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Federung mit Raddruckausgleich für zwei- oder mehrachsige Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Federung mit Raddruckausgleich für zwei- oder
mehrachsige Fahrzeuge, bei welcher um zur Fahrzeuglängsachse parallele Schwenkachsen
schwenkbare Rad'führungsglieder über längsliegende, zueinander parallele, durch
mindestens ein Querkoppelglied miteinander gekoppelte Torsionsfedern jeweils kreuzweise
miteinander gekoppelt sind.
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Und zwar ist in der französischen Patentschrift 865 881. eine
Federung mit Raddruckausgleich für zwei- oder mehrachsige Fahrzeuge beschrieben,
bei welcher in einfachster Ausführung für zweiachsige Fahrzeuge jeweils an beiden
Fahrzeugseiten zwei hintereinander längsliegende Torsionsfedern vorgesehen sind,
an deren Enden jeweils Horizontalhebel starr befestigt sind, deren freie Enden am
vorderen und hinteren Fahrzeugende nach außen weisen und mit Radführungsgliedern
gelenkig verbunden sind. Die jeweils in der Nähe der Fahrzeugmitte gelegenen Horizontalhebel
dieser längsliegenden Torsionsfedern sind an einer Fahrzeugseite nach innen und
an der anderen Fahrzeugseite nach außen gerichtet und jeweils an den Enden längsliegender
Querschenkel eines mit seinem Steg horizontal quer zur Fahrzeuglängsrichtung liegenden
Querkoppelgliedes aasgelenkt. Diese längsliegenden Querschenkel dieses T-förmigen
Querkoppelgliedes verschwenken sich bei Vertikalhubbewegungen der Räder in vertikalen
Ebenen und bewirken dadurch eine Drehung des Querkoppelgliedes um seine eigene Längsachse
und dadurch einen Raddruckausgleich. Diese bekannte Anordnung hat vor allem den
Nachteil, daß gerade in der Fahrzeugmitte für das Verbindungshebelsystem des Querkoppelgliedes
viel Nutzraum verlorengeht und daß mittels dieses Hebelsystems bei jeder Bewegung
zur Einleitung der Ausgleichsbewegungen relativ große Massen beschleunigt werden
müssen. Abgesehen davon stellt es natürlich auch einen Nachteil dar, daß bei der
bekannten Anordnung vier Torsionsfedern Anwendung finden, müssen.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden., bei Fahrzeugen
mit längsliegenden Torsionsfedern einerseits einen möglichst einfachen und kostensparenden
Aufbau und dadurch auch eine kleine und kostensparende Ersatzteillagerhaltung zu
ermöglichen, andererseits eine flache Bauweise und damit eine raumsparende Unterbringung
der Federung im Fahrzeug zu erzielen und schließlich in Verbindung mit allen gängigen
Fahrzeugachssystemen, wie Schwing-, Starr- oder Pendelachsen, beste Federungseigenschaften
bei schneller Fahrt einerseits und trotzdem einen vollkommenen Raddruckausgleich
bei allen vorkommenden Geländeverhältnissen andererseits sicherzustellen.
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Die Erfindung besteht bei Federungen der eingangs geschilderten Art
demzufolge darin, daß zwei in an sich bekannter Weise als zwischen zwei Räderpaaren
durchgehende Federkörper ausgebildete Torsionsfedern mit Bezug auf den Fahrzeugrahmen
oder den Fahrzeugaufbau torsionssteif festgehalten und um zur Fahrzeuglängsachse
senkrechte Achsen verschwenkbar sind und daß diese Torsionsfedern jeweils mittels
an ihren beiderseitigen Enden befestigten, zur Fahrbahn senkrecht angeordneten Hebeln
an gleichgerichteten Hebeln der Radführun.gsglieder aasgelenkt sind. Die Torsionsfedern
sind zweckmäßig in an sich bekannter Weise in der Horizontalebene biegungss.teif
und in der Vertikalebene biegungsweich. Zweckmäßigerweise sind die Vertilkalhebel
an den Torsionsfederenden durch vertikale Abkröpfung der Federenden gebildet.
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Zum Zweck der Vermeidung der Übertragung von Biegungs- und Torsionsmomenten
an den Gelenkpunkten sind die Vertikalhebel der Torsionsfederenden vorzugsweise
durch Kugelgelenke mit den Vertikalhebeln der Radführungsglieder verbunden.
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Das oder die Querkoppelglieder zwischen den beiden Torsionsfedem haben
vorzugsweise die Form von Querlenkern, deren Enden jeweils an die betreffenden Anschlußstellen
der Torsionsfedern aasgelenkt sind. Zur Vermeidung der ilbertragung von Biege-und
Torsionsmomenten an diesen Anschlußstellen dienen zur Aaslenkung der Querlenker
wiederum vorzugsweise Kugelgelenke.
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In Abwandlung dessen können gemäß der Erfindung das oder die Querkoppelglieder
zwischen den
beiden Torsionsfedern als an den Torsionsfedern bebefestigte,
gegeneinander in Längsrichtung verschiebbare, aneinander abrollende nockenförmige
Backen ausgebildet sein.
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Die Erfindung beinhaltet schließlich auch die Kombination der erfindungsgemäßen
Fahrzeugfederung mit Raddruckausgleich mit -Schwing-, Pendel- oder Starrachsen.
` Unter Bezug auf die Zeichnungen wird die Erfindung nunmehr an Hand einiger bevorzugter
Ausführungsformen von Radfederungen mit Raddruckausgleich in ihren Einzelheiten
beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen stellt dar F i g. 1 eine schematische
perspektivische Ansicht einer Federung mit Raddruckausgleich gemäß der Erfindung
für zweiachsige Fahrzeuge, F i g. 2 ein perspektivisches Schema einer Einzelheit
der in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Federung mit Raddruckausgleich in
größerem Maßstab, F i g. 3 ein perspektivisches Schema einer abgewandelten Ausführungsform
der in F i g. 2 dargestellten - Einzelheit des erfindungsgemäßen Federungssystems,
F i g. 4 ein perspektivisches Schema einer weiter abgewandelten Ausführungsform
der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Einzelheit des erfindungsgemäßen Federungssystems
und F i g. 5 eine weitere Einzelheit des erfindungsgemäßen Federungssystems mit
Raddruckausgleich in abgewandelter Ausführung, in perspektivischem Schema und vergrößertem
Maßstab dargestellt.
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Bei der in F i g. 1 der Zeichnungen schematisch dargestellten erfindungsgemäßen
Federung mit Raddruckausgleich für zweiachsige Fahrzeuge sind die Fahrzeugräder
1 an als Schwingarme ausgebildeten Radführungsgliedern 2 gelagert. Diese Radführungsglieder
2 sind beispielsweise ihrerseits bei 2a um zur Fahrzeuglängsachse parallele Schwenkachsen
schwenkbar. An Stelle einer solchen Radaufhängung können selbstverständlich auch
andere gängige Radaufhängungen, beispielsweise also auch durchgehende Starrachsen
oder Schwing- bzw. Pendelachsen Anwendung finden.
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Gemäß der Erfindung sind an den Radführungsgliedern 2 zur Fahrbahn
senkrechte Hebel 3 starr befestigt, deren freie Enden gemäß der Erfindung vorzugsweise
mittels Kugelgelenken 4 an den freien Enden ebenfalls zur Fahrbahn senkrechter Hebel
5 aasgelenkt sind, welch letztere an den beidseitigen Enden zweier parallel zur
Fahrzeuglängsachse liegender durchgehender Torsionsfedern 6 starr befestigt sind.
Diese Torsionsfedern sind vorzugsweise in an sich bekannter Art so ausgebildet,
daß sie in der Horizontalebene starr und in der Vertikalebene biegungsweich sind.
Die beiden Torsionsfedern 6 sind vorzugsweise etwa in der Mitte der Fahrzeuglänge
bei 7, beispielsweise mittels U-förmiger Torsionswiderlager einerseits torsionssteif,
andererseits jedoch um zur Fahrzeuglängsachse und zur Fahrbahn senkrechte Schwenkachsen
schwenkbar am Fahrzeugrahmen oder Fahrzeugaufbau gehalten. Der Fahrzeugrahmen bzw.
Fahrzeugaufbau ist der besseren Übersichtlichkeit halber in den Zeichnungen nicht
dargestellt. i An den beiden Torsionsfedern 6 sind vorzugsweise Kugelgelenke 8 mittels
Spangen 9 befestigt, an welchen eine die beiden Torsionsfedern 6 miteinander in
Querrichtung verbindende Brücke 10 aasgelenkt ist. Durch diese Verbindungsbrücke
10 ist einerseits sichergestellt, daß sich die beiden Torsionsfedern 6 nur im wesentlichen
parallel zueinander innerhalb der Torsionswiderlager 7 um ihre zur Fahrbahn senkfechten
Schwenkachsen verschwenken können, daß sie aber andererseits unabhängig voneinander
in der Vertikalebene durchfedern können.
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Die Wirkungsweise der soeben beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung
ist folgende: Wird eines der Räder durch eine Geländeunebenheit angehoben, z. B.
mit Bezug auf F i g. 1 das rechte, dem Betrachter zugewandte Fahrzeugrad, so wird
das zugehörige kadführungsglied 2 um seine Schwenkachse 2a nach oben verschwenkt,
und das freie Ende des daran befestigten Hebels 3 .schwenkt in einer vom Betrachter
weg gerichteten Richtung und drückt das Kugelgelenk 4 und damit das freie Ende des
an der dem Betrachter zugewandten Torsionsfeder 6 befestigten Hebels 5 in gleicher
Richtung. Dies hat zur Folge, daß beide Torsionsfedern 6 - von oben gesehen - parallel
zueinander um ihre Torsionswiderlager 7 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt werden.
Dies wiederum bedingt, daß die freien Enden der an den linken Enden der beiden Torsionsfedem
6 befestigten Hebel 5 in Richtung zum Betrachter wandern, während das freie Ende
des am rechten Ende der dem Betrachter abgewandten Torsionsfeder 6 befestigten Hebels
5 ebenfalls in Richtung vom Betrachter weg wandert. In jeweils gleichem Sinn werden
die an diesen freien Enden dieser Hebel 5 aasgelenkten Kugelgelenke 4 und damit
wiederum die freien Enden der an den Radführungsgliedern 2 befestigten Hebel 3 verschoben.
Dies wiederum hat jeweils eine Verschwenkung dieser Radführungsglieder 2 um ihre
Schwenkachsen 2a derart zur Folge, daß die einander diagonal gegenüberliegenden
Räder jeweils im Sinn gleichgerichteter Hubbewegungen und die einander direkt gegenüberliegenden,
also jeweils einer Achse zugeordneten Räder jeweils im Sinn entgegengesetzter Hubbewegungen
beeinflußt werden. Dieser Fall tritt ein, -sofern keine oder nur unbedeutende dynamische
Einflüsse aus der Fahrbewegung des Fahrzeuges auftreten, d. h. wenn das Stoß-Zeit-Verhältnis
(das Verhältnis der Eigenschwingungszeit des Systems zu den Zeitintervallen der
Fremdeinflüsse hinsichtlich der Zeit) gegen Null tendiert.
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Bei schneller Fahrt werden die von Fahrbahnunebenheiten herrührenden
Hubbewegungen der Räder so lange durch entsprechende Torsion der Torsionsfedern
aufgefangen, bis die von den Hubbewegungen der Räder herrührende Kraft größer wird
als die Massenträgheit des Ausgleichssystem, d. h., bis das Stoß-Zeit-Verhältnis
hinsichtlich der Zeit gegen oo tendiert. Zwischen diesen beiden Grenzfällen können
sämtliche Fälle von teilweiser Überlagerung von Federung und Raddruckausgleich vorliegen.
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Durch die jeweiligen Hubbewegungen der Fahrzeugräder 1 werden also
die an den Radführungsgliedern 2 befestigten Hebel 3 jeweils zusammen mit den an
ihnen aasgelenkten, an den Enden der Torsionsfedern 6 befestigten Hebeln 5 in quer
zur FahrzeuglängsachseliegendenVertikalebenenverschwenkt. Dadurch werden einerseits
im Sinn einer Fahrzeugabfederung die Torsionsfedern 6 mit Bezug auf ihre Torsionswiderlager
7 tordiert und andererseits die Torsionsfedern 6 jeweils parallel zueinander in
der
Horizontalebene um ihre bei den Torsionswiderlagern 7 gebildeten
Vertikalachsen verschwenkt, wodurch der Raddruckausgleich eintritt.
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Gemäß den in den F i g. 1. und 3 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
der Erfindung sind die Vertikalhebel 5 an den beiden Enden der Torsionsfedern 6
durch Nachobenbiegen der jeweiligen Enden jeweils zweier Federn des betreffenden
Federpakets gebildet.
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Gemäß den in den F i g. 2 und 4 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
der Erfindung sind diese Vertikalhebel 5 durch gesonderte, an ihren unteren Enden
geschlitzte Laschen gebildet, durch deren Schlitze die Enden der Torsionsfedern
6 hindurchgeschoben sind. Beide Ausführungsformen gestatten eine verhältnismäßig
kostensparende Herstellung einer sehr wirksamen Federung mit Raddruckausgleich.
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F i g. 5 der Zeichnungen zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen gegenseitigen Wirkverbindung zwischen den beiden längsliegenden
Torsionsfedern 6. Diese Ausführungsform wird besonders dann mit Vorteil an Stelle
der in F i g. 1 dargestellten Verbindungsbrücke 10 angewandt, wo die beiden Torsionsfedern
6 eng nebeneinanderliegen. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung sind auf den
beulen Torsionsfedern 6 zwei Ausgleichbacken 11 befestigt, deren Backenform so gewählt
ist, daß sie sich einerseits bei paralleler Verschwenkung der beiden Torsionsfedern
6 in der Horizontalebene gegeneinander verschieben können und andererseits bei Torsion
der beiden Torsionsfedern 6 aufeinander abrollen können..
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Da sowohl die Enden der Vertikalhebel 3 und 4 bei den Hubbewegungen
der Räder 1 innerhalb ihrer quer zur Fahrzeuglängsachse liegenden Schwenkebenen
als auch die freien Enden der Torsionsfedern 6 bei deren parallelem Verschwenken
um die in den Torsionswiderlagern 7 gebildeten Vertikalschwenkachsen in der Horizontalebene
Kreisbogen beschreiben, ist es zweckmäßig, zur Vermeidung der übertragung von Biegungs-
und Torsionsspannungen an den Gelenpunkten 4 und 8 jeweils Kugelgelenke anzuordnen.
Durch die Anordnung solcher Kugelgelenke wird die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen
Federungs- und Raddruckausgleichsystems wesentlich erhöht, und gleichzeitig werden
Störungsursachen ausgeschaltet, die zu starkem und raschem Verschleiß der an den
Gelenkstellen vorgesehenen Gelenkteile zur Folge haben können.