DE1630650C3 - Kurbelhalbachslagerung für Lastfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurbelhalbachslagerung für Lastfahrzeuge, bestehend aus einem Schwingarm, an dem wenigstens ein Achsstummel fest angebracht ist und der einen vor oder hinter dem zugeordneten Rad bzw. Räderpaar quer verlaufenden, zum Achsstummel paraHelen Tragbalken aufweist, von dem zumindest die Endbereiche über elastische Lagerpackungen an einer drehfest am Fahrzeugrahmen anbringbaren Querachse gelagert sind.

Eine Kurbelachslagerung dieser Art, z. B. nach der DT-AS 12 40 413, weist einen rohrförmigen Tragbalken auf, der von einem Drehfederstab durchsetzt und mit diesem drehfest verbunden ist. Der Drehfederstab durchsetzt die dem Schwingarm benachbarte Längsseite des Fahrzeugrahmens verdrehbar und ist bis zu dessen gegenüberliegender Längsseite geführt sowie mit dieser drehfest verbunden. Diese bekannte Kurbelhalbachse erfordert jedoch sehr hohe Instandhaltungskosten, weil die elastischen Lagerpackungen durch Silentblocks gebildet sind, die erfahrungsgemäß nach verhältnismäßig kurzer Nutzungsdauer relativ zu den Lager- und/oder Achs- bzw. Wellenelementen verdreht und hierbei bis zur Unbrauchbarkeit abgescheuert werden. Ein Austausch der Silentblocks kann jedoch bei der bekannten Kurbelhalbachse nur dann vorgenommen werden, wenn auch der mit dem rohrförmigen Tragbalken des Schwingarmes drehfest verbundene Drehstab vom Fahrzeugrahmen abgenommen wird, was einen erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand erfordert.

Das gleiche gilt auch für die bekannte Kurbelhalbachslagerung nach der DT-AS 10 86 138, weil auch diese Kurbelhalbachse einen mit dem Schwingarm drehfest verbundenen Tragbalken aufweist, der mittels Silentblocks am Fahrzeugrahmen gelagert ist. Außerdem ist diese bekannte Kurbelhalbachse einem Doppelachsaggregat zugeordnet und zwingt dieses zu einem verhältnismäßig großen Radstand, da zwischen den Aggregaträdern auf jeder Fahrzeugseite ein Luftfederbalg oberhalb der Tragbalkenlagerung für den benachbarten Schwingarm angeordnet ist. Durch diese Anordnung des Luftfederbalges der einen Kurbelhalbachse oberhalb der Tragbalkenlagerung der benachbarten Kurbelhalbachse ist der für den Federweg des Luftfederbalges zur Verfügung stehende Raum sehr klein, woraus für das gefederte Rad ein sehr geringer Wirkungsfederweg zur Verfugung steht. Dadurch werden jedoch die Feder- und Fahreigenschaften des Lastfahrzeuges in jeder Weise ungünstig beeinflußt. Um die Federeigenschaften eines aus vier oder mehr dieser bekannten Kurbelhalbachsen bestehenden Doppel- oder Mehrachsaggregate zu verbessern, müßte dieses zwangsläufig mit einem sehr großen Radstand ausgebildet werden, der jedoch, insbesondere bei Schwerlastfahrzeugen, das Manövrieren erschwert.

Die Kurbelhalbachse nach der US-PS 25 97 122 weist zwei, im wesentlichen abstandsparallel zueinander verlaufende Schwingarme auf und ist mit ihren Enden ebenfalls über Silentblocks am Fahrzeugrahmen gelagert, deren für den vorliegenden Fall ungünstige Eigenschaften bereits bei der Kurbelachse nach der DT-AS 12 40 413 abgehandelt worden ist.

Demgegenüber ist die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe darin zu sehen, eine Kurbelhalbachslagerung für Lastfahrzeuge mit den weiteren, eingangs im ersten Absatz erläuterten Merkmalen so weiterzubilden, daß sie für Lastfahrzeuge optimale Fahr- und Manövriereigenschaften gewährleistet und dabei mit einem geringen Kostenaufwand instandzuhalten ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Querachse aus einem doppelt-T-förmigen Querschnittsprofil mit etwa horizontal verlaufendem Profilsteg besteht und zumindest die Endbereiche des Tragbalkens beiderseits des Schwingarms lösbar mit einem die Querachse im Abstand umgreifenden U-förmigen Spannelement verbunden sind, wobei der Tragbalken zusätzlich durch eine Sicherung gegen Axialverschiebung gegenüber der Querachse abgestützt und jede elastische Lagerpackung in zwei mit ebenen Preßflächen ausgebildete Klötze unterteilt ist, von denen der eine mit seinen Preßflächen zwischen dem Profilsteg der Querachse und der dieser zugewandten ebenen Tragarmseite, und der andere mit seinen Preßflächen zwischen dem Profilsteg der Querachse und der dieser zugewandten Innenseite des Spannele-

mentes durch dieses form- sowie kraftschlüssig verspannt ist.

Diese Maßnahmen erfordern nur einen verhältnismäßig geringen baulichen Aufwand und gewährleisten wesentliche Vorteile. Die vom Achsstummel ausgeübten Verwindungskräfte werden über den zugeordneten Schwingarm durch die beiderseits vom Schwingarm in einem verhältnismäßig großen gegenseitigen Abstand den Tragbalken mit der Querachse verbindenden Spannelemente über einen langen Hebelarm auf die elastischen Lagerpackungen übertragen, so daß diese nur einer verhältnismäßig geringen Beanspruchung unterworfen sind. Durch die Sicherung des Tragbalkens gegen Axialverschiebung gegenüber der Querachse sowie durch deren besondere Profilierung im Zusammenhang mit der neuartigen Ausbildung der elastischen Lagerpackungen sind diese von Drehschubkräften gänzlich entlastet und lediglich Walk- sowie Druckkräften ausgesetzt, so daß das Packungsmaterial nur einem geringfügigen Verschleiß unterworfen ist. Die Lagerpackungen müssen daher nur in seltenen Fällen ausgetauscht werden, wozu aber der Ausbau weder der Querachse noch des Tragbalkens notwendig ist. Es müssen vielmehr lediglich die Verbindungen des Tragbalkens mit dem der auszutauschenden Lagerpakkung zugeordneten Spannelement gelöst werden. Dadurch ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Kurbelhalbachse gegenüber den bisher bekannten Kurbelhalbachsen mit wesentlich geringeren Instandhaltungskosten belastet. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemaß ausgebildete Kurbelhalbachse durch die geringfügige Druckbeanspruchung der elastischen Lagerpakkungen auch die Lagerung eines Zwillingsrades, ohne daß dieses vom freien Ende des zugeordneten Schwingarmes überragt werden muß. Es kann mithin 35· z. B. ein Doppelachsaggregat mit einem kleinen Radstand und großen Federweg ausgebildet werden, wodurch das Lastfahrzeug optimale Fahr- und Manövriereigenschaften erhält.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt jeweils in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine Seitenansicht einer am Fahrzeugrahmen eines Lastfahrzeuges angeordneten Kurbelhalbachse,

F i g. 2 eine Stirnansicht der Anordnung nach F i g. 1,

Fig.3 einen Schnitt durch den Bereich III in Fig.2 einer Sicherung gegen relatives Querverschieben von Tragbalken und Querachse und

Fig.4 die Draufsicht auf die Anordnung einer Kurbelhalbachse für ein lenkbares Rad eines Lastfahrzeuges.

Eine Kurbelachsanordnung gemäß der Zeichnung weist eine an einem Fahrzeugrahmen 1 über Stützelemente 2, 3 fest angeordnete Querachse 4 zum schiebesicheren Lagern von zwei Schwingarmen 5 auf, die jeweils mit einer als Laufachse 6 für mindestens ein Fahrzeugrad 7 bzw. Räderpaar ausgebildeten Kurbel ausgestattet sind.

Die Querachse weist ein in Querrichtung des Fahrzeugrahmens 1 langgestrecktes Profil, beispielsweise ein Doppel-T-Profil mit etwa horizontal liegendem Profilsteg 4a, auf und ist unter Zwischenlage einer Lagerpackung 8 aus elastischem Material, beispielsweise Gummi, von Spannelementen 5a, 5b des zugeordneten Schwingarms 5 umschlossen.

Die" Lagerpackung 8 ist innenseitig dem Querschnittprofil der Querachse 4 angepaßt und etwa axialsymmetrisch in zwei Klötze 8a, 8b jeweils viereckigen Querschnitts unterteilt, die mit einander zugewandten Flachseiten beiderseits des Profilsteges 4«·» der Querachse 4 und mit einander abgewandten sowie die Preßflächen bildenden Flachseiten an den einander zugewandten Innenseiten der Spannelemente 5a, 56 anliegen.

Das Spannelement 5b ist durch ein auf der oberen Außenseite eines mit dem Schwingarm 5 fest verbundenen sowie parallel zur Querachse 4 verlaufenden Tragbalkens 5c aufliegendes Profilstück gebildet, das gemeinsam mit dem Spannelement 5a die Funktion eines Hauptlagerzapfens der Kurbelachse erfüllt. Der Schwingarm 5 weist eine derartige Länge auf, daß der lichte Abstand zwischen der Laufachse 6 und den Spannelementen 5a, 5b bzw. dessen Stützelementen 2,3 größer als der Außenradius des zugeordneten Rads 7 ist. Wie man andererseits den Fig.2 und 4 entnehmen kann, ist das radseitige Ende jedes Hauptlagerzapfens zumindest bis zur vertikalen Mittelebene des zugeordneten Rades 7 bzw. Räderpaares verlängert ausgebildet. Der Tragbalken 5c weist ein viereckiges Kastenprofil auf, das durch Schrauben 9 mit nach außen weisenden Flanschen eines die Querachse 4 einschließlich der Klötze 8a, 8b aufnehmenden U-Profils verspannbar ist, weiches das Spannelement 5a bildet. Das Spannelement 5a umgreift die Querachse 4 mit Spiel, so daß zwischen dieser und dem Spannelement 5a keine Reibungsberührung auftreten kann.

Um eine solche auch bei in Längsrichtung des Fahrzeugrahmens 1 auftretenden Schubkräften, bei denen die Klötze 8a, 8b einen großen Federweg aufweisen, zu unterbinden, ist eine besonders ausgebildete Sicherung 10 vorgesehen, die gleichzeitig auch den Schwingarm 5 gegen Verschiebungen längs der Querachse 4 sichert und späterhin noch näher erläutert wird.

Der Schwingarm 5 ist gegen den Fahrzeugrahmen 1 durch ein Federungssystem mit einer Luftfeder 11 abgestützt. Diese greift an einer über die Laufachse 6 des Rades 7 hinausgeführten und etwa rechtwinklig zum U-förmigen Spannelement 5a angeordneten Verlängerung 5ofdes Schwingarms 5 an.

Gemäß Fig.2 weist der Tragbalken 5c eine wesentlich größere Länge auf als das U-förmige Spannelement 5a, das einschließlich der darin aufgenommenen Klötze 8a, 8b in Längsrichtung des Fahrzeugs wenigstens in zwei Abschnitte 5aa, 5ab unterteilt ist, von welchen je einer an den Enden des Tragbalkens 5c angeordnet ist. Ebenso kann auch die Querachse 4 in jeweils einzeln durch die Stützelemente 2,3 am Fahrzeugrahmen 1 ortsfest angeordnete und den U-Profilabschnitten 5aa, bzw. -5ab entsprechende Achsabschnitte 4b bzw. 4cunterteilt sein.

Da durch den Laufwiderstand der Räder 7 bzw. beim Bremsen derselben auf das radferne Ende des Tragbalkens 5c eine kleinere Schubkraft einwirkt als auf das radnahe Ende, ist es vorteilhaft, wenn der an diesem angeordnete Profilabschnitt 5aa eine größere Länge aufweist als der Profilabschnitt 5ab. Insbesondere bei Zwillings- oder lenkbaren Fahrzeugrädern kann der Tragbalken 5c mit dem Schwingarm 5 im Abstand vom radnahen U-Profilabschnitt 5aa und in unmittelbarer Nähe des kürzeren U-Profilabschnittes 5ab verbunden werden.

Jedem der Profilabschnitte 5aa, 5ab ist eine Schiebesicherung 10 zugeordnet, die gemäß Fig.3 durch mindestens einen eine Durchbrechung 12 des Profilsteges 4a der Querachse 4 sowie koaxiale

Bohrungen der durch das U-Profil 5;; bzw. dessen Abschnitte 5«·/.?. 5ab sowie den Tragbalken 5cgebildeten Spannelemente rechtwinklig zu deren einander zugewandten Innenseiten durchsetzenden Schraubenbolzen lOc'f gebildet ist. Dieser weist im Bereich der Stegdurchbrechung 12 eine sphärische Verdickung 106 auf, die im Gleitsitz an der Wandung der Durchbrechung 12 anliegt. Im Bereich derselben ist der Profilsteg 4a der Querachse 4 bzw. des Achsabschnittes 46, beispielsweise durch eingeschweißte Rohrstücke 13,14 wesentlich verdickt, so daß selbst bei einer Axialverschiebung des Schraubenbolzens 10a durch Druckbeanspruchung der Klötze 8a, 8b bei freier Verwindbarkeit der Querachse 4 gegenüber dem Tragbalken 5c dessen Längs- und Querverschiebungen unterbunden sind.

Die Fig.4 zeigt die Aufhängung eines lenkbaren Fahrzeugrades Ta mittels einer nach der gleichen Richtung wie der längere U-Profilabschnitt 5aa vom Schwingarm 5 seitlich abstehenden Lageranordnung 15, die eine hinreichende Lenkbewegung des Rades Ta gewährleistet. Die bereits erwähnte Verbindung des Tragbalkens 5c mit dem Schwingarm 5 in unmittelbarer Nähe des kürzeren U-Profilabschnittes 5ab kann durch Versteifungselemente, beispielsweise aufgeschweißte Blechabschnitte 16, 17, verstärkt sein, die auch den Schwingarm 5 mit beiden U-Profilabschnitten 5aa, 5ab

ίο verbindet. Die Querachse kann auch mit einem unterschiedlichen Profil ausgebildet und mit einer diesem entsprechend angepaßten elastischen Packung ausgestattet sein. Deren Außenseite ist auch mit einer größeren Anzahl ebener Preßflächen, beispielsweise nach der Art eines Mehrkantprismas, ausbildbar, an dem entsprechend zueinander geneigte Innenseiten im Form- sowie elastischen Kraftschluß angreifen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kurbelhalbachslagerung für Lastfahrzeuge, bestehend aus einem Schwingarm, an dem wenigstens ein Achsstummel fest angebracht ist und der einen vor oder hinter dem zugeordneten Rad bzw. Räderpaar quer verlaufenden, zum Achsstummel parallelen Tragbalken aufweist, von dem zumindest die Endbereiche über elastische Lagerpackungen an einer drehfest am Fahrzeugrahmen anbringbaren Querachse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querachse (4) aus einem doppelt T-förmigen Querschnittsprofil mit etwa horizontal verlaufendem Profilsteg (4a) besteht und zumindest die Endbereiche des Tragbalkens (5c) beiderseits des Schwingarms (5) lösbar mit einem die Querachse im Abstand umgreifenden U-förmigen Spannelement (5a) verbunden sind, wobei der Tragbalken zusätzlich durch eine Sicherung (10) gegen Axialverschiebung gegenüber der Querachse abgestützt, und jede elastische Lagerpackung (8) in zwei mit ebenen Preßflächen ausgebildete Klötze (8a, Sb) unterteilt ist, von denen der eine (8b) mit seinen Preßflächen zwischen dem Profilsteg (4a) der Querachse und der dieser zugewandten ebenen Tragarmseite, und der andere (8a) mit seinen Preßflächen zwischen dem Profilsteg der Querachse und der dieser zugewandten Innenseite des Spannelements (5a) durch dieses form- sowie kraftschlüssig verspannt ist.

2. Kurbelhalbachslagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung (10) des Tragbalkens (5c) einen eine Durchbrechung (12) des Profilstegs (4a) der Querachse (4) mit verschwenkbarem Gleitsitz durchsetzenden Schraubenbolzen (10a) aufweist und dieser durch zueinander koaxiale Bohrungen des Tragbalkens und des zugeordneten Spannelements (5a) hindurchgeführt ist.

3. Kurbelhalbachslagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragbalken (5c) ein viereckiges Kastenprofil mit nach außen weisenden Randflanschen aufweist und an diesen Randflanschen mit den Spannelementen (5a) verschraubt ist.

4. Kurbelhalbachslagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingarm (5) insbesondere für Zwillings- oder lenkbare Räder (7a) in der Nähe des radfernen Spannelements mit dem Tragbalken (5c) verbunden ist.