DE2455823A1 - Leaf spring for twin rear axle - upper and lower springs clamped at centres for large suspension movements - Google Patents

Abstract

A twin axle suspension unit has the rigid axles (7, 8) supported at the ends of a lower leaf spring packet (9) on each side of the vehicle. The middle of the leaf spring is rigidly joined to the middle of an upper spring (10) whose ends are secured on the chassis. With the upper spring weaker than the lower, and limited in its displacement by a stop (11), and with one of the springs tensioned against the other, a steady suspension resistance is obtained over a wide range of loadings, with a soft ride ensured even with the vehicle empty. The springs can be set so that dynamic forces due to acceleration/braking are accommodated.

Description

Doppelachsaggregat für gleislose Fahrzeuge, insbesondere Nutzkraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Doppelachsaggregat für gleislose FahrzeuYe, insbesondere Nutzkraftfahrzeuge , bei dem den beiden Achsen je Fahrzeugseite ein Blattfedersystenl mit wenigstens einer wider ihre Enden gegen die Achsen abgestützten Blattfeder zugeordnet ist.Double axle unit for trackless vehicles, in particular commercial vehicles The invention relates to a double axle unit for trackless vehicles, in particular Commercial vehicles in which the two axles on each side of the vehicle have a leaf spring system associated with at least one leaf spring supported against its ends against the axes is.

Bei bekannten Doppelachsaggregaten dieser Art ist das im Bereich seiner Enden gegenüber den Achsen abgestützte Blattfederpaket in bezug auf eine Fahrzeugquerachse mit dem Rahmen schwenkbar verbeiden, so daß sich aufgrund der Waagebalkenfunktion des Blattfederpaketes im einblick auf die statischen Radlasten ein vollständiger Lastausgleich ergibt. Neben den statischenfRadlasten ergeben sich iwl Fahrbetrieb aufgrund der Antriebs- bzw. Bremskräfte aber auch dynamische Radbelastungen, die sich den aufgrund der Waagebalkenfunktion des Blattfederpaketes ausgeglichenen statischen Radbelastungen überlagern. Als Folge dieser dynamischen Belastungen, die, wie sich aus Vorhergehendem ergibt, ungleiche Radlasten zur Folge haben können, ergibt sich insbesondere bei Leerfahrt häufig ein unruhiges Fahrverhalten mit Tanzen wenigstens einer Achse des Doppelachsaggregates, was sowohl die Fahrsicherheit als auch den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen kann.In known double axle units of this type, this is in the area of his Ends relative to the axles supported leaf spring package with respect to a vehicle transverse axis with the frame pivotable, so that due to the balance beam function of the leaf spring package in view of the static wheel loads Load balancing results. In addition to the static wheel loads, there are essentially driving operations due to the driving or braking forces but also dynamic wheel loads that the static balance, which is balanced due to the balance beam function of the leaf spring assembly Superimpose wheel loads. As a result of these dynamic loads, which how results from the above, can result in unequal wheel loads, results especially when driving empty often a restless driving behavior with dancing at least one axle of the double axle unit, which is both safe and secure Can significantly affect driving comfort.

Durch die Erfindung sollen die durch Vortriebs- und BremskrXfte beginten dynawischen Radlastunterschiede verringert bzw. zumindest weitgehend aus.eglichen werden, um die vorgeschilderten Dachteile weitmöglichst zu vermeiden.The invention is intended to begin with propulsion and braking forces dynamic wheel load differences are reduced or at least largely compensated for in order to avoid the aforementioned roof parts as much as possible.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Doppelachsaggregat der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die untere, gegen die Achsen abgesttzte Blattfeder jeweils Rücken an Rücken mit einer oLerezl, iu Pereich ihrer Enden gegen den .Rahmen abgestützten Feder insb.According to the invention, this is the above in the case of a double axle unit mentioned type achieved in that the lower leaf spring supported against the axes each back to back with an oLerezl, in the area of their ends against the frame supported spring esp.

verbunden ist and daß dien dem einer gleichen Achslastverteilung entsprechenden L.ingsbereich vorgesehene Verbidung zwischen den Federn in bezug auf eine Fahrzeugquerachse drehsteif ausgebildet wird. Diese Gestaltung hat zu Folge daß bei zumindest im wesentlichen unbehindertem statischen Radlastausgleich Liber die obere zu Feder / den durch die unausgeglichenen dynamischen Radbelastungen in der Verbindung zur oberen Feder entstehenden Momenten (>.egenmoete aufgebaut werden, die zumindest teilweise einen Ausgleich auch der dynamischen Radbelastungen bewirken. Die drehsteife Verbindung zwischen den Federn, von denen zumindest die untere bevorzugt als Blattfederpaket ausgebildet ist, wird zweckmäßigerweise durch Verspannung der Federn gegeneinander erreicht. Im Rahmen der Erfindung kann der Gesamtfederweg des jeweiligen Blattfedersystemes durch einen Anschlag begrenzt sein. Eine derartige Ausgestaltung erweist sich dann als notwendig, wenn die jeweils obere Feder weicher als die untere Feder ausgebildet wird, so beispielsweise, um den Fahrkomfort für die Leerfahrt zu erhöhen. Zudem kann dem Anschlag eine Zusatzfeder vorgeschaltet werden, die gegebenenfalls auch Dämpfungsfunktion übernimmt.is connected and that the corresponding to the same axle load distribution L.ingsbereich provided connection between the springs with respect to a vehicle transverse axis is designed to be torsionally rigid. This design has the consequence that at least substantially unimpeded static wheel load balancing over the upper to spring / the through the unbalanced dynamic wheel loads in the connection to the upper spring Moments (> .egenmoete are built up that at least partially compensate also effect the dynamic wheel loads. The torsionally rigid connection between the springs, of which at least the lower one is preferably designed as a leaf spring package is expediently achieved by bracing the springs against each other. In the context of the invention, the total spring travel of the respective leaf spring system be limited by a stop. Such a configuration then turns out to be than necessary if the respective upper spring is designed to be softer than the lower spring is, for example, to increase the driving comfort for the empty trip. In addition an additional spring can be connected upstream of the stop, which if necessary Takes over damping function.

Um eine möglichst gute Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse zu ermöglichen, so beispielsweise bei Antrieb nur einer Achse des Doppelachsaggregates, kann die obere Feder in bezug auf eine in die Verbindung mit der unteren Feder gelegte Faiwzeugquer ebene unsymmetrisch ausgebildet sein, so daß im Ilegelfall gegebenen, auszugleichenden dynatniscben Radbelastungen besser begegnet werden kann Zu dem gleichen Zweck ist es im Rallmell der Erfindung auch möglich, die Äste der oberen Feder ungleich llart auszulegen oder die obere Feder so gegenüber der unteren zu verspannen, daß sich für die Äste der oberen Feder ullterschiedliche Delastungen ergeben. Uber den Rahmen des Ausgleiches hinaus lassen sich auf diesem Wege nucll Verhâltnisse erzielen, bei denen unter weitgellender Entlastung der Vor- oder Nachlaufachse die Triebachse des Doppelachsaggregates bei Leerfahrt verstarkt belastet wird, um eine ausreichende Kraftübertragung zu ermöglichen.In order to adapt as well as possible to the respective circumstances enable, for example, when only one axle of the tandem axle assembly is driven, can the upper spring with respect to one placed in connection with the lower spring Faiwzeugquer plane be asymmetrical, so that given in the ilegel case, dynamic wheel loads to be compensated can be better met same purpose it is also possible in the Rallmell of the invention, the branches of the upper Feather is differently designed or the upper spring as compared to the lower one brace that there are different loads for the branches of the upper spring result. In this way, beyond the scope of the compensation, nucll Achieve conditions in which the load on the leading or trailing axle is largely relieved the drive axle of the bogie is heavily loaded when driving empty to enable sufficient power transmission.

In Verbindung mit einem vorgescliilderten Fcdersystem für ein Doppelachsaggregat erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Federn ausschließlich Tragfunktion haben, wenn nlso die Achsen zwangsgeführt sind, um Beeinflussungen der Federfunktion durch zusätzliche Führungsfunktionen der Federn begegnen zu können. Insbesondere erweist sich dies im hinblick auf Hochleistungsfabrzeuge als zv-eckmäßig. Für als Starrachsen ausgebildete Achsen ist dabei eine Führung der Achsen ausschließlich über Führungslenker vorteilhaft.In connection with a pre-arranged suspension system for a double axle unit it proves to be useful if the springs only have a load-bearing function, if nlso the axes are forcibly guided in order to influence the spring function to be able to counter additional management functions of the springs. In particular it proves this turns out to be zv-angular with regard to high-performance vehicles. For as rigid axles trained axles is a guidance of the axles exclusively via guide links advantageous.

Weiter kann im Rahmen der Erfindung das Federsystem im Verspannungsbereich der Federn über ein Hubelement, insbesondere ein IIubfederelement wie eine Luftfeder zusätzlich abgestützt sein, in das gegebenenfalls der Anschlag integriert sein kann. Das Hubelement kann der Niveauregelung dienen.Furthermore, within the scope of the invention, the spring system can be used in the tension area of the springs via a lifting element, in particular a sub-spring element such as an air spring be additionally supported, in which the stop can optionally be integrated. The lifting element can be used for level control.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spieles naher erläutert, und es zeigen: Fig. 1 In schematischer Darstellung ein am Rahmen eines Nutzfahrzeuges angebrachtes Doppelachsaggregat mit symmetrischer Federausbildung, und zwar in Seitenansicht, sowie Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 1.The invention is game in the following using a Ausführungsbei explained in more detail, and they show: Fig. 1 In a schematic representation of an on the frame a double axle assembly with symmetrical spring design attached to a commercial vehicle, namely in side view, and FIG. 2 is a plan view of the representation according to Fig. 1.

Inden Figuren ist mit 1 ein Nutzfahrzeug, so insbesondere ein Lastkraftwagen bezeichnet, von dem nur der Ausschnitt um das hintere Doppelachsaggregat dargestellt ist, über das in hier nicht dargestellter Weise bevorzugt der Antrieb erfolgt und in dessen Bereich des Rahmen des Fahrzeuges zwei Rahmenlängsträger 2, 3 aufweist.In the figures, 1 is a utility vehicle, in particular a truck referred to, of which only the section around the rear tandem axle assembly is shown is, via which the drive preferably takes place in a manner not shown here and has two frame side members 2, 3 in the area of the frame of the vehicle.

Das insgesamt mit 4 bezeichnete Doppelachsaggregat umfaßt zwei in Abstand hintereinander liegende und über gemeinsame, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Blattfedersysteme 5, 6 abgestützte Starrachsen 7, 8. Die Blattfedersysteme 5, 6 liegen parallel zu den Rahmenlängsträgern 2, 3 und umfassen im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei durch Blattfederpakete 9, 10 gebildete Federn, die im Ausführungsbeispiel entsprechend einer angenommenen statisch gleichen Radlastverteilung symmetrisch-gestaltet und in der Längsmittelebene zwischen den Starrachsen 7, 8 in bezug auf eine horizontale Fahrzeugquerachse, drehfest verbunden sind. Die drehfeste Verbindung wird durch die Verspannung der Federpakete 9, 10, oberhalb derer im Bereich der Verbindung der Federn ein Anschlag 11 vorgesehen ist, über Spannbügel 12 erreicht. Zwischen dem Anschlag 11 und den Federpaketen 9, 10 ist oberhalb des oberen Federpaketes 10 ein elastischer Puffer 13 angeordnet, der mit dem oberen Federpaket 10- verbunden ist. Anstelle des Puffers 13 kann auch eine Zusatzfeder, z. B. in Form einer Gummihohlfeder oder dgl. vorgesehen sein.The total of 4 designated Doppelachsaggregat comprises two in Distance lying one behind the other and over common, running in the longitudinal direction of the vehicle Leaf spring systems 5, 6 supported rigid axles 7, 8. The leaf spring systems 5, 6 lie parallel to the frame side members 2, 3 and include in the illustrated embodiment two springs formed by leaf spring assemblies 9, 10, which in the exemplary embodiment symmetrically designed according to an assumed statically equal wheel load distribution and in the longitudinal center plane between the rigid axles 7, 8 with respect to a horizontal one Vehicle transverse axis, are rotatably connected. The non-rotatable connection is through the tensioning of the spring assemblies 9, 10, above which in the area of the connection a stop 11 is provided for the springs, reached via a clamp 12. Between the stop 11 and the spring assemblies 9, 10 is above the upper spring assembly 10 an elastic buffer 13 is arranged, which is connected to the upper spring assembly 10- is. Instead of the buffer 13, an additional spring, for. B. in the form of a rubber hollow spring Or the like. Be provided.

Die Blattfederpakete 9, 10 sinv derart angeordnet, daß sie im Bereich der Verspannung Rücken an Rücken liegen, wobei das untere Blattfederpaket 9 mit seinen freien Federenden auf den Körpern der Starrachsen 7, 8 aufliegt, während das obere Blattfederpaket 10 im Bereich seiner freien Enden über entsprechende Konsolen 14 am jeweils entsprechenden Rahmenlängsträger 2 bzw. 3 abgestützt ist.The leaf spring assemblies 9, 10 are arranged so that they are in the area the tension lie back to back, the lower leaf spring package 9 with its free spring ends on the bodies of the rigid axles 7, 8 rests while the upper leaf spring package 10 in the area of its free ends via corresponding brackets 14 is supported on the respective corresponding frame side member 2 or 3.

Die Blattfedersysteme 5, 6 übernehmen bei der dargestellten, erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform eines Doppelachsaggregates lediglich Federungseigenschaften, und die Führung der Starrachsen 7, 8 erfolgt über Lenker, wobei für beide Achsen 7, 8 im dargestellten AusfQhrungsbeispiel je ein oberer Dreieckslenker 15 vorgesehen ist, der jeweils lcngsntittig mit dem Starrachskörper gekuppelt ist und der im Bereich seiner freien Enden an den jeweiligen Rahmenlängsträger angeschlossen ist. In der gezeigten Ausführungsfort sind die Dreieckslenker 15 ebenso wie die als untere Führungslenker 16 vorgesehenen L>ngslenker symmetrisch angeordnet, es erstrecken sich also die Dreieckslenker 15 und die Langslenker 16 jeweils gegeneinander, wobei die L§ngslenker jeweils im wesentlichen unterhalb des zugehörigen Rahmenlä.ngsträgers 2, 3 liegen, mit dem sie über eine entsprechende Konsole 17 verbunden sind.The leaf spring systems 5, 6 take over in the illustrated, inventive Design of a double axle unit only suspension properties, and the rigid axles 7, 8 are guided by means of links, for both axles 7, 8 in the illustrated Exemplary embodiment, one upper wishbone each 15 is provided, which is coupled in each case longitudinally to the rigid axle body and which is connected to the respective frame side member in the area of its free ends is. In the embodiment shown, the wishbones 15 are just like the The longitudinal links provided as the lower guide link 16 are arranged symmetrically, so the wishbones 15 and the longitudinal links 16 each extend against one another, wherein the longitudinal links are each essentially below the associated frame longitudinal beam 2, 3, with which they are connected via a corresponding bracket 17.

Aufgrund der verwendeten AchsfAhrungen, für die selbstverständlich auch andere Führungslenkeranordnungen vorgesehen sein können, halten die Blattfedersysteme 5, 6 lediglich Tragfunktionen, wobei sich diese Tragfunktionen bei der erfindunsgemäßen Ausgestaltungsform aber sowohl auf statische als auch dynamische KrMfte beziehen.Because of the axle guides used, for which a matter of course other control arm arrangements can also be provided to hold the leaf spring systems 5, 6 only supporting functions, these supporting functions in the case of the according to the invention However, the design relates to both static and dynamic forces.

Abgesehen davon, daß die oberen Federn 10, die als Einzelfedern oder BlattfederpaXeteausgebildet sein können, wegen ihrer im Ausführungsbeispiel gegenüber den unteren Federn 9 schwAcheren Ausbildung im wesentlichen nur bei Leerfahrt wirksam sind und dadurch in erwünschter Weise für die Leerfahrt eine leicht ansprechende Federung erbringen, kommt den oberen Federn unabhAngig vom statischen Belastungszustand die Funktion zu, dynamische Radlastunterschiede .weitmöglichst auszugleichen, und zwar. dadurch, daß zu den durch diew dynamischen Radlastunterschiede bedingten Momenten, welche aufgrund der Verspannung der Federn auf die obere Feder wirksam werden, über die obere Feder entsprechende Gegenmomente aufgebaut werden. Ls lassen sich so beim erfindungsgemäßen Doppelachsaggregat die dynamischen Radlastunterschiede zumindest weitgehend abgleichen, so daß eine für Fahrsicherheit und Fahrkomfort gleichmäßige Radlastverteilung tatsächlich erreicht wird.Apart from the fact that the upper springs 10, as single springs or Leaf spring packages can be formed because of their opposite in the exemplary embodiment the lower springs 9 weaker training essentially only effective when driving empty are and therefore a slightly appealing one in the desired manner for the empty journey Provide suspension, the upper springs come regardless of the static load condition the function to compensate dynamic wheel load differences as much as possible, and though. in that to the moments caused by the dynamic wheel load differences, which are effective due to the tension of the springs on the upper spring the upper spring corresponding counter-torques are built up. Ls can be so with Double axle assembly according to the invention, the dynamic wheel load differences at least largely match so that one for driving safety and comfort even wheel load distribution is actually achieved.

Im Hinblick auf auslegungsbedingte statische Radlastunterschiede ist selbstverständlich auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein unsymmetrischer Achsaufbau möglich. Weiter kann auch abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel die obere Feder, die als Einzelfeder oder Blattfederpaket ausgebildet sein kann, in bezug auf ihre Tragfähigkeit unsymmetrisch gestaltet sein, um z. B. beim Antrieb nur einer Achse im Normalbetrieb ständig gegebenen dynamischen Radlastunterschieden in entsprechender Weise entgegenwirken zu können. Dies kann durch unterschiedliche Längen der Federarme oder auch durch unterschiedlich harte Ausbildung der Federarme erreicht werden, wobei zu bemerken list, daß grundsätzlich abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel die Länge der oberen Feder von jener der unteren Feder abweichen kann.With regard to design-related static wheel load differences, naturally also an asymmetrical one within the scope of the present invention Axis structure possible. Furthermore, it can also deviate from the illustrated embodiment the upper spring, which can be designed as a single spring or a leaf spring package, be designed asymmetrically in terms of their load capacity in order to z. B. the drive only one axle in normal operation constantly given dynamic wheel load differences to be able to counteract this in a corresponding manner. This can be due to different Lengths of the spring arms or also through different hardness training of the spring arms can be achieved, whereby it should be noted that fundamentally different from the one shown Embodiment the length of the upper spring differ from that of the lower spring can.

Den Achsen 7, 8 des dargestellten Doppelachsaggregates 4 sind in üblicher Weise Stoßdämpfer 18 sowie Stabilisatoren 19 zugeordnet.The axles 7, 8 of the double axle assembly 4 shown are in the usual way Way shock absorbers 18 and stabilizers 19 are assigned.

Claims (8)

AnsprücheExpectations 1. Doppelachsaggregat für gleislose Fahrzeuge, insbesondcre lAutzkraftfahrzeuge, bei dem den beiden Achsen je Fahrzeugseite ein Blattfedersystem mit wenigstens einer über ihre Enden gegen die Achsen abgestützten Blattfeder zugeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die untere1 gegen die Achsen abgestützte Blattfeder (9) jeweils Rücken an Rücken mit einer oberen, im Bereich ihrer Enden gegen den Rahmen (Rahmenlängsträger 2, 3) abgestützten Feder (10) verbunden ist und daß die insb, in dem einer gleichen Achslastverteilung entsprechenden Längsbereich vorgesehene Verbindung zwischen den Federn in bezug auf eine Fahrzeugquerachse drehsteif ausgebildet ist.1. Double axle unit for trackless vehicles, especially commercial vehicles, in which the two axles on each side of the vehicle have a leaf spring system with at least one is assigned to their ends supported against the axes leaf spring, d a d u It is noted that the lower 1 was supported against the axles Leaf spring (9) each back to back with an upper one in the region of their ends against the frame (frame side members 2, 3) supported spring (10) is connected and that in particular the longitudinal area corresponding to the same axle load distribution provided connection between the springs with respect to a vehicle transverse axis torsionally rigid is trained. 2. Doppelachsaggregat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Federn (9, 10) gegeneinander verspannt sind.2. Double axle assembly according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the springs (9, 10) are braced against one another. 3. Doppelachsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Federweg durch einen Anschlag (11) begrenzt ist.3. Double axle assembly according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k It is noted that the spring travel is limited by a stop (11). 4. Doppelachsaggregat nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß dem Anschlag eine Zusatzfeder vorgeschaltet ist.4. Double axle assembly according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that an additional spring is connected upstream of the stop. 5. Doppelachsaggregat nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die obere Feder (10) weicher als die untere Feder (9) ausgebildet ist.5. Double axle assembly according to claim 3 or 4, d a d u r c h g e k Note that the upper spring (10) is softer than the lower spring (9) is trained. 6. Doppelachsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die obere Feder in bezug auf eine in die Verbindung mit der unteren-Feder gelegte Fahrzeugquerebene unsynunetrisch ausgebildet ist.6. Double axle assembly according to one of the preceding claims, d a it is indicated that the upper spring is related to an in the connection with the lower spring placed vehicle transverse plane is unsynunetrically formed is. 7. Doppelachsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h ' g e k e n n z e i c h n e t , daß die Federn (9, 10) ausschließlich Kraftfunktion haben.7. Double axle assembly according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the springs (9, 10) exclusively Have force function. 8. Doppelachsaggregat nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die als Starrachsen (7, 8) ausgebildeten Achsen ausschließlich über Führungslenker (15, 16) geführt sind.8. Double axle assembly according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the axles designed as rigid axles (7, 8) are exclusively are guided via guide links (15, 16). LeerseiteBlank page