je ein angetriebenes Rad a zu beiden Seiten des Federbockes, der als Radkasten 15 ausgebildet ist. Die Abfederung des Rades α ist die gleiche wie in Abb. 1. Der Radantrieb erfolgt von einem feststehenden Differential über die Antriebswelle 16, die auf dieser Welle befestigten Zahnräder 17 und 17 a, die Zwischenräder 18, 18 a, 19 und 19 a auf die Zahnräder 20 und 21 der Räder a, a.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Radabfederung, insbesondere für Fahrzeuge mit Radaufhängung an einem am Fahrzeugkörper gelagerten doppelarmigeu Schwenkhebel, an dessen einem Arm die Radachse angeordnet und dessen anderer Arm durch Federkraft abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel mit dem daran angeordneten Rad als ein im wesentlichen gewichtsausgeglichener Waagebalken ausgebildet ist, an dem sowohl ein Gegengewicht als auch die Kraft der Feder mit größerem Abstand vom Drehpunkt angreift als das Gewicht des Rades am gegenüberliegenden Arm nach Patent 1001601, dadurch gekennzeichnet, daß die Radachse (b) gegen Federkraft beweglich am Radarm des Schwenkhebels (/) angeordnet ist.

2. Radabfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radachse (b) sowohl um den mit dem Schwenkhebel (/) schwingenden Drehzapfen (el) als auch um den im Federbock (1) befestigten Drehzapfen (/1) schwenkt.

3. Radabfederung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schwenkarm (c) zugeordnete Feder (dl) auf das schwingende Federauflager (^ 1) und die dem Schwenkarm (/) zugeordnete Feder (</2) auf das am Federbock (1) starr befestigte Federauflager (e2) einwirkt.

4. Radabfederung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Rad (α) neben der je nach Radstellung sich ändernden Federkraft ein Achsbeschleuniger (6) einwirkt.

5. Radabfederung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Achsbeschleuniger ein mit vorgespannter Luft gefüllter Gummibalg

(6) verwendet wird, dessen Luftvolumen in an sich bekannter Weise durch einen Zusatzbehälter (9) so vergrößert ist, daß seine Druckkraft in jeder Radstellung annähernd gleich groß ist.

6. Radabfederung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummibalg (6) in an sich bekannter Weise durch das Ventil (7) vom Zusatzbehälter (9) getrennt ist und damit federnd wirkt.

7. Radabfederung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummibalg (6) durch das Überdruckventil (13) abgesichert und das Ventil

(7) als Reduzierventil eingestellt ist.

8. Radabfederung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbock als Radkasten (15) ausgebildet ist.

9. Radabfederung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei angetriebenem Rad (α) die Kraftübertragung vom Zahnrad (17) der im feststehenden Differentialgehäuse und dem Radkasten (15) gelagerten Antriebswelle (16) auf das Zahnrad (20) des Rades (a) über die Zwischenräder (18 und 19) erfolgt, die auf den Achsen (/1 und el) der Schwenkhebel (/ und c) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 567 162;
französische Patentschriften Nr. 398 355, 857 665.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 847/204 12.