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    公开号:WO1988000534A1
    申请号:PCT/EP1987/000358
    申请日:1987-07-01
    公开日:1988-01-28
    发明作者:Anton Werdich
    申请人:Alois Kober Kg；
    IPC主号:B60G11-00
    专利说明:
    [0001] B e s c h r e i b u n g
    [0002] Torsionsfederachse für Fahrzeug-Anhänger
    [0003] Die Erfindung bezieht sich auf eine Torsiansfederachse für Fahrzeug-Anhänger, insbesondere. Wohnwagen und dergleichen, bei welcher der einzelne Radschwinghebel auf einem im Mantelbereich für die Aufnahme strangförmiger Gummikorper eingebauchten hohlen Drehstab sitzt und der Drehstab über die Gummikorper an einem mit dem Anhänger-Rahmen fest verbundenen, passend ausgebildeten Trägerrohr in Umfangsrichtung federnd abgestützt ist.
    [0004] Eine solche Torsionsfederachse, die in der Praxis als Gummifederachse bezeichnet wird, ist beispielsweise durch die DE-OS 19 14 968 bekannt geworden. Der Vorteil solcher Gummifederachsen besteht in der weichen Einfederung der Radschwinghebel bei allen Formen der Belastungen und in der Dämpfung der Federung. Eine anstelle der erwähnten Gummifederachse eingesetzte Stahltorsionsfederachse würde diesen Dämpfungseffekt nicht besitzen.
    [0005] Durch den Querschnitt der strangförmigen Gummikörper und durch die Härte des Gummimaterials lassen sich zwar die Federkennlinien der bekannten Torsionsfederachsen in gewissem Umfang verändern. Diese Möglichkeit ist aber dann nicht mehr gegeben, wenn die konstruktive Beschaffenheit des Fahrzeug-Anhängers eine willkürliche größ enmäßige Gestaltung der Gummifederachse nicht zuläßt und zwar insbesondere dann, wenn der Federweg des Radschwinghebels konstruktiv begrenzt ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Torsionsfederachse zu entwickeln, welche die Vorteile der vorbekannten Gummifederachse übernimmt, insbesondere deren Oämpfungseigenschaft, jedoch mit einem wesentlich geringeren Einfederungsweg des Radschwinghebels auskommt.
    [0006] Ausgehend von der eingangs erwähnten Konstruktion einer Torsionsfederachse besteht die erfindungsgemäße Läsung der gestellten Aufgabe darin, daß der hohle Drehstab von einem Stahltorsionsstab berührungsfrei durchsetzt und dieser auf der einen Seite mit einem Radschwinghebel und auf der anderen Seite mit einer am Trägerrohr drehstarr, aber in Umfangsrichtung einstellbar befestigten Nabe drehschlüssig verbunden ist, wobei der Stahltorsionsstab in sich vorgespannt eingebaut ist. Die Vorspannung des S tahltorsionsstabes beträgt in einem Ausführungsbeispiel etwa 5º.
    [0007] Mit einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung wird die Abfederung des einzelnen Radschwinghebels verzweigt. Der eine Zweig wirkt über die Gummikorper auf das starre Trägerrohr und führt zur Dämpfung der Federbewegung. Der andere Zweig wirkt über den eingebauten Stahltorsionsstab ebenfalls auf das starre Trägerrohr ein, ohne daß aber in diesem Zweig eine Dämpfung stattfindet. Die Folge davon ist, daß über einen kleinen Federweg eine hohe Federleistung mit Dämpfungswirkung erzielt wird. Dies führt dazu, daß unter Einsatz der erfindungsgemäßen Torsionsfederachse hochbelastete Fahrzeug-Anhänger dämpfend abgefedert werden können.
    [0008] Im Rahmen eines Ausführungsbeispieles ist vorgesehen, daß der Stahltorsionsstab aus mehreren Schichten von im Querschnitt rechteckigen FederstahIbändern besteht, d ie zusammen einen vornehmlich quadratischen Querschnitt bilden. Die Erfindung läßt zwar dem Grunde nach die Bildung anderer Querschnitte des Stahltorsionsstabes zu, was jedoch eigentlich nicht vernünftig ist, weil der hohle und im Wandbereich eingehauchte Drehstab eine Symmetrie der Einbauchungen besitzt und daher der Innenraum des Drehstabes verhältnismäßig begrenzt ist. Somit ist der quadratische Querschnitt des S tahltorsionsstabes eigentlich optimal.
    [0009] In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sitzt der Stahltorsionsstab in einer passenden hohIprismatischen Aufnahme der Nabe des Trägerrohres bzw. des Radschwinghebels und ist dort gegen axiale Relativbewegung gesichert. Somit führt die konstruktive Anordnung des Stahltorsionsstabes einschließlich seiner Verbindung mit der einzelnen Nabe zu einer axialen Festlegung des Drehstabes, der folglich nicht durch sonstige, vorbekannte Maßnahmen gegen axiale Eigenbewegungen gesichert werden muß.
    [0010] Es empfiehlt sich, als axiale Sicherung einen stirnseitig gegenförmigen Gewindebolzen zu verwenden, der mit seiner Spitze in eine passende Anbohrung des Stahltorsionsstabes ragt und außenseitig (außerhalb der Nabe) mit einer Mutter gekontert ist.
    [0011] Die erfindungsgemäß erwünschte Vorspannung des Stahltorsionsstabes läßt sich beispielsweise dann ohne großen Aufwand erreichen, wenn die Flansche zwischen dem Trägerrohr und der damit verbindbaren Nabe mit ineinandergreifenden Profilierungen, z.B. Verzahnungen, versehen sind. Im Einbauzustand der erfindungsgemäßen To r s i o n s f e d e r a c h s e wird daher die Flanschverbindung zwischen der Nabe und dem Trägerrohr erst dann geschlossen, wenn die erwünschte Vorspannung des Stahltorsionsstabes erreicht worden ist. Zufolge der ineinandergreifenden Profilierungen ist dann die eingestellte Vorspannung unveränderlich. Schließlich sieht die Erfindung im Rahmen einer Ausgestaltung vor, daß zur Befestigung des Trägerrohres am Anhängerfahrgestell zwei U-förmig gebogene Bügel vorgesehen sind, die passende Aussparungen zum Durchtritt des Trägerrohres aufweisen und deren BügeIschenke l an der Innenseite des sie verbindenden Steges durch mindestens einen eingeschweißten Zwischensteg miteinander versteift sind. Eine solche Anordnung läßt unterschiedliche
    [0012] Befestigungsmöglichkeiten der Torsionsfederachse am Anhänger-Fahrgestell zu, beispielsweise über den Steg oder auch über die Schenkel des U-förmig gebogenen Bügels.
    [0013] Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
    [0014] Fig. (1): einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Torsionsfederachse,
    [0015] Fig. (2): eine Stirnansicht auf einen am Ende de r
    [0016] Torsionsfederachse gemäß Fig. (1) angebrachten Radschwinghebel,
    [0017] Fig. (3): eine Seitenansicht der Torsionsfederachse gemäß Fig. (1) und (2) und
    [0018] Fig. (4 -6): Diagramme für Torsionsfederachsen verschiedener Beschaffenheit in der Proportion von Radlast und Federweg.
    [0019] Im Ausführungsbeispiel der Fig. (1) ist im Querschnitt das Prinzip der erfindungsgemäßen Torsionsfederachse (1) gezeigt. Danach ist ein hohler Drehstab (2) mit mehreren Einbauchungen (3) seiner Wandung außenseitig mit strangförmigen Gummikörpern (4) belegt, die sich an einem ortsfest am Anhänger-Rahmen angeordneten Trägerrohr (5) mit entsprechendem Querschnitt abstützen. Am Drehstab (2) ist der einzelne Radschwinghebel (15) (Fig. 2) befestigt. Die Einfederung des Radschwinghebels (15) und damit des Orehstabes (2) führt damit zu einer Art Walkbewegung der strangförmigen Gummikörper (4) und damit zu einer abgedämpften Federung gegenüber dem starren Trägerrohr (5).
    [0020] Dieses Trägerrohr (5) ist mit Hilfe eines oder mehrerer Bügel (6) am Anhänger-Rahmen befestigt. Der einzelne Bügel (6) weist eine entsprechende Aussparung (7) zur Aufnahme des Trägerrohres (5) auf, in deren Bereich beide Teile (5,6) durch eine Schweißnaht (8) miteinander verbunden sind.
    [0021] Wie Fig. (3) zeigt, ist der einzelne Bügel (6) U-förmig gebildet und weist daher zwei zueinander parallele Bügelschenkel (9) auf, die durch einen Bügelsteg (10) miteinander verbunden sind. Um die Steifigkeit dieser Bügelschenkel (9) zu erhöhen, befindet sich an der Innenseite des Bügelsteges (10) eine Anordnung von Zwischenstegen (11), die mit den Bügelschenkeln (9) und dem Bügelsteg (10) verschweißt sind.
    [0022] Der hohle Orehstab (2) wird von einem Stahltorsionsstab (12) durchsetzt, der beim Ausführungsbeispiel aus mehreren Lagen von Federstahlbändern (13) besteht, die miteinander zweckmäßigerweise verbunden sind.
    [0023] Die Stirnenden dieses Stahltorsionsstabes (12) sind in besonderer Weise einerseits mit dem Trägerrohr (5) und andererseits mit dem Radschwinghebel (15) drehschlüsig verbunden, was aus der Darstellung der Fig. (3) hervorgeht.
    [0024] Fig. (1) zeigt überdies, daß der Stahltorsionsstab (12) eine Vorspannung (14) aufweist, die keinen Einfluß über den Spannungszustand zwischen dem Orehstab (2) und dem Trägerrohr (5) besitzt. Während also die durch den strangförmigen Gummikörper (4) gebildete Gummifederachse noch verhältnismäßig unbeeinflußt ist, weist der Stahltorsionsstab (12) bereits eine interne Vorspannung auf.
    [0025] Im Ausführungsbeispiel der Fig. (2) ist gezeigt, wie der Radschwinghebel (15) drehschlüssig mit dem Stahltorsionsstab (12) verbunden werden kann, wobei anzumerken ist, daß die gleiche Konstruktion zwischen der Nabe (21) des Trägerrohrs (5) (Fig. 3) und dem Stahltorsionsstab (12) gewählt werden kann.
    [0026] Die Nabe (17) des Radschwinghebels (15) wird im Falle der Fig. (2) von einem Gewindebolzen (18) durchsetzt, der mit einer kegelförmigen Spitze (19) in eine passende Anbohrung des Stahltorsionsstabes (12) eingreift. An der Außenseite der Nabe (17) befindet sich eine Kontermutter (20) zur unverdrehbaren Anordnung des Gewindebolzens (18), was durch geeignete Kleber begünstigt werden kann.
    [0027] Der Stahltorsionsstab (12) ist dabei in einer hohlprismatisehen und passenden Aufnahme (27) in der
    [0028] Nabe (17) des Radschwinghebels (15) geführt.
    [0029] Aus der Seitensicht der erfindungsgemäßen Torsionsrederachse (1) gemäß Fig. (3) ergibt sich, daß die trägerseitige Nabe (21) über Flansche (22,23) mit dem Trägerrohr (5) mit Hilfe der Flanschverschraubung (26) fest und drehstarr verbunden ist. Um die Drenstarrneit in Umfangsrichtung zu sichern, können die Flansche (22,23) mit Profilierungen (24), z. B. radialen Verzahnungen, versehen sein. Diese Anordnung ist in der Lage, die Vorspannung des Stahltorsionsstabes (12) in erwünschter Weise herbeizuführen und zu fixieren. Man braucht lediglich die Flanschverschraubung (26) zu lösen und die Nabe (21) des Trägerrohres (5) bis zu dem erwünschten Vorspannungswinkel zu verdrehen, um danach die Flanschverbindung (22,23,26) herbeizuführen. Auf der anderen Seite kann die Verbindung zwischen dem Stahltorsionsstab (12) und der Nabe (17) des Radschwinghebels (15) in gleicher Weise erfolgen. Die Radachse (16) des Radschwinghebels (15) nimmt den Radträger (25) in herkömmlicher Weise auf.
    [0030] Die Diagramme der Fig. (4 - 6) zeigen den wesentlichen Federunterschied unterschiedlicher Achsen. In Fig. (4) ist eine herkömmliche Gummifederachse hinsichtlich ihres Federweges dargestellt, wobei man deutlich die Dämpfung der Federung an der Hysteresis-Kurve erkennt. Allerdings ist erkennbar, daß bei einer Radlast von z.B. 1000 kg ein Federweg von 45 mm bzw. 22,5º beansprucht wird.
    [0031] Anders ist die Kurve eines reinen Stahltorsionsstabes gemäß Fig. (5). Dieser reine Stahltorsionsstab weist keine Dämpfung auf. Im Vergleich zu Fig. (4) ergibt sich, daß der Stahltorsionsstab schon bei 600 kg Belastung einen Feder weg von 90 mm bzw. einen Verdrehwinkel von 45º verursacht.
    [0032] Die erfindungsgemäße Kombination der vorbekannten Gummifederachse mit dem vorbekannten Stahltorsionsstab ist in Fig. (6) dargestellt und weist ein überraschendes Ergebnis auf, was durch reine Kombinationsgedanken nicht vorhersehbar war.
    [0033] Es zeigt sich aus Fig. (6) zunächst, daß die erfindungsgemäße Torsionsfederachse auch eine Dämpfung aufweist, wenngleich diese nicht so üppig ausfällt wie Fig. (4) zur vorbekannten Gummifederachse ausweist. Im Vergleich der Fig. (4) und (6) zeigt sich jedoch, daß die erfindungsgemäße Torsiansfederachse bei einem Verdrehwinkel von 5º schon fast 350 kg Last aufnimmt, wohingegen bei der vorbekannten Gummifederachse gemäß Fig. (1) schon 150 kg Radlast ausreichen, den gleichen Verdreh winkel herbeizuführen. Es versteht sich von selbst, daß bei den Diagrammen der Fig. (4) - (6) gleiche Belastungen angenommen sind.
    [0034] Die erfindungsgemäße Torsionsfederachse weist also gemäß Fig. (6) einen sehr geringen Federweg im Anfangsbereich der steigenden Belastungen auf. Auch in der Spitzenbelastung ist der Federweg der erfindungsgemäßen Torsionsfederachse wesentlich geringer als jener der vorbekannten Achsen.
    权利要求:
    Claims

    P a t e n t a n s p r ü c h e
    (1)
    Torsiansfederächse für Fahrzeug-Anhänger, insbesondere Wohnwagen und dergleichen, bei welcher der einzelne Radschwinghebel auf einem im Mantelbereich für die Aufnahme strangformiger Gummikörper eingebauchten hohlen Drehstab sitzt und der Orehstab über die Gummikorper an einem mit dem Anhänger-Rahmen fest verbundenen, passend ausgebildeten Trägerrohr in Umfangsrichtung federnd abgestützt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der hohle Drehstab (2) von einem Stahltorsionsstab (12) beruhrungsfrei durchsetzt und dieser auf der einen Seite mit einem Radschwinghebel (15) und auf der anderen Seite mit einer am Trägerrohr (5) drehstarr, aber in Umfangsrichtung einstellbar befestigten Nabe (21) drehschlüssig verbunden ist, wobei der Stahltorsionsstab (12) in sich vorgespannt eingebaut ist.
    (2)
    Achse nach Anspruch (1), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorspannung (14) des StahItorsionsstabes (12) 5º beträgt.
    Achse nach Anspruch (1) oder (2), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stahltorsionsstab (12) aus mehreren Schichten von im Querschnitt rechteckigen Federstahlbändern (13) besteht, die zusammen einen vornehmlich quadratischen Querschnitt b iIden.
    (4)
    Achse nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der
    Stahltorsionsstab (12) in einer passenden höhlprismatischen Aufnahme (27) der Nabe (21) bzw. des
    Radschwinghebels (15,17) sitzt und dort gegen axiale Relativbewegung gesichert ist.
    (5)
    Achse nach Anspruch (4), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als axiale Sicherung ein stirnseitig kegelförmiger Gewindebolzen (18) vorgesehen ist, der mit seiner Spitze (19) in eine passende Anbohrung des Stahltorsionsstabes (12) ragt und außenseitig mit einer Mutter (20) gekontert ist.
    (6)
    Achse nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flansche
    (22,23) zwischen dem Trägerrohr (5) und der damit verbindbaren Nabe (21) mit ineinandergreifenden
    Profilierungen (24), z.B. Verzahnungen, zur Bildung einer zwangsschlüssigen Flanschverbindung versehen sind.
    (7)
    Achse nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Befestigung des Trägerrohres (5) am Anhänger-Fahrgestell zwei U-förmig gebogene Bügel (6) vorgesehen sind, die passende Aussparungen (7) zum Durchtritt des Trägerrohres (5) aufweisen und deren Bügelschenkel (9) an der Innenseite des sie verbindenden Steges (10) durch mindestens einen eingeschweißten Zwischensteg (11) miteinander versteift sind.
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    1988-01-28| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    DEG8619274.4U||1986-07-18||DE19873777654| DE3777654D1|1986-07-18|1987-07-01|Torsionsfederachse fuer fahrzeug-anhaenger.|
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