DE4135289A1 - Tandem-rad- und achsaufhaengung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Neu- und Fortentwicklungen bei Tandem-Rad- und Achsaufhängungen, insbesondere für Lastkraftwagen und Anhänger, bei denen die Ausgleichs- oder Schwingbalken in Form von Längsblattfedern ausgelegt sind. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit solchen Neu- und Fortentwicklungen, welche neuartige Ausführungs­ formen von flexiblen Verbindungen zur Zwischenverbindung der distalen Enden der Blattfeder-Schwingbalken und der zugeordneten, darunterliegenden Enden der vorderen und hinteren Querachsen aufweisen.

Bisher wurden Tandem-Rad- und Achsaufhängungseinheiten un­ ter Einsatz von Blattfedern als Ausgleichs- oder Schwing­ balken nicht in so starkem Maße wie Tandem-Rad- und Achs­ aufhängungen unter Einsatz von starren Ausgleichsbalken eingesetzt.

Allgemein gesprochen zielt die Erfindung da­ rauf ab, Tandem-Rad- und Achsaufhängungen unter Einsatz von Blattfederausgleichsbalken bereitzustellen, welche kostengünstiger, aber hinsichtlich des Leistungsvermögens und des Aufnahmevermögens gleichwertig oder besser als Tandem-Rad- und Achsaufhängungen unter Einsatz von starren Ausgleichsbalken sind.

Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, neuartige und verbesserte, flexible Zwischenverbindungen zwischen den distalen Enden der Blattfederausgleichsbalken und den zu­ geordneten, darunterliegenden Enden der Querachsen bei Tandem-Rad- und Achsaufhängungen bereitzustellen, wodurch man die folgenden Vorteile erzielt: Wegfall von oberen Schubstreben und Halterungen, um hierdurch eine beträchtliche Gewichtsersparnis zu erzie­ len; wegfall der Notwendigkeit für kissenförmige Ver­ schleißbeläge auf den Achshaltern, um die durch die Rela­ tivbewegung von Feder und Achse verursachte Reibung auf­ zunehmen; und einfache Einstellbarkeit für die Achsantriebslinien­ winkel und/oder Aufhängungsfehlausrichtungen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Tandem-Rad- und Achsaufhängungsanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Aufhängungsanordnung nach Fig. 1 zur Verdeutlichung der links lie­ genden Blattfederbalkenanordnung im verschwenk­ ten Zustand, wobei die vorderen und hinteren Achsgehäuse im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 3 eine schematische Rückansicht der Aufhängungs­ anordnung nach Fig. 1, wobei die hintere Achse in gebrochener Linie und in verschwenktem Zu­ stand gezeigt ist,

Fig. 4 eine schematische Vertikalschnittansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine Vertikalschnittansicht längs der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht in vergrö­ ßertem Maßstab zur Verdeutlichung von zwei unterschiedlichen Kipp- bzw. Schwenkzuständen (einer ist in gebrochener Linie dargestellt) der Verbindung zwischen dem distalen Ende eines Blattfederausgleichsbalkens und dem darunter­ liegenden Belastungsdämpfungsglied, welches von einer Achse getragen wird,

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht in vergrößer­ tem Maßstab längs der Linie 7-7 in Fig. 6 zur Verdeutlichung des Belastungsdämpfungsgliedes bei einem Verschwenken in zwei unterschiedlichen Richtungen (eine ist in gebrochener Linie darge­ stellt), und

Fig. 8 eine auseinandergezogene Ansicht der flexiblen Verbindung zwischen einem distalen Ende eines Blattfederausgleichsbalkens nach Fig. 1 und dem darunterliegenden Ende einer Querachse.

In Fig. 1 ist eine Tandem-Rad- und Achsaufhängung insgesamt mit 5 bezeichnet und weist ein Paar von Längsblattfedern auf, welche auch als Ausgleichsbalken wirken, die etwa in der Mit­ te zwischen ihren distalen Enden schwenkbeweglich an Zapfen 11 gelagert sind, welche schwenkbeweglich an Zapfenhaltern 12 gelagert sind, die mit den Chassis-Rahmen-Seitenschienen 8-8 verschraubt sind, welche in gebrochenen Linien dargestellt sind. Zwillingsräder 9-9 (zwei sind gezeigt) sind an den ge­ genüberliegenden Enden der Achsen 13 angebracht.

Die Erfindung befaßt sich hauptsächlich mit der flexiblen Verbindung, welche die jeweiligen vier distalen Enden der Blattfederausgleichsbalken 10 mit dem darunterliegenden Ende einer Querachse 13 verbindet. Eine der flexiblen Zwi­ schenverbindungen ist in den Fig. 4-8 gezeigt und wird nach­ stehend unter Bezugnahme auf dieselben näher erläutert.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 ist der Längsblattfe­ derausgleichsbalken 10 mit drei Blattfederlagen und einem Federanker 14 dargestellt, welcher am distalen Ende der Blattfederlagen angebracht ist. Der Federanker 14 hat vorde­ re und hintere, in Querrichtung verlaufende Flansche 15 und 16, welche zwischen die bodenseitige Blattlage 17 der Feder 10 und der mittleren Blattlage 18 passen. Ein Paar von Nieten 20-20 verbinden die Flansche 15 und 16 fest mit der unteren Blattfederlage 17.

Der Federanker 14 sitzt in einem Paßhohlraum oder einem Sockel, welcher in einem Belastungsdämpfungsglied 21 ausgebildet ist, das aus einem elastomeren oder federnd nachgiebigen, kaut­ schukähnlichen Material hergestellt ist. Die Bodenfläche des Federankers 14 hat eine im allgemeinen sphärische Gestalt oder eine solche Gestalt, die sich in Längsrichtung und in ei­ ne Querrichtung oder Seitenrichtung erstreckt. Diese Form ge­ stattet sowohl eine Längsgelenkverbindung als auch eine Quer­ gelenkverbindung zwischen dem distalen Ende der jeweiligen Blattfeder 10 und der darunterliegenden Achse 13.

Ein Belastungsdämpfungsglied 21 ist haftend mit den Innenflä­ chen einer starren Zwischenlage 22 (Fig. 8) verbunden, wel­ che in einem nach oben offenen Sockel 23 eines oberen Achs­ halters 24 aufgenommen ist. Der obere Achshalter 24 ist mit der Oberseite des benachbarten Endes der Achse 13 mit Hilfe eines Paars von U-Bolzen oder Laschen 25-25 fest verbunden, deren untere Enden durch Bolzenöffnungen in dem unteren Achs­ halter 26 vorstehen. Muttern 27-27 und Unterlagscheiben 28-28 auf den vorstehenden Gewindeenden der U-Bolzen 25 ziehen die Achshalter 24 und 26 auf den oberen und unteren Flä­ chen der Achse 13 derart zusammen, daß die Anordnung starr zusammen und an Ort und Stelle festgehalten wird. Gege­ benenfalls können der obere Achshalter 24 und der untere Achshalter 26 an der Achse 13 angeschweißt werden.

Aus Fig. 4 läßt sich ersehen, daß die Abmessungen des Sockels 23 in dem oberen Halter 24 in Längsrichtung gesehen die Längsabmessungen der Zwischenlage 22 überschreiten, mit der das Belastungsdämpfungsglied 21 haftend verbunden ist. Die so in Längsrichtung gebildeten Zwischenräume dienen zur Auf­ nahme von eingesetzten Beilageteilen 30-30, wodurch eine Längseinstellung zwischen dem Federanker 14 und dem oberen Achshalter 24 und hierdurch eine primäre Einstellung ermög­ licht werden.

Um zu verhindern, daß ein Federanker 14 sich vom Belastungs­ glied 21 unter gewissen Arbeitsbedingungen löst oder trennt, ist ein zylindrisches Rückfederungsdämpfungsglied 31 vor­ gesehen, welches eine Mittelöffnung hat, über die es an ei­ ner Spindel 32 angebracht werden kann, welche sich in Quer­ richtung über die obere Blattlage der Feder 10 erstreckt. Die Spindel 32 wird von einem Halter 33 (Fig. 5) getragen, welcher mit einer Verlängerung 34 auf der Außenseite des obe­ ren Achshalters 24 verschraubt ist. Eine Mutter 35 und eine Unterlagscheibe 36 auf dem distalen Ende der Spindel 32 legen das Rückfederungsdämpfungsglied 31 an Ort und Stelle fest.

Die Unterseite des unteren Achshalters 26 ist mit einem Paar von mit Öffnungen versehenen Ohren 31 versehen, mit denen das Ende einer unteren Schubstrebe 38 verschraubt werden kann.

Die Hauptfunktion der flexiblen Zwischenverbindung zwischen dem jeweiligen distalen Ende der Längsblattfederausgleichs­ balken 10 und den zugeordneten Enden der Querachsen 13 ist darin zu sehen, daß eine Achsquergelenkverbindung möglich ist und dennoch die Fähigkeit vorhanden ist, Längs- (d. h. Brems- und Beschleunigungs-) Kräfte aufzunehmen. Der Zustand der Längsgelenkverbindung ist in Fig. 6 gezeigt, während der Zustand der Quergelenkverbindung in Fig. 7 verdeutlicht ist. In Fig. 6 sind die Feder 10 und der Federanker 14 in durch­ gezogener Linie in einem Zustand und in einer gegenüberlie­ genden Position in gebrochener Linie verdeutlicht. In Fig. 7 ist das Belastungsdämpfungsglied 21 in durchgezogener Linie in einem verschwenkten Zustand und in einer gegenüberliegen­ den Stellung oder in einem weiteren Zustand in gebrochenen Linien verdeutlicht. Das Belastungsdämpfungsglied 21 ermög­ licht, daß die zugeordnete Feder 10 im wesentlichen eben bleibt, um hierdurch die Möglichkeit einer Beschädigung durch Tordieren der Blattfederlagen herabzusetzen.

Die flexible Verbindungsanordnung läßt alle Tandem-Seiten­ führungs/Lenkrollbelastungen über die Räder und Achsen unter Zwischenschaltung der Achshalter in den Seiten der Federn über die Zapfenanordnungen und in den Zapfenhaltern zu. Längsbelastungen infolge des Bremsens und Beschleunigens des Fahrzeugs werden von den Achsen und Haltern auf die Federn über die Belastungsdämpfungsglieder und die Federanker über­ tragen. Diese Reaktion auf die Längsbelastungen führt zu einer Eliminierung von jeglichen oberen Schubstreben, die ansonsten bisher erforderlich waren. Die Schubstreben 38, die unter den Achsen 13 angeordnet sind, werden zur Steuerung der Achsantriebslinienwinkel genutzt, um eine zweite Ein­ stellung für die Achsausrichtung bereitzustellen, und sie reagieren auf Längsbelastungen an den flexiblen Verbindun­ gen.

Die Belastungsdämpfungsglieder 21 können aus irgendeinem natürlichen oder künstlichen elastomeren Material herge­ stellt sein, welches federnd nachgiebig bei Stoßbeanspru­ chungen ist, eine hohe Zug- und Druckfestigkeit und eine hohe Abriebbeständigkeit hat. Wenn man Belastungsdämpfungs­ glieder mit unterschiedlicher Steifigkeit und unterschied­ lichen Flexibilitätswerten einsetzt, kann das Belastungs­ aufnahmevermögen in entsprechender Weise abgestimmt werden, ohne daß die Gesamtabmessungen verändert zu werden brauchen.

Eine zusätzliche Flexibilität kann dadurch erzielt werden, daß man in den Belastungsdämpfungsgliedern in den Seitenbe­ reichen Kerne oder Rippen ausbildet, an welchen man die Flexibilität benötigt.

Während die starre Zwischenlage 22 auf beiden Querseiten of­ fen ist, könnte sie auch auf einer Seite geschlossen sein, oder sie könnte von einem vollständigen Behälter gebildet werden, der an allen Seiten geschlossen ist.

Die flexiblen Verbindungen oder Verbindungsanordnungen sind kompakt ausgelegt, leicht zu warten, leicht zusammenzubauen und einzustellen und sie sind relativ kostengünstig.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Tandem-Rad- und Achs­ aufhängung zur Federung eines Fahrzeugchassis an, bei wel­ cher eine flexible Verbindungsanordnung zum Verbinden der Unterseite jedes distalen Endes eines Längsblattfederaus­ gleichsbalkens mit dem darunterliegenden Ende einer Quer­ achse vorgesehen ist, welche einen nach unten vorspringenden Federanker aufweist, der an der Unterseite des distalen En­ des der bodenseitigen Blattlage der Blattfeder angebracht ist, ein Belastungsdämpfungsglied aufweist, das aus elasto­ merem Material ausgebildet ist, welches einen nach oben of­ fenen Sockel hat, in welchem der vorspringende Abschnitt des Federankers eingebettet ist, und einen Achshalter auf­ weist, der an dem darunterliegenden Ende der Achse ange­ bracht ist und der eine nach oben offene Sockelausbildung hat, in welcher das Belastungsdämpfungsglied sitzt. Ein ela­ stomeres Rückfederungsdämpfungsglied ist über dem jeweiligen distalen Ende angebracht, um zu verhindern, daß der Federan­ ker sich von der Belastungsdämpfungsgliedachse löst. Die Auslegung kommt ohne obere Schubstreben aus.

Claims (9)

1. Tandem-Rad- und Achsaufhängung zur Federung eines Fahrzeugchassis, welche ein Paar von Längsblattfederaus­ gleichsbalken (10) aufweist, die etwa in der Mitte schwenk­ beweglich zwischen ihren gegenüberliegenden Enden an Zapfen­ haltern (12) angebracht sind, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Chassis vorgesehen sind, und welche vordere und hintere Querachsen (13) aufweist, die an ihren gegenüberlie­ genden Enden an zugeordneten vorderen und hinteren Enden der Blattfederausgleichsbalken (10) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenverbindung am jeweiligen distalen Ende der Achsen (13) mit dem benach­ barten, distalen Ende einer der Blattfederausgleichsbalken (10) vorgesehen ist, und einen Federanker (14), der an der Unterseite des distalen Endes des Blattfederausgleichsbal­ kens (10) angebracht ist, einen Achshalter (24, 26), der an dem benachbarten distalen Ende der Achse (13) angebracht ist und einen oberen Abschnitt hat, der sich über die Achse (13) erstreckt, und ein elastomeres Belastungsdämpfungsglied (21, 31) aufweist, das an dem oberen Teil des Halters (24, 26) angebracht ist, welcher einen Halter (23) hat, in welchem der Federanker (14) sitzt.

2. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsdämpfungsglied (21) haftend mit dem Inneren einer starren, äußeren Stütze (22) verbunden ist, welche in dem Sockel (23) sitzt.

3. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Sockels (23) größer als das Außere des Belastungsdämpfungsgliedes (21) und der starren, äußeren Stütze (22) derart ist, daß ein Zwischenraum dazwischen zum Einsetzen von Beilageteilen (30, 30) gebildet wird.

4. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Stütze (22) haftend mit der Vorderseite, der Rückseite und der Unterseite des Belastungsdämpfungsgliedes (21) verbunden ist, und daß der Raum für das Einsetzen der Beilageteile (30, 30) an der Vorderseite und der Hinterseite der starren Stütze (22) und der gegenüberliegenden vorderen und hinteren Flächen des Sockels (23) liegt.

5. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Be­ lastungsdämpfungsglied (21) eine abgerundete Bodenfläche hat.

6. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bo­ denfläche jedes Federankers (14) und die dazu passende Bo­ denfläche des zugeordneten Belastungsdämpfungsgliedes (21) eine sphärische Gestalt in Querrichtung derart haben, daß eine Quergelenkverbindung ermöglicht wird, und eine sphä­ rische Gestalt in Längsrichtung derart haben, daß eine Längs­ gelenkverbindung ermöglicht wird.

7. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rück­ federungsdämpfungsglied (31) über dem distalen Ende jeder Feder (10) derart angeordnet ist, daß verhindert wird, daß der benachbarte Federanker (14) sich von dem Belastungsglied (21) löst.

8. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückfederungsdämpfungsglied (31) eine elastomere Rolle ist, die am oberen Ende eines Rückfederungshalters (33) angebracht ist, und daß der Rück­ federungshalter (33) in der Nähe an den Achshaltern (24, 26) angebracht ist, sich über dieselben erstreckt und das obere Ende sich in Querrichtung über das distale Ende der Feder (10) erstreckt.

9. Tandem-Rad- und Achsaufhängung nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung untere Schubstangen (38) umfaßt, welche mit den Enden der Achsen (13) verbunden sind, und daß sie ohne obere Schubstangen auskommt.