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Die Erfindung betrifft eine Längsblattfedervorrichtung zur Federung einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, aufweisend ein länglich ausgebildetes Blattfederelement und eine Kopplungsvorrichtung zur mechanischen Kopplung des Blattfederelementes an eine Kraftfahrzeugachse. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Paar derartiger Längsblattfedervorrichtungen.
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Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik ist es bekannt, elastische Federelemente zwischen einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs als gefedertes Objekt und Rädern des Fahrzeugs als ungefederte Objekte einzusetzen, um einen Fahrkomfort von Fahrzeuginsassen zu erhöhen, indem von Bodenunebenheiten verursachte Stöße nicht unmittelbar auf die Karosserie übertragen werden. Ferner kann ein für eine Kraftübertragung erforderlicher Bodenkontakt der Räder auch bei Bodenunebenheiten gewährleistet werden. Durch Bodenunebenheiten angeregte Schwingungen der Karosserie werden in bekannter Weise durch eine Verwendung von Stoßdämpfern gedämpft, die zwischen der Karosserie und Radachsen angeordnet sind. Die elastischen Federelemente können dabei beispielsweise von elastischen Spiralfedern gebildet und integraler Bestandteil der Stoßdämpfer sein.
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Auf dem Gebiet der Federung von Kraftfahrzeugen ist ferner die Verwendung von Blattfederanordnungen bekannt. Eine Blattfeder ist im Allgemeinen als ein gebogener länglicher Stab, beispielsweise aus Stahl, mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet und im Fahrzeug mit seiner Erstreckungsrichtung im Wesentlichen parallel zu einer Erstreckungsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Dabei ist die Blattfeder im unbelasteten Zustand leicht gebogen, also nicht unbedingt parallel zur Erstreckungsrichtung des Fahrzeuges. Weiterhin kann die Blattfederanordnung mit ihrem mittleren Bereich an einer Fahrzeugachse befestigt und jedes ihrer Enden kann an einem Fahrzeugchassis befestigt sein.
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Beispielsweise beschreibt die
JP 2011073625 A eine Struktur zur Unterstützung einer Blattfeder, durch die der Fahrkomfort des Fahrers verbessert wird, die eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweist und darüber hinaus die Herstellungskosten in einem einfachen Fahrzeugbau reduziert, bei dem eine Achse einer Fahrzeugkarosserie über eine Blattfeder aufgehängt ist.
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Die Struktur zur Unterstützung der Blattfeder umfasst einen Fahrzeugkarosserierahmen, der einen Teil der Fahrzeugkarosserie bildet und sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und ein an dem Fahrzeugkarosserierahmen befestigtes Halteelement mit einem Trägerelement mit Federauflage, wobei das Trägerelement die Bewegung eines vorderen Endes und eines hinteren Endes der Blattfeder in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs reguliert und die Blattfeder in Längsrichtung auf der Federauflage verschiebbar unterstützt. Das in Bezug auf die Längsrichtung quer verlaufende Profil des Halteelementes bildet mit dem Profil des Fahrzeugkarosserierahmens eine geschlossene Querschnittsfläche, so dass die Blattfeder innerhalb der Unterstützungsstruktur sicher geführt und eine Einfederung der Blattfeder begrenzt ist, wodurch der Fahrkomfort verbessert werden kann.
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Für die Federung von Kraftfahrzeugen ist eine progressive Kennlinie der verwendeten Federn erwünscht, um bei einer normalen Last einen hohen Fahrkomfort bereitstellen und bei einer hohen Last, beispielsweise bei einer unebenen Fahrbahn, eine Auslenkung der Federung bis zu einem Endanschlag vermeiden zu können, damit Schlaglöcher nicht bis zum Fahrzeugchassis „durchschlagen“. Zum Erreichen einer progressiven Federkennlinie sind im Stand der Technik verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden.
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So beschreibt etwa die
US 8,434,747 B2 eine LKW-Radaufhängung mit eingebauten asymmetrischen Blattfedern, durch die eine leichte, kostengünstige Achsaufhängung durch Kombinieren der hohen Torsionssteifigkeit eines Hohlachsenkörpers mit der Torsionswirkung der an der Achse angebrachten Blattfeder bereitgestellt werden kann. Das Aufhängungssystem ist zum Stützen von vorderen und hinteren Rahmenteilen eines Fahrzeugchassis auf einer Hohlachse vorgesehen, wobei das System der einen Seite des Fahrzeugs auf der gegenüberliegenden Seite dupliziert ist. In der Aufhängung sind auf jeder Seite enthalten: (1) eine Rahmenhalterung zum schwenkbaren Stützen des vorderen oder führenden Endes einer asymmetrischen Blattfeder; (2) eine an dem Rahmenseitenelement montierte Federendstütze zum Tragen des hinteren oder nachfolgenden Endes der Blattfeder und (3) eine geeignete Anordnung zum Befestigen der Blattfeder mit an einer Stelle zwischen ihren gegenüberliegenden Enden an der Achse, so dass die Blattfeder in zwei freitragende Glieder unterteilt ist, die sich von der Mittellinie der Achse in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Die Feder ist so ausgebildet, dass eines der freitragenden Glieder eine Steifigkeit aufweist, die wesentlich größer ist als die Steifigkeit des anderen Gliedes (daher die Bezeichnung „asymmetrisch“). In allen Formen erstreckt sich mindestens ein Blatt der asymmetrischen Blattfeder entlang der vollen Länge der Blattfeder.
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Bei Lösungen, in denen zusätzliche Blattfedern ab einer vorbestimmten Auslenkung der Federaufhängung in mechanischen Eingriff gelangen, verbleibt die sich ergebende progressive Federkennlinie dennoch linear und weist lediglich eine erhöhte Steigung auf. Mehrere Blattfederelemente benötigen mehr Einbauvolumen und erhöhen das Gewicht der Federanordnung, so dass im Stand der Technik auch gewichtssparende Lösungen vorgeschlagen wurden.
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Die
WO 2016/099343 A1 beschreibt eine Fahrzeugaufhängungsanordnung mit einer Blattfedervorrichtung. Die Blattfedervorrichtung umfasst mindestens zwei Blattfedern, die während des Gebrauchs in einem Fahrzeug in einer Längserstreckung angeordnet sind, die im Allgemeinen mit der Längserstreckung des Fahrzeugs zusammenfällt, wobei die Aufhängungsanordnung eine Federklemmeinheit aufweist, die die Blattfedern mit einer Achse in dem Fahrzeug verbindet; und wobei jede der Blattfedern Endabschnitte aufweist, die dazu vorgesehen sind, in einem Fahrzeugchassis befestigt zu werden. Weiterhin weist die Federklemmeinheit ein Distanzstück auf, das zum Trennen der Blattfedern in einer vertikalen oder horizontalen Richtung ausgebildet ist. Die Erfindung verwendet das Blattfedermaterial effektiver als bekannte Vorrichtungen, was zu einer Gewichtsreduktion führt.
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Zur Erreichung einer verbesserten nichtlinearen Federkennlinie einer Fahrzeugaufhängung ist im Stand der Technik auch die Verwendung von Gummi-Elementen vorgeschlagen worden, da Gummi von Natur aus eine nichtlineare Federkennlinie aufweist.
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Beispielsweise beschreibt die
US 2003/0038445 A1 eine Fahrzeugaufhängung, die eine Blattfeder oder einen Satz von Blattfedern enthält, die mit einer vorderen Rahmenhalterung und einer hinteren Rahmenhalterung in mechanischem Eingriff stehen, wobei die Rahmenhalterungen für jede Rahmenschiene mit der Rahmenschiene in mechanischem Eingriff stehen. Die Blattfeder wird durch ein Paar U-Schraubbügel mit einer Achse des Fahrzeugs in mechanischen Eingriff gebracht. Ferner ist ein U-Schraubbügel-Sitz aus Gummi mit einer erweiterten Federeingriffsoberfläche vorgesehen. Der U-Schraubbügel-Sitz ist zwischen dem gekrümmten Teil der U-Schraubbügel und der Blattfeder angeordnet. Des Weiteren sind Gummifeder-Halterungen vorgesehen, die mit einer der Rahmenschienen in mechanischem Eingriff stehen. Jede Gummifeder-Halterung umfasst eine Gummifeder, die dazu ausgerichtet ist, den U-Schraubbügel-Sitz bei einer Erhöhung über einen sehr leicht belasteten Zustand des Chassis hinaus zu berühren. Danach bleibt die Gummifeder in Kontakt mit der verbreiterten Gummi-Federeingriffsoberfläche.
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Ein anderer im Stand der Technik vorgeschlagener Lösungsweg besteht darin, die Federkennlinie der Blattfedervorrichtung während des Betriebs zu verändern.
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So beschreibt die
KR 10 2007 111045 A eine Abstimmstruktur einer Blattfeder-Aufhängung eines Fahrzeuges unter Verwendung einer Haltebügelanordnung zur Verbesserung der Fahrstabilität und des Fahrkomforts durch Steuern der Länge der Haltebügelanordnung.
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Die Haltebügelanordnung umfasst ein Rohr, ein hinteres Auge einer Blattfeder, eine erste und eine zweite Stiftschraube und ein erstes und ein zweites Bügelglied. Das Rohr ist durch Schweißen an einem Rahmen einer Fahrzeugkarosserie befestigt. Das hintere Auge der Blattfeder ist unterhalb des Rohres so installiert, dass es parallel zum Rohr angeordnet ist. Die erste und zweite Stiftschraube sind im Rohr und im hinteren Auge der Blattfeder installiert. Die ersten und zweiten Bügelglieder sind in einem vorderen Ende und einem hinteren Ende der ersten und zweiten Stiftschraube installiert.
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Weiterhin beschreibt die
DE 10 2010 056 388 A1 ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem Blattfederelement zur Federung des Fahrzeugs. Das Fahrzeug umfasst einen Fahrzeugrahmen und das Blattfederelement zur Federung des Fahrzeugs, das an dem Fahrzeugrahmen mittels zweier Lagerstellen gelagert ist. Die Lagerstellen sind verstellbar ausgebildet, um eine Federrate und/oder eine Standhöhe des Blattfederelements durch Änderung einer Hebellänge und/oder einer Stützweite des Blattfederelements einzustellen.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet der Bereich der Längsblattfedervorrichtung zur Federung einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine robuste Längsblattfedervorrichtung mit einer nichtlinearen progressiven Federkennlinie bereitzustellen, deren Eigenschaften innerhalb eines möglichst großen Bereiches einstellbar sind, wobei die Längsblattfedervorrichtung konstruktiv einfach sowie kosten- und teilesparend aufgebaut sein soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Längsblattfedervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird ferner durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die abhängigen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Die erfindungsgemäße Längsblattfedervorrichtung zur Federung einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs weist ein länglich ausgebildetes Blattfederelement und eine Kopplungsvorrichtung zur mechanischen Kopplung des Blattfederelementes an eine Kraftfahrzeugachse auf.
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Erfindungsgemäß ist eine Halterungsvorrichtung vorgesehen, die ein Grundhalterungselement zur festen Verbindung mit einem Fahrzeugfahrgestell und ein dem Blattfederelement zugewandtes, fest mit dem Grundhalterungselement verbundenes Federungseinstellelement umfasst. Dabei ist das Blattfederelement in einem vorderen Bereich fest mit dem Grundhalterungselement verbunden, und der vordere Bereich ist dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand mit dem Federungseinstellelement in mechanische Anlage zu gelangen.
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Unter einem „Kraftfahrzeug“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Transporter, ein Lastkraftwagen, eine Zugmaschine oder ein Kraftomnibus verstanden werden. Unter dem Begriff „dazu vorgesehen“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere speziell dafür ausgelegt oder angeordnet verstanden werden.
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Auf diese Weise kann eine robuste Fahrzeugaufhängung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden. Die erfindungsgemäße Fahrzeugaufhängung benötigt keine zusätzlichen Hilfsfedervorrichtungen wie z.B. Luftfedern und kommt daher mit weniger Bauteilen aus. Eine gewünschte nichtlinear-progressive Federkennlinie kann durch Verwendung eines geeignet ausgelegten Federungseinstellelementes erreicht werden, wodurch ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau ermöglicht werden kann. Außerdem ist dadurch die Verwendung des Blattfederelementes für unterschiedliche Varianten eines Kraftfahrzeugs ermöglicht, wodurch je nach Art des verwendeten Blattfederelementes Einsparungen bei dessen Herstellung erzielt werden können.
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Die Kopplungsvorrichtung kann beispielsweise ein Paar U-Schraubbügel beinhalten, die in an sich bekannter Weise einen mittleren Bereich des Blattfederelementes mit einer Kraftfahrzeugachse lösbar fest verbinden.
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Das länglich ausgebildete Blattfederelement kann beispielsweise aus Stahl oder aus Verbundwerkstoff, auch aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein, worauf unten noch eingegangen wird.
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In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Federungseinstellelement eine dem Blattfederelement zugewandte Oberfläche, die in einer vertikalen Ebene konvex ausgebildet ist. Dadurch kann bei einer von einem nur mit der Karosserielast belasteten Zustand ausgehenden, ansteigenden mechanischen Belastung der Längsblattfedervorrichtung eine gleichmäßige Abrollbewegung des Blattfederelementes entlang der Oberfläche des Federungseinstellelementes mit einer geringen und daher materialschonenden Flächenpressung erreicht werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Federungseinstellelement eine dem Blattfederelement zugewandte Oberfläche, die in einer vertikalen Ebene angeordnete lokale Krümmungsradien aufweist, die sich in Abhängigkeit von einem Abstand zu einem vordersten Punkt der Oberfläche stetig verändern. Auf diese Weise kann eine sehr flexible Möglichkeit zur Einstellung einer gewünschten, nichtlinear-progressiven Federkennlinie erreicht werden.
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Bevorzugt befindet sich ein vorderer Teil der Oberfläche des Federungseinstellelementes in einem nur mit der Karosserielast belasteten Zustand der Längsblattfedervorrichtung mit dem Blattfederelement in mechanischer Anlage, und ein an der Anlagestelle zwischen der Oberfläche des Federungseinstellelementes und einer vertikalen Richtung gebildeter Winkel entspricht im Wesentlichen einem Winkel, der an der Anlagestelle zwischen einer der Oberfläche des Federungseinstellelementes zugewandten Oberfläche des Blattfederelementes und der vertikalen Richtung gebildet ist. Auf diese Weise kann ein besonders gleichmäßiger Übergang von einer Federkennlinie nahe des nur mit der Karosserielast belasteten Zustands zu einer gewünschten Federkennlinie bei einer höheren Belastung der Längsblattfedervorrichtung erzielt werden.
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Wenn die dem Blattfederelement zugewandte Oberfläche des Federungseinstellelementes in dem nur mit der Karosserielast belasteten Zustand der Längsblattfedervorrichtung einen Mindestabstand zur Oberfläche des Blattfederelementes aufweist, der in einer rückwärts gerichteten Richtung stetig zunimmt, kann eine Federung einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem besonders hohen Fahrkomfort bereitgestellt werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Längsblattfedervorrichtung ist zumindest eine der Oberflächen aus der Oberfläche des Federungseinstellelementes und der dem Federungseinstellelement zugewandten Oberfläche des Blattfederelementes als mechanisch widerstandsfähige Isolationsschicht ausgebildet. Eine derartige Isolationsschicht kann beispielsweise aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) bestehen. Auf diese Weise kann eine Längsblattfedervorrichtung mit einem geringen Oberflächenverschleiß und einer geringen Geräuscherzeugung während eines Betriebs bereitgestellt werden.
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Bevorzugt ist die feste Verbindung zwischen dem vorderen Bereich des Blattfederelementes und dem Grundhalterungselement als Schraub- oder Klebeverbindung ausgebildet. Auf diese Weise kann eine konstruktiv besonders einfache Lösung für eine Längsblattfedervorrichtung bereitgestellt werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen besteht das Blattfederelement zu einem überwiegenden Anteil aus einem Kompositwerkstoff. Auf diese Weise kann eine Längsblattfedervorrichtung mit einer besonders großen Gewichtseinsparung bereitgestellt werden.
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Unter dem Begriff „zu einem überwiegenden Teil“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere einen Anteil von mehr als 50 Vol.%, bevorzugt von mehr als 70 Vol.% und, besonders bevorzugt, von mehr als 90 Vol.% verstanden werden. Insbesondere soll der Begriff die Möglichkeit einschließen, dass das Blattfederelement vollständig, d.h. zu 100 Vol.%, aus dem Kompositwerkstoff besteht.
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Der Kompositwerkstoff kann beispielsweise als Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) ausgebildet sein. Insbesondere kann der Kompositwerkstoff kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK), glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) und/oder aramidfaserverstärkten Kunststoff (AFK) umfassen.
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In bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet die Kopplungsvorrichtung ein zumindest ein Elastomer umfassendes Akustiktrennelement zur akustischen Entkopplung des Blattfederelementes. Auf diese Weise kann eine Geräuschentwicklung während eines Betriebs der Längsblattfedervorrichtung stark reduziert und bestehende NVH (Noise, Vibration, Harshness)-Anforderungen können leichter erfüllt werden.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das mit zumindest einem Paar mit einer Achse des Kraftfahrzeugs gekoppelten, erfindungsgemäßen Längsblattfedervorrichtungen ausgestattet ist.
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Die im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen Längsblattfedervorrichtung beschriebenen Vorteile sind in vollem Umfang auf ein derartiges Kraftfahrzeug übertragbar.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer an eine Achse eines Kraftfahrzeugs gekoppelten Längsblattfedervorrichtung in einer Seitenansicht, und
- 2 eine schematische Darstellung einer Halterungsvorrichtung der Längsblattfedervorrichtung gemäß der 1 in einer Seitenansicht.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer an eine Achse 54 eines Kraftfahrzeugs gekoppelten Längsblattfedervorrichtung 10 in einer Seitenansicht. Die Längsblattfedervorrichtung 10 dient zur Federung einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, das als Lastkraftwagen oder Transporter ausgebildet ist. Die Achse 54 ist von einer starren Hinterachse gebildet. Eine identisch aufgebaute Längsblattfedervorrichtung ist symmetrisch auf der gegenüberliegenden Seite der Achse 54 des Kraftfahrzeugs vorgesehen (nicht dargestellt).
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Die Längsblattfedervorrichtung 10 beinhaltet ein länglich ausgebildetes Blattfederelement 12, das zu einem überwiegenden Anteil von mehr als 95 Vol.% aus einem Kompositwerkstoff, nämlich aus einem Faser-Kunststoff-Verbund, besteht. Der Faser-Kunststoff-Verbund ist als glasfaserverstärktes Epoxidharz (GFK) ausgeführt. Das länglich ausgebildete Blattfederelement 12 liegt in dem in der 1 dargestellten Einbauzustand in einer Ebene (XZ-Ebene), die senkrecht zur Achse 54 des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und mit der Zeichenebene übereinstimmt. Eine Erstreckungsrichtung des Blattfederelementes 12 ist dabei im Wesentlichen parallel zu einer (Vorwärts-) Fahrtrichtung 56 des Kraftfahrzeugs angeordnet, die in der 1 von rechts nach links verläuft (-X-Richtung). Das Blattfederelement 12 weist einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf, der entlang der Erstreckungsrichtung variiert, um eine vorbestimmte Federkennlinie des Blattfederelementes 12 zu erzielen.
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Die Längsblattfedervorrichtung 10 weist ferner eine Kopplungsvorrichtung 14 zur mechanischen Kopplung des Blattfederelementes 12 an die Achse 54 des Kraftfahrzeugs auf. Die Kopplungsvorrichtung 14 weist ein Paar von U-Schraubbügeln 16 aus Stahl auf, die in der (Vorwärts-) Fahrtrichtung 56 beabstandet und mit dem U-förmigen Teil nach oben ausgerichtet angeordnet sind und das Blattfederelement 12 in seinem mittleren Bereich umfassen. Zwischen dem Blattfederelement 12 und dem U-förmigen Teil der U-Schraubbügel 16 ist ein oberes Übergangselement 18 der Kopplungsvorrichtung 14 zur Anpassung an das Blattfederelement 12 und zwischen dem Blattfederelement 12 und dem offenen Teil der U-Form der Schraubbügel 16 ist ein unteres Übergangselement 20 der Kopplungsvorrichtung 14 zur Anpassung an die Achse 54 angeordnet. Das obere Übergangselement 18 und das untere Übergangselement 20 bestehen aus Stahl. Die U-Schraubbügel 16 durchdringen Durchgangsbohrungen im unteren Übergangselement 20 und sind durch Schraubenmuttern gesichert.
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Des Weiteren beinhaltet die Kopplungsvorrichtung 14 ein als Elastomer-Formteil ausgebildetes Akustiktrennelement 22, das an dem Blattfederelement 12 zugewandte, innere Oberflächen des oberen Übergangselementes 18 bzw. des unteren Übergangselementes 20 und an äußere Konturen des Blattfederelementes 12 im Bereich der Kopplungsvorrichtung 14 angepasst ist. Das Akustiktrennelement 22 dient während des Betriebs der Längsblattfedervorrichtung 10 zur akustischen Entkopplung des Blattfederelementes 12 von der Kopplungsvorrichtung 14. In der vorliegenden Ausgestaltungsform ist das Akustiktrennelement 22 als ein einzelnes Elastomer-Formteil ausgebildet. In alternativen Ausführungsformen kann das Akustiktrennelement auch von zwei separaten Elastomer-Formteilen gebildet sein, die zwischen dem oberen Übergangselement 18 und dem Blattfederelement 12 bzw. zwischen dem unteren Übergangselement 20 und dem Blattfederelement 12 angeordnet sind.
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Das Kraftfahrzeug ist mit einem Haltebügel 44 ausgestattet, der an einer oberhalb des hinteren Endes des Blattfederelementes 12 angeordneten Position mit dem Fahrgestell (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs, das beispielsweise als Leiterrahmen ausgebildet ist, verbunden ist und sich nach unten erstreckt. Der Haltebügel 44 ist mit in vertikaler Richtung (Z-Richtung) beabstandeten, zylindrischen Gleitlagerbuchsen 46, 50 aus Metall ausgestattet. Durch die obere Gleitlagerbuchse 46 ist ein Zylinderbolzen aus Metall geführt, der mit dem Fahrgestell des Kraftfahrzeugs fest verbunden ist, so dass der Haltebügel 44 um eine obere Querachse 48 relativ zum Fahrgestell schwenkbar ist.
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Ein in Fahrtrichtung 56 gesehen hinteres Ende des Blattfederelementes 12 ist als Auge ausgebildet. Ein zylindrischer Metallbolzen ist durch das Auge hindurchgeführt. Beide Enden des Metallbolzens sind durch zwei in gleicher Höhe im Haltebügel 44 angeordnete untere Gleitlagerbuchsen 50 aus Metall hindurchgeführt, so dass das hintere Ende des Blattfederelementes 12 um eine untere Querachse 52 relativ zum Haltebügel 44 schwenkbar ist. Eine Füllung aus Gummi (nicht dargestellt) zwischen den Gleitlagerbuchsen 46, 50 und den zylindrischen Metallbolzen ist zur Verminderung einer Geräuschentwicklung während des Betriebs der Längsblattfedervorrichtung 10 vorgesehen.
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Die Längsblattfedervorrichtung 10 weist weiterhin eine Halterungsvorrichtung 24 mit einem Grundhalterungselement 26 und einem Federungseinstellelement 28 auf. Das Grundhalterungselement 26 weist eine im Wesentlichen quaderförmige Form auf und ist mit dem Fahrgestell des Kraftfahrzeugs fest verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise lösbar fest ausgeführt sein, so dass ein Monteur mit Hilfe von Werkzeug die mechanische Verbindung in reversibler Weise bilden und lösen kann. Die Verbindung kann aber auch stoffschlüssig ausgebildet sein.
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Das Blattfederelement 12 ist in einem vorderen Bereich mit dem Grundhalterungselement 26 fest verbunden. Die feste Verbindung kann, wie in der 1 dargestellt, durch eine kraft- und formschlüssige Schraubverbindung mittels eines Gewindebolzens 30 hergestellt sein. Alternativ kann die feste Verbindung auch durch Stoffschluss, beispielsweise durch Kleben, herbeigeführt sein.
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Das Federungseinstellelement 28 ist an einer Unterseite des Grundhalterungselementes 26, dem Blattfederelement 12 zugewandt, lösbar fest mit dem Grundhalterungselement 26 verbunden. Das Federungseinstellelement 28 umfasst eine dem Blattfederelement 12 zugewandte Oberfläche 32, die in der vertikalen Ebene, die mit der Zeichenebene der 1 übereinstimmt, konvex ausgebildet ist.
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Das Federungseinstellelement 28 ist derart angeordnet, dass sich ein vorderer Teil der Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28 in einem nur mit der Karosserielast belasteten Zustand der Längsblattfedervorrichtung 10, der in der 1 dargestellt ist, mit dem Blattfederelement 12 in mechanischer Anlage befindet. Außerdem entspricht ein an der Anlagestelle zwischen der Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28 und der vertikalen Richtung gebildeter Winkel 34 im Wesentlichen einem Winkel 36 an der Anlagestelle zwischen einer der Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28 zugewandten Oberfläche des Blattfederelementes 12 und der vertikalen Richtung.
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Der vordere Bereich des Blattfederelementes 12 ist dazu vorgesehen, bei ansteigender Last auf die Längsblattfedervorrichtung 10 mit einem größer werdenden Teil der Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28, bis zur vollständigen Oberfläche 32, in mechanische Anlage zu gelangen.
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Diese bei Betrieb der Längsblattfedervorrichtung 10 während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs fortwährende Abrollbewegung des Blattfederelementes 12 auf der Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28 könnte zu einem erhöhten Oberflächenverschleiß führen. Zur effektiven Verringerung des Oberflächenverschleißes ist die dem Blattfederelement 12 zugewandte Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28 als mechanisch widerstandsfähige Isolationsschicht 38 ausgebildet.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Halterungsvorrichtung der Längsblattfedervorrichtung gemäß der 1 in einer Seitenansicht Die dem Blattfederelement 12 zugewandte Oberfläche 32 weist in der vertikalen (XZ-) Ebene angeordnete lokale Krümmungsradien 40, 42 auf, die sich in Abhängigkeit von einem Abstand zu einem vordersten Punkt der Oberfläche 32 betragsmäßig größer werdend stetig verändern. Beispielhaft sind zwei der lokalen Krümmungsradien 40, 42 in der 1 dargestellt. Die dem Blattfederelement 12 zugewandte Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28 weist in dem nur mit der Karosserielast belasteten Zustand der Längsblattfedervorrichtung 10 einen Mindestabstand zur Oberfläche 32 des Blattfederelementes 12 auf, der in einer rückwärts gerichteten Richtung stetig zunimmt.
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Die effektiv wirksame Federkennlinie der Längsblattfedervorrichtung 10 ist durch Auswahl des Materials und der Geometrie des Blattfederelementes 12 und durch die Auslegung der Form der dem Blattfederelement 12 zugewandten Oberfläche 32 des Federungseinstellelementes 28 festlegbar. Durch Änderung der Form des Federungseinstellelementes 28 ist bei identischem Blattfederelement 12 eine völlig unterschiedliche effektiv wirksame Federkennlinie der Längsblattfedervorrichtung 10 bereitstellbar, so dass das Blattfederelement 12 für unterschiedliche Varianten eines Kraftfahrzeugs eingesetzt und somit das Werkzeug zur Herstellung des Blattfederelementes 12 beibehalten werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Längsblattfedervorrichtung
- 12
- Blattfederelement
- 14
- Kopplungsvorrichtung
- 16
- U-Schraubbügel
- 18
- oberes Übergangselement
- 20
- unteres Übergangselement
- 22
- Akustiktrennelement
- 24
- Halterungsvorrichtung
- 26
- Grundhalterungselement
- 28
- Federungseinstellelement
- 30
- Gewindebolzen
- 32
- Oberfläche
- 34
- Winkel
- 36
- Winkel
- 38
- Isolationsschicht
- 40
- Krümmungsradius
- 42
- Krümmungsradius
- 44
- Haltebügel
- 46
- obere Gleitlagerbuchse
- 48
- obere Querachse
- 50
- untere Gleitlagerbuchse
- 52
- untere Querachse
- 54
- Achse
- 56
- (Vorwärts-) Fahrtrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011073625 A [0004]
- US 8434747 B2 [0007]
- WO 2016/099343 A1 [0009]
- US 2003/0038445 A1 [0011]
- KR 102007111045 A [0013]
- DE 102010056388 A1 [0015]
