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Abfederung für Doppelachsen von Kraftfahrzeugen Es ist bekannt, die
Räder von Fahrzeugen über Achsen oder Hebel mit dem Fahrgestell durch Blattfedern,
Schraubenfedern oder auch Drehstabfedern elastisch zu verbinden, wobei die Federn
zugleich die Verbindung und Befestigung bilden. Es ergeben sich hierbei jedoch,
insbesondere bei Fahrzeugen für große Lasten, vor allem Lastkraftwagen, zur Bewältigung
der auftretenden Beanspruchungen große bauliche Abmessungen und erhebliches Gewicht,
was sich sowohl hinsichtlich des Aufbaues vom ganzen Fahrzeug wie auch der Nutzlast
der Fahreigenschaften u. a. nachteilig auswirkt. Auch wirken diese Federungsorgane
hinsichtlich des Ausgleichs der von der .Fahrbahn herrührenden Stöße und Schwingungen
nur unzureichend, wobei auch noch die großen schwingenden Massen ungünstig in Erscheinung
treten.
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Um eine Verbesserung zu erzielen, hat man bereits Fahrzeugachsen,
insbesondere bei Kraftfahrzeugen, an Schwinghebeln aufgehängt, die ihrerseits federnd
mit dem Fahrgestell verbunden sind. Diese Aufhängungsart ergibt zwar für die Räder
des Fahrzeugs die Möglichkeit einer freien Ausweich- und Schwingbewegung entsprechend
den Unebenheiten der Fahrbahn, jedoch ist auch hierbei nur ein unzureichender Ausgleich
der Schwingungserscheinungen am Fahrzeug möglich.
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Um benachbart liegende Achsen gemeinsam mit dem Fahrgestell zu verbinden
und die gegenseitigen Bewegungen auszugleichen, hat man auch bereits solche Achsen
an gelenkig schwenkbaren Hebeln am Fahrgestell so aufgehängt, daß entweder mechanisch
oder auch über hydraulische Zwischenglieder ein Schwingungsausgleich in gewissem
Maße möglich war. Auch bei diesen Ausführungsarten waren jedoch die erzielten Ergebnisse
unbefriedigend, da hierbei am Fahrgestell noch in erheblichem Maße Bewegungs-und
Schwingungserscheinungen auftreten.
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Es ist weiter bekannt, bei Abfederungen an Kraftfahrzeugen jede Achse
am Ende eines um einen gemeinsamen Drehpunkt schwenkbaren Hebelarms anzuordnen,
wobei am äußeren Ende dieses Schwingarms Federn angeordnet sind, die sich auf einen
weiteren um einen anderen Drehpunkt schwenkbaren gleicharmigen Doppelhebel abstützen.
Die beiden Drehpunkte sitzen an einem gemeinsamen Verbindungsteil, welches mit einer
am Fahrgestell abgestützten weiteren Feder fest verbunden ist. Durch die Anordnung
der Federabstützung an den Hebelenden und eines weiteren Doppelhebels entstehen
große Hebelarme und daher auch Drehmomente, welche hohe Beanspruchungen und raschen
Verschleiß bewirken. Außerdem ergibt sich durch die Verwendung verschiedener Stütz-
und Drehpunkte an den Hebelenden kein ausreichender Bewegungs- und Kräfteausgleich.
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Diese Ausführungsarten erfordern auch ausnahmslos einen verwickelten
Aufbau mit zahlreichen Hebeln und Gelenken sowie hohes Gewicht. Im Interesse der
Nutzlast und zur Herabsetzung der Herstellungskosten muß jedoch angestrebt werden,
das Fahrzeugeigengewicht möglichst gering zu halten. Auch ist es. erforderlich,
besonders bei schweren Fahrzeugen, wie Lastkraftwagen u. dgl., die mit den Rädern
und Achsen schwingenden Teile auf ein möglichst geringes Maß herabzusetzen, um die
Eigenfrequenz zu erhöhen, da bei den bisherigen Ausführungen mit der üblichen Blattfederaufhängung
der Achsen die Stoßimpulse durch die Unebenheiten der Fahrbahn sich mit den verhältnismäßig
niedrigliegenden Eigenschwingungen des Systems überlagern, wodurch hohe Beanspruchungen
bei geringer Anpassungsfähigkeit an die Unebenheit der Fahrbahn auftreten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Abfederung für Doppelachsen von
Kraftfahrzeugen, bei welcher die einzelnen Radachsen an Längslenkern befestigt sind,
an welchen die Federabstützung angreift und die um eine gemeinsame, am Untergestell
des Fahrzeugs angeordnete Drehachse schwenkbar sind, und besteht darin, daß die
Längslenker durch mit je einer Federung versehene Hebel verbunden sind, die an ihren
unteren Enden in den die Radachsen tragenden Längslenkern schwenkbar mittels zwischen
den Radachsen und dem fest angeordneten Drehgelenk liegenden getrennten Gelenken
gelagert sind und deren obere Enden in einem einzigen gemeinsamen Drehgelenk endigen,
das mit dem festen Drehgelenk durch einen weiteren Hebel gelenkig verbunden ist.
Die
die Radachsen -tragenden Längslenker haben vorzugsweise U-Profil mit der Öffnung
nach oben und sind in an sich bekannter Weise mit den Achsen mittels nachgiebigen
Zwischenlagen aus Kunststoff, Gummi od. dgl. fest verbunden.
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Die in den Schwinghebeln in an sich bekannter Weise im- Innern von
zylindrischen Gehäusen liegenden Federaggregate bestehen vorzugsweise in an sich
bekannter Weise aus Tellerfedern, welche gegebenenfalls mit Dämpfungszwischenlagen
versehen sind.
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Das den Schwinghebeln gemeinsame Drehgelenk ist zweckmäßig oberhalb
des am Fahrgestell festen Drehgelenks der die Radachsen tragenden Längslenker angeordnet.
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Die die Radachsen tragenden Lenker sind zusätzlich mit seitlich abzweigenden
Verstrebungen versehen, die an einer mit dem festen Drehgelenk der Lenker verbundenen
Achse oder deren Stummel angelenkt sind.
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Die gesamte Aufhängungseinrichtung mit Längslenkern und festem Gelenk
ist auf einer Platte oder einem Bock angeordnet, welcher seinerseits am Fahrzeugrahmen
angebracht ist.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
und bedeutet Fig. 1 eine Seitenansicht der Aufhängung zweier benachbarter Achsen,
Fig. 2 die Ansicht der Einrichtung nach Fig. 1 von oben, Fig. 3 den Schnitt I-I
der Einrichtung nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.
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Die Radachsen 1 und 2 des Fahrzeugs sind unter Anordnung von elastischen
Zwischenlagen 3 und 4 aus Kunststoff, Gummi od. dgl. mit den Längslenkern 5 und
6 verschraubt, welche um ein gemeinsames, am Rahmen des Fahrgestells festes Drehgelenk
7 schwenkbar sind. Wie Fig. 3 zeigt, haben die Längslenker 5 und 6 U-förmigen Querschnitt
mit der Öffnung nach oben. Die Verbindung in dem gemeinsamen Drehgelenk 7 erfolgt,
wie Fig. 2 erkennen läßt, dadurch, daß der Längslenker 6 mit einem Fortsatz 8 unter
Zwischenlegung von Gleitscheiben 9 und 10 zwischen die Wangen des Längslenkers 5
so angreift, daß die beiden Hebelenden um die Achse 11 drehbar sind, welche entweder
auf jeder Seite für sich am Rahmen befestigt ist oder, wie Fig. 2 zeigt, auch als
durchgehende Achse gestaltet sein kann. Wie die Figuren zeigen, sind die Längslenker
5 und 6 etwa in der Mitte unter Anwendung von innen angesetzten Augen und daran
sitzenden Bolzen mit Gelenken 12 und 13 versehen, an welchen Hebel 14 und 15 angreifen,
deren Enden in einem gemeinsamen Drehgelenk 16 vereinigt sind. Dieses ist mit dem
festen Drehpunkt 7 durch einen weiteren Hebel 17 gelenkig verbunden. Die Hebel 14
und 15 sind mit je einem in einem zylindrischen Gehäuse liegenden Federaggregat
18 und 19; das in axialer Richtung auf Zug und Druck anspricht, versehen. Vorzugsweise
werden Federaggregate aus Tellerfedern an sich bekannter Art verwendet.
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Wie Fig: 2 zeigt, können an die Hebel 5 und 6 seitlich nach innen
gerichtete Streben 20 angeschlossen werden, die an der die beiderseitigen Gelenke
7 verbindenden Achse oder deren Stummel endigen.
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Die Figuren stellen die Lage der Hebel im statisch ausgeglichenen
Belastungszustand dar, d. h., die Spannung der Federaggregate 18 und 19 entspricht
unter waagerechter Lage der Lenker 5 und 6 der auf den Achsen ruhenden Belastung.
Bei geringerer Belastung würde das Gelenk 7 höher zu liegen kommen, während es bei
steigender Belastung eine tiefere Lage einnimmt, wobei in beiden Fällen die Lenker
5 und 6 einen Winkel bilden. Zweckmäßig werden in bekannten Weise die Federaggregate
18 und 19 so bemessen, daß sich bei ruhender Last eine waagerechte Lage der Lenker
5 und 6 ergibt.
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Bei dynamischer Belastungsänderung schwingen nun entsprechend den
bei Fahrt auf die Räder ausgeübten wechselnden Beanspruchungen durch die Unebenheiten
der Fahrbahn, die die Ursache dieser wechselnden dynamischen Belastung sind, die
Lenker 5 und 6 um den gemeinsamen, am Fahrgestell festen Drehpunkt 7 unter gleichzeitiger
Spannung und Entspannung der in den Hebeln 14 und 15 liegenden Federaggregate 18
und 19. Bei der Schwingbewegung der Lenker 5 und 6 samt den daran befestigten Achsen
und Rädern erfolgt zugleich auch ein Hin-und Herschwingen der Hebel 14 und 15 in
den Gelenken 12 und 13 sowie in dem gemeinsamen Gelenk 16. Da bei diesen schwingenden
Bewegungsvorgängen der senkrechte Abstand des Drehpunkts 7 von den Hebeln 14 und
15 geändert wird, ändert sich auch jeweils das auf die Hebel 14 und 15 wirkende
Drehmoment und damit die auf die Federaggregate 17
und 18 ausgeübten Kräfte.
Bei Verwendung von Schraubenfedern mit an sich gerader Kennlinie läßt sich bei dieser
Hebelanordnung also infolge der Kraftänderung eine kurvenförmige Federkennlinie
erzielen bzw. bei Verwendung von Federaggregaten mit bereits vorhandener kurvenförmiger
Kennlinie diese nach Bedarf in ihrem Verlauf beeinflussen. Es läßt sich also mit
der geschilderten Anordnung der dem jeweiligen Schwingungssystem, bestehend aus
Federung und der dem gesamten bewegten Gewicht entsprechenden Masse, zugehörige
günstigste Schwingungsverlauf, d. h. die besten Fähreigenschaften, auf einfache
Weise einstellen. Außerdem ergibt sich der Vorzug, daß die von der Fahrbahn fast
stets einseitig auf die Räder wirkenden Impulse bei der geschilderten gelenkigen
Hebelverbindung der Achsen gleichmäßig verteilt übertragen werden, so daß infolgedessen
nur geringe Belastungen auftreten. Wenn also beispielsweise bei Fahrt in Pfeilrichtung
21 von der Fahrbahn ein Stoß in Richtung 22 auf das vordere Rad der benachbarten
Achsen erfolgte schwingt der Lenker 5 samt Achse 1 und dem Rad unter Drehung um
das Gelenk 7 nach oben, wobei eine Kraftübertragung auf das Federaggregat 18 des
Hebels 14 und weiter unter Schwenkung des Gelenks 16 auf einem Kreisbogen um den
Drehpunkt? auf das Federaggregat 19 des Hebels 15 stattfindet, d. h., es erfolgt
eine Schwingung sämtlicher Hebel in ihren Gelenken, und die Impulskraft der einen
Achse wird durch die Hebel 14 und 15 dabei stets auch auf die andere Achse übertragen,
so daß beide Achsen dieselbe Belastung erhalten. An den Hebeln 14 und 15 lassen
sich in die Federaggregate 18 und 19 ohne Vergrößerung der Abmessungen auch Dämpfungsglieder
bekannten Art für die Eigenschwingung des Systems einbauen, so daß unter Umständen
auftretende störende Vibrationen hierdurch unterdrückt werden: Auch seitlich wirkende
Kräfte werden durch die nachgiebigen Zwischenlagen 3 und 4 der Achsbefestigung ausgenommen
und dabei gedämpft, so daß eine Übertragung auf die Hebel und das Fahrgestell vermieden
wird. Sicherheitshalber kann man jedoch; wie Fig.2 zeigt und wie schon erwähnt wurde;
noch Streben 20 zwischen den Lenkern 5 bzw. 6 und einer die beiderseitigen Gelenke
7 verbindenden Achse oder
auf jeder Seite vorgesehene Achsstummel
anordnen, um besonders kräftige seitliche Stöße aufzunehmen.
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Da bei drei- und mehrachsigen Fahrzeugen zwei oder mehr Achsen lenkbar
sein müssen, ergibt sich bei der vorbeschriebenen Ausführung als weiterer Vorzug
die ohne Änderung gegebene Einbaumöglichkeit von Achslenkeinrichtungen bekannter
Art, die ohne weiteres zusammen mit der geschilderten Aufhängeeinrichtung vereinigt
werden können.
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Bei der Verwendung an einem mit Pendelachsen ausgestatteten Fahrzeug
läßt sich die geschilderte Aufhängungsart besonders zweckmäßig zwischen den Doppel-
oder Vierfachstreifen anordnen.
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Die ganze Einrichtung samt Achsen und Rädern kann ohne weiteres an
einer im vorliegenden Beispiel dreieckig ausgebildeten Platte 23 oder einem Bock
befestigt werden, der seinerseits am Fahrzeugrahmen angebracht wird, so daß das
ganze Aggregat außerhalb des Fahrzeugs fertig montiert werden kann und nach Bedarf
angebaut wird.
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Die Einrichtung läßt sich nicht nur, wie im vorliegenden Beispiel
gezeigt, in Fahrzeuglängsrichtung anordnen, sondern kann ebenso sinngemäß auch quer
zur Fahrzeugachse gelegt werden.
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Es wird dabei stets der Vorzug erzielt, daß sich kleine Massen durch
Verwendung von Federn kleinen Gewichts und großer Kraft, z. B. Tellerfedern, ergeben,
andererseits erfolgt durch die neuartige Hebelanordnung der Angriff der Federelemente
an einem kleineren Hebelarm, so daß eine für den gesamten Schwingungsverlauf günstige
Erhöhung der Eigenfrequenz und kontinuierlicher Kraftverlauf erzielt wird.
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Die Anwendung kann nicht nur bei Straßenfahrzeugen, vor allem Kraftwagen,
erfolgen, sondern ist ebenso auch für Schienenfahrzeuge unter Erreichung derselben
Vorzüge durchführbar.