DE2327279A1

DE2327279A1 - Hilfsachsen-aufhaengungssystem

Info

Publication number: DE2327279A1
Application number: DE2327279A
Authority: DE
Inventors: Raymond M Scanlon; Stephen Turner
Original assignee: WDT WARREN; TWM Manufacturing Co Inc
Current assignee: WDT WARREN; TWM Manufacturing Co Inc
Priority date: 1972-07-20
Filing date: 1973-05-29
Publication date: 1974-02-14
Also published as: FR2193721B1; IT985224B; SE420180B; CA974265A; AU450209B2; JPS4944422A; FR2193721A1; BE799927A; IL42165A; CH574829A5; IL42165A0; GB1443572A; AU5635773A

Description

Die Erfindung betrifft ein Hilfsachsen-Aufhängungssystem für Fahrzeuge mit Rädern. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Hilfsachsen-Aufhängungssystem mit verbesserter Stärke und Dauerhaftigkeit, das in Fachkreisen als "positive return" - System bekannt ist (siehe unten).

Es ist wohlbekannt, daß bei lastentragenden Fahrzeugen mit Rädern die Last, die ohne Schaden für die Straßenoberfläche geführt werden kann, umso größer ist, je größer die Zahl der die Last tragenden Räder ist. Während die meisten Staaten das Bruttogewicht eines Fahrzeugs beschränken, das auf den Staatsstrassen fährt,

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geben in der Tat viele Staaten ein Bruttogewicht an, das jede Fahrzeugachse tragen darf. In solchen Fällen folgt, daß, umso größer die Zahl der mit Rädern versehenen Achsen des Fahrzeuges, desto größer das zugelassene Bruttogewicht,ist. Unglücklicherweise sind das Reifen-"Schwimmen" (das ist die Verwindung und der Verschleiß, insbesondere der ungesteuerten Räder hauptsächlich in der Kurvenfahrt), wenn das Fahrzeug wendet, und die Krafterfordernisse, um das Ziehen dieses "Schwimmens" zu überwinden, umso größer, je größer die Zahl der Achsen ist, die entlang des Fahrzeugs verteilt sind.

Um das genannte Reifen-Schwimmen zu vermindern, wenn Mehrfach^-achsaufhängungen verwendet werden, wurde vorgeschlagen, eine oder mehr dieser Mehrfachachsen zu steuern oder nachzuführen. Dies ist jedoch eine sehr komplexe und teuere Lösung, die bei vorhandenen Fahrzeugen nicht einzurichten ist.

Wie in der US-Patentschrift 3 285 621 gelehrt wird, läßt sich das Problem des Reifen-Schwimmens, wenn eine Vielzahl von Achsen benutzt werden muß, um eine außer-' gewöhnlich schwere Last bei der Fahrzeugfahrt mitzuführen, überwinden, indem das Prinzip der Fahrzeug-Hilfsachse benutzt wird. Diese kann wahlweise zur Strassenoberfläche oder von dieser weg geschoben werden. Eine solche Fahrzeughilfsachse ergibt eine vergrößerte Ladekapazität des Fahrzeugs und minimalisiert gleichzeitig das Reifen-Schwimmen, den Kraftaufwand und die Grenzen der Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs. Allgemein gesprochen umfaßt die bevorzugte Ausführungsform, wie sie in dieser Anmeldung in Betracht gezogen wird, ein Fahrzeug mit Rädern, das längs verlaufende

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Rahmenteile nebeneinander besitzt, wobei Jedes Rahmenteil nahe der entsprechenden Fahrzeugseite angeordnet ist. Außerdem sind mindestens eine erste und eine zweite Achse vorgesehen, die unter den Rahmenteilen liegen und quer zu diesen verlaufen, wobei diese Achsen in Abstand voneinander entlang der Fahrzeuglänge verteilt sind und wobei auf jede Räder montiert sind, auf denen das Fahrzeug fahren kann. Außerdem ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche die genannte erste Achse mit den Rahmenteilen verbindet, wobei die erste Achse ein primäres Mittel zum Tragen des Fahrzeugs bildet. Blattfedern sind vorgesehen auf jeder Seite des Fahrzeugs, nahe ihren entsprechenden Rahmenteilen und längs zu diesen verlaufend, wobei jede Blattfeder mit ihren Endteilen an den entsprechenden Rahmenteilenbefestigt ist. Ihr mittlerer Teil liegt jeweils über der zweiten· Achse und ist an dieser befestigt. Die Blattfedern arbeiten so zusammen, daß sie normalerweise die zweite Achse nach, oben drücken und so die daran montierten Räder über die Oberfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt, anheben. Außerdem sind senkrecht flexible pneumatische Kammern vorgesehen, die zwischen den entsprechenden Rahmenteilen und der zweiten Achse verlaufen, und Mittel, mit denen wahlweise pneumatischer Druck an die Kammern angelegt werden kann, wodurch deren vertikale Ausdehnung bewirkt wird. Dadurch wird die zweite Achse nach unten gegen die von den Federn ausgeübte Kraft gedrückt; die an ihr angebrachten Räder werden abgesenkt und gelangen in Eingriff mit der Oberfläche, auf der das Fahrzeug fährt. Läßt man den pneumatischen Druck ab, ziehen die nach oben vorgespannten Federn die Räder von der Berührung" mit der Oberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, ab, wenn die

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Hilfsachse (also die zweite Achse) nicht mehr zum Tragen der Last benötigt wird. Dies ist in der Technik als "positive return" System bekannt geworden.

Das Grundkonzept, das in dem oben genannten Patent gelehrt wurde, hat sich als außerordentlich nützlich bei der Überwindung des Schwimm-Problems, das oben beschrieben wurde, herausgestellt, Man hat jedoch gefunden, daß wenn ein Lastwagen oder Sattelschlepper eine Last von größer als ungefähr 2,724 Tonnen (t) (6000 Pfund) und üblicherweise größer als 6,356 t (14000 Pfund) pro Achse tragen sollte, sehr viel Kraft, besonders während des Bremsvorgangs des Fahrzeugs, auf die Enden der Blattfedern in der HilfSachsenkombination aufgebracht wird. Diese Kraft kann die Quelle einer möglichen Gefahr sein, Zusätzlich hat sich herausgestellt, daß wenn die senkrecht

verlaufenden Klammervorrichtungen, die zur Verbindung der Blattfederenden mit. ihren ^ntsr>rechenden_

äußeren/Rahmenteilen benutzt werden, durch Schweißverbindungen oder mit durch die Flanschteile der Rahmenteile (z.B. I-Träger, Hohlträger oder dgl.) verlaufenden Bolzen befestigt sind, eine weitere mögliche Gefahrenquelle entstand. Angesichts der schweren Last, die von der Achse getragen wird und der großen Kraft, die auf die Klammervorrichtung, welche die Blattfedern mit dem Rahmenteil verbinden, wirkt, haben sich Schweißverbindungen als völlig unzulänglich erwiesen, um den für das System notwendigen Sicherheitsfaktor zu liefern. Es hat sich weiter herausgestellt, daß aus bestimmten Gründen, wahrscheinlich physikalischen oder metallurgischen, die Stärke der Rahmenteile außerordentlich geschwächt wurde, bis zu dem Punkt, an dem der Bruch oder die ErmüVdung des Rahmenteils tatsächlich einsetzen konnte, wenn die Flansche der Rahmehteile durch die Anbringung von durch

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sie hindurchlaufenden Bolzen verletzt wurden.

Die im US-Patent 3 617 072 beschriebene Erfindung löste das obige Problem, indem sie eine einzigartige Abwandlung des Grundkonzepts von US-Patent 3 285 schuf. Diese einzigartige Abwandlung umfaßte im allgemeinen in Kombination mit dem zugrundliegenden "positive return"-System mindestens zwei Dreharme ("torquearms"), die entlang der Achse in der vorderen oder hinteren Fahrzeugrichtung verliefen und zwischen der Achse und der Klammervorrichtung für die Federaufhängung angebracht waren, welche die Enden der Blattfedern mit dem Fahrzeug verbindet.

Die Klammervorrichtung zur Verbindung der Blattfedern mit dem Fahrzeug wurde so entworfen, daß die Federn darin in der Längsrichtung gleiten konnten. Zusätzlich wurde das Problem der Stärke des Rahmenteils überwunden, indem eine Kombination gewinkelter Eisenklammervorrichtungen geschaffen wurde, die ermöglichte, daß die Bolzen mit dem senkrecht verlaufenden Zwischenstück des Rahmenteils verbunden werden konnten. Da aber die Flansche der gewinkelten Eisen über die Flansche der Rahmenteile hinaus verliefen, konnten die Flanschteile des Rahmenteils mit den abgewinkelten Teilen befestigt werden, ohne die Struktur der Flansche des Rahmenteils zu verletzen.

Indem also das Prinzip der Hilfsachse, wie im US-Patent 3 285 621 beschrieben, benutzt wurde und indem es in Übereinstimmung mit der Lehre des US-Patents Nr. 3 617 072 abgewandelt wurde, wurden

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nicht nur die in dem ersten Patent beschriebenen Vorteile erreicht, sondern auch zusätzliche Sicherheitsmerkmale, welche größere Lasten zuliessen und auch eine verbesserte Achsenausrichtung möglich machten.

Die Ausführung der in der US-Patentschrift 3 617 beschriebenen Erfindung, die in der Praxis angewendet wird, ist die, welche allgemein in den dieses Patent begleitenden Zeichnungen dargestellt ist. Diese Ausführung stellt eine wertvolle Erfüllung des Bedürfnisses nach einem verläßlichen und sicheren Hilfsachsen-System dar. In dieser Ausführungsform ist nicht nur zwischen der Achse und dem Fahrzeugrahmen, sondern auch direkt innerhalb der senkrechten Achsenebene (d.h. in einer direkten senkrechten Linie zwischen Achse und Rahmen) eine pneumatische Kammer angeordnet. Dies stellte bei bestimmten, kommerziell erhältlichen Lastwagen und vielen Anhängern, die Hilfsachsen-Systeme benötigen und deren Rahmen relativ hoch über der Strassenoberfläche sind, kein Raumproblem dar. Andererseits ergab sich ein bedeutender Bedarf, dieses einzigartige und verläßliche System bei solchen Fahrzeugen anzuwenden, deren Rahmen aus konstruktiven Gründen relativ nahe an der Strassenoberfläche war. Wegen der senkrechten Abmessungen der pneumatischen Kammern, die in der Praxis verwendet werden, war es nicht immer möglich, eine gerade Achse zu verwenden, und zugleich den erwünschten Abstand zwischen Strasse und Reifen zu erhalten, wenn das System in seiner eingezogenen Lage war.

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Dieses Problem ließ sich für viele Fahrzeuge leicht durch die Verwendung einer konventionellen "bent¹¹ (gebogenen) oder "drop" (tropfenförmigen) Achse lösen, wie sie dem Stand der Technik nach bekannt sind. Allgemein gesprochen sind solche Achsen U-förmig, wobei die Räder an waagerechten Schenkeln befestigt sind, die von dem oberen Ende der senkrechten Schenkel des Ü-ausgehen. Indem man also den senkrechten Schenkeln des U die benötigte Höhe gab, wurde der erwünschte Reifen-· abstand erhalten. Dies aber nur für diejenigeftFahrzeugarten, die einen relativ kleinen (Boden-) Abstand haben. Das Problem wurde jedoch nicht vollständig gelöst, da gegenwärtig eine beträchtliche Zahl von Fahrzeugen hergestellt wird, die einen, wie man sagen kann, "ausserordentlich geringen" Rahmenabstand haben und ein HilfSachsensystem benötigen. Es hat sich herausgestellt, daß Systeme der oben erwähnten Patente auch mit einer ⁿdrop"-Achse nicht genügend Boden-Reifenabstand ergaben.

"Drop"-Achsen sind zwar verbreitet, in der Industrie benutzt, wenn es die Notwendigkeit diktiert, aber weniger erwünscht als gerade Achsen. Sie sind nämlich beispielsweise teurer als gerade Afahsen und etwas schwieriger einzubauen und hauptsächlich neigen sie dazu, etwas schwächer zu sein, als gerade Achsen. Dieser letztere Nachteil ist von besonderer Bedeutung, da oft größere, teurere Bremssysteme und vergrößerte Metalldlcken (alles zum ökonomischen Nachteil des Systems) benötigt werden, um dasselbe Zuladungsgewicht bei "drop^a-Achssystemen bescheinigen zu können wie bei einem geraden Achssystem ohne solche Abwandlungen.

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Dieses Problem wird besonders ärgerlich an den oberen Grenzen der Last (d.h. ungefähr 9,080 t (20000 Pfund) pro Achse oder mehr) insbesondere angesichts der strengen Erfordernisse, die zur Zulassung erfüllt werden müssen, wie sie in kürzlich vorgeschlagenen und erlassenen US-Vorschriften niedergelegt sind.

Offensichtlich könnte also ein beträchtlicher Beitrag zur Technik durch die Entwicklung eines Systems gemacht werden, welches die einzigartigen und verläßlichen Merkmale der Ausführungen nach den US-Patenten 3 285 621 und 3 617 072 beibehält und dennoch die Notwendigkeit vermeidet, eine "drop"-Achse bei Lastwagen mit Rahmen mit relativ geringenvBodenabstand zu verwenden. Offensichtlich könnte auch ein weiterer bedeutender Beitrag durch die Entwicklung eines Systems geleistet werden, das die Merkmale der oben genannten Patente beibehält, dennoch bei "drop"-Achsen verwendet werden kann und dabei ein starkes, verläßliches Hilfsachsensystem ergibt. Dies selbst dann, wenn der Rahmen des Lastwagens außerordentlich nieder ist, so daß sogar bei einer "3rop"-Achse der Abstand ungenügend ist, um die Verwendung der früher patentierten Vorrichtungen zu erlauben.

Ein gegenwärtig dem Stand der Technik nach bekanntes System mildert etwas das oben beschriebene Räum- oder Abstandsproblem, indem es die pneumatischen Kammern von der senkrechten Ebene der Achse verschiebt. Bei diesem System wird ein Kammersystem mit vier Taschen ("bag") in Verbindung mit einer geraden Achse und einem Paar nach oben gespannter Blattfedern verwendet. In diesem

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System wird automatisch dadurch Platz gespart, daß eine pneumatische Kammer auf jedem Ende eines stationären Schwenkarmes ("rocker-arm") angebracht ist, der an seinem Angel- oder Schwenkpunkt an der Unterseite der Achse mit Bolzen oder durch eine Schweissung befestigt ist. Zwei solcher Schwenkarme werden verwendet und verlaufen in der Längsrichtung des Fahrzeugrahmens. Sie sind im allgemeinen etwas mehr innen angeordnet und nicht zentral direkt unter den Rahmen.

Bei einer solchen Bauweise bleibt die Höhe der Achse erhalten und wird zum Bodenabstand hinzugefügt, da die Schwenkarme die Lufttaschen aus der senkrechten Achsenebene verschieben. Außerdem erhält man zusätzlichen, senkrechten Raum automatisch bei diesem bekannten System, indem die Blattfedern außerhalb dis Fahrzeugrahmens angebracht werden. Dies erreicht man dadurch, daß man die Federn über der äußeren (über den Rahmen hinausragende) Erstreckung der Achsen, die zwischen Rad und Rahmen liegt, anordnet und mit ihrem Mittelteil damit verbindet. Dies geschieht, indem man die Federn an ihren Enden mit Zapfen verbindet, die außerhalb des Fahrzeugs von nach unten verlaufenden Klammern, die mit dem Rahmen des Fahrzeugs verbunden sind, ausgehen.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Bauweise zwar senkrechten Platz spart, aber verschiedene Punkte sowohl wirklicher als auch möglicher Schwäche aufweist. Beispielsweise bildet die Anbringung der Feder außerhalb des Rahmens und die Anbringung ihrer Enden am Rahmen über äußere Zapfen einen schwachen Punkt, der die

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Gesamtladekapazität des Systems beeinflußt. Als weiteres Beispiel sind die Schwenkarme so angeordnet, daß die Mittellinie (d.h. die neutrale Achse oder der Schwerpunkt]_der Lufttaschen um eine ziemlich große Entfernung nach innen von der Mittellinie (der neutralen Achse oder dem Schwerpunkt) des Rahmens verschoben wird. Dadurch werden weitere, ernst zu nehmende Schwächen im System geschaffen. Als weiteres Beispiel stellen die Schweißung oder die Schraubbefestigung der Schwenkarme an der Unterseite der Achse einen weiteren Punkt der Schwäche gerade durch die Art dieser Verbindung dar.

Wegen diesen Schwächen erreicht die oben beschriebene bekannte Bauweise mit vier Taschen keinen wirklichen Vorteil gegenüber der Anwendung einer "drop"-Achse. Tatsächlich ist sie in vielen BeispMen und besonders bei den höheren Zuladungsgewichten entweder strukturell oder ökonomisch dem Konzept der "drop"-Achse unterlegen (d.h. beim Erreichen derselben strukturellen Stärke). Zusätzlich, wenn keine "dropⁿ-Achse verwendet wird, ist sie bei Fahrzeugen mit außerordentlich niedrigem Rahmen nicht zu gebrauchen.

Die Ausdrücke "relativ hoch", "relativ niedrig" und "außerordentlich niedrig" werden hier entsprechend ihrer normalen Bedeutung in der Lastwagen- und Sattelschlepper-Technik benutzt. Allgemein gesprochen sind die "relativ hohen" Rahmen üblicherweise diejenigen, die einen Abstand ' von mehr als ungefähr 88,90 cm (35 inch) über dem Boden haben, "relativ niedrige." Rahmen sind die mit einem Abstand von ungefähr 68,58 bis 86,36 cm (27 bis 34 inch) über dem Boden, und "außerordentlich niedrige" Rahmen

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sind diejenigen mit einem Abstand* von weniger als 68,58 cm (27 inch) und üblicherweise zwischen ungefähr 66,04 bis 60,96 cm (26 bis 24 inch) vom Boden.

Angesichts dessen existiert offensichtlich ein entschiedenes Bedürfnis in der Technik nach einem Hilfsachsenaufhängungs-System, das hervorrgende Stärke, Verläßlichkeit und auch Wirtschaftlichkeit besitzt, und das bei einem weiten Bereich von 'Fahrzeugrahmen unabhängig von deren Höhe benutzt werden kann. Es" ist auch offensichtlich, daß in der Technik ein Bedürfnis nach einem System besteht, das die beträchtlichen Vorrteile der in den genannten Patenten beschriebenen Systeme verwendet land gleichzeitig die Stärke und/oder die Wirtschaftlichkeit des Systems verbessert, und das,unabhängig von der Höhe des Fahrzeugrahmens, auf dem das System angewendet werden soll, benutzt werden kann. Aus dem obigen folgt auch, daß ein Bedürfnis in der Technik nach einem verläßlichen Hilfsachsen-Aufhängungssystem besteht, dem leicht und wirtschaftlich die Fähigkeit bescheinigt werden kann, sicher pro Achse eine Last über einen weiten Bereich konventioneller Lastgrenzen zu tragen, insbesondere an den Lastgrenzen von 8,172 t (18000 Pfund) pro Achse und mehr und besonders von 9,080 t (20000 Pfund) pro Achse. Weiter existiert offensichtlich ein Bedürfnis in der Technik nach einem verläßlichen, sicheren Hilfsachsen-Äufhängungssystem, das bei mit Rädern versehenen Fahrzeugen, die einen relativ niedrigen Abstand zwischen Rahmen und Boden haben, benutzt werden kann, ohne eine "drop"-Achse zu benutzen, sondern vielmehr eine gerade Achse von gewöhnlichem Rohrdurchmesser (d.h. 1,27 cm oder 1,588 cm)(1/2 inch oder 5/8 inch), insbesondere wenn dem System bescheinigt

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werden kann, daß es die oben aufgezählten oberen Lastgrenzen pro Achse tragen kann. Weiter ist das Bedürfnis in der Technik nach einem Hilfsachsen-Aufhängungssystem evident, das zusammen mit einer "drop^-Achse insbesondere bei Fahrzeugen von außerordentlich niedrigem Rahmenabstand benutzt werden kann, das stark und verläßlich ist, insbesondere dann, wenn dem System bescheinigt werden kann, daß es die oben aufgezählten oberen Lastgrenzen pro Achse tragen kann.

Es ist ein Zweck dieser Erfindung, diesen Bedürfnissen in der Technik und auch anderen, die dem Fachmann nach dem Studium dieser Schrift deutlicher werden, zu entsprechen.

Diese Erfindung erreicht ihren Zweck, indem sie ein einzigartiges Hilfsachsen-Aufhängungssystem für Fahrzeuge mit Rädern schafft, die eine Achse und mindestens ein sich längs erstreckendes Rahmenteil haben, wobei das System mindestens eine Blattfeder, mindestens eine vertikal flexible pneumatische Kammer, Federaufhängungsvorrichtungen zum Halten der Blattfeder.(n)an ihren Enden, Vorrichtung(en), welche die Blattfeder(n) an einem Punkt in der Mitte zwischen ihren Enden in einer normalerweise nach oben gespannten Lage hält (halten), und Vorrichtung (en), mit der (denen) die pneumatische(n) Kammer(n) von der senkrechten Ebene der Achse verschoben wird (werden), wenn das System damit verbunden ist, umfaßt, wobei Jeweils die Verschiebungsvorrichtung die pneumatische Kammer zwischen der Achse und dem Rahmenteil so anordnet, daß die Kammer sich ausdehnt, wenn pneumatischer Druck zugeführt wird, und die Achse nach unten gegen die normalerweise nach oben gerichtete Kraft der Blattfeder zwingt.

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In ein solches System wird große Stärke eingebaut, indem entweder eines oder vorzugsweise beide von zwei einzigartigen Konzepten verwendet werden. Bei dem ersten Konzept schließt das System eine Vorrichtung ein, mit der die horizontalen Kraftkomponenten des Bremsens und der dynamischen Kräfte aufgenommen werden. Diese Vorrichtung ist im wesentlichen direkt unter dem sich längs erstreckenden Rahmenteil angeordnet. Bei dem zweiten Konzept ist die senkrecht flexible Kammer nicht nur zwischen Achse und Rahmenteil angeordnet, sondern auch in einer verbreiteten (ausgebreiteten) Konfiguration.

Die Vorrichtung, mit der die horizontalen Kraftkomponenten des Bremsens und der dynamischen Kräfte aufgenommen wird, kann viele Formen einnehmen. Im allgemeinen jedoch und zum Zwecke dieser Erfindung umfaßt diese Vorrichtung entweder die Blattfedern selbst, wobei eines ihrer Enden mit der Federaufhängung verhakt (verbunden) wird, oder eine Radiusstange, die entweder nach vorne oder nach hinten von der Achse aus verläuft.

Brems- und dynamische Kräfte sind wohlbekannte Kräfte in der Fahrzeugtechnik und diese Bezeichnungen werden hier in Übereinstimmung mit ihren bekannten Bedeutungen verwendet. Bremskräfte sind diejenigen, die während des Bremsens oder Anhaltens des Fahrzeuges auftreten, während die dynamischen Kräfte diejenigen sind, die beispielsweise dann auftreten, wenn das Fahrzeug mit einem Schlagloch, mit einer Unebenheit, einem Randstein oder dgl. in Berührung kommt.

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Die Bezeichnung "im wesentlichen direkt unter", wie sie auf die Anbringung der Vorrichtung zum Aufnehmen der horizontalen Kraftkomponenten (die hierin manchmal der Bequemlichkeit halber als Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung bezeichnet wird), soll hier bedeuten, daß diese Vorrichtung so angebracht ist, daß sie die genannten Kraftkomponenten in einer im wesentlichen nicht exzentrischen Weise auf die die Last tragenden Teile des Fahrzeugs überträgt, die zur Bewältigung dieser Kräfte gebaut und gedacht sind, d.h., die Rahmenteile. In denjenigen bevorzugten Beispielen, wo diese Vorrichtung aus der Blattfeder oder der Radiusstange besteht, wird die im wesentlichen nicht exzentrische Übertragung üblicherweise dadurch erreicht, daß die Federoder Stange so angeordnet wird, daß mindestens eine senkrechte Ebene, die durch eines der Enden der Blattfeder oder der Stange definiert wird, zwischen die senkrechten Ebenen der waagerechten Rahmenteilenden fällt oder umgekehrt. Mit anderen Worten soll es eine waagerechte Überlappung von Feder oder Stange und Rahmenteil geben. Die genauere Zentrierung zur Erreichung eines maximalen Effekts wird unterschiedlich sein und von verschiedenen baulichen Gegebenheiten abhängen. Im allgemeinen wird Jedoch vorgezogen, wenn konventionelle ¹¹C", "L" oder "I"-förmige Rahmenteile und Blattfedern oder Radiusstangen konventioneller Dicke (Breite) verwendet werden, die Feder oder die Stange so anzuordnen, daß die "Mittellinie" (das ist die neutrale Achse oder der Schwerpunkt) der Blattfeder oder Stange zwischen die senkrechten Ebenen der waagerechten Rahmenteilenden fällt. Bei den am stärksten bevorzugten Formen sollte die Mittellinie der Feder oder Stange senkrecht so eng wie möglich

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mit der "Mittellinie" (das ist die neutrale Achse oder der Schwerpunkt) des Rahmenteils ausgerichtet sein.

In der Praxis ist es nicht immer möglich, eine genaue Ausrichtung der Mittellinien wegen verschiedener Gegebenheiten zu erreichen, die üblicherweise auf der Bauweise oder auf der Art des Einbaues beruhen. Allgemein gesprochen hat sich jedoch herausgestellt, daß gute Resultate erhalten werden, wenn die Mittellinien nach innen oder nach außen nicht um mehr als ungefähr 5,08 cm (2 inch) verschoben sind. Weitere verbesserte und in der Tat hervorragende Resultate werden erhal- . ten, wenn die Verschiebung nach innen oder nach außen ungefähr 3,81 cm (1 1/2 inch) oder weniger beträgt. Es hat sich herausgestellt, daß eine beträchtliche Steigerung der Stärke verwirklicht ist, wenn eine solche Anordnung erreicht ist, - in erster Linie aufgrund ■ der hervorragenden Übertragung der Kräfte auf das Teil des Fahrzeugs, das am besten mit diesen Kräften fertig wird, und weil bei den bevorzugten Ausführungsformen die Verwendung von äußeren (über den Rahmen hinausragenden) Zapfen erübrigt wird.

Der Ausdruck "in einer verbreiteten (ausgebreiteten). Anordnung", wie er für die Anbringung der vertikal flexiblen pneumatischen Kammer(n) verwendet wird, soll hier eine Lage definieren, in der die Kammern bei der Verbesserung der Systemstärke hellßen, obwohl sie von der vertikalen Ebene der Achse verschoben sind, indem die Kammernnach außen ausgebreitet oder bewegt werden und zwar von der inneren Lage aus, die sie nun einnehmen bei der oben beschriebenen Vorrichtung mit, mehreren Taschen nach dem Stand der Technik. Ein solches Ausbreiten läßt

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sich im allgemeinen mit einer inneren Grenze für die Verschiebung definieren. Das soll heißen, der Ausdruck "in einer verbreiteten (ausgebreiteten) Anordnung" bedeutet, daß die senkrechte Mittellinie (das ist die neutrale ^chse oder der Schwerpunkt) der Kammer(n) sollte von der Mittellinie (wie oben definiert) des Rahmenteils nach innen keinen größeren Abstand haben als ungefähr 20 % der Breite (parallel zur Achse, was im Falle einer üblichen runden Kammer ihr Durchmesser ist) der Kammer im ausgedehnten Zustand, und vorzugsweise weniger als ungefähr 10 %.

Ähnlich wie oben erörtert, variiert die genauere Anbringung, wenn verschiedene Teile oder Ausrüstungsarten verwendet werden. Üblicherweise wird bei einer herkömmlichen Ausrüstung bevorzugt, daß die Mittellinie der Kammer(n) um nicht mehr als ungefähr 4,45 cm (1 3/4 inch) und vorzugsweise um weniger als ungefähr 2,54 cm (1 inch) nach innen von der Mittellinie des Rahmenteils entfernt ist, wenn eine Kammer von ungefähr 30,48 bis 33,02 cm (12 bis 13 inch) Durchmesser (ausgedehnt] verwendet wird. An diesem Punkt soll bemerkt werden, daß die oben beschriebene Vorrichtung mit mehreren Taschen nach dem Stand der Technik die Mittellinie seiner Taschen (die ausgedehnt einen Durchmesser von ungefähr 33^o2 cm (13 inch) haben) um ungefähr 7,62 cm (3 inch) oder mehr von der Mittellinie des Rahmenteils verschieben. Dies ergibt, wie oben beschrieben, einen Punkt der Schwäche und erfordert die Verwendung von ziemlich großen, nach innen verlaufenden Platten, um die Taschen am Rahmenteil zu befestigen.

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Es gibt keine theoretische Grenze, wie weit nach* außen die Kammern ausgebreitet werden können. Das soll heißen, daß theoretisch die erreichte Stärke umso größer ist, umso näher die Kammern am Ende der Achse angebracht sind. Andererseits ergeben sich in der Praxis verschiedene Begrenzungen der Ausbreitung, wie z.B. durch die Reifengröße, durch die Art des Fahrzeugs, an dem das System eingebaut werden soll. In der Praxis werden also die Kammern im allgemeinen so weit wie möglich auf die Enden der Achse hin ausgebreitet, wobei die genannten Grenzen und auch die Auswirkung

der Ausbreitung auf die Wirtschaftlichkeit (wenn beispielsweise Verlängerungsplatten usw. notwendig werden, weil die Kammern über das Rahmenteil hinausragen) berücksichtigt werden und gegen das Bedürfnis nach außerordentlich hoher Stärke abgewogen werden.

Es hat sich herausgestellt, daß eine solche Kammeranordnung, d.h., in der die Kammerrivon der senkrechten Ebene der Achse verschoben und gleichzeitig in einer ausgebreiteten Anordnung sind, - im Unterschied zu den bekannten oben erörterten Bauweisen mit mehreren Taschen nicht nur Raum spart, sondern auf eine einzigartig sparsame Art vergrößerte, bescheinigbare Stärke geschaffen wird. Dies wird primär zwei Faktoren zugeschrieben. Erstens meint man, daß indem die Kammern näher an den Rädern angeordnet sind (was daraus resultiert, daß sie nach außen von der inneren. Lage nach dem Stand der Technik ausgebreitet werden) die schwächenden Hebelkräfte an den Rädern reduziert werden. Zweitens wird die Achsbeanspruchung aufgrund der Verminderung der Achsen-Biegemomente reduziert, indem die Kammern von der

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inneren Lage, die von dem vorbekannten Stand der Technik benutzt wird, nach außen gebreitet werden. Indem die Kammern in der beschriebenen Anordnung angebracht werden, wird also eine beträchtliche Verbesserung erreicht.

Die Verbindung wurde oben bezüglich der Anbringung einer Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung im wesentlichen direkt unter dem Rahmenteil oder bezüglich der Anbringung der Kammern in ausgebreiteter Anordnung beschrieben. Es wird jedoch zur Erzielung eines maximalen Stärkungseffekts vorzugweise beides gleichzeitig angewendet. /*uf ähnliche Weise wurde diese Erfindung oben bezüglich der Anwendung von entweder einer Radiusstange oder einer Feder als der Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung beschrieben. Es wird jedoch bevorzugt, wo die Rahmenhöhe dies erlaubt,-eine Radiusstange als solche Vorrichtung zu benutzen, aber die Federn ebenfalls im wesentlichen direkt unter (wie oben definiert) dem Rahmenteil anzuordnen. Bei einer solchen Ausführung sind die Federn an ihren Enden in gleitender Weise angeschlossen, so daß der Großteil der Horizontalkomponente:^ von der Radiusstange übertragen wird. Eine solche Anordnung wird bevorzugt, da (1) die Radiusstange am besten zur Übertragung solcher Kräfte ausgestattet ist und (2) eine bessere, konzentrische Belastung aller Teile und damit eine vergrößerte Stärke erhalten wird, wenn sowohl die Stange als auch die Feder im wesentlichen direkt unter dem Rahmenteil angeordnet werden.

Wie oben festgestellt, wird eine sicheres, starkes und verläßliches System geschaffen, wenn entweder die Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung oder die

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Kammer(η) öder beides, vorzugsweise alle Komponenten, im wesentlichen direkt unter dem längs verlaufenden Rahmenteil angeordnet werden. Diesem kann in den meisten Fällen, wobei nur koventionelle Ausstattung und eine gerade Hilfsachse von konventioneller Wanddicke oder eine entsprechend konstruierte "drop"-Achse verwendet werden, eine Ladefähigkeit bescheinigt werden von über 8,172 t (18000 Pfund) pro Achse und insbesondere von ungefähr 9,080 t (20000 Pfund) pro Achse. Bei einem solchen System wird soweit Raum gespart, daß gerade Achsen verwendet werden können, auch wenn deijRahmen einen relativ niedrigen Bodenabstand hat. Andererseits sind Systeme nach dieser Erfindung auch zu solchen hohen, bescheinigbaren Stärken fähig, wenn "drop"-Achsen verwendet werden - beispielsweise bei außerordentlichen niedrigen Rahmen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung werden zwei pneumatische Kammern für jede Blattfeder verwendet. Da die meisten Fahrzeuge mit Rädern ein Rahmenteil enthalten, das entlang beider Seiten des Fahrzeugs verläuft, verwenden die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung eine Blattfeder (d.h., mit mehrfachen Blättern) und zwei Kammern für jedes Rahmen- · teil, wobei eine Kammer von der Hilfsachse nach vorne und eine nach hinten versetzt ist. Zusätzlich wird jede Feder am Fahrzeug durch eine Federhaltevorrichtung und eine Federaufhängungsvorrichtung befestigt, die ebenfalls im wesentlichen direkt unter dem Rahmenteil angeordnet sind. Wo die Bauweise dies zuläßt, sind zwischen Federhaltevorrichtung und Federaufhängungsvorrichtung Radiusstangen (d.h., Dreharme), wie oben beschrieben, angeordnet und daran befestigt. Alle Komponenten sind be-

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züglich ihres Rahmenteils wie beschrieben angeordnet.

Die Erfindung wird nun anhand bestimmter Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenaufsicht, teilweise im Schnitt, eines Hilfsachsen-Aufhängungssystems, das eine gerade Achse verwendet, gemäß dieser Erfindung;

Fig. 2 einen Teil der Hinteransicht, teilweise im Schnitt gemäß Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3" eine Draufsicht auf das System gemäß Fig. 1;

'.Fig. 4 einen Teil der Hinteransicht, teilweise im Schnitt gemäß Linie 4-4 von Fig. 1;

Fig. -5 die schematische Ansicht eines Beispiels - der"' Vorrichtung zur Steuerung des Hilfs-. achsensystems gemäß dieser Erfindung;

Fig. 6 Sie teilweise Seitenaufsicht des Hinter-

• teils eines Fahrzeuges mit Rädern, in dem

'·> diese Erfindung verkörpert ist, wobei die

• Hilfsachse in einer Lage zum Fahrzeug ge-

_.:'-' zeigt ist, in der keine Last getragen wird;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich zu der von Fig. 6, invder aber die Hilfsachse in einer Lage relativ.zum Fahrzeug gezeigt ist, in der

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Last getragen wird;

Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt eines Hilfsachsen-Aufhängungssystems, das eine "drop"-Achse gemäß dieser Erfindung benutzt, und in der die Blattfeder so eingehakt ist, daß sie als Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung wirkt;

Fig. 9 den Teil einer Hinteransicht, teilweise im Schnitt, des Systems von Fig. 8;

Fig. 10 eine Hinteransicht, die schematisch die

Eigenschaft "im wesentlichen direkt unter" der Federn und/oder der·Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung gemäß dieser Erfindung darstellt, und

Fig. 11 eine Hinteransicht, die schematisch die

Eigenschaft "in ausgebreiteter Anordnung" der Kammern gemäß dieser Erfindung darstellt.

Fig. 1 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der oben beschriebenen Erfindung. In dieser Figur wird ein Rahmenteil 1 gezeigt, das üblicherweise bei Fahrzeugen mit Rädern wie Lastwagen oder Sattelschleppern verwendet wird. Bei den meisten Lastwagen und Sattelschleppern verläuft das Rahmenteil 1 längs entlang jeder äußeren Längserstreckung des Fahrzeugs. In den bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wird daher die Fig. 1 im wesentlichen, soweit nicht anders angedeutet, für jede Seite

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des mit Rädern versehenen Fahrzeugs dupliziert. Dies ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Wie am besten in der Fig.2 dargestellt ist, umfaßt das Rahmenteil 1 im allgemeinen einen C-Träger mit einem senkrechten Schenkel (Verbindungsstück) 3 undjzwei im wesentlichen waagerechten Flanschen 5a und 5b. Dieses Rahmenteil hat konventionelle Bauweise und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Andere konventionell Ie Rahmen können auch zur Verwendung in Zusammenhang mit dem Hilfsachsen-Aufhängungssystem gemäß der Erfindung angepaßt werden, wie L-Träger, I-Träger und ähnliches.

Das Bezugszeichen 7 bezeichnet allgemein ein besonders bevorzugtes Hilfsachsen-Aufhängungssystem gemäß dieser Erfindung. Allgemein gesprochen schließt das System 7 zwei normalerweise nach oben vorgespannte Blattfedern 9 ein, die eine Vielzahl von Blättern enthalten. Die Zahl der Blätter wird von der Ladefähigkeit des Systems und anderen bekannten Faktoren diktiert. Die Blattfedern 9 werden, bevorzugt gleitend, an ihren Enden 11 Jeweils dprch eine Federaufhängung in Form einer Klammervorrichtung 13 gehalten, die, wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, duale, nach unten verlaufende Platten 15 und eine Haltestange 17 umfaßt.

Die Aufhängungs-Klammervorrichtung 13 ist mit dem Rahmenteil 1 verbunden, so daß die metallurgische Unversehrtheit des waagerechten Flansches 5b des Rahmens 1 nicht verletzt wird. Dies wird erreicht, indem, wie im allgemeinen im oben erwähnten US-Patent Nr. 3 617 072 beschrieben wird, ein L-förmiger Flansch 19 verwendet wird,

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der einen senkrechten Schenkel 21 land einen waagerechten Schenkel 23 besitzt,'Wie am besten in Fig. 2 dargestellt ist, verläuft der waagerechte Schenkel 23 über die waagerechte Grenze des horizontalen Flansches 5b hinaus. Zusätzlich ist ein innerer L-Flansch 25 mit einem waagerechten Schenkel 27 und einem senkrechten Schenkel 29 vorgesehen,,der am inneren Teil des Rahmerrteils 1 anliegt. Ähnlich wie beim waagerechten Schenkel 23 verläuft der waagerechte Schenkel 27 über die waagerechte Begrenzung des waagerechten Flansches 5b hinaus. Die Federaufhängung in Form der Klammervorrichtung 15 wird dann am Rahmenteil 1 befestigt, indem sie durch den senkrechten Schenkel 3 des Rahmenteils 1 und durch den Teil der L-Flansche?19 und 25 (d.h., deren waagerechte Schenkel .23 und 27)', ^; der über die waagerechte Begrenzung "des Flansches 5b hinausragt, verschraubt wird. Dies ist allgemein

durch den Bolzen bei 31 gezeigt. Durch eine" solche Technik -werden -die Vorteile einer "Verschraubung gegenüber einer geschweiöten Verbindung erreicht. Zugleich wird auch die Sicherheit eines nicht verletzten Trägerflansches erreicht. . ' -"""'

Wie gezeigt,wird eine einzigartige einheitliche Konfiguration geschaffen, indem ein L-förmiger Flansch. 19 genügender Länge verwendet wird, so daß die (von der Achse) versetzten, raumsparenden Taschen 33 durch einfache, wirtschaftliche Vorrichtungen (die unten genauer beschrieben werden) in einer ausgebreiteten An-Ordnung wie oben beschrieben angeordnet sind (d.h., die Mittellinien sind gewöhnlich um ungefähr 3,81 bis5,08 cm (anderthalb bis zwei inch) nach innen wegen der Reifengröße versetzt). Zusätzlich sind die Federn 9 im.wesent-

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lichen direkt unter (wie oben definiert) dem Rahmenteil 1 in einer starken, sichereren und ökonomischen Weise angeordnet, indem (sh. besonders Fig. 2) die Aufhängungsklammervorrichtung 13 direkt an den waagerechten Schenkel 23 des L-Flansches 19 angeschweißt oder auf andere Weise dort befestigt wird. Während dies in der Praxis bei den meisten konventionellen C-Trägern darin resultieren kann, daß die Mittellinie der Feder 9 leicht von der Mittellinie des Rahmenteils 1 nach innen versetzt ist (üblicherweise ungefähr 0,64 bis 5,08 cm (1/4 bis 2 inches), ist dies mehr als kompensiert durch die einzigartig verteilhafte Art der einheitlichen Bauweise.

Bei einem Hilfsachsen-Aufhängungssystem 7 wird jedes Paar vertikal flexibler pneumatischer Kammern 33 durch Zuführung oder Ablassen von Luftdruck durch die Luftleitungen 35 auf eine ähnliche Weise betätigt, wie im US-Patent 3 285 621 gelehrt und hiernach genauer erörtert wird. Die gesamte Lehre sowohl der vorliegenden Anmeldung als auch des US-Patentes 3 617 072 sind hier unter entsprechender Bezugnahme eingearbeitet. Die flexiblen pneumatischen Kammern 33 sind vorzugsweise direkt mit Platten 37 verbunden, die wiederum an die Unterseite des waagerechten Schenkels 23 des Flansches 19 geschweißt oder geschraubt sind. Dieser wiederum führt zum Rahmenteil 1.

Verschiedene Vorrichtungen können ersonnen werden, mit denen die Kammern und die Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung wie gelehrt angebracht werden können, so daß die Stärke geschaffen wird, die notwendig ist, um den Systemen gemäß dieser Erfindung die bezeichneten hohen Ladekapazitäten zu bescheinigen. Es wird aber bevorzugt,

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daß diese Vorrichtung zum Teil einen Lastarm 39 umfaßt, welcher, wie in den Fig.1 und 4 gezeigt, ein Sattelstück 41 bildet, das im wesentlichen rittlings über dem Mittelstück der Blattfeder 9 sitzt. Das Sattelstück 41 des Lastarms 39 hat genügende Länge, so daß die pneumatischen Kammern 33 von der senkrechten Ebene der Hilfsachse 43 verschoben wird. Der Lastarm 39 ist auch mit nach oben verlaufenden Schenkeln 45 versehen, die an ihrem Ende eine Plattform 47 bilden. An diesen sind die pneumatischen Kammern 33 befestigt. Wie am besten in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist, sind das Sattelstück 41 und die nach oben verlaufenden Schenkel 45 so längs angebracht, daß sie, wie oben erwähnt, die pneumatischen Kammern in einer ausgebreiteten .Anordnung unter dem Rahmen 1 anordnen.

Die Blattfeder 9 ist ungefähr an ihrem Mittelstück in ihrer normalerweise nach oben gespannten Lage mit der Hilfsachse 43 durch die allgemein bei 49 angedeutete Haltevorrichtung verbunden. Die Feder 9 könnte zwar über die Achse 43 geschlungen und ein anders geformter Lastarm 39 so konstruiert sein, daß eine solche Konfiguration ermöglicht wird. Es ist aber vorzuziehen, daß die Blattfedern 9 unter der Achse 43 hindurchverlaufen (um so weiter Platz zu sparen) und daß diese mit der Achse 43 durch die Verbindungsvorrichtung 49 verbunden ist. Diese umfaßt im allgemeinen duale U-Bolzen 41, welche in ihrer umgekehrten "U"-Lage ritilings über der Achse 43 sitzen und die Blattfeder 9 und den Lastarm 39 durch eine horizontale Halteplatte 53 an ihrem Platz halten. Durch diese Platte verlaufen die Bolzen 51. Die Bolzen 51 greifen in die Platte 53 wie gezeigt durch Nuten ein. Zwischen der Achse 43 und dem Lastarm 39 ist eine die Oberflächen

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aneinander anpassende Vorrichtung 55, welche die runde Oberfläche der Achse 43 an die im wesentlichen flache Oberfläche des Sattelstücks 41 anpaßt.

Wie oben festgestellt, kann die Anordnung der Kammern 33 in ausgebreiteter Anordnung in bestimmten Fällen λ ausreichend sein, um die erwünschte Stärke zu erreichen. Dann braucht also keine Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung benutzt zu werden. Andererseits wird bevorzugt, statt daß nur der eine oder der andere dieser stärkenden Faktoren da ist, daß beide vorhanden sind, so daß ein außerordentlich starkes und verläßliches System geschaffen wird, wobei nur konventionelle rohrförmige Achsen mit üblicher Dicke (d.h. ungefähr 1,27 cm oder 1,5875 cm (1/2 oder 5/8 inches) verwendet werden. In den bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung, wie am besten in Fig. 1 dargestellt, ist also zusätzlich zu den ausgebreiteten Kammern eine Vorrichtung vorgesehen, welche die Horizontalkraftkomponenten der Brems- und dynamischen Kräfte in Übereinstimmung mit der Lehre dieser Erfindung- übernimmt. Wie später erörtert wird, könnte diese Vorrichtung aus den Blattfedern selbst bestehten, indem vorzugsweise das vordere Ende der Feder mit der vorderen Haltestange 17 verhakt wird. Vorzugsweise nimmt aber diese Vorrichtung die Form einer "RadJLusstange" oder eines Dreharms 57 konventioneller Bauweise ein (dabei befindet sich auf einer Seite ein einstellbares Stück 59, während am Dreharm auf der anderen Seite des Fahrzeugs dieser einstellbare Mechanismus nicht vorhanden zu sein braucht ). Der Dreharm 57 kann in einer Vielzahl von Konfigurationen ausgebildet sein. Es wird jedoch bevorzugt, ihn mit einem Ende direkt an der Auf-

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hängungs-Klammervörrichtung 13 zu tief estigen, die entweder in die Richtung nach vorne oder rückwärts zur Fahrzeugfahrtrichtung verlängert ist, vorzugsweise in die Richtung nach vorne. Sie wird dann an ihrem anderen Ende am Unterteil der Platte 53 der die Achse anschliessenden Vorrichtung 49 angebracht. Durch so eine Anbringung läßt sich die Anordnung des Arms 57 im wesentlichen direkt unter dem Rahmenteil 1 besonders leicht erreichen.

Nun soll den Fig. 8 und 9 Beachtung geschenkt werden, in denen eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung dargestellt ist. Diese benutzt anstatt einer geraden Achse, wie in den Fig.' 1 bis 4 dargestellt; eine "drop"-Achse, Hier sind die Blattfedern 9 so eingehakt, daß sie die Rolle der oben erwähnten Horizontalkraft- · komponenten-Vorrichtung einnehmen. Alle Teile in diesem Aufhängungssystem sind im wesentlichen Duplikate derer, die in den Fig. 1 bis 4 dargestellt sind, abgesehen natürlich von der Verwendung der "drop"-Achse 101. Diese besteht aus einem oberen Schaft, dem Stummelachsenstück 104 und aus einem unteren horizontalen Schaft 105. Dei* Stummel 104 und der waagerechte Schaft 105 sind durch eine übliche "Achter"-Vorrichtung 103, wie dargestellt,verbunden. Wie aus den Fig. 8 und 9 zu ersehen ist, ist in dieses System durch die Anbringung der Kammern in ausgebreiteter Anordnung und durch die Anbringung der Federn im wesentlichen direkt unter'dem Rahmenteil des Fahrzeugs hervorragende Stärke eingebaut. Zusätzlich arbeitet ein solches System, wegen der Versetzung, die durch die Vorrichtung 103 geschaffen wird, an Fahrzeugen mit niedrig geführtem Rahmen gut und insbesondere an Fahrzeugen; die

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einen außerordentlich geringen Rahmenabstand haben.

Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführung wird am meisten Platz gespart, indem die Verwendung eines Dreharms, wie in den Fig. 1 bis 4 der vorher erörterten Ausführungsform dargestellt, erübrigt wird, Die Erübrigung des Dreharms bringt die Verwendung der Hakverbindung 102 mit sich, bei der entweder das hintere oder das vordere, aber vorzugsweise das vordere Federende eingehakt oder sonstwie um die Stange in der vordersten Federaufhängungsklammer gewickelt ist. Eine solche Verbindung gibt dem System Stabilität ohne einen Dreharm, indem die Federn nun als die Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung dient. Dabei läßt man andererseits das nicht eingehakte Ende der Feder gleiten wie bei der Ausführung der vorigen Figuren. Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser neuartigen-, raumsparenden und starken Ausführungsform der Dreharm bei vielen Modellen erübrigt werden und doch die notwendige"Sicherheit, und Verläßlichkeit im Gebrauch gesichert werden kann, insbesondere bei Fahrzeugen mit außerordentlich niedrig geführten Rahmen, die bisher nicht mit einem "positive return"-System ausgestattet werden konnten. Wenn andererseits der Rahmen nicht allzu außerordentlich niedrig ist, oder wenn er nur relativ niedrig ist oder gar hoch, dann kann natürlich ein Dreharm, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt zur zusätzlichen Sicherheit vorgesehen werden.

Wie oben beschrieben wurde, ist eines der bedeutendsten Merkmale dieser Erfindung, daß hohe, bescheinigbare Stärken auf wirtschaftliche Weise erreicht werden,

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indem entweder die Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung oder die Kammern, vorzugsweise beide, in der oben angegebenen Weise bezüglich des entsprechenden Rahmenteils angebracht werden. Bei den bevorzugten Ausführungsformen, die in den Fig. 1 bis 4 und 8 und dargestellt sind, sind alle Federn, Dreharme und Kammern auf diese Weise angeordnet, um die Vorteile dieser Erfindung so groß wie möglich zu machen. Andererseits gibt es Beispiele, wo es aus baulichen oder anderen Gründen nicht wünschenswert oder möglich ist, dieses äußerste Resultat zu erzielen. In diesen Beispielen sollte dann mindestens die eine oder die andere der Horizontalkraftkomponenten-Vorrichtung oder die Kammern im wesentlichen direkt unter dem Rahmenteil angeordnet sein.

Beispielsweise erzielt man vergrößerte, bescheinigbare Stärken gemäß der Lehre dieser Erfindung bei der vorbekannten, oben beschriebenen Anordnung mit vier Taschen, wenn die Taschen ausgebreitet werden, so daß sie in einer ausgebreiteten Anordnung angebracht sind, anstatt sie beträchtlich nach innen zu versetzen, wie dies laufend getan wird. Eine solche Ausbreitung wiederum erfordert die Neuanordnung der Blattfedern, da sie, wie beschrieben, im allgemeinen über die Achse geführt werden und zwischen dem Rad und dem Rahmenteil angeordnet sind. Dort stören sie das Ausbreiten, daß notwendig 1st, wenn höhere bescheinigbare Stärken erzielt werden sollen. Die Neuanordnung könnte auf eine Vielzahl von Arten erreicht werden, beispielsweise indem die Feder unter der Achse hindurchgeführt wird oder indem sie innerhalb des Rahmenteils angeordnet sind. Es werden

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zwar keine maximalen Resultate erreicht, da über den Rahmen hinausragende Zapfen (in dem Falle, indem die Federn unter der Achse hindurchgeführt werden) oder andere schwächende oder unwirtschaftliche Faktoren weiterhin gegenwärtig wären.' Es würden jedoch eine geringe Verstärkung und andere vorteilhafte Faktoren erreicht. Auf ähnliche Weise würde eine geringe Verstärkung und andere Faktoren erreicht, wenn in der korrekten Anordnung ein Dreharm vorgesehen würde und/oder wenn die Federn neu angebracht würden, so daß sie im wesentlichen direkt unter dem Rahmenteil angeordnet sind, wobei die Taschen in ihren versetzten Lagen belassen würden.

In diesem Zusammenhang werden nun die Fig. 10 und 11 gezeigt, um schematisch die Grundzüge von "in ausgebreiteter Anordnung" und "im wesentlichen direkt unter" zu illustrieren, wie sie in Übereinstimmung mit dieser Erfindung benutzt werden. Die Fig. 10 stellt das Konzept "im wesentlichen direkt unter" dar, wie es sich auf die Blattfedern 9 bezieht. Dieselben Überlegungen lassen sich natürlich anwenden, wenn ein Dreharm verwendet wird. Wie dargestellt, sind die Enden des Rahmenteils 1 durch die Ebenen L und R definiert. In diesem Beispiel ist ein C-Träger dargestellt, und deshalb sind die äußeren Enden links durch die linke Oberfläche des senkrechten Teils (Mittel-stücks)· 3 und rechts durch die rechte Oberfläche der gleich breiten waagerechten Flansche 5a und 5b definiert. Die Linie Y-Y definiert dann die Mittellinie (das ist die neutrale Achse oder der Schwerpunkt) des Rahmenteils 1. In einem Beispiel eines typischen Lastwagen- oder Anhängerrahmenteils, wie es

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verwendet wird, würde der C-Träger 1 ungefähr -1,5875. cm (5/8 inch) dick sein, das Mittelstück 3 würde ungefähr 25,40 cm (10 inch), während die Schenkel 5a und 5b ungefähr 7,62 cm (3inch) dick wären* Bei einem solchen Träger berührt die Mittellinie Y-Y nahezu die" innere Oberfläche I des Mittelstücks 3.

In entsprechender Weise definieren die Ebenen 1 und r die äußeren Enden der Federn 9. Gemäß der Lehre dieser Erfindung sollte entweder 1 oder r zwischen L und R oder umgekehrt (wenn die Feder 9 oder der Dreharm 57 breiter als der Elansch 5b ist) fallen, damit die Feder 9 (oder der Dreharm 57) als "im wesentlichen direkt unter" dem Rahmenteil angesehen werden kann. Mit anderen Worten müssen die senkrechten Ebenen der Enden der Feder 9 (oder des Dreharms 57) und des Teils 1 auf irgendeine Weise in der waagerechten Richtung überlappen. Wie dargestellt, ist dies erreicht, indem 1 rechts von L dargestellt ist.

Bei stärker bevorzugten Formen ist ein genaueres Zentrieren der Feder 9 (oder das Dreharms 57) unter dem Rahmenteil 1 wünschenswert. Im allgemeinen kann genaueres Zentrieren durch die Forderung definiert werden, daß die Mittellinie X-X zwischen den Ebenen L und R liegt. Noch genaueres Zentrieren kann mit Bezug auf die Entfernung Z definiert werden (die entweder links oder rechts von der Linie Y-Y liegen kann). Diese definiert, wie dargestellt, die Entfernung zwischen Rahmenteil-Mittellinie Y-Y und Feder- (oder Dreharm-) Mittellinie X-X. Im allgemeinen sollte Z weniger als ungefähr 5,08 cm (2 inch) und vorzugsweise weniger als ungefähr

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3,81 cm (1 1/2 inch) betragen.

Fig. 11 zeigt am besten, was mit dem Konzept gemeint ist, daß die Kammern 33 "in einer ausgebreiteten Anordnung" angebracht sind. Dies erreicht man am besten mit Bezug auf die Entfernung Z' und ihre Beziehung zum Durchmesser d der KammerhL33 in ausgedehnter Form. Die Entfernung Z¹ ist, wie gezeigt, diejenige nach innen gerichtete Entfernung zwischen der Mittellinie Y-Y (wie in Bezug auf Fig. 10 erörtert) und der Mittellinie (d.h. der neutralen Achse oder dem Schwerpunkt) X'-X' der Kammern 33.

Allgemein gesprochen sollte die Entfernung Z» nicht größer als ungefähr 2,0 % von d und vorzugsweise nicht größer als ungefähr 10 % von d sein, wenn man von "in einer ausgebreiteten Anordnung" gemäß dieser Erfindung sprechen können soll. Die Stärke und andere vorteilhafte Faktoren wachsen umso mehr, je kleiner Z¹ wird. Es ist zwar nicht immer praktikabel, daß Z¹ im wesentlichen gleich Null ist oder gar einen negativen Wert hat (wenn beispielsweise die Taschen etwas außerhalb des Rahmenteils 1 angeordnet sind); allgemein gesprochen werden aber hervorragende Resultate erhalten, wenn Z¹ nicht mehr als ungefähr 4,45 cm (1 3/4 inch) und vorzugsweise weniger als 2,54 cm (1 inch) bei Lufttaschen ist, wo d ungefähr 30,48 cm bis 33,02 cm (12 bis 13 inch) beträgt.

Nun wird auf die Fig. 5 bis 7 Bezug genommen. Dort ist die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung dargestellt, wie sie bei einem Fahrzeug mit Rädern an-

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gewendet ist, das eine stationäre Achse 61 mit Rädern als primäre Tragvorrichtung und ein Hilfsachsen-Aufhängungssystem nach dieser Erfindung entweder mit einer geraden oder mit einer "drop"-Achse hat. Wie in Fig. 6 dargestellt, drückt das System 7 normalerweise die Hilfsachse 43 (oder 101) nach oben, so daß die Räder 63 von der Berührung mit der Straßenoberfläche ferngehalten werden. Dies gilt trotz der Tatsache, daß das Fahrzeug mit Rädern ein Rahmenteil 1 haben kann, das relativ niedrig oder außerordentlich niedrig am Boden gebaut ist.

Durch Verwendung eines Ventil- und Leitungsmechanismusses wie der, der in Fig. 5 dargestellt ist, um Luft zu den Leitungen 35 zu liefern, kann die Hilfsachse 43 (oder 101) nach unten gezwungen werden, wodurch die Räder 63 in Berührung mit der Strassenoberflache kommen, wie in Fig. 7 dargestellt. Beispielsweise kann der Fahrer, wenn die Räder 63 in ihrer normalerweise zurückgezogenen Lage (Fig. 6) sind, vorzugsweise von seiner Fahrerkabine aus ein Handsteuerventil 65 betätigen. Indem das Ventil 67 reguliert wird, wird Druckluft vom Kompressor 69 über die Leitungen 35 zu den flexiblen pneumatischen Kammern 33 gesandt. Der erwünschte Druck wird durch die Ventile 65 und 68 aufrechterhalten und auf der Eichung 71 aufgezeigt. Wenn zu den Kammern 33 Luft zugelassen wird, dehnen sie sich senkrecht aus, wobei sie den Lastarm 39 gegen die Blattfeder 9/iSi(f^kdTe Achse 43 (oder 101) nach unten treiben, bis die Räder 63 die Strassenoberflache berühren. Wenn die Räder 63 zum Lasttragen nicht mehr benötigt werden, wird das Ventil 65 be-

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tätigt und die Druckluft in den Kammern 33 abgelassen. Die normal nach oben gespannte Kraft der Federn 9 führt die Achse 43 (oder 101) in ihre eingezogene Lage zurück.

Die oben beschriebenen Aufhängungssysteme sind sehr stark und verläßlich und können überall dort benutzt werden, wo Hilfssysteme notwendig sind, unabhängig davon, ob die Rahmen oder Fahrzeuge hoch oder normal über die Strassenoberfläche angehoben sind, oder ob sie relativ nahe zu dieser sind. Auf diese Weise können diese Systeme bei Anhängern und Lastwagen mit relativ hohen Rahmen, beispielsweise 88,90 bis 96,52 cm (35 bis 38 inches) von der Strassenoberfläche aus, benutzt werden. Andererseits können sie bei Anhängern und Lastwagen mit relativ niedrigen!Rahmen, beispielsweise 68,58 bis 86,36 cm (27 bis 34 inches) von der Strassenoberfläche aus benutzt werden; oder sie können bei Lastwagen und anderen Fahrzeugen mit außerordentlich niedrigen Rahmen beispielsweise 66,04 bis 60,96 cm (26 bis 24 inches) von der Strassenoberfläche aus benutzt werden. Gleich bedeutend ist die Tatsache, daß die bevor-· zugten Ausführungsformen dieser Erfindung, besonders die im einzelnen oben beschriebenen, unter den neuen rigorosen US-Vorschriften zum Tragen von Lasten zugelassen werden, die größer als ungefähr 8,172 t (18000 Pfund) pro Achse und oft von ungefähr 9,08 t (20000 Pfund) pro Achse sind.

Nach Veröffentlichung der obigen Lehre werden vfie andere Kennzeichen, Abwandlungen und Verbesserungen dem Fachmann möglich sein. Solche anderen Kennzeichen, Ab-

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Wandlungen und Verbesserungen werden deshalb als Teil dieser Erfindung angesehen.

ANSPRÜCHE

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Claims

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1.j HilfSachsen-Aufhängungssystem für ein Fahrzeug mit Rädern, das eine Achse und mindestens ein längs verlaufendes Rahmenteil hat, wobei das System mindestens eine Blattfeder, mindestens eine vertikal flexible pneumatische Kammer, Federaufhängungsvorrichtungen zum Halten der Feder an ihren Enden, eine Vorrichtung zum Halten der Feder an einem Punkt zwischen ihren Enden in einer normalerweise nach oben vorgespannten Anordnung und eine Vorrichtung zum Versetzen der pneumatischen Kammer aus der senkrechten Ebene der Achsen wenn das System an diese angeschlossen ist, umfaßt, wobei die genannte Vorrichtung zur Versetzung die pneumatische Kammer zwischen der Achse und dem Rahmenteil anordnet und die Kammer sich ausdehnt, wenn an sie pneumatischer Druck angelegt wird, wodurch die Achse nach unten gegen die normalerweise nach oben gerichtete Kraft der Blattfeder drückt, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) Vorrichtungen zur Aufnahme der Horizontalkraftkomponenten der Brems- und dynamischen Kräfte im wesentlichen direkt unter dem längs verlaufenden Rahmenteil angeordent sind, wenn, das System eingebaut ist und/oder

(2) die pneumatische Kammer in einer ausgebreiteten Anordnung angebracht ist.

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2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung (1) die Blattfeder umfaßt und ein Ende der Blattfeder festhält-

- bar mit der Aufhängungsvorrichtung verbunden ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Radiusstange umfaßt.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kombination von (1) und (2) vorhanden ist. '

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur (2) vorhanden ist, wobei die Mittellinie der Kammer einen Abstand von der Mittellinie des Rahmenteils nach innen von nicht mehr als 20 % der Breite dieser Kammer hat.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Abstand nicht mehr als 5»08 cm (2 inches) nach innen beträgt.

7. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Radiusstange ist und die Blattfeder auch im wesentlichen direkt unter dem genannten Rahmenteil angeordnet ist. ' - - ■

8. System nach /nspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei ,pneumatische Kammern und eine Blattfeder für das längs verlaufen-

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de Rahmenteil vorhanden sind und die Versetzungsvorrichtung eine Kammer im wesentlichen vor die Achse und eine Kammer im wesentlichen hinter die Achse in Längsrichtung des Rahmenteils versetzt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzungsvorrichtung einen Lastarm umfaßt, der über dem Mittelstück der Blattfeder und unter der Achse liegen kann, und ein im wesentlichen horizontales Sattelstück und zwei nach oben verlaufende Arme einschließt, wobei an der Spitze von jedem Arm eine Plattform ist, auf der die Kammern angeordnet sind, wobei die Kraft, welche die Achse nach unten drückt, über diesen Lastarm angelegt wird, wenn die Kammern ausgedehnt werden.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse eine "drop"-Achse ist und daß die Vorrichtung (1) eine Blattfeder ist, die an ihrem vorderen Ende an der Federaufhängungsvorrichtung eingehakt ist.

11. Hilfsachsen-Aufhängungssystem zur Montage an einem Fahrzeug mit Rädern, das zwei äußere, längs verlaufende Rahmenteile besitzt, dadurch gekennzeichnet , daß das System eine Achse umfaßt, die senkrecht zur Längsrichtung der Rahmenteile verläuft, eine Blattfeder, die im wesentlichen direkt unter jedem der äußeren Rahmenteile angebracht ist und in deren Längsrichtung veiüuft, wobei die Blattfeder mindestens mit einem ihrer Enden mit Federauf-

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hängungsgliedern gleitend verbunden ist, die wiederum mit dem entsprechenden Rahmenteil verbunden sind und im wesentlichen senkrecht von jedem Rahmenteil "nach unten verlaufen, eine Vorrichtung'zur Verbindung der Achse mit den Federn ungefähr am Mittelstück der Feder, wobei jede Feder normalerweise nach oben gespannt ist, wodurch die an der Achse befestigten Räder normalerweise über der Strassenoberfläche gehalten werden, zwei senkrecht flexible pneumatische Kammern, die zwischen jeder Blattfeder und deren zugehörigem Rahmenteil angeordnet sind, wobei jede pneumatische Kammer in einer ausgebreiteten Anordnung angebracht ist, eine Vorrichtung, die im wesentlichen direkt unter jedem äußeren Rahmenteil angeordnet ist, wenn das System eingebaut ist, zur Aufnahme der horizontalen Kraftkomponenten der Brems- und dynamischen Kräfte, und eine Vorrichtung, welche die pneumatischen Kammern mit den Rahmenteilen-und den Federn verbindet, die auch die Kammern von der senkrechten Ebene der Achse versetzt, wobei die Achse nach unten gegen die nach oben gerichtete Kraft der Feder gedrückt wird, wenn pneumatischer Druck an die Kammern angelegt wird, wodurch die Räder des Fahrzeugs mit der Strassenoberfläche in Berührung kommen.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse eine "drop"-Achse ist und daß die Vorrichtung zur Aufnahme der horizontalen Kraftkomponenten aus den Federn besteht und das vordere Ende der Federn in die Federaufhängungsteile eingehakt ist.

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13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zur Aufnahme der horizontalen Kraftkomponenten eine Radiusstange für jedes äußere Rahmenteil umfaßt, wobei die Rahmenstange zwischen der Achse und ihrem entsprechenden Federaufhängungsglied verläuft und wobei beide Enden der Federn gleitend mit den Federaufhängungsteilen verbunden sind.

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Hi

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