DE3812924A1 - Radfahrzeug mit zwei benachbarten, jeweils einzeln aufgehaengten starrachsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Radfahrzeug mit Merkmalen ent­ sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 27 25 599 ist ein Radfahrzeug mit Merkmalen der eingangs genannten Art bekannt. Dabei besitzt dieses Fahrzeug zwei einander benachbarte Starrachsen, die jeweils über zwei herkömmliche Blattfederpakete am Fahrzeugrahmen abgestützt sind. Jedes der Blattfederpakete besteht dabei aus einer großen Anzahl von Einzelfederblättern. Die je Sei­ te vorderen und hinteren Blattfederpakete sind jeweils in Fahrtrichtung gesehen schräg zur Fahrzeugaufstandsebene an­ geordnet, und zwar nach hinten abfallend, so daß die jeweils in Fahrtrichtung gesehen vorderen Lagerpunkte höher als die in Fahrtrichtung gesehen hinteren Lagerpunkte angeordnet sind. Außerdem überdecken sich die jeweils vorderen und hin­ teren Blattfederpakete partiell und sind mit ihren jeweils im Überdeckungsbereich gegebenen Enden an einem gemeinsamen Stützorgan angeschlossen. Die Abstützung des hinteren Endes jedes vorderen Blattfederpaketes erfolgt dabei über ein re­ lativ langes und schwach dimensioniertes Stützorgan das an einem Halter angelenkt ist. Die Länge dieses Stützorganes erweist sich insofern als nachteilig, weil dadurch bedingt zur Aufnahme der Seitenführungskräfte zusätzliche Führungs­ organe wie Panhard-Stäbe, Seile, Ketten oder dergleichen un­ bedingt notwendig sind. Diese zusätzlichen Führungsorgane verteuern die Achsaufhängung ganz erheblich und bringen au­ ßerdem große Probleme hinsichtlich der Unterbringung anderer Organe in diesem räumlichen Bereich mit sich.

Bei solchen zwei einzeln abgefederte, benachbarte Starrachsen aufweisenden Radfahrzeugen ergibt sich, will man einen mög­ lichst großen Federungskomfort und einen Achsabstand erhal­ ten, der nur geringfügig größer als der Reifendurchmesser ist, das Problem, daß die Federstützweite wesentlich größer ist als der gewünschte Achsabstand. Das heißt, eine partiel­ le Überdeckung der je Seite vorderen und hinteren Blattfeder­ organe ist praktisch nicht zu vermeiden. Die Forderung nach möglichst großem Federungskomfort ist jedoch einerseits nur durch Blattfederorgane mit bestimmten Federungscharakteri­ stiken und außerdem mit entsprechend angepaßten Lager- und Stützorganen zu erfüllen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Radfahrzeug der ein­ gangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei einem Achsabstand der beiden benachbarten Starrachsen, der nur ge­ ringfügig größer als der Durchmesser eines Reifens ist, un­ ter Verzicht auf zusätzliche Führungsorgane zur Seitenkraft­ aufnahme wie Panhard-Stäbe oder dergleichen ein gegenüber bekannten Lösungen verbesserter Federungskomfort mit robu­ ster Achsseitenkraftaufnahme erzielbar ist.

Diese Aufgabe ist bei einem Radfahrzeug der eingangs genann­ ten Art erfindungsgemäß durch die Kombination der im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Die Schrägstellung der Blattfederorgane im Sinne des Kombina­ tionsmerkmales a, nämlich von vorn nach hinten ansteigend, er­ möglicht näher von unten her zum Rahmen hin angeordnete Achs­ körper. Außerdem sind an den Stützorganen nur vergleichsweise kurze Ausgleichsschwingen für die Blattfederorgane vorgese­ hen, so daß sich die Blattfederorgane zumindest teilweise direkt neben dem Fahrzeugrahmen erstrecken und somit eine sehr kompakte, niedrig bauende Federeinrichtung realisiert ist.

Jedes der beiden, im Überdeckungsbereich jeweils ein vorderes und hinteres Blattfederorgan tragenden gemeinsamen Stützorgane ist durch einen Lagerbock gebildet, der so stabil ausgelegt und am Fahrzeugrahmen befestigt ist, daß er gleichzeitig auch die im Fahrbetrieb auftretenden Achsseitenkräfte aufzu­ nehmen vermag. Dies hat zur Folge, daß aufgrund dieser Aus­ gestaltung der gemeinsamen Stützorgane auf ansonsten zwin­ gend notwendige eigenständige Achsseitenkraftaufnahmeorgane verzichtet werden kann. Für die beiden gemeinsamen Stützor­ gane bedeutet dies lediglich, daß diese selbst vergleichs­ weise massiv ausgebildet und die darin aufgenommenen Blatt­ federorgane seitlich exakt geführt sein müssen. Außerdem ist an jedem der beiden gemeinsamen Stützorgane eine Ausgleichs­ schwinge gelagert, an deren unterem Ende das vorn ortsfest an einem Stützorgan gelagerte vordere Blattfederorgan flie­ gend aufgehängt ist. Räumlich unterhalb der Ausgleichs­ schwinge ist das hintere Blattfederorgan mit seinem vorderen Ende ortsfest gelagert. Auch das hintere Blattfederorgan ist fliegend über eine an einem hinteren Stützorgan angelenkte kurze Ausgleichsschwinge aufgehängt. Darüber hinaus ist der Abstand vom vorderen Lagerpunkt eines jeden vorderen Blatt­ federorganes zur Mitte der vorderen Starrachse größer als der Abstand des vorderen Lagerpunktes eines jeden hinteren Blattfederorganes zur Mitte der hinteren Starrachse.

Diese Abstandsverhältnisse, außerdem die nach hinten an­ steigende Schrägstellung der Blattfederorgane sowie deren jeweils vorn feste Lagerung mit nach hinten gegebener fliegender Aufhängung erbringen in Verbindung mit der Aus­ bildung der beiden gemeinsamen Stützorgane als Achsseiten­ kraftaufnahmeorgane einen in jeder Beziehung hervorragenden Federungskomfort mit sicherer Seitenführung für jede der beiden benachbarten Starrachsen des Radfahrzeuges.

Nachstehend ist das erfindungsgemäße Radfahrzeug anhand ei­ nes in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht die erfindungsgemäße Anordnung zweier benachbarter Starrachsen eines Radfahrzeu­ ges, und

Fig. 2 einen Schnitt durch ein einem vorderen und einem hinteren Blattfederorgan gemeinsames Stützorgan.

Von dem Radfahrzeug sind in der Zeichnung schematisiert nur jene Teile dargestellt, die für das Verständnis der Erfin­ dung notwendig sind. Bei dem Radfahrzeug kann es sich um ei­ nen Lastkraftwagen für zivile Zwecke oder um ein geländegän­ giges Fahrzeug für militärische Zwecke handeln.

Das Radfahrzeug besitzt einen verhältnismäßig tiefliegenden Fahrzeugrahmen 1, an dem zwei einander benachbarte Starrach­ sen 2, 3 angeordnet sind, wobei - in Fahrtrichtung vorwärts gemäß Pfeil 4 gesehen - die vordere Starrachse mit dem Be­ zugszeichen 2 und die hintere Starrachse mit dem Bezugs­ zeichen 3 angezogen sind. Bei diesen beiden einander benach­ barten Starrachsen 2, 3 kann es sich um die ungelenkten Hin­ terachsen eines Lkw oder gelenkten Hinterachsen eines gepan­ zerten Radfahrzeuges, aber auch die beiden gelenkten Vorder­ achsen des besagten Fahrzeugs handeln. Je nach Anwendungs­ fall sind die Räder 5, 6 einer oder beider der einander be­ nachbarten Starrachsen 2, 3 angetrieben.

Die mit den Starrachsen 2, 3 verbundenen Räder 5, 6 sind der Übersichtlichkeit wegen nur schematisiert durch strich­ punktierte Kreislinien angedeutet.

Jede der beiden einander benachbarten Starrachsen 2, 3 ist einzeln für sich gesehen über jeweils zwei Blattfederorgane 7 bzw. 8 am Fahrzeugrahmen 1 abgestützt, wobei in der Zeich­ nung die der vorderen Starrachse 2 zugeordneten Blattfeder­ organe mit 7 und die der hinteren Starrachse 3 zugeordneten Blattfederorgane mit 8 bezeichnet sind. Der Achsabstand der beiden benachbarten Starrachsen 2, 3 ist mit a bezeichnet. Die Einspannlänge eines vorderen Blattfederorganes 7 ist mit b und die Einspannlänge eines hinteren Blattfederorganes 8 mit c bezeichnet. Jedes Blattfederorgan 7 bzw. 8 ist an sei­ nem in Fahrtrichtung (Pfeil 4) gesehen vorderen Ende orts­ fest an einem Stützorgan 9 bzw. 10 angeschlossen, ansonsten jedoch frei fliegend aufgehängt. Das Stützorgan 9 ist seit­ lich am Fahrzeugrahmen 1 angeschraubt und nimmt über einen Querbolzen 11 das vordere Ende eines der beiden vorderen Blattfederorgane 7 auf. Sowohl die vorderen als auch die hinteren Blattfederorgane 7 bzw. 8 sind jeweils in Fahrt­ richtung (Pfeil 4) gesehen, schräg zu der durch eine strich­ punktierte Linie 12 markierten Fahrzeugaufstandsebene ange­ ordnet, wobei diese Schrägstellung der Blattfederorgane 7 bzw. 8 in einem spitzen Winkel α so gegeben ist, daß die Blattfederorgane 7, 8 nach hinten ansteigend angeordnet sind, also der in Fahrtrichtung gesehen hintere Lagerpunkt jeweils höher als der vordere Lagerpunkt liegt. Dadurch ist ein relativ kleiner Achsabstand a sowie eine sich partiell überdeckende Anordnung eines vorderen und eines hinteren Blattfederorganes 7 bzw. 8 möglich. Im Überdeckungsbereich sind ein vorderes und ein hinteres Blattfederorgan 7, 8 je­ weils an dem ihnen gemeinsamen Stützorgan 10 angeschlossen, und zwar das vordere Blattfederorgan 7 mit seinem hinteren Ende am unteren Aufnahmebolzen 13 einer oben über einen Querbolzen 15 gelagerten kurzen Ausgleichsschwinge 14 und räumlich darunter ortsfest das hintere Blattfederorgan 8 mit seinem vorderen Ende an einem Querbolzen 16. Die fliegende Lagerung des hinteren Blattfederorganes 8 erfolgt über eine kurze Ausgleichsschwinge 16, die an einem am Fahrzeugrahmen 1 befestigten Stützorgan 17 mit einem Lagerzapfen 18 schwenk­ bar gelagert ist und an ihrem unteren Ende über einen Quer­ bolzen 19 das hintere Ende des hinteren Blattfederorganes 8 aufnimmt.

Jedes einem vorderen und hinteren Blattfederorgan 7 bzw. 8 gemeinsame Stützorgan 10 ist als Lagerbock ausgebildet, der konstruktiv, materialseitig und kräftemäßig so ausgelegt ist, daß er außer seiner Stütz- und Lagerfunktion für die beiden Blattfederorgane 7, 8 und die angeschlossenen Starrach­ sen 2, 3 gleichzeitig auch die bei Fahrt von beiden Starr­ achsen 2, 3 herrührenden Achsseitenkräfte aufnehmen kann. Das heißt, ein das Stützorgan 10 bildender Lagerbock ist für beide Starrachsen 2, 3 gleichzeitig auch das beiden gemein­ same Achsseitenkräfteaufnahmeorgan, so daß auf weitere Achs­ seitenkräfte aufnehmende Organe am Fahrzeug verzichtet wer­ den kann. Ein solchermaßen ausgebildetes Stützorgan 10 ist in seinen Einzelheiten sowie seiner Anordnung am Fahrzeug­ rahmen 1 in einer Ausführungsform aus Fig. 2 ersichtlich. Dabei weist der das Stützorgan 10 bildende Lagerbock eine Grundplatte 20 auf, mit der er am Fahrzeugrahmen 1 außen an­ liegend angeflanscht und festgeschraubt ist.

Mit der Grundplatte 20 sind zwei zueinander parallel laufende Lagerplatten 21, 22 verbunden, die die beiden Querbolzen 15 und 16 aufnehmen sowie mit oberen, vorderen und hinteren Be­ grenzungswänden 23, 24 ein teilweise offenes Lagerbock-Gehäuse bilden. Im Bereich des Querbolzens 16 sind an den Lagerplat­ ten 21, 22 innen zueinander parallele Wandabschnitte 25, 26 gegeben, zwischen denen das hintere Blattfederorgan 8 seit­ lich geführt aufgenommen ist. Zwischen anderen parallelen inneren Wandabschnitten 27 bzw. 28 an den Lagerplatten 21, 22 ist die Achsausgleichsschwinge 14 über entsprechende Paral­ lelflächen 29, 30 seitlich geführt aufgenommen. Die Achsan­ gleichsschwinge 14 besteht aus zwei zueinander parallelen Schenkeln 31, 32, die an einem vom Querbolzen 15 durchsetz­ ten Joch 33 angeordnet sind. Zwischen den zueinander paral­ lelen Innenflächen 34, 35 an beiden Schenkeln 21, 32 ist das vordere Blattfederorgan 7 seitlich geführt aufgenommen.

Jedes der Blattfederorgane 7 und 8 ist in Bezug auf die zugehörige Starrachse 2 bzw. 3 asymmetrisch angeordnet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist dabei der Abstand d vom vor­ deren Lagerpunkt 11 eines vorderen Blattfederorganes 7 zur Mitte der vorderen Starrachse 2 größer als der Abstand e von der Mitte der Starrachse 2 zum hinteren Lagerpunkt 13 des vorderen Blattfederorganes 7. Der umgekehrte Fall ist beim hinteren Blattfederorgan 8 gegeben, denn dort ist der Ab­ stand f von dessen vorderem Lagerpunkt 16 zur Mitte der hin­ teren Starrachse 3 kleiner als der Abstand g zwischen der Mitte der hinteren Starrachse 3 und dem hinteren Anlenk­ punkt 19. Dementsprechend ist aufgrund der Überschneidung zwischen vorderem und hinterem Blattfederorgan 7 bzw. 8 der Abstand d vom vorderen Lagerpunkt 11 eines vorderen Blattfederorganes 7 zur Mitte der vorderen Starrachse 2 größer als der Abstand f des vorderen Lagerpunktes 16 des hinteren Blattfederorganes 8 zur Mitte der hinteren Starr­ achse 3. Die Abstände d und e können aber auch gleich groß sein. Entsprechend können auch die Abstände e und f gleich groß sein.

Hinsichtlich der Schrägstellung der Blattfederorgane 7 und 8 ist zu bemerken, daß die der vorderen Starrachse 2 zugeord­ neten Blattfederorgane 7 um den gleichen Winkel α zur Fahr­ zeugaufstandsebene 12 schräg angeordnet sein können, wie die der hinteren Starrachse 3 zugeordneten Blattfederorgane 8. Der Winkel α der Schrägstellung der der vorderen Starrach­ se 2 zugehörigen Blattfederorgane 7 kann jedoch auch unter­ schiedlich, d.h. sowohl größer als auch kleiner als jener der der hinteren Starrachse 3 zugeordneten Blattfederorgane 8 sein.

Generell liegt der Winkel α der Blattfederorgan-Schräg­ stellung zwischen etwa 10° und etwa 30° in Bezug auf die Fahrzeugaufstandsebene 12.

Aus Gründen einer rationellen Fertigung und günstigen Ersatz­ teilvorhaltung werden bevorzugt alle Blattfederorgane 7, 8 jeweils gleich ausgebildet. Dabei kann jedes Blattfederor­ gan 7, 8 aus mehreren in Längsrichtung gesehen entweder sym­ metrischen oder asymmetrischen Einzelfederblättern zusammen­ gestellt sein. Die Blattfederorgane 7, 8 können alternativ jedoch jeweils auch nur aus einem Einzelfederorgan bestehen, das durch ein mit Kohlenstoff- oder dergleichen Fasern ver­ stärktes Kunststofflaminat gebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind Blattfederorgane 7, 8 verwendet, die jeweils aus einer vergleichsweise kleinen Anzahl von beispielsweise nur vier Einzelfederblättern zusammengesetzt und - über Bügel 36, 37 bzw. 38, 39 am zugehörigen Achskör­ per 40 bzw. 41 gehalten - mit einem untersten Einzelfeder­ blatt 42, 43 an letzterem aufgesetzt sind. Dieses Einzelfe­ derblatt 42, 43 ist als Parabel - Stützfederblatt ausgebil­ det, hat an seiner dicksten Stelle das 3- bis 5-fache der Dicke eines der anderen Einzelfederblätter und eine Länge, die etwa 3/4 des längsten Einzelfederblattes entspricht. Da­ mit ergibt sich in Verbindung mit den anderen geschilderten Merkmalen am Radfahrzeug eine vergleichsweise niedrig bauen­ de Federung für die beiden einander benachbarten Starrach­ sen 2, 3, die sehr robust ausgebildet ist, trotzdem aber einen hervorragenden Federungskomfort mit günstiger Seiten­ kraftaufnahme erbringt.

Claims (10)

1. Radfahrzeug, bei dem zwei benachbarte Starrachsen (2, 3) jeweils einzeln über je zwei Blattfederorgane (7, 8) am Fahrzeugrahmen (1) abgestützt sind, wobei die vorderen und hinteren Blattfederorgane jeweils in Fahrtrichtung (4) gesehen schräg zur Fahrzeugaufstandsebene (12) angeordnet sind, sich außerdem partiell überdecken und mit ihren je­ weils im Überdeckungsbereich gegebenen Enden an einem ge­ meinsamen Stützorgan (10), mit ihren anderen Enden dage­ gen an einem anderen Stützorgan (9, 17) angeschlossen sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale, nämlich

• a) Schrägstellung der Blattfederorgane (7, 8) in spitzem Winkel α zur Fahrzeugaufstandsebene (12), derart, daß ein hinterer Lagerpunkt (13 bzw. 19) jeweils höher als ein vorderer Lagerpunkt (11 bzw. 16) liegt,
• b) jedes der beiden einem vorderen und hinteren Blattfe­ derorgan (7, 8) gemeinsamen Stützorgane (10) ist gleich­ zeitig als Achsseitenkräfte aufnehmender Lagerbock ausgebildet, an dem über eine seitengeführte Ausgleichs­ schwinge (14) das vorn ortsfest gelagerte vordere Blattfederorgan (7) mit seinem hintere Ende fliegend aufgehängt und räumlich darunter das vordere Ende des hinteren Blattfederorganes (8) ortsfest gelagert ist,
• c) jedes hintere Blattfederorgan (8) ist fliegend an ei­ ner am hinteren Stützorgan (17) gelagerten Aus­ gleichsschwinge (16) aufgehängt,
• d) der Abstand (d) vom vorderen Lagerpunkt (11) eines vorderen Blattfederorganes (7) zur Mitte der vorderen Starrachse (2) ist größer als der Abstand (f) des vorderen Lagerpunktes (16) eines hinteren Blattfeder­ organes (8) zur Mitte der hinteren Starrachse (3).

2. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederorgane (7, 8) aus in Längsrichtung gesehen asymmetrischen Einzelfederblättern zusammengestellt sind.

3. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederorgane (7, 8) aus in Längsrichtung gesehen symmetrischen Einzelfederblättern zusammengestellt sind.

4. Radfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Blattfederorgan (7, 8) aus einer vergleichsweise kleinen Anzahl von beispiels­ weise vier Einzelfederblättern zusammengesetzt und - über Bügel (36, 37, 38, 39) am Achskörper (40, 41) gehalten - an letzterem mit einem untersten Einzelfederblatt (42, 43) aufgesetzt ist, das als Parabel-Stützfederblatt ausgebil­ det ist, an seiner dicksten Stelle das 3- bis 5-fache der Dicke eines der anderen Einzelfederblätter mißt und eine Länge hat, die etwa 3/4 des längsten Einzelfederblattes entspricht.

5. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Blattfederorgan (7, 8) aus einem Einzelfederblatt besteht, das durch ein mit Kohlenstoffasern verstärktes Kunststofflaminat gebildet ist.

6. Radfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß alle Blattfederorgane (7, 8) jeweils gleich ausgebildet sind.

7. Radfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand (d) zwischen dem vorderen La­ gerpunkt (11) eines vorderen Blattfederorganes (7) zur Mitte der vorderen Starrachse (2) gleich jenem zwischen Mitte hinterer Starrachse (3) und hinterem Anlenkpunkt (19) eines hinteren Blattfederorganes (8) gegebenen Abstand (g) ist.

8. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Blattfederorgane (7) um den gleichen Winkel α zur Fahrzeugaufstandsebene (12) schräg angeordnet sind wie die hinteren Blattfederorgane (8).

9. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α der Schrägstellung der vorderen Blattfeder­ organe (7) unterschiedlich zu jenem der hinteren Blattfe­ derorgane (8) ist.

10. Radfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Winkel α der Blattfederorgan-Schrägstellung zwischen etwa 10° und etwa 30° liegt.