Die Erfindung betrifft eine Achsfederung für die Räder eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Räder von Fahrzeugen, wie z. B. PKW oder LKW, sind gegenüber dem Fahrgestell des Fahrzeugs üblicherweise federnd gelagert. Zur Federung gehören dabei sämtliche Bauteile, die die Radachsen und das Fahrgestell elastisch miteinander verbinden. Die Federung verbessert den Fahrkomfort, indem sie das Fahrgestell und damit sowohl die Insassen als auch die Ladung vor den durch Bodenunebenheiten verursachten Stößen schützt. Gleichzeitig sorgt sie für eine möglichst gleichmäßige Bodenhaftung der Räder und damit für eine gute

Fahrdynamik des Fahrzeugs.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeugen sind in der Regel Luftfedern, Schraubenfedern oder Blattfedern im Fahrwerk verbaut. Darüber hinaus sind meist auch noch Dämpfer verbaut, die eine Stoß- oder

Schwenkbewegung der Räder dämpfen.

Bei sehr schlechten Straßenverhältnissen oder Pisten mit vielen Schlaglöchern oder Bodenwellen gelangen herkömmliche Federungen mit Luft-, Blatt- oder Schraubenfedern relativ schnell an ihre Belastungsgrenzen. In Extremfällen kann es daher zum Bruch der Federelemente kommen, was eine Weiterfahrt unmöglich macht.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Federung für ein Fahrzeug zu schaffen, die gerade bei widrigen Straßenverhältnissen deutlich robuster ist und dennoch einen guten Fahrkomfort bietet. Die Federung sollte darüber hinaus auch bei einem Bruch der Blattfeder oder irgendeiner anderen Komponente der Federung oder einer Reifenpanne möglichst ausfallsicher sein und somit eine sichere Weiterfahrt per Knopfdruck ermöglichen. Deshalb ist diese Erfindung aus ökologischen, ökonomischen und Sicherheitsgründen sehr vorteilhaft.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung wird eine Federung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die sowohl eine Blattfeder als auch eine Luftfeder mit einem Luftbalg umfasst, wobei die Blattfeder und die Luftfeder mechanisch in Reihe angeordnet sind. Die

Blattfeder ist außerdem auf einer Seite über ein Gelenk mit dem Fahrgestell des Fahrzeugs verbunden. Dadurch kann sie in vertikaler Richtung um eine im

Wesentlichen horizontale Achse schwenken. Eine solche kombinierte Federung ist besonders robust, da das Rad selbst bei einem Bruch der Blattfeder noch durch die Luftfeder gefedert wird. Außerdem kann jedes Rad durch Variation des Luftdrucks der Luftfederung wahlweise nach unten ausgefahren oder nach oben angehoben werden. Durch das Anheben einzelner Achsen kann die Abnutzung an den Rädern und an den Bremskomponenten verringert und der Kraftstoffverbrauch minimiert werden. Die Luftfederung ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass ein Rad durch eine entsprechende Einstellung des Luftdrucks im Luftbalg der zugehörigen Achse abgesenkt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die kombinierte Federung so ausgelegt, dass ein gefedertes Rad durch Erhöhung des Luftdrucks so weit abgesenkt werden kann, dass die Blattfeder nach unten schwenkt. Die erfindungsgemäße Federung ist vorzugsweise an einer Achse des Fahrzeugs befestigt. Sie könnte wahlweise aber auch an einem anderen Bauteil des

Fahrgestells oder des Fahrwerks, wie zum Beispiel an einem Radträger, befestigt sein.

Fahrzeuge im Sinne der Erfindung können beispielsweise LKW, Sattelauflieger oder auch Anhänger sein, insbesondere solche mit mehreren Achsen.

Die erfindungsgemäße Federung kommt vorzugsweise an nicht- angetriebenen zum Einsatz.

Die Blattfeder ist vorzugsweise in einer Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Das vorstehend genannte Gelenk befindet sich in diesem Fall vorzugsweise vorne, wie z. B. an einem vorderen Ende der Blattfeder.

Auf der dem Gelenk gegenüberliegenden Seite (also z. B. hinten) ist die Blattfeder vorzugsweise an einem Anschlag am Fahrgestell gelagert. Dieser Anschlag definiert vorzugsweise eine obere Position der Blattfederung. Wird in dieser Position der in der Luftfeder herrschende Druck erhöht, kann die Blattfeder nach unten schwenken, wodurch die daran befestigte Achse abgesenkt und das

Fahrzeug angehoben und auf ein gewünschtes Niveau gebracht wird. Das Niveau kann auch geregelt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Blattfeder in der oberen Position lösbar fixiert. Zur Fixierung und Lösung der Blattfeder kann beispielsweise ein Rastmechanismus, ein mechanischer, hydraulischer, elektromagnetischer oder ein anderer bekannter Mechanismus vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Federung umfasst vorzugsweise auch einen Dämpfer, der eine Stoß- und Schwenkbewegung der gefederten Achse dämpft. Der Dämpfer ist vorzugsweise zwischen einem Bauteil des Fahrwerks, wie zum Beispiel einem Achsträger oder Radträger, und dem Fahrgestell angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Federung, die an einer ersten Achse des Fahrzeugs vorgesehen ist, vorzugsweise unabhängig von anderen Achsfederungen einstellbar, die an anderen Achsen des Fahrzeugs vorgesehen sind.

Die Luftfeder ist vorzugsweise oberhalb der Blattfeder angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Luftfeder an ihrem oberen Ende an dem Fahrgestell des Fahrzeugs befestigt. Das untere Ende der Luftfeder kann z. B. an der Blattfeder, einer Achse des Fahrzeugs oder an einem anderen Bauteil des Fahrwerks befestigt sein.

Die Luftfeder ist oben und unten vorzugsweise jeweils mittels eines Gelenks befestigt. Die Schwenkachsen der Gelenke sind vorzugsweise in unterschiedlicher Richtung ausgerichtet. Eines der Gelenke kann z. B. eine Schwenkbewegung um eine horizontale Querachse und das andere Gelenk eine Schwenkbewegung um eine horizontale Längsachse erlauben. Die Gelenke bieten vorzugsweise jeweils nur einen einzigen Freiheitsgrad.

Die Erfindung betrifft ferner auch ein Fahrzeug (auch wie z.B. LKW) mit einer Achsfederung, wie sie vorstehend beispielhaft beschrieben wurde.

Die erfindungsgemäße Achsfederung kann an nicht-angetriebenen Achsen von Fahrzeugen, wie z. B. LKW, eingesetzt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 a und 1 b eine Seitenansicht einer Federung mit einer Blattfeder und einer Luftfeder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Federung mit einer Blattfeder und einer Luftfeder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3a eine Seitenansicht eines Sattelaufliegers im beladenen Zustand auf alle Rädern.

Fig. 3b eine Seitenansicht eines Sattelaufliegers im teilbeladenen Zustand mit zwei angehobenen Rädern.

Fig.3c eine Seitenansicht eines Sattelauflieger im unbeladenen Zustand mit drei angehobenen Rädern. Fig.4 Kreuz-Gelenke für eine Schwenkbewegung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN Fig. 1 a und 1 b zeigen eine Ausführungsform einer Federung für ein Fahrzeug 1 , wie zum Beispiel einen Sattelauflieger oder einen LKW-Anhänger. Die Federung umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Blattfeder 8 und eine Luftfeder 14 mit einem Luftbalg 1 1 . Die Blattfeder 8 und die Luftfeder 14 sind dabei übereinander in Reihe angeordnet. Sowohl die Blattfeder 8 als auch die Luftfeder 14 befinden sich oberhalb einer Achse 7, an der ein Rad 4a-4d befestigt ist. Die in Fig. 1 b dargestellte Blattfeder 8 steht im Vergleich zu der in Fig. 1 a dargestellten Blattfeder 8 auf dem Kopf, um verschiedene mögliche Anordnungen zu

demonstrieren. Die Luftfeder 14 bzw. der Luftbalg 1 1 ist am oberen Ende 9 an dem Fahrgestell 5 des Fahrzeugs befestigt. Das untere Ende 10 der Luftfeder 14 bzw. des Luftbalgs 1 1 ist an der Blattfeder 8 befestigt, es könnte aber z. B. auch an der Achse 7 befestigt sein.

Die Blattfeder 8 verläuft im Wesentlichen in einer Längsrichtung L des Fahrzeugs 1 und ist am vorderen Ende über ein Gelenk 12 mit dem Fahrgestell 5 gelenkig verbunden. Die Blattfeder 8 kann somit um eine in Querrichtung verlaufende Achse nach oben und unten schwenken. Die Blattfeder 8 ist ferner mittels eines Befestigungselements 6 an der Achse 7 befestigt.

Im dargestellten Zustand der Federung liegt die Blattfeder 8 an ihrem hinteren Ende an einem an dem Fahrgestell 5 vorgesehen Anschlag 15 an, der eine obere Position der Blattfeder 8 bzw. der Federung definiert. Das auf dem Rad (nicht gezeigt) lastende Gewicht wird in diesem Fall sowohl von der Blattfeder 8 als auch von der Luftfederung 14 aufgenommen. Der in der Luftfeder 14 herrschende Druck kann verändert werden, um das Federverhalten nach Wunsch mehr oder weniger straff bzw. weich einzustellen.

Die Blattfeder 8 ist an ihrem hinteren Ende in der oberen Position vorzugsweise fixiert. Hierzu sind vorzugsweise entsprechende Mittel, wie zum Beispiel eine Verriegelungseinrichtung 16 bzw. eine Rasteinrichtung vorgesehen, die

vorzugsweise automatisch betätigt werden kann. Im fixierten Zustand kann die Blattfeder 8 nicht nach unten schwenken; sie wird außerdem durch den vom Dämpfer 13 ausgeübten Druck in der oberen Position gehalten. Im gelösten Zustand ist die Blattfeder 8 dagegen nach unten schwenkbar, indem der Druck im Luftbalg 1 1 erhöht wird.

Zur Dämpfung der Federbewegung der Achse 7 bzw. des daran befestigten Rades ist ferner der Dämpfer 13 vorgesehen, der zwischen dem Fahrgestell 5 und der Achse 7 montiert ist. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blattfeder 8 unterhalb der Achse 7 angeordnet. Die Luftfeder 14 befindet sich zwischen dem Fahrgestell 5 und der Achse 7. Im Übrigen ist die Konstruktion nahezu identisch zu Fig. 1 a und 1 b, so dass bezüglich der anderen Bauteile auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.

Fig.3a zeigt eine schematische Darstellung eines Sattelaufliegers 2 mit vier Achsen 7 in einem beladenen Zustand. Sämtliche Räder 4a-4d befinden sich dabei in ihrer oberen Position. Das heißt, die Blattfeder 8 stößt an ihrem hinteren Ende gegen den an dem Fahrgestell 5 vorgesehenen Anschlag 15 und ist in dieser Position fixiert, wie in Fig.1 a dargestellt ist. In der Luftfeder 14 kann je nach Wunsch mehr oder weniger Luftdruck enthalten sein, um wahlweise eine härtere oder weichere Federung zu realisieren.

Im unbeladenen Zustand des Fahrzeugs 1 ist es in der Regel sinnvoll, einzelne Achsen 7 bzw. Räder 4a-4d vom Boden abzuheben, um weniger Verschleiß zu verursachen oder um Kraftstoff zu sparen. Mit Hilfe der kombinierten Federung der Fig. 1 a, 1 b oder 2 können durch Variation des Luftdrucks einzelne Räder 4a-4d bzw. Achsen 7 des Fahrzeugs 1 angehoben und andere Räder 4a-4d abgesenkt werden.

Um ein Rad 4a-4d abzusenken, wird der im Luftbalg 1 1 herrschende Luftdruck erhöht. Der Luftbalg 1 1 dehnt sich dann aus und bewirkt, dass die Blattfeder 8 in Richtung des Pfeils A nach unten schwenkt und somit das zugehörige Rad 4a-4d abgesenkt wird. Um ein Rad 4a-4d anzuheben, wird der im Luftbalg 1 1

herrschende Luftdruck verringert. Der Luftbalg 1 1 zieht sich dann zusammen und bewirkt, dass die Blattfeder 8 nach oben schwenkt, wodurch das betreffende Rad 4a-4d vom Boden abhebt (sofern wenigstens ein anderes Rad 4a-4d abgesenkt ist).

Fig. 3b zeigt eine schematische Darstellung des Sattelaufliegers 2 von Fig. 3a in einem teilbeladenen Zustand. Wie zu erkennen ist, sind die beiden mittleren Räder 4b, 4c angehoben und die beiden äußeren Räder 4a und 4d abgesenkt. Fig.3c zeigt eine schematische Darstellung des Sattelaufliegers 2 von Fig. 3a in einem unbeladenen Zustand. Wie zu erkennen ist, sind die drei vorderen Räder 4a, 4b und 4c angehoben und das äußere Rad 4d abgesenkt.

Um die Räder 4a, 4b, 4c und 4d abzusenken, wird die Blattfeder 8 der

zugehörigen Federungen vom Verriegelungsmechanismus 16 freigegeben.

Außerdem wird der Luftdruck im Luftbalg 1 1 erhöht, so dass die Blattfeder 8 nach unten schwenkt und das Rad 4a, 4b, 4c oder 4d wahlweise nach unten ausfährt. Die anderen Räder bleiben dagegen in der oberen Position. Hierzu bleibt der Verriegelungsmechanismus geschlossen, und der Luftdruck im Luftbalg 1 1 wird im Wesentlichen auf Umgebungsdruck oder einen geringeren Druck verringert.

Nachdem die gewünschten Räder 4a-4d abgesenkt wurden, wird das Fahrzeug 1 nur noch von diesen Rädern 4a-4d bzw. den zugehörigen Achsen 7 getragen. Die restlichen Räder 4a-4d sind von der Fahrbahn abgehoben. In diesem Zustand erfolgt die Federung der abgesenkten Räder 4a-4d über die Luftfeder 14, teilweise unterstützt durch den Dämpfer 13 und die zugehörige Blattfeder 8, die am vorderen Ende über ein Gelenk 12 mit dem Fahrgestell 5 verbunden ist. Die Blattfedern 8 und der Dämpfer 13 üben dabei allerdings nur eine geringe

Gegenkraft aus, da die Blattfedern 8 nicht fixiert sind.

Gemäß der Erfindung können die Luftfedern 14 der Räder 4a-4d vorzugsweise unabhängig voneinander angesteuert werden. Es ist daher möglich, einzelne Räder anzuheben oder abzusenken. Fig. 4 zeigt schließlich noch eine spezielle Ausführungsform der Federung, bei der die Luftfeder 14 oben und unten jeweils über ein Gelenk mit dem benachbarten Teil verbunden ist. Eines der Gelenke kann z. B. eine Schwenkbewegung um eine horizontale Querachse (hier das untere Gelenk) und das andere Gelenk eine Schwenkbewegung um eine horizontale Längsachse (hier das obere Gelenk) erlauben. Die Gelenke bieten vorzugsweise jeweils nur einen einzigen

Freiheitsgrad. An der Außenseite der Gelenke kann jeweils eine Platte vorgesehen sein, um das betreffende Gelenk einfach am benachbarten Bauteil befestigen zu können.