DE818157C - Flexible suspension of axle carriers - Google Patents
Flexible suspension of axle carriersInfo
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Description
Nachgiebige Aufhängung von Achsträgern Bei den bekannten nachgiebig am Fahrzeugoberhau aufgehängten Achsträgern, z. B. Hinterachsgetrieben, an welchen .schwingende Halbachsen seitlich angelenkt sind, sind die elastischen Aufhängeglieder im wesentlichen in der Ebene der Schwingachsgelenke, d. h. derart angeordnet,, daß quer gerichtete Fahrbahnstöße, welche sich von den Rädern Tiber die Halbachsen auf das als Achsträger dienende Hinterachsgehäuse übertragen, im wesentlichen unmittelbar a1sQuerstöße von den elastischen Lagern oder Aufhängegliedern aufgenommen werden. Da diese in der Regel aus Gummipuffern bestehenden Lager mit Rücksicht auf eine sichere Lagerung sowie auch aus :Materialersparnis hinsichtlich ihrer Größenbemessung begrenzt sind, ist die Aufnahme der Querstöße verhältnismäßig hart, insbesondere wenn es sich um stark spurverändernde Schwinghalbachsen, z. B. Pendelhalbachsen handelt. Man hat zu diesem Zweck auch schon vorgeschlagen, die Schwinghalbachsen nachgiebig am Achsträger anzulenl;en oder den Achsträger am Fahrzeugoberbau nachgiebig und quer verschiebbar zu lagern. Die Konstruktionen nach diesen älteren Vorschlägen sind jedoch kompliziert und sind in Hinsicht auf Wirkungsweise und Betriebssicherheit weniger zuverlässig. Die Aufhängung ist teilweise zu labil, und die Kräfte werden unzureichend aufgenommen.Resilient suspension of axle carriers Resilient in the known axle carriers suspended from the vehicle upper shell, e.g. B. rear axle drives to which .swinging semi-axes are hinged laterally, are the elastic suspension links essentially in the plane of the swing axle joints, d. H. so arranged ,, that transversely directed carriageway joints, which extend from the wheels of the Tiber to the semiaxes the rear axle housing serving as the axle carrier transferred, essentially directly a1s Cross joints are absorbed by the elastic bearings or suspension links. Since these bearings usually consist of rubber buffers with consideration for a safe storage as well as: material savings in terms of their size are limited, the absorption of the transverse joints is relatively hard, in particular when it comes to heavily lane-changing oscillating half-axles, e.g. B. Pendulum half-axes acts. For this purpose it has already been proposed that the swinging half-axes to be flexible on the axle support or the axle support on the vehicle superstructure is flexible and to be stored transversely. The constructions according to these older proposals are, however, complicated and are in terms of operation and operational safety less reliable. The suspension is sometimes too unstable, and the forces are increasing insufficiently received.
Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine Aufnahme der Querstöße, ohne daß hierfür gegenüber den bekannten elastischen Aufhängungen der Achsträger am Fahrzeugoberbau zusätzliche Teile erforderlich werden oder die Fahrsicherheit der Anordnung beeinträchtigt wird. Sie besteht im wesentlichen darin, daß der Achsträger außerhalb der bei Querstößen auf die Räder an ihm wirkenden Kraftrichtung, also unterhalb oder oberhalb derselben, derart elastisch aufgehängt ist, daß er unter der Wirkung dieser Stöße um eine Längsachse des Fahrzeugs ausschwingen kann. Bei den üblichen Pendelhalbachsen ist die Kraftrichtung der von der Fahrbahn auf den Achsträger wirkenden Querstöße durch eine Gerade gegeben, welche durch die Berührungspunkte der Räder mit dem Boden einerseits und die Anlenkung der Halbachsen am Achsträger andererseits geht. Zweckmäßig erfolgt die Aufhängung bei seitlich angelenkten Pendelhalbachsen, unterhalb dieser Kraftrichtung und unterhalb der Achsmitten bzw. der Antriebswellen für die Räder sowie auch unterhalb der Antriebswelle für das Achsgetriebe, da sich in diesem Falle ein besonders großer wirksamer Hebelarm für die Aufnahme der Querstöße erreichen läßt.In contrast, the invention aims to record the transverse joints without that this compared to the known elastic suspensions of the axle carrier on the vehicle superstructure additional parts are required or the driving safety of the arrangement is impaired will. It consists essentially in the fact that the axle beam outside of the transverse joints Direction of force acting on the wheels on it, i.e. below or above it, is resiliently suspended in such a way that it is under the action of these impacts about a longitudinal axis of the vehicle can swing out. With the usual pendulum half-axes, the direction of force is the transverse joints acting on the axle beam from the roadway are given by a straight line, Which through the contact points of the wheels with the ground on the one hand and the articulation of the semi-axles on the axle beam is on the other hand. Appropriately done the suspension for laterally articulated pendulum half-axles, below this direction of force and below the axle centers or the drive shafts for the wheels as well as below the drive shaft for the axle drive, as in this case there is a particularly large one effective lever arm for taking up the transverse joints can be achieved.
Die Aufhängung erfolgt zweckmäßig in, drei Punkten mittels zwischen Achsträger und Oberbau zwischengeschalteter z. B. ringförmiger Gummipuffer, von denen jeweils z. B. zwei übereinander angeordnet sind, um die in der Lagerung auftretenden Kräfte in besonders vorteilhafter Weise aufzunehmen. Doch kann auch z. B. eine Vier-Punkt-Aufhängung vorgesehen sein.The suspension is expedient in three points by means of between Axle beam and superstructure interposed z. B. annular rubber buffer, from each of which z. B. two are arranged one above the other to avoid those occurring in the storage To absorb forces in a particularly advantageous manner. But can also z. B. a four-point suspension be provided.
Durch die Erfindung Ist gegenüber der üblichen Anordnung eine weichere und wirksamere Aufnahme der quer gerichteten Fahrbahnstöße bei gleicher Bemessung der Gummipuffer und ohne zusätzliche Bauteile, lediglich durch eine Tiefer- oder Höherlegung der elastischen Lagerung erzielbar, indem die Stöße, welche sich in den Achsgelenken auf den Achsträger übertragen, infolge des verhältnismäßig langen Hebelarmes mit Bezug auf den in der Ebene der elastischen Lagerung liegenden Drehpunkt im wesentlichen nur ein Ausschwingen des Achsträgers um die durch die elastische Aufhängung bestimmte tief- oder hochliegende Schwingungsachse bewirken.As a result of the invention, a softer arrangement is compared with the usual arrangement and more effective absorption of transversely directed carriageway joints with the same dimensioning the rubber buffer and without additional components, just by a lower or Raising the elastic storage can be achieved by removing the shocks that are in the stub axles transferred to the axle beam, as a result of the relatively long Lever arm with reference to the pivot point lying in the plane of the elastic mounting essentially only a swinging out of the axle carrier by the elastic Suspension cause certain low or high-lying axis of oscillation.
Man kann indessen auch, insbesondere bei vergrößerter Nachgiebigkeit des Achsträgers um seine Schwingungslängsachse, zusätzliche, dieser Nachgiebigkeit entgegenwirkende federnde Glieder vorsehen, z. B. oberhalb der Schwingungsachse in waagerechter Lage zwischen Achsträger und Oberbau angeordnete Federn oder Gummipuffer. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß der wirksame Hebelarm für die. Querstöße besonders lang oder die Nachgiebigkeit der Aufhängung besonders groß werden kann, ohne daß die Aufhängung selbst dadurch unsicher wird. Auch starke Stöße können dadurch wirksam aufgenommen werden, und die Kinematik der Schwingbewegung des Achsgetriebes wird sicher beherrscht. Zugleich wird die Gefahr einer Überbeanspruchung der Gummilager oder der sonstigen Aufhängeglieder bei stärkeren Stößen vermieden. Die zusätzlichen federnden Glieder können hierbei auch eine progressive Federungscharakteristik aufweisen und z. B. gleichzeitig die Endlagen für die Schwingungsausschläge bestimmen.One can, however, also, especially with increased flexibility of the axle beam about its longitudinal axis of oscillation, additional, this flexibility provide counteracting resilient members, e.g. B. above the oscillation axis Springs or rubber buffers arranged horizontally between the axle support and the superstructure. Such an arrangement has the advantage that the effective lever arm for the. Transverse joints particularly long or the flexibility of the suspension can be particularly great, without the suspension itself becoming unsafe. This can also cause strong impacts are effectively recorded, and the kinematics of the oscillating movement of the axle drive is safely mastered. At the same time there is a risk of overstressing the rubber mounts or the other suspension links avoided in the event of strong impacts. The additional Resilient members can also have a progressive suspension characteristic and Z. B. at the same time determine the end positions for the oscillation amplitudes.
Von besonderem Vorteil kann es ferner sein, die durch die elastische Lagerung bestimmte natürliche Schwingungsachse des Achsträgers mit Bezug auf den Oberbau zur Waagerechten geneigt verlaufen zu lassen, z. B. leicht ansteigend von vorn nach hinten, und zwar insbesondere dann, wenn der Achsträger die Schwinghalbachsen für die Hinterräder trägt und die Vorderräder des Fahrzeugs im wesentlichen parallel geführt werden. In diesem Falle ergibt sich, wie bekannt, eine von vorn nach hinten ansteigende Längsachse für Querschwingungen des Fahrzeugoberbaus insgesamt. Ist nun die sich aus der nachgiebigen Aufhängung ergebende Schwingungsachse des Achsträgers jener Schwingungsachse des Fahrzeugoberbaus im wesentlichen gleichgerichtet, .so werden bei gleichzeitigen Querschwingungen des Fahrzeugoberbaus relativ zum Fahrboden einerseits und des Achsträgers relativ zum Fahrzeugoberbau andererseits zusätzliche Relativbewegungen zwischen dem Achsträger bzw. den Rädern und dem Fahrboden vermieden. Eine so geneigte Schwingungsachse des Achsträgers ist im übrigen auch dann von Vorteil, wenn diese z. B. in der Höhe .der Achsgelenke verläuft, sowie überall dort, wo infolge entsprechender Radführung sich eine entsprechend geneigte Achse für Querschwingungen des Fahrzeugoberbaus ergibt.It can also be of particular advantage that the elastic Storage specific natural oscillation axis of the axle beam with reference to the To let the superstructure run inclined to the horizontal, z. B. slightly increasing from front to back, especially when the axle support has the swinging half-axles for the rear wheels and the front wheels of the vehicle are substantially parallel be guided. In this case, as is known, the result is one from front to back increasing longitudinal axis for transverse vibrations of the vehicle superstructure as a whole. is now the axis of oscillation of the axle carrier resulting from the flexible suspension that axis of oscillation of the vehicle superstructure is essentially in the same direction, so are with simultaneous transverse vibrations of the vehicle superstructure relative to the driving floor on the one hand and the axle carrier relative to the vehicle superstructure on the other hand additional Relative movements between the axle support or the wheels and the floor are avoided. Such an inclined axis of oscillation of the axle carrier is also advantageous if if this z. B. in the height .der axle joints runs, as well as wherever as a result Appropriate wheel guidance has a correspondingly inclined axis for transverse vibrations of the vehicle superstructure results.
Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung des weiteren z. B. bei solchen Achsaufhängungen, bei denen die Halbachsen durch zapfenförmige Gelenke mit dem Achsträger, insbesondere dem Achsgetriebegehäuse, verbunden sind und die Halbachsen durch seitlich nachgiebige Federn, z. B. ungeführte Schraubenfedern, abgefedert werden, da in diesem Falle alle waagerechten Fahrbahnstöße zwangsläufig auf den Achsträger übertragen werden und diesen besonders hoch beanspruchen.Of particular importance is the invention further z. B. at such axle suspensions, in which the semi-axles with peg-shaped joints the axle support, in particular the axle gear housing, are connected and the half-axles by laterally yielding springs, e.g. B. unguided coil springs, cushioned because in this case all horizontal lane joints inevitably on the Axle carriers are transferred and place particularly high demands on them.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Ansicht des Hinterachsaggregates eines Kraftfahrzeugs von hinten, Fig.2 eine Seitenansicht desselben im Schnitt nach Linie 2-2 der Fig.3. Fig. 3 eine Draufsicht auf das Aggregat, Fig.4 einen Schnitt durch die hintere elastische Lagerung des Achsgetriebes nach Linie 4-4 der Fig. 3 in vergrößertem Maßstabe und Fig. 5 eine weitere beispielsweise Ausführungsform der Erfindung entsprechend der Fig. i, jedoch von vorn gesehen.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, namely Fig. i shows a view of the rear axle assembly of a motor vehicle from behind, FIG. 2 is a side view of the same in section along line 2-2 of FIG. Fig. 3 is a plan view of the unit, Fig. 4 is a section through the rear elastic Storage of the axle drive according to line 4-4 of FIG. 3 on an enlarged scale and FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the invention corresponding to FIG Fig. I, but seen from the front.
Die Hinterräder io sind auf sogenannten Pendelhalbachsen i i, welche durch seitliche Zapfengelenke 12 an dem als Achsträger dienenden Achsgetriebegehäuse 13 angelenikt sind, in einer Querebene des Fahrzeugs schwingbar gelagert. Der Antrieb der Räder erfolgt durch eine vom Motor angetriebene Welle 14, welche ihrerseits über das im Getriebegehäuse befindlicheHinterachsausgleichgetriebe und über die zwischen den gegabelten Enden der Halbachsen angeordneten Kardangelenke 15 die in den Halbachsen gelagerten Radwellen antreibt. Zur Abfederung der Räder dient im Ausführungsbeispiel der Fig. i bis 3 eine urigeführte Schraubenfeder 16, welche sich mit ihrem unteren Ende gegen die zugehörige Schwinghalbachse und mit ihrem oberen Ende gegen einen Bock 17 am Rahmen abstützt. Die Federn sind hierbei z. B. in bekannter Weise durch Verschlußstücke an die Halbachse bzw. den Bock 17 angeschlossen.The rear wheels io are on so-called pendulum half-axles i i, which by lateral pivot joints 12 on the axle drive housing serving as an axle carrier 13 are hinged, mounted to swing in a transverse plane of the vehicle. The drive the wheels are carried out by a shaft 14 driven by the motor, which in turn via the rear axle compensation gear located in the gearbox housing and via the between the forked ends of the semi-axles arranged universal joints 15 in drives the wheel shafts mounted on the semi-axles. To cushion the wheels is used in the Embodiment of FIGS. I to 3 a primed helical spring 16, which with its lower end against the associated swing half-axis and with its the upper end is supported against a block 17 on the frame. The springs are z. B. connected in a known manner to the semi-axis or the bracket 17 by locking pieces.
Der Rahmen besteht im wesentlichen aus X-förmig angeordneten Längsträgern 18, welche durch Querträger, z. B. 19, 20 und 21, miteinander verbunden sind. Letztere besitzen z. B. runden oder kastenförmigen Querschnitt. Am Querträger 20 sind zugleich die Federböcke 17 angeschweißt. Der Wagenkasten kann in beliebiger Weise auf den Rahmen aufgesetzt oder mit diesem verbunden sein. Gegebenenfalls könnte an Stelle eines durch Rahmen und Wagenkasten gebildeten Fahrzeugoberbaus auch eine selbsttragende Karosserie o. dgl. verwendet werden. Das Achsgetriebegehäuse 13 ist am Rahmen in drei Punkten elastisch gelagert, und zwar mittels zweier vorderer Lageraugen 22 und eines hinteren Lagerauges 23. Die Lageraugen 22 werden hierbei von Armen 24 gebildet, welche beiderseits am Gehäuse durch Schrauben 25 und 26 befestigt sind. Mittels dieser Arme ist,das Achsgetriebegehäuse an den beiden indieLängsträgeri8eingeschweißtenund nach innen vorspringenden trägerartigen Böcken 27 aufgehängt, während die hintere Aufhängung mittels des Lagerauges 23 am Querträger 21 erfolgt.The frame consists essentially of X-shaped arranged longitudinal members 18, which by cross members, for. B. 19, 20 and 21, are connected to each other. The latter have z. B. round or box-shaped cross-section. At the same time, the spring brackets 17 are welded to the cross member 20. The car body can be placed on or connected to the frame in any desired manner. If necessary, a self-supporting body or the like could also be used instead of a vehicle superstructure formed by a frame and car body. The axle drive housing 13 is elastically mounted on the frame in three points, namely by means of two front bearing eyes 22 and a rear bearing eye 23. The axle drive housing is suspended by means of these arms on the two inwardly projecting bracket-like brackets 27 welded into the longitudinal members 8, while the rear suspension is carried out by means of the bearing eye 23 on the cross member 21.
In den Lageraugen ist da.s Achsgehäuse unter Zwischenschaltung von Gummipuffern allseitig elastisch am Rahmen gelagert. Eine derartige Lagerung zeigt im einzelnen beispielsweise für die hintere Aufhängung die Fig. 4. Die Befestigung am Querträger 21 erfolgt hierbei mittels eines durch den Querträger 21 und das Lagerauge 23 hindurchgeführten senkrechten Bolzens 28, welcher innerhalb des Lagerauges von einer Muffe oder Hülse 29 umgeben ist. Zwischen der Außenfläche dieser Hülse und der Innenfläche des Lagerauges sind die beiden Gummiringe 30 und 31 z. B. mit radialer Vorspannung eingesetzt, wobei sie sich in axialer Richtung von entgegengesetzten Seiten gegen einen nach innen mit Spiel 32 gegenüber der Hülse 29 vorspringenden mittleren Bund 33 des Lagerauges abstutzen. Beiderseits der Gummiringe 30 und 31 sind ferner die Druckplatten 34 und 35 auf den Bolzen 28 derart aufgesetzt, daß sie beim Aufschrauben der Mutter 36 sich in axialer Richtung von beiden Seiten her gegen die Gummiringe legen und diese gegen den Bund 33 des Lagerauges verspannen. Die erzielbare Vorspannung der Gummiringe ist hierbei durch die als Abstandshülse wirkende Muffe 29 begrenzt. Durch diese Anordnung können alle in der Aufhängung wirkenden Kräfte einwandfrei aufgenommen werden. Insbesondere ergibt sich auch eine genügende Nachgiebigkeit in senkrechter Richtung sowie in Drehrichtung um eine im wesentlichen durch das Lagerauge hindurchgehende waagerechte Achse. Die vordere Aufhängung bei 22 ist sinngemäß die gleiche.In the bearing eyes, the axle housing is elastically mounted on all sides on the frame with the interposition of rubber buffers. Such a mounting is shown in detail, for example for the rear suspension, in FIG . Between the outer surface of this sleeve and the inner surface of the bearing eye, the two rubber rings 30 and 31 are z. B. used with radial bias, bracing in the axial direction from opposite sides against an inwardly with clearance 32 with respect to the sleeve 29 projecting central collar 33 of the bearing eye. On both sides of the rubber rings 30 and 31 , the pressure plates 34 and 35 are also placed on the bolt 28 in such a way that when the nut 36 is screwed on, they lie axially against the rubber rings from both sides and brace them against the collar 33 of the bearing eye. The achievable pre-tensioning of the rubber rings is limited by the sleeve 29 acting as a spacer sleeve. This arrangement allows all forces acting in the suspension to be absorbed properly. In particular, there is also sufficient flexibility in the vertical direction and in the direction of rotation about a horizontal axis extending essentially through the bearing eye. The front suspension at 22 is analogously the same.
Die die elastischen Glieder enthaltenden Lageraugen sind, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, in einer Ebene mit der Schnittgeraden A-A angeordnet, welche unterhalb der durch die Achsmitten (Gelenke 12) bzw. durch die Antriebswelle 14 gelegten Ebene liegt. Die Ebene bzw. die Gerade A-A steigt hierbei z. B. von vorn nach hinten leicht an, wodurch sich, abgesehen von einer vorteilhaften räumlichen Anordnung der Lagerung, die bereits oben 1#eschriebenen Vorteile ergeben. Querstöße Q, welche das Rad treffen, übertragen sich in den Gelenken 12 als schräg nach aufwärts gerichtete Kräfte Q, auf das Achsgetriebegehäuse 13- Infolge der allseitigen elastischen Lagerung desselben in den Lageraugen 22 und 23 ergibt sich die in der Ebene dieser Lageraugen liegende Drehachse A-A für das Achsgehäuse mit Bezug auf den Rahmen. Die Kraft Q, kann daher mit einem großen Hebelarm h im Gelenk 12 angreifen, was einer vergrößerten Nachgiebigkeit des Achsgetriebegehäuses gegenüber diesen Kräften und damit einer weichen Abfederung derselben entspricht.The bearing eyes containing the elastic members are, as in particular Fig. 2 shows, arranged in a plane with the intersection line A-A, which below the plane laid by the axle centers (joints 12) or by the drive shaft 14 lies. The plane or the straight line A-A increases here z. B. slightly from front to back which, apart from an advantageous spatial arrangement of the storage, the advantages already described above 1 # result. Cross joints Q, which hit the wheel, are transmitted in the joints 12 as forces Q that are inclined upwards, on the axle drive housing 13 due to the elastic mounting on all sides of the same in the bearing eyes 22 and 23 there is the one lying in the plane of these bearing eyes Axis of rotation A-A for the axle housing with respect to the frame. The force Q can therefore attack with a large lever arm h in the joint 12, resulting in increased flexibility of the axle drive housing against these forces and thus a soft cushioning corresponds to the same.
Die Ausführungsform nach Fig.5 unterscheidet sich von der bisher beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß sich das Achsgehäuse zusätzlich mittels eines nach oben gerichteten Armes 37, also in möglichst großem Abstand von der Schwingungsachse A in Drehrichtung um diese gegen Pufferfedern 38, 39 abstützt, welche sich ihrerseits z. B. gegen den Querträger 2o des Rahmens abstützen. Sie können zugleich die Schwingungsausschläge des Achsgehäuses um die Achse A-A (A der Fig. 2) begrenzen und progressive Federungscharakteristik, z. B. mit progressiv ansteigender Härte, bzw. 'Dämpfung besitzen. An Stelle der Federn 38, 39 können z. B. auch Gummipuffer o. dgl. vorgesehen sein.The embodiment according to FIG. 5 differs from the one previously described essentially in that the axle housing is additionally supported by means of an upwardly directed arm 37, i.e. at the greatest possible distance from the axis of oscillation A in the direction of rotation about this against buffer springs 38, 39, which in turn z. B. against the cross member 2o of the frame. You can at the same time limit the oscillation of the axle housing about the axis AA (A of Fig. 2) and progressive suspension characteristics, z. B. with progressively increasing hardness, or 'have damping. Instead of the springs 38, 39 z. B. rubber buffers o. The like. Be provided.
Ferner erfolgt die vordere Aufhängung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 in Gummipuffern 22 (in der Zeichnung nur schematisch angedeutet) zwischen einem Querglied 24 des Achsgetriebegehäuses und einem Querträger 27' des Rahmens.Furthermore, the front suspension takes place in the embodiment 5 in rubber buffers 22 (only indicated schematically in the drawing) between a cross member 24 of the transaxle housing and a cross member 27 'of the frame.
Die Abfederung der Räder kann statt durch Schraubenfedern auch durch Drehstäbe oder durch andere Federn erfolgen, welche zweckmäßig mit geringer Reibung arbeiten. Die Erfindung ist ferner auch für Vorderachsen, bei denen die Räder z. B. durch zwei übereinander angeordnete Lenkerglieder geführt werden, anwendbar. Die elastische Aufhängung kann ferner auch oberhalb der Kraftrichtung Q; erfolgen.The suspension of the wheels can also be done by instead of coil springs Torsion bars or other springs are made, which expediently with low friction work. The invention is also applicable to front axles in which the wheels z. B. be guided by two superposed link links, applicable. The elastic suspension can also be above the direction of force Q; take place.
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