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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bügelanordnung der im Oberbegriff
des Anspruches 1 angegebenen Art und einen Bügel der im Oberbegriff des Anspruches
14 angegebenen Art.
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Stand der Technik
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Die
Anwendung eines Bügels
zur Verbindung eines federnd aufgehängten Achskörpers, z. B. Achsrohres für die Hinterachse
eines schweren Fahrzeugs, z. B. eines Lastkraftwagens, mit einem
aus einer oder mehreren Blattfedern aufgebauten Federglied ist bekannt.
Ein solcher Bügel
besteht aus zwei im wesentlichen parallelen Schenkeln und einem
die beiden Schenkel verbindenden Mittelteil. Die beiden Schenkel
können
am jeweiligen freien Ende mit Gewinde versehen sein, und mit Hilfe
von zwei Muttern und einer Platte können Federglied und Achsrohr zwischen
der Platte und dem Mittelteil eingespannt werden, wodurch eine Verbindung
zwischen dem Federglied und dem Achsrohr hergestellt wird. Hierbei liegt
der Mittelteil an einer Halterung an, die fest entweder auf dem
Achsrohr oder auf dem Federglied angeordnet ist.
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Derartige
Bügel,
die bei der Herstellung des Fahrzeugs mit einer vorschriftsmäßigen Spannkraft festgespannt
werden, weisen eine sehr lange Lebensdauer auf, d. h. die Gefahr
eines Bügelbruches ist
gering. Wenn jedoch ein solcher Bügel zu einem späteren Zeitpunkt
gelöst
und erneut festgespannt wird, beispielsweise in einer kleineren
Werkstatt, besteht große
Gefahr, dass die Muttern nicht mit dem vorschriftsmäßigen Drehmoment
angezogen werden, wodurch der Bügel
dann eine fehlerhafte Spannkraft ausübt. Unter solchen Bedingungen,
die sehr häufig
vorkommen können,
wird die Lebensdauer des Bügels
erheblich geringer und die Gefahr eines Bügelbruches entsprechend größer. Solche
Brüche treten
gewöhnlich
im Gewindebereich und weniger häufig
im Mittelteil auf.
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Bei
einem solchen Bügelbruch
kann die Verbindung zwischen der Radachse und dem Federglied entfallen,
was zu einer drastischen Herabsetzung der Kippstabilität und schlimmstenfalls
zu einem Umkippen des Fahrzeugs führen kann, beispielsweise, wenn
der Bügelbruch
im Augenblick einer kräftigen Lenkbewegung
des Fahrzeugs eintritt.
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In
der gattungsgemäßen
EP 0 590 528 A1 werden
kraft- und formschlüssige
Achseinbindungen ohne Schweißverbindung
beschrieben, bei der auf einer Oberseite eines Achskörpers Zentrierringe
vorgesehen sind, die in entsprechend ausgeformte Ausnehmungen von
Achsplatten oder Füllstücken eingreifen.
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US 3,195,876 A beschreibt
eine vibrationsarme Radaufhängung
an einer Blattfeder. Hierbei wird ein Achskörper und die Blattfeder in
einem Bügelpaar eingeklemmt.
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Aufgabe der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorgenannten Probleme auszuschalten
und eine Bügelanordnung
und einen Bügel
zu erhalten, die bzw. der auch bei einem Bügelbruch eine gewisse Verbindung
zwischen der Radachse und dem Federglied eines Fahrzeugs sicherstellt.
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Eine
weitere Aufgabe besteht darin, dass die erfindungsgemäße Bügelanordnung
bzw. der Bügel so
ausgeführt
sein sollen, dass ein etwaiger Bügelbruch
angezeigt wird.
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Diesen
Zweck erfüllt
die vorstehend beschriebene Bügelanordnung
durch die im Anspruch 1 aufgeführten
Merkmale. Das dort genannte Sicherheitsorgan könnte beispielsweise an der
Halterung angeordnet sein. Durch ein solches Sicherheitsorgan wird
eine gewisse Verbindung zwischen dem Federglied und der Achse eines
Fahrzeugs auch dann sichergestellt, wenn die Bügelanordnung bricht. Auf diese
Weise kann eine ausreichende Kippstabilität des Fahrzeuges aufrechterhalten
werden. Da das Sicherheitsorgan eine begrenzte Beweglichkeit des Bügels gestattet,
wird eine gewisse Bewegung zwischen Achse und Federglied stattfinden,
wodurch der Fahrer auf den eingetroffenen Bruch aufmerksam gemacht
wird. Das Sicherheitsorgan kann dabei vorteilhafterweise Mittel
aufweisen, die dem Zweck dienen, die Bewegung nach einer vorgege benen
Strecke zu unterbrechen und danach mit Hilfe zumindest eines Schenkels
die Verbindung zwischen dem Federglied und der Achse aufrechtzuerhalten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
das Sicherheitsorgan je einen Anschlag im Übergangsbereich zwischen dem
Schenkel und dem Mittelteil. Die beiden Anschläge wirken mit je einem an der
Halterung angeordneten Anschlag auf solche Weise zusammen, daß sie die
begrenzte Bewegung des Bügels
unterbrechen, wenn zwei zusammenwirkende Anschläge aneinander anliegen. Bei
einem Bügelbruch
im Gewinde eines der Schenkel oder im Mittelteil wird demzufolge
die Verbindung zwischen der Halterung und dem Sicherheitsorgan mit
Hilfe des zweiten Schenkels aufrechterhalten, dessen Anschlag durch
den mit diesem zusammenwirkenden Anschlag der Halterung gehalten
wird.
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Bei
einer Weiterentwicklung dieser Ausführungsform werden die Anschläge des Bügels durch an
den Schenkeln vorhandene Abflachungen gebildet, die sich an beiden
Seiten vom Mittelteil aus erstrecken. Zusätzlich zu einer einfachen Gestaltung der
Anschläge
wird hierdurch eine geringere Biegesteifigkeit bei den Schenkeln
erhalten, was in einer geringeren Beanspruchung der Gewinde und
demzufolge einer geringeren Bügelbruchgefahr
resultiert. Darüber
hinaus können
die Anschläge
der Halterungen an der Halterung vorstehende, nasenähnliche Erhöhungen aufweisen.
Im normalen Betriebszustand, d. h. bei einwandfreiem Bügel, besteht
vorteilhafterweise ein Abstand zwischen den beiden zusammenwirkenden
Anschlägen.
Dieser Abstand ist einerseits so groß, daß zwischen Achse und Federglied
eine gewisse Bewegung stattfinden kann, damit ein Bügelbruch
angezeigt wird, und anderseits so klein, daß bei einem etwaigen Bügelbruch
keine übermäßigen Beanspruchungen
in der noch bestehenden Verbindung auftreten.
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Bei
einer anderen Weiterentwicklung dieser Ausführungsform bildet der Mittelteil
eine im wesentlichen halbkreisförmige
Ver bindung zwischen den Schenkeln und weist die Auflagefläche eine
entsprechend halbkreisförmige,
konvexe Krümmung
auf. Auf diese Weise wird eine gute Auflage zwischen dem Mittelteil
und der Auflagefläche
erhalten, während gleichzeitig
die ausgeübte
Spannkraft bei der Halbkreisform des Mittelteils in diesem Bereich
günstige Spannungsverhältnisse,
d. h. im wesentlichen Zugspannungen, erzeugt.
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Vorteilhafterweise
weist der Mittelteil einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt
und die Auflagefläche
eine diesem im wesentlichen kreisrunden Querschnitt des Mittelteils
entsprechende konkave Form auf. Auf diese Weise kommt der Bügel fest in
der Halterung zu liegen, und ein Verschieben des Bügels aus
der Auflageposition gegen die Auflagefläche und damit ein Lösen aus
dem Eingriff mit der Halterung wird verhindert.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
das Sicherheitsorgan ein an der Halterung angeordnetes vorstehendes
Organ mit einer zur Auflagefläche
hin gerichteten und mit dieser parallelen Fläche, die sich somit entlang
dem Mittelteil erstreckt. Durch eine derartige Gestaltung wird bei
einem Bügelbruch
am einen Schenkel der andere Schenkel und der Mittelteil zwischen
die Auflagefläche
und die Fläche
des Anschlages gezogen. Eine solche Zugbewegung führt zu einer
Verformung des Mittelteils. Nachdem diese Zugbewegung über eine gewisse
Strecke stattgefunden hat, ist die erforderliche Verformungskraft
auf eine solche Größe angestiegen,
daß keine
weitere Zugbewegung stattfindet und demzufolge durch den anderen
Schenkel eine relativ sichere Verbindung zwischen der Halterung und
dem Sicherheitsorgan aufrechterhalten wird. Vorteilhafterweise hat
dabei die Fläche
des vorstehenden Organs eine halbkreisförmige, konkave Krümmung, und
der Abstand zwischen dem vorstehenden Organ und der Auflagefläche ist
etwas größer als
die Dicke des Mittelteils.
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Desweiteren
umfasst vorteilhafterweise der Mittelteil einen im wesentlichen
kreisrunden Querschnitt, und die Fläche des vorstehenden Organs weist
eine konkave Form auf, die dem im wesentlichen kreisrunden Querschnitt
des Mittelteils entspricht. Hierdurch wird bei einem Bügelbruch
auf eine sehr sichere Weise verhindert, dass der Mittelteil des Bügels aus
dem Eingriff zwischen der Auflagefläche und der Gegenfläche des
Mittelteils gedreht werden kann.
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Die
vorstehend aufgeführte
Aufgabe erfüllt der
oben genannte Bügel
auch dadurch, dass er die im kennzeichnenden Teil des Anspruches
14 aufgeführten
Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausführungsformen dieses Bügels sind
in den Ansprüchen
15 und 16 angegeben.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren
erläutert.
Es zeigen:
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1 den
Heckbereich eines mit der erfindungsgemäßen Bügelanordnung versehenen Lastkraftwagens
in Seitenansicht,
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2 den
Heckbereich gemäß 1 in Draufsicht,
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3 die
erfindungsgemäße Bügelanordnung
in Seitenansicht und teilweise im Schnitt,
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4 die
erfindungsgemäße Bügelanordnung
in einer 3 ähnlichen Seitenansicht,
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5 die
erfindungsgemäße Bügelanordnung
vor dem Eintreten eines Bügelbruches,
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6 die
erfindungsgemäße Bügelanordnung
in einer ersten Lage nach dem Eintreten eines Bügelbruches,
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7 die
erfindungsgemäße Bügelanordnung
in einer zweiten Lage nach dem Eintreten eines Bügelbruches und
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8 eine
Halterung und den oberen Teil der Bügelanordnung in einer weiteren
Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In 1 und 2 ist
ein Lastkraftwagen mit einem Rahmenlängsträger 1 dargestellt.
Für die
Radaufhängung
ist am Rahmenlängsträger 1 eine
Befestigungsplatte 2 angebracht, an deren unterem Teil
ein Federglied 3 schwenkbar mit Hilfe einer Durchgangsschraube 4 befestigt
ist. Das Federglied 3 besteht im dargestellten Beispiel
aus zwei Federblättern 3A und 3B.
Das Federglied ist in der Fahrzeuglängsrichtung gesehen senkrecht
schwenkbar und kann sich außerdem
geringfügig
um seine eigene Längsachse drehen.
Am anderen Ende des Federgliedes 3 ist eine im gezeigten
Beispiel als Luftfederbalg ausgeführte Feder 5 so angeordnet,
daß ihr
oberes Ende am Rahmenlängsträger 1 und
ihr unteres Ende am unteren Federblatt 33 des Federgliedes 3 befestigt ist.
Desweiteren ist ein Stoßdämpfer 6 zwischen
dem Rahmenlängsträger 1 und
dem Federglied 3 angeordnet.
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Zwischen
der Befestigung des Federgliedes 3 in der Befestigungsplatte 2 einerseits
und dem Stoßdämpfer 6 und
der Feder 5 andererseits ist fest am Federglied 3 ein
Achsrohr oder sonstiger Achskörper 7 angeordnet,
das eine nicht dargestellte Achse umgibt. Die Befestigung des Achskörpers 7 am Federglied
erfolgt mit zwei Bügeln 8,
die an je einer am Achskörper
fest angeordneten Halterung 9 anliegen und sich an den
Federblättern 3A und 3B des Federgliedes 3 vorbei
durch eine Sicherungsplatte 10 erstrecken. Die Bügel 8 sind
an ihren Enden mit Gewinden versehen und mit darauf aufgeschraubten, gegen
die Unterseite der Sicherungsplatte 10 wirkenden Muttern 11 befestigt.
Zwischen dem Achskörper 7 und
dem oberen Federblatt 3A ist eine Zwischenlage 12 angeordnet.
Außerdem
ist am Rahmenlängsträger 1 ein
Anschlagorgan 13 befestigt, gegen welches der Achskörper 7 bei
einem etwaigen Durchfedern anschlägt.
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In 3 und 4 ist
der Bügel 8 ausführlicher
dargestellt. Der Bügel 8 besteht
aus den beiden Schenkeln 14 und 15 (von denen
in 4 nur der Schenkel 15 dargestellt ist)
und einem die beiden Schenkel 14 und 15 verbindenden
Mittelteil 16. Die am Achsrohr 7 z. B. mit Schrauben
befestigte Halterung 9 hat eine Erhöhung 17 mit einer
oberen Auflagefläche 18,
gegen welche der Mittelteil 16 anliegt. Wie aus 3 und 4 hervorgeht,
werden beim Anziehen der Muttern 11 das untere Federblatt 3B, das
obere Federblatt 3A, die Zwischenlage 12 und die
Erhöhung 17 zwischen
dem Mittelteil 16 des Bügels 8 und
der Sicherungsplatte 10 gegeneinandergedrückt. Die
Erhöhung 17 weist
eine abwärtsgerichtete
Rippe 17A auf, die in eine entsprechende Rille der Zwischenlage 12 eingreift
und die Zwischenlage 12 in der vorschriftsmäßigen Lage
zur Halterung 9 hält,
s. 4. Zu nennen ist auch, daß die Zwischenlage 12 zwei
gegeneinandergerichtete Schrauben 12A und 12B aufweist,
die von je einer Seite am Rand des oberen Federblattes 3A bis
zum Anschlag eingedreht werden, um die Bügelanordnung in der vorschriftsmäßigen Lage
zum Federglied 3 zu halten, s. 3.
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Die
Schenkel 14 und 15 des Bügels 8 weisen auf
ihrer jeweiligen nach außen
gerichteten Seite eine Abflachung 19 auf, die am Übergang
vom Mittelteil 16 zum Schenkel 14 bzw. 15 beginnt.
Die Abflachungen 19 müssen
keine besondere Form aufweisen, außer daß ihre Querschnittsfläche geringer ist
als die des übrigen
Bügels 8.
Außerdem
sollen sie vorzugsweise nach einem solchen Verfahren, z. B. Schmieden
oder Walzen, hergestellt sein, daß die Festigkeit des Bügels beibehalten
wird. Bedingt durch diese Abflachungen entsteht am Übergang vom
Mittelteil je ein Anschlag 20, der sich von der Abflachung 19 aus
nach oben erstreckt. Die Halterung 9 weist entsprechend
zwei nasenförmige
Erhöhungen 21 auf,
die so ausgeführt
sind, daß sie
einen dem jeweiligen Anschlag 20 gegenüberstehenden Anschlag bilden.
In der zusammengedrückten
Normallage, wie sie in 3 und 4 gezeigt
ist, befindet sich jeder Anschlag 20 auf einem kleinen
Abstand zum gegenüberliegenden
Anschlag 21. Dieser Abstand kann 2–10 mm betragen und beträgt vorzugsweise
5–8 mm.
Wie aus 3 und 4 hervorgeht,
besteht zwischen der Erhöhung 17 und
den Anschlägen 21 ein
Abstand von solcher Größe, daß die Ab flachungen 19 des
Bügels 8 gerade
dazwischen Platz haben. Dieser Abstand ist kleiner als die Dicke
des Mittelteils 16.
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Der
Mittelteil 16 weist einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt
auf und ist um die Erhöhung 17 im
wesentlichen halbkreisförmig
gebogen. Eine solche Form bewirkt eine im wesentlichen reine Zugspannung
im Bügel 8,
wenn die Muttern 11 angezogen werden. Es sei darauf hingewiesen,
daß die
Auflagefläche 18 ebenfalls
eine entsprechende, im wesentlichen halbkreisförmige Form aufweist, die aus dem
in 3 gezeigten Schnittbild hervorgeht. In einer rechtwinklig
zum Schnittbild gem. 3 liegenden Ebene kann die Auflagefläche 18 vorteilhafterweise
eine konkave Krümmung
aufweisen, deren Radius demjenigen des im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitts
des Mittelteils 16 entspricht. Hierdurch liegt der Mittelteil 16 über eine
große
Fläche
an der Auflagefläche 18 an,
wodurch gleichzeitig verhindert wird, daß der Mittelteil 16 aus
dem Eingriff mit der Halterung 9 gleiten kann. Wie aus 4 hervorgeht,
kann auch ein Fixierorgan 22 auf der Erhöhung 17 angeordnet
sind, das ein Abgleiten des Bügels 8 von
der Auflagefläche 18 verhindert.
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Unter
Bezugnahme auf 5–7 wird nachstehend
die bei einem Bügelbruch
auftretende Verformung des Bügels 8 und
dessen Verschiebung im Verhältnis
zur Halterung 0 erläutert.
In 5 ist die eine Hälfte des Bügels 8 vor Eintreten
des Bügelbruches
dargestellt. Bei einem derartigen Bruch, z. B. im Gewindebereich
des Schenkels 15, wird die auf die Sicherungsplatte 10 und
die Halterung 9 wirkende, auseinanderziehende Kraft vollständig von
dem anderen Schenkel 14 aufgenommen, s. 6.
Dabei bewegt sich der Mittelteil 16 im Verhältnis zur
Auflagefläche 18 und
ist einer teilweise gleitenden Bewegung ausgesetzt, während gleichzeitig
der Mittelteil 16 geringfügig verformt wird. Die Bewegung
dauert an, bis der zum Schenkel 14 gehörende Anschlag 20 an
dem mit diesem zusammenwirkenden Anschlag 21 anliegt. Dort
wird die Bewegung unterbrochen, wobei das Achsrohr 7 und
das Federglied 3 durch den zweiten Schenkel 14 zusammengehalten werden.
Wenn das Fahrzeug schaukelt, wird – jedenfalls während eines
kürzeren
Zeitraumes – das
Federglied 3 gegen das Achsrohr 7 gedrückt, wodurch
der Schenkel 14 entlastet wird und sich dar zum Schenkel 14 gehörende Anschlag 20 von
dem mit diesem zusammenwirkenden Anschlag 21 entfernt,
s. 7. Beim weiteren Schaukeln des Fahrzeugs werden
Federglied 3 und Achsrohr 7 erneut voneinander
weggezogen, und der zum Schenkel 14 gehörende Anschlag 20 schlägt erneut
an dem mit ihm zusammenwirkenden Anschlag 21 an. Die Anschläge 20 und 21 schlagen
also gegeneinander. Der Fahrer wird diese Schläge bemerken und darin einen
Fehler erkennen, so daß er
das Fahrzeug anhalten kann.
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Die
in 8 gezeigte Halterung 9 weist eine zusätzliche
Erhöhung
oder ein vorstehendes Organ 23 auf. Diese Erhöhung 23 hat
eine zur Auflagefläche 18 gerichtete
und parallel zu ihr liegende Fläche 24. Der
Abstand zwischen der Auflagefläche 18 und
der zur Erhöhung 23 gehörenden Fläche 24 ist
etwas größer als
die Dicke des Mittelteils 16 des Bügels 8. Auch die Fläche 24 hat
eine konkave Aushöhlung, die
dem im wesentlichen kreisrunden Querschnitt des Mittelteils 16 entspricht.
Der Bügel 8 kann
demzufolge nicht aus dem Griff verschoben werden, der durch die
beiden ausgehöhlten
Flächen 18 und 24 gebildet
wird. Demgegenüber
kann eine große
Zugkraft an einem der Schenkel 14, 15, wie aus 6 und 7 hervorgeht,
während
einer Verformung des Bügels 8 eine
gewisse Bewegung des Bügels
bewirken. Die Verformungskraft, die für ein Ziehen an einem Schenkel
des Bügels 8 erforderlich
ist, wird jedoch von solcher Größe sein,
daß eine
Verbindung zwischen der Halterung 9 und der Sicherungsplatte 10 aufrechterhalten
bleibt.
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Die
Erhöhung 23 kann
in einer einfacheren Ausführung
der Erfindung das Sicherheitsorgan darstellen, das bei einem Bügelbruch
eine Verbindung zwischen dem Federglied 3 und dem Achsrohr 7 sicherstellt.
Darüber
hinaus kann die Erhöhung 23 zur zusätzlichen
Erhöhung
der Sicherheit zusammen mit und ergänzend zu den Anschlägen 20 und 21 angeordnet
sein. Natürlich
besteht auch die Möglichkeit, die
Sicherheitsanordnung nur aus den oben beschriebenen Anschlägen 20 und 21,
d. h. ohne die Erhöhung 23,
bestehen zu lassen.