DE7302434U

DE7302434U - Federung geländegängiger Fahrzeuge

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Publication number: DE7302434U
Application number: DE19737302434
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-01-23
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1974-09-12

Description

8000 München 80 Mühldorfstraße 25 J

Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang

Telolon (089) 496872 Telofliommo patomUi mQnchun

DR.-ING.LUDWIG PIETZSCH
G 73 02 434.7
G 001 73

6.6.1974

^Federung geländegängiger Fahrzev^e

Die Neuerung betrifft eine Federung geländegängiger Fahrzeuge mit einer von einer Steuervorrichtung schaltbaren Blockiervorrichtung, mittels der mindestens eine von mehreren hintereinandergeschalteten Federn in Abhängigkeit vom jeweiligen Schwingungszustand blockierbar und phasenverschoben wieder lösbar ist und mit einer zwischen den hintereinandergeschalteten Federn vorgesehenen Koppe I masse.

Bei einer bekannten Federung (DT-PS 1 928 961) gibt die Blockiervorrichtung die KoppeImasse etwa im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus frei und blockiert sie wieder etwa nach einer halben Schwingung der Koppelmasse. Mit einer solchen Federung werden die durch Fahrbahnunebenheiten angeregten Aufbauschwingungen in allen Fahrzuständen, insbesondere bei Fahrt im Resonanz- und Eigenfrequenzbereich der Aufbaumasse, ohne Energievernichtung wirksam verringert. Ein mit der bekannten Federung ausgerüstetes Fahrzeug kann mit be-

liebiger Geschwindigkeit über Unebenheiten fahren, deren Größe bis zu dem zu-IHssigen Federweg reicht, ohne daß die Aufbaumasse zu Schwingungen mit unzulässig hoher Amplitude aufgeschaukelt wird, auch nicht im Bereich der Eigenfrequenz. Dabei steht die gesamte von der Antriebsmaschine zur Verfugung gestellte Energie zum Vortrieb des Fahrzeuges zur Verfügung. Die Antriebsmaschine kann deshalb zur Erzielung einer vorgegebenen Antriebsleistung kleiner ausgelegt sein.

Die bekannte Federung erfordert einen verhältnismäßig großen Aufwand an Bauteilen und Bauraum, vomohmlich deshalb, weil die Blockiervorrichtung an einer von der die Drehstäbfedern verbindenden Koppel entfernten, fest auf einer der beiden Drehstabfedern sitzenden Scheibe, einer "Bremsscheibe" angreift.Um hier eine Verbesserung zu schaffen, ist bei der Federung nach der Neuerung, die der oben beschriebenen Gattung angehört und bei der die hintereinandergeschalteten Federn von Drehstabfedern gebildet sind, die ßlockiervorrichtung einem die Drehstabfedern gemeinsam festhaltenden VerbindungsieiI zugeordnet und greift bei Betätigung daran an. Besonders einfach ist eine Konstruktion, bei der das Verbindungsteil eine die Drehstabfedern unmittelbar verbindende Scheibe ist. Allerdings werden die Federn bei einer solchen Konstruktion außer auf Verdrehung zusätzlich auf Biegung beansprucht.

Wenn die Drehstabfedern durch ein Lenkergestänge verbunden sind, stellt das Verbindungsteil zweckmäßig die Koppel des Lenkergestänges dar.

Die Lenker des Lenkergestänges können dabei parallel angeordnet sein, so daß ein übliches Parallellenkergestänge entsteht. Die Radien r, um welche die Koppel im entblockierten Zustand der oszillierender. Verdrillung der Dxehstabfedem folgend schwingt, entsprechen dabei der Langer der Lenker.

Die Federung nach der Neuerung soll nun so ausgelegt werden, daii die Eigenfrequenz UJf der Koppelmasse m, die sich aus der Beziehung

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mit c als der vorgegebenen Federsteife der Drehstabfedern bestimmt, möglichst klein wird. Hierzu können die Koppelmasse m oder Radien r vergrößert werden. Beide Maßnahmen wurden jedoch zusätzlichen Bauraum beanspruchen, was mit der Erfindung aber gerade vermieden werden soll. Um die Eigenfrequenz tv''klein zu machen und dabei gleichzeitig den Bauraum klein zu halten, sind bei einer wichtigen weiteren Ausgestaltung der Neuerung die Lenker des Lenkergestänges zueinander geneigt angeordnet. Die Verlängerungen der Lenker schneiden sich in einem gedachten, bei Schwenkung der Koppel seine Lage ständig verändernden Momentanpol, dessen Abstand von den Lenkeranlenkpunkten der Koppel nun den Radius r' bestimmt, um den die Koppel schwenkt, Dadurch wird die wirksame Trägheit der Koppel erheblich vergrößert, so daß die Eigenfrequenz der Koppel klein wird, ohne daß zusätzlicher Bauraum, sei es durch Vergrößerung der Masse der Koppel oder durch Verschiebung des KoppeISchwerpunktes beansprucht ist. Vielmehr ist der Bauraum gegen eine übliche Konstruktion, bei der die gleiche niedrige EigenfrequenzuJ" erzielt ist, verkleinert. Bei einer anderen Neigung der Lenker ist auch eine Vergrößerung der Eigenfrequenz möglich.

Bei einer Ausführung der bekannten Federung umfaßt die Blockiervorrichtung einen Bremssattel oder Bremsrahmen, der an die an der Verlängerung der einen Drehstabfeder sitzende Scheibe an einem Teil ihres Umfangs U-förmig umgreift, d.h. zu einer Seite hin offen ist. Die Schenkel eines solchen, bei Scheibenbremsen für Fahrzeuge üblichen Bremsrahmens werden beim Bremsen gespreizt. Die Verwendung der Koppel oder der die beiden Drehstabfedern verbindenden Scheibe nach der Neuerung ermöglicht eine geschlossene Konstruktion des Bremsrahmens. Beispielsweise bildet der Bremsrahmen ein zu zwei entgegengesetzten Seiten hin offenes Kastenprofil, durch welches die Koppel oder die Scheibe hindurchragt.

Die Neuerung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. ] ein Schema der bekannten Federung (DT-PS 1 928 901);

-A-

FIg. 2 eine perspektivische Ansicht einer konstruktiven Ausführung der bekannten Federung;

Fig. 3-5 schematische Darstellungen dreier unterschiedlicher Ausführungen d<sr Verbindungsstelle zwischen zwei Drehstabfedern gemäß der Neuerung;

Fig. ό einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 7 durch eine konstruktive Ausführungsform einer Verbindungsstelle gemäß Fig. 4 und

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6.

Bei dem Schema nach Fig. 1 sind eine Aufbaumasse 21 und eine Koppelmasse 22 durch eine Feder 23 verbunden, während die Koppelmasse über eine Feder 24 auf einer Radachse 25 eines Fahrzeugrades 26 abgestützt ist, welches auf einer unebenen' Unterlage 27 läuft.

Die Federn 23 und 24 haben gleiche Federsteife, so daß sich für ihre Gescmtfedersteife der halbe Wert der Einzel federsteife ergibt.

Die Koppelmasse 22 ist mit der Aufbaumasse mittels einer Blcckiervorrichrurtg 28 starr verbindbar. Die Blockiervorrichtung 28 ist von einem an der Aufjaaumasse 21 befestigten, auf deren Schwinggeschwindigkelt ansprechenden Sensor 29 derart betättgbar, daß sie die Koppelmasse 22 etwa im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus f freigibt und etwa nach einer halben Schwingung der Koppelmasse wieder blockiert.

In der in Fig. 2 dargestellten konstruktiven Ausführung des Schemas nach Fig. 1 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Federn 23 und 24 sind als Drehstäbe ausgebildet. Der die Feder 23 bildende erste Drehstab ist mit seinem in Fig. 2 linken Ende bei 23' an der Aufbuumasse 21 des Fahrzeuges befestigt und mit seinem rechten Ende drehbar (nicht gezeigt) gelagert. An diesem Ende ist der erste Drehstab über ein zur Koppelmasse 22 gehörendes Len-

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»stange 22' mit dem die reder 24 bildenden zweiten Drehstab gekoppelt. Der ite Drehstab ist an beiden Enden mittels Lagern 30 und 31 drehbar an der Aufnasse 21 gelagert und trägt an seinem linken Ende einen mit der Radachse 25 Fahrzeugrades 26 verbundenen Schwingarm 33.

rechten Ende des zweiten Drehstabes ist die Blockiervorrichtung 28 vorgesehen. umfaßt eine mit dem Drehstab fest verbundene Scheibe 34 und einen an der Daumasse 21 befestigten Bremssatte! 35, dar die Scheibe zangenartig umgreift. iem Bremssattel 35 handelt es sich um einen Festsattel einer üblichen TeilbecHeibenbremse für Fahrzeuge mit beidseitig der Scheibe vcrgss-ehensn Zyilndsrrungen und dann geführten Koiben 36, die hydraulisch betätigt werden, um it gezeigte Bremskissen an die Scheibe 34 zu drücken und dadurch die Scheibe den die Feder 23 bildenden ersten Drehstab sowie das Lenkergestänge 22' zu :kieren.

hydraulische Druck wird in den Zylinderbohrungen des Festsattels über schnell slrende Ventile aufgebaut, die ihr Schaltsignal von dem in Fig. 2 nicht gezeig-Sensor für die Schwinggeschwindigkeiten erhalten.

Ansprechzeiten der Ventile können durch entsprechende Vorhaltzeiten kompensiert den. Die Zeitdauer zwischen Entblockierungssignal und Blockiersignal, die gerade >r halben Schwingungsdauer der Eigenschwingung der Koppelmasse 22 entspricht, η durch das Massenverhältnis von Aufbaumasse 21 und Koppel masse 22 verändert den und ist bei der Festlegung der Massengröße eine Konstante.

den Federungen nach Fig. 3 und 4 sind die Drehstabfedern 23, 24 über ein Lengestänge mit Lenkern 50,51 gleicher Länge r und mit einer Koppel 52 verbunden, se Koppel umgreift ein im Profil kastenförmiger, geschlossener Bremsrahmen 53, der rweise an entgegengesetzten Seiten der Koppel 52 hydraulisch andrückbare Reiben führt. Die hydraulischen Zylinder sind in den Fig. 3 und 4 gestrichelt ange- et und mit dem Bezugszeichen 54 bezeichnet.

-O-

Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Federungen nach Fig. 3 und 4 besteht darin/ daß die Lenker 5O₇ 51 in Fig. 3 parallel, in Fig. 4 dagegen derart geneigt angeordner sind, daß die An lenkpunkte 55,56 an der Koppel weiter voneinander entfernt sind als die Verbindungspunkte 57,53 der Lenker mir den Drehstabfedern 23,24, so dcß sich die Verlängerungen der Lenker 50,51 in einem Momentanpol όΟ schneiden. Um diesen Momentanpol 60 schwenkt die Koppel 52 in entblockiertem Zustcnd bei einer Auslenkung der Drehstabfedem 23,24 mit einem momentanen Schwenkradius r'. Dieser Radius Ist trotz gleichen Aufwandes an Bauraum viel größer als der Radius r, um den die Koppel 52 bei der Ausführung nach Fig. 3 schwenkt ssnd der nur gleich der' Länge der Lenker 50_f51 isr.

Bei der Federung nach Fig. 5 sind die Drehstabfedern 23,24 an einer Scheibe 62 befestigt, welche von einem geschlossenen Bremsrahmen 63 mit hydraulischen Zylindern 64 umgeben ist_c Die Scheibe ist an Führungsflächen 63' des gehäusefesten Bremsiahmens drehbeweglich geführt.

In den Figuren 6 und 7 ist die bevorzugte Ausführung der Federung nach dem in Fig. 4 gezeigten Schema im einzelnen dargestellt.

Die Drehstabfedern 123, 124 sind mittels bei 157,158 damit verschraubten Lenkern 150, 151 über Bolzen 155, 156 mit einer Koppel 152 verbunden. Die Bolzen 155, 156 haben einen größeren Abstand voneinander als die Drehstabfedern 123, 124, so daß die Lenker 150, 151 wie bei der Anordnung nach Fig. 4 zueinander geneigt sind.

Die Lenker 150, 151 i.aben ein gegabeltes Ende mit Gabeischenkeln 159,160, mit dem sie je einen durch beidseitige Ausnehmungen geschwächten Stegabschnitt 161 bzw. 162 der Koppel 152 umgreifen* Die Konturen der Ausnehmungen 161, 162 sind so gestaltet, daß sie die gewünschte Schwenkbewegung der Lenker 150, 151 zulassen. Die Bolzen 155, 156 erstrecken sich durch Bohrungen in den Gabelschenkeln und je durch eine darauf ausgerichtete Bohrung in dem jeweiligen Steg 161, 162, die durch ein sphärisches Lager 163, 164 ausgekleidet¹ ist.

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Jeder Lenker 150, 151 1st απ seinem mit der zugehörigen Drehstabfeder 123, 124 verbundenen Ende zu seinen beiden Seiten hin verlängert^ so daß eine Lagernabe 165 gebildet ist. Über diese Lagernabe 165 ist jeder Lenker mittels beidseitig von ihm angeordneter Rollenlager 16O₇ 167 in einer Bohrung in einem insgesamt mit dem Bezugszeichen 153 bezeichneten, geschlossenen Bremsrahmen drehbar gelagert.

Dieser Bremsrahmen 153 ist mittels Schrauben 168 an einem nur in Fig. 7 gezeigten Gehäuseteil 169 des Fahrzeugaufbaus befestigt und in geteilter Konstruktion mit Teilen 17O₇ 171 ausgeführt, die durch Schrauben 172 zu dem geschlossenen Rahmen 153 zusammengefügt sind. Jeder Bremsrahmenteil 170,171 weist insgesamt vier nebeneinander angeordnete hydraulische Zylinder 173 mit darin spielenden Kolben 174 auf_f welche auf in dem hydraulischen Zylinder geführte Reibkissen 175 wirken. Jedes Reibkissen umfaßt eine Stütz- und Führungsplatte 176 sowie einen darauf angeordneten Bremsbelag 177. Der Kolben 174 wirkt über einon konvex gewölbten Vorsprung 178 mit einer ebenen Vertiefung 179 der Rückenplatten jedes Reibkissens 175 zusammen (rechte Hälfte der Fig. 7). Die hydraulischen Zylinder 173 sind mit den in ihnen geführten Teilen so angeordnet, daß zwei Zylinder in den beiden Bremsrahmenteilen 170, 171 paarweise einander gegenüberstehen.

Der Bremsrahmen 153 ist zu seinen beiden Seiten bei 180 und 181 offen, so daß die Koppel 152 und die Lenker in seitliche'· Richtung des Bremsrahmens frei schwenken können. Jedoch sind die Lenker 150, 151 in ihrer Schwenkbewegung durch einen Vorsprung 182 des Bremsrahmens begrenzt, dessen Seitenflächen 183, 184 Anschlagflächen für die Lenker bilden. Dieser Vorsprung dient gleichzeitig zur Versteifung des Bremsrahmens in seinem mittleren Bereich und ist ebenso wie die Randbereiche des Bremsrahmens von Befestigungsschrauben durchsetzt, welche den zu jedem Bremsrahmen 170, 171 gehörenden Teil des Vorsprungs miteinander verbinden_e

Zur Veranschaulichung ist die Koppel 152 mit gestrichelten Linien in einem zu einer Seite hin ausgeschwenkten Zustand 152' in Fig. 6 zusätzlich dargestellt, wobei dieser Zustand etwa die maximale Ausschwenkung der Koppel darstelle, bei welcher der Lenker 150 kurz vor der Anschlagfläche 183 steht.

Ansprüche:

Claims

Ansprüche

1. Federung geländegängiger Fahrzeuge mit einer von einer Steuervorrichtung schaltbaren Blockiervorrichtung/ mitteis der mindestens eine von mehreren hintereinandergeschalteten Drehstabfedern in Abhängigkeit vom jeweiligen Schwingungszustand blockierbar und phasenverschoben wieder lösbar ist, und mit einer zwischen den hintereinandergeschalteten Drehstabfedern vorgesehenen Koppel masse, an der die Blockiervorrichtung angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiervorrichtung (53; 153) an einem die Drehstabfedern (23,24; 123,124) gemeinsam· festhaltenden Verbindungsteil (52;62;152) angeordnet ist und bei Betätigung damit zusammenwirken kann.

2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil eine die Drehstabfedern (23,24) unmittelbar verbindende Scheibe (62) ist.

(folgen geltende Ansprüche 3 bis 8 vom 6.6.1974)

3. Federung nach Anspruch I₇ bei der die Drehsfabfedern durch ein Lenkergestänge verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das -Verbindungsteil von der Koppel (52; 152) des Lenkergestänges gebildet ist.

4. Federung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (50, 51; 15Oy 151) des Lenkergestänges zueinander geneigt angeordnet sind.

5. Federung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte (55,56; 155_y 156) der Lenker (50,51; 150,151) an der Koppel (52;152) weiter voneinander entfernt sind als die Verbindungspunkte (57,53; 157., 158) mit den Drehstabfedern (23,24; 123,124).

6. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Blockiervorrichtung einen Bremsrahmen mit hydraulisch betätigbaren Reibkissen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsrahmen (53;63;153) das Verbindungsteil (52;62; 152) in geschlossener Konstruktion umgibt.

7. Federung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsrahmen (53;63;153) ein zu zwei entgegengesetzten Seiten hin offenes Kastenprofil bildet, durch welches das Verbindungsteil (52;62;152) hindurchragr.

8. Federung nach Anspruch 6.oder I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsrahmen fahrzeugfest angeordne* ist und mindestens ein Paar von an entgegengesetzten Seiten des Verbindungsteils (152) andrückbaren Reiblcissen (175) umfaßt.