DE1034041B

DE1034041B - Ausgleichsfederung fuer zwei- oder mehrachsige Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1034041B
Application number: DEG16496A
Authority: DE
Inventors: Paul Gramatzki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-02-16
Filing date: 1955-02-16
Publication date: 1958-07-10
Also published as: US2811370A; FR1141269A; BE545308A; GB787828A

Description

DEUTSCHES

Als Fahrzeuge mit Raddruckausgleich bezeichnet man Fahrzeuge, bei denen die Räder derart aufgehängt sind, daß die Bewegung der Mittelachse eines Rades relativ zum Fahrzeugrahmen zwangläufig eine Bewegung aller Radmittelachsen hervorruft, wobei 5 sich die Radachsen einer beliebigen Fahrzeugseite jeweils gegenläufig bewegen. Bewegt sich also die Mittelachse eines Rades nach oben, so wird die Mittelachse des jeweils anderen Rades nach unten geführt. Da Fahrzeuge im allgemeinen abgefedert ausgeführt werden, haben die praktischen Ausführungsformen eines solchen Raddruckausgleichs im allgemeinen die Form einer Ausgleichsfederung.

Es sind schon Ausgleichsfederungen für zwei- oder mehrachsige Fahrzeuge mit schräg oder parallel zu den Radstarrachsen angeordneten, durch Schwinghebel angelenkten Drehfederstäben und mit Mitteln zur Verbindung der Drehfederstäbe untereinander bekannt. Diese Konstruktionen sind jedoch bei Fahrzeugen mit Antriebsachsen nicht verwendbar, weil der über dem Differentialgehäuse verfügbare Raum zu klein ist, um eine Feder unterzubringen.

Bekannt sind ferner sogenannte Kurbelschwingachsen, d. h. Achsen, bei welchen Achskurbeln einerseits drehbar im Fahrzeugrahmen gelagert sind und andererseits Räder tragen. Solche Kurbelschwingachsen sind auch schon mit schräg liegender Achse und mit nach vorn und nach hinten gerichteten Schwingkurbeln ausgeführt worden, wodurch sich ein begrenzter Raddruckausgleich ergibt. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß sich unterschiedliche Kräfte in den Achslagern ergeben und daß außerdem die Achskurbeln auf Biegung und auf Torsion beansprucht werden. Ein weiterer Nachteil dieser Kurbelschwingachsen besteht darin, daß in Verbindung damit keine Starrachsen verwendet werden können. Beim Federn derartiger Anordnungen ändern sich sowohl die Spur als auch der Radsturz, was einen schlechten Reibungsschluß zwischen Reifen und Fahrbahn sowie eine höhere Reifenbeanspruchung ergibt.

Zweck der Erfindung ist die Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen.

Nach der Erfindung ist eine Ausgleichsfederung für zwei- oder mehrachsige Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit schräg oder parallel zu den Radstarrachsen angeordneten, durch Schwinghebel angelenkten Drehfederstäben und mit Mitteln zur Verbindung der Drehfederstäbe untereinander vorgesehen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß jeweils ein Torsionselement, beispielsweise eine Drehstabfeder, mit annähernd gleichgerichteten Schwinghebeln ausgerüstet ist, wobei einerseits der Schwinghebel einer Fahrzeugseite mit einem die Feder umfassenden oder einem neben der Feder liegenden Lager an der Achse Ausgleichsfederung

für zwei- oder mehrachsige Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Paul Gramatzki,

Hamburg-Othmarschen, Beselerstr. 2 a

Paul Gramatzki, Hambuxg-Othmarschen,
ist als Erfinder genannt worden

angeschlossen und das freie Schwinghebelende gelenkig mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist, andererseits der Schwinghebel der anderen Fahrzeugseite mit einem die Feder umfassenden oder neben der Feder liegenden Lager am Fahrzeugrahmen angeschlossen und das freie Schwinghebelende gelenkig an der Achse angeschlossen ist, derart, daß die Fahrzeugachse sowohl um eine Mittellinie durch die beiden am Rahmen befestigten Lager ungefedert schwingen kann als auch bei annähernd paralleler Hubbewegung gegenüber dem Rahmen federnd abgestützt wird und wobei die Federn am Fahrzeug derart angeordnet und in an sich bekannter Weise durch Verbindungsglieder miteinander gekoppelt sind, daß die ungefederte Drehbewegung der einen Achse in an sich bekannter Weise gegenläufige Winkelbewegungen der anderen Fahrzeugachse hervorruft.

Die Fahrzeugachsen können also bei dieser Lagerung sowohl eine gefederte, zum Fahrzeugrahmen parallele Hubbewegung als auch eine ungefederte Winkelbewegung um eine Achse durch die Rahmengelenke ausführen. Bei zweckentsprechender Anordnung und Verbindung zusammenwirkender Federn bewirkt die Winkelbewegung einer Achse also eine entsprechend gegenläufige Winkelbewegung der anderen Achse.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es stellt dar

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuges mit der schematischen Darstellung der Achsaufhängung gemäß der Erfindung bei ebener Standfläche, Fig. 2 eine gleiche Ansicht bei unebener Standfläche,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Achse mit einer Feder gemäß der Erfindung,

809 560/290

Fig. 3a bis 3d Schnitte längs der Ebene A-B, C-D, E-F in Fig. 3 bzw. G-H in Fig. 3 c, jeweils in Pfeilrichtung gesehen,

Fig. 4 und 5 jeweils eine Aufsicht wie in Fig. 3, jedoch jeweils mit einer anderen Federeinspannung.

In den Fig. 1 und 2 bedeutet 1 das Fahrgestell, 2 die Vorder-, 3 die Hinterräder und 4 und 5 die Radachsen. 9 und 10 sind Lager, die am Fahrzeugrahmen befestigt sind, 11 und 11a sowie 12 und 12a Achslager.

In Fig. 1 und 2 sind die Torsionselemente mit dem Schwinger gemäß der Erfindung als Gruppe zusammengefaßt und mit 6 und 7 bezeichnet. Ferner sind zusammengehörende Torsionselemente durch eine Ausgleichsstange 8 verbunden. Der Vergleich der Fig. 1 und 2 läßt die Wirkungsweise des Raddruckausgleichs als Folge der erfindungsgemäß angeordneten Torsionselemente erkennen. Verschiebt sich beispielsweise die Ausgleichsstange 8 in Pfeilrichtung U, so dreht sich jede Federgruppe in den Rahmenlagern 9 und 10. Dadurch werden die Achslager 11 und 12 a angehoben, die Achslager 11a und 12 jedoch gesenkt. Die mit den Achslagern fest verbundenen Achsen führen also in bezug auf den Rahmen gegenläufige Winkelbewegungen aus. In Wirklichkeit wird die Bewegung natürlich nicht von der Stange 8, sondern von den Rädern 2 und 3 eingeleitet, nämlich dann, wenn das Fahrzeug Hindernisse überfährt. Bewegt sich nun der Rahmen in Fig. 1 parallel zu den Achsen auf und ab, so erhalten die Federabschnitte 6 und 6 a sowie 7 und 7 a gleich große, jedoch entgegengesetzt gerichtete Drehmomente, federn also.

" Winkelbewegung und Federung können unabhängig voneinander erfolgen, sie können sich aber auch überlagern.

Fig. 3 zeigt eine beispielsweise praktische Ausführungsform mit einem Blattfederpaket 13 als Torsionsfeder. An dem Blattfederpaket 13 sind gleichgerichtete Schwingarme 14 und 15 sowie ein nach oben zeigender Ausgleichshebel 16 befestigt. Zwei Lager 12 und 10' umfassen die Feder, zwei Lager 10 a und 12a befinden sich an den freien Schwingarmenden. Von jedem Lagerpaar ist, wie in den Schnitten in Fig. 3a bis 3d angegeben, eines mit dem Rahmen 1 und das andere mit der Achse 5 verbunden. Die Lager müssen Schwing- und Winkelbewegungen ausführen können. Die Winkelbewegungen der die Feder umfassenden Lager 10' und 12 müssen jedoch eingeschränkt werden, damit die Gesamtanordnung gegenüber axial angreifenden Kräften, etwa Fliehkräften, stabil wird. In Fig. 3 d ist eine Stütze 17 zu sehen, die diesem Zweck dient.

Zur Erläuterung der Arbeitsmöglichkeit der beschriebenen Anordnung sei dieselbe noch kinematisch betrachtet.

Beim reinen Federn (Parallelbewegung der Achse gegenüber dem Rahmen) führt die Feder, weil sie mit einem Ende an der Achse, mit dem anderen jedoch am Aufbau angeschlossen ist, eine Winkelbewegung gegenüber dem Aufbau aus, gleichzeitig schwingen die Schwingarme um die Achse der Drehstabfeder. Winkel- und Schwingbewegung erfolgen also gleichzeitig, sie überlagern sich. Die Schwingarme sind also durch zweckentsprechende Mittel, beispielsweise die Stütze 17, auf der Feder abgestützt, so daß sie normal zur Feder bleiben. Dadurch ist die Gesamtanordnung gegenüber Horizontalkräften senkrecht zur Fahrzeugmitte stabil, trotzdem die Lager räumliche Bewegungen zulassen.

Beim reinen Federn verringert sich theoretisch der Abstand der Mitten des Anschlusses an der Achse 12 gegenüber den Mitten der Aufbaulager 10. Die Differenz ist jedoch sehr klein und entspricht etwa der Verkürzung der Feder beim Verdrehen, so daß der Fehler verschwindet. Darum ist Axialbeweglichkeit der Lager überflüssig.

Bei der ungefederten Ausgleichsbewegung (Winkelbewegung der Achse in bezug auf den Fahrzeugrahmen) überlagern sich wiederum rotierende und Pendelbewegungen in den Lagern. Auch die Feder führt Winkelbewegungen gegenüber der Plattform aus. Jedoch ist der Winkel gegenüber der Plattform nur halb so groß wie der der Achse.

Eine theoretische Änderung der Lagerabstände erfolgt jedoch überhaupt nicht. Fig. 3 läßt erkennen, daß sich die Gesamtanordnung von Feder und Achse theoretisch um 360° um die Mittellinie M durch 10 a und 10' ohne Axialspiel drehen läßt.

Fig. 3 läßt erkennen, daß die erfindungsgemäße Raddruckausgleichanordnung Platz für das Differentialgehäuse 18 der Achse läßt. Weiterhin ist die außerordentliche Einfachheit der Gesamtanordnung (nur vier Federgelenke) zu erkennen.

Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, wobei jedoch die Feder 13 nicht zentrisch in zwei Lagern 12 und 10', sondern neben Lagern 19 und 20 angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist dann vorteilhaft, wenn die Baumaße des Differentialgehäuses sehr groß sind.

In Fig. 5 ist die Feder 13 noch weiter von der Achse 5' entfernt worden. Bei dieser Ausführungsform ist der Abstand von Mitte Lager bis zur Mitte der Federeinspannung auf beiden Seiten verschieden.

Die dargestellten Ausführungen sind nur beispielsweise gegeben und können verschieden variiert werden.

Die Torsionselemente können auch mit Schub- und Biegefedern ausgerüstet sein.

Die Bauart gemäß der Erfindung kann auch auf Pendel-, Parallel- oder Kurbelschwingachsen angewendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Ausgleichsfederung für zwei- oder mehrachsige Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit schräg oder parallel zu den Radstarrachsen angeordneten, durch Schwinghebel angelenkten Drehfederstäben und mit Mitteln zur Verbindung der Drehfederstäbe untereinander, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Torsionselemetit (6, 7), beispielsweise eine Drehstabfeder (13), mit annähernd gleichgerichteten Schwinghebeln (14,15) ausgerüstet ist, wobei einerseits der Schwinghebel (14) einer Fahrzeugseite mit einem die Feder umfassenden (12) oder einem neben der Feder liegenden (19) Lager an der Achse (z. B. 5) angeschlossen und das freie Schwinghebelende gelenkig (10 a) mit dem Fahrzeugrahmen (1) verbunden ist, andererseits der Schwinghebel (15) der anderen Fahrzeugseite mit einem die Feder umfassenden (10') oder neben (20) der Feder liegenden Lager am Fahrzeugrahmen angeschlossen und das freie Schwinghebelende gelenkig (12 a) an der Achse angeschlossen ist, derart, daß die Fahrzeugachse sowohl um eine Mittellinie durch die beiden am Rahmen befestigten Lager ungefedert schwingen kann als auch bei annähernd paralleler Hubbewegung gegenüber dem Rahmen federnd abgestützt wird und wobei die Federn am Fahrzeug derart angeordnet und in an sich bekannter Weise durch Verbindungsglieder (8, 16) miteinander gekoppelt sind, daß die ungefederte Drehbewegung der einen

Achse (6) in an sich bekannter Weise gegenläufige Winkelbewegungen der anderen Fahrzeugachse (7) hervorruft.

2. Ausgleichsfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (z. B. 10', 12) derart ausgebildet sind, daß sie Schwing- und Winkel· bewegungen ausführen können (Fig. 3 d).

3. Ausgleichsfederung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbewegung der Lager (z. B. 10', 12), beispielsweise durch drehfeste Anschläge (z. B. 17) an den Federenden eingeschränkt ist, derart, daß die Schwinghebel gegen über Fliehkräften stabil sind (Fig. 3d).

4. Ausgleichsfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn in der Mitte von Lagern (10', 12) derart angeordnet sind, daß sie auf einer Fahrzeugseite im Achslager (12), auf der anderen Fahrzeugseite im Rahmenlager (10') schwingen.

5. Ausgleichsfederung nach einem der An-Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmasse beim Federn um einen Drehpunkt (beispielsweise bei 12 oder bei 10') an einem Federende schwingt (z. B. Fig. 3).

6. Ausgleichsfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (13) jeweils neben einem Achs- (19) und Rahmenlager (20) mit den Schwinghebeln (14) verbunden sind (Fig. 4 und 5).

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Federn (z. B. 13) von dem Achslager (z. B. 19) der einen Fahrzeugseite und dem Rahmenlager der anderen Seite verschieden ist (Fig. 5).

8. Ausgleichsfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Federn (6, 13) derart aufgehängt und miteinander gekuppelt sind, daß die Achsen (4, 5) bei Bewegung der Kupplungselemente (8, 16) gegenläufige Winkelbewegungen ausführen und die Plattform auch bei einseitig der den Rädern parallelen Mittellinie des Fahrzeuges angreifenden Kräften stabil abgestützt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 877 408, 926 589;
Deutsche Patentanmeldung G 8507 II/63 c (bekanntgemacht am 8. 10. 1953).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 809 560/290 7.58