DE2745970A1

DE2745970A1 - Radaufhaengung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2745970A1
Application number: DE19772745970
Authority: DE
Inventors: John Phil Felburn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1977-10-10
Publication date: 1979-04-19
Also published as: US4061361A; AU2946877A; AU512102B2; NL7711024A; GB1582776A; BE859608A; FR2405829A1

Description

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John Phil Felburn, Arlington, Virginia, V₀ St₀ A, Radaufhängung für Fahrzeuge

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Fahrzeug·

Bei Tandemachsenaufhängungen verlaufen zwei beabstandete Badachsen quer über das FahrseugchaasiSo Jede Achse trägt zwei Räder und jedes Rad liegt auf der Außenseite eines von zwei C-Profilträgern, die längs des Fahrzeugs verlaufen und mit Querverstrebungen den Hauptchassisrahmen des Fahrzeugs bilden·

Die vorliegende Erfindung schafft eine Aufhängung für ein Fahrzeug mit einem Rahmen mit einem Schwingbalken, der zwischen seinen Enden schwenkbar so am Rahmen gelagert ist, daß er allgemein in Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft, und an einem seiner Enden eine quer zum Schwingbalken verlau ende Achse trägt, die ein erstes, auf der Fahrbahn aufliegendes Rad trägt· Ein Tragarm ist relativ zum Schwingbalken schwenkbar angeordnet, der eine

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zweite Achse trägt, die quer zum Schwingbalken verläuft und ein zweites, auf der Fahrbahn aufliegendes Rad trägt» Die Schwenklagerung sowohl des Schwingbalkens und des Tragarms befindet sich auf der gleichen Seite der zweiten Achse, während eine Federeinrichtung mit ihren entgegengesetzten Enden zwischen den Tragarm und den Schwingbalken eingeschaltet ist·

Vorzugsweise befindet sich auf jeder der gegenüberliegenden Fahrzeugseiten ein Paar Schwingbalken und schwenkbar gelagerter Tragarme, um die entgegengesetzten Enden der ersten und zweiten Achse zu tragen«. Die Schwingbalken können auf den gegenüberliegenden Vellenenden unabhängig schwenkbar gelagert oder mit der Welle verkeilt sein, so daß diese als Torsionsstab wirkt.

Die Erfindung soll nun anhand eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.

Figo 1 ist ein teilgesehnittener Seitenriß der Aufhängung, wobei die Ansicht allgemein der Linie 1-1 der Fig. 2 entspricht und die Reifen teilweise durchgezogen dargestellt sind;

Figo 2 ist ein Schnitt auf der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Schnitt auf der Linie 3-3 der Fig. 1, und

Fig. 4 und 5 entsprechend der Fig. 1 und zeigen verkleinert unterschiedliche Anordnungen der Luftsäcke;

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Pig. 6 und 7 entsprechen der Pig· 1 und »eigen verkleinert die

Aufhängung im Antriebszug eines LEW oder einer Zugmaschine, wobei die Pig. 6 das Differentialgehäuse und die Antriebswelle in einer Anordnung zum Antrieb der vorderen und Ziehen der hinteren Achse, die Figo 7 das Differentialgehäuse und die Antriebswelle zum Antrieb der hinteren Achse und Schieben der Vorderachse zeigen;

Pig· 8 und 9 sind der Pig«, 1 ähnliche Ansichten und zeigen verkleinert die Tragarme und verschiedenen Schwenklagen bezüglich des Schwingbalkens;

Figo 10 ist ein der Figo 2 ähnlicher Schnitt, zeigt aber beide

Rahmenträger und eine Volle, die mit beiden Schwingbalken verkeilt ist und so als Torsionsstab wirkt;

Piο 11 ist der Figo 1 ähnlich, zeigt aber einen vor den Rädern angeordneten Luftsaok, so daß er diese nicht stört;

Fig. 12 ist eine Teildraufsioht der in Figo 11 gezeigten Konstruktion und zeigt den mit dieser erhaltenen Nutzen;

Der Rahmen eines LKW oder Anhängers weist gewöhnlich ein Paar kräftige O-VFräger 15, aus Metall auf (die Figo 1 zeigt nur einen, die Fig« 10 beide). Diese Träger verlaufen in Längsrichtung des Fahrzeugs und werden durch die üblichen (nicht gezeigten) Quer-

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träger in vorbestimmtem seitlichem Abstand gehalten. Diese Rahmenträger 15 sind einander - vergl. Pig« 10 - gewöhnlich so zugewandt, daß ihre flachen Stege auswärts weisen·

Ein Paar Schwingbalken 16, 16 sind schwenkbar an den Rahmenträgern gelagert; die Schwenklagerung kann auf unterschiedliche Weise vorgesehen werden. Um dem Fahrzeugrahmen zusätzliche Steife zu erteilen, liegt die Schwenkverbindung vorzugsweise in Form einer kräftigen Welle 17 vor, die quer zu den Rahmenträgern 15,

15 verläuft und deren entgegengesetzte Enden 18 über die nach außen weisenden flachen Stegflächen der Träger hinaus vorstehen.

Jeder Schwingbalken ist ein robustes langgestrecktes Element, der bspw. geschweißt, geschmiedet oder gegossen ist und die eine flache Innenfläche 19 aufweist, die gleitend verschiebbar an der angrenzenden flachen Fläche eines zugehörigen Rahmenträgers anliegt, der eine Abstützung und Führung bewirkt. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weist jeder Schwingbalken eine aufwärts vorstehende Nabe 20 auf, die fest auf dem angrenzenden Ende 18 der Querwelle 17 aufsitzt uns sich um diese drehen kann. Ein geeignetes Lager (nicht gezeigt) kann zwischen Welle und Nabe eingefügt werden. Jedes Ende der Querwelle 17 ist verjüngt und mit einem Gewinde versehen, auf das eine Beilegscheibe 21 und eine Mutter 22 aufgesetzt werden können. Sie Mutter hält über die Scheibe die flache Fläche 19 des Schwingbalkens gleitend verschiebbar auf der angremienden flachen Oberfläche des Rahmenträgers fest.

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In jeden Träger 15 sind Lager 23 eingeschweißt, die Drehlagerpunkte für die entgegengesetzten Ende der Querwelle 17 darstellen und in denen diese Querwelle frei drehen kann, so daß die Drehbewegungen der Schwingbalken die Querwelle 17 geringfügig in den Lagern 23 drehen und sich Druckstellen vermeiden lassen«» Es ist einzusehen, daß die Schwingbalken auf der Querwelle 17 unabhängig voneinander drehen können, Anstelle von quer zum Rahmen verlaufender Volle 17 kann jeder Schwingbalken auch auf einem Vellenstummel sitzen, der am jeweiligen Rahmenträger festgeschweißt ist und von diesem auswärts wie die Wellenenden 18 vorsteht und am äußersten Ende mit einem Gewinde und einer Mutter versehen ist, um den Schwingbalken in der Sollage zu halten. Außerdem kann, wie in Fig. 10 gezeigt, jeder Schwingbalken auf der Querwelle 17 bspw. mit einer Feder festgelegt sein, so daß die Welle als Torsionsstab arbeitet und eine begrenzte Relativbewegung der Schwingbalken zuläßt.

In den Fig. 1 und 3 weist jeder Schwingbalken Armteile 26, 27 auf gegenüberliegenden Seiten den Schwenklagers (Welle 17) auf. Eine Radachse 28 verläuft quer zu den und über die Armteile 26 der beiden Schwingbalken hinaus, auf deren gegenüberliegenden Enden jeweils die Räder 29 in handelsüblichen Lagern (nicht gezeigt) drehbar gelagert sind. Jedes Achsende kann auf dem Armteil 26 eines zugehörigen Sohwingbalkens mit der in Fig. 1 und gezeigten Konstruktion gelagert sein, die ein Paar gegenüberliegender flacher C-Träger 30, 31 aufweist. Der Träger 30 ist am jeweiligen Armteil 26 angeschweißt, während der Träger 31 am

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Träger 30 mit den Bolzen 32 angeschraubt ist, so daß eine Fassung für eine Gummibuchse 33 mit rechteckigen Querschnitt entsteht ο Sie Achse 20 ist normalerweise im Querschnitt kreisrunde Dort, wo sie durch die Gummibüchse verläuft, sind an die Achse jedoch Ansätze 34 angeschweißt, die ihr einen rechteckigen Querschnitt verleihen, der dicht in das rechteckige Loch in der Gummibüchse hineinpaßt. Die Bolzen 32 spannen die Büchse in der Sollage fest; jedoch erlaubt die Büchse eine begrenzte radiale Bewegung der Welle, um das Bremsmoment aufzunehmen, und auch eine begrenzte Flexibilität, damit die entgegengesetzten Enden der Achse sich leicht verschieben können, um sst_o eine geringe Achsneigung aufzunehmen»

Der andere Armteil 27 jedes Schwingbalkens ist so ausgestaltet, daß er mit einem Luft sack 35 und einem Tragarm 36 zusammenwirken kann, um eine Radachse 37 *u tragen. Der Luft sack kann herkömmlich aufgebaut sein, wie er derzeit in Radaufhängungen für Fahrzeuge eingesetzt wird. Vie in den Fig, 1 und 3 ersichtlich, verläuft die Achse 37 quer zu den beiden Tragarmen 36 und über diese hinaus und ist mit ihren entgegengesetzten Enden jeweils mit einem der Tragarme verbunden. Der Endteil der Achse ist an einem Sattel 40 festgesohweißt, der mit den U-Bolzen 41 und einem C-Frofil 42 auf dem zugehöhrigen Tragarm in seiner Einstellage gehalten wird,Bei dieser Konstruktion kann der Endteil der Achse eingestellt werden, so daß man die Achse mit der Längslinie des Fahrzemgs - bspw«, für eine einwandfreie Spurführung - ausrichten kann. Jeder Tragarm ist mit einem Ende bspw. bei 43 schwenkbar

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zwischen den beiden Schenkeln eines Winkels 44· festgelegt, der auf die auswärts weisende Fläche des jeweiligen Schwingbalkens 16 aufgeschweißt ist«.

In der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Aueführungsform können die Schwingbalken 16 um die Querwelle 17 unabhängig voneinander schwenken«» Die unabhängige Schwenkbewegung der Schwingbalken ist begrenzt durch die hintere Querachse 28 auf denjenigen Ausschlag, den die Gummilagerung dieser Achse erlaubt, und durch die vordere Querachse 37 auf den Ausschlag begrenzt, den die Biegung der U-Bolzenverbindungen erlaubt· Sie Konstruktion ist derart getroffen, daß, wenn ein Vorderreifen - bspw. 39 - auf einen Buckel in der Fahrbahnoberfläche auffährt, er aufwärts gedrückt wird und dadurch den Tragarm 36 aufwärts gegen den Luftsack 35 drückte Ist der Buckel nur flach, absorbiert der Luftsack den Stoß bereits; ist er jedoch hoch, überträgt der Luft sack 35 Kraft auf den Anteil 27 des Schwingballens, der aufwärts schwenkt und damit den Armteil 26 des Schwingbalkens abwärts dreht, so daß die Achse und die von ihr getragenen Räder sich abwärts bewegen,, Wenn andererseits die hinteren Räder 29 *uf einen Buckel in der Fahrbahn auffahren, schwenkt der Armteil 26 des Schwingbalken aufwärts und der Armteil 27 abwärts. Die anfängliche Wirkung in diesem Fall, ist, den Luftsack 35 zu komprimieren. Wenn der Bukkel jedoch sehr hoch ist, kann der Luftsack nicht den gesamten Stoß aufnehmen und drückt seinerseits das Vorderrad 39 hinab.

In der Fig. 1 ist die Abmessung A zwischen der Hittellinie des

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Luftsacks und der Achse der Achse 37 als im wesentlichen gleich der Abmessung B zwischen der Achse der Achse 37 und der Schwenkachse 43 des Tragarms 36 dargestellte Wenn die Achse 37 2700 kg (6000 IbSo) tragen soll, wird diese Last gleichmäßig auf den Luftsack 35 und das Schwenklager 43 aufgeteilt, so daß der Luftsack kleiner ausgeführt werden kann, was einen geringeren Abstand zwischen den Reifen und dem Hauptrahmen zuläßt, so daß dieser breiter sein kann» Es ist einzusehen, daß die Abmessungen A und B sich auf die Konstruktion des jeweiligen LKW bzw. der jeweiligen Zugmaschine einstellen lassen,. Wenn bspw«, die Abmessung A die Hälfte der Abmessung B beträgt und man eine Gesamtachslast Ton 2700 kg (6000 lbs·) annimmt, tragen der Luftsack

35 1800 kg (4000 lbs.) und das Schwenklager 43 900 kg (2000 lbs)

Weitere Möglichkeiten bei der Konstruktion der Radaufhängung ergeben sich durch Änderung der Anordnung des Luftsakcs 35 relativ zur Achse 37· Bspw_o zeigt die Figo 4 die Aufhängung im wesentlichen wie zuror aufgebaut. Der Luft sack 35 ist jedoch rertikal mit der Achse 37 ausgerichtet» Diese Anordnung har den Vorteil, daß der rordere Armteil 27 des Schwingbalkens 16 und der Tragarm

36 eine geringere Länge aufweisen können; die Konstruktion wird also insgesamt kompakter.

In diesem Fall muß aber der Luftsack die volle Achslast auf der Achse 37 übernehmen. Der Luft sack 35 kann auch zwischen der Achse 37 und dem Schwenklager 43 liegen, wie durchgezogen in Fig. 5 gezeigt· Falls erwünscht, kann man zwei Luft säcke verwen-

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den, wobei einer in Figo 5 durchgezogen und der andere strichpunktiert gezeigt istο In diesen Fall müssen der Tragarm 36 und der vordere Armteil 27 des Schwingbalken 16 langer sein, um den zweiten Luftsack aufzunehmen. Es ist einzusehen, daß, wenn zwei Luftsäcke verwendet werden, sie beide kleiner sein können als wenn nur ein Sack vorliegt, da sich die Gesamtlast der auf sie verteilt.

Die Figo 6 und 7 zeigen die verbesserte Radauflösung für Tandemachsen an LEV¹S oder Zugmaschinen. Die Figo 6 zeigt dabei eine Konstruktion, bei der die Vorderachse 50 die Antriebsachse und dem Differential 51 des Fahrzeugsantirebe - einschließlich der Antriebswelle 58, die nach vorn zum Getriebe (nicht gezeigt) führt - zugeordnet ist. Die hintere Achse 59 ist gleich der oben beschriebenen Achse 28 ausgeführt und die "gezogene" Achse, da sie von der Querwalle 58 des Schwingbalkens 59 gezogen wird. Um die Zuwtrkung der Räder auf der Triebachse 50 zu verbessern, kann man Mittel zwischen den hinteren Armteil 60 des Schwingbalkens und den LKW-Rahmen schalten, die eine Aufwärtsbewegung des Armteils 60, aber eine nur begrenzte Abwärtabewegung gestatten. Ein Beispiel einer solchen Einrichtung wäre eine Kette 61, deren Enden am Rahmen und am Teil 60 angeschlagen sind, wie es die Fig, 6 zeigt.

In der Fig. 7 ist die hintere Achse 65 die Treibachse und dam Differential 66 des Antriebezuge - einschließlich der Antriebswelle 67, die nach vorn zum Getriebe (nicht gezeigt) führt - zu-

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geordnete In dieser Aueführungsform liegt die vordere Achse in Form Ton zwei Stummeln 68 (nur einer in Fig. 7 gezeigt) vor, die jeweils in einer öffnung des zugehörigen Schwingbalkens sitzen und dort starr festgeschweißt sind. Jeder von ihnen unmittelbar eine Radanordnung«, Da die Achsstummel nicht über die Innenfläche des zugeordneten Schwingbalkens vorstehen, liegt genug Zwischenraum für die Antriebswelle 67 vor und kann ein flacher LKW-Rahmen verwendet werden«, In der Figo 7 wird die hintere Achse 65 von einem Tragarm 69 getragen, der am Schwingbalken 70 schwenkbar gelagert ist, während ein Luftsack 72 zwischen dem Tragarm 69 und dem hinteren Armteil 71 des Schwingbalkens sich befindete Der Aufbau der Figo 7 ist gegenüber dem der Fig. 6 bevorzugt, da dabei das Differential 66 am hinteren Ende der Aufhängung liegt, wo es zur Wartung und Reparaturen leicht zugänglich ist» Der Hinterachsantrieb der Fig· 7 ist ebenfalls bevorzugt, da er eine gute Zugwirkung auf die Fahrbahn ergibt, dies ,speziell auf Steigungen, wenn der Schwerpunkt der Last βoch hinten konzentriert.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Variationen der Schwenkverbindung zwischen dem Tragarm 36 un dem vorderen Armteil 27 des Schwingbalkens 16« In Fig. 8 ist jeder Tragarm um die Querwelle 17 schwenkbar gelagert, die auch den Drehpunkt für die Schwingbalken 16 darstellt. In der Fig. 9 ist jeder Tragarm 36 schwenkbar an einem Winkel 75 gelagert, der seinerseits auf einem Rahmenträger 1$ angeschweißt ist und von diesem abwärts vorsteht« In der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 werden die Tragarme ihrerseits von Rahmenelementen des Fahrzeugs getragen, nicht von den Schwing-

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In den Aueführungeformen der Fig· 11 und 12 sind die vorderen Teile 27 der Schwenkarme 16 und der Tragarme 16 verlängert, so daß der Luftsack 35 zwischen ihnen vor den Reifen liegt_o Der Abstand xwischem dem Luftsack und den Reifen ist hier also - im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen - kein Konstruktionsfaktor mehr, so daß die Rahmenträger seitlich weiter auseinander liegen können, um die Stabilität des LEW bzw· der Zugmaschine zu erhöhen· Der größere Abstand der Rahmenträger ist durch den durchgezogen gezeichneten Träger 15 im Vergleich zu dem strichpunktierten Träger 15«>1 erläuterte Der Luftsack 35 i*t in der Ausführungsform der Figo 11, 12 durchgezogen, bei 35*1 in Figo 12 in der vorherigen Lage strichpunktiert gezeigte

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-/ff-

L e e r s e i t e

Claims

adaufhängung für ein Fahrzeug mit einem Rahmen, gekennzeichnet durch einen zwischen seinen Enden schwenkbar am Rahmen gelagerten Schwingbalken (16), der allgemein in Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft, eine an einem Ende des Schwingbalkens gelagerte und quer zu diesem verlaufende Achse (28), die ein erstes auf der Fahrbahnoberfläche rollendes Rad (29) trägt, einen relativ zum Schwingbalken verschwenkbar gelaferten Tragarm (36) und eine vom Tragarm getragene zweite Achse (37), die quer zum Schwingbalken verläuft und ein zweites, auf der Fahrbahn rollendes Rad (39) trägt, wobei die Schwenklagerung des Schwingbalkens und des Tragarms jeweils auf der gleichen Seite der zweiten Achse liegen und eine Federeinrichtung mit ihren entgegengesetzten Enden zwischen den Tragarm und den Schwingbalken eingefügt ist.

2· Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklagerung des Tragarms und des Schwingbalkens jeweils zwischen der ersten und der zweiten Achse liegt·

3· Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Federeinrichtung um einen Luftsack handelt·

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M-. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm schwenkbar mit dem anderen Ende des Schwingbalkens verbunden ist·

5ο Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet« daß der Tragarm schwenkbar am Rahmen gelagert ist.

Aufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß der Rahmen und der Schwingbmlken einander zugewandte flache Seitenflächen aufweisen, wobei die Seitenfläche des Schwingbalkens gleitend auf der Seitenfläche des Rahmens anliegt und von dieser geführt wird.

8ο Aufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß auf jeder der gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs jeweils ein Paar Schwingbalken und schwenkbar gelagerter Tragarme vorliegt, um die entgegengesetzten Enden der ersten und der zweiten Achse aufzunehmen_o

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