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Die Erfindung betrifft eine Achsanbindung für Achsen von Fahrzeugen, mit einem zumindest einen Vierkantrohrabschnitt aufweisenden Achskörper, der im Bereich des Vierkantrohrabschnittes zwischen einem Federsattel und einer Gegenplatte eingeklemmt ist, wobei der Federsattel und die Gegenplatte durch mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind.
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Aus der
EP 0 810 109 A1 ist eine Achsenkonstruktion für Fahrzeuge bekannt, bei welcher ein einen vierkantähnlichen Querschnitt aufweisender Achskörper zwischen eine Klemmplatte und eine Gegenplatte gespannt ist, indem Federsattel und Gegenplatte über eine Verbindungsbrücke an einem Aufhängungsarm befestigt sind. Bei dieser Verbindung entsteht zwischen der Klemmplatte bzw. der Gegenplatte und dem Achskörper ein Spalt. Um diesen Spalt zu verringern sind der Federsattel und die Gegenplatte elastisch ausgeführt, wobei die Kontaktstellen zwischen dem Achskörper und dem Federsattel sowie der Gegenplatte im Bereich der Radien sowie hauptsächlich am senkrechten Steg des Achskörpers ausgebildet sind. Durch Anziehen der Verbindungsbrücke werden Federsattel und Gegenplatte verbogen und seitlich gegen den Achskörper gedrückt.
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Die
EP 1 475 254 A2 zeigt ein System, welches durch eine mechanische Bearbeitung des Achskörpers den zu überbrückenden Spalt zwischen Federsattel und Achskörper reduziert.
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Nachteilig bei diesen Lösungen ist die starke Abhängigkeit der Kontaktkräfte des seitlichen Kontaktes von den Vorspannkräften des brückenähnlichen Verbindungselementes und der Achskörperbreitentoleranz. Die Kontaktkräfte haben auch einen Einfluss auf den Klemmverband. Diese können auch nicht durch eine mechanische Bearbeitung vollständig kompensiert werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Achsanbindung für Achsen an Fahrzeugen anzugeben, bei welchen Achskörperbreitentoleranzen vollständig kompensiert werden können.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einer Achsanbindung dadurch gelöst, dass an einer dem Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers zugewandten Innenseite eines Backens des Federsattels und/oder der Gegenplatte ein Keil zur formschlüssigen Anlage an den Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass durch die formschlüssige Anlage des Keils eine Unabhängigkeit von der Klemmkraft des Verbundes bzw. von den Hauptverbindungselementen entsteht. Durch diesen Formschluss kann auf eine Bearbeitung des Achskörpers verzichtet werden und trotzdem können die Achskörperbreitentoleranzen vollständig kompensiert werden. Gleichzeitig werden durch den Formschluss Kräfte des Klemmverbandes reduziert. Der Federsattel bzw. die Gegenplatte können durch die seitliche Abstützung in diesem Bereich dünner ausgelegt werden, da nicht nur die Steifigkeit des Federsattels bzw. der Gegenplatte sondern auch der Keil ein Verbiegen verhindert. Deshalb können diese weniger steif ausgelegt werden, weshalb der benötigte Bauraum über der Achse geringer wird, da sich diese seitlich über den Keil am Achskörper abstützen können. Mittels des Keils wird gleichzeitig eine Biegung des mindestens einen Verbindungselementes verhindert. Der Achskörper wird im Bereich der Anbindung des Keils ausgesteift Auf Schweißnähte im Bereich der seitlichen Abstützung des Achskörpers kann vollständig verzichtet werden.
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Vorteilhafterweise ist der Keil über eine kraftschlüssige Verbindung an dem Federsattel und/oder der Gegenplatte befestigt, indem der Keil eine horizontale Verlängerung aufweist, welche durch die kraftschlüssige Verbindung mit dem Federsattel oder der Gegenplatte verbunden ist und den Keil zwischen Backen und Achskörper führt. Die Verklemmung mit dem Keil führt im Montagelastfall zu einer Unabhängigkeit von dem mindestens einem Verbindungselement zwischen Federsattel und Gegenplatte.
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In einer Ausgestaltung ist die Keilform seitlich leicht ballig ausgeführt, um eine Kantenberührung zu vermeiden.
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In einer Ausführungsform ist der Keil zwischen Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers und Backen des Federsattels und/oder der Gegenplatte eingelegt und von einem Führungselement, welches an dem Backen des Federsattels oder der Gegenplatte befestigt ist, gehalten. Der Keil wird durch das Führungselement automatisch bei Auflegen des Federsattels bzw. der Gegenplatte auf den Achskörper in einen Spalt zwischen Federsattel bzw. Gegenplatte und Achskörper gezogen. Auch in diesem Fall führt die Verklemmung mit dem Keil im Montagelastfall zu einer Unabhängigkeit von dem mindestens einen Verbindungselement zwischen Federsattel und Gegenplatte.
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In einer Ausgestaltung ist das Führungselement als Führungsfeder ausgebildet, welche den Keil in Richtung Federsattel oder Gegenplatte vorspannt. Dadurch entsteht eine einfache, manuell ausführbare Montagemöglichkeit, da die Führungsfeder den Keil in den Spalt zwischen Federsattel bzw. Gegenplatte und Achskörper drückt.
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In einer Variante ist jeweils ein Keil an beiden Enden eines elastischen, leicht bogenförmig vorgespannten Spannelementes zum gleichzeitigen Einspannen des jeweils einen Keiles zwischen dem Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers und dem Federsattel bzw. dem Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers und der Gegenplatte befestigt. Mittels des bogenförmig vorgespannten Spannelementes kann eine definierte Klemmkraft der Keile zwischen Achskörper und Federsattel bzw. Gegenplatte erzeugt werden.
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In einer Ausführungsform ist eine Vorspannkraft des elastischen, bogenförmig vorgespannten Spannelementes entgegengesetzt zu einer von dem mindestens einen Verbindungselement von Federsattel und Gegenplatte aufgebrachten Kraft ausgebildet. Es ist somit eine Abstimmung der Vorspannung des Spannelementes und der Spannung des mindestens einen Verbindungselementes vorteilhaft.
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In einer Alternative wird die Vorspannkraft durch eine horizontale Kraft von außen auf das Spannelement erzeugt.
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In einer Variante weisen der Federsattel und/oder die Gegenplatte eine Liftfeder zur Heranführung des Keils an den Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers auf. Diese Liftfeder stellt ein automatisches Hebesystem für den Keil dar, was die Montage der Achsanbindung vereinfacht.
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Um die Anordnung der Liftfeder platzsparend zu realisieren, weisen der Federsattel und/oder die Gegenplatte im Auflagebereich zum Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers eine Ausnehmung zur Aufnahme der Liftfeder auf.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend mindestens eine Achsanbindung für Fahrzeugachsen. Bei einem Fahrzeug ist die Achsanbindung nach mindestens einem des in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Merkmals ausgebildet. Mittels dieser Achsanbindung erfolgt ein Ausgleich der durch Toleranzen entstehenden Bauteilspalte zwischen Federanbindungsteilen (Federsattel, Gegenplatte) und Achskörper.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung,
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2 eine Prinzipdarstellung der Wirkungsweise der Achsanbindung,
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung,
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung,
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung.
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In 1a ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung 1 gezeigt. Die Achsanbindung 1 besteht aus einem Federsattel 3 und einer Gegenplatte 5.
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Federsattel 3 und Gegenplatte 5 sind über zwei Bügel 7 miteinander verbunden, wobei die u-förmigen Bügel 7 auf dem Federsattel 3 aufliegen und Öffnungen 9 der Gegenplatte 5 durchgreifen. Die Bügelenden 11 sind als Schraubverbindungen zur Einstellung der Bügelkraft ausgebildet (1b). An jeweils einer Innenseite eines Backens 13 der Gegenplatte 5 ist ein Keil 15 angeordnet, welcher entweder als separates Bauteil mit dem Backen 13 kraftschlüssig verbunden ist oder integraler Bestandteil des Backens 13 ist. An dem gegenüber liegenden Backen 17 der Gegenplatte 5 ist ein weiterer Keil 15 angeordnet. Alternativ reicht es aber auch aus, wenn nur ein Keil 15 auf einer Seite angeordnet ist. In 1c ist ein Schnitt durch die Achsanbindung 1 gemäß 1a dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, dass die Keile 15 eine horizontale Verlängerung 19 aufweisen, der von einer Schraube 21 jeweils gegen ein horizontales Ende des Backens 17 gedrückt wird. Durch diese Anordnung wird ein zwischen Federsattel 3 und Gegenplatte 5 eingelegter Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers 23 formschlüssig verklemmt. Die Keilwirkung ist dabei unabhängig von der Kraft, welche die Bügel 7 aufbringen.
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In 2 ist das Prinzip der Wirkungsweise des Keils 15 im Zusammenhang mit dem Federsattel 3 verdeutlicht. An beiden Backen 27 des Federsattels 3 ist je ein Keil 15 beweglich gelagert, wobei die Breitseite des Keils 15 vom Backen 27 weg weist und diesen überragt (2a). Bei der Montage wird der Federsattel 3 auf den Vierkantrohrabschnitt des Achskörpers 23 aufgesetzt. Anschließend werden, wie aus 2b ersichtlich, die Keile 15 in den Spalt 31 zwischen den Backen 27 und dem Achskörper 23 getrieben. Im letzten Schritt (2c) werden die Bügel 7 auf den Federsattel 23 gelegt und die Enden 11 der Bügel 7 werden mit der nicht dargestellten Gegenplatte 5 verschraubt, wodurch die Positionen der Keile 15 durch die so eingestellte Kraft Fv des Bügels 7 fixiert werden.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung 25, in einem Ausschnitt. Dabei ist der Keil 15 an der Innenseite des Backens 27 des Federsattels 3 befestigt. Mittels eines Federsystems, welches als Führungsfeder 29 in x-Richtung ausgebildet ist, wird der Keil 15 bei Auflage des Federsattels 3 auf den Achskörper 23 am Federsattel 3 bzw. der Gegenplatte 5 gehalten. Nach Auflage des Federsattels 3 auf den Achskörper 23 wird durch die externe Kraft P der Keil 15 zwischen Federsattel 3 und Achskörper 23 gedrückt und durch Selbsthemmung in seiner Position gehalten.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung 33.
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In 4a sind zwei Keile 15a und 15b an einem elastischen, bogenförmig vorgespannten Spannelement 35, welches ein separates Bauteil darstellt, befestigt. Bei der Montage wird zuerst die Gegenplatte 5 an den Achskörper 23 angesetzt, Anschließend wird der Keil 15b zwischen Achskörper 5 und dem Backen 17 der Gegenplatte geklemmt. Der keil 15a wird an den Achskörper 23 angelegt und der Federsattel 3 aufgesetzt. Wird der Bügel 7 mittels der Schraubverbindung angezogen, erhalten die Keile 15a, 15b eine Vorspannkraft, die gegen die Kraft Fv des Bügels 7 wirkt. Dabei entspannt sich das Spannelement 35 annähernd. Durch das gezielte Ausknicken des Spannelementes 35 wird die Kraft für die Keilbetätigung begrenzt, um sicherzustellen, dass immer ein dichtes Anliegen von Federsattel 3 bzw. Gegenplatte 5 auf dem Achskörper 23 erfolgt. Gemäß 4b sind die zwei Keile 15a und 15b ebenfalls an dem elastischen, bogenförmig vorgespannten Spannelement 35 befestigt. Gegenplatte 5 und Federsattel 3 werden auf den Achskörper 23 aufgesetzt und anschließend die Keile 15a, 15b des bogenförmigen Spannelementes 35 in den Spalt 31 zwischen Achskörper 23 und Federsattel 3 bzw. Gegenplatte 5 gedrückt. Durch diesen Duck p wird eine Vorspannkraft erzeugt.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsanbindung 37, welche einen in den Backen 27 des Federsattels 3 integrierten Keil 15 aufweist, der durch die Führungsfeder 29 gehalten ist. Bei der Montage dieser Achsanbindung 37 wird im Schritt I der Federsattel 3 auf dem Achskörper 23 positioniert, wobei die mit dem Keil 15 verbundene Liftfeder 41 auf dem Achskörper 23 aufliegt. Dabei greift die Liftfeder 41 in eine Ausnehmung 39 des Federsattels 3 ein (Schnitt I), wobei beim Auflegen des Federsattels 3 der Keil 15 durch die Liftfeder 41 an den Achskörper 23 herangezogen wird (Schritt II). Die Kraftbegrenzung, die auf den Keil 15 wirkt, erfolgt durch die Elastizität der Liftfeder 41.
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Die Ausgestaltungen in 1, 3 und 5 können dabei an allen Backen 13, 17, 27 von Federsattel 3 und/oder Gegenplatte 5 ausgebildet werden. Varianten können kombiniert werden, indem der Keil 15 ein- oder beidseitig angeordnet ist. Die Federkraft, die zur formschlüssigen Verbindung von Achskörper 23 und Federsattel 3 bzw. Gegenplatte 5 durch den Keil 15 notwendig ist, kann dabei entweder durch die als Blechfeder oder als Schraubenfeder ausgebildete Führungsfeder 29 realisiert werden. Der Keil 15 kann aus Stahl, aus Aluminium oder Kunststoff bestehen. Der Keil 15 kann dabei integraler Bestandteil von Federsattel 3 oder Gegenplatte 5 sein oder, wie im Zusammenhang mit 4 erläutert, ein externes Bauteil darstellen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsanbindung
- 3
- Federsattel
- 5
- Gegenplatte
- 7
- Bügel
- 9
- Öffnung
- 11
- Bügelende
- 13
- Backen
- 15
- Keil
- 17
- Backen
- 19
- horizontale Verlängerung des Keils
- 21
- Schraubverbindung
- 23
- Achskörper
- 25
- Achsanbindung
- 27
- Backen
- 29
- Führungsfeder
- 31
- Spalt
- 33
- Achsanbindung
- 35
- Spannelement
- 37
- Achsanbindung
- 39
- Ausnehmung
- 41
- Liftfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0810109 A1 [0002]
- EP 1475254 A2 [0003]
