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Achsenfederung, insbesondere für Landfahrzeuge, vorzugsweise Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsenfederung, insbesondere für Landfahrzeuge,
vorzugsweise Kraftfahrzeuge.
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Es ist bei derartigen Fahrzeugen bekannt, Gummifederungen anzuwenden,
bei denen die Federelemente aus in Richtung ihrer Achse auf Druck beanspruchten
Gummihohlzylindern bestehen, die über Führungsscheiben auf einer Gleitstange geführt
sind. Die Gummihohlzylinder selbst berühren die Führungsstange nicht. Hierbei tritt
als Dämpfung lediglich die Eigendämpfung des Gummis auf. Die bei Federungen erwünschte
höhere Dämpfung läßt sich bei der bekannten Anordnung nur durch Anwendung von Gummisorten
besonders hoher Eigendämpfung, die jedoch geringe Lebensdauer haben und auch meist
höhere Härte aufweisen, und eine vergrößerte Rückfederungdämpfung nur durch Anwendung
besonderer Stoßdämpfer erzielen.
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Erfindungsgemäß wird in einfacherer Weise eine Federung mit hoher
Ansprechempfindlichkeit und trotzdem hoher Rückfederungsdämpfung auch ohne Anwendung
zusätzlicher Stoßdämpfer dadurch erzielt, daß sich die Fahzeugachse auf Gummipuffern
mit axialer Bohrung abstützt, die auf einer senkrecht bzw. annähernd senkrecht angeordneten
Stange unter Zwischenlage von die Querausdehnung der Gummipuffer begrenzenden Pfannen
aufgepaßt und aufgefädelt sind, wobei sich der der Karosserie zugekehrte Gummipuffer
gegen den Fahrzeugrahmen abstützt. Die Führungsstange, deren unteres Ende sich ebenfalls
auf der Fahrzeugachse abstützt, ist dabei am oberen Ende im Fahrzeugrahmen geführt.
Die Gummipuffer sind mit ihrem Innendurchmesser derart auf die Führungsstange aufgepaßt,
daß beim Zusammendrücken der Gummipuffer, herrührend von Fahrbahnstößen, bei dem
die Gummipuffer eine Vergrößerung des Außendurchmessers erfahren, der Innendurchmesser
jedoch praktisch unverändert bleibt, keine besonders hohe Reibung an der Führungsstange
auftritt. Beim Zurückfedern dagegen ziehen sich die Gummipuffer über ihrem gesamten
Querschnitt wieder zusammen. Dabei verengt sich gleichzeitig vorübergehend auch
ihr Innendurchmesser, und es tritt dabei eine erhöhte Reibung an den Führungsstangen
auf. Damit ergibt sich eine Wirkung wie bei einem idealen Stoßdämpfer, der nur bei
der Rückfederung die Bewegung abbremsen soll.
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Diese Wirkung ist besonders dann ausgeprägt, wenn die Gummipuffer
in ihrem Oberteil zylindrische und in ihrem Unterteil konische Form haben. Die Pfannen,
die die Querausdehnung der Gummipuffer begrenzen sollen, bewirken eine erhöhte Progressivität
der Federungskennlinie und verhindern eine Zerstörung der Gummipuffer, da an den
Enden der Gummipuffer und um einen wesentlichen Teil ihres Umfanges auch im zusammengedrückten
Zustand keine Zugspannungen an ihrer Oberfläche mehr auftreten können.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Fahrzeugachse mit dem
unteren Ende der Führungsstange derart gelenkig verbunden, daß die Achse außer der
abgefederten Bewegung in senkrechter Richtung eine federnde Pendelbewegung in einer
senkrecht zur Fahrtrichtung liegenden Ebene ausführen kann. Zur Führung der Fahrzeugachse
in vertikaler Richtung sind in an sich bekannter Weise Führungsrollen vorgesehen,
die jedoch Kugelform besitzen und in am Fahrgestellrahmen angebrachten Führungen
in Form von Rinnen oder in teilzylindrischer Form abrollen. Es ist zweckmäßig, den
Kugeln hierbei einen ziemlich großen Durchmesser zu geben, um die Beanspruchungen
der Führungsbahn gering zu halten. Bei Anwendung von kugelförmigen Führungsrollen
kann die Fahrzeugachse mit dem Führungselement, das beidseitig der Achse, in Fahrtrichtung
gesehen, zwei Führungsrollen aufweist, starr verbunden sein, wobei die Führungsstange
für die Gummipuffer gelenkig mit der Fahrzeugachse verbunden ist. Zwischen den Pfannen
für die Abstützung der Gummipuffer können ebenfalls ähnliche oder gleichartige Führungselemente
angeordnet sein, die ebenfalls in den am Fahrgestellrahmen angebrachten Führungen
abrollen. Hierdurch wird eine weitgehende Sicherheit gegen Ausknicken der übereinandergeschichteten
Gummipuffer geschaffen.
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Um den Ausschlag der Pendelbewegung der Fahrzeugachse in der Ebene
senkrecht zur Fahrtrichtung zu begrenzen, wird vorzugsweise unterhalb der
Achse
eine Traverse vorgesehen, welche zugleich die Führungen für die Führungsrollen miteinander
verbindet und absteift. Ein Verdrehen der Fahrzeugachse kann, ohne die Pendelbewegung
zu behindern, dadurch vermieden werden, daß an jedem Ende der Achse ein nach unten
ragender Zapfen befestigt ist, der in einem in der Traverse angebrachten, senkrecht
zur Fahrtrichtung verlaufenden Schlitz geführt ist.
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Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel und in weiteren Einzelheiten
in der Zeichnung erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, Fig. 2 einen senkrechten Mittelschnitt
von Fig. 1, Fig. 3 eine Einzelheit.
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Unterhalb des Längsträgers 1 des Fahrgestells, welcher mit Ausschnitten
2 versehen sein kann, ist je ein dreieckförmiges Tragstück 3 bzw. 4 vorgesehen,
welches rinnenförmige bzw. teilzylindrische Führungsbahnen 5 besitzt, in denen Kugeln
6 ihre Führung erhalten, welche an den freien Enden von Führungselementen 7 angeordnet
sind. Die Führungselemente sind Platten, welche in Augen 8 endigen, zwischen welchen
die Kugeln 6 drehbar gelagert werden können. Schraubenbolzen 9 dienen zur Lagerung.
Die Platten 7 haben in ihrer Mitte eine Ausnehmung und umfassen mit dieser Ausnehmung
eine Stange 10. Diese Stange ist mit einem Kugelkopf 11 versehen, der sich auf der
Achse 12 abstützt. Der Kugelkopf ist so breit, daß die auf der Stange geführten
Elemente davon gehalten werden, wenn die Federung montiert wird. Die Federung besteht
vorzugsweise aus Gummipuffern 13, 14, 15, welche in ihrem Oberteil vorzugsweise
zylindrisch gestaltet sind und in ihrem Unterteil sich konisch verjüngen und mit
einer Ausnehmung 16 versehen sind, mit welcher sie auf der Stange 10 geführt sind.
Jeder Gummipuffer ist von oben her durch eine zylindrische bzw. topfartige Pfanne
17 und von unten her durch eine entsprechend konische Pfanne 18 eingefaßt. Diese
Pfannen bilden in ihrem zylindrischen bzw. konischen Teil einen seitlichen Halt
für die Puffer 13, 14, 15 bei starker Belastung der Federung. Die Pfannen sind also
im entlasteten Zustand vorzugsweise nicht eng anliegend, sondern haben etwas Spiel
gegenüber der Außenfläche der Puffer und stehen von diesen auch in einem kleinen
Winkel geneigt halskrausenartig ab, so daß also der Puffer bei der Zusammendrückung
sowohl in die Tiefe als auch in die Breite eine gewisse Formänderung erleiden kann,
wobei die Formänderung nach der Breite durch die Pfannen begrenzt ist. Beim Fahren
durch Schlaglöcher od. dgl. oder bei Schwingungen des Fahrzeuges soll ein weiterer
Puffer 19 in entgegengesetzter Richtung wirken, und zwar ist dieser Puffer ebenfalls
von der Stange 10 durchsetzt und liegt im Ausführungsbeispiel innerhalb des Trägers
1. Auf der Achse 12 ist das unterste Führungselement bzw. die unterste Platte, welche
mit 20 bezeichnet ist, angeschweißt, welche bei 21 mit der untersten Pfanne des
Puffersystems 13, 14, 15 ebenfalls durch Schweißen verbunden ist. Somit sind Achse
und Federung miteinander fest verbunden. Der Kugelkopf 11 erlaubt aber Pendelbewegungen
der Achse bis zu einem Winkel a bzw. b gegenüber der Horizontalen, wobei die Pendelung
bzw. diese Winkel durch eine Traverse 22 festgelegt sind, die im Abstand unterhalb
der Achse 12 an den Dreiecken 3 bzw. 4 durch Schrauben 23 befestigt ist. Die Traverse
ist mit einem Flansch 24 versehen, welcher in eine schlitzartige Hülse 25 übergeht.
In diesen Schlitz ragt ein Bolzen 26, der bei 27 unterhalb der Achse angeschweißt
ist. Dieser Bolzen 26 trägt eine Hülse oder sonstiges Gleitelement 28, so daß in
dem Schlitz 25 rollende Reibung stattfindet. Die großen Rollen 6 sorgen dafür, daß
die Achse verkantungsfrei bei der Federung geführt ist. Die Achse kann aber quer
zur Federung pendeln (Winkel a + Winkel b), weil die Kugelform 6 der Rollen und
die zylindrische Führung 5 dies erlaubt. Bei der gewählten Größe kann jeder Puffer
um etwa 15 mm zusammengedrückt werden, so daß ein Federhub bei drei Puffern von
4,5 cm entsteht. Die Stange 10 wandert bei einer derartigen vollen Durchfederung
um den Betrag x nach oben. Das obere freie Ende der Stange 10 ist mit einem zurückgeschnittenen
Zapfen 29 versehen, welcher dann an der Innenseite des Flansches 30 des Trägers
1 zum Anschlag kommt. Wird also das Fahrzeug und damit auch die Federung überbelastet,
so legt sich der Zapfen 29 an den Flansch 30 an, und die Achse 12 wird direkt von
dem Längsträger 1 abgestützt.
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Der Abstand zwischen der Unterseite der Achse 12 und der Traverse
22 berücksichtigt die Größe des Hubes, welchen der Puffer 19 zu leisten imstande
ist. Also auch dieser Puffer, der vorzugsweise aus Gummi besteht, kann nicht überbeansprucht
werden, so daß die federnde Eigenschaft der Puffer 13, 14, 15 bzw. 19 ständig erhalten
bleibt.