DE3644803A1 - Achsaufhaengung fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung für Fahrzeuge mit durch Federbügel fest mit der Achse verspannten Blattfedern.

Bei bekannten Achsaufhängungen für Fahrzeuge bestehen die Blattfedern jeweils aus einem Federblatt Nr. 1 und einer Gruppe von Federblättern, bestehend aus dem Federblatt Nr. 2 und den anderen folgenden Federblättern, wobei jeweils alle Federblätter als eine gebündelte Einheit mittels einer oberen Pufferplatte durch Federbügel, z. B. in Form U-förmiger Bolzen, fest mit der Achse verspannt sind. Da hierbei das Federblatt Nr. 1 zusammen mit der Federblattgruppe, bestehend aus dem Federblatt Nr. 2 und den übrigen Federblättern, an der Achse festgelegt wird, ist ein starkes Drehmoment erforderlich, um alle Federblätter gemeinsam an der Achse zu fixieren. Als Folge davon wird eine starke Druckkraft auf die aneinander anliegen­ den Bereiche benachbarter Federblätter ausgeübt.

Wenn jedoch bei einer derartigen Achsaufhängung die Blatt­ federn während der Fahrt eine Auf- und Abbewegung ausführen, finden an den Befestigungsbereichen der Federblätter gering­ fügige Verschiebungen statt mit dem Ergebnis, daß an den Seitenflächen der Federblätter und den gegenüberliegenden Flächen der Federbügel, wo die Federblätter durch die Federbügel befestigt sind, Reibkorrosion auftritt. Sobald es dazu ge­ kommen ist, beginnen sich an den Angriffsstellen der Reib­ korrosion Ermüdungsrisse zu entwickeln. Hierin liegt die Haupt­ ursache einer merklichen Verringerung der Lebensdauer der Feder­ blätter. Sie macht sich insbesondere dort bemerkbar, wo das Federblatt Nr. 2 und die folgenden Federblätter aus z. B. mit Glas- oder Kohlefasern verstärktem Kunststoff bestehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Achsauf­ hängung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine längere Lebensdauer der Federblätter gewährleistet und im Ein­ zelfall eine Verbesserung der Federeigenschaften gestattet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die Federblätter einer Blattfeder mit Ausnahme des obersten oder untersten Federblatts durch eine an der Achse festlegbare, kastenförmige Halterung und die Federbügel außerhalb der kasten­ förmigen Halterung erstrecken.

Durch die Erfindung wird zunächst eine Trennung der Federblätter von den Federbügeln erreicht, und zwar unabhängig von der im Einzelfall anzuwendenden Spannkraft, mit der die Federblätter an der Achse festzulegen sind. Der erfindungsgemäße Vorschlag einer kastenförmigen Halterung für die aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgenden Federblättern bestehende Gruppe von Feder­ blättern bietet darüber hinaus aber auch noch die Möglichkeit, in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das oberste oder unterste Federblatt mit größerer Spannkraft mit der Achse zu verspannen als die übrigen Federblätter. Die Verspannung des obersten oder untersten Federblatts mit der Achse erfolgt in diesem Fall unmittelbar über die mit ihrer Außenseite an diesem Federblatt Nr. 1 anliegende kastenförmige Halterung, welche die darin aufgenommene, aus dem Federblatt Nr. 2 und den anderen folgenden Federblättern bestehende Gruppe von Feder­ blättern in jedem beliebig gewünschten Maße vom Spanndruck ent­ lastet. Bei einer derartigen Anordnung, bei welcher die Achse, die kastenförmige Halterung und das oberste oder unterste Federblatt durch einen oder mehrere Federbügel unter Druck­ spannung miteinander verspannt sind, kann in weiterer be­ vorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß diese Spannkraft, die zum Festspannen des Federblatts Nr. 1 durch die Spannbügel aufgebracht wird, über elastische Zwi­ schenglieder, die durch festen Endanschlag nur begrenzt komprimierbar sind, auf die übrigen Federblätter übertrag­ bar ist. Dies hat den Vorteil, daß trotz unterschiedlicher Spannkräfte für das Federblatt Nr. 1 und die übrigen Feder­ blätter nicht mehrere verschiedene, einzeln mit unterschied­ licher Spannkraft festzuziehende Spannmittel gebraucht wer­ den.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Achsaufhängung;

Fig. 2 eine Ansicht auf die Achsaufhängung nach Fig. 1 von unten;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch die Achsaufhängung nach Fig. 1 und 2 in größerem Maßstab;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine bei der Achsaufhängung nach Fig. 1 bis 3 verwendete kastenförmige Halterung;

Fig. 5-8 verschiedene Ausführungsbeispiele von Anordnungen der Federblätter an einer Achse nach dem in Fig. 1 bis 4 zum Ausdruck gebrachten Prinzip.

Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, sind bei der erfindungsgemäßen Achsaufhängung die Blattfedern in zwei Gruppen unterteilt, von denen die eine, mit 1 bezeichnete, durch das Federblatt Nr. 1 gebildet wird, während die mit 2 bezeichnete Federblatt­ gruppe aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgenden Federblättern besteht. Das Federblatt 1 liegt gemäß Fig. 3 auf der Außenseite des nach oben gekehrten Bodens 3₂ einer kastenförmigen Halte­ rung 3 mit im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, bestimmter Länge und im Beispielsfall nach unten gekehrter Öffnung 3₁. Eine obere Spannplatte, im folgenden als Pufferplatte 4 be­ zeichnet, liegt auf dem Federblatt 1, und dieses wird durch die Pufferplatte 4 in der Weise mit einer Achse 6 verbunden, daß ein Paar U-förmige Federbügel 5 von oben durch die Pufferplatte 4, weiterhin durch Löcher in seitlichen äußeren Flanschen an den freien Enden der Seitenwände der kasten­ förmigen Halterung 3 und schließlich durch Löcher in der Achse 6 hindurchgeführt und durch Muttern 5₀ festgezogen sind. Somit ist das als 1 bezeichnete Federblatt Nr. 1 durch die Pufferplatte 4 und die kastenförmige Halterung 3 unter Druck­ spannung an der Achse 6 festgelegt, wobei das Federblatt 1 den wesentlichen Teil der vorderen und hinteren Bewegungen der Achse 6 infolge darauf wirkender vorderer oder hinterer Lasten aufnimmt. Gleichzeitig ist in dem sich in Längsrich­ tung erstreckenden inneren Hohlraum der kastenförmigen Halte­ rung 3 gemäß Fig. 3 und 4 die aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgenden Federblättern bestehende Federblattgruppe 2 aufgenommen, so daß selbst dann, wenn die kastenförmige Halterung 3 zusammen mit dem Federblatt 1 durch die obere Pufferplatte 4 und die Federbügel 5 fest mit der Achse 6 verspannt wird, die aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgen­ den Federblättern bestehende Federblattgruppe 2 keiner höheren als der für diese Federblattgruppe ausreichenden Spannkraft ausgesetzt zu werden braucht.

Die Einzelheiten der Einspannung der Federblattgruppe 2 er­ geben sich aus Fig. 3 und 4. Danach ist die Federblatt­ gruppe 2, bestehend aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgen­ den Federblättern, zusammen mit als Abstandhalter dienenden Scheiben 7 und 8 zwischen den Seitenwänden der kastenförmigen Halterung 3 in deren sich in Längsrichtung durchgehend offenen inneren Hohlraum eingesetzt. Die zusätzlichen Scheiben 7 und 8 befinden sich dabei über und unter den Federblättern der Federblattgruppe 2. Den unteren Abschluß bildet ein als Spann­ platte dienender Deckel 9 der kastenförmigen Halterung 3, welcher unterhalb der zusätzlichen Scheibe 8 angeordnet und mit Löchern versehen ist, die im montierten Zustand mit den Bolzenlöchern in den äußeren seitlichen Flanschen der kasten­ förmigen Halterung 3 und in der Achse 6 fluchten, so daß die Federbügel 5 hindurchgeführt und die genannten Teile mittels der Pufferplatte 4 verspannt werden können. Im verspannten Zustand hat der Deckel 9 der kastenförmigen Halterung 3 die doppelte Funktion, einerseits eine geeignete Spannkraft auf die Feder­ blattgruppe 2 und die zusätzlichen Scheiben 7 und 8 zu über­ tragen, andererseits mittels eines im Beispielsfall einstückig am Deckel angeformten Zentrierzapfens 10 die kastenförmige Halterung 3 relativ zur Achse 6 zu zentrieren, welche zu die­ sem Zweck auf ihrer Oberseite mit einer zum Zentrierzapfen 10 passenden Ausnehmung 11 versehen ist.

Bei der gezeigten Anordnung der Federblattgruppe 2 mit zu­ sätzlichen Scheiben 7 und 8 zwischen dem Deckel 9 und dem Boden 3₂ der kastenförmigen Halterung 3 wird die auf die Feder­ blattgruppe 2 wirkende Spannkraft, die gemeinsam mit der Spannkraft für das Federblatt 1 durch die Federbügel 5 aufge­ bracht wird, durch geeignete Wahl einerseits der inneren Höhe der kastenförmigen Halterung 3, andererseits der Summe der Dickenmaße der Federblätter der Federblattgruppe 2 und der zusätzlichen Scheiben 7 und 8 sowie deren Elastizitätskenn­ linie bestimmt. Ist die Summe der genannten Dickenmaße der Federblätter und der zusätzlichen elastischen Scheiben 7 und 8 (H+2h), und hat die innere Höhe der kastenförmigen Halterung 3 zwischen dem Deckel 9 und dem Boden 3₂ den etwas kleineren Wert H₀, so ergibt sich dann, wenn der Deckel 9 durch die Federbügel 5 fest gegen die äußeren seitlichen Flanschen der kastenförmigen Halterung 3 angezogen ist, infolge der Kompres­ sion eine Verformung der elastischen Scheiben 7 und 8 um das Maß (H+2h)-H₀ und entsprechend der Elastizitätskennlinie der elastischen Scheiben 7 und 8 eine entsprechende Spannkraft auf die Federblätter der Federblattgruppe 2.

Schließlich ist in Fig. 1 und 3 mit 12 ein Zentrierzapfen be­ zeichnet, der das Federblatt 1 durchdringt und dieses relativ zum Boden 3₂ der kastenförmigen Halterung 3 zentriert. Vorzugsweise wird mittels des Zentrierzapfens 12 auch die Pufferplatte 4 zentriert.

Während vorstehend der typische Aufbau einer erfindungsgemäßen Achsaufhängung beschrieben worden ist, wird nachstehend auf Möglichkeiten der Modifikation einzelner Elemente und Details der Anordnung eingegangen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, können die Teile auch wie folgt über­ einander angeordnet sein:

Zu oberst die Pufferplatte 4, dann die Federblattgruppe 2, be­ stehend aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgenden Federblättern, dann die kastenförmige Halterung, dann das Federblatt Nr. 1 und schließlich die Achse 6.

Bei der Ausführung nach Fig. 6 folgen von oben nach unten aufeinander die Pufferplatte 4, das Federblatt Nr. 1, die kastenförmige Halterung 3, die Federblattgruppe 2, bestehend aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgenden Federblättern, und die Achse 6.

Gemäß Fig. 7 befindet sich zu oberst die Achse 6, und dann folgen das Federblatt Nr. 1, die kastenförmige Halterung 3, die Federblattgruppe 2 und die Pufferplatte 4.

Bei der Ausführung nach Fig. 8 schließen sich nach unten an die Achse 6 zunächst die Federblattgruppe 2, dann die kasten­ förmige Halterung 3, anschließend das Federblatt Nr. 1 und die Pufferplatte 4 an. Mit 20 ist das Fahrzeugchassis und mit 21 ein Lagerbock zur Abstützung des einen Endes der Federblatt­ gruppe 2 bezeichnet.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, kann bei der erfindungsgemäßen Achsaufhängung die aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgenden Federblättern bestehende Federblatt­ gruppe unabhängig von der Spannkraft, mit welcher das Feder­ blatt Nr. 1 an der Achse festgespannt wird, einer niedrigeren, optimalen Spannkraft ausgesetzt werden. Außerdem wird durch die Aufnahme der Federblattgruppe 2 im inneren Hohlraum der kastenförmigen Halterung 3 Reibkorrosion an den Seiten der Federblätter infolge Berührung mit den Federbügeln wirksam ver­ mieden, und zwar auch dann, wenn die Federblätter aus mit Kohle- oder Glasfaser verstärktem Kunststoff bestehen. Schließ­ lich ergibt sich als weitere vorteilhafte Wirkung der Erfindung eine im Vergleich zu herkömmlichen Achsaufhängungen mit Blatt­ federn weichere Federcharakteristik, weil die Spannkraft, mit welcher die aus dem Federblatt Nr. 2 und den folgenden Feder­ blättern bestehende Federblattgruppe 2 mittels der Federbügel 5 an der Achse 6 festgespannt wird, verringert werden kann.

Claims (9)

1. Achsaufhängung für Fahrzeuge mit durch Federbügel fest mit der Achse verspannten Blattfedern, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Federblätter einer Blattfeder mit Ausnahme des obersten oder untersten Feder­ blatts (1) durch eine an der Achse (6) festlegbare, kasten­ förmige Halterung (3) und die Federbügel (5) außerhalb der kastenförmigen Halterung (3) erstrecken.

2. Achsaufhängung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das oberste oder unterste Federblatt (1) mit größerer Spannkraft mit der Achse (6) ver­ spannt ist als die übrigen Federblätter (2).

3. Achsaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Achse (6), die kasten­ förmige Halterung (3) und das oberste oder unterste Feder­ blatt (1) durch einen oder mehrere Federbügel (5) unter Druckspannung miteinander verspannt sind und diese Spannkraft über elastische Zwischenglieder (7, 8), die durch festen Endanschlag nur begrenzt komprimierbar sind, auf die übrigen Federblätter (2) übertragbar ist.

4. Achsaufhängung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die innere Höhe der kasten­ förmigen Halterung (3) größer ist als die Dicke der sich durch diese erstreckenden, aufeinanderliegenden Federblätter (2), aber kleiner als die Dicke dieser Federblätter (2) zu­ züglich der Dicke der elastischen Zwischenglieder (7, 8).

5. Achsaufhängung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elastischen Zwischenglieder (7, 8) eine oder mehrere elastische Scheiben sind.

6. Achsaufhängung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elastischen Scheiben (7, 8) über und/oder unter den sich durch die kastenförmige Halte­ rung (3) erstreckenden Federblättern (2) angeordnet sind.

7. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die kasten­ förmige Halterung (3) mit äußeren seitlichen Flanschen mit Löchern ausgebildet ist, durch die sich die Federbügel (5) erstrecken.

8. Achsaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die kasten­ förmige Halterung (3) bei im wesentlichen rechteckigem Quer­ schnitt einen Boden (3₂), zwei einstückig damit ausgebildete, gegenüberliegende Seitenwände mit äußeren Flanschen am freien Ende und einen gegen diese andrückbaren Deckel (9) mit Löchern zur Durchführung der Federbügel (5) aufweist.

9. Achsaufhängung nach einem der vorhergehden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch Zentrierungszapfen (10, 12) oder -löcher am Boden (3₂) und/oder Deckel (9) der kasten­ förmigen Halterung (3) zu ihrer Zentrierung gegenüber der Achse (6) und/oder einer auf der dieser gegenüberliegenden Seite der kastenförmigen Halterung (3) angeordneten, durch die Federbügel (5) mit der Achse (6) verspannten Pufferplatte (4).