DE4007634A1 - Fahrzeugachsaufhaengung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung für eine einen starren Achskörper aufweisende Fahrzeugachse mit wenigstens je einer Blattfederanordnung beidseits der Fahrzeuglängs­ mittelebene, welche mit ihrem vorderen Ende an einem chassis­ festen Lagerpunkt angelenkt und im Abstand davon starr mit dem Achskörper verspannt ist, wobei ein von dem Achskörper aus jeweils nach hinten ragender Tragarm das untere Lager einer Luftfeder bildet, auf deren Oberseite sich das Chassis ab­ stützt, und mit einer Achsanhebevorrichtung.

Eine derartige Fahrzeugachsaufhängung ist beispielsweise aus der EP-A-01 37 953 bekannt. Beispiele für ähnliche Fahrzeug­ achsaufhängungen, jedoch ohne Achsanhebevorrichtung, ergeben sich aus der DE-P-21 00 048 und der EP-A-03 06 849.

Zum Beispiel für sogenannte Kombitrailer, welche sowohl als Bahnwaggon an ihrem vorderen und hinteren Ende mit ihrem Chassis auf schienengebundenen Tragwagen abgestützt als auch als Straßenfahrzeug genutzt werden sollen, werden außerordent­ lich große Federwege benötigt, welche bei den herkömmlichen Fahrzeugachsaufhängungen nur durch übermäßige Verlängerung der Luftfeder erreicht werden könnten. Durch eine solche Ver­ längerung ergeben sich jedoch problematische Bauhöhen sowie die Gefahr eines Abknickens der Federbälge. Ein ähnliches Problem außergewöhnlich großer Federwege ergibt sich dort, wo Sattelaufleger mittels Zugmaschinen transportiert werden sollen, welche unterschiedliche Sattelkupplungshöhen auf­ weisen, welche durch einen größeren Federweg ausgeglichen werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fahr­ zeugachsaufhängung der eingangs geschilderten Art vorzuschla­ gen, bei welcher außergewöhnlich große Federwege bei verhält­ nismäßig geringer Bauhöhe und einfacher zuverlässiger Kon­ struktion erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß sich die jeweilige Luftfeder nach oben an dem freien Ende einer vorzugsweise in einer Ebene parallel zur Fahrzeuglängsmittelebene um einen chassisfesten Lagerpunkt schwenkbare Schwinge abstützt und daß die Schwenklage der Schwinge relativ zu dem Chassis mittels eines Stellgliedes einstellbar ist.

Auf diese Weise kann die gesamte bisher schon eingesetzte und standardisierte Luftfederanordnung im wesentlichen bestehend aus der beispielsweise aus Tragfederblatt und Führungsfeder­ blatt bestehenden Blattfederanordnung, der Achseinspannung derselben dem Tragarm, und der verhältnismäßig kurzen Luft­ feder verwendet werden, wobei sich jedoch die Luftfeder nicht unmittelbar an dem Chassis abstützt, sondern nur mittelbar über die relativ zu dem Chassis schwenkbar gelagerte Schwinge, welche je nach der Ausfahrstellung des Stellgliedes in ver­ änderbarer Höhe eine obere Abstütztebene für die Luftfeder bildet. Bei voll ausgefahrenem Stellglied und belüfteter Luftfeder aber auch bei teilweise oder ganz eingefahrenem Stellglied ist das mit der erfindungsgemäßen Achsaufhängung ausgestattete Fahrzeug als Straßenfahrzeug verwendbar. Für den Fall, daß das Fahrzeug als Bahnwaggon auf schienengebundenen Trägerfahrzeugen vorne und hinten aufgebockt werden soll, kann das Stellglied mit Hilfe der Achsanhebevorrichtung vollständig eingefahren und bei Entlüftung der Luftfeder auch noch die Achse relativ zu der Schwinge angehoben werden, so daß auch außerordentlich große Lifthöhen, wie sie beispielsweise für Großbritannien gefordert werden, erreichbar sind. Mit Hilfe des mehr oder weniger ausfahrbaren Stellgliedes kann auch auf einfache Weise eine Anpassung an unterschiedliche Sattel­ kupplungshöhen von Zugmaschinen erfolgen, so daß das mit der erfindungsgemäßen Achsaufhängung ausgestattete Fahrzeug die maximal zulässige Schräglage auch bei erheblichen Höhenunter­ schieden der Sattelkupplungen nicht übersteigt.

Die erfindungsgemäße Achsaufhängung ist aufgrund der weit­ gehenden Verwendbarkeit von Standardteilen kostengünstig und funktionssicher herstellbar. Trotz des erheblich vergrößerten Federweges bleibt die Bauhöhe verhältnismäßig gering.

Das Stellglied kann beispielsweise als zwischen Schwinge und Chassis wirksames pneumatisches Stellglied ausgebildet sein, so daß kein gesondertes, z. B. hydraulisches oder elektrisches Betätigungssystem für das Stellglied erforderlich ist, sondern beispielsweise die Druckluftzufuhr, welche für die Luftfeder ohnehin erforderlich ist, ausgenutzt werden kann.

Das Stellglied kann dabei ebenfalls einen Luftfederbalg auf­ weisen welcher sich nach unten auf der Schwinge und nach oben an dem Chassis abstützt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedan­ kens kann hierbei die wirksame Querschnittsfläche des Luft­ federbalges des Stellgliedes größer als die wirksame Fläche des Luftfederbalges der Luftfeder sein. Wenn dann der Luft­ federbalg des Stellgliedes und der Luftfederbalg der Luftfeder mit gleichem Druck beaufschlagt werden, erfolgt beim Fahren als Straßenfahrzeug die Einfederung ausschließlich im Bereich der Luftfeder, während das Stellglied aufgrund der größeren Krafteinwirkung auf die Schwinge von oben nicht einfedert, sondern praktisch als starres Glied wirkt. Auf diese Weise können die bewährten Einfederungseigenschaften der Luftfeder­ anordnung erhalten werden.

Besonders günstige geometrische Verhältnisse ergeben sich dann, wenn die Schwinge mit ihrem vorderen Ende an dem chassisfesten Lagerpunkt gelagert ist, so daß die jeweilige Schwinge über ihre gesamte Länge gleichsinnig verschwenkbar ist.

Hierbei bietet sich zur weiteren Vereinfachung der Konstruk­ tion an, daß die Blattfederanordnung und die Schwinge einen gemeinsamen Lagerpunkt haben.

Die Lagerpunkte der Blattfederanordnung und/oder der Schwinge können dabei in der für die Blattfederanordnung an sich be­ kannten Weise an einem von dem Chassis nach unten ragenden Lagerbock angeordnet sein, so daß der erforderliche Freiraum für die Unterbringung der Luftfederung, der Schwinge und des Stellgliedes vorhanden ist. Der bzw. die Lagerpunkte können dabei in einfacher Weise von einem in dem Lagerbock quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Lagerbolzen gebildet sein.

Bei der aus der EP-A-01 37 953 bekannten Fahrzeugachsauf­ hängung ist jeweils beidseitig der Fahrzeugmittellängsebene ein zwischen Chassis und Achskörper wirksamer Stoßdämpfer vor­ gesehen, welcher in dem bekannten Fall einerseits an dem Lagerbock und andererseits an der starren Achseinspannung angelenkt ist. Im Rahmen der Erfindung wird nun vorgeschlagen, den Stoßdämpfer mit seinem einen Ende an der Schwinge anzu­ lenken. Hierdurch kommt man trotz des erheblich vergrößerten Federweges mit einem nach wie vor kurzen Stoßdämpfer aus, da der eine Anlenkpunkt des Stoßdämpfers mit der Schwinge ver­ schwenkt wird.

Es ist auch an sich bekannt, Fahrzeugachsaufhängungen zur Berücksichtigung unterschiedlicher Beladung mit einem Luft­ federventil für die lastabhängige Druckbeaufschlagung der Luftfeder auszustatten, welches über ein den lastabhängigen Einfederweg der Luftfeder feststellendes Gestänge regelbar ist. Denn die Luftfeder wird umso stärker beansprucht und damit zusammengedrückt, je stärker das Fahrzeug beladen ist. In diesem Fall wird, um die gleiche Fahrzeughöhe einzuhalten, die Luftfeder entsprechend stärker mit Druckluft beaufschlagt. Diese Kompensation erfolgt über das genannte Luftfederventil. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dieses Luftfederven­ til, welches üblicherweise chassisfest angeordnet ist, nunmehr an der Schwinge selbst anzuordnen, so daß auch hier mit dem herkömmlichen Luftfederventil und dem herkömmlichen Gestänge gearbeitet werden kann, da sich die geometrischen Verhältnisse von Schwinge zu Achskörper ähnlich verhalten, wie bei den bekannten Fahrzeugachsaufhängungen diejenigen zwischen Chassis und Achskörper. Auch durch dieses Erfindungsmerkmal wird daher die Konstruktion der Fahrzeugachsaufhängung noch einfacher und zuverlässiger.

Besonders günstige geometrische Verhältnisse für die erfin­ dungsgemäße Fahrzeugachsaufhängung ergeben sich dann, wenn die Schwinge unter einem stumpfen Winkel derart abgewinkelt ist, daß der eine, vorzugsweise kürzere, an dem Lagerpunkt ange­ lenkte Arm von vorne nach hinten schräg nach oben und der andere, vorzugsweise längere, frei schwenkbare Arm in voll ausgefahrener Lage des Stellgliedes etwa horizontal verläuft. Auch diese Art der Ausbildung der Schwinge trägt zur geringen Bauhöhe bei.

Zweckmäßigerweise ist die maximale Ausschwenkung der Schwinge durch einen mechanischen Anschlag begrenzt, welcher beispiels­ weise die normale Fahrposition der Fahrzeugachse bei Verwen­ dung des Fahrzeuges als Kombitrailer im Straßenverkehr fest­ legt.

Um die Fahrzeugachse beispielsweise bei Verwendung eines Kombitrailers als aufgebockter Bahnwaggon zu sichern, kann die Fahrzeugachse in der in diesem Fall maximal angehobenen Lage mechanisch verriegelbar sein. Die mechanische Verriegelung wird zweckmäßigerweise selbsttätig, z. B. durch die Druckbeauf­ schlagung des Stellgliedes und/oder der Luftfeder wieder gelöst.

Im Rahmen der Erfindung können die an sich bekannten Achs­ anhebevorrichtungen eingesetzt werden, um bei vollständig eingefahrenem bzw. vollständig entlüftetem Stellglied und ent­ lüfteter Luftfederung die Fahrzeugachse in dem erforderlichen Maß anzuheben. Die Achsanhebevorrichtung kann beispielsweise in der Mitte des Achskörpers angreifen, es ist aber beispiels­ weise auch möglich, einen einseitigen Achslift einzusetzen, wie er in der EP-A-01 37 953 vorgeschlagen worden ist.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bild­ lich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinn­ voller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht eine die Erfindung auf­ weisende Fahrzeugachsaufhängung im Bereich einer Seite einer Fahrzeugachse, wobei die Anordnung am gegenüberliegenden Ende des Achskörpers vorzugsweise entsprechend ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, wobei jedoch das Stellglied vollständig entlüftet ist, während es bei der Darstellung in Fig. 1 vollständig belüftet ist, und

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie die in Fig. 1, wobei durch die unterschiedliche Lage des Schwenkarmes und die gestrichelt angedeuteten Möglichkeiten des Schwenkbereiches die wählbare Fahrhöhe und der gesamte mögliche Federweg verdeutlicht sind.

Die Achsaufhängung gemäß den Fig. 1 bis 3 ist für eine mit einem starren Achskörper 1 ausgestattete Fahrzeugachse be­ stimmt. Der starre Achskörper ist beidseitig der Fahrzeug­ mittellängsebene starr mit einer Blattfederanordnung 2 ver­ spannt, welche in dem dargestellten Fall aus einem unteren Tragfederblatt 2′ und einem oberen Führungsfederblatt 2′′ besteht. Die Federblätter 2′, 2′′ sind an ihrem vorderen Ende mittels nicht sichtbarer Federaugen auf einem einen Lagerpunkt 3 bildenden Lagerbolzen schwenkbar aufgenommen. Der Lagerpunkt 3 ist im unteren Bereich eines von dem Chassis 6 nach unten wegragenden Lagerbocks 12 vorgesehen. In der Achseinspannung 17, welche die hinteren Enden der Blattfedern 2′, 2′′ mit dem Achskörper 1 verspannt, ist auch ein von dem Achskörper 1 aus gesehen nach hinten ragender Tragarm 4 mit eingespannt, wel­ cher als unteres Lager einer Luftfeder 5 dient. Die Luftfeder 5 besteht aus einem Luftfederbalg 11 und einem Luftfederkolben 18, auf welchem sich der Luftfederbalg 11 beim Einfedern abwälzt. Der Luftfederkolben 18 ist von dem hinteren freien Ende des Tragarms 4 aufgenommen. Mit seiner Oberseite ist der Luftfederbalg 11 an dem freien Ende einer in sich starren Schwinge 8 befestigt, welche in einem Lagerpunkt 3′ an dem Lagerbock 12 schwenkbar gehalten ist. Der Lagerpunkt 3′ fällt in dem dargestellten Beispiel mit dem Lagerpunkt 3 der Blatt­ federanordnung 2 zusammen, weil die Lagerpunkte 3, 3′ vom gleichen Lagerbolzen gebildet sind. Die Schwinge 8 ist somit in einer Ebene parallel zur Fahrzeuglängsmittelebene schwenk­ bar. Die Schwenklage der Schwinge 8 relativ zu dem Chassis 6 ist mittels eines Stellgliedes 9 einstellbar, welches in dem dargestellten Fall von einem Luftfederbalg 10 gebildet ist. Der Luftfederbalg 10 des Stellgliedes 9 stützt sich nach oben unmittelbar am Chassis 6 ab. Der Luftfederbalg 10 ist mit dem Druck beaufschlagbar, mit welchem auch die Luftfeder 5 beauf­ schlagt wird. Der wirksame Querschnitt des Luftfederbalges 10 des Stellgliedes 9 ist größer als derjenige des Luftfeder­ balges 11 der Luftfeder 5, so daß das Einfedern der Fahrzeug­ achse bei Benutzung des Fahrzeuges als Straßenfahrzeug von der Luftfeder 5 bestimmt ist, während der Luftfederbalg 10 des Stellgliedes 9 voll bis zu dem von einem Bügel gebildeten mechanischen Anschlag 16 für das äußere Ende der Schwinge 8 ausgefahren ist. Durch gestrichelte Linien ist angedeutet, welche unterschiedlichen Positionen die Fahrzeugachse und die mit ihr zusammenwirkenden Teile beim Ein- und Ausfedern ein­ nehmen können.

An der Schwinge 8, und zwar etwa im Abstand von einem Viertel der Gesamtlänge der Schwinge 8 von dem Lagerpunkt 3′, ist ein Stoßdämpfer 13 angelenkt, welcher mit seinem anderen Ende an der Achseinspannung 17 angelenkt ist. Aus Fig. 1 ist zu er­ sehen, welche unterschiedlichen Winkel- und Streckungslagen der Stoßdämpfer 13 am Ein- und Ausfedern der Fahrzeugachse einnimmt.

An der Schwinge 8 ist ferner ein Luftfederventil 14 ange­ ordnet, welches über ein Winkelgestänge 15 betätigbar ist, welches die Höhenlage des Achskörpers 1 relativ zu der Schwinge 8 feststellt und dementsprechend zur Einhaltung gleicher Höhenlage bei unterschiedlicher Beladung des Fahr­ zeuges die Luftfeder 5 entsprechend belüftet oder entlüftet, bis die gewünschte Sollhöhenlage des Achskörpers 1 erreicht ist.

Mit Hilfe einer Achsanhebevorrichtung 7, welche in dem darge­ stellten Fall von einem pneumatischen Liftbalg, von welchem lediglich der Liftkolben und die Lagerplatte mit Stoßdämpfer angedeutet ist, kann die Fahrzeugachse bei Entlüftung der Luftfeder 5 und des Stellgliedes 9 soweit nach oben geschwenkt werden, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. In ausgezoge­ ner Linie ist dort die oberste Schwenklage der Schwinge 8 und in gestrichelten Linien die zusätzlich oberste Schwenklage des Achskörpers 1 mit der Achseinspannung 17 und der Blattfeder­ anordnung 2 veranschaulicht. In dieser am weitesten nach oben geschwenkten Lage kann das mit einer solchen Achsaufhängung ausgestattete Fahrzeug als Bahnwaggon aufgebockt werden, wobei sämtliche derzeit geforderten maximalen Lifthöhen ohne weiteres erreichbar sind.

Aus der Zeichnung ist ferner erkennbar daß die Schwinge 8 abgewinkelt ist wobei der kürzere Arm 8′ etwa 1/3 und der längere Arm 8′′ etwa 2/3 der Länge der Schwinge 8 ausmachen. Der kürzere Arm 8′ ist an seinem äußeren Ende an dem Lager­ punkt 3′ angelenkt, während sich der Luftfederbalg 11 der Luftfeder 5 in der Nähe des freien Endes des längeren Arms 8′′ abstützt. Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß bei vollbelüftetem Stellglied 9 der kürzere Arm 8′ von vorne nach hinten schräg nach oben verläuft, während der längere Arm 8′′ etwa horizon­ tal verläuft. Hierdurch läßt sich eine geringe Bauhöhe ge­ währleisten.

Bezugszeichenliste:

 1 Achskörper
 2 Blattfederanordnung
 2′ Tragblattfeder
 2′′ Führungsblattfeder
 3 Lagerpunkt
 3′ Lagerpunkt
 4 Tragarm
 5 Luftfeder
 6 Chassis
 7 Achsenhebevorrichtung
 8 Schräge
 8′ kürzerer Arm
 8′′ längerer Arm
 9 Stellglied
10 Luftfederbalg des Stellgliedes
11 Luftfederbalg der Luftfeder
12 Lagerbock
13 Stoßdämpfer
14 Luftfederventil
15 Gestänge
16 Anschlag
17 Achseinspannung
18 Luftfederkolben

Claims (12)

1. Aufhängung für eine einen starren Achskörper (1) aufweisen­ de Fahrzeugachse, mit wenigstens je einer Blattfederanordnung (2) beidseits der Fahrzeuglängsmittelebene, welche mit ihrem vorderen Ende an einem chassisfesten Lagerpunkt (3) angelenkt und im Abstand davon starr mit dem Achskörper (1) verspannt ist, wobei ein von dem Achskörper (1) aus jeweils nach hinten ragender Tragarm (4) das untere Lager einer Luftfeder (5) bildet, auf deren Oberseite sich das Chassis (6) abstützt, und mit einer Achsanhebevorrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, daß sich die jeweilige Luftfeder (5) nach oben an dem freien Ende einer vorzugsweise in einer Ebene parallel zur Fahrzeug­ längsmittelebene um einen chassisfesten Lagerpunkt (3′) schwenkbare Schwinge (8) abstützt und daß die Schwenklage der Schwinge (8) relativ zu dem Chassis (6) mittels eines Stell­ gliedes (9) einstellbar ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) als zwischen Schwinge (8) und Chassis (6) wirksames pneumatisches Stellglied ausgebildet ist.

3. Aufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) einen Luftfederbalg (10) aufweist, welcher sich nach unten auf der Schwinge (8) und nach oben an dem Chassis (6) abstützt.

4. Aufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Querschnittsfläche des Luftfederbalges (10) des Stellgliedes (9) größer ist als die wirksame Fläche des Luft­ federbalges (11) der Luftfeder (5).

5. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwinge (8) mit ihrem vorderen Ende an dem chassisfesten Lagerpunkt (3′) gelagert ist.

6. Aufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederanordnung (2) und die Schwinge (8) einen gemeinsamen Lagerpunkt (3, 3′) haben.

7. Aufhängung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerpunkte (3, 3′) der Blattfederanordnung (2) und/oder der Schwinge (8) an einem von dem Chassis (6) nach unten ragenden Lagerbock (12) angeordnet sind/ist.

8. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit je einem zwischen Chassis (6) und Achskörper (1) wirksamen Stoßdämpfer (13), dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßdämpfer (13) mit seinem einen Ende an der Schwinge (8) angelenkt ist.

9. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Luftfederventil (14) für die lastabhängige Druckbeaufschlagung der Luftfeder (5), welches über ein den lastabhängigen Ein­ federungsweg der Luftfeder (5) feststellendes Gestänge (15) regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftfederventil (14) an der Schwinge (8) angeordnet ist.

10. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (8) unter einem stumpfen Winkel derart abgewinkelt ist, daß der eine, vorzugsweise kürzere, an dem Lagerpunkt (3′) angelenkte Arm (8′) von vorne nach hinten schräg nach oben und der andere, vorzugsweise längere, frei schwenkbare Arm (8′′) in voll ausgefahrener Lage des Stellgliedes (9) etwa horizontal verläuft.

11. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die maximale Ausschwenkung der Schwinge (8) durch einen mechanischen Anschlag (16) begrenzt ist.

12. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugachse in ihrer maximal ange­ hobenen Lage mechanisch verriegelbar ist.