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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Blattfederaufhängung für Nutzfahrzeuge
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Blattfederaufhängung
gemäß Anspruch
1 gelöst.
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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.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung unter
Weglassung des Fahrzeugrahmens;
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2 ist
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung an
einem Fahrzeugrahmen;
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3 ist
eine perspektivische Detailansicht einer Notlaufführung einer
erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung;
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4 ist
ein Längsschnitt
durch die Anordnung aus 3; und
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5 zeigt
die Anordnung aus 3 im Querschnitt.
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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 Achsen 28 und 36 mit dem Fahrzeugrahmen
verbunden.
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Die
Achseinspannung 16 ist etwa in der Mitte der Blattfeder 12 angeordnet
und in den Figuren nur teilweise dargestellt. Sie umfaßt ein an
der Unterseite der Blattfeder 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 fe dernd 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 Blattfeder 12 auf. Die Federauflage 46 umfaßt zwei
mit ihren abgewinkelten Enden auf der Blattfeder 12 aufliegende
Schenkel 48, 50, die durch einen flachen, von
der Oberfläche
der Blattfeder 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 Blattfeder 12 und die Achseinspannung 16 werden
durch zwei Bügel 58, 60 zusammengehalten,
die sich senkrecht zu beiden Seiten der Blattfeder 12 und
auf deren Oberseite über
die Schenkel 48, 50 der Federauflage 46 hinweg
erstrecken, so dass die Federauflage 46 gegen Verschiebungen
auf der Blattfeder 12 in Längs- und in Querrichtung gesichert ist.
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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 66 des
Fahrzeugrahmens (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 66,
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.
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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 Rahmens 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 66 der
Sicherungsbolzen 70 am entsprechenden Rand des Fanglochs 54 anschlägt und eine
weitere Verschiebebewegung verhindert.
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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.
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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 Notlauffüh rung
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.
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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 66 her
angezogen, wird somit eine feste Verbindung des Sicherungsbolzens 70,
des Gummipuffers 64 und der Stützscheibe 78 geschaffen.