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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden einer Fahrzeugtragfeder mit einem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens einen Verbindungskörper, über den die Fahrzeugtragfeder mit dem Fahrzeugaufbau verbindbar ist, wenigstens einen durch einen Endabschnitt der Fahrzeugtragfeder ausgebildeten, mit dem Verbindungskörper verbindbaren Federverbindungsabschnitt, und wenigstens einen durch einen Abschnitt des Fahrzeugaufbaus ausgebildeten, mit dem Verbindungskörper verbindbaren Aufbauverbindungsabschnitt.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Federanordnung für ein Fahrzeug, aufweisend eine Fahrzeugtragfeder.
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Federanordnungen mit Fahrzeugtragfedern für Fahrzeuge sind bekannt. Meist werden Fahrzeugtragfedern mit einem Stoßdämpfer zu einem Feder-Dämpfer-System kombiniert.
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Herkömmlich werden Fahrzeugtragfedern über Federteller oder dergleichen mit weiteren Komponenten eines Fahrzeugs verbunden, wie es beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 006 411 A1 bekannt ist. Alternativ kann eine Fahrzeugtragfeder entsprechend der Druckschrift
GB 2 197 424 A mit weiteren Komponenten eines Fahrzeugs verbunden werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache und dennoch sehr robuste Möglichkeit zum Verbinden einer Fahrzeugtragfeder mit einem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und eine Federanordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß wird eine Anordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der Verbindungskörper, der Federverbindungsabschnitt und der Aufbauverbindungsabschnitt derart ausgebildet sind, dass der Verbindungskörper wenigstens teilweise formschlüssig mit dem Aufbauverbindungsabschnitt und der Federverbindungsabschnitt wenigstens teilweise formschlüssig mit dem Verbindungskörper verbindbar ist, und dass der Verbindungskörper und der Federverbindungsabschnitt jeweils eine Abstützfläche aufweisen, welche sich bei mit dem Fahrzeugaufbau verbundener Fahrzeugtragfeder gegeneinander abstützen.
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Die erfindungsgemäße Herstellung von formschlüssigen Verbindungen zwischen dem Federverbindungsabschnitt und dem Verbindungskörper einerseits und dem Aufbauverbindungsabschnitt und dem Verbindungskörper andererseits stellt eine konstruktiv einfach zu realisierende und damit kostengünstige Verbindungsmöglichkeit zwischen diesen Bauteilen dar, welche zudem mit einer sehr robusten Verbindung zwischen diesen Bauteilen einhergeht. Zudem muss gemäß der Erfindung keine Bohrung in miteinander zu verbindende Bauteile eingebracht werden, um, wie herkömmlich insbesondere zur Schaffung einer Mehrfachmontagefähigkeit vorgesehen, eine Schraub- oder Bolzenverbindung auszubilden. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Fahrzeugtragfedern aus einem Faserverbundwerkstoff von Vorteil, da das Einbringen entsprechender Bohrungen in eine aus einem Faserverbundwerkstoff gebildeten Fahrzeugtragfeder mit einer deutlichen Schwächung der Fahrzeugtragfeder verbunden ist, da lasttragende Fasern in dem Faserverbundwerkstoff durch das Einbringen einer Bohrung unterbrochen bzw. zerstört werden. Hiermit sind hohe Einbußen bezüglich der Festigkeit eines Faserverbundwerkstoffs verbunden.
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Dadurch, dass der Verbindungskörper und der Federverbindungsabschnitt jeweils eine Abstützfläche aufweisen, welche sich bei mit dem Fahrzeugaufbau verbundener Fahrzeugtragfeder gegeneinander abstützen, kann eine optimale Kraftübertragung zwischen dem Federverbindungsabschnitt und dem Verbindungskörper erfolgen. Insbesondere muss der zur Kraftübertragung verwendete Teil des Federverbindungsabschnitts nicht gleichzeitig zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Federverbindungsabschnitt und dem Verbindungskörper verwendet werden. Hierdurch kann eine Beeinträchtigung der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Federverbindungsabschnitt und dem Verbindungskörper durch zwischen diesen Bauteilen übertragene Kräfte weitestgehend vermieden werden, was sich weiter positiv auf die Robustheit der formschlüssigen Verbindung auswirkt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Verbindungskörper eine erste Anlagefläche mit wenigstens einem Vorsprung und an dem Aufbauverbindungsabschnitt eine zweite Anlagefläche mit wenigstens einer Aussparung angeordnet, wobei der Vorsprung formschlüssig in die Aussparung einfügbar ist. Hierdurch lässt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungskörper und dem Aufbauverbindungsabschnitt auf einfache Art und Weise erreichen. Der Vorsprung und die Aussparung können irgendeine geeignete Formgebung aufweisen. Bevorzugt ist ein derartiger Formschluss zwischen dem Vorsprung und der Aussparung herstellbar, dass der Verbindungskörper relativ zu dem Aufbauverbindungsabschnitt nicht verdreht werden kann. An der ersten Anlagefläche können auch zwei oder mehrere entsprechende Vorsprünge angeordnet sein. Die Anzahl der an der zweiten Anlagefläche vorgesehenen Aussparungen entspricht vorzugsweise der Anzahl der an der ersten Anlagefläche ausgebildeten Vorsprünge.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Verbindungskörper eine erste Anlagefläche mit wenigstens einer Aussparung und an dem Aufbauverbindungsabschnitt eine zweite Anlagefläche mit wenigstens einem Vorsprung angeordnet, wobei der Vorsprung formschlüssig in die Aussparung einfügbar ist. Diese Ausgestaltung kann alternativ oder zusätzlich zu der zuletzt genannten Ausgestaltung vorgesehen sein. Die übrigen Ausführungen zu der zuletzt genannten Ausgestaltung gelten auch für diese Ausgestaltung.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper wenigstens eine Aufnahme aufweist, in die zumindest ein Teil des Federverbindungsabschnitts formschlüssig einfügbar ist. Der Formschluss zwischen dem Federverbindungsabschnitt und dem Verbindungskörper kann hierdurch durch das zumindest teilweise Einstecken des Federverbindungsabschnitts in die Aufnahme des Verbindungskörpers hergestellt werden.
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Vorteilhafterweise weist die Aufnahme wenigstens zwei Schenkel auf, in denen jeweils wenigstens eine Durchgangsöffnung angeordnet ist, wobei an dem Federverbindungsabschnitt wenigstens eine Durchgangsöffnung angeordnet ist, wobei die Durchgangsöffnungen bei in die Aufnahme eingefügtem Teil des Federverbindungsabschnitts koaxial zueinander angeordnet sind, und wobei an dem Aufbauverbindungsabschnitt wenigstens ein zylinderförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildeter Stift angeordnet ist, der formschlüssig in die koaxial zueinander angeordneten Durchgangsöffnungen einführbar ist. Durch die Einführung des Stiftes in die koaxial zueinander angeordneten Durchgangsöffnungen wird der Verbindungskörper unverlierbar an dem Federverbindungsabschnitt bzw. der Fahrzeugtragfeder festgelegt. Auch diese Ausgestaltung kann alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten Verbindungen über Vorsprünge und Aussparungen vorgesehen sein. Auch können an dem Aufbauverbindungsabschnitt zwei oder mehrere Stifte angeordnet sein, welche mit mehreren an dem Verbindungskörper und dem Federverbindungsabschnitt angeordneten Durchgangsöffnungen entsprechend zusammenwirken können.
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Bevorzugt sind die Schenkel als Klemmschenkel ausgebildet, zwischen denen der Teil des Federverbindungsabschnitts einklemmbar ist. Dies verbessert die Verbindung zwischen dem Verbindungskörper und dem Federverbindungsabschnitt. Zudem wird durch die Klemmverbindung zwischen dem Federverbindungsabschnitt und dem Verbindungskörper bewirkt, dass sich der Verbindungskörper bei einer Montage einer entsprechenden Federanordnung an einem Fahrzeug nicht unbeabsichtigt von dem Federverbindungsabschnitt löst, was mit einer Erschwerung der Montage verbunden wäre.
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Es wird des Weiteren als vorteilhaft erachtet, wenn der Verbindungskörper zumindest teilweise aus einem Elastomer gebildet ist. Durch diese elastische Anbindung der Fahrzeugtragfeder an den Fahrzeugaufbau kann eine akustische Entkopplung zwischen diesen Fahrzeugbauteilen erzeugt werden, was den Fahrkomfort eines entsprechend ausgestatteten Fahrzeugs verbessert. Des Weiteren kann durch eine solche elastische Lagerung des Federverbindungsabschnitts an dem Fahrzeugaufbau ein alterungs- und abriebsbedingter Federbruch weitestgehend vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird eine Federanordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß wenigstens eine Anordnung nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben aufweist. Mit dieser Federanordnung sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die erfindungsgemäße Federanordnung kann mit einem Dämpfer zu einem Feder-Dämpfer-System kombiniert werden, wobei die auf die Federanordnung einwirkenden Kräfte unabhängig von den auf den Dämpfer einwirkenden Kräften, und umgekehrt, übertragen werden können.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Fahrzeugtragfeder aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet. Dies ist im Gegensatz zu einer beispielsweise aus Stahl gebildeten Feder mit einer Gewichtsersparnis verbunden, was mit einer Verringerung eines Kraftstoffverbrauchs und einer Verbesserung der Fahrdynamik eines entsprechend ausgestatteten Fahrzeugs einhergeht. Mit der Anordnung lässt sich die Fahrzeugtragfeder fasergerecht mit dem Fahrzeugaufbau verbinden.
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Vorzugsweise ist die Fahrzeugtragfeder aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gebildet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Fahrzeugtragfeder mäanderförmig mit über Umlenkabschnitte miteinander verbundenen Federschenkeln ausgebildet. Eine solche Fahrzeugtragfeder kann deutlich platzsparender als eine schraubenlinienförmig oder spiralförmig ausgebildete Fahrzeugtragfeder ausgebildet werden.
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Ferner wird es als vorteilhaft erachtet, wenn an wenigstens zwei benachbart zueinander angeordneten Federschenkeln jeweils ein aus einem Elastomer gebildeter Anschlagkörper derart angeordnet ist, dass die Anschlagkörper bei einer Stauchung der Fahrzeugtragfeder um ein vorgebbares Ausmaß in Kontakt miteinander gelangen. Hierdurch kann die Fahrzeugtragfeder die Funktion einer Zusatzfeder übernehmen, indem die Anschlagkörper nach ihrer gegenseitigen Kontaktierung komprimiert werden. Hierdurch können hohe Stoßkräfte von den Anschlagkörpern aufgefangen werden. Vorzugsweise sind mehrere Federschenkel jeweils mit einem Anschlagkörper versehen. Die Anbringung von Anschlagkörpern statt einer Einrichtung mit einer entsprechenden Federungs- und Dämpfungsfunktion an einem Dämpfer geht ebenfalls mit einer Gewichtseinsparung einher.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1a eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung,
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1b eine perspektivische Detaildarstellung der in 1a gezeigten Federanordnung,
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2a eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung,
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2b eine perspektivische Detaildarstellung der in 2a gezeigten Federanordnung,
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3a eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung,
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3b eine perspektivische Detaildarstellung der in 3a gezeigten Federanordnung,
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4a eine schematische Schnittdarstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung,
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4b eine perspektivische Detaildarstellung der in 4a gezeigten Federanordnung.
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1a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung 1 für ein Fahrzeug, von dem lediglich ein durch einen Abschnitt eines Fahrzeugaufbaus des Fahrzeugs ausgebildeter Aufbauverbindungsabschnitt 2 zu sehen ist. Die Federanordnung 1 umfasst eine Fahrzeugtragfeder 3, welche aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
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Die Federanordnung 1 weist des Weiteren eine Anordnung 4 zum Verbinden der Fahrzeugtragfeder 3 mit dem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs auf. Die Anordnung 4 umfasst einen aus einem Elastomer gebildeten Verbindungskörper 5, über den die Fahrzeugtragfeder 3 mit dem Fahrzeugaufbau bzw. dem Aufbauverbindungsabschnitt 2 verbindbar ist. Des Weiteren umfasst die Anordnung 4 einen durch einen Endabschnitt der Fahrzeugtragfeder 3 ausgebildeten, mit dem Verbindungskörper 5 verbindbaren Federverbindungsabschnitt 6. Ferner umfasst die Anordnung 4 den durch den Abschnitt des Fahrzeugaufbaus ausgebildeten, mit dem Verbindungskörper 5 verbindbaren Aufbauverbindungsabschnitt 2.
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Der Verbindungskörper 5, der Federverbindungsabschnitt 6 und der Aufbauverbindungsabschnitt 2 sind derart ausgebildet, das der Verbindungskörper 5 teilweise formschlüssig mit dem Aufbauverbindungsabschnitt 2 und der Federverbindungsabschnitt 6 formschlüssig mit dem Verbindungskörper 5 verbindbar ist, wie es in 1 gezeigt ist. Der Aufbauverbindungsabschnitt 2 und der Federverbindungsabschnitt 6 weisen jeweils eine Abstützfläche 7 bzw. 8 auf, welche, wie in 1 gezeigt, sich bei mit dem Fahrzeugaufbau verbundener Fahrzeugtragfeder 3 gegeneinander abstützen.
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An dem Verbindungskörper 5 ist des Weiteren eine erste Anlagefläche 9 mit einem im Querschnitt trapezförmig ausgebildeten Vorsprung 10 angeordnet. An dem Aufbauverbindungsabschnitt 2 ist eine zweite Anlagefläche 11 mit einer Aussparung 12 angeordnet, wobei der Vorsprung 10 formschlüssig in die Aussparung 12 eingefügt ist.
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Der Verbindungskörper 5 weist eine horizontal verlaufende Aufnahme 13 mit zwei Schenkeln 14 und 15 auf, in die der Federverbindungsabschnitt 6 nahezu vollständig formschlüssig eingefügt ist. Die Schenkel 14 und 15 sind als Klemmschenkel ausgebildet, zwischen denen der Federverbindungsabschnitt 6 eingeklemmt ist. Es ist jedoch anzumerken, dass nicht zwangsläufig zwei Schenkel 14 und 15 ausgebildet sein müssen. Die Schenkel 14 und 15 können beispielsweise an den Seiten verbunden sein. Dann entsteht eine Art Hülle.
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1b zeigt eine perspektivische Detaildarstellung der in 1a gezeigten Federanordnung 1.
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2a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung 1. Im Unterscheid zu dem in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 13 vertikal verlaufend angeordnet, wodurch eine Zapfenverbindung herstellbar ist. Des Weiteren wird die Abstützfläche 7 an dem Verbindungskörper 5 nicht durch einen Schenkel 14 des Verbindungskörpers 5 sondern durch einen separaten Abschnitt des Verbindungskörpers 5 ausgebildet.
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2b zeigt eine perspektivische Detaildarstellung der in 2a gezeigten Federanordnung 1.
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3a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung 1. Im Unterschied zu den in den 1a bis 2b gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Aufnahme 13 zwei Schenkel 14 und 15 auf, in den jeweils eine Durchgangsöffnung 16 bzw. 17 angeordnet ist. An dem Federverbindungsabschnitt 6 ist ebenfalls eine Durchgangsöffnung 18 angeordnet, wobei die Durchgangsöffnungen 16, 17 und 18, wie gezeigt, bei in die Aufnahme 13 eingefügtem Federverbindungsabschnitt 6 koaxial zueinander angeordnet sind. An dem Aufbauverbindungsabschnitt 2 ist ein kegelstumpfförmig ausgebildeter Stift 19 angeordnet, der formschlüssig in die koaxial zueinander angeordneten Durchgangsöffnungen 16, 17 und 18 eingeführt ist. Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel müssen wiederum nicht zwangsläufig zwei Schenkel 14 und 15 ausgebildet sein. Die Schenkel 14 und 15 können beispielsweise an den Seiten verbunden sein. Dann entsteht eine Art Hülle.
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3b zeigt eine perspektivische Detaildarstellung der in 3a gezeigten Federanordnung 1, wobei der Stift 19 zur Herstellung der in 3a gezeigten Konstellation gemäß dem Pfeil 20 in die Durchgangsöffnungen 16, 17 und 18 einzufügen ist.
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4a zeigt eine schematische Seitenansicht eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federanordnung 1. Die Fahrzeugtragfeder 3 ist mäanderförmig mit über Umlenkabschnitte 21 miteinander verbundenen Federschenkeln 22 ausgebildet. An den Federschenkeln 22 sind jeweils zwei aus einem Elastomer gebildete Anschlagkörper 23 derart angeordnet, dass die Anschlagkörper 23 bei einer Stauchung der Fahrzeugtragfeder 3 um ein vorgebbares Ausmaß in Kontakt miteinander gelangen.
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4b zeigt eine perspektivische Detaildarstellung der in 4a gezeigten Federanordnung 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federanordnung
- 2
- Aufbauverbindungsabschnitt
- 3
- Fahrzeugtragfeder
- 4
- Anordnung
- 5
- Verbindungskörper
- 6
- Federverbindungsabschnitt
- 7
- Abstützfläche
- 8
- Abstützfläche
- 9
- Anlagefläche
- 10
- Vorsprung
- 11
- Anlagefläche
- 12
- Aussparung
- 13
- Aufnahme
- 14
- Schenkel
- 15
- Schenkel
- 16
- Durchgangsöffnung
- 17
- Durchgangsöffnung
- 18
- Durchgangsöffnung
- 19
- Stift
- 20
- Pfeil
- 21
- Umlenkabschnitt
- 22
- Federschenkel
- 23
- Anschlagkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008006411 A1 [0004]
- GB 2197424 A [0004]