DE102005032610B4

DE102005032610B4 - Blattfederaufhängung für Nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE102005032610B4
Application number: DE102005032610.2A
Authority: DE
Inventors: Dipl.Ing. Baur Günter; Dipl.-Ing. Körberle Florian
Original assignee: Iveco Magirus AG
Current assignee: Iveco Magirus AG
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2021-03-04
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: DE102005032610A1

Abstract

Blattfederaufhängung (10) für Nutzfahrzeuge, mit mindestens einem Federblatt (12), das an einer Achseinspannung (16) des Fahrzeugs befestigt ist und zwei von der Achseinspannung (16) ausgehende Federarme (14,18) aufweist, die bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs jeweils nach vorn und hinten weisen und an ihren Enden mit dem Fahrzeugrahmen (66) verbunden sind, sowie mit einer Notlaufführung zur Sicherstellung einer hilfsweisen Führung des Federblatts (12) am Fahrzeugrahmen (66) im Fall eines Bruchs des Federblatts (12), wobei die Notlaufführung einen am Fahrzeugrahmen (66) angebrachten Anschlag (62) umfasst, der oberhalb des Federblatts (12) angeordnet ist, wobei der Anschlag (62) und das Federblatt (12) komplementäre Eingriffsmittel umfassen, durch deren Eingriff in der angeschlagenen Stellung des Federblatts (12) eine Verschiebung des Federblatts (12) gegenüber dem Anschlag (62) zumindest in der Längsrichtung des Federblatts (12) begrenzt wird,wobei durch den Eingriff der komplementären Eingriffsmittel ineinander zusätzlich eine Verschiebung des Federblatts (12) gegenüber dem Anschlag (62) in der Querrichtung des Federblatts (12) begrenzt wird und die Eingriffsmittel einen am Anschlag (62) angebrachten Sicherungsbolzen (70) umfassen, der in der angeschlagenen Stellung des Federblatts (12) in ein am Federblatt (12) vorgesehenes Fangloch (54) eintaucht und in einer vom Anschlag (62) beabstandeten Stellung des Federblatts (12) innerhalb des vorbestimmten Ausfederungsbereichs teilweise in das Fangloch (54) eintaucht,dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (62) außerhalb eines vorbestimmten maximalen Ausfederungsbereichs angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blattfederaufhängung für Nutzfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
DE 14 80 082 A offenbart ein Doppelachsaggregat mit Blattfederaufhängungen, die mit Gummihohlfedern auf der Oberseite ausgestattet sind, die beim Beladen und Durchbiegen der Federn einen Achsstummel als Widerlager aufnehmen, der oberhalb der Gummihohlfeder angeordnet ist.
KR 10 2005 023 899 A und GB 716 767 A offenbaren Achsfederaufhängungen mit Anschlägen oberhalb der Blattfedern am Fahrzeugrahmen.
Zur Federung der Achseinspannung von Nutzfahrzeugen werden üblicherweise Blattfederaufhängungen mit einem Blattfederpaket oder auch einem einzigen Federblatt verwendet, das in der Längsrichtung, d.h. der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist und etwa mittig auf der Achseinspannung aufliegt. Die von der Achseinspannung aus nach vorn und hinten weisenden Federarme des Federblatts sind an ihren Enden gewöhnlich durch Federaugen schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen verbunden, so dass eine elastische Aufhängung der Achseinspannung am Fahrzeugrahmen geschaffen wird.
Bei einem Bruch des Federblatts besteht die Gefahr, dass die Spurstabilität des Fahrzeugs verloren geht, da in diesem Fall die Fahrzeugachse lediglich über den verbleibenden intakten Federarm mit dem Rahmen verbunden ist. Hierdurch bleibt zwar eine gewisse Querführung erhalten, doch die Führung der Anordnung in Längsrichtung geht weitgehend verloren, so dass keine ausreichende Begrenzung einer Bewegung in bzw. entgegen der Fahrtrichtung mehr vorhanden ist. Zur Sicherstellung einer hilfsweisen Führung des gebrochenen Federblatts am Fahrzeugrahmen wurden daher Notlaufführungen in Form von Sicherheitsumrollungen vorgeschlagen, die insbesondere am in Fahrtrichtung vorderen Federauge angebracht werden und dieses umlaufen und einen Längsabschnitt aufweisen, der sich entlang des Federarms in Richtung der Achseinspannung erstreckt. Bricht der Federarm, so hakt die Sicherheitsumrollung an der Schwenkverbindung des Federauges ein und sorgt über ihren Längsabschnitt für eine Hilfsverbindung zwischen Federauge und Achseinspannung, die ein unkontrolliertes Ausbrechen des Fahrzeugs weitgehend verhindert.
Ein Nachteil der Sicherheitsumrollung besteht in ihrem hohen Platzbedarf im Bereich der vorderen Federaugen-Aufhängung am Fahrzeugrahmen. An Blattfederaufhängungen mit einem einzigen Federblatt lassen sich Sicherheitsumrollungen häufig gar nicht oder nur unter großen konstruktiven Schwierigkeiten anbringen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Blattfederaufhängung für Nutzfahrzeuge der eingangs genannten Art auf solche Weise weiterzuentwickeln, dass im Fall eines Bruchs des Federarms die Spurstabilität und ein kontrollierbares Fahrverhalten durch eine Notlaufführung sichergestellt wird, deren Platzbedarf vermindert ist und deren Anwendungsbereich gegenüber den bekannten Konstruktionen erweitert ist, so dass sie sich auch zur Anbringung an Aufhängungen mit einem einzigen Federblatt eignet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Blattfederaufhängung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Anschlag der Notlaufführung der erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung ist oberhalb des Federblatts außerhalb des vorgesehenen maximalen Ausfederungsbereichs angeordnet, so dass der Federarm während der Schwingung im ordnungsgemäßen Fahrzeugbetrieb den Anschlag nicht berühren kann und das Federungsverhalten durch die Notlaufführung nicht beeinträchtigt wird. Tritt jedoch ein Bruch des Federarms auf, so senkt sich der Fahrzeugrahmen ab und setzt mit dem Anschlag auf dem Federblatt auf. In dieser Situation greifen jeweils am Anschlag und am Federblatt angebrachte, zueinander komplementäre Eingriffsmittel ineinander ein und verhindern eine Verschiebung des Federblatts relativ zum Anschlag, d.h. zum Fahrzeugrahmen zumindest in der Längsrichtung des Federblatts. Zusätzlich zur Verbindung des noch intakten Federarms mit dem Rahmen wird hierdurch eine zusätzliche Führungsverbindung geschaffen, die die Spurstabilität des Fahrzeugs beim Auftreten eines Federbruchs weitgehend sichert und für ein besser kontrollierbares Fahrverhalten sorgt. Ein Ausbrechen der gefederten Achse ist bei dieser Anordnung nicht mehr möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung unter Weglassung des Fahrzeugrahmens;
2 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung an einem Fahrzeugrahmen;
3 ist eine perspektivische Detailansicht einer Notlaufführung einer erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung;
4 ist ein Längsschnitt durch die Anordnung aus 3; und
5 zeigt die Anordnung aus 3 im Querschnitt.

Die in 1 insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Blattfederaufhängung umfaßt ein Federblatt 12, dessen Längsrichtung mit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zusammenfällt, so dass sich ein vorderer Federarm 14 von einer im folgenden noch genauer zu beschreibenden Achseinspannung 16 des Fahrzeugs in Fahrtrichtung nach vorn erstreckt, während sich ein gegenüberliegender hinterer Federarm 18 in entgegengesetzter Richtung erstreckt. Die Enden beider Federarme 14,18 werden durch Federaugen 20,22 gebildet, die in 1 nur teilweise erkennbar sind. Das vordere Federauge 20 windet sich um eine vordere Schwenkachse 24, die fest in einem Federbock 26 des nicht weiter dargestellten Fahrzeugrahmens verbunden ist, so dass der Federarm 14 um die vordere Schwenkachse 24 innerhalb eines bestimmten Ausfederungsbereichs schwingen kann. Hingegen umläuft das hintere Federauge 22 eine Schwenkachse 28, die im unteren Ende 30 einer Federschwinge 32 einliegt, während das obere Ende 34 der Federschwinge 32 um eine weitere Schwenkachse 36 schwenkbar mit einem hinteren Federbock 38 des Fahrzeugrahmens verbunden ist. Im Gegensatz zum vorderen Federarm 14 ist der hintere Federarm 18 somit über zwei voneinander unabhängige Schwenkverbindungen um die Schwenkachsen 28 und 36 mit dem Fahrzeugrahmen verbunden.
Die Achseinspannung 16 ist etwa in der Mitte der Federblatt 12 angeordnet und in den Figuren nur teilweise dargestellt. Sie umfaßt ein an der Unterseite der Federblatt 12 anliegendes Auflageteil 40 sowie eine darunter liegende Zwischenplatte 42, an welche sich nach unten hin weitere, in 1 nicht dargestellte Teile anschließen, wie etwa insbesondere ein Wellenlager zur Einfassung einer sich in Querrichtung zum Federblatt 12 erstreckenden Vorderachse des Fahrzeugs, die durch die Achseinspannung 16 mit der Mitte des Federblatts 12 verbunden ist und somit durch die Blattfederaufhängung 10 federnd am Fahrzeugrahmen angebracht ist. Die Achseinspannung 16 wird in Abhängigkeit von den konstruktiven Erfordernissen und Gegebenheiten der jeweiligen Blattfederaufhängung gestaltet und ist nicht auf die in 1 gezeichnete Anordnung beschränkt, sondern kann beispielsweise, wie es in 2 gezeigt ist, einen Querträger 44 umfassen, der an der Unterseite des Federblatts 12 anliegt. Unmittelbar oberhalb der Achseinspannung 16 liegt eine Federauflage 46 auf der Oberseite der Federblatt 12 auf. Die Federauflage 46 umfaßt zwei mit ihren abgewinkelten Enden auf der Federblatt 12 aufliegende Schenkel 48,50, die durch einen flachen, von der Oberfläche der Federblatt 12 beabstandeten Mittelabschnitt 52 verbunden sind. Der plattenförmige Mittelabschnitt 52 weist in seiner Mitte ein Fangloch 54 auf, dessen Funktion im folgenden noch näher erläutert werden soll. Die Federauflage 46, die Federblatt 12 und die Achseinspannung 16 werden durch zwei Bügel 58,60 zusammengehalten, die sich senkrecht zu beiden Seiten der Federblatt 12 und auf deren Oberseite über die Schenkel 48,50 der Federauflage 46 hinweg erstrekken, so dass die Federauflage 46 gegen Verschiebungen auf der Federblatt 12 in Längs- und in Querrichtung gesichert ist.
Unmittelbar oberhalb der Federauflage 46 befindet sich ein fest mit dem Fahrzeugrahmen verbundener Anschlag 62, der einen Gummipuffer 64 als elastisches Dämpfungselement umfaßt. Zwischen dem Gummipuffer 64 und der Unterseite eines Rahmenlängsträgers des Fahrzeugrahmens 66 (siehe 2) ist eine tellerförmige Stützscheibe 68 angebracht, deren umlaufender Rand um die Oberkante des Gummipuffers 64 herum nach unten gezogen ist und somit den Gummipuffer 64 an seinem oberen Ende einfaßt. Hierdurch wird der Biegungswiderstand des Gummipuffers 64 und des Anschlags 62 insgesamt erhöht. Ein zentraler vertikal ausgerichteter Sicherungsbolzen 70 durchstößt den gesamten Anschlag 62, d.h., den Gummipuffer 64 und die Stützscheibe 68 sowie eine horizontale flanschartige Platte 72 des Rahmenlängsträgers, an deren Unterseite die Stützscheibe 68 anliegt. Das oben aus der Platte 72 ragende Ende des Sicherungsbolzens 70 ist mit einem Außengewinde versehen, auf welches eine Mutter 74 aufgeschraubt ist, die gegen die Oberseite der Platte 72 angezogen ist und den Anschlag 62 fest am Rahmenlängsträger 66- hält. Gegenüber der Unterseite 76 des Anschlags 62, die die Anschlagsfläche bildet, springt der Sicherungsbolzen 70 ein Stück weit in Richtung des Fanglochs 54 der Federauflage 46 vor.
Innerhalb des vorbestimmten Ausfederungsbereichs der Blattfederaufhängung 10, d.h., im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs ist die Unterseite 76 des Anschlags 62 stets von der Federauflage 46 beabstandet und schlägt nicht an dieser an. Bei der hier gezeigten Ausführungsform befindet sich das untere Ende des Sicherungsbolzens 70 ebenfalls stets oberhalb des Mittelabschnitts 52 der Federauflage 46 und somit außerhalb des Fanglochs 54. Tritt ein Bruch eines Federarms, d.h., des Federblatts 12 auf, sinkt der Fahrzeugrahmen so weit ab, dass der Anschlag 62 mit seiner Unterseite 76 auf dem Mittelabschnitt 52 der Federauflage 46 aufliegt und an diesem anschlägt. Diese Position kann nur bei einer Bewegung des zentralen, die Achseinspannung 16 tragenden Bereichs des Federblatts 12 über den vorgesehenen maximalen Ausfederungsbereich hinaus in Richtung des Fahrzeugrahmens 66 erreicht werden. Der Anschlagsvorgang wird durch den Gummipuffer 64 gedämpft. In der angeschlagenen Position taucht das untere Ende des Sicherungsbolzens 70 vollständig in das Fangloch 54 ein, und durch dieses Eingreifen in der angeschlagenen Stellung wird eine Verschiebung des Federblatts 12 gegenüber dem Anschlag 62 sowie dem Fahrzeugrahmen 66 sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Fahrzeugs verhindert, da bei einer Verschiebung des Federblatts 12 gegenüber dem Rahmenlängsträger der Sicherungsbolzen 70 am entsprechenden Rand des Fanglochs 54 anschlägt und eine weitere Verschiebebewegung verhindert.
Es wird angemerkt, dass abweichend von den hier dargestellten Ausführungsformen der Eingriff des Federblatts 12 bzw. der darauf angebrachten Federauflage 46 mit dem Anschlag 62 auch durch andere komplementäre Eingriffsmittel erreicht werden kann. Die Erfindung ist somit nicht auf einen Sicherungsbolzen 70 und ein Fangloch 54 als zueinander komplementäre Eingriffsmittel beschränkt, sondern diese können auch durch andere Mittel ersetzt werden, sofern durch deren Eingriff die unerwünschte relative Verschiebung von Federblatt und Anschlag in der angeschlagenen Stellung begrenzt wird.
Die Anordnung von Sicherungsbolzen 70 und Fangloch 54 ist in der perspektivischen Teilansicht in 3 besonders hervorgehoben. Es wird deutlich, dass bei der Anschlagsbewegung von Federauflage 46 und Anschlag 62 aufeinander zu der Sicherungsbolzen 70 so in dem Fangloch 54 gefangen wird, dass sich der Anschlag 62 nur in sehr begrenztem Maße längs oder quer zum Federblatt 12 bewegen kann. Auf diese Weise wird eine geeignete Notlaufführung für die Blattfederaufhängung 10 geschaffen, die auch bei einem Federbruch für ein kontrolliertes Fahrverhalten des Fahrzeugs sorgt und ein Ausbrechen der Achse verhindert. Es wird angemerkt, dass in den 3 bis 5 eine Ausführungsform dargestellt ist, bei welcher die tellerförmige Stützscheibe 68 durch eine flach ausgebildete Stützscheibe 78 ersetzt ist, deren Rand nicht die Oberseite des Gummipuffers 64 umgreift. Im übrigen ist die Funktionsweise des Anschlags 62 jedoch die gleiche wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben.
In den Schnittansichten in den 4 und 5 wird deutlich, dass der Sicherungsbolzen 70 einen Verdickungsabschnitt 80 aufweist, der in die Stützscheibe 78 eingepresst ist, sowie eine sich daran nach unten anschließende ringartige Verdickung 82, die den Gummipuffer 64 fest am Sicherungsbolzen 70 hält. Wird die Mutter 74 von der Oberseite der flanschartigen horizontalen Platte 72 des Rahmenlängsträgers her angezogen, wird somit eine feste Verbindung des Sicherungsbolzens 70, des Gummipuffers 64 und der Stützscheibe 78 geschaffen.

Claims

Blattfederaufhängung (10) für Nutzfahrzeuge, mit mindestens einem Federblatt (12), das an einer Achseinspannung (16) des Fahrzeugs befestigt ist und zwei von der Achseinspannung (16) ausgehende Federarme (14,18) aufweist, die bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs jeweils nach vorn und hinten weisen und an ihren Enden mit dem Fahrzeugrahmen (66) verbunden sind, sowie mit einer Notlaufführung zur Sicherstellung einer hilfsweisen Führung des Federblatts (12) am Fahrzeugrahmen (66) im Fall eines Bruchs des Federblatts (12), wobei die Notlaufführung einen am Fahrzeugrahmen (66) angebrachten Anschlag (62) umfasst, der oberhalb des Federblatts (12) angeordnet ist, wobei der Anschlag (62) und das Federblatt (12) komplementäre Eingriffsmittel umfassen, durch deren Eingriff in der angeschlagenen Stellung des Federblatts (12) eine Verschiebung des Federblatts (12) gegenüber dem Anschlag (62) zumindest in der Längsrichtung des Federblatts (12) begrenzt wird, wobei durch den Eingriff der komplementären Eingriffsmittel ineinander zusätzlich eine Verschiebung des Federblatts (12) gegenüber dem Anschlag (62) in der Querrichtung des Federblatts (12) begrenzt wird und die Eingriffsmittel einen am Anschlag (62) angebrachten Sicherungsbolzen (70) umfassen, der in der angeschlagenen Stellung des Federblatts (12) in ein am Federblatt (12) vorgesehenes Fangloch (54) eintaucht und in einer vom Anschlag (62) beabstandeten Stellung des Federblatts (12) innerhalb des vorbestimmten Ausfederungsbereichs teilweise in das Fangloch (54) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (62) außerhalb eines vorbestimmten maximalen Ausfederungsbereichs angeordnet ist.
Blattfederaufhängung (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fangloch (54) in einer auf dem Federblatt (12) angebrachten Federauflage (46) angebracht ist.
Blattfederaufhängung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsbolzen (70) in eine Stützscheibe (68,78) eingepresst ist, die an der Unterseite (76) des Fahrzeugrahmens (66) anliegt.
Blattfederaufhängung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (62) ein elastisches Dämpfungselement (64) umfasst.
Blattfederaufhängung (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Dämpfungselement (64) ein Gummipuffer (64) ist.
Blattfederaufhängung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (62) oberhalb eines Längs-Mittelbereichs des Federblatts (12) über der Achseinspannung (16) angebracht ist.
Blattfederaufhängung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Federarme (14,18) als Federaugen (20,22) ausgebildet sind, durch welche die Federarme (14,18) schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen (66) verbunden sind.
Blattfederaufhängung (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federauge (22) des nach hinten weisenden Federarms (18) drehbar am unteren Ende (30) einer Federschwinge (32) gehalten wird, deren oberes Ende (34) schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen (66) verbunden ist.
Blattfederaufhängung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfederaufhängung (10) eine Vorderachsaufhängung ist.