DE1023931B

DE1023931B - Torsion suspension

Info

Publication number: DE1023931B
Application number: DEB38708A
Authority: DE
Original assignee: G E BURKHARDT FA
Current assignee: G E BURKHARDT FA
Priority date: 1954-04-13
Filing date: 1954-04-13
Publication date: 1958-02-06

Description

Torsionsfederung Torsionsfederungen finden bekanntlich vor allem bei solchen Geräten, Fahrzeugen od. dgl. Anwendung, bei denen es darum geht, an einer Achse einen Schwinghebel federnd zu lagern. Dabei finden. als Torsionsglieder eine oder mehrere Buchsen aus elastischem Werkstoff Verwendung.Torsional suspension Torsional suspension is known to be found mainly in such devices, vehicles or the like. Application that involves a Axle to mount a rocker arm resiliently. Find thereby. as torsion links one or several bushings made of elastic material are used.

Bei einer bekannten Torsionsfederung liegt die Schwenkachse in. einer Buchse aus elastischem Werkstoff, die sowohl mit der Innenwandung der Lagerbolh.rung als auch mit der Schwenkachse in kraftschlüssiger Verbindung gehalten ist. Dabei ist entweder das Gehäuse oder die Achse fest angeordnet, so daß eines von beiden Teilen relativ zum anderen federnd verschwenkt werden kann. Die Größe des Schwenkweges ist einmal von der Schwenkkraft, nämlich der auf den Schwinghebel aufgebrachten Belastung, und zum anderen von dem elastischen Werkstoff, aus dem die Buchse besteht, sowie den Abmessungen der Buchse abhängig. Von besonderer Bedeutung sind' dabei die radialen Abmessungen der Gummibuchse, also ihr Innen- und ihr Außendurchmesser. Je größer die Buchsenstärke ist, um so größer ist im allgemeinen bei jeweils gleichem Werkstoff unter gleicher Belastung der Schwenkweg. Meist ist es erwünscht, daß bei geringen Torsionskräften eine weiche Federung gegeben ist, während bei größeren Torsionskräften eine härtere Federung angestrebt wird, um so den Schwenkweg bei größeren. Kräften nicht viel größer als bei kleineren Kräften zu halten. Der Schwenkweg ist nämlich gewöhnlich durch bauliche Gegebenheiten begrenzt. Ist beispielsweise eine Rolle an einem. Schwinghebel unter dem Boden eines Kastens gelagert, dann, darf der Schwinghebel nur um ein solches Maß aufwärts verschwenkt werden, bei dem die Rolle noch nicht mit dem Boden des Kastens in Fühlung kommt. Dies muß auch noch bei starken, kurzfristig wirkenden Stößen vermieden sein. Allein mit einer Verlängerung der Schwinghebel ist dies nicht gewährleistet. Es muß noch zusätzlich die Federung des Lagers darauf abgestellt sein.In a known torsion suspension, the pivot axis lies in one Bushing made of elastic material, which both with the inner wall of the bearing bracket and is held in a force-locking connection with the pivot axis. Included either the housing or the axis is fixed, so that one of the two Share can be pivoted resiliently relative to the other. The size of the swivel path is once of the pivoting force, namely that applied to the rocker arm Load, and on the other hand on the elastic material from which the bushing is made, as well as the dimensions of the socket. Of particular importance are ' the radial dimensions of the rubber bushing, i.e. its inside and outside diameter. The larger the bushing thickness, the larger it is in general for the same Material under the same load the swivel path. Usually it is desirable that at low torsional forces give a soft suspension, while larger Torsional forces strive for a harder suspension, so as to reduce the pivoting path bigger. To keep forces not much greater than with smaller forces. The swing path is usually limited by structural conditions. Is for example a role in one. Rocker arm stored under the bottom of a box, then, the rocker arm may only be pivoted upwards by such an amount that the roll is not yet in contact with the bottom of the box. This also has to be done be avoided in the event of strong, short-term impacts. Alone with an extension the rocker arm does not guarantee this. It must also have the suspension of the camp should be based on it.

Bei den bekannten an Schwinghebeln gelagerten Rollen ist hierzu beispielsweise ein elastischer Puffer angeordnet, dem eine geringe Federung innewohnt und der den Schwenkweg auf ein Höchstmaß begrenzt. Ein solcher Puffer wirkt aber als außerordentlich harte Federung, so daß bei seinem Infunktiontreten verhältnismäßig harte Stöße auftreten, während es wünschenswert wäre, daß auch in seinem Bereich anfangs noch eine verhältnismäßig weiche Federung vorliegt.In the case of the known rollers mounted on rocker arms, this is for example an elastic buffer is arranged, which has a low resilience and the Swivel travel limited to a maximum. Such a buffer, however, appears to be extraordinary hard suspension, so that relatively hard shocks occur when it enters into function, while it would be desirable that also in his area at the beginning still another proportionate soft suspension is present.

Es ist bereits der Vorschlag gemacht worden, eine Torsionsfederung durch mindestens zwei aneinander angelenkte Hebel zu bilden, wobei die Hebelgelenke jeweils mit Torsionsfedern ausgestattet sind. Durch die Verwendung mehrerer Torsionsfedern, wobei sich in jedem Gelenk jeweils eine befindet, addieren sich. die Torsionskräfte, wenn die zickzackförmig zueinanderstehenden Hebel derart gegeneinander verschoben werden, daß sich die von den Hebeln eingeschlossenen Winkel verkleinern. Eine solche Federung vermag sich zwar verschiedenen Belastungen anzupassen, macht jedoch eine Führung der Bewegungen der einzelnen Hebel notwendig, die den. Aufbau der Federung kompliziert macht. Außerdem beanspruchen diese Federungen außerordentlich viel Raum.A torsion suspension has already been proposed to form by at least two levers articulated to one another, the lever joints are each equipped with torsion springs. By using several torsion springs, where there is one in each joint, add up. the torsional forces, when the zigzag levers are shifted against each other in this way that the angles enclosed by the levers decrease. Such Suspension can adapt to different loads, but it does one Guidance of the movements of the individual levers necessary for the. Structure of the suspension complicates. In addition, these suspensions take up an extremely large amount of space.

Im Gegensatz dazu ist durch die Erfindung eine Torsionsfederung geschaffen, die sich bei Anordnung von mindestens zwei Gummibuchsen, die zwischen je einer Achse und. einem konzentrischen, zu. ihr drehbaren Gehäuse sitzen, auf engstem Raum unterbringen läßt. Bei ihr werden ferner die Federkräfte nicht über verschwenkbare Hebel wirksam, sondern durch Verdrehen der Achsen oder der dazu konzentrisch liegenden Gehäuse. Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gummibuchsen der Torsionsfederung ortsfest gelagert sind und die jeweils verdrehbaren Teile kraftschlüssig miteinander in Verbindung stehen, wobei der abzufedernde Schwinghebel fest an einem der verdrehbaren Teile sitzt. Hierdurch ist erreicht, daß die einzelnen verdreh.-baren Teile derart zusammenwirken, daß ihre elastischen Gummibuchsen mit ihnen eine Verdrehung erfahren. Dabei können im Gehäuseaußenmantel Verzahnungen, Nocken od. dgl. angeordnet sein, durch welche die Gehäuse miteinander kraftschlüssig im Eingriff stehen und sich aufeinander abwälzen.In contrast, a torsion suspension is created by the invention, which is the case with the arrangement of at least two rubber bushings, each between an axis and. a concentric, too. their rotatable housing sit in a confined space leaves. With her the spring forces are also not effective via pivotable levers, but by turning the axes or the concentric housings. This is achieved according to the invention in that the rubber bushings of the torsion suspension Are fixedly mounted and the rotatable parts in each case frictionally with one another are in connection, wherein the cushioned rocker arm fixed to one of the rotatable Parts sits. This ensures that the individual rotatable parts in such a way cooperate so that their elastic rubber bushings experience a twist with them. Toothings, cams or the like can be arranged in the outer casing of the housing, through which the housings are frictionally engaged and each other roll on each other.

In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß die kraftschlüssige Verbindung der Gehäuse bzw. Achsen miteinander erst nach Verdrehen des Teiles, an dem der Schwinghebel angreift, um einen bestimmten Winkel einsetzt, so daß die Torsionskräfte der einzelnen Gummibuchsen nacheinander zur Wirkung kommen und sich: eine in etwa progressive Federung ergibt.In a further embodiment of the subject matter of the invention, the Be arranged so that the positive connection of the housing or axles with each other only after turning the part on which the rocker arm engages a certain angle is used, so that the torsional forces of the individual rubber bushings come into effect one after the other and result in an approximately progressive suspension.

Von besonderem Vorteil ist dabei die Möglichkeit, die Belastungsstufen jeweils festlegen zu können, bei denen die zweite oder dritte Gummibuchse zur Wirkung kommen soll.The possibility of changing the load levels is of particular advantage to be able to determine in each case where the second or third rubber bushing is effective should come.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Außendurchmeser der miteinander in kraftschlüssiger Verbindung stehenden Gehäuse und/oder Gummibuchsen eine unterschiedliche Größe aufweisen. Damit erhalten die Torsionswinkel der zusammen zur Wirkung kommenden Gummibuchsen zueinander eine dem Übersetzungsverhältnis entsprechende Größe, so daß durch die Übersetzung den Unterschieden in der möglichen Belastbarkeit der einzelnen Gummibuchsen Rechnung getragen sein kann. Der Last entgegenwirkende Federkräfte addieren sich, und es ergibt sich. eine Gesamtfederkraft verhältnismäßig steilen linearen Anstiegs.Furthermore, it can be provided according to the invention that the outer diameter the housings and / or rubber bushings that are in a force-fit connection with one another have a different size. This gives the torsion angles together rubber bushings that come into effect to one another have a corresponding transmission ratio Size, so that by translating the differences in the possible load capacity the individual rubber bushings can be taken into account. Counteracting the load Spring forces add up and it results. a total spring force proportionately steep linear increase.

Sind Außendurchmesser unterschiedlicher Größe vorgesehen, dann ist eine progressive Federung ebenfalls erreichbar, und zwar dadurch, daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Gehäusen, bzw. Achsen erst nach dem Verdrehen des einen Teiles entgegen der IKraft seiner Gummibuchse um einen gewissen Winkel erfolgt ist, dessen Größe beispielsweise durch den Abstand zweier Nocken bestimmt ist, welcher bei der Entlastung gegeben ist.If outside diameters of different sizes are provided, then is a progressive suspension also achievable, in that the non-positive Connection between the individual housings or axes only after turning of one part against the I force of its rubber bushing by a certain angle is done, the size of which is determined, for example, by the distance between two cams is what is given at the discharge.

In. der Zeichnung ist ein: Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt. Die Torsionsfederung setzt sich aus der Rolle 1, zwei Hebeln 2, zwischen denen die Ralle 1 gelagert ist, dem Befestigungssockel 3 und den verschiedenen Federelementen zusammen. Die dargestellten drei Federglieder sitzen auf den Achsen 4, 5 und 6, die im Befestigungssockel 3 unverdrehbar gelagert sind. Auf die Achsen 4, 5 und 6 sind die Gummibuchsen 7, 8 und 9 aufgeschoben und kraftschlüssig durch Vulkanisation oder Reibungsschluß mit den Achsen 4, 5 und 6 verbunden. Auf den Außenmantel der Buchsen 7, 8 und 9 sind die Blechstreifen 10 11 und 12 aufvulkanisiert. Durch diese sind die Buchsen 7, 8 und 9 in den Gehäusen 13, 14 und 15 kraftschlüssig festgelegt, und zwar dadurch, daß die Gehäuse 13, 14 und 15 mit den Nasen 16, 17 und 18 zwischen die Blechstreifen 10, 11 und 12 :greifen. Bei den einzelnen Federungen, die in der Zeichnung dargestellt sind, sind also die Gehäuse 13, 14 und 15 gegenüber den Achsen 4. 5 und 6 verschwenkbar, wobei die den Buchsen 7. 8 und 9 innewohnende Federkraft zu überwinden ist. Die Schwenkhebel 2 sind mit dem Gehäuse 14 der mittleren Torsionsfederung fest verbunden. Am Außenmantel des Gehäuses 14 befindet sich die Verzahnung 19, die in die Verzahnung 20 des Gehäuses 15 eingreift, so daß bei einem Verschwenken der Hebel 2 nicht allein das Gehäuse 14 gegenüber der Achse 3 gegen die Wirkung der Torsionsbuchse 8 verschwenkt wird, sondern gleichzeitig auch das Gehäuse 15 gegenüber der Achse 6 unter Überwindung der Federkraft der Buchse 9. Auf der der Verzahnung 19 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 14 befindet sich der Nocken 21, der nach Zurücklegen eines bestimmten Schwenkweges mit dem Nocken 22 des Gehäuses 13 in Eingriff kommt, so daß nunmehr beim weiteren Verschwenken auch noch die Kraft der Torsionsfeder 7 zu überwinden ist. Bei geringerer Last addieren sich nur die Torsionsfederkräfte der Buchen 8 und 9, während bei steigender Last mit dem Auflaufen des Nockens 21 auf den Nocken 22 noch die Torsionsfederkraft der Buchse 7 hinzutritt. Eine derartige Torsionsfederung, wie sie in der Zeichnung als Ausfülhrungsbeispiel dargestellt ist, hat also bei geringerer Belastung eine verhältnismäßig weiche Federung, die bei größerer Belastung durch das Hinzutreten der Torsionsbuchse 7 sprungartig härter wird. Durch Austausch der Buchsen gegen solche anderer Elastizität oder durch Vergrößerung der Außendurchmnesser oder Verkleinerung der Innendurchmesser der Buchsen läßt sich weiterhin noch, die Federung variieren und den jeweils vorliegenden Verhältnissen anpassen.In. the drawing is an: exemplary embodiment according to the invention shown schematically. The torsion suspension consists of roller 1, two levers 2, between which the rail 1 is mounted, the mounting base 3 and the various Spring elements together. The three spring links shown sit on the axles 4, 5 and 6, which are mounted in the mounting base 3 so that they cannot rotate. On the axes 4, 5 and 6, the rubber bushings 7, 8 and 9 are pushed on and frictionally through Vulcanization or frictional engagement with axles 4, 5 and 6 connected. On the outer jacket the sockets 7, 8 and 9, the sheet metal strips 10, 11 and 12 are vulcanized. By these are the sockets 7, 8 and 9 in the housings 13, 14 and 15 non-positively fixed, namely in that the housing 13, 14 and 15 with the lugs 16, 17 and 18 between the metal strips 10, 11 and 12: grab. With the individual suspensions in the Drawings are shown, so the housing 13, 14 and 15 opposite the axes 4. 5 and 6 pivotable, the spring force inherent in the bushings 7. 8 and 9 is to be overcome. The pivot levers 2 are with the housing 14 of the central torsion suspension firmly connected. On the outer jacket of the housing 14 is the toothing 19, which engages in the toothing 20 of the housing 15, so that when pivoted the lever 2 not only the housing 14 opposite the axis 3 against the action the torsion bushing 8 is pivoted, but also the housing 15 at the same time opposite the axis 6 by overcoming the spring force of the socket 9. On the Toothing 19 opposite side of the housing 14 is the cam 21, which after covering a certain pivoting path with the cam 22 of the housing 13 comes into engagement, so that now also the force when pivoting further the torsion spring 7 is to be overcome. With a lower load, only those add up Torsional spring forces of the beeches 8 and 9, while with increasing load with contact of the cam 21 on the cam 22, the torsional spring force of the bush 7 is added. Such a torsion suspension, as shown in the drawing as an exemplary embodiment is shown, so has a relatively soft suspension at lower loads, which occurs suddenly when the torsion bushing 7 is heavily loaded gets harder. By exchanging the bushings for those with a different elasticity or by Enlarging the outside diameter or reducing the inside diameter of the bushings can still be varied, the suspension and the prevailing conditions adjust.

Wie die Zeichnung zeigt, sind die Durchmesser der einzelnen Buchsen und die Durchmesser der Gehäuse unterschiedlich, so daß gewisse Übersetzungsverhältnisse vorliegen, mit deren Veränderung ebenfals ein Variieren der Federkräfte möglich ist. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, wird bei einem Verschwenken der Hebel 2 unter Last die: Torsionsbuchse 8 in geringerem Maß verdreht als die Torsionsbuchse 9, so daß jede Torsionsbuchse mit einem demn Torsionswinkel entsprechenden Kraftanteil der Last entgegenwirkt. Etwas anders liegen die Verhältnisse bei den Buchsen 8 und 7. Bei dieser Federung wird die Torsionsfeder 7 erst verdreht, wenn die Torsionsfeder 8 um einen durch den Abstand zwischen den Nocken 21 und 22 bestimmten Torsionswinkel verdreht ist und eine gewisse Kraft aufgebracht hat, zu der sich dann erst die der Buchse 7 addiert. Bei der dargestellten Torsionsfederung steigt infolgedessen mit steigender Belastung. also mnit steigender, an den Schwenkhebeln angreifender Kraft, die dieser entgegenwirkende Gesamttorsionsfederkraft in bezug auf den Schwenkweg in etwa progressiv an. Durch einte Änderung der Abmessungen der Einzelfederungen läßt sich eine derartige Torsionsfederung allen Belastungsverhältnissen anpassen. Eine Federung nach der Erfindung läßt sich auch bei anderen Vorrichtungen, bei dlenen entsprechende Federungsverhältnisse angestrebt werden, zur Anwendung bringen. Sie ist vor allemn geeignet, wenn nur ein sehr beschränkter Raum für den Einbau einer Federung zur Verfügung stelht. aber starke Federkräfte zur Wirkung kommen sollen, die einte Gummibuchse allein- als Torsionsfederungselement nicht aufzubringen vermag.As the drawing shows, the diameters of the individual bushings are and the diameter of the housing different, so that certain gear ratios are present, with the change of which a variation of the spring forces is also possible is. As can be seen from the drawing, when the lever is pivoted 2 under load the: torsion bushing 8 twisted to a lesser extent than the torsion bushing 9, so that each torsion bushing with a force component corresponding to the torsion angle counteracts the load. The situation is somewhat different for sockets 8 and 7. With this suspension, the torsion spring 7 is only rotated when the torsion spring 8 by a torsion angle determined by the distance between the cams 21 and 22 is twisted and has applied a certain force to which the Socket 7 added. In the case of the torsion suspension shown, it increases as a result increasing load. i.e. with increasing force acting on the pivot levers, the total torsional spring force counteracting this in relation to the pivoting path roughly progressive. By changing the dimensions of the individual springs such a torsion suspension can be adapted to all load conditions. A suspension according to the invention can also be used in other devices, in which appropriate suspension ratios are sought to apply. she is especially suitable if there is only a very limited space for the installation of a Suspension available. but strong spring forces should come into effect, the one rubber bushing alone cannot be applied as a torsion spring element.

Claims

PATENT CLAIMS. 1. Torsional suspension with at least two between one axle each and one concentric rubber bushing that can be rotated relative to it, characterized in that the rubber bushings (7 to 9) are stationary and the "rotatable" parts (axes 4 to 6 or housings 13 to 15) are non-positive are in connection with each other, the rocker arm to be cushioned (2) firmly all one of the rotatable.n parts sits.

2. T orsionsfederung according to claim 1, characterized by means of toothed rings (18, 19), cams (21, 22) arranged on the outer casing of the housing or the like

3. torsion suspension according to one or both of the preceding claims, thereby gekentizeichnet that the frictional connection only after Rotation of the part (14) on which the rocker arm (2) engages by a certain amount Angle sets in.

4. Torsional suspension according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the outer diameter of the housing (13, 14, 15) and / or rubber bushings (7, 8, 9) 'have different sizes. Into consideration printed publications: German Patent No. 588 120; British patent specification No. 680 473.