DE102014218515B4

DE102014218515B4 - Fahrzeugaufhängung mit Blattfedern

Info

Publication number: DE102014218515B4
Application number: DE102014218515.7A
Authority: DE
Inventors: Blake Frost; John Edward LeMerise
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2022-06-09
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: DE102014218515A1; US9073401B2; RU151526U1; CN204161023U; US20150084303A1

Abstract

Fahrzeugaufhängungsuntersystem, welches Folgendes umfasst: eine Blattfeder (12) mit einem ersten Ende (24), das eine Öse (22) mit einer darin angeordneten Buchse (26) definiert, wobei die Buchse (26) eine axiale Bohrung (28) aufweist, einen Bügel (16) mit einem L-förmigen gegossenen Träger (36) mit einer daran abnehmbar durch wenigstens ein Befestigungselement befestigten Metallplatte (38), wobei der L-förmige gegossene Träger (36) des Bügels (16) wenigstens ein Gewindeloch definiert, die Metallplatte (38) des Bügels (16) wenigstens ein Durchgangsloch definiert und das wenigstens eine Befestigungselement die Metallplatte (38) am L-förmigen gegossenen Träger (36) befestigt, wenn das wenigstens eine Befestigungselement durch das wenigstens eine Durchgangsloch hindurchtritt und in das wenigstens eine Gewindeloch geschraubt wird, wobei der L-förmige gegossene Träger (36) eine Basis (40) und einen Flansch (42) aufweist, wobei der Flansch (42) und die Metallplatte (38) beabstandet sind und ausgerichtete Öffnungen (44,46) aufweisen, die eine Drehachse (48) definieren, und einen Drehzapfen (58), der sich durch die axiale Bohrung (28) und die ausgerichteten Öffnungen (44,46) erstreckt, wobei die Basis (40) an einem Fahrzeugrahmen (14) anbringbar ist und der L-förmige gegossene Träger (36) und die Metallplatte (38) das erste Ende (24) der Blattfeder (12) dazwischen aufnehmen, wodurch ermöglicht ist, dass sich die Blattfeder (12) um den Drehzapfen (58) dreht.

Description

Diese Offenbarung betrifft eine Fahrzeugaufhängung mit Blattfedern an einem Fahrzeugrahmen. Diese Offenbarung betrifft ein Fahrzeugaufhängungsuntersystem, ein Aufhängungsmontagesystem und eine Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung.
Blattfederaufhängungssysteme werden häufig unter Verwendung eines Trägers vom Bügeltyp an einem Fahrzeugrahmen montiert. Ein Bügel ist ein U-förmiges Stück, das in jedem Arm des offenen Endes Löcher aufweist. Die Löcher im offenen Ende können einen Stift, einen Stab oder eine Stange aufnehmen, wodurch das offene Ende des Bügels geschlossen wird. Bei einem Blattfederaufhängungssystem, das einen Träger vom Bügeltyp verwendet, weist die Blattfeder eine Öse an einem Ende auf, welches an einem Fahrzeugrahmen montiert wird. Eine Buchse wird dann in die Öse eingeführt, und die Öse/Buchse-Kombination wird dann in das offene Ende des Bügels eingeführt. Ein Stift, der es ermöglicht, dass die Blattfeder gedreht wird, wird dann eingeführt, wobei er durch die Buchse und die Löcher in jedem Arm des Bügels hindurchtritt, wodurch die Öse/Buchse-Kombination im offenen Ende des Bügels befestigt wird. Der Stift nimmt gewöhnlich die Form eines Befestigungselements an und wird mit einer Mutter in seiner Position befestigt. Der Bügel wird dann am Fahrzeugrahmen befestigt, wodurch das Blattfederaufhängungssystem an seinem Ort befestigt wird. Die Blattfeder wird dann an einer Fahrzeugachse befestigt, um die Aufhängung für das Fahrzeug bereitzustellen.
Bügelträger in Blattfederaufhängungssystemen wurden sowohl aus gegossenen als auch aus gestanzten Metallen, typischerweise Eisen oder Stahl, hergestellt. Gegossene Metallbügel haben den Vorteil, dass sie robust sind und schwere Lasten tragen können, während typische gestanzte Metallbügel flexibler sind und ausgelenkt werden, wenn eine Last ausgeübt wird, beispielsweise wenn die Buchse des Blattfederaufhängungssystems an ihrem Ort geklemmt und befestigt wird.
Die US 2005 / 0 236 798 A1 zeigt eine Halterung einer Fahrzeugaufhängung mit einem erste Element mit einem ersten Befestigungsflansch und einem zweiten Element mit einem zweiten Befestigungsflansch, wobei die Elemente so aneinander befestigt sind, dass die Flansche eine Gabel bilden.
Als Aufgabe der Offenbarung kann es daher angesehen werden, einen Bügel für ein Blattfederaufhängungssystem bereitzustellen, der sowohl in der Lage ist, schwere Lasten zu tragen, als auch flexibel genug ist, um die Buchse des Blattfederaufhängungssystems geeignet an ihrem Ort zu befestigen und der einfach zu montieren ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Fahrzeugaufhängungsuntersystem, das in Anspruch 7 wiedergegebene Aufhängungsmontagesystem und die in Anspruch 11 wiedergegebene Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung gelöst.
Gemäß einer ersten erläuterten Ausführungsform ist ein Fahrzeugaufhängungsuntersystem vorgesehen. Das Untersystem weist eine Blattfeder auf, die unter Verwendung eines Montageträgers vom Bügeltyp an einem Fahrzeugrahmen montiert ist. Typischerweise wird eine Fahrzeugachse an der Blattfeder montiert. Zumindest ein Ende der Blattfeder weist eine Öse auf, in der eine Buchse angeordnet ist, wobei die Buchse eine axiale Bohrung aufweist. Der Montageträger vom Bügeltyp besteht aus einer Metallplatte, die an einem L-förmigen gegossenen Träger befestigt ist. Der L-förmige gegossene Träger ist am Fahrzeugrahmen montiert, und sowohl der L- förmige gegossene Träger als auch die Metallplatte weisen jeweils eine Öffnung auf, die ausgerichtet werden, wenn die Metallplatte am L-förmigen gegossenen Träger befestigt wird, wodurch eine Drehachse erzeugt wird. Ein Drehzapfen erstreckt sich durch die axiale Bohrung der Buchse und die Öffnungen in der Metallplatte und dem L-förmigen gegossenen Träger, wodurch die Blattfeder zwischen dem L-förmigen gegossenen Träger und der Metallplatte aufgenommen wird und ermöglicht wird, dass sich die Blattfeder um die Drehachse dreht.
Vorzugsweise ist der Drehzapfen ein Befestigungselement, das entweder durch eine Mutter an seinem Ort gehalten wird oder in eine Gewindeöffnung geschraubt wird, die sich entweder im L-förmigen Träger oder in der Metallplatte befindet. Der Drehzapfen stellt eine Klemmkraft bereit, welche die Metallplatte des Bügels elastisch verformt, wodurch die Buchse zwischen einem Satz entgegengesetzter Flächen befestigt wird, wobei sich eine der Flächen auf dem L-förmigen gegossenen Träger befindet und sich die andere auf der Metallplatte des Bügels befindet.
Gemäß einer zweiten beanspruchten Ausführungsform ist ein Aufhängungsmontagesystem vorgesehen. Das Aufhängungsmontagesystem weist eine Blattfeder auf, die unter Verwendung eines Montageträgers vom Bügeltyp an einem Fahrzeugrahmen montiert ist. Ein Ende der Blattfeder weist eine Öse auf, die eine darin angeordnete Buchse aufweist, wobei die Buchse eine axiale Bohrung aufweist. Der Montageträger vom Bügeltyp besteht aus einer Metallplatte, die an einem L-förmigen gegossenen Träger befestigt ist. Die Metallplatte und der L-förmige gegossene Träger definieren einen eine Blattfeder aufnehmenden Kanal und ein Paar beabstandeter Öffnungen. Ein Drehzapfen erstreckt sich durch die axiale Bohrung der Buchse und die Öffnungen in der Metallplatte und dem L-förmigen gegossenen Träger. Der Montageträger vom Bügeltyp ist am Fahrzeugrahmen befestigt, und ein Teil der Blattfeder befindet sich im Aufnahmekanal.
Gemäß einer dritten beanspruchten Ausführungsform ist eine Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung vorgesehen. Die Bügelanordnung besteht aus einer Metallplatte, die an einem L-förmigen gegossenen Träger befestigt ist. Der L-förmige gegossene Träger kann am Fahrzeugrahmen montiert werden, und sowohl der L-förmige gegossene Träger als auch die Metallplatte weisen jeweils eine Öffnung auf, die ausgerichtet werden, wenn die Metallplatte am L-förmigen gegossenen Träger befestigt wird. Die Bügelanordnung weist auch einen Drehzapfen auf, der in den ausgerichteten Öffnungen angeordnet werden kann und eine Buchse und eine Blattfeder drehbar mit der Bügelanordnung verbinden kann.

1 ist eine isometrische Ansicht des Aufhängungsmontagesystems,
2 ist eine isometrische Explosionsansicht der Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung, und
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 aus 1.

Wie gefordert, werden detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier nach Bedarf offenbart. Es ist jedoch zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich als Beispiel für die Erfindung dienen, und dass sie in verschiedenen alternativen Formen verwirklicht werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht. Einige Merkmale können übertrieben oder minimiert worden sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sollten hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend, sondern lediglich als repräsentative Grundlage interpretiert werden, um Fachleuten zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten eingesetzt werden kann.
Eine isometrische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des Aufhängungsmontagesystems 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in 1 dargestellt. Das Aufhängungsmontagesystem 10 weist eine Blattfeder 12 auf, die an einem Ende durch einen Bügel 16 mit einem Fahrzeugrahmen 14 verbunden ist. Typischerweise ist das andere Ende der Blattfeder 12 entweder durch einen Gleitblock oder einen Schäkel 15 (der in 1 dargestellt ist) mit dem Fahrzeugrahmen 14 verbunden und ist eine Fahrzeugachse 18 durch die Blattfeder 12 aufgehängt.
Die 2 und 3 zeigen eine Explosionsansicht bzw. eine Schnittansicht einer Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung 20. Die Blattfeder 12 weist eine Öse 22 auf, die sich an einem ersten Ende 24 befindet. Eine Buchse 26 ist in der Öse 22 angeordnet. Die Buchse 26 definiert eine axiale Bohrung 28 und weist eine äußere Manschette 30, eine innere Manschette 32 und einen Kern 34 auf. Die innere Manschette 32 steht in Längsrichtung an beiden Enden über den Kern 34 und die äußere Manschette 30 vor. Der Kern 34 besteht aus einem flexiblen elastischen Material, wie Gummi, die äußere Manschette 30 besteht aus einem Metallblech in der Art eines Stahlblechs, und die innere Manschette 32 besteht aus einem steiferen Material, wie gehärtetem Stahl. Der Bügel 16 weist einen L-förmigen gegossenen Träger 36 und eine Metallplatte 38 auf. Der L-förmige gegossene Träger 36 weist eine Basis 40, welche der Abschnitt des Bügels 16 ist, der am Fahrzeugrahmen 14 montiert ist, und einen Flansch 42 auf. Der L-förmige gegossene Träger 36 besteht vorzugsweise aus einem Material mit hohen Lastkapazitäten, wie schmiedbarem Eisen, vorzugsweise schmiedbarem Qualitätseisen SAE J343, oder einem entsprechenden Material. Die Metallplatte 38 besteht vorzugsweise aus einem zähen Material, das sowohl eine hohe Lastkapazität als auch Flexibilität aufweist, wie beispielsweise kaltgewalztem Stahl, vorzugsweise kaltgewalztem Qualitätsstahl SAE 1020 oder einem entsprechenden Material. Der Flansch 42 des L-förmigen gegossenen Trägers 36 und die Metallplatte 38 weisen jeweilige Öffnungen 44 bzw. 46 auf, die miteinander unter Bildung einer Drehachse 48 ausgerichtet werden, wenn die Metallplatte 38 am L-förmigen gegossenen Träger 36 befestigt wird. Der L- förmige gegossene Träger 36 und die Metallplatte 38 definieren auch eine Blattfeder 12, welche einen Kanal 50 aufnimmt, wenn die Metallplatte 38 am L-förmigen gegossenen Träger 36 befestigt wird.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform des Bügels 16 wird die Metallplatte 38 am L-förmigen gegossenen Träger 36 befestigt, wenn zwei Befestigungselemente 52 durch zwei Durchgangslöcher 54 in der Metallplatte 38 hindurchtreten und in zwei Gewindelöcher 56 im L-förmigen gegossenen Träger 36 geschraubt werden. Wenngleich die dargestellte Ausführungsform angibt, dass die Metallplatte 38 durch zwei Befestigungselemente 52 am L-förmigen gegossenen Träger 36 befestigt ist, sollte die Offenbarung nicht als auf einen Bügel eingeschränkt ausgelegt werden, der eine Metallplatte aufweist, die nur durch zwei Befestigungselemente an einem L- förmigen gegossenen Träger befestigt ist, sondern sie sollte einen Bügel einschließen, der eine Metallplatte aufweist, welche durch ein oder mehr Befestigungselemente an einem L-förmigen gegossenen Träger befestigt ist, wobei die Metallplatte und der L-förmige gegossene Träger die richtige Anzahl von Durchgangslöchern bzw. Gewindelöchern aufweisen, um die Anzahl der verwendeten Befestigungselemente zu unterstützen.
Die Blattfeder 12 ist durch einen Drehzapfen 58, der durch die beiden Öffnungen 44, 46 und die axiale Bohrung 28 der Buchse 26 hindurchtritt, die in der Öse 22 der Blattfeder 12 angeordnet wurde, am Bügel 16 befestigt. Der Drehzapfen 58 ist vorzugsweise ein Befestigungselement. Der Drehzapfen 58 kann mit einer Mutter 60, die optional eine Unterlegscheibe aufweisen kann, an seiner Position befestigt werden, oder es kann alternativ eine der beiden Öffnungen 44, 46 ein Gewindeloch sein, in welches der Drehzapfen 58 eingeschraubt wird, wenn er in seiner Position befestigt wird. Sobald der Drehzapfen 58 in seiner Position befestigt wurde, können sich die Buchse 26 und die Blattfeder 12 um die Drehachse 48 drehen, die auch durch den Drehzapfen 58 definiert ist, sobald der Drehzapfen 58 durch die beiden Öffnungen 44, 46 des Bügels 16 hindurchgetreten ist. Vorzugsweise ist der Sitz zwischen dem Drehzapfen 58 und der inneren Manschette 32 der Buchse 26 eng anliegend, so dass nur eine minimale bis keine Drehung zwischen dem Drehzapfen 58 und der inneren Manschette ermöglicht wird, und ist die äußere Manschette 30 der Buchse 26 durch einen Festsitz in die Öse 22 der Blattfeder eingefügt. Daher geschieht die Drehung der Buchse 26 und der Blattfeder 12 um die Drehachse 48 vorzugsweise durch ein Verdrehen des elastischen Materials, welches den Kern 34 der Buchse 26 umfasst.
Mit Bezug auf 3 sei bemerkt, dass der Drehzapfen 58 eine Klemmkraft 64 bereitstellt, welche die Metallplatte 38 des Bügels 16, der die Buchse 26 zwischen einem Satz entgegengesetzter Flächen 66, 68 befestigt, elastisch verformt. Die erste entgegengesetzte Fläche 66 befindet sich auf der Metallplatte 38, und die zweite entgegengesetzte Fläche 68 befindet sich auf dem Flansch 42 des L-förmigen gegossenen Trägers 36.
Vorzugsweise kann der Bügel 16 für das Blattfederaufhängungssystem in der Lage sein, die Lastanforderungen für US-Lastwagenklassifikationen 1 bis 8 zu unterstützen. Die Klassen 1 bis 7 haben alle gemeinsam Bruttofahrzeuggewichtswerte, die zwischen 0 und 14969 kg liegen, während der Klasse-8-Wert alle Lastwagen mit einem Bruttofahrzeuggewichtswert, der 14969 kg übersteigt, einschließt. Der Bruttofahrzeuggewichtswert ist dabei das maximale Betriebsgewicht des Fahrzeugs, einschließlich des Fahrzeugchassis, des Motors, Motorflüssigkeiten, Kraftstoff, Zusatzgeräte, des Antriebs, Fahrgäste und Last, jedoch ausschließlich jeglicher Anhänger.

Claims

Fahrzeugaufhängungsuntersystem, welches Folgendes umfasst: eine Blattfeder (12) mit einem ersten Ende (24), das eine Öse (22) mit einer darin angeordneten Buchse (26) definiert, wobei die Buchse (26) eine axiale Bohrung (28) aufweist, einen Bügel (16) mit einem L-förmigen gegossenen Träger (36) mit einer daran abnehmbar durch wenigstens ein Befestigungselement befestigten Metallplatte (38), wobei der L-förmige gegossene Träger (36) des Bügels (16) wenigstens ein Gewindeloch definiert, die Metallplatte (38) des Bügels (16) wenigstens ein Durchgangsloch definiert und das wenigstens eine Befestigungselement die Metallplatte (38) am L-förmigen gegossenen Träger (36) befestigt, wenn das wenigstens eine Befestigungselement durch das wenigstens eine Durchgangsloch hindurchtritt und in das wenigstens eine Gewindeloch geschraubt wird, wobei der L-förmige gegossene Träger (36) eine Basis (40) und einen Flansch (42) aufweist, wobei der Flansch (42) und die Metallplatte (38) beabstandet sind und ausgerichtete Öffnungen (44,46) aufweisen, die eine Drehachse (48) definieren, und einen Drehzapfen (58), der sich durch die axiale Bohrung (28) und die ausgerichteten Öffnungen (44,46) erstreckt, wobei die Basis (40) an einem Fahrzeugrahmen (14) anbringbar ist und der L-förmige gegossene Träger (36) und die Metallplatte (38) das erste Ende (24) der Blattfeder (12) dazwischen aufnehmen, wodurch ermöglicht ist, dass sich die Blattfeder (12) um den Drehzapfen (58) dreht.
Fahrzeugaufhängungsuntersystem nach Anspruch 1, wobei der Drehzapfen (58) aus einem Befestigungselement besteht, das am Fahrzeugaufhängungsuntersystem befestigt ist.
Fahrzeugaufhängungsuntersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der L-förmige gegossene Träger (36) und die Metallplatte (38) zusammenwirken, um die Lastanforderungen von Fahrzeugen mit Lasten von bis zu 15 t zu unterstützen.
Fahrzeugaufhängungsuntersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der L-förmige gegossene Träger (36) aus Eisen besteht und die Metallplatte (38) des Bügels (16) aus Stahl besteht.
Fahrzeugaufhängungsuntersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Buchse (26) einen Kern (34) aufweist, der aus Gummi besteht.
Fahrzeugaufhängungsuntersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Drehzapfen (58) eine Klemmkraft (64) bereitstellt, welche die Metallplatte (38) des Bügels (16) elastisch verformt, wodurch die Buchse (26) zwischen einem Satz entgegengesetzter Flächen (66,68) befestigt wird, wobei sich eine der Flächen (66,68) auf dem L-förmigen gegossenen Träger (36) befindet und sich die andere auf der Metallplatte (38) des Bügels (16) befindet.
Aufhängungsmontagesystem (10) umfassend: eine Blattfeder, die eine Öse (22) definiert; eine Buchse (26), die in der Öse (22) angeordnet ist und eine axiale Bohrung (28) aufweist; einen Bügel (16), der eine Metallplatte (38) aufweist, die durch wenigstens ein Befestigungselement abnehmbar an einem L-förmigen gegossenen Träger (36) befestigt ist, wobei das wenigstens eine Befestigungselement durch wenigstens ein durch die Metallplatte (38) definiertes Durchgangsloch hindurchtritt und in wenigstens ein durch den L-förmigen gegossenen Träger (36) definiertes Gewindeloch geschraubt wird, wobei der Bügel (16) einen die Blattfeder (12) aufnehmenden Kanal (50) definiert, und wobei ein Paar beabstandeter Öffnungen (44,46) eine Drehachse (48) definieren; und einen Drehzapfen (58), der sich durch die axiale Bohrung (28) und das Paar beabstandeter Öffnungen (44,46) erstreckt, wobei ein Teil der Blattfeder (12) in dem aufnehmenden Kanal (50) angeordnet ist und wobei der Bügel (16) am Fahrzeugrahmen (14) befestigt ist.
Aufhängungsmontagesystem (10) nach Anspruch 7, wobei der Drehzapfen (58) aus einem Befestigungselement besteht, das am Aufhängungsmontagesystem (10) befestigt ist.
Aufhängungsmontagesystem (10) nach Anspruch 7, wobei der L-förmige gegossene Träger (36) und die Metallplatte (38) zusammenwirken, um die Lastanforderungen von Fahrzeugen mit Lasten von bis zu 15 t zu unterstützen.
Aufhängungsmontagesystem (10) nach Anspruch 7, wobei der Drehzapfen (58) eine Klemmkraft (64) bereitstellt, welche die Metallplatte (38) des Bügels (16) elastisch verformt, wodurch die Buchse (26) zwischen einem Satz entgegengesetzter Flächen (66,68) befestigt wird, wobei sich eine der Flächen (66,68) auf dem L-förmigen gegossenen Träger (36) befindet und sich die andere auf der Metallplatte (38) des Bügels (16) befindet.
Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung (20), welche Folgendes umfasst: einen L-förmigen gegossenen Träger (36) und eine daran abnehmbar durch Befestigungselemente (52) befestigte Metallplatte (38), wobei die Befestigungselemente (52) durch Durchgangslöcher (54) in der Metallplatte (38) hindurchtreten und in Gewindelöcher (56) des Trägers (36) geschraubt sind, die jeweils ausgerichtete Öffnungen (44,46) aufweisen, und einen Drehzapfen (58), wobei der L-förmige Träger (36) einen Montageabschnitt aufweist, der an einem Fahrzeugrahmen (14) angebracht werden kann, und der Drehzapfen (58) in den ausgerichteten Öffnungen (44,46) angeordnet werden kann und eine Buchse (26) und eine zugeordnete Blattfeder (12) drehbar mit dem Fahrzeugrahmen (14) verbinden kann.
Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung (20) nach Anspruch 11, wobei der Drehzapfen (58) aus einem Befestigungselement besteht, das an der Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung (20) befestigt ist.
Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung (20) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der L-förmige gegossene Träger (36) und die Metallplatte (38) zusammenwirken, um die Lastanforderungen von Fahrzeugen mit Lasten von bis zu 15 t zu unterstützen.
Fahrzeugaufhängungsbügelanordnung (20) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Drehzapfen (58) eine Klemmkraft (64) bereitstellt, welche die Metallplatte (38) elastisch verformt und die Buchse (26) zwischen einem Satz entgegengesetzter Flächen (66,68) befestigt, wobei sich eine der Flächen (66,68) auf dem L-förmigen gegossenen Träger (36) befindet und sich die andere auf der Metallplatte (38) befindet.