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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung, die eine
erste, kürzere,
vorzugsweise mindestens ungefähr
die Hälfte
der Länge
aufweisende Blattfeder mit einem schwenkbar mit einem Fahrzeugrahmen
verbindbaren ersten Ende und einem an einer Fahrzeugachse befestigbaren
zweiten Ende, und eine zweite, längere,
vorzugsweise mindestens ungefähr
die volle Länge
aufweisende Blattfeder mit einem schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen
verbindbaren ersten Ende und einem von dem Fahrzeugrahmen getrennten
zweiten Ende umfasst.
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Blattfedern
werden in Aufhängungen
für kleine
Nutzfahrzeuge mit einem Bruttofahrzeuggewicht zwischen ca. 226,8
kg (500 lb) und ca. 1360,8 kg (3000 lb), wie zum Beispiel GatorTM-Nutzfahrzeuge, die von Deere and Company
mit Sitz in Moline, Illinois, erhältlich sind, verwendet, um
Schwingungen zu dämpfen,
den Fahrgastkomfort zu erhöhen
und die Handhabung des Fahrzeugs zu verbessern. Ein Paar Blattfedern
kann einen Fahrzeugrahmen über eine
Achse stützen.
Jede Blattfeder weist eine lineare Kraft-Durchbiegungskurve oder
Federrate auf.
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Ladungstragfähigkeit
kann ein wichtiges Merkmal für
kleine Nutzfahrzeuge sein. Fracht in Kombination mit zum Beispiel
dem Nutzfahrzeug hinzugefügten
optionalen Halterungen kann das Gewicht des Fahrzeugs mehr als verdoppeln.
Um dem zusätzlichen
Gewicht Rechnung zu tragen und dennoch im beladenen Zustand einen
ausreichenden Federungsweg aufrechtzuerhalten, können einige Nutzfahrzeuge „steif" gefedert sein, das
heißt
sie können
Blattfedern mit einer sehr hohen Federrate aufweisen. Eine hohe
Federrate kann jedoch die Schwingungen und Straßenunebenheiten, die auf den Fahrer
und die Insassen des Fahrzeugs übertragen
werden, verstärken.
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Die
US-A-4 919 399 zeigt
ein Fahrzeugaufhängungssystem
mit einer länglichen
Doppelblattfederanordnung, die an jedem Ende davon an einem Fahrzeugrahmenglied
angebracht und dazu ausgeführt
ist, über
eine Achse des Fahrzeugs ungefähr auf
Mitte der Länge
davon in Eingriff genommen zu werden.
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Die
US-A-2002/0105117 zeigt
eine Spaltblattfederanordnung mit einer ersten und einer zweiten
Blattfeder, deren zweite Enden sich deshalb überlappen. Die sich überlappenden
Teile der Blattfedern sind miteinander verbunden. Eine Halterung
ist an der ersten Blattfeder befestigt und erstreckt sich um einen
Teil der zweiten Blattfeder herum. Des Weiteren ist eine Halterung
an der zweiten Blattfeder angebracht und erstreckt sich um einen
Teil der ersten Blattfeder herum. Die sich überlappenden Teile der ersten
und der zweiten Blattfeder sind dazu konfiguriert, einen Hochbelastungsbereich
der Anordnung zu verstärken.
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Blattfedern
mit einer nicht linearen oder abgestuften Kraft-Durchbiegungskurve,
das heißt
mit zwei oder mehr Federraten, sind in kleinen Nutzfahrzeugen nicht
weitgehend angenommen worden. Dies ist zumindest teilweise auf die
Komplexität
und die Kosten von Blattfedern mit zwei Federraten oder variabler
Federrate, insbesondere zur Verwendung in relativ kostengünstigen
kleinen Nutzfahrzeugen, zurückzuführen. Zum
Beispiel können
Blattfedern mit zwei Federraten oder variabler Federrate mehrere Komponenten
enthalten, die eine viel längere
Montagezeit benötigen.
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Deshalb
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
einer einfachen, kostengünstigen Blattfederaufhängung mit
zwei Federraten für
ein kleines Nutzfahrzeug. Darüber
hinaus besteht Bedarf an einer Blattfederaufhängung mit zwei Federraten,
die herkömmliche
Blattfederaufhängungen
ersetzen können,
ohne dass andere Komponenten eines kleinen Nutzfahrzeugs ausgetauscht
werden müssen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Lehre von Anspruch 1 gelöst,
während
vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Lösung in den weiteren Ansprüchen angeführt werden.
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Es
wird eine Blattfederaufhängung
mit zwei Federraten für
ein kleines Nutzfahrzeug bereitgestellt, die eine Blattfeder voller
Länge und
eine Blattfeder halber Länge
aufweist. Die Blattfeder voller Länge weist ein erstes Ende,
ein zweites Ende und einen Mittelabschnitt zwischen dem ersten und
dem zweiten Ende auf, wobei das erste Ende schwenkbar mit dem Rahmen
eines kleinen Nutzfahrzeugs verbunden ist. Die Blattfeder halber
Länge weist
ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende schwenkbar
mit dem Rahmen des kleinen Nutzfahrzeugs verbunden ist. Eine Distanzplatte kann
zwischen dem Mittelabschnitt der Blattfeder voller Länge und
dem zweiten Ende der Blattfeder halber Länge positioniert sein, wobei
die Distanzplatte die einzige Verbindungsstelle zwischen der Blattfeder
voller Länge
und der Blattfeder halber Länge
ist.
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Im
unbelasteten oder leicht belasteten Zustand ist das erste Ende der
Blattfeder halber Länge von
dem zweiten Ende der Blattfeder voller Länge getrennt. Im schwer belasteten
Zustand kann das erste Ende der Blattfeder halber Länge das
zweite Ende der Blattfeder voller Länge berühren.
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Diese
einfache, kostengünstige
Blattfederaufhängung
mit zwei Federraten verbessert die von dem Fahrer und den Insassen
empfundene Fahrqualität
im Vergleich zu einer Blattfederaufhängung mit einer einzigen Federrate.
Eine volle Ladungstragfähigkeit
wird mit der zweiten, höheren
Federrate geboten. Die Blattfederaufhängung mit zwei Federraten kann
weniger Teile, eine verringerte Montagezeit, eine verminderte Komplexität und ein
geringeres Gewicht als Blattfedern mit mehreren Federpaketen aufweisen.
Die Blattfederaufhängung
mit zwei Federraten kann eine herkömmliche Blattfederaufhängung ersetzen,
ohne dass andere Teile eines kleinen Nutzfahrzeugs ersetzt oder
ausgetauscht werden müssen.
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Eine
unten ausführlicher
beschriebene Ausführungsform
der Erfindung wird in den Zeichnungen gezeigt; darin zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht des Blattfederaufhängungssystems mit zwei Federraten für ein kleines
Nutzfahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Blattfeder mit zwei Federraten bei
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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In 1 wird
eine erste Ausführungsform der
Blattfederaufhängung 100 mit
zwei Federraten gezeigt. Die Blattfederaufhängung mit zwei Federraten stützt ein
Rahmenglied 101 über
eine Achse 102 eines kleinen Nutzfahrzeugs. Bei einer Ausführungsform
enthält
die Blattfederaufhängung
mit zwei Federraten eine Blattfeder voller Länge, die als zweite Blattfeder 103 bezeichnet
wird, und eine Blattfeder halber Länge, die als erste Blattfeder 104 bezeichnet wird.
Die Blattfedern 103 und 104 können allgemein parabolisch
sein und aus Stahl, faserverstärktem Harzmaterial
oder aus anderen Materialien, die dem Fachmann wohlbekannt sind,
bestehen. Bei einer Ausführungsform
kann die Blattfeder 103, 104 eine maximale Dicke
von ca. 1,5875 cm (5/8 Zoll) aufweisen, und die Dicke kann an einem
oder an beiden Enden jeder Blattfeder 103, 104 abnehmen.
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Bei
einer Ausführungsform
kann die Blattfeder voller Länge
oder zweite Blattfeder 103 unter der Blattfeder halber
Länge oder
ersten Blattfeder 104 positioniert sein. Die Blattfeder
voller Länge
oder zweite Blattfeder 103 kann ein erstes Ende 105 mit gerollter Öse 129 aufweisen,
um eine Gummidämpferbuchse
aufzunehmen. Das erste Ende der Blattfeder voller Länge oder
zweiten Blattfeder 103 kann durch einen Querbolzen 106,
der durch die Öse 129 und
durch entsprechende Löcher
in der Halterung 107 eingeführt ist oder ein Paar mit dem
Rahmenglied verschweißter
Platten schwenkbar mit dem Rahmen verbunden sein. Die Blattfeder
voller Länge erstreckt
sich vom ersten Ende 105 durch den Mittelabschnitt 108 zum
zweiten Ende 109. Bei einer Ausführungsform kann das erste Ende
der Blattfeder voller Länge
oder zweiten Blattfeder 103 so ausgerichtet sein, dass
es zur Vorderseite eines kleinen Nutzfahrzeugs weist, und das zweite
Ende kann so ausgerichtet sein, dass es zur Rückseite des Fahrzeugs weist.
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Der
Mittelabschnitt der Blattfeder voller Länge oder zweiten Blattfeder 103 kann
ein Federlager oder eine Befestigungsvorrichtung 138 zur
Verbindung mit der Achse eines kleinen Nutzfahrzeugs enthalten.
Die von dem ersten Ende 105 der Blattfeder voller Länge oder
zweiten Blattfeder 103 zum Federlager gemessene Länge kann
ungefähr
gleich der vom zweiten Ende 109 der Blattfeder voller Länge oder
zweiten Blattfeder 103 zum Federlager gemessenen Länge oder
kleiner sein. Das zweite Ende 109 der Blattfeder voller
Länge oder
zweiten Blattfeder 103 kann eine allgemein flache oder allgemein
planare Form aufweisen und kann vom Rahmen 101 des kleinen
Nutzfahrzeugs getrennt oder nicht damit verbunden sein.
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Bei
einer Ausführungsform
darf die Blattfeder halber Länge
oder erste Blattfeder 104 nicht länger sein als die halbe Länge der
Blattfeder voller Länge
oder zweiten Blattfeder 103. Der Begriff „halbe Länge" bezieht sich bei
dieser Anwendung nicht nur auf Blattfedern, die genau die Hälfte der
Länge Blattfeder
voller Länge
aufweisen, sondern auch auf Blattfedern, die etwas kürzer oder
länger
sind als die Hälfte
der Länge
der Blattfeder voller Länge.
Zum Beispiel weist bei einer Ausführungsform die Blattfeder halber
Länge eine
Länge auf,
die kleiner als die Hälfte
der Länge
der Blattfeder voller Länge
ist.
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Die
Blattfeder halber Länge
oder erste Blattfeder 104 kann ein erstes Ende 110 mit
einer gerollten Öse 130 zur
Aufnahme einer Gummidämpferbuchse
aufweisen. Das erste Ende 110 kann durch einen Querbolzen 133 schwenkbar
mit einem Paar Platten 131, 132, die auch als
Federhänger
bezeichnet werden, oder einer Halterung verbunden sein, wobei der
Querbolzen 133 durch die Öse und durch entsprechende
Löcher
im Paar Platten oder in der Halterung eingeführt ist. Die Platten oder die
Halterung können
dann mit dem Rahmenglied 101 verbunden sein. Die Blattfeder
halber Länge
kann sich vom ersten Ende 110 zum zweiten Ende 111 erstrecken, und
das zweite Ende kann sich am Mittelabschnitt 108 der Blattfeder
voller Länge
oder zweiten Blattfeder 103 oder daran angrenzend befinden.
Das zweite Ende 111 der Blattfeder halber Länge oder
ersten Blattfeder 104 kann am Mittelabschnitt der Blattfeder voller
Länge oder
zweiten Blattfeder 103 an der Achse 102 des kleinen
Nutzfahrzeugs befestigt sein.
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Bei
einer Ausführungsform
kann eine Distanzplatte 112 zwischen der Blattfeder halber
Länge oder
ersten Blattfeder 104 und der Blattfeder voller Länge oder
zweiten Blattfeder 103 positioniert sein oder am oder unter
dem Federlager angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei
der Distanzplatte 112 um eine Metallplatte mit einer Dicke von
ca. 3 mm, einer Breite, die in etwa gleich oder ähnlich der Breite jeder der
beiden Blattfedern 103, 104 ist und einer Länge zwischen
ca. 2,54 cm (einem Zoll) und ca. 15,24 cm (sechs Zoll) handeln.
Die Distanzplatte 112 verhindert einen Kontakt zwischen den
beiden Blattfedern 103, 104, außer an den
Arbeitsenden der Federn 103, 104. Es wird bevorzugt, dass
in einem Schwerlastzustand der Kontakt zwischen der Blattfeder voller
Länge oder
der zweiten Blattfeder 103 und der Blattfeder halber Länge oder der
ersten Blattfeder 104, außer zwischen dem ersten Ende 110 der
Blattfeder halber Länge
oder der ersten Blattfeder und dem zweiten Ende 109 der Blattfeder
voller Länge 104, 103 vermieden
wird. Um dies zu erreichen trennt die Distanzplatte 112 die
beiden Blätter.
Bei einer Ausführungsform
kann ein Befestigungselement 113 mit Schraubgewinde durch entsprechende
Löcher
in der Blattfeder voller Länge oder
zweiten Blattfeder 103, der Distanzplatte und der Blattfeder
halber Länge
oder ersten Blattfeder 104 eingeführt werden, um jede der beiden
Blattfedern 103, 104 an der Distanzplatte 112 zu
halten.
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Bei
einer Ausführungsform
stellt die Blattfeder halber Länge
oder erste Blattfeder 104 eine erste Federrate für einen
Leichtlastzustand oder unbelasteten Zustand bereit. Zum Beispiel
kann die Blattfeder halber Länge
oder erste Blattfeder 104 dann verwendet werden, wenn ein
kleines Nutzfahrzeug einen Insassen und eine leichte Ladungslast
trägt.
Im Leichtlast- oder unbelasteten Zustand kann das erste Ende der
Blattfeder halber Länge
oder ersten Blattfeder 104 um zwischen ca. 2,54 cm (einen
Zoll) und ca. 10,16 cm (vier Zoll) und vorzugsweise um ca. 5,08 cm
(zwei Zoll) von dem zweiten Ende 109 der Blattfeder voller
Länge oder
zweiten Blattfeder 103 getrennt sein. Die Blattfeder halber
Länge oder
erste Blattfeder 104 kann eine erste Federrate bereitstellen,
die ca. 30% der kombinierten Gesamtfederrate der Blattfedern halber
und voller Länge 103, 104 betragen
kann, was für
leichte Ladungslasten ausreichend sein kann. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung weist die Blattfeder halber Länge oder erste Blattfeder 104 eine
Federrate von ca. 180 lb/Zoll auf.
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Bei
einer Ausführungsform
kann die Blattfeder voller Länge
oder zweite Blattfeder 103 dann verwendet werden, wenn
dem Fahrzeug genug Gewicht hinzugefügt wird, um zu bewirken, dass
das erste Ende 110 der Blattfeder halber Länge oder
der ersten Blattfeder 104 das zweite Ende 109 der
Blattfeder voller Länge
oder zweiten Blattfeder 103 berührt. Dies kann als schwer belasteter
Zustand bezeichnet werden. In diesem Zustand können die Blattfeder halber
Länge und
die Blattfeder voller Länge 104, 103 eine
kombinierte Federrate von ca. 550 lb/Zoll aufweisen.
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Somit
stellt die Aufhängung
zwei verschiedene Federraten bereit. Zum Beispiel kann eine geringe Federrate
dann verwendet werden, wenn das kleine Nutzfahrzeug eine leichte
Last trägt,
die als weniger als 400 lb definiert sein kann, das heißt zwei
Insassen von 200 lb oder einen Insassen plus einer Ladung von 200
lb. Eine höhere
Federrate kann dann verwendet werden, wenn das kleine Nutzfahrzeug eine
schwere Last trägt,
die als über
400 lb definiert sein kann, das heißt zwei Insassen von 200 lb
plus einer Ladung oder einem Insassen plus Ladung von mehr als 200
lb. Wie für
den Fachmann offensichtlich sein wird, können die Begriffe „leichte
Last" und „schwere
Last" für verschiedene
kleine Nutzfahrzeuge und für
verschiedene Blattfedern, die gemäß dieser Erfindung verwendet
werden können,
verschieden definiert sein.
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Diese
einfache, kostengünstige
Blattfederaufhängung
mit zwei Federraten kann für
kleine Nutzfahrzeuge verwendet werden. Die Fahrqualität kann für den Fahrer
und die Insassen als wesentlich verbessert gegenüber einer Blattfederaufhängung mit
einer einzigen Federrate empfunden werden. Mit der zweiten, höheren Federrate
wird volle Ladungstragfähigkeit
geboten. Im Vergleich zu Blattfedern mit mehreren Federpaketen kann
die Blattfeder mit zwei Federraten weniger Teile, eine verkürzte Montagezeit,
eine verminderte Komplexität
und ein geringeres Gewicht aufweisen. Darüber hinaus kann die Blattfederaufhängung mit
zwei Federraten eine herkömmliche
Blattfederaufhängung
ersetzen, ohne dass andere Teile eines kleinen Nutzfahrzeugs ausgetauscht oder
ersetzt werden müssen.
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Nach
der erfolgten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform wird es offensichtlich,
dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne
vom Schutzbereich der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.