DE2347786C3 - Vorrichtung zum Anheben einer luftgefederten Radachse von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anheben einer luftgefederten Radachse von Kraftfahrzeugen, bei der die durch Längslenker geführte und durch zwischen den Längslenkern und einem Rahmen des Kraftfahrzeuges angeordnete Luftfedern abgefe-786

derte Radachse bei einer willkürlich bewirkten Druckabsenkung in den Luftfedern durch die Federkraft von am Rahmen befestigten Schi-aabenfedern in eine Ruhestellung, in der die Räder der Radachse vom Boden abgehoben smd, angehoben und bei einer entsprechenden willkürlich bewirkten Druckerhöhung in den Luftfedern durch diese gegen die Federkraft der Schraubenfedern in eine lastaufnehmende Arbeitsstellung abgesenkt wird.

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt Aus der US-PS 3093 388 ist eine Vorrichtung zum Anheben einer luftgefederten Radachse von Kraftfahrzeugen dieser Gattung bekanntgeworden, bei der die am Rahmen befestigten Schraubenfedern direkt an der Radachse angreifen.

Es ist auch bekannt, an Stelle von Schraubenfedern Blattfedern zum Anheben der luftgefederten Radachse zu verwenden und entweder zwischen der Radachse und einem Rahmen des Kraftfahrzeugs (US-PS

36 17 072) oder zwischen dem die Radachse führenden Längslenker und dessen Lagerung anzuordnen (US-PS

37 51 066).

Schließlich ist es auch bekannt (DT-PS 9 12 533), für die Anhebung der Radachse einen Druckluftzylinder vorzusehen, der über einen schwenkbar am Rahmen gelagerten Umlenkhebel und ein diesen mit der Radachse verbindendes, als Kette ausgebildetes Achshebeglied an der Radachse angreift.

Bei den mit Schraubenfedern ausgestatteten Achshebevorrichtungen wird es als nachteilig empfunden, daß die Schraubenfedern beim Anheben der Radachse in der Endphase eine geringere Kraft besitzen als am Anfang der Anhebeoperation. Die Folge davon ist, daß die Kraft der Schraubenfedern so gewählt und eingestellt werden muß, daß ihre Zusammenziehung die Anhebung der Radachse mit den daran befestigten Rädern tatsächlich gewährleistet, aber auch nicht größer ist. Eine größere Federkraft ist aus folgendem Grund unerwünscht: Die Luftfederung wird für eine bestimmte maximale Belastbarkeit ausgelegt. Eine Verstärkung bzw. eine siärkere Kraft der Schraubenfedern verursacht in den bekannten Anhebevorrichtungen eine Einwirkung auf die Luftfederung, die deshalb nicht bis zu ihrer festgelegten Belastbarkeit durch das Fahrzeuggewicht belastet werden kann. Die Belastbarkeit der Luftfederung ist somit reduziert um den Betrag, mit dem die Kraftkomponente der Schraubenfedern die Luftfederung belastet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache.und billige Vorrichtung zum Anheben der Radachse verfügbar zu machen, mit welcher eine Kompensation der abnehmenden Federkraft der Schraubenfedern erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schraubenfedern auf beiden Fahrzeuglängsseiten in an sich bekannter Weise über je einen am Rahmen schwenkbar gelagerten Umlenkhebel und ein diesen mit der Radachse verbindendes Achshebeglied an der Radachse angreifen, wobei der Umlenkhebel derart ausgebildet und angeordnet ist, daß beim Anheben der Radachse der wirksame Hebelarm der Schraubenfedern am Umlenkhebel zur Kompensation der abnehmenden Federkraft der Schraubenfedern stetig vergrößert und gleichzeitig der wirksame Hebelarm des Achshebegliedes stetig verringert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol-

gend an Hand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit vier Radachsen, von deinen eine anhebbar ist,

F i g. 2 eine Teilseitenansicht und einen Teilschnitt der Radaufhängung der anhebbaren Radachse mit Luftfeder und Achshebevorrichtung in der unteren Stellung der Radachse,

F i g. 3 eine Teilseitenansicht und einen Teilschnitt der Achshebevorrichtung in angehobenei Stellung der Radachse,

F ι g. 4 schematisch dargestellt einen Teil der Achshebevorrichtung in unterer Stellung,

F i g. 5 das Teil der F i g. 4 in angehobener Stellung.

Die F i g. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Aufbau 12 und einem Rahmen 14, auf dem der Aufbau angeordnet ist und an dem ein Satz Vorderräder 16 und drei Satz Hinterräder 118, 20, 22 in Tandem-Anordnung mittels einer luftgefederten Radaufhängung befestigt sind. Der vordere Satz Hinterräder 18 wird von einer luftgefederten Radaufhängung 24 getragen.

Die Radaufhängung 24 umfaßt ein Paar Längslenker 26, die auf Schwenkbolzen 28 in Konsolen 30 an den Seiten des Rahmens 14 befestigt sind. Eine die Hinterräder 18 tragende Radachse 32 ist an den Längslenkern 26 beispielsweise mit U-Bolzen 34 und Muttern 36 befestigt. Eine Luftfeder 38 ist im lastübertragenden Verhältnis zwischen jedem Längslenker 26 und dem Rahmen 14 angeordnet In der dargestellten Ausfiihrungsform ist die Luftfeder 38 vom Rollballtyp und unter dem Rahmen 14 mittels einer Konsole 40 befestigt. Jede Luftfeder enthält einen Kolben 42, der von dem Längslenker 26 getragen wird. Innerhalb der Luftfeder 38 ist ein Gummipuffer oder sonstiger Anschlag 43 angeordnet, an welchen die Oberfläche des Kolbens 42 anschlägt, wenn sich der Längslenker 26 in einer extremen Aufwärtsstellung befindet. Zum Anheben der Radachse 32 mit den Hinterrädern 18 ist ein Umlenkhebel 44 an jeder Seite des Rahmens 14 mittels eines Schwenkbolzens 46 schwenkbar gelagert. Die Schwenkpunkte der Sdiwenkbolzen 46 liegen koaxial. Das eine Ende 50 einer vorgespannten Schraubenfeder 48 ist an einem Ende jedes Umlenkhebels 44 befestigt und ihr anderes Ende 52 liegt jeweils über einen Federspanner 54 an dem Rahmen 14, an dem ein Halter 58 für den Federspanner 54 befestigt ist. Das Ende 52 der Schraubenfeder 48 ist dabei in ein ringförmiges Auge des Feaerspanners 54 eingehakt, der mit einer Mutter 56 justiert werden kann.

Ein Achshebeglied 6i0, das in F i g. 2 als Kette dargestellt ist, liegt mit seinem oberen Ende 62 fest an dem zweiten Ende des Umlenkhebels 44 und kann an diesen z. B. mittels eines am Umlenkhebel 44 ausgebildeten Bügels 64 und eines Bolzens 66 befestigt sein, der durch das Achshebeglied 60 und den Bügel 64 geführt ist. Das untere Ende 68 des Achshebegliedes 60 ist an der Radachse 32 mittels eines gelochten Mitnehmers 70 festgelegt, der auf der Radachse verankert ist, wobei die Verbindung ein Bolzen 72 herstellt, der durch den Mitnehmer und das Achshebeglied geführt ist.

In der unteren (F i g. 2 und 4) und auch in der oberen Stellung (F i g. 3 und 5) der Radaufhängung 24 wirkt jede Schraubenfeder 48 auf einer Linie, die oberhalb des Schwenkbolzens 46 verläuft. Dadurch wird ein Hebelarm La zwischen der Schraubenfeder 48 und dem Schwenkbolzen 46 gebildet, dessen Länge von einem Minimum bis zu einem Maximum variiert, wenn der Umlenkhebel 44 von seiner unteren Stellung (F i g. 4) in seine obere Stellung (F i g. 5) verschwenkt wird. Jedes Achshebeglied 60 greift in einem horizontalen Abstand zum Schwenkbolzen 46 am Umlenkhebel 44 an, und zwar sowohl in der Abwärts- als auch in der Aufwärtssteüung der Radaufhängung 24. Dadurch wird ein Hebelarm Li zwischen dem Schwenkbolzen 46 und der Längsachse des Achshebegiiedes 60 gebildet, dessen Länge von einem Maximum zu einem Minimum variiert wenn der Umlenkhebel 44 von der unteren Stel iung in die obere Stellung verschwenkt wird.

Bei der Beschreibung der Funktion soll davon ausgegangen werden, daß die Luftfedern 38 auf einen normalen Druck aufgepumpt sind, um eine anteilige Last von dem Rahmen 14 auf die Radachse 32 zu übertragen. Die Kraft der Luftfedern 38 soll ausreichend sein, die schwenkbaren Längslenker 26 und die Radachse 32 nach unten durchzudrücken, so daß die Hinterräder 18 mit dem Boden bzw. mit der Fahrbahn in Kontakt stehen. Diese Stellung der Radaufhängung ist mit durchgezogenen Linien in den Fig. 1,2 und 4 gezeigt.

Wenn das Kraftfahrzeug 10 unbelastet oder nur wenig belastet benutzt wird, braucht die Radachse 32 nicht notwendigerweise eine anteilige Last des Fahrzeugs zu tragen. In dieser Lage wird der Druck in den Luftfedern 38 vermindert, wo^rauf die Anhebekraft der Schraubenfedern 48, die über die Umlenkhebel 44 und die Achshebeglieder 60 auf die Radachse 32 einwirken, die Radachse 32 aus der Stellung der F i g. 2 und 4 in die Stellung der F i g. 3 und 5 anhebt, so daß die Hinterräder 18 von der Fahrbahn abgehoben werden, wie dies mit unterbrochenen Linien in F i g. 1 und 2 gezeigt ist. Die Anhebekraft der Schraubenfedern 48 reicht aus, um die Radachse 32 in der angehobenen Stellung zu halten, wobei die obere Fläche (nicht dargestellt) des Kolbens 42 gegen den Anschlag 43 innerhalb der Luftfeder 38 anliegt.

Wenn es wieder notwendig sein sollte, die Radachse 32 zum Tragen eines Teils der Kfz-Last zu benutzen, werden die Luftfedern 38 auf ihren normalen Arbeitsdruck aufgepumpt. Dabei werden die Längslenker 26 und die Radachse 32 gegen die Anhebekraft der Schraubenfedern 48 nach unten bewegt, so daß die Hinterräder 18 wieder auf der Fahrbahn stehen.

F i g. 4 und 5 zeigen den Verschwenkungsbereich des Umlenkhebels 44 aus einer Endstellung in die andere. Befindet sich die Radaufhängung 24 in ihrer oberen Stellung, so sind die Schraubenfedern 48 relativ entspannt und wirken deshalb nur mit einer relativ kleinen Kraft auf den Umlenkhebel 44 ein. Jn dieser Stellung ist die Länge des Hebelarmes Li, wie F i g. 5 zeigt, relativ groß, während die Länge des Hebelarmes Li relativ klein ist. Dadurch ist die mechanische Übersetzung für die Kraft der Schraubenfedern 48 relativ groß, und die von den Schraubenfedern 48 in dieser Stellung ausgehende relativ geringe Haltekraft reicht aus, die Radachse 32 mit Aufhängungsteilen und Rädern zu tragen.

Wenn die Radachse 32 unter der Kraft der mit Luft gefüllten Luftfedern 38 nach unten verschwenkt wird, werden auch die Umlenkhebel 44 nach unten verschwenkt, und zwar aus der in F i g. 5 gezeigten in die mit F i g. 4 gezeigte Stellung. Während dieser Bewegung werden die Schraubenfedern 48 gestreckt und legen progressiv größere Kräfte an die Umlenkhebel 44 an. In der gleichen Zeit jedoch verringert sich die Länge des Hebelarmes L\ von seinem Maximum zum Minimum und die Länge des Hebelarmes Li wird größer von einem Minimum zum Maximum. Die mechanische Übersetzung der Kraft der Schraubenfedern verringert sich und kompensiert die erhöhte Federkraft der

Schraubenfedern 48.

Bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs auf der Autobahn mit Hinterrädern 18 in ausgefahrener Stellung werden die Längslenker 26 manchmal zufällig nach unten relativ zum Fahrzeugrahmen verschwenkt, wenn die Räder in eine Fahrbahnvertiefung geraten, wobei die Radachse 32 nach unten bis zur gestrichelt markierten Stellung ausfedert, wie mit F i g. 2 gezeigt. Bei dieser Ausfederung wird die Zugwirkung auf die Schraubenfedern 48 verstärkt, da aber die Länge des Hebelarms L\ weiter absinkt und der Hebelarm Li sich weiter vergrößert, erhöht sich die Anhebekraft der Schraubenfedern 48 auf die Radachse 32 nicht.

Bei einem typischen Zahlenbeispiel ist die Luftfederung für die Radachse 32 für eine Traglast von 9072 kg ausgelegt, einschließlich des Gewichts der Räder von 680 ky. In der angehobenen Stellung trägt jede Schraubenfeder 254 kg an ihrem Umlenkhebel 44, was eine Anhebungskraft von 564 kg für jedes Achshebeglied 60 und eine Gesamtanhebungskrah an der Radachse 32 von 1128 kg ergibt Bei der Absenkung des Radsatzes erhöht sich die Kraft jeder Schraubenfeder 48 progressiv auf 435 kg, aber die Anhebekraft eines jeden Achshebegliedes sinkt auf 192 kg, weil die mechanische Übersetzung progressiv sinkt Somit kann eine auf 9072 kg ausgelegte Luftfederung mit nur 385 kg weniger oder mit 8686 kg beiastet werden.
Würden die Schraubenfedern 48 direkt zwischen der Radachse 32 und den Rahmen 14 eingesetzt und verbunden, so müßten sie eine Gesamtanhebekraft von 1128 kg bei angehobener Radachse 32 aushalten, um den Radsatz angehoben über der Fahrbahn zu tragen. Nach dem Absenken für die Straßenbenutzung wurden in diesem Fall die gestreckten Schraubenfedern 48 eine Gesamtanhebekraft von schätzungsweise 2285 kg an die Radachse 32 anlegen, so daß die mögliche Restbelastung der Luftfederung nur noch 9072 kg - 2258 kg =» 6814 kg betragen würde.

Die Achshebeglieder 60 werden vorzugsweise biegsam ausgeführt und können als Ketten oder Kabel ausgebildet sein. Dadurch wird das Ausrichtungsproblem umgangen, das bei starren Verbindungen zwischen dem Umlenkhebel 44 und der Radachse 32 vorhanden ist.

Außerdem würde ein starres Verbindungsglied einer permanenten Deformation ausgesetzt sein, wenn es bei einem Stoß plötzlich nach unten bewegt wird, wodurch eine ungenaue Funktion oder ein Fehler in dem Anhebungsmechanismus auftreten könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: 2347

1. Vorrichtung zum Anheben einer luftgefederten Radachse von Kraftfahrzeugen, bei der die durch Längslenker geführte und durch zwischen den Längslenkern und einem Rahmen des Kraftfahrzeugs angeordnete Luftfedern abgefederte Radachse bei einer willkürlich bewirkten Druckabsenkung in den Luftfedern durch die Federkraft von am Rahmen befestigten Schraubenfedern in eine Ruhestellung, in der die Räder der Radachse vom Boden abgehoben sind, angehoben und bei einer entsprechenden willkürlich bewirkten Druckerhöhung in den Luftfedern durch diese gegen die Federkraft der Schraubenfedern in eine lastaulnehmende Arbeitsstellung abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (48) auf beiden Fahrzeuglängsseiten in an sich bekannter Weise über je einen am Rahmen (14) schwenkbar gelagerten Umlenkhebel (44) und ein diesen mit der Radachse (32) verbindendes Achshebeglied (60) an der Radachse (32) angreifen, wobei der Umlenkhebel (44) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß beim Anheben der Radachse (32) der wirksame Hebeiarm (Ll) der Schraubenfedern (48) am Umlenkhebel (44) zur Kompensation der abnehmenden Federkraft der Schraubenfedern (48) stetig vergrößert und gleichzeitig der wirksame Hebelarm (L2) des Achshebegliedes (60) stetig verringert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der wirksamen Hebelarme (Ll und L2) und der Federkraft der Schraubenfedern (48) so aufeinander abgestimmt sind, daß die auf die Radachse (32) ausgeübte Hebe- 3:5 kraft in der abgesenkten Arbeitsstellung nicht größer ist als in der angehobenen Ruhestellung der Radachse (32).

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Radachse (32) ausgeübte Hebekraft in der abgesenkten Arbeitsstellung kleiner ist als in der angehobenen Ruhestellung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umlenkhebel (44) mit der Radachse (32) verbindenden Achshebelglieder (60) in an sich bekannter Weise als biegsame Zugglieder ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achshebeglieder (60) in an sich bekannter Weise als Ketten ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkhebel (44) als an einem Ende auf einem Schwenkbolzen (46) am Rahmen (14) schwenkbar gelagerte einarmige Hebe! ausgebildet sind, an deren anderem Ende in horizontaler Richtung die Schraubenfedern (48) und in vertikaler Richtung die Achshebeglieder (60) angreifen.