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Dokumentenidentifikation DE4233106B4 09.09.2004
Titel Anordnung eines Blattfederstützlagers zwischen einer Radachse und einer Blattfeder in einer Radaufhängung für Fahrzeuge
Anmelder Scania CV AB, Södertälje, SE
Erfinder Taipale, Erkki, Tumba, SE
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Anmeldedatum 01.10.1992
DE-Aktenzeichen 4233106
Offenlegungstag 13.05.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.2004
IPC-Hauptklasse B60G 11/107
IPC-Nebenklasse B60G 11/10   B60G 5/053   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung eines Blattfederstützlagers zwischen einer Radachse und einer Blattfeder in einer Radaufhängung für Fahrzeuge entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Gattung (DE 36 34 426 C2, entspricht EP 0 263 388 A2) weist der Gummikörper eine untere und eine obere Montageplatte auf, die identisch geformt sind, mit je einem flanschartig vorstehenden ebenen Rand und einem von diesem umschlossenen kugelsegmentförmigen, von oben her betrachtet konvexen Bereich, an den der Gummikörper anvulkanisiert ist. Die untere Montageplatte ist mit Schrauben, die sich durch ihren ebenen flanschartigen Rand erstrecken, auf einem Federsattel einer Radachse befestigt, und in entsprechender Weise ist die obere Montageplatte mit Schrauben, die sich durch deren ebenen flanschartigen Rand und einen darauf liegenden Zwischenring erstrecken, an der untersten Blattfeder eines Blattfederpakets befestigt. In den Gummikörper sind in gleichmäßigen Abständen übereinander angeordnete Stabilisierungsbleche einvulkanisiert, die in gleicher Weise wie die zentralen Bereiche der Montageplatten kugelsegmentförmig gestaltet sind. Der Gummikörper einschließlich seiner beiden Montageplatten und Stabilisierungsbleche weist einen axial durchgehenden senkrechten Kanal auf, der ein Verbindungsorgan in Gestalt einer Gliederkette enthält. Dieses erstreckt sich zwischen zwei Endstücken, die von unten her an der unteren Montageplatte bzw. von oben her an der oberen Montageplatte anliegen. Über dieses Verbindungsorgan kann die Gummifeder vorgespannt werden. Der ebene Flansch der oberen Montageplatte bildet in Verbindung mit dem auf ihm liegenden Zwischenring eine ebene Auflagefläche für die unterste Blattfeder.

Es sind jedoch auch Radaufhängungen für Kraftfahrzeuge bekannt (GB 1 020 136 und GB 1 019 860), bei denen ein Blattfederstützlager eine konvex gewölbte Auflagefläche aufweist, an der sich die abgestützte Blattfeder bei Federungsbewegungen abwälzen kann. Das Blattfederstützlager besteht im wesentlichen aus Gusseisen und weist in seinem die konvex gewölbte Auflagefläche für die Blattfeder bildenden Bereich eine Beschichtung aus Polyurethan auf, die mit einem Gummilager der oben beschriebenen Art jedoch nicht vergleichbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass eine Beschädigung des Gummilagers durch Biegebelastungen und dadurch hervorgerufene Zugkräfte im Gummi bei Federungs- und Wankbewegungen des abgefederten Fahrzeugs auch dann nicht zu befürchten ist, wenn die Gummifeder eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe aufweist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei einer Anordnung gemäß der Erfindung wird die Gummifeder nur Druck- und Scherverformungen ausgesetzt, denen die Gummifeder wesentlich besser standhält als den bei vergleichbaren bekannten Anordnungen auftretenden Biegeverformungen. Beim Abwärtsfedern rollt die Blattfeder auf der konvex gekrümmten Auflagefläche der Gummifeder ab. Dies ergibt eine progressive Federwirkung dadurch, dass sich der Berührungspunkt zwischen Blattfeder und Auflagefläche mit zunehmendem Abwärtsfedern verlagert. Bei Wankbewegungen des Fahrzeugs wird die Gummifeder Druck- und Scherkräften ausgesetzt, die sich nicht lebensdauermindernd auswirken.

Da die Gummifeder keiner Biegeverformung ausgesetzt ist, kann sie zur Bewältigung der auftretenden Beanspruchungen so bemessen werden, dass ihre Höhe nur ungefähr die Hälfte der Bauhöhe bekannter gattungsgemäßer Anordnungen beträgt. Daraus ergibt sich, dass die gemäß der Erfindung angeordnete Gummifeder auch relativ niedrige Herstellungskosten bedingt.

Wenn das Verbindungsorgan über zumindest eine Zusatzfeder, zum Beispiel eine Schrauben-, Teller-, Blatt- oder Gummifeder, federnd eingespannt ist, lässt sich auch bei unbeladenem Fahrzeug eine angemessen große Kraft zwischen der Blattfeder und deren Auflagefläche erhalten, die ein Auf- und Abprallen der Blattfeder auf der Auflagefläche bei auf unebener Fahrbahn fahrendem Fahrzeug verhindert.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele mit weiteren Merkmalen der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 den hinteren Teil eines Lastkraftwagen-Fahrgestells in Seitenansicht,

2 eine erfindungsgemäße Anordnung in einem senkrechten Längsschnitt und

3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in einem der 2 entsprechenden Schnitt.

In 1 ist der hintere Teil des Fahrgestells 1 eines Lastkraftwagens dargestellt, der mit einer Radaufhängung 2 in Form einer Waagebalken-Doppelachse mit Vierradantrieb ausgerüstet ist. Das Fahrgestell 1 hat einen Rahmen 3 mit zwei Längsträgern 4, von denen die Abbildung nur einen zeigt. An jedem Längsträger 4 ist eine Tragachsenhalterung 5 mittels Schraubverbindungen 6 befestigt. An der Tragachsenhalterung 5 ist eine nicht dargestellte Achse rechtwinklig zum Längsträger 4 befestigt und ein Lagergehäuse 7 um diese Achse schwenkbar angeordnet. Das Lagergehäuse 7 hat eine Auflagefläche 8, auf der ein in Längsrichtung des Rahmens 3 angeordnetes Blattfederpaket mit übereinander liegenden Blattfedern 9 mittels Federbügeln 10 befestigt ist.

Die Enden 11 der untersten Blattfeder 9 liegen am oberen Teil je einer Gummifeder 20 an, die zur Aufnahme der zwischen den Blattfedern 9 und einer vorderen bzw. hinteren Radachse 14, 15 auftretenden Kräfte dient, wobei die Radachsen zum Antrieb des Fahrzeugs über je ein Paar Räder 16 quer zum Rahmen 3 angeordnet sind. Der untere Teil jeder Gummifeder 20 ist an einer starr mit der vorderen bzw. hinteren Radachse 14, 15 verbundenen Auflage 13 befestigt. Die Auflagen 13 sind nicht zwingend erforderlich; die Gummifeder 20 kann auch direkt an der jeweiligen Radachse 14 bzw 15 befestigt werden. Zur Übertragung von Reaktionskräften auf den Rahmen 3 ist jede der Radachsen 14, 15 außerdem über einen Lenker 17 mit der Tragachsenhalterung 5 verbunden.

In 2 ist eine der Gummifedern 20 vergrößert dargestellt; sie ist zwischen der Radachse 15 und dem zugehörigen Ende 11 der untersten Blattfeder 9 angeordnet. Die Gummifeder 20 ist an ihrem dieser Blattfeder 9 zugewandten Ende mit einem Sitz 21 und an seinem von den Blattfedern abgewandten Ende mit einer Endplatte 22 versehen. Der Sitz 21 hat eine konvex gekrümmte Auflagefläche 23 für die unterste Blattfeder 9. Die Endplatte 22 ist mit Schrauben 24 in einer im Verhältnis zur Radachse 15 unveränderlichen Stellung befestigt. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der Sitz 21 im Längsschnitt gesehen ein Tragflächenprofil, dessen spitzes Ende der Mitte des Blattfederpakets, und dessen stumpfes Ende dem Ende des Blattfederpakets zugewandt ist.

Die Gummifeder 20 ist mit einem durch Sitz 21 und Endplatte 22 verlaufenden Durchgangsloch 25 versehen, durch das ein Verbindungsorgan 26 geführt ist. Bei den abgebildeten Ausführungsformen ist dieses Verbindungsorgan 26 als Stahlseil ausgeführt, das ein erstes und ein zweites Ende 27 bzw. 28 aufweist. Das erste Ende 27 ist durch das Loch im Sitz 21 geführt und über ein erstes Halteorgan 29 mit den drei unteren Blattfedern 9 verbunden. Das zweite Ende 28 ist durch das Loch in der Endplatte 22 geführt und über ein zweites Halteorgan 30 mit dieser Endplatte und demzufolge auch mit der Radachse 15 verbunden.

Das als Verbindungsorgan 26 dienende Stahlseil ist federnd zwischen der Endplatte 22 und, bei der in 2 dargestellten Ausführungsform, einer Zusatzfeder 31 in Form eines Tellerfederpakets eingespannt. Die Endplatte 22 ist auf ihrer von der Gummifeder 20 abgewandten Seite mit einer Führung in Form einer ringförmigen Wulst 32 zur Fixierung der Zusatzfeder 31 in ihrer Einbaulage versehen.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform weist das als Verbindungsorgan 26 dienende Stahlseil an seinen Enden eine obere bzw. untere Endhülse 33, 34 auf. Die obere Endhülse 33 ist eingeschraubt in eine Buchse 35 mit einem sich kegelig verjüngenden Ende 36 und einem an der Unterseite der untersten Blattfeder 9 in einem Loch anliegenden Bund 37. Das sich kegelig verjüngende Ende 36 ragt soweit in das Loch 25 im oberen Sitz 21 der Gummifeder 20 hinein, dass es die Gummifeder 20 fixiert und gleichzeitig bei den Blattfedern 9 eine Biegebewegung im Verhältnis zur Gummifeder 20 gestattet. Das Loch 38' in der untersten Blattfeder hat einen kleinen Durchmesser, in den ein zylindrischer Teil der Buchse 35 mit hoher Passgenauigkeit eingeführt ist. Die entsprechenden Löcher 38'' in den beiden darüber liegenden Blattfedern 9 haben einen etwas größeren Durchmesser, sodass die unterste Blattfeder 9 einen ihr Loch 38'' umgebenden Anschlag 39 bildet. Die Buchse 35 ist mit einer weiteren Verjüngung versehen, durch die in Höhe des Anschlages 39 ein Absatz 40 gebildet ist. Auf dem oberen Ende der Buchse 35 ist eine Hülse 41 angeordnet, deren Unterkante am Anschlag 39 im Loch und am Absatz 40 auf der Buchse 35 anliegt, wobei diese Hülse mit einer in ein Innengewinde des oberen, zylindrischen Teils der Buchse eingeschraubten Sicherungsschraube 42 festgespannt ist.

Die untere Endhülse 34 ist ebenso wie die obere Endhülse 33 mit einem Außengewinde versehen und ist in eine Buchse 43 eingeführt. Diese hat ein Loch mit kleinerem Durchmesser zur Aufnahme der Endhülse 34 und ein Loch mit größerem Durchmesser zur Aufnahme einer auf diese Endhülse 34 aufgeschraubten Mutter 34. Die Buchse 43 hat einen Bund 45, der mit dem beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 als Zusatzfeder 31 vorgesehenen Tellerfederpaket in Eingriff steht. Durch Verdrehen der Buchse 43 mit der darin drehstarr angeordneten Mutter 44 auf der Endhülse 34 lassen sich die Zugspannung des als Verbindungsorgan 26 dienenden Stahlseils und somit auch der Auflagedruck der untersten Blattfeder 9 auf die Gummifeder 20 erhöhen bzw. vermindern.

Die gewählte Anordnung erfüllt zwei Funktionen gleichzeitig: Zum einen verhindert sie ein Abgleiten der untersten Blattfeder 9 – und somit des gesamten Blattfederpakets – von der Gummifeder 20, zum anderen erlaubt sie ein Andrücken der untersten Blattfeder 9 mit einstellbarer Kraft gegen die Gummifeder 20.

In 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, die sich von der in 2 dargestellten darin unterscheidet, dass die Endplatte 22 der Gummifeder 20 einen nach unten vorstehenden Kragen 46 aufweist, durch dessen Mittelloch 47 das Verbindungsorgan 26, auch hier ein Stahlseil, geführt, und um den eine Zuatzfeder 48 in Form einer Schraubenfeder angeordnet ist. Die Zusatzfeder 48 wirkt zwischen der Endplatte 22 und einem auf die mit Außengewinde versehene Endhülse 34 aufgeschraubten Federteller 49 mit einer Ringnut 50 zur Aufnahme der Endwicklung der Zusatzfeder 48 und mit äußeren Aussparungen 51 zur Anbringung eines Drehwerkzeugs.

Wenn das Fahrzeug fährt, wälzt sich die untere Blattfeder 9 bei jeder Stoßaufnahme auf der gewölbten Auflagefläche 23 des Federsitzes 21 ab, wodurch sich eine progressive Dämpfung ergibt. Gleit- oder Reibvorgänge können dabei weder an der untersten Blattfeder 9 noch am Federsitz 21 auftreten, da diese Blattfeder und der Federsitz durch das in das Loch 25 eingeführte, sich kegelig verjüngende Ende 36 der Buchse 35 zueinander fixiert sind. Die Gummifeder 20 nimmt Wankbewegungen dadurch auf, dass sie einer Scherverformung ausgesetzt wird, während sie Stöße durch Zusammendrücken absorbiert.

Die Gummifeder 20 kann auf herkömmliche Weise als Körper aus Gummi und einvulkanisierten Platten ausgeführt sein. Verglichen mit anderen bekannten Anordnungen mit Gummifeder erlaubt die erfindungsgemäße Ausführung eine Reduktion der Höhe der Gummifeder um mindestens etwa 50 %, was eine beachtliche Kosteneinsparung und auch eine Verminderung der Bauhöhe der gesamten Radabstützung gestattet.

Die federnde Befestigung des Verbindungsorgans 26 kann auch durch eine Gummifeder erzielt werden. Auch kann von einer federnden Befestigung abgesehen werden. In solchen Fällen ist das Anzugsdrehmoment der Einspannung des Verbindungsorgans 26 den zu erwartenden Beanspruchungen und Einsatzverhältnissen des Fahrzeugs besonders sorgfältig anzupassen.

Anstelle eines Stahlseils kann auch ein anderes gelenkiges oder biegsames Bauteil, wie zum Beispiel eine Kette, als Verbindungsorgan 26 zum Einsatz kommen.

In 1 ist zwar eine Radaufhängung in Form einer Waagebalken-Doppelachse mit Vierradantrieb dargestellt; die Erfindung kann aber auch bei anderen Konstruktionen mit einer über eine Blattfeder über eine Gummifeder abgefederten Radachse zum Einsatz kommen.


Anspruch[de]
  1. Anordnung eines Blattfederstützlagers zwischen einer Radachse (14, 15) und einer Blattfeder (9) in einer Radaufhängung für Fahrzeuge, mit

    – einer Gummifeder (20), die einen Sitz (21) für die Blattfeder (9) aufweist, und

    – einem mehrfach gelenkigen oder biegsamen Verbindungsorgan (26), das an einem ersten Ende (27) in Bezug zu dem Sitz (21) zentrisch angeordnet ist, sich durch die Gummifeder (20) hindurch erstreckt und es ermöglicht, diese vorzuspannen, um sie gegen Zugbeanspruchungen zu sichern,

    dadurch gekennzeichnet, daß

    – der Sitz (21) eine konvex gewölbte Auflagefläche (23) aufweist, auf der die Blattfeder (9) bei Belastungsänderungen abwälzbar ist, und

    – das Verbindungsorgan (26) im Bereich seines ersten Endes (27) an der Blattfeder (9) befestigt ist und deren Abgleiten von der gewölbten Auflagefläche (23) verhindert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (21) im Längsschnitt ein Tragflügelprofil aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stumpfe Ende des Tragflügelprofils dem benachbarten Ende (11) der Blattfeder (9), und das spitze Ende des Tragflügelprofils dem Mittelteil der Blattfeder (9) zugewandt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifeder (20) an ihrer von der Blattfeder (9) abgewandten Seite eine zum Befestigen an der zugehörigen. Radachse (14, 15) vorgesehene Endplatte (22) aufweist, und das Verbindungsorgan (26) mit seinem ersten Ende (27) durch ein Loch im Sitz (21) eingeführt und mit einem Halteorgan (29) in einem Loch (38') in der Blattfeder (9) zentriert und befestigt ist, und das zweite Ende (28) durch ein Loch in der Endplatte (22) hindurchgeführt sowie mit einem Halteorgan (29) an der Endplatte (22) abgestützt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsorgan (26) über mindestens eine Zusatzfeder (31; 48), wie Schrauben-, Teller-, Blatt- oder Gummifeder, federnd eingespannt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Zusatzfeder (31; 48) mittels einer Einstellvorrichtung (44; 49) einstellbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteorgan (29) an der Blattfeder (9) eine Buchse (35) umfaßt, die durch die Blattfeder (9) hindurchgeführt und mit einem sich kegelig verjüngenden, in das Loch (25) des Sitzes (21) hineinragenden Teil (36) versehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (31; 48) zwischen einer Haltevorrichtung (43; 49) und einer Führung (32; 46) zur Fixierung der Einbaulage der Zusatzfeder (31; 48) im Verhältnis zur Blattfeder (9) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsorgan (26) ein Stahlseil ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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