DE202017101992U1 - Federachse - Google Patents

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Abstract

Federachse für Fahrzeuge (1), insbesondere motorisierte Straßenfahrzeuge (1) oder Anhänger, mit einem Fahrgestell (2), insbesondere für Wohn-, Verkaufs-, Nutz- oder Sondermobile, wobei die Federachse (3) ein Achsrohr (5) mit endseitigen Radschwinghebeln (7) und einen Torsionsstab (6) im Achsrohr (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (6) sich über die Länge des geraden Achsrohrs (5) erstreckt und endseitig mit beiden Radschwinghebeln (7) mittels einer Drehbefestigung (10) und einer Axialbefestigung (13) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Federachse und ein damit ausgerüstetes Fahrgestell für ein Fahrzeug mit den Merkmalen im Oberbegriff der selbstständigen Ansprüche.
  • Eine solche Federachse ist aus der WO 94/11210 A1 bekannt. Sie ist für ein geknicktes Achsrohr vorgesehen, wobei in dessen Hälften jeweils eine Mehrfachanordnung von verkürzten Torsionsstäben angeordnet und befestigt ist.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Federachse aufzuzeigen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
  • Die beanspruchte Federachse hat mehrere Vorteile. Der Torsionsstab kann einerseits über die endseitigen Drehbefestigungen mit beiden Radschwinghebeln drehschlüssig verbunden sein und wird beim unterschiedlichen Einfedern der Radschwinghebel federelastisch tordiert. Andererseits verbindet der Torsionsstab über die Axialbefestigung die beiden Radschwinghebel in Axialrichtung miteinander und mit dem geraden Achsrohr. Dies erleichtert und vereinfacht die Lagerung und die axiale Abstützung der Radschwinghebel. Zudem werden die Montage und in evtl. Wechsel der Radschwinghebel erleichtert.
  • Die Federachse kann zusätzlich Federelemente, z.B. Luftfedern, Schraubenfedern bzw. Spiralfedern oder dgl., aufweisen, die mit den Radschwinghebeln verbunden und am Fahrgestell abgestützt sind. Sie können die Hauptfederung bilden. Der über die Achsrohrlänge durchgehende gerade Torsionsstab hat den Vorteil, dass er einem Heben und Senken des Fahrgestells mit gemeinsamer Betätigung der Federelemente und synchroner Radschwinghebeldrehung keinen Widerstand entgegensetzt. Dies ist für die Auslegung und Ausbildung der Federelemente und ihrer Abstimmung günstig.
  • Die beanspruchte Federachse hat ferner den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Bauweise und eines geringen Platzbedarfs. Die vorzugsweise gekoppelte Dreh- und Achsialbefestigung kann im inneren eines hohlen Innenrohrs des Radschwinghebels untergebracht werden. Hierfür ist es günstig, wenn das Innenrohr einen zylindrischen Querschnitt aufweist, der sich zudem kostengünstiger herstellen lässt.
  • Die Lagerung der Radschwinghebel kann am Achsrohr erfolgen. Dieses kann seinerseits über Achsböcke starr mit dem Fahrgestell verbunden sein. Die besagte Lagerung kann außerhalb des Achsrohrs angeordnet sein und kann ein stirnseitig vor dem Achsrohr angeordnetes Lager aufweisen. Dieses kann z.B. zwischen dem besagten Innenrohr und einer axial vorstehenden, rohrartigen Muffe des Achsrohrs angeordnet sein. Diese Art der Lagerung kann die Biegemomente besser aufnehmen und ist montage- und wartungsfreundlich. Außerdem kann die axiale Abstützung der miteinander über den Torsionsstab verbundenen Radschwinghebel vereinfacht werden. Es bedarf lediglich einer axialen Abstützung nach innen und in Richtung zum benachbarten Längsträger des Fahrgestells. Nach außen bewirkt die Axialbefestigung des Torsionsstabs an den Radschwinghebeln die axiale Abstützung.
  • Das mit einer oder mehreren Federachsen ausgerüstete Fahrzeug kann unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als motorisiertes Straßenfahrzeug oder als Anhänger. Das Fahrzeug kann für unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden und einen entsprechenden Aufbau haben, z.B. als Wohnmobil oder als Nutzfahrzeug, insbesondere als Verkaufs- oder Sondermobil oder als Lastentransporter, z.B. Tieflader, Autotransporter oder dgl.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
  • 1: in einer ausschnittsweisen Darstellung ein Fahrgestell eines Fahrzeugs mit einer Federachse in perspektivischer Ansicht,
  • 2: eine ähnliche perspektivische Ansicht wie 1 mit einer transparenten Darstellung des Achsrohrs und eines Radschwinghebels der Federachse,
  • 3: eine Seitenansicht der Federachse gemäß Pfeil III von 1,
  • 4: eine geschnittene Draufsicht gemäß Schnittlinie IV-IV von 3 und
  • 5: ein vergrößertes Detail V von 4.
  • Die Erfindung betrifft eine Federachse (3) für Fahrzeuge (1). Dies können z.B. Anhänger ohne eigenen Fahrantrieb, motorisierte Straßenfahrzeuge oder dgl. sein.
  • Das Fahrzeug (1) ist in den Zeichnungen nicht näher dargestellt. Es weist ein abgebrochen dargestelltes Fahrgestell (2) auf, das z.B. als Leiterrahmen mit zwei parallelen Längsträgern und gegebenenfalls einem oder mehreren Querträgern (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Auf dem Fahrgestell (2) kann einen Aufbau (ebenfalls nicht gezeigt) angeordnet sein, z.B. ein Wohn- oder Nutzaufbau, z.B. Pritschen-, Kasten-, Transporter-, Verkaufs- oder Sondermobilaufbau.
  • Die Federachse (3) weist ein gerades und über die Fahrzeugbreite durchgängiges Achsrohr (5) auf, an dessen Enden Achsböcke (4) befestigt sind, mit denen die Federachse (3) am Fahrgestell (2), insbesondere dessen Längsträgern, montiert werden kann.
  • Die Federachse (3) kann einzeln oder mehrfach vorhanden sein. Sie kann eine Hinterachsanordnung des Straßenfahrzeugs (1) bilden. Vorzugsweise ist das Straßenfahrzeug (1) mit einem Frontantrieb versehen, wobei die Federachse (3) als antriebslose Schleppachse ausgebildet ist. Das Straßenfahrzeug (1) kann z.B. einen motorisierten Zugkopf mit einem Frontantrieb aufweisen, wobei das Fahrgestell (2) als Anbauchassis ausgebildet ist, das an das verkürzte Fahrgestell des Zugkopfs höhengleich oder mit einem Höhenversatz über einen Adapter angeschraubt wird.
  • Die Federachse (3) weist gemäß 1, 2 und 4 das besagte gerade Achsrohr (5) auf, an dessen beiden Enden Radschwinghebel (7) drehbar um eine zentrale Längsachse des Achsrohrs (5) gelagert sind. Im hohlen Achsrohr (5) ist ferner zentral ein Torsionsstab (6) angeordnet, der sich über die gesamte Achsrohrlänge erstreckt und ggf. axial endseitig vorsteht. Der Torsionsstab (6) wird auch als Drehstab bezeichnet. Er ist an beiden Enden mit jeweils einem Radschwinghebel (7) mittels einer Drehbefestigung (10) und einer Axialbefestigung (13) verbunden. Bei einer synchronen Drehung der Radschwinghebel (7) kann sich der Torsionsstab (6) synchron und ohne Widerstand mitbewegen. Wenn sich nur ein Radschwinghebel (7) dreht oder beide Radschwinghebel (7) unterschiedliche Drehbewegungen ausführen, wird der Torsionsstab (6) um seine Längsachse tordiert und entwickelt eine rückstellende Federkraft.
  • Die Federachse (3) weist ferner Federelemente (18), z.B. Luftfedern, Schraubenfedern oder dgl., mit einer jeweiligen Abstützung (19) zwischen einem Radschwinghebel (7) und dem Fahrgestell (2) auf. Die Federelemente (18) können die Hauptfederung bilden. Sie können außenseitig am Fahrgestell (2) angeordnet sein. Hierauf wird nachfolgend näher eingegangen.
  • Die Drehbefestigung (10) und die Axialbefestigung (13) sind miteinander gekoppelt. Sie können jeweils in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß der Detaildarstellung von 5 weist die Drehbefestigung (10) eine Nuss (11) auf, die einerseits drehfest mit dem zugeordneten Ende des Torsionsstabs (6) und andererseits drehfest mit einer zugeordneten hohlen Aufnahme (12) am Radschwinghebel (7) verbunden ist. Die drehfeste Verbindung mit dem Ende des Torsionsstabs kann z.B. über ein Kerbverzahnung oder eine nicht-rotationssymmetrisch Außenkontur des vorzugsweise verdickten Stabendes, z.B. durch eine ovale oder prismatische Kontur, gebildet werden. Die z.B. ringartige Nuss (11) ist auf dem Ende des Torsionsstabs (6) angeordnet und weist hierfür eine innere Ringöffnung auf, die an die Außenkontur des besagten Stabendes für eine formschlüssige Verbindung angepasst ist. Vorzugsweise besteht eine komplementäre Ausbildung.
  • Die drehfeste Verbindung mit einer hohlen Aufnahme (12) am Radschwinghebel (7) erfolgt bevorzugt am Außenumfang der Nuss (11). Die hohle Aufnahme (12) ist z.B. am Ende eines nachfolgend erläuterten Innenrohrs (8) des Radschwinghebels (7) angeordnet. Die drehfeste und formschlüssige Verbindung zwischen der Nuss (11) und der Aufnahme (12) kann in beliebig geeigneter Weise, z.B. durch eine Verzahnung oder eine andere nicht-rotationssymmetrische und gegenseitig angepasste Kontur erfolgen. Die besagten Konturanpassungen haben vorzugsweise eine in Richtung der Längsachse des Torionsstabs (6) und des Achsrohrs (5) parallele und gerade Erstreckung, so dass die Nuss (11) an einem im Achsrohr (5) angeordneten Torsionsstabs (6) von außen montiert und dabei z.B. angesteckt sowie befestigt werden kann.
  • Die Axialbefestigung (13) sorgt in der besagten Axialrichtung von Torsionsstab (6) und Achsrohr (5) für eine feste axiale Verbindung und Abstützung zwischen den Radschwinghebeln (7) und dem verbindenden Torsionsstab (6). Die Axialbefestigung (13) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel von 5 weist die Axialbefestigung (13) eine flache Scheibe (14) auf, die an den Stirnseiten des Torsionsstabs (6) und der Nuss (11) befestigt ist. Dies kann z.B. durch Schrauben (15) erfolgen. Die Scheibe (14) und/oder die Nuss (11) können zumindest in einer Richtung axial am Radschwinghebel (7) abgestützt sein. Hierbei kann z.B. die bewegliche Nuss (11) am Boden einer sacklochartigen Aufnahme (12) in Richtung zur Innenseite des Fahrgestells (12) abgestützt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Scheibe (14) ein Übermaß gegenüber dem Außenumfang der Nuss (11) haben und kann sich hierüber außenseitig an einem Hebelkorpus (9) des Radschwinghebels (7) abstützen.
  • Alternativ ist eine feste und z.B. stoffschlüssige oder klemmende Verbindung des Innenrohrs (8) und der Nuss (11) durch Schweißen, Kleben, Presssitz etc. möglich. Hierdurch werden die Dreh- und Axialbefestigung (10, 13) in einem gebildet. Die Nuss (11) kann innerhalb oder außerhalb des Innenrohrs (8) angeordnet sein. Die Nuss (11) kann vorab am Radschwinghebel (7) befestigt werden, der dann an dem im Achsrohr (5) befindlichen Torsionsstab (6) aufgesteckt und fixiert werden kann.
  • Der Radschwinghebel (7) weist das besagte Innenrohr (8) und den Hebelkorpus (9) auf. Das Innenrohr (8) hat eine bevorzugt zylindrische Form und ist im Innenraum des hohlen und bevorzugt zylindrischen Achsrohrs (5) aufgenommen. 5 zeigt diese Anordnung. Der Hebelkorpus (9) ist am äußeren Ende des Innenrohrs (8) befestigt und steht vom Innenrohr (8) quer ab. Das Innenrohr (8) durchsetzt das obere Kopfende des Hebelkorpus (9), das hierfür eine Durchgangsöffnung aufweist. Die gegenseitige Befestigung von Innenrohr (8) und Hebelkorpus (9) kann z.B. durch eine Schweißnaht erfolgen.
  • Wie 4 und 5 verdeutlichen, erstreckt sich der Torsionsstab (6) durch die Innenrohre (8) der Radschwinghebel (7). Die Drehbefestigung (10) und die Axialbefestigung (13) sind dabei am äußeren Ende des jeweiligen Innenrohrs (8) angeordnet.
  • Die Radschwinghebel (7) sind jeweils drehbar an einem stirnseitigen Ende des Achsrohrs (5) gelagert. Hierfür ist jeweils ein Lager (16) vorgesehen. Dieses kann sich z.B. außerhalb des Achsrohrs (5) und fluchtend vor dessen stirnseitigem Ende befinden. Das Achsrohr (5) weist an beiden Enden jeweils eine vorstehende, axiale und rohrartige Muffe (17) auf, die z.B. außenseitig am Mantel des Achsrohrs (5) angeschweißt oder auf andere Weise befestigt ist. 5 zeigt diese Anordnung.
  • Zwischen der Muffe (17) und dem Radschwinghebel (7), insbesondere dessen Innenrohr (8), ist ein Lager (16) angeordnet. Dieses ist bevorzugt als Wälzlager ausgebildet, kann aber auch ein Gleitlager oder eine Kombination dieser Lagerarten sein. Das Lager (16) kann als kombiniertes oder getrenntes Axial- und Radiallager ausgebildet sein. Der eine Lagersitz kann an der Innenwandung der Muffe (17) und der andere Lagersitz an der Außenwandung des Innenrohrs (8) angeordnet und ausgebildet sein. Eine axiale Abstützung nach außen kann über das besagten Kopfende des Hebelkorpus (9) erfolgen. Ferner kann an der Stoßstelle zwischen der Muffe (17) und dem Hebelkorpus (9) eine Dichtung angeordnet sein.
  • Wie 5 verdeutlicht, kann am inneren Stirnende des Innenrohrs (8) zusätzlich eine Gleitlagerung zwischen Achsrohr (5) und Innenrohr (8) vorhanden sein. Alternativ kann auch eine Wälzlagerung, z.B. in Form eines Nadellagers, vorhanden sein.
  • In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform kann das Lager (16) innerhalb des Achsrohrs (5) und z.B. zwischen dem Achsrohrende und dem Innenrohr (8) angeordnet sein. Daneben sind weitere Lagerungsvarianten möglich.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist ein einzelner Torsionsstab (6) vorhanden. Alternativ ist eine Mehrfachanordnung möglich. Das Innenrohr (8) ist im Außendurchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Achsrohrs (5). Beide Rohre (5, 8) können zumindest im Lagerbereich eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen.
  • Das Achsrohr (5) ist über die Muffe (17) oder auf andere Weise mit dem jeweiligen endseitigen Achsbock (4) verbunden. Als zusätzliche Abstützung des Achsrohrs (5) kann am Achsbock (4) über dem Achsrohr (5) ein Stützsockel angeordnet sein. 1, 2 und 3 verdeutlichen diese Ausbildung.
  • Die Radschwinghebel (7) nehmen jeweils einzeln ein Fahrzeugrad (nicht dargestellt) auf. Hierfür ist am freien Ende des Radschwinghebels (7) bzw. des Hebelkorpus (9) eine Montageplatte für das Fahrzeugrad oder eine Radbremse angeordnet. 1 und 3 zeigen diese Anordnung.
  • Das Federelement (18), z.B. die gezeigte Luftfeder, ist vorzugsweise stehend angeordnet. Die Luftfeder weist einen Luftbalg auf. Ferner können Versorgungs- und Stellmittel für die Luftbalge vorhanden sein. Die Abstützung (19) weist am einen Ende des Federelements (18), insbesondere der Luftfeder, insbesondere am unteren Ende, eine Befestigungsstelle am freien Ende des Radschwinghebels (7) bzw. Hebelkorpus (9) auf. Hierfür kann am besagten Ende ein in 3 gezeigter plattenförmiger Ansatz vorhanden sein. Der obere Teil der Abstützung (19) wird von einem Stützbeschlag gebildet, der am Fahrgestell (2) insbesondere an dessen Längsträger, direkt oder mittelbar abgestützt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Stützbeschlag am Achsbock (4) angeordnet und abgestützt.
  • Die Federachse (3) weist ferner Stoßdämpfer (20) auf, die jeweils zwischen einem Ansatz am Radschwinghebel (7) und einer Anbindungsstelle am Achsbock (4) angeordnet sind. Der Ansatz kann jenseits der Lagerstelle am Achsrohr (5) bzw. der Schwingachse und an der dem Federelement (18) gegenüberliegenden Radschwinghebelseite angeordnet sein.
  • Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsform und der genannten Abwandlungen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert und gegebenenfalls ausgetauscht werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug, Straßenfahrzeug, Anhänger
    2
    Fahrgestell, Chassis
    3
    Federachse
    4
    Achsbock
    5
    Achsrohr
    6
    Torsionsstab, Drehstab
    7
    Radschwinghebel
    8
    Innenrohr
    9
    Hebelkorpus
    10
    Drehbefestigung
    11
    Nuss
    12
    Aufnahme
    13
    Axialbefestigung
    14
    Scheibe
    15
    Schraube
    16
    Lager
    17
    Muffe
    18
    Federelement, Luftfeder, Schraubenfeder
    19
    Abstützung
    20
    Stoßdämpfer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 94/11210 A1 [0002]

Claims (18)

  1. Federachse für Fahrzeuge (1), insbesondere motorisierte Straßenfahrzeuge (1) oder Anhänger, mit einem Fahrgestell (2), insbesondere für Wohn-, Verkaufs-, Nutz- oder Sondermobile, wobei die Federachse (3) ein Achsrohr (5) mit endseitigen Radschwinghebeln (7) und einen Torsionsstab (6) im Achsrohr (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (6) sich über die Länge des geraden Achsrohrs (5) erstreckt und endseitig mit beiden Radschwinghebeln (7) mittels einer Drehbefestigung (10) und einer Axialbefestigung (13) verbunden ist.
  2. Federachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federachse (3) Federelemente (18), insbesondere Luftfedern oder Schraubenfedern, mit einer jeweiligen Abstützung (19) zwischen einem Radschwinghebel (7) und dem Fahrgestell (2) aufweist.
  3. Federachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbefestigung (10) und die Axialbefestigung (13) miteinander gekoppelt sind.
  4. Federachse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbefestigung (10) eine bevorzugt ringartige Nuss (11) aufweist, die einerseits drehfest mit dem Ende des Torsionsstabs (6) und andererseits drehfest mit einer hohlen Aufnahme (12) am Radschwinghebel (7) verbunden ist.
  5. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbefestigung (13) eine Scheibe (14) aufweist, die an den Stirnseiten des Torsionsstabs (6) und der Nuss (11) befestigt, insbesondere angeschraubt, ist.
  6. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (14) und/oder die Nuss (11) zumindest in einer Richtung axial am Radschwinghebel (7) abgestützt ist.
  7. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radschwinghebel (7) ein im Achsrohr (5) aufgenommenes, vorzugsweise zylindrisches, Innenrohr (8) mit einem daran befestigten sowie quer abstehenden Hebelkorpus (9) aufweist.
  8. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (6) sich durch die Innenrohre (8) erstreckt, wobei die Drehbefestigung (10) und die Axialbefestigung (13) am äußeren Ende des jeweiligen Innenrohrs (8) angeordnet sind.
  9. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radschwinghebel (7) jeweils drehbar an einem Ende des Achsrohrs (5) gelagert sind.
  10. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsrohr (5) an beiden Enden jeweils eine vorstehende axiale rohrartige Muffe (17) aufweist, wobei zwischen der Muffe (17) und dem Radschwinghebel (7), insbesondere dessen Innenrohr (8), ein Lager (16), insbesondere ein Wälzlager, angeordnet ist.
  11. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (16) als Axial- und Radiallager ausgebildet ist.
  12. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (18) außenseitig am Fahrgestell (2) angeordnet sind.
  13. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federachse (3) Achsböcke (4) am Achsrohr (5) zur Befestigung am Fahrgestell (2) aufweist.
  14. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federachse (3) Stoßdämpfer (20) aufweist.
  15. Federachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federachse (3) als Schleppachse ohne Fahrantrieb ausgebildet ist.
  16. Fahrzeug, insbesondere motorisiertes Straßenfahrzeug oder Anhänger, mit einem Fahrgestell (2) und einer Federachse (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Federachse (3) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist.
  17. Straßenfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) einen Aufbau aufweist und als Wohnmobil oder als Nutzfahrzeug, insbesondere als Verkaufs- oder Sondermobil oder als Lastentransporter, z.B. Tieflader, Autotransporter, ausgebildet ist.
  18. Straßenfahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Straßenfahrzeug einen Zugkopf mit Frontantrieb aufweist und das Fahrgestell (2) als Anbauchassis ausgebildet ist.
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