DE2418938C3

DE2418938C3 - Progressive torsion bar suspension for vehicles

Info

Publication number: DE2418938C3
Application number: DE19742418938
Authority: DE
Inventors: Frantisek Koprivnice Buzek (Tschecholsowakei)
Original assignee: Tatra Np Koprivnice (tschechoslowakei)
Current assignee: Tatra Np Koprivnice (tschechoslowakei)
Priority date: 1973-04-20
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1978-10-05
Also published as: FR2226296B1; DD111559A1; CS170333B1; DE2418938A1; FR2226296A1; SE408774B; GB1458906A; DE2418938B2; SU785068A1

Description

Die Erfindung betrifft eine progressiv wirkende Drehstabfederung für Fahrzeuge, insbesondere für r, Nutzfahrzeuge mit Pendel-Halbachsen, bei der eine an einem Ende drehfest und am anderen Ende drehbar an der gefederten Fahrzeugmasse gelagerte Drehstabfeder an ihrem drehbar gelagerten Ende drehfest einen Hebelarm trägt, der unter Änderung der Hebelüberset- ,o zung in Abhängigkeit vom Federweg über ein Wälzflächen aufweisendes Schiebegelenk mit der Pendel-Halbachse oder einem vergleichbaren Ausführungslenker zusammenwirkt.The invention relates to a progressively acting torsion bar suspension for vehicles, in particular for r, Commercial vehicles with pendulum half-axles, one of which is non-rotatable at one end and rotatable at the other end The torsion bar spring mounted on the sprung vehicle mass is non-rotatably fixed at its rotatably mounted end Carrying lever arm, which changes the lever transmission, o tion as a function of the spring travel via a sliding joint having rolling surfaces with the Pendulum semi-axis or a comparable execution link cooperates.

Bei Kraftfahrzeugen sind progressiv wirkende Fede- ,, rungen allgemein bekannt, bei denen Blattfederpakete so zusammengebaut sind, daß bei höheren Belastungen und Durchfederungen des Fahrzeuges fortschreitend eine größere Anzahl von Federblätlern wirksam werden, wodurch auch die Federung zunehmend steifer _Μ, wird. Weitere Möglichkeiten zur Erzielung einer derartig progressiven Federwirkung sind z. B. hydraulische, pneumatische oder hydropneumatische Fedcrsysleme. Progressively acting springs are generally known in motor vehicles, in which leaf spring assemblies are assembled in such a way that a larger number of spring leaves become increasingly effective at higher loads and deflections of the vehicle, which also makes the suspension increasingly stiff _Μ . Other ways to achieve such a progressive spring action are, for. B. hydraulic, pneumatic or hydropneumatic spring systems.

Es ist bereits auch eine progressiv wirkende Federung ,,, für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art bekannt (DE-PS 6 12844), bei der ein mit einer Drehstabfeder verbundener Lenker unmittelbar auf die das Rad tragende Pendelachse einwirkt. Der Angriffspunkt des Federlenkers an der Halbachse verstellt sich mil der Fahrzeugbelastung, so daß eine große progressive Federwirkung eintritt. Hierbei ändert sich die wirksame Armlänge des Federlenkers und der Halbachse zugleich, und es ist für die Erreichung eier progressiven Federwirkung gleichgültig, wie groß die Länge der Halbachse bzw. des Federlenkers bemessen ist. Der Federlenker ist durch ein verschiebbares Drehgelenk mit der Pendelachse verbunden oder kurvenartig ausgebildet, wobei er sich auf der Pendelachse gleichzeitig abstützt und abwälzt, also kraftschlüssig mit dieser verbunden ist. Dadurch soll bei jeder Lage des Federlenkers gegenüber der Halbachse die benötigte progressive Wirkung in zwangsläufiger Abhängigkeit vom Radhub sichergestellt werden. Bei dieser bekannten Ausführung ergibt sich allerdings kein linearer Verlauf der Federcharakieristik in der ersten Phase der Durchfederung, d. h. bei geringer Belastung, und auch keine progressive Federcharakteristik in der nachfolgenden Phase, da die Federwirkung durch das Schiebegelenk erzielt wird, über das ein mit dem Drehstab drehfest verbundener Lenker direkt an der Achse angelenkt ist. Vielmehr müssen auch bei dieser bekannten Federung, insbesondere bei Verwendung an Nutzfahrzeugen, zusätzliche Dämpfungsmittel vorgesehen werden, um die bei geringer Fahr/.uugbelastung auftretenden harten Stöße zu mildern.There is already a progressively acting suspension ,,, for motor vehicles of the type mentioned (DE-PS 6 12844), in which a link connected to a torsion bar directly on the wheel bearing pendulum axis acts. The point of application of the spring link on the semi-axis is adjusted with the Vehicle load, so that a large progressive spring action occurs. This changes the effective one Arm length of the spring link and the semiaxis at the same time, and it is progressive for the achievement of eggs Spring effect does not matter how long the length of the semi-axis or the spring link is dimensioned. Of the The spring link is connected to the pendulum axle by a movable swivel joint or is curved in the manner of a curve formed, where it is supported and rolled on the pendulum axis at the same time, so frictionally with this is connected. As a result, in every position of the spring link relative to the semi-axis, the required progressive effect in inevitable dependence on the wheel stroke can be ensured. With this well-known Execution, however, there is no linear course of the spring characteristics in the first phase of the Suspension, d. H. at low load, and also no progressive spring characteristic in the following Phase, since the spring effect is achieved by the sliding joint, via the one with the Torsion bar of non-rotatably connected handlebar is hinged directly to the axle. Rather, must also with this known suspension, especially when used on commercial vehicles, additional damping means are provided in order to mitigate the hard shocks that occur with low driving / .uug loads.

Aufgabe der Erfindung ist eine verbesserte Anpassung der Progressivität der Federung an die Bclastungs- und Fahrzustände eines Kraftfahrzeuges im gesamten Auslenkbereich der Wälzarme, wobei im anfänglichen Schwenkbereich bei gering belasteter Fahrzeugachse die Federung den entsprechenden Torsionsmomenten des Drehslabes direkt proportional und bei stärkerer Belastung und Durchfederung der Fahrzeugachse der Drehstab weniger stark verdreht und damit die Progression der Feder verringert wird.The object of the invention is to improve the adaptation of the progressivity of the suspension to the load and driving conditions of a motor vehicle in the entire deflection range of the roller arms, with the initial Swivel range with a lightly loaded vehicle axle, the suspension adjusts to the corresponding torsional moments of the turntable in direct proportion and with heavier loads and deflection of the vehicle axle The torsion bar is twisted less and thus the progression of the spring is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindupgsgerv:.iö dadurch gelöst, daß ein Ende eines an der Pendel-Halbachse gelenkig angreifenden Wälzarmes als Gehäuse zur Aufnahme des an der Drehstabfeder drehfesten Hebelarms ausgebildet ist und die eine Wälzfläche aufweist, die mit Gegenflächen an Wälzplatten einer an der gefederten Fahrzeugmasse angebrachten Konsole zusammenwirkt, wobei im Hebelarm außermittig zu seiner Drehachse eine kulissenartige schräge Ausnehmung vorgesehen ist, in der ein durch einen Zapfen drehfest im Gehäuse befestigter und zur Drehmomentübertragung dienender Gleitstein längsverschiebbar angeordnet ist.This task is, according to the invention: .iö, achieved by that one end of an articulated rolling arm acting on the semi-pendulum axis as a housing for receiving is formed on the torsion bar torsion-proof lever arm and which has a rolling surface, which with Counter surfaces on rolling plates of a console attached to the sprung vehicle mass interacts, a slotted recess is provided in the lever arm off-center to its axis of rotation, in which one rotatably fastened by a pin in the housing and used for torque transmission Slide block is arranged to be longitudinally displaceable.

Bei der erfindungsgemäßen Drehstabfederung wird bei gering belasteter Fahrzeugachse das Torsionsmoment aus dem Drehstab über den mit dem Gehäuse einstückig verbundenen Hebelarm direkt auf den Wälzarm übertragen. In diesem Schwenkbereich bildet der Wälzarm mit dem Hebelarm eine gemeinsam verschwenkende Baueinheit, wobei die Federwirkung genau der Federkennlinie des Drehstabes entspricht. Bei stärkerer Durchfederung und Belastung erfolgt dagegen eine zusätzliche Abstützung des Wälzarmes über die Wälzfläche des Gehäuses an ortsfesten Wälzflächen der abgefederten Fahrzetgmassen. Mit ansteigender Belastung wandert der Absiützpunkt zum äußeren Ende der Wälzflächen und läßt erst dabei einen zusätzlichen Hebelarm zwischen der Drehachse des Torsionsstabes und diesem Abstützpunkt entstehen. Gleichzeitig mit diener Auswanderung des Abstützpunkles gleitet der jber den Zapfen im GehäuseIn the torsion bar suspension according to the invention, the torsional moment is reduced when the vehicle axle is lightly loaded from the torsion bar via the lever arm integrally connected to the housing directly onto the Low rolling transmission. In this pivoting range, the roller arm forms one joint with the lever arm pivoting structural unit, the spring action exactly corresponding to the spring characteristic of the torsion bar. With stronger deflection and load, however, there is an additional support of the rolling arm Via the rolling surface of the housing on the stationary rolling surfaces of the sprung vehicle masses. With As the load increases, the support point moves to the outer end of the rolling surfaces and only then leaves one additional lever arm between the axis of rotation of the torsion bar and this support point. Simultaneously with the migration of the support point, the jar slides over the pin in the housing

festgelegte Gleitslein in der Ausnehmung des Hebelarms nach auswärts. Durch die Abwälzbewegung und durch die nach auswärts gerichtete Gleitbewegung des Gleitsteines ergibt sich die erfindungsgemäß angestrebte Wirkung, daß der Hebelarm und damit die Drehstabfeder weniger stark verdreht werden, als dies der Auslenkung des Wälzarmes entsprechen würde. Bei starker Auslenkung der Pendelachsen bzw. des Wälzarmes werden somit die Torsionsmomente nicht entsprechend der Federkennlinie erhöht, sondern die Progression der Federung verringert sich.fixed sliding in the recess of the lever arm outwards. Due to the rolling movement and the outward sliding movement of the Sliding block results in the desired effect according to the invention that the lever arm and thus the Torsion bar springs are twisted less than would correspond to the deflection of the rolling arm. at strong deflection of the pendulum axles or the rolling arm, the torsional moments do not correspond the spring characteristic increases, but the progression of the suspension decreases.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung unter Schutz gestellt.The subclaims contain advantageous developments the invention placed under protection.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun mit Hilfe der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigtAn embodiment of the invention will now be explained in more detail with the aid of the drawings. It shows

F i g. I eine Ansicht einer bei der erfindungsgemäßen Drehstabfederung vorgesehenen Abwälzeinrichtung,F i g. I a view of one in the invention Torsion bar suspension provided rolling device,

Fig.2 eine Seitenansicht der Abwälzeinrichtung im Schnitt,2 shows a side view of the rolling device in section,

Fig.3 und 4 die Abwälzeinrichtung bei der Ein- und Ausfederung in den äußersten Lagen; undFig. 3 and 4 the rolling device in the one and Feathering in the outermost layers; and

F i g. 5 die Anordnung der gesamten Drehstabfederung am Fahrzeug.F i g. 5 shows the arrangement of the entire torsion bar suspension on the vehicle.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein Wäizarm 1 an einem Ende mit einem Gehänge 15 einschließlich eines Zapfens 16 für die Befestigung an einer schwenkbaren Pendelhalbachse 18 versehen. An seinem anderen Ende ist der Wälzarm I mit einem Gehäuse 19 mit Auflageflächen 2 und 22 und einem Zapfen 6 einschließlich eines Gleitslcins 13 versehen. Im Gehäuse 19 ist ein Hebelarm 4 gelagert, der mit einer Drehstabfeder 5 beispielsweise durch Verzahnung drehfest verbunden ist. Im Hebelarm 4 ist eine schräge Ausnehmung 3 ausgeführt, in der der Gleitstein 13 drehbar um den Zapfen 6 verschiebbar gelagert ist. Der Zapfen 6 ist gegen Drehung im Gehäuse 19 durch einen Stift 11 gesichert. Am Wälzarm 1 und am Gehäuse 19 ist eine Wälzfläche 7 ausgeführt, die sich bei der Lage des Wälzarms I im Bereich zwischen den Lagen A und B (F i g. 1) an an dner Konsole 10 befestigten Wälzplatten 8 und 9 abwälzt. Die Konsole 10 bildet einen festen Bestandteil eines Querträgers 17 des Fahrzeugrahmens 14. Die Konsole 10 ist ferner mit einem Lager 12 für eine Nabe des Hebelarms 4 versehen.As can be seen from the drawing, a Wäizarm 1 is provided at one end with a hanger 15 including a pin 16 for attachment to a pivotable pendulum half-axis 18. At its other end, the roller arm I is provided with a housing 19 with bearing surfaces 2 and 22 and a pin 6 including a sliding lens 13. In the housing 19, a lever arm 4 is mounted, which is non-rotatably connected to a torsion bar spring 5, for example by toothing. An inclined recess 3 is made in the lever arm 4, in which the sliding block 13 is mounted so as to be rotatable about the pin 6. The pin 6 is secured against rotation in the housing 19 by a pin 11. On the roller arm 1 and on the housing 19 there is a roller surface 7 which, when the roller arm I is in the area between the positions A and B (FIG. 1), rolls on the roller plates 8 and 9 attached to the bracket 10. The console 10 forms an integral part of a cross member 17 of the vehicle frame 14. The console 10 is also provided with a bearing 12 for a hub of the lever arm 4.

Beim Federn bewegt sich das Ende des Wälzarms J mit dem Gehänge 15 innerhalb der Lagen A, B und C der Federung (vgl. Fig. I). Bei der Bewegung desWhen springs, the end of the rolling arm J moves with the hanger 15 within the positions A, B and C of the suspension (see. Fig. I). When moving the

, Wälzarmes 1 aus der Lage B in die Lage Cdreht sich die Drehstabfeder 5 um ihre Längsachse S durch ihre eigene Vorspannung. Die am Gehäuse 19 des Wälzarms 1 ausgebildete Auflagefläche 2 fängt alle vom Rad kommenden Schwingungen auf, wobei der Zapfen 6 mit, Rolling arm 1 from position B to position C, the torsion bar spring 5 rotates about its longitudinal axis S by its own bias. The bearing surface 2 formed on the housing 19 of the rolling arm 1 absorbs all vibrations coming from the wheel, the pin 6 with it

ι, dem Gleitstein 13 von den vom Rad kommenden Stoßen entlastet sind. Die momentane Drehachse des Wälzarms I befindet sich in diesem Fall in der Längsachse S der Drehstabfeder 5. Bei Steigerung der Kraft in Richtung P bewegt sich der Wälzarm I aus der Lage B in die Lageι, the sliding block 13 are relieved of the bumps coming from the wheel. The momentary axis of rotation of the rolling arm I is in this case in the longitudinal axis S of the torsion bar spring 5. When the force increases in the direction P , the rolling arm I moves from position B to position

, A. Dabei setzt sich die Wälzfläche 7 des Wälzarms 1 auf die Wälzplatten 8 und 9 auf (Fig. 1 und 3) und der Wälzarm 1 beginnt, sich um die momentane Drehachse zu drehen, die theoretisch durch die Kontaktlinie der Wälzfläche 7 mit den Wälzplatten 8 und 9 gegeben ist., A. Here, the rolling surface 7 of the rolling arm 1 sits on the rolling plates 8 and 9 (Fig. 1 and 3) and the rolling arm 1 begins to rotate around the current axis of rotation, which theoretically through the contact line of the rolling surface 7 with the Rolling plates 8 and 9 is given.

,, Durch fortschreitende Abwälzung an den Wälzplatten 8 und 9 bei der Bewegung des Wälzarms i aus der Lage B in die Lage A sowie durch die Bewegung ues Zapfens 6 mit dem Gleitstein 13 in der Ausnehmung 3 des Hebelarms 4 und gleichzeitig damit durch Änderung des,, By progressive rolling on the rolling plates 8 and 9 during the movement of the rolling arm i from position B to position A as well as by the movement ues pin 6 with the sliding block 13 in the recess 3 of the lever arm 4 and at the same time by changing the

, Verhältnisses u:b erhöht sich die Kräfteübersetzung am Wälzurm I und verbessert sich die Progressivität der Federung im ganzen Bereich der Auslenkung des Wälzarms 1. Die Neigung der Ausnehmung 3 im Hebelarm 4 hängt von der Vorspannung der Drehstab-, Ratio u: b increases the power transmission at the rolling tower I and improves the progressiveness of the suspension in the entire range of deflection of the rolling arm 1. The inclination of the recess 3 in the lever arm 4 depends on the preload of the torsion bar

„, feder 5 in bezug auf das Gesamtgewicht des Fahrzeuges ab und kann entsprechend der jeweiligen Gesamtbelastung des Fahrzeuges beliebig geändert werden. Die kontinuierliche Steigerung des Drehmomentes der Drehstabfeder ermöglicht es, für ein bestimmtes", Spring 5 in relation to the total weight of the vehicle and can be changed as required according to the respective total load on the vehicle. the continuous increase in the torque of the torsion bar allows for a certain

,, Fahrzeug eine solche Drehslabfeder 5 zu verwenden, die bei der Durchfederung aus der Lage ßin die Lage C (Fig. I) ein weicheres Federn ermöglicht. Gleichzeitig kann man bei gleicher Drehstabfeder 5 durch die Kräfteübersetzung solche Werte erreichen, wie sie für,, Vehicle to use such a torsional slab spring 5, which enables a softer springing when deflecting from position ß to position C (Fig. I). At the same time, with the same torsion bar spring 5, the force transmission can achieve values such as those for

„, das belastete Fahrzeug erforderlich sind.", The loaded vehicle are required.

D'e beschriebene Drehstabfederung kann mit Vorteil für alle Fahrzeugarten verwendet werden.The torsion bar suspension described can be used with advantage for all types of vehicles.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Progressively acting torsion bar suspension for vehicles, especially for commercial vehicles with Pendulum semi-axles, one of which is non-rotatable at one end and rotatable at the other end A torsion bar spring mounted on a sprung vehicle mass at its rotatably mounted end in a rotationally fixed manner Lever arm carries, which changes the leverage depending on the spring travel over a Sliding joint with rolling surfaces with the pendulum semi-axis or a comparable axle guide link cooperates, characterized in that one end of a rolling arm which engages in an articulated manner on the semi-pendulum axis (18) (1) designed as a housing (19) for receiving the lever arm (4) which is fixed against rotation on the torsion bar spring (5) is and which has a rolling surface (7) which with mating surfaces on rolling plates (8 and 9) one on the sprung vehicle mass (vehicle frame 14) mounted console (10) cooperates, wherein in the lever arm (4) off-center to its axis of rotation, a slotted recess (3) similar to a link is provided is, in which one by a pin (6) rotatably fixed in the housing (19) and for torque transmission serving sliding block (13) is arranged to be longitudinally displaceable.

2. Torsion bar suspension according to claim 1, characterized in that the housing (19) fixed support surfaces (2 and 22), with which it is in a linear range of the suspension against the the torsion bar spring (5) supports the fixed lever arm (4) before its rolling surface (/) in the progressive range the suspension on the Walzulatien (8 and 9) of the Console (10) comes to the plant.

3. Torsion bar suspension according to claims I or 1 and 2, characterized in that the console (10) is attached to a cross member (17) of a vehicle frame ^).