DE1118028B

DE1118028B - Axle suspension for vehicles, especially for a road vehicle

Info

Publication number: DE1118028B
Application number: DEM25182A
Authority: DE
Inventors: Archie John Hirst
Original assignee: Metalastik Ltd
Current assignee: Metalastik Ltd
Priority date: 1953-11-16
Filing date: 1954-11-15
Publication date: 1961-11-23
Also published as: FR1113040A; BE532637A; BE533637A; GB758720A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsaufhängung für Fahrzeuge, insbesondere für ein Straßenfahrzeug, bei welchem der Fahrzeugrahmen derart auf einem mit einem horizontalen Achsträger versehenen Achsenteil mittels eines Paares von zwischen Rahmen und Achsträger angeordneten Gummifedern gelagert ist, daß der tatsächliche Wirkungspunkt des Federpaares sich in der Bodenebene oder in ihrer unmittelbaren Nähe befindet.The invention relates to an axle suspension for vehicles, in particular for a road vehicle, in which the vehicle frame is provided on a horizontal axle support Axle part by means of a pair of rubber springs arranged between the frame and the axle support is stored that the actual point of action of the spring pair is in the ground plane or in their in the immediate vicinity.

In Straßenfahrzeugen sind die Kräfte, welche eine Beschleunigung hervorrufen oder sich durch Bremsung des Fahrzeuges ergeben, waagerechte Kräfte, die an dem Berührungspunkt zwischen dem Laufrad und der Straße angreifen. Die gewöhnlichen, waagerechten Blattfedern, welche in Fahrzeuglängsrichtung in einer beträchtlichen Höhe über dem Boden angeordnet sind, wirken diesen Kräften entgegen. Die auftretenden Kräfte können daher in eine waagerechte Kraft in der Höhe der Blattfeder und in ein Kräftepaar aufgelöst werden. Dieses Kräftepaar verursacht den bekannten Aufwickeleffekt am Achsgehäuse, wobei die Blattfedern so entworfen sein müssen, daß sie diesem Aufwickeleffekt einen ausreichenden Widerstand bieten.In road vehicles are the forces that cause acceleration or braking of the vehicle result in horizontal forces at the point of contact between the impeller and attack the street. The usual, horizontal leaf springs, which in the vehicle longitudinal direction are arranged at a considerable height above the ground, counteract these forces. The occurring Forces can therefore be converted into a horizontal force at the level of the leaf spring and a force couple to be resolved. This couple of forces causes the well-known winding effect on the axle housing, whereby the leaf springs must be designed so that they have sufficient resistance to this winding effect Offer.

Bei der Verwendung von Gummifedern an Stelle der Blattfedern ist es an sich schwierig, die Wirkung des Kräftepaares zu verringern oder auszuschalten, welches diesen Aufwickeleffekt hervorruft.When using rubber springs instead of leaf springs, it is difficult to achieve the effect to reduce or eliminate the force couple, which causes this winding effect.

Es ist an sich bekannt, einen Körper mittels eines Paares von Gummifedern zu unterstützen, die beiderseits einer Symmetrieebene so gegeneinander geneigt sind, daß ihre Kompressionsachsen sich schneiden. Ein derartig aufgehängter Körper besitzt einen tatsächlichen Wirkungspunkt in der Symmetrieebene, der allerdings von dem Schnittpunkt der Kompressionsachsen sich unterscheidet, wenn er auch diesem eng benachbart ist. Eine auf den Körper ausgeübte und in diesem Wirkungspunkt in irgendeiner Richtung angreifende Kraft ergibt nur eine lineare Verrückung des Körpers. Ein auf den Körper wirkendes Kräftepaar, welches an einer senkrecht zur Symmetrieebene gelegenen Achse angreift, wird den Körper nur um den Wirkungspunkt drehen, ohne gleichzeitige lineare Verrückung.It is known per se to support a body by means of a pair of rubber springs, which are on both sides a plane of symmetry are so inclined to each other that their compression axes intersect. A body suspended in this way has an actual point of action in the plane of symmetry, which, however, differs from the intersection of the compression axes if it is also this is closely adjacent. One exercised on the body and at this point of action in any direction attacking force results in only a linear displacement of the body. One that affects the body A couple of forces acting on an axis perpendicular to the plane of symmetry becomes the body just rotate around the point of action, without simultaneous linear displacement.

Die Erfindung hat die Aufgabe, bei Verwendung von Gummifedern zur Achsaufhängung diese Eigenschaften geneigt angeordneter Gummifedern zu benutzen. The invention has the object, when using rubber springs for axle suspension, these properties to use inclined rubber springs.

Aus der Technik sind bisher Vorschläge bekanntgeworden, um die Hinterachse eines Straßenfahrzeuges mit Gummifedern aufzuhängen. Die Aufhängung besteht in diesem Fall aus einer waagerechten Blatt-Achsaufhängung für Fahrzeuge,
insbesondere für ein StraßenfahrzeugSo far, proposals have become known from the art for suspending the rear axle of a road vehicle with rubber springs. In this case, the suspension consists of a horizontal leaf-axle suspension for vehicles,
especially for a road vehicle

Anmelder:Applicant:

Metalastik Limited,
Leicester (Großbritannien)Metalastik Limited,
Leicester (Great Britain)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41Representative: Dr.-Ing. H. Negendank, patent attorney,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 16. November 1953 (Nr. 18 919)Claimed priority:
Great Britain dated November 16, 1953 (No. 18 919)

Archie John Hirst, Leicester (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt wordenArchie John Hirst, Leicester (Great Britain),
has been named as the inventor

feder, welche quer zur Fahrzeuglängsachse unter der Hinterachse angeordnet ist, und aus einem einzelnen Paar Gummifedern, welche quer zur Fahrzeuglängsachse auf einem waagerechten Träger oberhalb des Achsgehäuses auseinanderliegend angeordnet und zwischen dem waagerechten Träger und dem Fahrzeugkörper so befestigt sind, daß die Kompressionsachsen der beiden Federn des Paares sich in der Bodenebene oder in deren Nähe schneiden. Da die Gummifedern quer zum Fahrzeug auseinanderliegen, liegen auch ihre Kompressionsachsen in einer quer zur Fahrzeuglängsachse und senkrecht zur Fahrtrichtung liegenden Ebene, welche die Hinterachse enthält. Durch diese Anordnung wird für einen tiefliegenden Mittelpunkt für die Querschwingungen des Fahrzeugkörpers gesorgt, da dieser Mittelpunkt in dem tatsächlichen Wirkungspunkt der Federn oder in dessen unmittelbarer Nähe liegt. Die Gummifedern bieten hierbei jedoch keinen Widerstand gegen Aufwickeleffekte am Achsengehäuse; ebenso beseitigt die Blattfeder diese unerwünschte Erscheinung nicht, da die Blattfeder ebenfalls quer zum Fahrzeug angeordnet ist. Damit ergibt sich im Hinblick auf die durch Beschleunigungs- und Bremskräfte hervorgerufene Aufwickelwirkung eine erhebliche Verschlechterung gegenüber der eingangs erwähnten bekannten Blattfederanordnung. spring, which is arranged transversely to the vehicle's longitudinal axis under the rear axle, and from a single one Pair of rubber springs, which are transverse to the vehicle's longitudinal axis on a horizontal support above the Axle housing arranged apart and between the horizontal support and the vehicle body are attached so that the compression axes of the two springs of the pair are in the Cut ground level or near it. Since the rubber springs are spread across the vehicle, their compression axes also lie in a plane which is transverse to the vehicle's longitudinal axis and perpendicular to the direction of travel and which contains the rear axle. This arrangement is for a deep center for the transverse vibrations of the Vehicle body, as this center point is in the actual point of action of the springs or in whose immediate vicinity is. However, the rubber springs do not offer any resistance to winding effects on the axle housing; likewise, the leaf spring does not eliminate this undesirable phenomenon, since the leaf spring is also arranged transversely to the vehicle. This results in terms of through Acceleration and braking forces caused the winding effect a considerable deterioration compared to the known leaf spring arrangement mentioned above.

Die vorliegende Erfindung geht von einer Achsaufhängung für ein Straßenfahrzeug aus, wobei derThe present invention is based on an axle suspension for a road vehicle, the

109 740/324109 740/324

Fahrzeugrahmen derart auf einem mit einem horizontalen Achsträger versehenen Achsenteil mittels eines Paares zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Achsträger angeordneten Gummifedern gelagert ist, daß der tatsächliche, Wirkungspunkt des.Federpaares sich in der Bodenebene oder in deren unmittelbarer Nähe befindet. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Achsaufhängungen der eingangs beschriebenen Art auf jeder Seite des Fahrzeuges je ein Achsträger vorgesehen ist, der sich in Fahrtrichtung des Fahrzeuges vor und hinter der Radachse erstreckt, wobei für jeden Achsträger ein Paar in Längsrichtung auf dem Träger auseinanderliegender, jenseits des Umfanges des Fahrzeugrades angeordneter Gummifedern vorgesehen ist, die so geneigt sind, daß der zu ihnen gehörende tatsächliche Wirkungspunkt in oder in Nähe der Bodenebene unterhalb der Drehachse der Radachse liegt, wobei die Kompressionsachsen der zu dem Paar gehörigen Federn in einer gemeinsamen, senkrecht zur Fahrbahn und in Fahrtrichtung verlaufenden Ebene liegen. Die vorgeschlagene neue Fahrzeugaufhängung besitzt die nachfolgend aufgeführten Vorteile besonders im Vergleich zu der oben beschriebenen bekannten Verwendung von Gummifedern.Vehicle frame in such a way on an axle part provided with a horizontal axle support by means of a Pair of rubber springs arranged between the vehicle frame and the axle support is mounted, that the actual point of action des.Federpaares is in the ground plane or in its immediate Is located nearby. The invention is characterized in that the above-described axle suspensions Kind on each side of the vehicle an axle carrier is provided, which is in the direction of travel of the vehicle extends in front of and behind the wheel axle, with a pair in Longitudinal direction on the carrier spaced apart, beyond the circumference of the vehicle wheel Rubber springs are provided, which are inclined so that the actual belonging to them The point of action is in or near the ground plane below the axis of rotation of the wheel axle, with the compression axes of the springs belonging to the pair in a common, perpendicular to the roadway and lie in the plane running in the direction of travel. Owns the proposed new vehicle suspension the advantages listed below especially compared to the known above-described Use of rubber springs.

a) Obwohl die Gummifedern in zweckmäßiger Höhe über dem Boden angeordnet sind, ist der tatsächliche Wirkungspunkt so nahe an der Bodenebene gelegen, daß beispielsweise bei Beschleunigung des Fahrzeuges der Zugkraft eine Federkraft entgegenwirkt, die entweder in der Nähe oder in der gleichen horizontalen Ebene wie die Zugkraft wirkt; dadurch ist das den Aufwickeleffekt hervorrufende Kräftepaar entweder sehr klein, oder es wird ganz unterdrückt.a) Although the rubber springs are arranged at an appropriate height above the ground, the actual point of action so close to the ground plane that, for example, when accelerating of the vehicle's traction is counteracted by a spring force that is either close to or in the same horizontal plane how the pulling force works; as a result, the force couple causing the winding effect is either very small, or it is suppressed entirely.

b) Da die Gummifedern paarweise in der Fahrtrichtung auseinanderliegen, in der im übrigen auch die Beschleunigungs- und Bremskräfte wirken, leisten sie diesen Kräften durch Kompression und Scherung der Gummikörper Widerstand. Durch Wahl der Neigung der Gummifeder kann das Ausmaß des auf Grund der Scherung und der Kompression geleisteten Widerstandes so verändert werden, daß dieser Widerstand den Beschleunigungskräften bequem angepaßt werden kann.b) Since the rubber springs lie apart in pairs in the direction of travel, in the rest of the way the acceleration and braking forces also act, they provide these forces through compression and shear resistance of the rubber body. By choosing the inclination of the rubber spring, the extent of the due to the Shear and compression exerted resistance can be changed so that this resistance the acceleration forces can be easily adapted.

c) Die Gummifedern leisten auch Widerstand gegen Seitenbewegungen, wobei sie hauptsächlich auf Scherung beansprucht werden. Dieser Widerstand ist weitgehend unabhängig von dem gegenüber den Beschleunigungskräften geleisteten Widerstand. c) The rubber springs also offer resistance to sideways movement, being mainly on Shear stressed. This resistance is largely independent of the opposite the resistance offered by the forces of acceleration.

In der Beschreibung sind an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht und erläutert.In the description, two embodiments of the invention are for example with reference to the drawing illustrated and explained.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt im Seitenriß eine Ausführungsform der Erfindung mit einfachen Gummi-Metall-Schicht-Einheiten, undFig. 1 of the drawing shows in side elevation an embodiment of the invention with simple rubber-metal layer units, and

Fig. 2 zeigt in entsprechender Darstellung eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit mehrfachen Gummi-Metall-Schicht-Einheiten mit Zwischenlagen. Fig. 2 shows a corresponding representation of a further embodiment of the invention with multiple Rubber-metal-layer units with intermediate layers.

Bei dem in Fig. 1 der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Achse der Räder 11 in bekannter Weise in einem Achslagergehäuse oder Achslager 12 gelagert, welches seinerseits zentral in einem Achsträger 13 befestigt ist, der sich in einer der Fahrzeuglängsachse entsprechenden Längsrichtung beiderseits der Radachse so weit erstreckt, daß seine Enden über den Umfang des Rades 11 vorstehen. Die aus den Teilen 12,13 bestehende Bau-In the embodiment illustrated in FIG. 1 of the drawing, the axis of the wheels 11 is in in a known manner stored in an axle box or axle box 12, which in turn is centrally located in an axle support 13 is attached, which extends in a longitudinal direction corresponding to the longitudinal axis of the vehicle extends so far on both sides of the wheel axle that its ends protrude beyond the circumference of the wheel 11. The building structure consisting of parts 12, 13

' gruppe trägt den Fahrzeugrahmen 15.
Der Träger 13 ist an seinen Enden mit ebenen Stirnflächen 14 versehen, welche aufwärts geneigt sind, d. h., die Schnittlinie der beiden Ebenen befindet sich oberhalb der Radachse. Am Fahrzeugrahmen 15 oder an Trägern od. dgl., die an diesem Rahmen befestigt sind, sind ebene Stirnflächen 16 vorgesehen, welche parallel zu und gegenüber den Flächen 14 an dem Achsträger 13 angeordnet sind. Zwischen den beiden Stirnflächen 14 und 16 ist an jedem Ende ein Gummischichtfederelement 17 eingebaut, welches aus einer Platte 18 aus Gummi oder ähnlichem Material besteht, die in an sich bekannter Weise von Metallplatten 19 begrenzt ist, mit denen der Gummi fest verbunden ist. Der in der Beschreibung und in den Ansprüchen gebrauchte Ausdruck »Gummi« umfaßt jeweils auch gummiähnliches Material, insbesondere natürlich auch die bekannten künstlichen Gummimaterialien. Ein solches Gummischichtfederelement hat bekannterweise ein hohes Verhältnis von Kompressionssteifheit zur Schersteifheit. Die Kompressionsachsen sind durch die Linien 20 angedeutet, und ihr Schnittpunkt 21 ist angenähert der tatsächliche Wirkungspunkt, wie er oben definiert worden ist. Fig. 2 der Zeichnung, in welcher die gleichen Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet werden, zeigt ein etwas anderes System. An Stelle einfacher Gummi-Metall-Schicht-Körper bestehen die elastischen Lagerelemente 22 in an sich bekannter Weise an den Enden des Trägers 13 aus einem Mehrschichtentyp mit einer Verbindungs- oder Zugstange 23 zwischen den Zwischenlagen 24 der Elemente.The group carries the vehicle frame 15.
The carrier 13 is provided at its ends with flat end faces 14 which are inclined upward, that is, the line of intersection of the two planes is located above the wheel axis. On the vehicle frame 15 or on carriers or the like, which are fastened to this frame, flat end faces 16 are provided, which are arranged parallel to and opposite the surfaces 14 on the axle carrier 13. Between the two end faces 14 and 16, a rubber layer spring element 17 is installed at each end, which consists of a plate 18 made of rubber or similar material, which is delimited in a manner known per se by metal plates 19 to which the rubber is firmly connected. The term "rubber" used in the description and in the claims also includes rubber-like material, in particular, of course, the known synthetic rubber materials. Such a rubber layer spring element is known to have a high ratio of compression stiffness to shear stiffness. The compression axes are indicated by the lines 20, and their point of intersection 21 is approximately the actual point of action as defined above. Figure 2 of the drawings, in which the same reference numerals are used for the same parts, shows a somewhat different system. Instead of simple rubber-metal layer bodies, the elastic bearing elements 22 consist in a manner known per se at the ends of the carrier 13 of a multilayer type with a connecting or pulling rod 23 between the intermediate layers 24 of the elements.

In den beiden beschriebenen Ausführungsformen ist an jeder Seite des Fahrzeuges ein Achsträger 13 vorgesehen, wobei die Enden der Radachse 12 in diesen Trägern drehbar gelagert sind. Bei jedem Träger liegt das Federpaar 17 in einer parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verlaufenden Ebene, die auch die beiden Kompressionsachsen 20 enthält. Dabei ist die Neigung der Federn 17 bzw. 22 so gewählt, daß bei jedem Federpaar der Punkt 21 unter der Drehachse der Radachse 12 liegt.In the two embodiments described, there is an axle support 13 on each side of the vehicle provided, wherein the ends of the wheel axle 12 are rotatably mounted in these carriers. With every wearer the pair of springs 17 lies in a plane running parallel to the direction of travel of the vehicle, which also contains the two compression axes 20. The inclination of the springs 17 and 22 is chosen so that for each pair of springs the point 21 lies below the axis of rotation of the wheel axle 12.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsformen. So brauchen z. B. die Gummilagerelemente nicht von der Art zu sein, bei welcher die Gummischicht fest mit den sie begrenzenden Metallplatten verbunden ist. Es kann auch ein Paar verbundener oder nicht verbundener Plattentyplager verwendet werden, welche gegeneinander vorkomprimiert sind.The invention is not limited to those described above and illustrated in the drawing Embodiments. So need z. B. the rubber bearing elements are not of the type in which the rubber layer is firmly connected to the metal plates bounding it. It can also a pair of connected or disconnected disk type bearings can be used which are against each other are pre-compressed.

Claims

PATENT CLAIM:

Axle suspension for vehicles, in particular for a road vehicle, in which the vehicle frame is mounted on an axle part provided with a horizontal axle beam by means of a pair of rubber springs arranged between the frame and axle beam so that the actual point of action of the spring pair is in the ground plane or in its immediate vicinity located, characterized in that an axle carrier (13) is provided on each side of the vehicle, which is in driving

direction of the vehicle in front of and behind the wheel axle (12), with for each axle beam a pair of spaced apart longitudinally on the carrier beyond the circumference of the vehicle wheel (11) arranged rubber springs (17; 22) is provided, which are inclined so that the to their actual point of action (21) in or near the ground level below the The axis of rotation of the wheel axle (12) lies, the compression axes (20) belonging to the pair Springs in a common, perpendicular to the roadway and in the direction of travel Lie level.

Considered publications: German Patent Specifications Nos. 805 890, 882414, 400, 889 006;
British Patent No. 648 516.

1 sheet of drawings