DE1455649A1

DE1455649A1 - Aufhaengung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1455649A1
Application number: DE19631455649
Authority: DE
Inventors: Masser Lloyd Donald
Original assignee: Neway Equipment Co
Current assignee: Neway Equipment Co
Priority date: 1961-05-11
Filing date: 1963-12-18
Publication date: 1968-12-12
Also published as: GB1069789A; LU45524A1; BE644263A; NL302468A; US3140880A; DK105852A

Description

NSWAT IQUIPMBNT COMPANT
Muskegon/Michigan, Y.St.A.

Aufhängung für Kraftfahrzeuge

Aufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für die Anwendung von Luftfedern bei Nutzfahrzeugen bestimmt und kann als eine einachsige Einheit oder in Tandemanordnung von zwei oder mehr Achsen benutzt werden.

Der Mangel an seitlicher Stabilität, der einer Luftfeder anhaftet, die im wesentlichen aus einem luftgefüllten
Kissen besteht, hat für die bekannten Luftfederungen die , Anwendung von relativ komplizierten Systemen aus Drehstäben, seitlichen Stabilisierungsstäben, Achsenträgern und ähnlichem, insbesondere bei Tandemanordnungen, erforderlich gemacht.

Das Ziel dieser Erfindung ist es, eine relativ einfache, kostengünstige und leichte Aufhängung zu schaffen, bei
welcher Luftfedern angewandt werden können, die bessere
BetriebsCharakteristiken aufweisen, und die entweder in
einachsigen oder mehrachsigen Anordnungen benutzt werden können.

Ganz allgemein wird die Erfindung dadurch verwirklicht,
daß ein Paar achsentragender Arme vorgesehen ist, die an ihren vorderen Enden an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugrahmens angelenkt sind. Zwischen dem rückwärtigen Ende jedes Armes und dem Fahrzeugrahmen ist eine Luftfeder vor-

gesehen. Die Achse ist an die Arme zwischen den gelenkigen Verbindungen und den Luftfedern angebracht, um die Ausnutzung von relativ kleinen Luftfedern zu erleichtern· Die gelenkigen Verbindungen und die Achsenbefestigungen verschaffen den Armen die volle seitliche Stabilität, die während des Betriebs notwendig ist·

Die Gelenk- und Achsenbefestigungen sind gummigefüttert, um Stöße aufzufangen« Ein Drehstab erstreckt sich zwischen den gelenkigen Befestigungen und wirkt mit den Gummiausfütterungen und Luftfedern zusammen, um relativen Schwingungen der Arme nachgiebig zu widerstehen. Die Enden des Drehstabes weisen ebenfalls Gelenkglieder auf« Teleskopstoßdämpfer werden nicht nur zum Dämpfen der Schwingung der Arme benutzt, sondern auch, um die Abwärtsbewegung der Arme positiv zu begrenzen und dadurch die Luftkissen vor dem Abreißen zu bewahren· Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt· Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht gegen eine Aufhängung gemäß der Erfindung an einem Fahrzeug, von der Teile im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie 2 - 2 in Fig. 1, der eine Verbindung zwischen einem Schwingarm, einer Rahmenstütze und einem Drehstab darstellt,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Anordnung,

Fig. k eine Teilansicht entlang der Linie 4 - k in Fig· 1, in welcher Teile gebrochen gezeichnet sind, um den. Aufbau dar zulege» und in welcher die Achse nach unten in ihre unterste Stellung gefedert ist und

Fig. 5 einen Teilseitenaufriß, in dem die Aufhängung mit einem gekröpften Hängearm dargestellt ist.

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In Fig· 1 ist ein Fahrzeugrahmen 10 asu sehen, an dem Achsen 12 und ¹^Jg_nJ' !»wesentlichen gleichen Aufhängung»einheiten in TandetEfordmmg aufgehängt sind, die auf dem Gelände abrollende Räder 18 und 20 tragen. Die Vorwärtsfanrtrichtung ist in Fig· 1 nach links gerichtet. Eine Bremsenbetätigungswelle ist mit 21 bezeichnet.

Jede Äufhangungseinheit besteht aus einem Paar Hängearmen 22, die an ihren vorderen Endteilen an Stützen 24 angelenkt sind, die wiederum von gegenüberliegenden Seiten des Rahmens iO herunterragen· Das rückwärtige Ende eines jeden Armes ist mit einem Puffer 26 versehen, welcher das Kolbenglied 28 einer herkömmlichen Luftfeder 30 abstützt. Das luftgefüllte Kissenglied 32 der Feder ist, wie dargestellt, am Fahrzeugrahmen 10 verankert. Die Luftfeder ist mit einem inneren Gummipuffer 34 versehen, welcher von dem Kolben 28 in seiner obersten Stellung berührt wird.

Die Achsen 12 und 14 sind an den Armen 22 befestigt und zwar an Stellen auf den Armen, die zwischen den Luftfedern 30 und ihren vorderen'angelenkten Enden liegen. Die Schwingbewegung der Arme wird durch herkömmliche Teleskopstoßdampfer 36 gedampft, die zwischen den Armen und dem Fahrzeugrahmen angeschlossen sind» Die Teleskopabschnitte dieser Stoßdämpfer erstrecken eich nur über einen vorbestimmten Abstand und darüberhinaus wirken sie als Riegel, welche ein Abwartsschwingen der Achsenjpositiv begrenzen und dadurch die Luftfederelemente davor schützen, daß sie auseinandergerissen werden. Die unterste Stellung der Achse 12 wird in Fig. 4 gezeigt*

Das vordere Ende «ines jeden Arms 22 ist zweigeteilt, wodurch Gabeln 38 gebildet werden, die gespreizt sind und die Gelenkauebildung der Stütze 24 umgeben. Jede Gabel hat ihrerseits eine zentrale rechtwinklige Öffnung 40, durch welche ein Ende eines rechteckigen Stabes 42 hindurchgeht« Jede Gabel 38 hat neben der Öffnung 40 einen Spalt, wodurch die Klemmelemente 44 und 46 gebildet werden, die gegen den. Stab 42 durch Bolzen 48 geklemmt sind.

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An jedem Ende ist der Stab 42 in einer Stütze 24 durch eine Drehgummimuffenanordnung hin- und herbewegbar gehaltert· Diese Anordnung besteht aus einer Hülse 50 mit einer rechtwinkligen mittleren Öffnung, die um den Stab 42 greift und ihrerseits von einer Muffe 52 aus Gummi oder ähnlich nachgiebigem, deformierbarem Material umgeben ist. Die Muffe 52 wird von einer äußeren Metallschale ^k umfaßt, welche von gegabelten unteren Enden 56 und 58 der Stütze 24 gehalten ist. Die gegabelten Teile 56 und 58 sind durch Bolzen 60 fest gegeneinander geklkmmt und die Muffe 52 ist mechanisch oder andersartig mit der Hülse 50 und der Schale 54 verbunden, so daß sie auf hin- und hergehende Bewegungen der Hülse 50, die durch das Hin- und Herbewegen der Stange 42 verursacht werden, torsionsbeansprucht wird·

Bei dieser Anordnung ist zu erkennen, daß die Enden des Stabes 42 als Gelenkglieder wirken, während die Teile des Stabes zwischen den Enden als ein Torsionsglied dienen, welches relativen Schwingbewegungen der Arme 22 federnd entgegenwirkt. Die Gummimuffen 52 ergänzen die Torsionsverbindung zwischen den Armen 22. Zusätzlich absorbieren die Muffen 52 einen vertikalen Stoß, der zwischen dem Stab 42 und der Rahmenstütze 24 übertragen wird.

Die Gabeln 38 drücken seitlich gegen die Enden der Hülse 50, so daß der Stab 42 und die vorderen Enden der Arme 22 durch die Hülse 50 seitlich in Stellung gehalten werden. Deshalb fangen die Muffen 52 auch einen Stoß auf, der zwischen dem Stab 42 und dem Fahrzeugrahmen in einer Richtung axial zum Stab übertragen wird. Schützende Gummischeiben 6i sind axial gegen die Muffe 52 und die Schale 54 durch die Gabeln 38 gehalten, wie Fig. 2 zeigt·

Die Achsen 12 und l4 sind an den Armen 22 mit Befestigungen 62 angebracht, die mit Gummi oder einem gleichwertigen federnd neformierbaren Material ausgefüttert sind· Beispielsweise können die ausgefütterten Befestigungen einen oberen Gummikörper 64 aufweisen, der zwischen einem Ende der Achsen und einem ausgesparten Teil 66 des Arms 22 gelagert ist und, einen unteren Körper 68 j der zwischen einer Mulde 70

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und einer Kappe 72 gelagert ist, wobei die ganze Anordnung durch Bolzen 74 fest am Arm 22 verankert ist. Bine Achsenbefestigung dieser Art wird genauer im USA-Patent Nr. 2 907 des selben Anmelders beschrieben·

Diese gummigefütterte Achsenbefestigung bringt die Achsen 12 ader lA in die Lage, aus ihrer horizontalen Stellung wegzuschwingen, wenn ein'unausgeglichenes Schwingen der Arme auftritt, sobald das Fahrzeug unebenes Gelände durchquert· Dennoch ist dank der Achsenbefestigung eine starke seitliche wechselseitige Unterstützung zwischen den Armen und der Achse vorhanden·

Die Luftfedern werden von einem pneumatischen System gesteuert, das eine Luftleitung 80 aufweist, welche die zwei Luftfedern miteinander verbindet, weiterhin einen Tafrk 82 für Druckluft und Luftleitungen, wie beispielweise eine Leitung 84» zum Einführen von Druckluft in die Federn. Ein übliches Niveauventil 86 wird von einem Hebel 88 über eine Steuerstange 90 betätigt, das die vertikalen Bewegungen der verbundenen Achsen gegenüber dem Rahmen 10 von einer Verbindung 92 aus überträgt·

Im Betrieb wird das Gewicht des Rahmens 10 auf die Arme 22 teilweise durch die Luftfedern 30 und teilweise durch die Gelenkverbindungen zwischen den Stützen 2k und den vorderen Enden der Arme übertragen, da in jeder Aufhängungseinheit die Achse am Arm 22 an der Stelle zwischen den Federn und den Gelenken befestigt ist· Da die Luftfedern 30 nicht die ganze Last des Fahrzeuges tragen, können sie relativ klein gehalten werden, während pneumatische Drücke angewandt werden, die nicht größer sind, als es in Luftfederaufhängungen üblich ist· Dies bedeutet, daß in der Umgebung der Luftfedern für andere wesentliche Ausstattung mehr Platz gelassen wird und auf diese Weise wird der ständige Platzmangel gemildert, der bei der Ausbildung von Nutzfahrzeugaufhängungen auftritt. Darüberhinaus können, da die Federn relativ klein sind, ihre Mittellinien weiter nach außen von der Längsmittelachse des Fahrzeuges angeordnet werden, um so eine vergrößerte Stabilität für das Fahrzeug zu schaffen·

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Die Gummigelenkbefestigungen für die Hängearme und die gummigefütterten Achsenbefestigungen können axial ganz lang bei einem Minimum von maschinenhergestellten Teilen ausgebildet werden und so sehr kostengünstig gehalten werden· Gleichzeitig sorgt die Länge der Befestigungen für sehr starke gegenseitige seitliche Unterstützung zwischen den miteinander verbundenen Gliedern. Die vier gummigefütterten Anschlußpunkte oder Verbindungen von ihnen bewerkstelligen die ganze seitliche Abstützung! die für die Arme 22 gegen seitliche Kräfte, die auf.ihnen während des Betriebs des Fahrzeuges lasten, nötig ist· Es sind keine seitlichen Stabilisierungstsäbe oder gleichwertige Glieder erforderlich. Die Stoßdämpfer sind gezeigt, wie sie zur Vertikalen abgewinkelt sind und deshalb einen gewissen Beitrag zur seitlichen Stabilität der Arme 22 leisten. Jedoch ist diese Unterstützung in Wirklichkeit unnötig, weil der rechtwinkligen Anordnung der Arme 22 und der Achsen 12 oder 14 eine genügende Festigkeit anhaftet·

Die Torsionsverbindung zwischen den zwei Armen, die durch den Drehstab 42 und die Drehmuffen 52 gebildet wird, ist so wirksam, daß sogar, wenn die Luftfedern an einer Seite äes Fahrzeuges ausfallen, der Rahmen 10 genügend ausgeglichen' bleibt, um das Fahrzeug in normaler Weise betreiben zu können, bis eine Reparatur ausgeführt ist· Dennoch ist das ganze System flexibel genug, um ein normales vertikales Schwingen der Arme 22 relativ zueinander zu erleichtern« wenn das Fahrzeug unebenes Gelände durchquert.

Die Gummimuffen 52 haben eine natürliche Schwingungsperiode, die sich von der der Luftfedern 30 unterscheidet und dies führt dazu, daß eine Schwingbewegung des Fahrzeugrahmens gegenüber dem Fahrwerk abgedämpft wird.

Die Zeichnungen stellen zwei der Aufhängungseinheiten dar, die an einem Fahrzeug mit Achsen 12 und Ik in Tandemanordnung befestigt sind. Zusätzliche Aufhängungseinheiten könnten gemäß der Anzahl der gewünschten Achsen hinzugefügt werden oder es könnte auch eine einzelne Einheit an einem Fahrzeug angebracht werden, das dafür ausgelegt ist, eine rela-

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tiν leichte Last zu tragen. Der Längsabstand zwischen den Einheiten kann nach Wunsch variiert werden· Eine Einheit kann als eine Laufachse auf ein Fahrzeug neben einer angetriebenen Achse oder neben einem anderen bereits vorhandenen Laufwerk montiert werden und der Druck in den Luftkissen kann für jede Lastverteilung oder jede Antriebesteuerungszwecke oder für beides reguliert werden·

Die in Fig· 5 gezeigte Aufhängungseinheit ist der in den Figuren 1-4 gezeigten ähnlich, mit der Ausnahme, daß der Hängearm 22a unter die Achse 12 gebogen ist und nicht über sie hinweg verläuft· In diesem Fall ist die Kappe 72a der Achsenbefestigung ausgearbeitet worden, um eine Gummischale 64 aufzunehmen und die Mulde 70 ruht auf der Oberseite des Arms 22a· Die Achsenbefestigung wird von U-Bolzen 74a zusammengehalten. Der Betrieb dieser Anordnung gleicht dem oben beschriebenen.

Es muß bemerkt werden, daß die Aufhängung gemäß der Erfindung auch für die Anwendung mit anderen Federn als Luftfedern, beispielsweise mit Spiralfedern, bestimmt ist· Ein hervorragendes Merkmal ist, daß die Aufhängungsglieder die ganze erforderliche Festigkeit gewährleisten, während sie gleichzeitig die erforderliche Radbeweguug in vollem Maße erleichtern·

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Claims

NEWAY EQUIPMENT COMPANY Muske gori/Michigan, V.St.A. Patentansprüche

1. Fahrzeug mit am Rahmen aufgehängten RKdem, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung zwei an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens durch zueinander ausgerichtete Gelenke befestigte Arme aufweist, daß ein Drehstab an den Armen in koaxialer Beziehung zu den Gelenken angeschlossen ist, um der relativen Schwingung der Arme entgegenzuwirken, daß jeder Arm s-ich von den Gelenken rückwärts längs des Rahmens erstreckt und daß sich abseits von den Gelenken auf den Rahmen vertikallastaufnehmende Mittel befinden, daß eine pneumatische Luftkissenfeder lastübertragend zwischen den Armen und den lastaufnehmende Mitteln vorgesehen ist, ferner daß Radachsen an den Armen an einer Stelle angeschlossen sind, die sich in der Fahrzeugachse im Abstand zwischen den Gelenken und den lastaufnehmenden Mitteln befindet und daß die Gelenke und die Achsanschlüsse zusammenwirken, um die Arme gegen beim Betrieb des Fahrzeugs auftretende seitliche Lasten zu stützen.

2. fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Armen und dem Rahmen Stoßdämpfer, beispielsweise Teleskopstoßdämpfer, angeschlossen sind, die ein begrenztes Auszugsvermögen aufweisen, so daß sie als Riegel wirken, um die Abwärtsschwingung der Arme gegenüber dem Rahmen zu begrenzen, damit die Luftkissen gegen Abreissen gesichert sind·

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3· Sahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Radchse praktisch parallel zum Drehstab von einem Arm zum anderen erstreckt, wobei die Achse mit jedem Arm verbunden ist und mit einem nachgiebigen verformbaren Material ausgefüttert ist, wodurch die Wirkung des Drehstabes unterstützt wird.

4· Fahrzeug nach Ansprüchen 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke einen Körper aus nachgiebigem verformbaren Material aufweisen, der einen Widerstand gegen die Schwingung des entsprechenden Armes bildet»

5· Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionswiderstand eine Schwingungskenngröße aufweist, die von der der Luftfeder abweicht^ um eine Dämpfung in den S chwingbewegungen der Arme zu erzielen·

6· Fahrzeug nach Ansprüchen 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke mit einem nachgiebigen verformbaren Material ausgefüttert sind, das einen stoßauffangenden Puffer zwischen dem Rahmen und den Armen bildet und daß die Ausfütterungen fest mit angrenzenden Teilen der Gelenke verbunden sind, so daß sie einen Torsionswiderstand gegen die Schwingung der Arme bilden·

7«Fahrzeug nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens seitlich zum Fahrzeug fluchtende Stützen ausgebildet sind, die einen Stab an gegenüberliegenden Enden gelenkig abstützen, daß zwei Arme an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens mit je einem Teil des Stabes in der Nähe der Enden fest verbunden sind, daß die Arme sich rückwärts von dem Stab in Längsrichtung des Fahrzeuges so erstrecken, da¹* sie in vertikaler Richtung um die gelenkige Verbindung an den Enden und an den Stützen schwingen können und daß die Teile des Stabes, die sich zwischen den Enden befinden einen Torsionsstab bilden, der der relativen Schwingung der Arme entgegenwirkt.

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8. Fahrzeug nach Anspruch 7ι dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Stabes mit Buchsen aus nachgiebigem verformbaren Material angeschlossen sind, die sowohl vertikale als auch horizontale Stöße zwischen dem Stab und den Stützen absorbieren.

9* Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen fest an den anschließenden Teilen befestigt sind, so daß sie einen Torsionswiderstand gegen die Schwingung der Arme um ihre Gelenke darstellen.

10. Fahrzeug nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung zwischen jeder Stütze und dem Stab eine Metallhülse aufweist, die unver- ' drehbar mit dem Ende des Stabes verbunden ist, daß eine Buchse von nachgiebigem verformbarem Material die Hülse in praktisch unverdrehbarer Weise umgibt und daß die Buchse in praktisch unverdrehbarer Weise zur Stütze festgelegt ist, so daß die Buchse Stösse, die zwischen dem Stab und der Stütze übertragen werden, absorbiert und ebenso Torsionsbeanspruchungen widersteht, die den Stab um seine Achse drehen, wenn eine Schwingung den angeschlossenen Arm trifft und daß die Teile des Arms, die mit dem Stab verbunden sind, seitlich an dem Stab gegen die innere Hülse angreifen, so daß die Buchse auch relative seitliche Stöße zwischen dem Stab und der Stütze absorbieren kann.

11. Fahrzeug nach Ansprüchen 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme gekröpft sind.

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