DE2306392A1

DE2306392A1 - Luftgefederte starrachse fuer gleislose fahrzeuge

Info

Publication number: DE2306392A1
Application number: DE19732306392
Authority: DE
Inventors: Diether Von Dipl I Scarpatetti; Paul Dipl Ing Strifler
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-02-09
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1974-08-15
Also published as: FR2217176B1; IT1002642B; FR2217176A1

Description

Daimler-Benz Aktle.i*;e£.ellschaf t Daim 9264/4

Stuttgart-Untertürkheitn 6. Februar 1973

Luftgefedertc Starrachse für
gleislose Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine luftgefederte Starrachse für gleislose Fahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen und Omnibusse, bei der die Achse in Fahrzeuglängsrichtung durch Federträger geführt ist, von denen je einer einer Achsseite zugeordnet ist und die bei Erstreckung in Fahrzeuglangsrichtung im Bereich ihrer vorderen Enden schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen verbunden und im Bereich ihrer rückwärtigen Enden über Luftfedern gegen diesen abgestützt sind, und bei der zur Querführung der Achse Längsblattfedern vorgesehen sind, die im Bereich ihrer, vorderen und rückwärtigen Enden mit dem Fahrzeugrahmen verbunden sind.

Bei bekannten derartigen Fahrzeugfederungen, deren Konzeption darauf zurückzuführen ist, bei serienmäßig mit Blattfederung ausgeführten Fahrzeugen die Blattfederung durch eine Luftfederung bei möglichst geringen Umbaumaßnahmen an Achse und Rahmen zu ersetzen, sind die zur Querführung dienenden Längsblattfedern, welche durch Einblattfedern gebildet sind, mit der Achse über die Federträger verbunden, an denen sie im Bereich ihr.es vorderen, d.h. vor der Achse liegenden Astes befestigt sind. Hierdurch wird beim Ein- und Ausfedern den als Einblattfedern ausgebildeten Längsblattfedern von den steiferen Federträgern jeweils deren Auslenkrichtung aufgezwungen, was zu einer ungünstigen Belastung und Verformung der Längsblattfedern führt. Um die dabei auftretenden Spannungen in den Federn in erträg-

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lichen Grenzen zu halten, werden bei den bekannten Konstruktionen die Längsblattfedern deshalb verhältnismäßig dünn ausgebildet, was aber wiederum bei hohen Querkräften zu unerwünscht hohen Materialbeanspruchungen und auch zu einer unerwünscht großen Querfederung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Ausgestaltung einer Luftfederung der eingangs genannten Art aufzuzeigen, bei der die Längsblattfedern zumindest im wesentlichen lediglich der Querführung der Achse dienen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Blattfedern mit der Achse jeweils in Bezug auf eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Schwenkachse nachgiebig verbunden werden. Bei einer derartigen Ausgestaltung, bei der die Blattfedern bevorzugt in ihrem längsmittleren Bereich mit der Achse verbunden werden, ist durch die Schwenkbarkeit der der Querführung dienenden Längsblattfedern um eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Achse sichergestellt, daß beim Ein- und Ausfedern auf die LHngsblattfedern keine, bzw. nur unbedeutende, in vertikalen Fahrzeuglängsebenen wirkende Momente übertragen werden können, wodurch unerwünschte Einflüsse auf diese Längsblattfedern ausgeschlossen sind und die LHngsblattfedern deshalb im wesentlichen ausschließlich im Hinblick auf ihre Querführungs-Aufg.abe konzipiert werden können. Dies bedeutet, daß die auch im Rahmen der Erfindung bevorzugt als Einblattfedern ausgebildeten Längsblattfedern wegen der begrenzten Krümmung beim Ein- und Ausfedern verhältnismäßig stark ausgelegt werden können.

In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn zur schwenkbar nachgiebigen Verbindung zwischen jeder der Längsblattfedern und der Achse ein Gummigelenk vorgesehen wird. Eine solche Verbindung erweist sich als besonders einfach und .

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verschleir.unempfindlich. Zi\-ecknäßigerweise weist ein.Gummigelenk wenigstens zwei quer zur Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckende, in Bezug auf die jeweilige Blattfeder einander gegenüberliegende und über einen Teil ihrer Höhe, in Kammern eines Gelenkgehäuses liegende Gummielemente auf. Dps Einsetzen der Gummielemente in Kammern hat zur Folge, daß diese, eine entsprechend dichte Gumminischung vorausgesetzt, sich sehr hart verhalten und damit eine imaginäre,in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse festlegen. Durch das harte Verholten der Gummielemente wird gleichzeitig aber auch ein Kippen der zwischen den Gummielementen liegenden und durch diese geführten Längsblattfeder um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, imaginäre Schwenkachse unter dem Einfluß von Querkräften vermieden.

Einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zufolge weist das Gelenkgehäuse sechs quer zur Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckende und in Bezug auf die Blattfedern einander gegenüberliegende GuriM.ielemente nuf, vor denen die jeweils mittleren sich härter als die äußeren verhalten. Die größere Härte der mittleren Gummi el em en to l-.pnn dadurch erreicht werden, daß von den Begrenzungswänden der Kammern die den mittleren Kammern zugeordneten Querwände höher als die der äußeren Kammern ausgebildet werden. Durch eine derartige Maßnahme wird gleichzeitig auch sichergestellt, daß die Feder bei übergroßen Querkräften nicht wesentlich verkanten kann, da die Querwände der Kammern in einem solchen Fall als Anschläge wirksam werden können.

Die Längsfixierung der Längsblattfedern im Bereich des jeweiligen Gelenkgehäuses ist erfindungsgemäß dadurch zu erreichen, daß die Blattfedern im Bereich des Gummigelenkes mit an ihren Breitseiten vorgesehenen Erhebungen versehen werden, die bevorzugt nocken- oder rippenartig ausgebildet sind und von denen zwei auf der gleichen Seite einer Feder liegende und in Federlänssrichtuiig aufeinanderfolgende einen Abstand zueinander

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haben, der dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Querwände entspricht. Hierdurch kommen die Erhebungen zwischen zwei aufeinanderfolgende Gummielemente zu liegen und sind dadurch in Längsrichtung fixiert.

Die Verschwenkbarkeit der Blattfedern um eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Schwenkachse kann erfindungsgemäP auch dadurch gewährleistet werden, daß die Blattfedern jeweils mit einem querliegenden, beiderseits überstehenden Lagerzapfen versehen werden, der in der Achse zugeordneten Führungen gehalten ist. Diese Führungen können rch einem Gelenkgehäuse zugeordnete Führungsbüchsen gebildet sein.

Die Verbindung des Gelenkgehäuses mit der Achse wird zweckmäßigerweise über einen an der Achse vorgesehenen Bock vorgenommen. Um bei der erfindungsgemäßen Konstruktion, und zu-ar insbesondere bei der Verwendung von Gummigelenken ein Querstellen der Längsblattfeder gegenüber dem Gelenkgehäuse, bzw. des Gelenkgehäuses und der Achse gegenüber" der Querblattfeder auszuschließen, kann einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal zufolge die Innenbreite des Gelenkgehäuses etwa der Breite der Blattfeder entsprechen.

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematisierter Darstellung die luftgefederte Starrachse eines Lastkraftwagens in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 das in der Verbindung der Längsblattfeder mit der Achse vorgesehene, die Längsblattfeder umschließende Gelenkgehäuse in einem Querschnitt und

Fig. 4 das Gelenkgehäuse gemäß Fig. 3 in einem Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3.

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In den Figuren ist mit 1 der Rahmen eines Lastkraftwagens bezeichnet, von dem hier nur der Bereich der angetriebenen und durch eine luftgefederte Starrachse 2 gebildeten Hinterachse dargestellt ist. Der Rahmen 1 des Fahrzeuges, dessen Längsmittelebene/ Uer Draufsicht gemäß Fig. 2 mit 3 bezeichnet ist, umfnP.t Längsträger 4 und Querträger 5,6. Im Bereich der Querträger ^r> , C), die nuf verschiedenen Seiten der Achse 2 liegen, sind nufcnseitig an der? Längstrn,7,ern 4 Federböcke befestigt, von denen der vordere mit 7 und der hintere mit C bezeichnet ist. Über die Federbocke 7, B ist jeweils, wie dies in den Ausführungsformen gemäß /iguren ! und 2 nur für die linke Fahrzeugseite dargestellt ist, eine Längsblattfeder 9 gehalten, die als Querfuhrungselernent für die Achse 2 dient und bevorzugt par >belfürmijT ausgewalzt ist. Die L^ringsblattfeder 9 ist strichliert in ihrer ein- und in ihrer'ausgefederten Lage angedeutet und in ihrer eingefederten Lage mit 9' und in ihrer ausgefederten Lage mit 9 bezeichnet. Mit der Achse 2 ist die Längsblattfeder 9 uiu eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Schwenkachse nachgiebig verbunden, wobei die Verbindung im längsmittleren Bereich der Feder 9 in einem Gelenkgehäuse 10 erfolgt, das seinerseits über einen Bock Jl an der Achse befestigt ist.

Die Längsführung der Achse 2 erfolgt erfindungsgemäß im wesentlichen über in sich im wesentlichen steife Federträger 12, von denen im Ausführungsbeispiel wiederum nur einer sichtbar ist und die jeweils über ein Federauge 13 in ihrem vorderen Endbereich mit dem Rahmenlängsträger 4 verbunden sind. In ihrem hinter der Achse 2, mit der sie starr verschraubt sind, liegenden Bereich sind die Federträger 12 jeweils über eine Luftfeder gegen den zugehörigen Längsträger 4 abgestützt, -wobei dem Federbalg der Luftfeder l4 am Rahmenlängsträger 4 ein entsprechendes Widerlager 15 zugeordnet ist. Da bei der erfindungsgemäßen Verbindung der Längsblattfeder 9 mit der Achse 2 auf die Blattfeder von der Achse her keine Biegemomente übertragen werden können und die Blattfeder 9 somit im wesentlichen nur Quer- und

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Vertikalkräfte aufzunehmen hat, kann sie_tlediglich unter Berücksichtigung der Vertikalfederung, auf eine optimale Querführung ausgelegt werden. Weiter hat die erfindungsgemäße Konstruktion zur Folge, daß beim Ein- und Ausfedern der Räder l6 die beiden Äste der Blattfeder 9, also deren vor der Achse und dereii hinter der Achse 2 liegender Teil gleichmäßig belastet und damit auch gleichmäßig ausgenützt werden.

Eine im Rahmen der Erfindung mögliche und besonders vorteilhafte Lösung, wie die um eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Schwenkachse nachgiebige Verbindung der Längsblattfeder 9 mit der Achse 2 erfolgen kann, zeigen irr einzelnen die Fig. 3 und *i, in denen analog zur Darstellung gemäß Figuren 1 und 2 das Gelenkgehäuse mit 10 und der dieses tragende und mit der Achse zu verbindende Bock mit 11 bezeichnet sind. Das Gelenkgehäuse 10, das einen oberen Gehäuseteil 17 und einen unteren Gehäuseteil to umfaßt, weist innenseitig, seinem oberen und seinem unteren Teil 17,lO zugeordnet in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Kammern 19 bis 22 auf, von denen die dem oberen bzw. unteren Teil 17 bzw. l8 zugehörigen Kammern 19 bzw. 20 einander in Bezug auf die Feder 9 gegenüberliegende, mittlere Kammern

bilden, an die in Fahrzeuglängsrichtung beidseitig äußere Kammern 21 bzw. 22 anschließen. Die Kammern 19 his 22 erstrecken sich jeweils über die Breite des Gelenkgehäuses 10 und nehmen entsprechende Erstreckung aufweisende, also in Fahrzeugquer· richtung sich erstreckende Gummielemente 23 auf. Von den die Kammern begrenzenden, sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querwänden sind die zwischen den mittleren Kammern 19, 20 und den äußeren Kammern 21 bzw. 22 liegenden mit lh bezeichnet und höher ausgebildet als die äußeren, den Kammern 21 und 22 zugeordneten Querwände 25· Dadurch, daß die Gummielemente 23 ver- hältnismäßig große Dichte aufweisen,ergibt sich in Verbindung damit, daß die mittleren Kammern 191 20 die Gummielemente 23 über einen großen Teil ihrer Höhe einschließen, für die in den

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mittleren Kammern 19, 20 befindlichen Gummi, el em en te 23 ein verhältnismäßijr steifes Verhauten. Insbesondere verhalten sich
die mittleren Gummielemente aufgrund der geschilderten Kammerausbildung steifer als die in den äußeren Kammern 21, 22 befindlichen Gummielemente. Diese Ausgestaltung des Gelenkgehäuses
hat zur Folge, daP. sich für die Blattfeder 9 gegenüber dem Gelenkgehäuse K>,und damit gegenüber der Achse 2 eine imaginäre, etwa mittig zwischen den Gummielementen 23 der mittleren Kammern 19, 20 liegende, in Fnhrzeugquerrichtung verlaufende
Schwenkachse 25 ergibt.

Die Blattfeder 9 ist in ihrem innerhalb des Gelenkgehäuses 10
liegenden Bereich auf ihren einander gegenüberliegenden Seiten mit Erhebungen 26 versehen, die sich in Querrichtung erstrecken und deren in Längsrichtung der Blattfeder 9 gemessener Abstand etwa dem Abstand der den mittleren Kammern 10, 20 zugeordneten Querwände 2¹I voneinander entspricht. Über die Erhebungen 26,
die nocken- oder rippenförmig gestaltet sein können, wird die
Längsblattfeder 0 gegenüber dem Gelenkgehäuse 10 bzw. der Achse 2 in Fahrzeugläiigsrichtung fixiert.

Kie Fig. k zeigt, entspricht die Breite der Längsblattfeder 0
etwa der Breite des Gelenkgehäuses 10, wodurch eine Verschwenkung der Längsblattfeder 9 gegenüber dem Gelenkgehäuse 10 um
eine aufrechte Achse im wesentlichen ausgeschlossen ist. Zugleich ist hierdurch naturgemäß auch eine Querverschiebung
zwischen Längsblattfeder 9 und Gelenkgehäuse 10 ausgeschlossen. Ein Kippen der LKngsblattfeder 9 tun eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, liegende Federachse, wie sie in Fig. k mit 27 bezeichnet ist, wird zunächst durch das steife Verhalten der den mittleren Kammern 19» 20 zugeordneten Gummielemente 23 verhindert. Dies ist wesentlich, weil beim Ein- und Ausfedern die
Querkräfte durch Abweichung der Feder 9 «us der gestreckten
Lage ein Drillmoment auf die Feder 9 verursachen. Eine weiter-

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gehende Verdrillung, also eine Verdrehung der Blattfeder 9 gegenüber dem Gehäuse 10 um die Achse 27 ist erfindungsgemäß auch dadurch ausgeschlossen, daß die den mittleren Kammern 19> 20 zugeordneten Querwände 24 verhältnismäßig große Höhe aufweisen.

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Claims

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Ansprüche

1·)Luftgefederte Starrachse für gleislose Fahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen und Omnibusse, bei der die Achse in Fahrzeuglängsrichtung durch Federträger geführt ist, von denen je eii>er einer Achsseite zugeordnet ist und die bei Erstreckung in Fnhrzeuglängsrichtung im Bereich ihrer vorderen Enden schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen verbunden und im Bereich ihrer rückwärtigen Enden über Luftfedern gegen diesen abgestützt sind, und bei der zur Querführung der Achse Längsblattfedern vorgesehen sind, die im Bereich ihrer vorderen und rückwärtigen Enden mit dem Fahrzeugrahmen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (9) mit der Achse (2) jeweils in Bezug auf eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Schwenkachse (25) nachgiebig verbunden sind.

2. Starrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (θ) in ihrem längsmittleren Bereich mit der Achse (2) verbunden sind.

3- Starrachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur schwenkbar nachgiebigen Verbindung ein Gummigelenk vorgesehen ist.

h. Starrachse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Gummigelenk wenigstens zwei quer zur Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckende, in Bezug auf die Blattfeder (9) in Höhenrichtung einander gegenüberliegende und über einen Teil ihrer Höhe in Kammern (19,2O) eines Gelenkgehäuses (lO) lie-' gende Gummielemente (23) umfaßt.

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5. Starrachse nach Anspruch 3 oder Ί, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkgehäuse (lO) sechs quer zur Federlängsrichtung sich erstreckende und in Bezug auf die Blattfeder .(9) einander gegenüber2.iegende Guramieleraente (23) umfaßt, von. denen die jeweils mittleren sich härter als die äußeren verhalten.

6. Starrachse nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 51 dadurch gekennzeichnet, daß von den Begrenzungswänden der Kammern (19 bis 22) die den mittleren Kammern (19, 20) zugeordneten Querwände (2k) höher sind als dre der äußeren Kammern (21, 22) .

7· Starrachse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (9) im Bereich des Guounigelenkes mit an ihren Breitseiten vorgesehenen Erhebungen (26) versehen sind.

8. Starrachse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (26) nockena.rtig ausgebildet sind.

9. Starrachse nach Anspruch 7 oder ö, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von zwei in Längsrichtung der Blattfedern (9) aufeinanderfolgenden Erhebungen (26) dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Querwände (2'i) des Gelenkgehäuses (1O) entspricht.

10. Starrachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern jeweils mit einem querliegenden, beiderseits überstehenden Lagerzapfen versehen sind, der in der Achse zugeordneten Führungen gehalten ist.

11. Starrachse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen durch einem Gelenkgehäuse zugeordnete Führungsbüchsen gebildet sind.

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12. Starrachse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch jiokeiiiizeichnet, daß das Gelenkgehnuse (lO) Bestandteil eines der Achse zugeordneten Dockes (il) ist.

13. Starrachse jmch -einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiclxnet, daß die Iimenbreite des Gelenkgehäuses (1O) etwa der Breite der Blattfeder (9) entspricht.

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