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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. Zur Verbesserung
der Federungseigenschaften wird das hintere Federauge häufig drehbar
in einer Federschwinge gehalten, deren oberes Ende schwenkbar am
Fahrzeugrahmen angebracht ist, so dass eine Doppelgelenkverbindung
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. Dieses
Problem tritt insbesondere bei einem Bruch des vorderen Federarms auf,
da die Gelenkverbindung des hinteren Federarms mit dem Fahrzeugrahmen über die
Federschwinge zwar noch eine gewisse Querführung gewährleistet, d.h., eine Bewegung
quer zur Fahrtrichtung unterbindet, jedoch keine ausreichende Führung in
Längsrichtung.
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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Die
Notlaufführung
der erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung umfaßt einen
Anschlag, der zur Begrenzung einer nach hinten, d.h. von der Achseinspannung
weg gerichteten Schwenkbewegung der Federschwinge dient. Schwingt
die Federschwinge während
des normalen Fahrbetriebs des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten
Ausfederungs-Schwenkbereichs, findet keine Berührung der Federschwinge oder
des darin gehaltenen hinteren Federauges und dem Anschlag statt,
so dass das Federungsverhalten durch die Notlaufführung nicht
beeinträchtigt
wird. Tritt jedoch eine Schwenkbewegung der Federschwinge über den
maximalen Schwenkbereich hinaus auf, wie es bei einem Bruch des
vorderen Federarms der Fall ist, begrenzt der Anschlag diese Bewegung
sowie die damit gekoppelte Verschiebung des Federblatts in Längsrichtung
nach hinten, so dass eine Längsführung der
gesamten Anordnung erhalten bleibt. Somit wird hilfsweise eine 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. Diese
Notlaufführung
läßt sich
auch an Blattfederaufhängungen
anbringen, an deren vorderen Federaugen kein Raum zur Befestigung
von Sicherheitsumrollungen der oben genannten Art vorhanden ist.
Auch ein Einsatz an Aufhängungen
mit einem einzigen Federblatt ist problemlos 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 Seitenansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Blattfederaufhängung an
einem Fahrzeugrahmen;
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2 ist
eine Detailansicht von 1; und
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3 ist
eine perspektivische Ansicht des in 2 dargestellten
vergrößerten Teils.
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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, in der Fig. nur teilweise dargestellter
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 gebildet, von denen in 1 nur das
hintere Federauge 22 teilweise zu erkennen ist. Das hintere
Federauge 22 umläuft
eine Schwenkachse 28, die am 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. Der hintere Federarm 18 ist 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 1 nur teilweise dargestellt. Sie umfaßt einen
an der Unterseite des Federblatts 12 anliegenden Querträger 44 sowie weitere,
nicht gezeigte Teile, wie etwa insbesondere ein fest mit dem Querträger 44 verbundenes
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 aufgehängt
ist.
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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. 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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Oberhalb
der Federauflage 46 ist ein fest mit dem Fahrzeugrahmen
verbundener Anschlag 62 angeordnet, der einen Gummipuffer 64 als
elastisches Dämpfungselement
umfaßt.
Zwischen dem Gummipuffer 64 und der Unterseite eines Rahmenlängsträgers 66 des
Fahrzeugrahmens 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 ist mit seinem unteren
Ende auf nicht gezeigte Weise in dem Gummipuffer 64 verankert
und ragt durch die Stützscheibe 68 sowie
durch eine horizontale flanschartige Platte 72 des Rahmenlängsträgers 66 hindurch,
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.
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Es
versteht sich, dass die Positionen des Anschlags 62 und
der Federauflage 46 miteinander vertauscht sein können, so
dass ein festes, mit der Federauflage vergleichbares Teil oben am
Rahmenlängsträger 66 angebracht
ist und ein elastischer Anschlag in Form eines Gummipuffers oder
dergleichen unmittelbar auf der Blattfeder 12 angebracht
ist. Die Funktion dieser Anordnung gleicht im wesentlichen der zuvor
beschriebenen und in den Figuren dargestellten Konstruktion.
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Hinter
dem hinteren Federauge 22, also in der gedachten Verlängerung
des hinteren Federarms 18 entgegen der Fahrtrichtung des
Fahrzeugs, befindet sich ein Rahmenteil 80, das fest mit
dem Rahmenlängsträger 66 verbunden
ist. Eine annähernd senkrechte,
dem hinteren Federauge 22 zugewandte Fläche 82 des Rahmenteils 80 ist
so angeordnet, dass das hintere Federauge 22 bei einer
nach hinten, also entgegen dem Uhrzeigersinn gerichteten Schwenkbewegung
der Federschwinge 32 um die im hinteren Federbock 38 einliegende
obere Schwenkachse 36 an der Fläche 82 anschlägt, wie
es in 1 dargestellt ist. Somit bildet das Rahmenteil 80 einen Anschlag
zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Federschwinge 32 und
der damit gekoppelten linearen Bewegung des Federblatts 12 nach
hinten.
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Das
Rahmenteil 80 ist während
des normalen Fahrbetriebs des Fahrzeugs so weit von dem hinteren
Federauge 22 beabstandet, dass die Federschwinge 32 frei
schwingen kann und keine Berührung
stattfindet, so dass der Federungskomfort nicht beeinträchtigt wird.
Ein Anschlagen des hinteren Federauges 22 an der Anschlagsfläche 82 tritt
nur dann auf, wenn eine Schwenkbewegung der Federschwinge 32 über einen
vorbestimmten maximalen Ausfederungs-Schwenkbereich hinaus stattfindet,
wie es bei einem Bruch des vorderen Federarms 14 der Fall ist.
In diesem Fall verliert die Blattfederaufhängung 10 die Führung in
Längsrichtung,
und das Federblatt 12 gleitet zusammen mit der Achseinspannung 16 nach
hinten, während
gleichzeitig die zuvor beschriebene freie Schwenkbewegung der Federschwinge 32 nach
hinten und oben stattfindet, bis die in 1 gezeigte
Anschlagsposition erreicht ist. Durch den Kontakt der Anschlagsfläche 84 des
hinteren Federauges 22 mit der Anschlagsfläche 82 des
Rahmenteils 80 wird eine weitere Verschiebung der Blattfederaufhängung nach
hinten vermieden, so dass eine Führung
in Längsrichtung
gewährleistet
wird und das Fahrverhalten des Fahrzeugs stabilisiert wird. Ein Ausbrechen
der Fahrzeugachse kann auf diese Weise verhindert werden.
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Die
Anschlagsfläche 86 des
hinteren Federauges 22 ist mit einem Gummipuffer 84 als
elastischem Dämpfungselement
versehen, so dass die bei einem Federbruch aufeinander prallenden
Teile geschont werden und der Anschlagsvorgang gedämpft wird.
Der Gummipuffer 84 kann auf das Federauge 22 aufgeklebt
oder auf sonstige Weise befestigt werden, etwa durch Schrauben,
Nieten oder eine Steckverbindung. Ferner versteht es sich, dass
wahlweise oder zusätzlich
die Anschlagsfläche 82 des
Rahmenteils 80 mit einem entsprechenden Dämpfungselement
versehen sein kann.
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Der
weiter oben beschriebene Anschlag 62, der über der
Achsaufhängung 16 angeordnet
ist, dient dazu, ein unmittelbares Aufsetzen des Rahmenlängsträgers 66 auf
der Blattfederanordnung zu vermeiden, wie es in der in 1 dargestellten
Stellung aufgrund des Eigengewichtes des Fahrzeugaufbaus auftreten
kann. Die Unterseite 76 des Anschlags 62 kann
dann auf dem flachen Mittelabschnitt 52 der Federauflage 46 aufsetzen.
Auch hierbei dient der Gummipuffer 64 zur Dämpfung der
Anschlagsbewegung.
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Wie
bereits zuvor beschrieben, wird in der angeschlagenen Position des
hinteren Federauges 22 an der Anschlagsfläche 82 des
Rahmenteils 80 eine Längsführung der
Blattfederaufhängung 10 geschaffen,
die das Federblatt 12 am Fahrzeugrahmen hilfsweise führt und
somit eine Notlaufführung schafft,
die das Fahrverhalten im Fall eines Federbruchs wesentlich besser
stabilisiert, als es bei den bekannten Notlaufführungen der Fall ist.
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Die 2 und 3 zeigen
Detailansichten des in der Federschwinge 32 gehaltenen
hinteren Federauges 22 in der angeschlagenen Position,
in der der Gummipuffer 84 an der Anschlagsfläche 82 des Rahmenteils 80 anliegt.