EP2470386A1 - Lagervorrichtung für eine querblattfeder, die im bereich einer fahrzeugachse eines fahrzeuges montierbar ist - Google Patents

Lagervorrichtung für eine querblattfeder, die im bereich einer fahrzeugachse eines fahrzeuges montierbar ist

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Publication number
EP2470386A1
EP2470386A1 EP10741964A EP10741964A EP2470386A1 EP 2470386 A1 EP2470386 A1 EP 2470386A1 EP 10741964 A EP10741964 A EP 10741964A EP 10741964 A EP10741964 A EP 10741964A EP 2470386 A1 EP2470386 A1 EP 2470386A1
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EP
European Patent Office
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leaf spring
transverse leaf
bearing
bearing device
vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10741964A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gabriele Fruhmann
Jens Heimann
Volker Wagner
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a bearing device for a transverse leaf spring, which is mountable in the region of a vehicle axle of a vehicle, according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • a wheel suspension for a motor vehicle with a transverse leaf spring arranged transversely to the motor vehicle is known from EP 1 645 445 B1.
  • the transverse leaf spring has a central region and two mutually opposite end regions, wherein the transverse leaf spring is connected in the middle region via two central bearings with a vehicle body and in the end regions via end bearings with wheel carriers in operative connection.
  • the central warehouse are each formed with two outer bearing shells which can be connected to one another and with insertion devices gripped by the outer bearing shells.
  • the insertion devices each comprise two layer elements with different rigidity, wherein the insertion devices are arranged in the assembled state respectively between the bearing outer shells and the transverse leaf spring.
  • the in the assembled state of the transverse leaf spring facing and executed with higher rigidity layer elements of the insertion devices are bolted together in the vehicle longitudinal direction respectively before and after the transverse leaf spring, whereby the insertion devices are independent of the bearing outer shells on the transverse leaf spring preassembled. Furthermore, pretensioning forces in the area of the insertion devices can be precisely adjusted via the screw connections.
  • the bearing outer shells are firmly connected to each other via a separate screw connection and abut each other in the region of a parting plane.
  • the above-described leaf spring suspension is characterized in particular in the central warehouse both by a high space requirement and by an undesirably high production costs, since the screwed together layer elements of the insertion means for receiving the Verschraubungs Schemee and for transmitting the biasing forces massively and are provided with a threaded recess.
  • the central warehouse on a high number of parts, whereby the space requirement and also the production costs are further increased.
  • a transverse leaf spring produced from a fiber-plastic composite material and a bearing device of a transverse leaf spring mountable in the region of a vehicle axle of a motor vehicle is known from US Pat
  • the transverse leaf spring is formed in the region of a central mounting portion perpendicular to its longitudinal axis with at least one constriction, in which a force introduction element of Bearing device is positively and non-positively used.
  • the constriction is formed in the region of a surface of the transverse leaf spring whose surface normal in the assembled state of the transverse leaf spring in a vehicle is oriented substantially horizontally.
  • a disadvantage is that the bearing device consists of rigid bearing elements that prevent movement of the transverse leaf spring in the clamped storage area and thus affect an overall behavior of the spring system and the overall spring effect to an undesirable extent.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a storage device of a mountable in the region of a vehicle axle of a vehicle transverse leaf spring available, which is simple and inexpensive to produce, is characterized by a low space requirement and in the area of which movement of a transverse leaf spring is ensured in a circumference necessary for an operation of the transverse leaf spring.
  • the bearing device according to the invention for a transverse leaf spring which can be mounted in the region of a vehicle axle of a vehicle, is designed with a bearing outer shell device and with insertion devices gripped at least in certain areas by the bearing outer shell device.
  • the insertion devices each have at least two layer elements with different rigidity, wherein the insertion devices are arranged in the assembled state respectively between the bearing outer shell means and the transverse leaf spring.
  • the bearing outer shell means comprises a one-piece bearing ring element and the insertion means are at least frictionally engageable by clamping elements with the bearing ring member and the transverse leaf spring in operative connection.
  • the storage device according to the invention is designed to be space-saving compared to known from the prior art storage devices, since this is only in the region of the bearing ring element with a vehicle body or a vehicle body connected to the subframe to assemble.
  • the fixed connection between the bearing device and the transverse leaf spring is produced by means of the clamping elements interacting with the insertion devices in the assembled state, by means of which the pretensioning force to be applied to the insertion devices is made available.
  • the layer elements are compared to off known in the art solutions with small dimensions executable and cheaper to produce, for example, no threads are cut into the layer elements.
  • a bearing stiffness of the bearing device according to the invention in the vehicle vertical direction with the sufficient for a sufficient frictional connection between the bearing device and the transverse leaf spring is sufficiently adjustable. This offers in a simple way the possibility to avoid an undesired and a rigid body corresponding displacement or movement of the transverse leaf spring in the region of the bearing device with mutual deflection. With a correspondingly high bearing stiffness of the bearing device according to the invention in the vehicle vertical direction, a targeted deformation of the transverse leaf spring in the form of a so-called S-shock, due to which results in a higher mutual spring rate compared to a simultaneous compression without corresponding S-stroke in the transverse leaf spring.
  • the prestressing force is easily adjustable in the region of the bearing devices, which decreases to a lesser extent due to setting operations and the like, unlike a screwing applied biasing force, which is provided for connecting two separate bearing outer shells ,
  • a good power flow is ensured by the closed bearing ring element.
  • the closed ring shape of the bearing ring element in a simple manner.
  • the clamping elements are formed with at least one wedge-shaped region which can be arranged in each case between the insertion devices and the transverse leaf spring and / or between the insertion devices and the bearing ring element.
  • At least a portion of the clamping elements for generating a tensioning element side biasing force on the insertion means and the transverse leaf spring with the bearing ring element can be brought into operative connection and the biasing force on a shoulder of the bearing ring element supportable.
  • Another easy-to-install embodiment of the bearing device according to the invention is in the region of the bearing ring element with connector trained training areas over which the bearing ring element vehicle mounting on site is determined.
  • An assembly of the storage device according to the invention is further simplified in a further embodiment of the storage device according to the invention that the bearing ring element in the assembled state in a vehicle body facing contact area is formed with a vehicle body-side centering corresponding centering.
  • the bearing ring element or the bearing device can be aligned and positioned via the centering area relative to the vehicle body or the auxiliary frame fixed therewith without further aids, thus ensuring that the bearing device is required or required for the correct functioning of the transverse leaf spring.
  • arranged position is arranged.
  • the clamping elements are held in a space-saving and structurally simple development of the bearing device according to the invention via a connectable to the bearing ring member plate in a biasing force generating position.
  • An alternative and cost-effective embodiment of the bearing device according to the invention comprises a locking ring which can be connected to the bearing ring element and by means of which the tensioning elements can each be retained in a position producing the preload force.
  • the clamping elements in a further advantageous embodiment of the storage device according to the invention between the formed with the higher stiffness layer elements of the insertion devices of the transverse leaf spring and / or between the bearing ring element and with the arranged higher rigidity formed layer elements of the insertion devices.
  • between the layer elements of the insertion means and the transverse leaf spring is preferably at least one semi-cylindrical preferably running insert arranged the insertion means which are formed with a higher stiffness than the lower stiffness running layer elements.
  • the term at least approximately semi-cylindrical running inserts are presently subsumed all volumetric structures, which are formed at least with at least approximately circular segment-like base surfaces which are spaced from each other.
  • the arch connecting the chordal ends of the base is circular or elliptical.
  • the tendon is straight or curved, preferably convex.
  • the inserts of the insertion devices can be formed with a rubber-elastic protective layer in contact areas facing at least in the assembled state of the transverse leaf spring.
  • the layer elements formed with a higher rigidity are alternatively provided with a rubber-elastic protective layer at least in some regions, at least in the end regions.
  • the clamping elements between the transverse leaf spring and the inserts can be arranged.
  • At least one of the insertion devices in a bearing surface facing contact surface is executed in a further advantageous embodiment of the storage device according to the invention with at least one receiving device in which engages a region of the transverse leaf spring in the assembled state of the insertion devices.
  • the bearing device according to the invention in addition to the force produced by the screw means frictional connection is also positively connected to the transverse leaf spring, wherein the positive connection between the bearing device and the transverse leaf spring is preferably designed such that due to the positive connection in the transverse leaf spring smallest possible additional stresses arise that the operation of the Can interfere with transverse leaf spring to undesirable extent and reduce the life of the transverse leaf spring.
  • a positive connection between the bearing device and the transverse leaf spring in further advantageous embodiments of Inventive bearing device produced by the transverse leaf spring in the region of one of the bearing surface for one of the insertion device is formed with a recess into which the insertion device engages positively.
  • the engaging in the insertion region of the transverse leaf spring is preferably provided in the region of the recess of the transverse leaf spring, whereby a course of fibers of a transverse leaf spring preferably made of composite deviates only slightly from a required for the operation of the transverse leaf spring course in the region of the bearing device.
  • formed with lower rigidity layer elements overlap the transverse leaf spring with stop areas in the assembled state in the vehicle longitudinal direction and vehicle vertical direction respectively at least partially, to position the multi-part insertion means during assembly relative to the transverse leaf spring in a simple manner and on the other to be able to provide a soft support of the transverse leaf spring in the vehicle longitudinal direction in the area of the bearing outer shells in a structurally simple manner.
  • the abutment regions can be embodied in abutment regions facing the transverse leaf spring and / or in the abutment regions facing the bearing outer shells with projections and / or recesses oriented at least approximately in the vehicle longitudinal direction in order to achieve different bearing stiffnesses over the displacement of the transverse leaf spring in the region of the bearing device according to the invention the acting in the vehicle longitudinal direction as a bearing stops abutment areas with respect to a vehicle front side in front of and behind the transverse leaf spring can be designed differently to represent correspondingly different bearing characteristics can.
  • Figure 1 is a highly schematic representation of a transverse leaf spring with two outer guide bearings and two arranged in the central region of the transverse leaf spring storage devices according to the invention.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional partial representation of the transverse leaf spring with a first embodiment of the bearing device according to the invention, which is arranged in a middle region of the transverse leaf spring;
  • FIG. 3 shows the bearing device according to FIG. 2 in a longitudinal sectional view along a longitudinal sectional plane E3 which is shown in greater detail in FIG. 2 and extends in the vehicle vertical and vehicle transverse directions;
  • FIG. 4 shows a representation corresponding to FIG. 2 of a second embodiment of the bearing device according to the invention;
  • FIG. 5 shows a representation corresponding to FIG. 3 of the bearing device according to FIG. 4 in a longitudinal sectional view along a longitudinal sectional plane E5 shown in more detail in FIG. 4, which is oriented both in the vehicle vertical direction and in the vehicle transverse direction;
  • FIG. 6 shows a representation corresponding to FIG. 2 of a third embodiment of the bearing device according to the invention.
  • FIG. 7 shows a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 of the bearing device according to FIG. 6 along a longitudinal sectional plane E7, which is shown in greater detail in FIG. 6 and extends both in the vehicle vertical direction and in the vehicle transverse direction;
  • FIG. 8 shows a representation corresponding to FIG. 2 of a further exemplary embodiment of the bearing device according to the invention.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view, corresponding to FIG. 3, of the bearing device according to FIG. 8 along a sectional plane E9 extending in the vertical direction of the vehicle and the vehicle transverse direction;
  • FIG. 10 shows a representation corresponding to FIG. 2 of a fifth exemplary embodiment of the bearing device according to the invention.
  • FIG. 12b is a simplified side view of the surface area shown in FIG. 12a; FIG.
  • FIGS. 13 to 21 each show a partial view of different embodiments of the transverse leaf spring in a mounting region of the bearing device according to the invention.
  • Fig. 1 a highly schematic representation of a transverse leaf spring 1 is shown, which is mountable in the region of a vehicle axle of a vehicle.
  • the transverse leaf spring 1 is in their wheels of the vehicle axle facing end portions 1 A, 1 B in outer bearings 2, 3 or guide bearings, which are in the present case designed as a so-called bearing shoes, mounted and connected to wheel carriers of the vehicle axle.
  • transverse leaf spring 1 In central areas of the transverse leaf spring 1, this is operatively connected via bearing devices 4, 5 acting as a central bearing directly to a vehicle body or to a subframe, which in turn is connected to the vehicle body, and is mounted thereon.
  • the storage devices 4 and 5 are arranged symmetrically to the center of the transverse leaf spring 1 and connect them in the manner described below with the vehicle body of the vehicle, with rotations of the transverse leaf spring 1 in the area of the storage devices 4 and 5 with equal and mutual suspensions to the extent required are possible so that on the transverse leaf spring 1 at an equilateral and mutual compression in the areas 1 A and 1 B different spring rates are available.
  • the storage devices 4 and 5 have a high bearing stiffness in the vehicle transverse direction or in the y-direction and deform only slightly in the y-direction during operation of a running with the transverse leaf spring 1 and the storage facilities 4 and 5 vehicle, in addition to the above-described suspension functionality To be able to take over wheel management tasks.
  • the high bearing stiffness in the y-direction also offers the possibility to avoid a total displacement of the transverse leaf spring 1 in the vehicle transverse direction or in the y-direction in a simple manner.
  • the two storage devices 4 and 5 are also executed in the vehicle vertical direction or in the z-direction with a correspondingly high bearing stiffness.
  • the transverse leaf spring 1 with mutual deflection of the end portions 1 A and 1 B does not have the displacement of a rigid body in the storage devices 4 and 5.
  • the transverse leaf spring 1 is selectively deformed according to a so-called S-stroke in a mutual deflection and provides a correspondingly higher mutual spring rate available.
  • Fig. 2 shows a three-dimensional partial representation of the transverse leaf spring 1, which is designed as a bar-like spring element.
  • the transverse leaf spring 1 is connected to the wheels of a vehicle axle of the vehicle via the two bearing devices 4, 5 with a vehicle body not illustrated in detail in the drawing and via the two end bearing devices 2, 3 and mounted in the end regions 1 A, 1 B.
  • the so-called four-point bearing allows in the region of the transverse leaf spring 1 to provide both a lifting suspension and a roll suspension available, which conventional suspension springs and known from practice stabilizer devices are not provided.
  • With appropriate design of the storage devices 4 and 5 and the End Schemeslagerieux 2 and 3 are on the transverse leaf spring 1 ne- ben the latter suspension functions also Rad Equipmentsfunktionen available.
  • the presented spring system offers a high cost-saving potential with appropriate choice of material for the production of the transverse leaf spring 1, for example fiber composite materials, also the possibility of weight reduction in the range of a vehicle axle.
  • FIG. 3 A longitudinal sectional view of the bearing device 4 along a sectional plane E3 shown graphically in more detail in FIG. 2 is shown in FIG. 3, the sectional plane E3 extending in the vehicle vertical direction z and in the vehicle transverse direction y and corresponding to a so-called yz cutting plane.
  • the storage devices 4 and 5 basically have the same structure, which is why in the following description, essentially only the bearing device 4 is discussed in more detail.
  • the bearing device 4 has a bearing outer shell device 30 with a one-piece bearing ring element 31, which is formed as a closed metal part. This high forces and moments between the transverse leaf spring 1 and the vehicle body or a subframe are transferable with low space requirement.
  • the bearing ring element 31 is connectable to the vehicle body side in the region of screws 33A, 33B via two connecting devices 32A, 32B arranged on the upper side of the bearing ring element 31 with respect to the vehicle vertical axis z and presently designed as straps, and can be fixedly connected to the vehicle body or a subframe coupled thereto , Alternatively, however, it is also possible to set the bearing device 4 on the vehicle body side via other suitable fastening measures.
  • the bearing ring element is designed with a centering region 34 which cooperates in the assembled state of the bearing device 4 with a vehicle body-side centering region and the Alignment of the bearing device 4 relative to the vehicle body in vehicle longitudinal and transverse vehicle direction x and y is used.
  • the centering region 34 is designed as an elevation on the outside of the bearing ring element 31, which extends in the vehicle transverse direction x and has a rounded contour and lifts off in the vehicle vertical direction z, which engages in a corresponding vehicle body-side recess.
  • the transverse leaf spring 1 is completely surrounded by the bearing ring element 31, wherein in each case between one with respect to the vehicle vertical direction z positioned upper side of the transverse leaf spring 1 and the underside of the transverse leaf spring 1 each insertion means 9, 10 and an upper wedge-shaped clamping element 35 and a lower clamping element 36 are arranged ,
  • the clamping elements 35 and 36 are respectively inserted between the bearing ring member 31 and the insertion means 9 and 10, respectively, to provide a vertical bias of the arranged between the bearing ring member 31 and the transverse leaf spring 1 insertion means 9 and 10, and depending on the particular application made of metal, fiber composite or pure plastic materials.
  • the upper clamping element 35 is screwed to the bearing ring element 31 in the region of bores 37A, 37B, while the lower clamping element 36 is screwed to the bearing ring element 31 in the region of bores 38A, 38B.
  • the biasing force generated by the clamping elements 35 and 36 as a function of the insertion path of the clamping elements 35 and 36 in the bearing ring element 31 is supported in the region of a shoulder 40 of the bearing ring element 31.
  • the clamping elements 35 and 36 are each designed as separate components.
  • the clamping elements are then designed to be elastically deformable in the region of the webs in order to be able to compensate for strains and compressions in the area of the webs caused by component tolerances and the like during application of the bearing pre-tensioning force.
  • the insertion devices 9 and 10 comprise two layer elements 9A, 9B or 10A, 10B and are additionally formed in each case with a substantially semi-cylindrical insert part 9D or 10D.
  • the layer elements 9A and 10A of the insertion devices 9 and 10 are in this case made of rubber-elastic material which is applied during vulcanization respectively on the sheet metal elements produced 9B and 10B and the present also made of metal inserts 9D and 10D or respectively the layer elements 9B and 10B and the inserts 9D and 10D at least partially surrounds.
  • the inserts 9D and 10D are also made of plastic, fiber composites, natural materials such as wood, stone and the like, as well as various metal materials.
  • the sheet members 9B and 10B and the inserts 9D and 10D are respectively made higher in rigidity than the sheet members 9A and 10A, respectively. Due to the stiffer configuration of the inserts 9D and 10D, the life of the bearing device 4 is increased and the bearing stiffness of the bearing device 4 in the vehicle longitudinal direction x, in the vehicle transverse direction y and in the vehicle vertical direction z are higher than for storage devices without inserts representable. As an alternative to the above-described embodiment, however, it is also possible to carry out the insertion devices 9 and 10 without the layer elements 9B and 10B which are designed with higher rigidity.
  • a surface 11 of the transverse leaf spring 1 is sufficiently protected against damage, in particular under oscillating load, which can affect the life of the transverse leaf spring to an undesirable extent.
  • the penetration of fine dirt particles between the inserts 9D and 10D and the transverse leaf spring 1 on the protective layer can be prevented. It is also conceivable that the inserts 9D and 10D are glued to avoid the entry of dirt particles with the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1, which may be provided both in the embodiment with and without protective layer.
  • a protective layer preferably embodied as vulcanization layer of the inserts 9D and 10D, and a coefficient of friction between the inserts 9D and 10D and transverse leaf spring 1 by a suitable material selection and a corresponding surface finish Protective layer can be increased.
  • so-called thrust plates can be inserted into the layer elements 9A and 10A in order to be able to provide the rotational stiffness around the bearing axis, which corresponds to the vehicle longitudinal axis x, in a suitable ratio to the vertical rigidity. Due to the additional thrust plates relatively small torsional stiffnesses are adjustable even with high vertical stiffness.
  • the insertion devices 9 and 10 are in the bearing surfaces 1 1A and 1 1 B of the transverse leaf spring 1 facing contact surfaces 9E and 1 OE each with at least one receiving device 9F or 1 OF executed in each of which a region 1 C and 1 D of the transverse leaf spring. 1 in the assembled state of the insertion devices 9 and 10 positively engages.
  • the transverse leaf spring 1 in vehicle vertical direction z in the region of the bearing surfaces 1 1 A and 1 1 B respectively for the insertion devices 9 and 10 recesses 1 1 C, 1 1 D, in which the insertion devices 9 and 10 via the correspondingly shaped inserts 9D and 1 OD interlocking to engage in the operation of a vehicle a relative movement of the transverse leaf spring 1 in the vehicle transverse direction y relative to the vehicle body in addition to the frictional connection with the bearing device 1 via an additional positive connection between the transverse leaf spring 1 and the bearing device 4 in a structurally simple manner avoid.
  • the recesses 1 1 C and 1 1 D or the contours of the recesses 1 1 C and 1 1 D are designed such that in the contact region of the bearing device 4 on the transverse leaf spring 1 in operation as uniform as possible stress distribution, which is a life of the transverse leaf spring. 1 favorably influenced.
  • the contour of the recesses 1 1 C and 1 1 D corresponds in each case substantially to a special cosinusoidal depression in the y-direction, whereby a uniform distribution of stress in the storage area of the transverse leaf spring 1 is achieved.
  • the transverse leaf spring 1 is executed in the region of its surface 1 1 at least in the contact area with the bearing devices 4 and 5 with a special surface coating or surface treatment in order to increase the hardness of the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1 with respect to the remaining surface 11 and Region of the positive connection between the transverse leaf spring 1 and the storage devices 4 and 5 to provide a larger coefficient of friction to increase the connection forces compared to the untreated state.
  • a special surface coating or Surface treatment of the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1 the possibility that a manufacturing process for the production of the areas 1 C and 1 D of the transverse leaf spring 1, for example, the demolding operation of the transverse leaf spring 1 from the tool, facilitated or simplified.
  • an adhesive layer for example, an adhesive layer, a lacquer layer, a plastic material as well as a plastic layer made with nanoparticles are conceivable.
  • the surface 11 of the transverse leaf spring 1 is pretreated, for example, with a liquid which increases the adhesion property of the surface, and subsequently the hardness or coefficient of friction-increasing particles are applied to the surface of the transverse leaf spring in the area mentioned, for example by vapor deposition.
  • the pivot point of the two insertion devices 9 and 10 is in the assembled state of the storage devices 4 and 5 substantially on the neutral fiber 14 of the transverse leaf spring 1, whereby deformations in the region of the insertion devices 9 and 10 are advantageously substantially equal.
  • the preferably transverse in the vehicle transverse direction cosinusoidal recesses 1 1 C and 11 D of the transverse leaf spring 1 are provided for the positive connection of the bearing device 4 with the transverse leaf spring 1, wherein the cosinusoidal configuration or the cosinusoidal transition between the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1 outside of the recesses C and 1 1 D and the bearing surfaces 1 1 A and 1 1 B in the region of the recesses 11 C and 1 1 D ensures the smoothest possible transition in the course of the individual fibers of the transverse leaf spring 1 produced in this case from composite material.
  • the smooth transition in the fiber flow of the transverse leaf spring 1 prevents in a simple manner an impairment of the life of the transverse leaf spring.
  • FIGS. 4 to 12 b show further advantageous exemplary embodiments of the bearing device 4 according to the invention, which essentially only partially extend from the first embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 4 to 12 b show further advantageous exemplary embodiments of the bearing device 4 according to the invention, which essentially only partially extend from the first embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • the clamping elements of the embodiments of the bearing device 4 shown below are each in one or more parts executable depending on the particular application in the manner described above.
  • the clamping elements 35 B and 36 B are increasingly inserted between the bearing ring member 31 and the insertion devices 9 and 10.
  • the biasing force generated by the clamping elements 35B and 36B is introduced via the insertion devices 9 and 10 in the clamping elements 35A and 36A and supported in the region of the shoulder 40 and the transverse leaf spring 1.
  • the cover plate 39 can also be connected to the bearing ring element to the desired extent depending on the respective application case via other suitable types of connection, such as riveting, flanging or the like.
  • second embodiment of the bearing device 4 is in the area between the inserts 9D and 10D and the transverse leaf spring 1 no additional positive connection as in the stock proviso direction 4 of FIG. 2 and FIG. 3 is provided.
  • This also applies to the further exemplary embodiments of the bearing device 4 illustrated in FIGS. 6 to 12b. It is, of course, at the discretion of the person skilled in the art, the further exemplary embodiments of the bearing device 4 illustrated in the drawing also with a form-locking connection in the region between the insertion devices 9 and 10 and the transverse leaf spring 1 execute.
  • the clamping elements 35A, 35B and 36A, 36B are held in their pretensioning force by means of a retaining ring 42 arranged in a groove 41 of the bearing ring element 31.
  • the clamping elements 35A, 35B and 36A, 36B overlap in the vehicle transverse direction y and in the vehicle vertical direction in order to ensure a particularly good power transmission between the vehicle body and the transverse leaf spring 1 can.
  • a fourth embodiment of the bearing device 4 in which the clamping elements 35 and 36 are respectively positioned between further sheet elements 9C and 10C and the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1, the metal, fiber composite or pure Plastic materials can be produced and represent separate components in the present case, wherein the further layer elements 9C and 10C are also integrally executable.
  • the further layer elements 9C and 10C are designed with higher rigidity than the rubber-elastic layer elements 9A and 10A and are arranged between the rubber-elastic layer elements 9A and 10A and the tension elements 35, 36.
  • the wedge-shaped clamping elements 35 and 36 of the bearing device 4 according to FIG. 8 and FIG. 9 extend over the entire bearing width between the further layer elements 9C and 10C and the transverse leaf spring 1.
  • the additional layer elements 9C and 10C provide in a simple way the possibility of the biasing force of the clamping elements 35 and 36 as evenly as possible in the rubber-elastic layer elements 9A and 1 OA in particular during tilting movements of the transverse leaf spring 1 in the region of the storage device 4 to initiate. Furthermore, the further layer elements 9C and 10C can in turn be connected to the layer elements 9A and 10A by vulcanization depending on the application and offer in a simple manner the possibility that the rubber-elastic layer elements 9A and 1OA are not separated from the bearings during assembly of the bearing device 4 Clamping elements 35 and 36 are damaged.
  • the clamping elements 35 and 36 are in turn held on the retaining ring 42 in its biasing position.
  • the clamping elements in the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1 associated surface areas 35C, 36C performed with a friction coefficient increasing surface coating.
  • the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1 in the contact area with the clamping elements 35 and 36 with a friction coefficient-increasing coating or a particular surface profile shown for example in Fig. 12a and Fig. 12b, which the loosening of the clamping elements 35 and 36 prevents execution.
  • FIG. 10 and FIG. 11 A fifth embodiment of the bearing device 4 is shown in FIG. 10 and FIG. 11, in which the bearing device 4 has a similar construction to the bearing device 4 according to FIG. 8 and FIG. 9, however, in a symmetrical design.
  • the biasing force is respectively generated again via wedge-shaped clamping elements 35A, 35B and 36A, 36B, which are arranged between the surface of the transverse leaf spring 1 and the further layer elements 9C and 10C and the rubber-elastic layer elements 9A and 10A.
  • the further layer elements 9C and 10C are equipped with substantially planar center regions and angle end regions 9C1, 9C2, 10C1, 10C2 adapted in each case to the slopes of the clamping elements 35A, 35B and 36A, 36B. leads, wherein the ply elements 9A and 1 OA are respectively adapted in their contact area on the further layer elements 9C and 1 OC to the shape of the layer elements 9C and 1 OC.
  • the rubber-elastic layer elements 9 A and 1 OA are applied directly to the bearing ring element 31.
  • Fig. 12a and Fig. 12b show a preferred embodiment of the O- ber Structure 11 of the transverse leaf spring 1 according to FIG. 8 and FIG. 10 in the contact region of the clamping elements 35 and 36 or 35 A, 35 B and 36 A, 36 B, by means of a slipping back the clamping elements after assembly from its biasing position is prevented in a structurally simple manner.
  • the mounting direction of the clamping elements is shown graphically by the arrow. Since the sawtooth-like fish scale profile allows the clamping elements to be guided over the surface 11 of the transverse leaf spring in the mounting direction, assembly of the bearing device 4 is not hindered by the surface profile of the transverse leaf spring 1. After assembly, a slipping back of the clamping elements by means of tips 43 is effectively prevented.
  • FIGS. 13 to 21 show various embodiments of the regions of the transverse leaf spring 1 producing the positive connection between the transverse leaf spring 1 and the bearing device 4.
  • the embodiments illustrated in FIGS. 13 to 21 each differ only in partial regions, for which reason in the following description in each case only the differences between the individual embodiments will be discussed and with respect to the further functionality of the recesses reference is made to the description of FIG. 13.
  • FIGS. 13 to 21 show various embodiments of the regions of the transverse leaf spring 1 producing the positive connection between the transverse leaf spring 1 and the bearing device 4.
  • the embodiments shown in FIGS. 13 to 21 each differ only in partial regions, for which reason in the following description only on the differences will be discussed between the individual embodiments and reference is made to the description of FIG. 13 with respect to the further functionality of the recesses.
  • the transverse leaf spring 1 is compressed more intensively in the vehicle vertical direction or in the z direction and is formed with the same width as in the remaining cross-sectional area of the transverse leaf spring 1.
  • the compressed region or in the region of the recesses 1 1 C and 1 1 D of the transverse leaf spring 1 is an increased fiber content. Due to the recesses 1 1 C and 1 1 D acting in the region of the bearing device 4 increased lateral forces safely from the transverse leaf spring 1 in the storage device 4 can be introduced.
  • transition between the recesses 1 1 C and 1 1 D and the adjoining surface 1 1 of the transverse leaf spring 1 is designed in this case over a cosine contour with tangential inlets and outflows voltage-optimized so that in the region of the recesses 1 1 C and 1 1 D. only slight voltage overshoots occur during operation.
  • the areas 1 C and 1 D of the transverse leaf spring 1 essentially take over only the task of centering the bearing device 4 in the longitudinal and transverse directions on the transverse leaf spring 1, while the areas 1 C and 1 D at the force transmission between the bearing device 4 and the transverse leaf spring 1 only in small extent or not at all.
  • the shapes of the regions 1 C and 1 D are each performed with smooth transitions to the recesses 1 1 C and 1 1 D, wherein in the areas 1 C and 1 D substantially resin during the production of the transverse leaf spring occurs. Due to this procedure, an abrupt fiber deflection in the cross section of the transverse leaf spring 1 is avoided.
  • the regions 1 C and 1 D are designed with less gentle transitions to the recesses 1 1 C and 1 1 D and essentially have an at least approximately semi-cylindrical outer shape.
  • the semi-cylindrical outer shape offers in comparison to the shape shown in Fig. 13 of the areas 1 C and 1 D a simplified manufacturability of the tool, which is used to produce the transverse leaf spring 1.
  • the regions 1 C and 1 D of the embodiment of the transverse leaf spring 1 illustrated in FIG. 14 in turn essentially only take over the centering of the bearing device 4 in the longitudinal and transverse directions on the transverse leaf spring 1 and are only at the power transmission between the bearing device 4 and the transverse leaf spring 1 slightly or not at all involved.
  • the shapes of the regions 1 C and 1 D are in turn such that the fibers of the transverse leaf spring 1 have no significant deflection and that a strength of the transverse leaf spring 1 of the strength of transverse leaf springs, which are executed without the areas 1 C and 1 D.
  • regions 1 C and 1 D shown in FIG. 15 are configured with two noses arranged in the region of the outsides of the transverse leaf spring and approximately at least approximately frustoconical, via which the centering of the bearing device 4 is realized on the transverse leaf spring 1.
  • the regions 1 C and 1 D are in turn substantially resin accumulations in order to avoid abrupt deflections of the fibers in the region of the recesses or the regions 1 C and 1 D.
  • the regions 1 C and 1 D are formed in the further embodiment of the transverse leaf spring 1 according to FIG. 16 as disposed in the region of the outer sides of the transverse leaf spring 1 lugs 1 C1 to 1 C4, wherein the transitions between the recesses 1 1 C, 1 1 D and the noses 1 C1 to 1 C4 is again designed to optimize the voltage.
  • the regions 1 C and 1 D are shown with lugs 1 C1 and 1 C2 arranged in the middle region of the transverse leaf spring 1.
  • the illustrated in Fig. 18 further embodiment of the transverse leaf spring 1 is in the region of the recesses 1 1 C and 1 1 D of the transverse leaf spring 1 in the compressed state of the transverse leaf spring 1 in the vehicle transverse direction kannre- creasing and alternately arranged ribs 100A to 100E and grooves 200A to 200D, which is based on the function of the regions 1C and 1D.
  • the number of ribs 100A to 100E is selected depending on the width of the transverse leaf spring 1 and the depth of the grooves 200A to 200D, and the side ribs 100A and 100E may be omitted as needed.
  • the fiber portion of the transverse leaf spring is compressed or partially relocated on the ribs 100A to 100E, wherein the transitions between the ribs 100A to 100E and the grooves 200A to 200D and between the remaining surface 1 1 of the transverse leaf spring 1 voltage optimized are designed to produce only small voltage peaks in the transitions.
  • the depth of the grooves 200A and 200D varies in the vehicle transverse direction as well as in the vehicle longitudinal direction and has in a central region substantially each at its maximum and in the vehicle transverse direction opposite edge regions in each case its minimum.
  • the illustrated in Fig. 19 embodiment of the transverse leaf spring 1 is formed with recesses 1 1 C and 1 1 D, each having a rotated cosine contour and are respectively embossed in the surface 1 1 of the transverse leaf spring 1.
  • the recesses 1 1 C and 1 1 D are in the assembled state of the transverse leaf spring 1 in the vehicle longitudinal direction x each of between an upper side
  • the thickness of the transverse leaf spring 1 preferably substantially corresponds to the thickness outside the recesses 1 1 C and 1 1 D.
  • the width of the transverse leaf spring 1 remains substantially the same, whereby in the region of the recesses 1 1 C and the first 1 D in the transverse leaf spring cross section in each case an increased fiber content is present.
  • the recesses 11 C and 1 1 D of the transverse leaf spring 1 with a rounded rectangular shape, which has a pillow-like shape, embossed in the transverse leaf spring.
  • the contour can be produced for example by two orthogonally superimposed cosine contours, which ensures only a slight increase in voltage in the region between the bearing point of the bearing device 4 of a transverse leaf spring 1 and the remaining surface 1 1 of the transverse leaf spring 1.
  • the recesses 1 1 C and 1 1 D are in the assembled state of the transverse leaf spring 1 in the vehicle longitudinal direction x each of between a top 1 1 1 and a bottom 1 12 and side surfaces 1 13, 1 14 of the transverse leaf spring 1 formed edge regions 1 15 and 1 16 of Limited top side 1 1 1 and the bottom 1 12, in the region of which the thickness of the transverse leaf spring 1 preferably substantially corresponds to the thickness outside of the recesses 1 1 C and 1 1 D.
  • the illustrated in Fig. 21 embodiment of the transverse leaf spring 1 has in each case in the region of the recesses 1 1 C and 1 1 D a over the entire width of the transverse leaf spring 1 extending portion 1 C and 1 D, wherein the transverse leaf spring 1 in vehicle vertical direction or compressed in the z-direction during manufacture. This in turn leads to an increased fiber content in the contact area of the bearing device 4.
  • the regions 1 C and 1 D is again essentially based on the functionality of the centering of the bearing device 4 in the longitudinal direction on the transverse leaf spring 1.
  • the above-described inventive subject matter or offer the various embodiments of the subject invention the ability to support in the operation of a vehicle in the region of a transverse leaf spring attacking forces and moments without piercing the transverse leaf spring in the desired extent in the field of vehicle body.
  • this requirement is ensured even without the introduction of a foreign part in the transverse leaf spring. This means that forces and moments can be transferred from central bearings to a transverse leaf spring again, without the durability of a transverse leaf spring through holes for screwing or riveting or other strong deflections of the fibers is negatively affected.
  • the storage devices according to the invention are designed with the respectively required high rigidity and the surface of a transverse leaf spring is not injured by the appropriately executed storage devices during operation.
  • as low as possible stresses occur in the area of the surface of a transverse leaf spring, whereby the transverse leaf spring is not damaged by the bearing device even with changing load.
  • Relative movements in the area between the surface of the transverse leaf spring and the bearing devices or the central warehouse are avoided in a structurally simple and space-saving manner.
  • the inventive bearing design also offers a structurally simple way the possibility that the torsion axis in the vehicle longitudinal direction or in the x-direction intersects with the neutral fiber of the transverse leaf spring and is parallel to an xy plane. An exact positioning of the bearing device on the transverse leaf spring in both the x and y directions is also ensured, whereby a functionality of a transverse leaf spring with high precision is available.
  • the storage device according to the invention also offers the possibility to attach the transverse leaf spring directly to the vehicle body or without isolation of a subframe relative to the vehicle body on the subframe.
  • the bearing device according to the invention can also be integrated without complex design measures into different wheel suspension configurations, which are formed with a transverse leaf spring and similar fiber composite components.
  • the upper half and the lower half of the bearing device 4 which are in relation to the vehicle's vertical axis, can be both symmetrical and with a low degree of asymmetry, depending on the respective application be executed, with Lagerunsymmetrien the bearing device 4 are specifically used to vote the bearing stiffness in the different directions.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Lagervorrichtung (4) für eine Querblattfeder, die im Bereich einer Fahrzeugachse eines Fahrzeuges montierbar ist, mit einer Lageraußeschaleneinrichtung (30) und mit von der Lageraußenschaleneinrichtung (30) zumindest bereichsweise umgriffenen Einlegeeinrichtungen (9, 10), die jeweils wenigstens zwei Lagenelemente (9A, 9B und 10A, 10B) mit unterschiedlicher Steifigkeit aufweisen, beschrieben. Die Einlegeeinrichtungen (9, 10) sind in montiertem Zustand jeweils zwischen der Lageraußenschaleneinrichtung (30) und der Querblattfeder (1) angeordnet. Erfindungsgemäß umfasst die Lageraußenschaleneinrichtung (30) ein einteiliges Lagerringelement (31) und die Einlegeeinrichtungen (9, 10) sind über Spannelemente (35, 36) zumindest kraftschlüssig mit dem Lagerringelement (31) und der Querblattfeder (1) in Wirkverbindung bringbar.

Description

Laαervorrichtunα für eine Querblattfeder, die im Bereich
einer Fahrzeuαachse eines Fahrzeuges montierbar ist
Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für eine Querblattfeder, die im Bereich einer Fahrzeugachse eines Fahrzeuges montierbar ist, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit einer quer zum Kraftfahrzeug angeordneten Querblattfeder ist aus der EP 1 645 445 B1 bekannt. Die Querblattfeder weist einen Mittelbereich und zwei einander gegenüberliegende Endbereiche auf, wobei die Querblattfeder im Mittelbereich über zwei Zentrallager mit einem Fahrzeugaufbau verbunden ist und in den Endbereichen über Endlager mit Radträgern in Wirkverbindung steht.
Die Zentrallager sind jeweils mit zwei miteinander verbindbaren Lageraußenschalen und mit von den Lageraußenschalen umgriffenen Einlegeeinrichtungen ausgebildet. Die Einlegeeinrichtungen umfassen jeweils zwei Lagenelemente mit unterschiedlicher Steifigkeit, wobei die Einlegeeinrichtungen in montiertem Zustand jeweils zwischen den Lageraußenschalen und der Querblattfeder angeordnet sind.
Die in montiertem Zustand der Querblattfeder zugewandten und mit höherer Steifigkeit ausgeführten Lagenelemente der Einlegeeinrichtungen sind in Fahrzeuglängsrichtung jeweils vor und nach der Querblattfeder miteinander verschraubt, womit die Einlegeeinrichtungen unabhängig von den Lageraußenschalen an der Querblattfeder vormontierbar sind. Des Weiteren sind Vorspannkräfte im Bereich der Einlegeeinrichtungen über die Schraubenverbindungen exakt einstellbar. Die Lageraußenschalen sind über eine separate Schraubenverbindung miteinander fest verbunden und liegen im Bereich einer Trennebene aneinander an. Nachteilhafterweise ist die vorbeschriebene Blattfederaufhängung insbesondere im Bereich der Zentrallager sowohl durch einen hohen Bauraumbedarf als auch durch einen unerwünscht hohen Fertigungsaufwand gekennzeichnet, da die miteinander verschraubbaren Lagenelemente der Einlegeeinrichtungen zur Aufnahme der Verschraubungsbereiche und zur Übertragung der Vorspannkräfte massiv auszuführen und mit einem Gewindeeinschnitt zu versehen sind. Zusätzlich weisen die Zentrallager eine hohe Teileanzahl auf, wodurch der Bauraumbedarf und auch die Fertigungskosten weiter erhöht werden.
Eine aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff hergestellte Querblattfeder und eine Lagervorrichtung einer im Bereich einer Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeuges montierbaren Querblattfeder ist aus der
WO 2008/125076 A1 bekannt. Um einerseits Axialbewegungen der Querblattfeder im verbauten Zustand an einem Fahrzeug ausschließen zu können und andererseits ein unzerstörtes Gefüge der Querblattfeder zur Verfügung stellen zu können, ist die Querblattfeder im Bereich eines mittleren Befestigungsabschnittes senkrecht zu ihrer Längsachse mit zumindest einer Einengung ausgebildet, in die ein Krafteinleitungselement der Lagervorrichtung form- und kraftschlüssig einsetzbar ist. Die Einengung ist im Bereich einer Fläche der Querblattfeder ausgebildet, deren Flächenormale in montiertem Zustand der Querblattfeder in einem Fahrzeug im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
Nachteilig dabei ist jedoch, dass die Lagervorrichtung aus starr ausgeführten Lagerelementen besteht, die eine Bewegung der Querblattfeder im eingespannten Lagerbereich verhindern und somit ein Gesamtverhalten des Federsystems sowie die Gesamtfederwirkung in unerwünschtem Umfang beeinträchtigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lagervorrichtung einer im Bereich einer Fahrzeugachse eines Fahrzeuges montierbaren Querblattfeder zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist, durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichnet ist und in deren Bereich eine Bewegung einer Querblattfeder in einem für eine Funktionsweise der Querblattfeder erforderlichen Umfang gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Lagervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung für eine Querblattfeder, die im Bereich einer Fahrzeugachse eines Fahrzeuges montierbar ist, ist mit einer Lageraußenschaleneinrichtung und mit von der Lageraußenschaleneinrichtung zumindest bereichsweise umgriffenen Einlegeeinrichtungen ausgeführt. Die Einlegeeinrichtungen weisen jeweils wenigstens zwei Lagenelemente mit unterschiedlicher Steifigkeit auf, wobei die Einlegeeinrichtungen in montiertem Zustand jeweils zwischen der Lageraußenschaleneinrichtung und der Querblattfeder angeordnet sind.
Erfindungsgemäß umfasst die Lageraußenschaleneinrichtung ein einteiliges Lagerringelement und die Einlegeeinrichtungen sind über Spannelemente zumindest kraftschlüssig mit dem Lagerringelement und der Querblattfeder in Wirkverbindung bringbar.
Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung ist im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lagervorrichtungen bauraumgünstiger ausgebildet, da diese lediglich im Bereich des Lagerringelementes mit einem Fahrzeugaufbau bzw. einem mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Hilfsrahmen zu montieren ist. Die feste Verbindung zwischen der Lagervorrichtung und der Querblattfeder wird über die mit den Einlegeeinrichtungen in montiertem Zustand zusammenwirkenden Spannelemente hergestellt, über die die auf die Einlegeeinrichtungen aufzubringende Vorspannkraft zur Verfügung gestellt wird.
Da im Bereich der Einlegeeinrichtungen keine zusätzlichen Schraubeneinrichtungen vorgesehen sind, sind die Lagenelemente im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit geringen Abmessungen ausführbar und auch kostengünstiger herstellbar, da beispielsweise keine Gewindegänge in die Lagenelemente einzuschneiden sind.
Zusätzlich wird durch die mit unterschiedlicher Steifigkeit ausgeführten Lagenelemente der Einlegeeinrichtungen eine für die Funktionsweise der Querblattfeder erforderliche Drehbewegung der Querblattfeder im Bereich der Lagervorrichtung bei gleichzeitig ausreichend hoher Lagersteifigkeit ermöglicht, womit bei gleichseitigem und wechselseitigem Einfedern im Bereich von Rädern der beiden Fahrzeugseiten unterschiedliche Federraten zur Verfügung stellbar sind.
Des Weiteren sind über die Querblattfeder auch Radführungsfunktionen durch die unterschiedlichen Steifigkeiten der Lagenelemente zur Verfügung stellbar, da eine Lagersteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung beispielsweise entsprechend hoch einstellbar ist und eine Verschiebung der Querblattfeder in Fahrzeugquerrichtung auf einfache Art und Weise vermeidbar ist.
Zusätzlich ist auch eine Lagersteifigkeit der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung in Fahrzeughochrichtung mit dem für einen ausreichenden Kraft- schluss zwischen der Lagervorrichtung und der Querblattfeder in ausreichendem Umfang einstellbar. Dies bietet auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, bei wechselseitiger Einfederung ein unerwünschtes und einem Starrkörper entsprechendes Verschieben oder Bewegen der Querblattfeder im Bereich der Lagervorrichtung zu vermeiden. Bei entsprechend hoher Lagersteifigkeit der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung in Fahrzeughochrichtung stellt sich eine gezielte Verformung der Querblattfeder in Form eines sogenannten S-Schlages ein, aufgrund der sich im Vergleich zu einem gleichzeitigen Einfedern ohne entsprechenden S-Schlag im Bereich der Querblattfeder eine höhere wechselseitige Federrate ergibt. Durch die mit einem geschlossenen und einteiligen Lagerringelement ausgeführte Lageraußenschaleneinrichtung ist die Vorspannkraft im Bereich der Lagervorrichtungen gut einstellbar, die im Gegensatz zu einer über eine Verschraubung aufgebrachte Vorspannkraft, die zum Verbinden von zwei getrennten Lageraußenschalen vorgesehen ist, aufgrund von Setzvorgängen und dergleichen in geringerem Umfang absinkt. Darüber hinaus ist durch das geschlossene Lagerringelement auch ein guter Kraftfluss gewährleistet. Im Gegensatz zur zweiteiligen Lageraußenschalenausführungen ist auch eine Relativverschiebung zwischen den beiden Lageraußenschalen durch die geschlossene Ringform des Lagerringelementes auf einfache Art und Weise verhindert.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung sind die Spannelemente mit zumindest einem keilförmigen Bereich ausgebildet, der jeweils zwischen den Einlegeeinrichtungen und der Querblattfeder und/oder zwischen den Einlegeeinrichtungen und dem Lagerringelement anordenbar ist. Damit ist die für die Funktionsweise der Lagervorrichtung erforderliche Vorspannkraft unabhängig von Fertigungstoleranzen im Bereich der Lagervorrichtung und auch im Bereich der Querblattfeder auf einfache Art und Weise während der Montage einstellbar, da eventuell vorliegende Fertigungstoleranzen durch Variieren des Einschiebweges der Spannelemente zwischen die Einlegeeinrichtungen und der Querblattfeder und/oder zwischen den Einlegeeinrichtungen und dem Lagerringelement ausgleichbar sind.
Bei einer einfach zu montierenden und durch einen einfachen konstruktiven Aufbau gekennzeichneten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung ist wenigstens ein Teil der Spannelemente zur Erzeugung einer spannelementseitigen Vorspannkraft auf die Einlegeeinrichtungen und die Querblattfeder mit dem Lagerringelement in Wirkverbindung bringbar und die Vorspannkraft an einer Schulter des Lagerringselementes abstützbar.
Eine weitere einfach zu montierende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung ist im Bereich des Lagerringelementes mit Verbin- dungsbereichen ausgebildet, über welche das Lagerringelement fahrzeugauf- bauseitig festlegbar ist.
Eine Montage der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung ist bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung dadurch weiter vereinfacht, dass das Lagerringelement in montiertem Zustand in einem Fahrzeugaufbau zugewandten Anlagebereich mit einem mit einem fahrzeug- aufbauseitigen Zentrierbereich korrespondierenden Zentrierbereich ausgebildet ist. Das Lagerringelement bzw. die Lagervorrichtung ist über den Zentrierbereich gegenüber dem Fahrzeugaufbau bzw. dem damit fest verbundenen Hilfs- rahmen während der Montage ohne weitere Hilfsmittel ausrichtbar und positionierbar, womit gewährleistet ist, dass die Lagervorrichtung in der für die einwandfreie Funktionsweise der Querblattfeder erforderlichen bzw. vorgesehenen Position angeordnet ist.
Die Spannelemente sind bei einer bauraumgünstigen und konstruktiv einfach ausgebildeten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung über eine mit dem Lagerringelement verbindbare Platte in einer die Vorspannkraft erzeugenden Stellung gehalten.
Eine hierzu alternative und kostengünstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung umfasst einen mit dem Lagerringelement verbindbaren Sicherungsring, mittels dem die Spannelemente jeweils in einer die Vorspannkraft erzeugenden Stellung haltbar sind.
Um ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen der Spannelemente nach der Montage der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung auf konstruktiv einfache Art und Weise zu verhindern und/oder Relativbewegungen zwischen den Spannelementen und den daran anliegenden Bauteilen auf ein Minimum zu reduzieren, ist ein Reibkoeffizient in definierten Oberflächenbereichen der Spannelemente bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Lagervorrichtung höher als in anderen Oberflächenbereichen der Spannelemente.
Um eine möglichst gleichmäßige Einleitung der über die Spannelemente erzeugten Vorspannkraft in die Einlegeeinrichtungen zu gewährleisten, sind die Spannelemente bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung zwischen den mit der höheren Steifigkeit ausgebildeten Lagenelementen der Einlegeeinrichtungen der Querblattfeder und/oder zwischen dem Lagerringelement und den mit der höheren Steifigkeit ausgebildeten Lagenelementen der Einlegeeinrichtungen angeordnet.
Um die im Betrieb eines Fahrzeuges wirkenden Kräfte und Momente von den mit niedrigerer Steifigkeit ausgeführten Lagenelementen mit möglichst geringer Flächenpressung im Bereich zwischen den Einlegeeinrichtungen und der Querblattfeder übertragen zu können, ist zwischen den Lagenelementen der Einlegeeinrichtungen und der Querblattfeder jeweils ein vorzugsweise wenigstens annähernd halbzylindrisch ausgeführtes Einlegeteil der Einlegeeinrichtungen angeordnet, die mit höherer Steifigkeit ausgebildet sind als die mit geringerer Steifigkeit ausgeführten Lagenelemente.
Unter dem Begriff wenigstens annähernd halbzylindrisch ausgeführte Einlegeteile werden vorliegend alle volumentrischen Gebilde subsumiert, welche zumindest mit wenigstens annähernd kreissegmentartigen Grundflächen ausgebildet sind, die zueinander beabstandet sind. Dabei besteht die Möglichkeit, dass der die Sehnenenden verbindende Bogen der Grundfläche kreisförmig oder elliptisch ausgeführt ist. Bei Weiterbildungen ist die Sehne gerade oder ebenfalls gekrümmt, vorzugsweise konvex, ausgebildet. Im Bereich der Übergänge zwischen der Sehne und dem Bogen der Grundfläche können in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalles Kanten oder entsprechende Abrundungen vorgesehen sein. Damit im Betrieb eines Fahrzeuges Beschädigungen der Querblattfeder im Bereich der Lagervorrichtung vermieden werden können, sind die Einlegeteile der Einlegeeinrichtungen in zumindest in montiertem Zustand der Querblattfeder zugewandten Anlagebereichen mit einer gummielastischen Schutzschicht ausbildbar. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung sind die mit höherer Steifigkeit ausgebildeten Lagenelemente alternativ hierzu oder zusätzlich dazu wenigstens in den Endbereichen zumindest bereichsweise mit einer gummielastischen Schutzschicht versehen.
Bei einer durch eine gute Krafteinleitung gekennzeichneten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung sind die Spannelemente zwischen der Querblattfeder und den Einlegeteilen anordenbar.
Um im Betrieb eines Fahrzeuges wirkende Kräfte und Momente von den Einlegeeinrichtungen ohne Relativbewegung zwischen den Einlegeeinrichtungen und der Querblattfeder in die Querblattfeder einleiten zu können, ist wenigstens eine der Einlegeeinrichtungen in einer Auflagefläche zugewandten Anlagefläche bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung mit wenigstens einer Aufnahmeeinrichtung ausgeführt, in die ein Bereich der Querblattfeder in montiertem Zustand der Einlegeeinrichtungen eingreift. Damit ist die erfindungsgemäße Lagervorrichtung neben dem über die Schraubeneinrichtung hergestellten Kraftschluss auch formschlüssig mit der Querblattfeder verbunden, wobei der Formschluss zwischen der Lagervorrichtung und der Querblattfeder vorzugsweise derart ausgeführt ist, dass aufgrund des Formschlusses in der Querblattfeder möglichst geringe zusätzliche Spannungen entstehen, die die Funktionsweise der Querblattfeder unter Umständen in unerwünschtem Umfang beeinträchtigen und eine Lebensdauer der Querblattfeder verringern.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist ein Formschluss zwischen der Lagervorrichtung und der Querblattfeder bei weiteren vorteilhaften Ausführungen der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung dadurch herstellbar, dass die Querblattfeder im Bereich einer der Auflagefläche für die eine der Einlegeeinrichtung mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, in die die Einlegeeinrichtung formschlüssig eingreift.
Der in die Einlegeeinrichtungen eingreifende Bereich der Querblattfeder ist vorzugsweise im Bereich der Ausnehmung der Querblattfeder vorgesehen, womit ein Verlauf von Fasern einer vorzugsweise aus Verbundwerkstoff hergestellten Querblattfeder nur geringfügig von einem für die Funktionsweise der Querblattfeder erforderlichen Verlauf im Bereich der Lagervorrichtung abweicht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung übergreifen die mit niedrigerer Steifigkeit ausgebildeten Lagenelemente die Querblattfeder mit Anschlagbereichen in montiertem Zustand in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughochrichtung jeweils zumindest bereichsweise, um die mehrteilig aufgebauten Einlegeeinrichtungen während der Montage gegenüber der Querblattfeder auf einfache Art und Weise positionieren zu können und zum anderen eine weiche Abstützung der Querblattfeder in Fahrzeuglängsrichtung im Bereich der Lageraußenschalen auf konstruktiv einfache Art und Weise zur Verfügung stellen zu können.
Die Anschlagbereiche können in der Querblattfeder zugewandten Anlagebereichen und/oder in den den Lageraußenschalen zugewandten Anlagebereichen mit wenigstens annähernd in Fahrzeuglängsrichtung orientierten Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen ausgeführt sein, um unterschiedliche La- gersteifigkeiten über der Verschiebung der Querblattfeder im Bereich der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung zu erreichen, wobei die in Fahrzeuglängsrichtung als Lageranschläge wirkenden Anschlagbereiche in Bezug auf eine Fahrzeugvorderseite vor und hinter der Querblattfeder unterschiedlich ausgeführt sein können, um entsprechend unterschiedliche Lagercharakteristiken darstellen zu können. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Sowohl die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Es zeigt:
Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung einer Querblattfeder mit zwei äußeren Führungslagern und zwei im mittleren Bereich der Querblattfeder angeordneten erfindungsgemäßen Lagervorrichtungen;
Fig. 2 eine dreidimensionale Teildarstellung der Querblattfeder mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung, welche in einem mittleren Bereich der Querblattfeder angeordnet ist;
Fig. 3 die Lagervorrichtung gemäß Fig. 2 in einer Längsschnittansicht entlang einer in Fig. 2 näher gezeigten Längsschnittebene E3, die sich in Fahrzeughoch- und Fahrzeugquerrichtung erstreckt; Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung;
Fig. 5 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung der Lagervorrichtung gemäß Fig. 4 in einer Längsschnittansicht entlang einer in Fig. 4 näher gezeigten Längsschnittebene E5, die sowohl in Fahrzeughochrichtung als auch in Fahrzeugquerrichtung orientiert ist;
Fig. 6 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung;
Fig. 7 eine Fig. 3 entsprechende Längsschnittansicht der Lagervorrichtung gemäß Fig. 6 entlang einer in Fig. 6 näher dargestellten Längsschnittebene E7, welche sich sowohl in Fahrzeughoch- als auch in Fahrzeugquerrichtung erstreckt;
Fig. 8 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung;
Fig. 9 eine Fig. 3 entsprechende Längsschnittansicht der Lagervorrichtung gemäß Fig. 8 entlang einer sich in Fahrzeughochund Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Schnittebene E9;
Fig. 10 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung eines fünften Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung;
Fig. 1 1 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung der Lagervorrichtung gemäß Fig. 10 entlang einer sich in Fahrzeughoch- und Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Schnittebene E1 1 ; Fig. 12a eine schematisierte vergrößerte Teileinzelansicht eines definierten Oberflächenbereiches eines Spannelementes der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung;
Fig. 12b eine vereinfachte Seitenansicht des in Fig. 12a gezeigten O- berflächenbereiches;
Fig. 13 bis Fig. 21 jeweils eine Teilansicht verschiedener Ausführungsformen der Querblattfeder in einem Montagebereich der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung.
In Fig. 1 ist eine stark schematisierte Darstellung einer Querblattfeder 1 gezeigt, die im Bereich einer Fahrzeugachse eines Fahrzeuges montierbar ist. Die Querblattfeder 1 ist in ihren Rädern der Fahrzeugachse zugewandten Endbereichen 1 A, 1 B in äußeren Lagern 2, 3 bzw. Führungslagern, die vorliegend als sogenannte Lagerschuhe ausgeführt sind, gelagert und mit Radträgern der Fahrzeugachse verbunden.
In mittleren Bereichen der Querblattfeder 1 ist diese über als Zentrallager fungierende Lagervorrichtungen 4, 5 direkt mit einem Fahrzeugaufbau oder mit einem mit dem Fahrzeugaufbau wiederum verbundenen Hilfsrahmen wirkverbunden und an diesem gelagert. Die Lagervorrichtungen 4 und 5 sind symmetrisch zur Mitte der Querblattfeder 1 angeordnet und verbinden diese in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise mit dem Fahrzeugaufbau des Fahrzeuges, wobei Drehungen der Querblattfeder 1 im Bereich der Lagervorrichtungen 4 und 5 bei gleich- und wechselseitigen Federungen im erforderlichen Umfang möglich sind, damit über die Querblattfeder 1 bei einem gleichseitigen und einem wechselseitigen Einfedern in den Bereichen 1 A und 1 B unterschiedliche Federraten zur Verfügung stellbar sind. Die Lagervorrichtungen 4 und 5 weisen in Fahrzeugquerrichtung bzw. in y-Richtung eine hohe Lagersteifigkeit auf und verformen sich in y-Richtung während des Betriebes eines mit der Querblattfeder 1 und den Lagereinrichtungen 4 und 5 ausgeführten Fahrzeuges nur geringfügig, um neben der vorbeschriebenen Federungsfunktionalität auch Radführungsaufgaben übernehmen zu können. Die hohe Lagersteifigkeit in y-Richtung bietet zudem die Möglichkeit, eine Gesamtverschiebung der Querblattfeder 1 in Fahrzeugquerrichtung bzw. in y-Richtung auf einfache Art und Weise zu vermeiden.
Damit der jeweils zwischen den Lagervorrichtungen 4 und 5 und der Querblattfeder 1 für die einwandfreie Funktionalität der Querblattfeder 1 erforderliche Kraftschluss herstellbar ist, sind die beiden Lagervorrichtungen 4 und 5 auch in Fahrzeughochrichtung bzw. in z-Richtung mit einer entsprechend hohen Lagersteifigkeit ausgeführt. Außerdem wird durch die hohe Lagersteifigkeit der Lagervorrichtungen 4 und 5 in Fahrzeughochrichtung erreicht, dass die Querblattfeder 1 bei wechselseitiger Einfederung der Endbereiche 1 A und 1 B nicht das Verschieben eines Starrkörpers im Bereich der Lagervorrichtungen 4 und 5 aufweist. Die Querblattfeder 1 wird bei einer wechselseitigen Einfederung einem sogenannten S-Schlag entsprechend gezielt verformt und stellt eine entsprechend höhere wechselseitige Federrate zur Verfügung.
Fig. 2 zeigt eine dreidimensionale Teildarstellung der Querblattfeder 1 , die als ein balkenähnliches Federelement ausgebildet ist. Die Querblattfeder 1 ist über die zwei Lagervorrichtungen 4, 5 mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau und über die beiden Endbereichslagerein- richtungen 2, 3 mit den Rädern einer Fahrzeugachse des Fahrzeuges verbunden und in den Endbereichen 1 A, 1 B gelagert. Die sogenannte Vierpunktlagerung ermöglicht im Bereich der Querblattfeder 1 sowohl eine Hubfederung als auch eine Wankfederung zur Verfügung zu stellen, womit konventionelle Aufbaufedern sowie aus der Praxis bekannte Stabilisatoreinrichtungen nicht vorzusehen sind. Bei entsprechender Ausführung der Lagervorrichtungen 4 und 5 sowie der Endbereichslagerungen 2 und 3 sind über die Querblattfeder 1 ne- ben den letztgenannten Federungsfunktionen auch Radführungsfunktionen zur Verfügung stellbar. Das vorgestellte Federsystem bietet neben einem hohen Kosteneinsparungspotential bei entsprechender Werkstoffwahl zur Herstellung der Querblattfeder 1 , beispielsweise Faserverbundwerkstoffe, auch die Möglichkeit der Gewichtsreduzierung im Bereich einer Fahrzeugachse.
Eine Längsschnittansicht der Lagervorrichtung 4 entlang einer in Fig. 2 lediglich durch eine strichpunktierte Linie grafisch näher dargestellte Schnittebene E3 ist in Fig. 3 gezeigt, wobei die Schnittebene E3 sich in Fahrzeughochrichtung z und in Fahrzeugquerrichtung y erstreckt und einer sogenannten yz-Schnittebene entspricht.
Die Lagervorrichtungen 4 und 5 weisen grundsätzlich den gleichen Aufbau auf, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung im Wesentlichen lediglich auf die Lagervorrichtung 4 näher eingegangen wird.
Die Lagervorrichtung 4 weist eine Lageraußenschaleneinrichtung 30 mit einem einteiligen Lagerringelement 31 auf, das als ein geschlossenes Metallteil ausgebildet ist. Damit sind bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf hohe Kräfte und Momente zwischen der Querblattfeder 1 und dem Fahrzeugaufbau bzw. einem Hilfsrahmen übertragbar. Das Lagerringelement 31 ist über zwei in Bezug auf die Fahrzeughochachse z an der Oberseite des Lagerringelementes 31 angeordnete und vorliegend als Laschen ausgebildete Verbindungseinrichtungen 32A, 32B fahrzeugaufbauseitig im Bereich von Schrauben 33A, 33B ver- schraubbar und fest mit dem Fahrzeugaufbau oder einem damit gekoppelten Hilfsrahmen verbindbar. Alternativ hierzu besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Lagervorrichtung 4 über andere geeignete Befestigungsmaßnahmen fahrzeugaufbauseitig festzulegen.
Zwischen den Laschen 33A, 33B ist das Lagerringelement mit einem Zentrierbereich 34 ausgeführt, der in montiertem Zustand der Lagervorrichtung 4 mit einem fahrzeugaufbauseitigen Zentrierbereich zusammenwirkt und zur Ausrichtung der Lagervorrichtung 4 gegenüber dem Fahrzeugaufbau in Fahr- zeuglängs- und Fahrzeugquerrichtung x und y dient. Der Zentrierbereich 34 ist vorliegend als eine in Fahrzeugquerrichtung x verlaufende und mit abgerundeter Kontur ausgestaltete sowie in Fahrzeughochrichtung z sich abhebende Erhöhung an der Außenseite des Lagerringelementes 31 ausgebildet, die in eine entsprechende fahrzeugaufbauseitige Ausnehmung eingreift.
Die Querblattfeder 1 ist von dem Lagerringelement 31 vollständig umgriffen, wobei jeweils zwischen einer in Bezug auf die Fahrzeughochrichtung z positionierte Oberseite der Querblattfeder 1 und der Unterseite der Querblattfeder 1 jeweils Einlegeeinrichtungen 9, 10 sowie ein oberes keilförmiges Spannelement 35 und ein unteres Spannelement 36 angeordnet sind. Die Spannelemente 35 und 36 sind jeweils zwischen dem Lagerringelement 31 und den Einlegeeinrichtungen 9 bzw. 10 eingeschoben, um eine vertikale Vorspannung der zwischen dem Lagerringelement 31 und der Querblattfeder 1 angeordneten Einlegeeinrichtungen 9 und 10 zur Verfügung zu stellen, und in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles aus Metall, Faserverbund- oder reinen Kunststoffwerkstoffen herstellbar.
Das obere Spannelement 35 wird im Bereich von Bohrungen 37A, 37B mit dem Lagerringelement 31 verschraubt, während das untere Spannelement 36 im Bereich von Bohrungen 38A, 38B mit dem Lagerringelement 31 verschraubt ist. Alternativ hierzu besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Spannelemente 35, 36 jeweils nur über eine Verschraubung mit dem Lagerringelement 31 zu verbinden oder andere geeignete Verbindungsarten vorzusehen.
Die von den Spannelementen 35 und 36 in Abhängigkeit des Einschiebeweges der Spannelemente 35 und 36 in das Lagerringelement 31 erzeugte Vorspannkraft wird im Bereich einer Schulter 40 des Lagerringelementes 31 abgestützt. Die Spannelemente 35 und 36 sind bei dem vorliegenden Ausführungs- bespiel jeweils als separate Bauteile ausgebildet. Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen besteht zur Vereinfachung einer Montage die Möglichkeit, die Spannelemente mit seitlich die Querblattfeder 1 umgreifenden dünnen Stegen zu verbinden, womit die Spannelemente als einfach auf die Querblattfeder aufschiebbare bzw. montierbare Hohlringkörper ausgebildet sind. Die Spannelemente sind dann im Bereich der Stege elastisch verformbar ausgeführt, um während dem Aufbringen der Lagervorspannkraft durch Bauteiltoleranzen und dergleichen verursachte Dehnungen und Stauchungen im Bereich der Stege ausgleichen zu können.
Die Einlegeeinrichtungen 9 und 10 umfassen vorliegend zwei Lagenelemente 9A, 9B bzw. 10A, 10B und sind zusätzlich mit jeweils einem im Wesentlichen halbzylindrisch ausgeführten Einlegeteil 9D bzw. 10D ausgebildet. Die Lagenelemente 9A und 10A der Einlegeeinrichtungen 9 und 10 sind vorliegend aus gummielastischem Material hergestellt, welches während einer Vulkanisation jeweils auf die aus Blech hergestellten Lagenelemente 9B bzw. 10B sowie die vorliegend ebenfalls aus Metall hergestellten Einlegeteile 9D und 10D aufgebracht ist bzw. jeweils die Lagenelemente 9B bzw. 10B sowie die Einlegeteile 9D bzw. 10D zumindest bereichsweise umgreift.
Die Einlegeteile 9D und 10D sind auch aus Kunststoff, Faserverbundwerkstoffen, Naturwerkstoffen, wie Holz, Stein und dergleichen, sowie aus verschiedenen Metallwerkstoffen herstellbar.
Die Lagenelemente 9B bzw. 10B und die Einlegeteile 9D bzw. 10D sind jeweils mit höherer Steifigkeit als die Lagenelemente 9A bzw. 10A ausgeführt. Aufgrund der steiferen Ausgestaltung der Einlegeteile 9D und 10D wird die Lebensdauer der Lagervorrichtung 4 erhöht und die Lagersteifigkeit der Lagervorrichtung 4 in Fahrzeuglängsrichtung x, in Fahrzeugquerrichtung y und in Fahrzeughochrichtung z sind höher als bei Lagervorrichtungen ohne Einlegeteile darstellbar. Alternativ zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Einlegeeinrichtungen 9 und 10 ohne die mit höherer Steifigkeit ausgeführten Lagenelemente 9B und 1 OB auszuführen.
Sind die Einlegeteile 9D bzw. 10D in der der Querblattfeder 1 zugewandten Anlageflächen mit einer gummielastischen Schutzschicht ausgebildet, wird eine Oberfläche 11 der Querblattfeder 1 insbesondere bei schwingender Belastung ausreichend gegen Beschädigungen geschützt, welche die Lebensdauer der Querblattfeder in unerwünschtem Umfang beeinträchtigen können.
Zusätzlich ist auch das Eindringen von feinen Schmutzpartikeln zwischen die Einlegeteile 9D und 10D und die Querblattfeder 1 über die Schutzschicht verhinderbar. Dabei ist es auch denkbar, dass die Einlegeteile 9D und 10D zum Vermeiden eines Schmutzpartikeleintritts mit der Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 verklebt werden, wobei dies sowohl bei der Ausführung mit als auch ohne Schutzschicht vorgesehen sein kann.
Des Weiteren sind über eine vorzugsweise als Vulkanisationsschicht der Einlegeteile 9D und 10D ausgeführte Schutzschicht Fertigungstoleranzen im Bereich des Formschlusses zwischen der Lagervorrichtung 4 und der Querblattfeder 1 ausgleichbar und ein Reibwert zwischen den Einlegeteilen 9D und 10D und Querblattfeder 1 durch eine geeignete Materialauswahl und eine entsprechende Oberflächenbeschaffenheit der Schutzschicht erhöhbar.
In die Lagenelemente 9A und 10A sind in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sogenannte Schubbleche einlegbar, um die Rota- tionssteifigkeit um die Lagerachse, welche der Fahrzeuglängsachse x entspricht, in einem geeigneten Verhältnis zur Vertikalsteifigkeit zur Verfügung stellen zu können. Durch die zusätzlichen Schubbleche sind auch bei hoher Vertikalsteifigkeit verhältnismäßig geringe Torsionssteifigkeiten einstellbar. Die Einlegeeinrichtungen 9 und 10 sind in den Auflageflächen 1 1A und 1 1 B der Querblattfeder 1 zugewandten Anlageflächen 9E und 1 OE jeweils mit wenigstens einer Aufnahmeeinrichtung 9F bzw. 1 OF ausgeführt, in die jeweils ein Bereich 1 C bzw. 1 D der Querblattfeder 1 in montiertem Zustand der Einlegeeinrichtungen 9 und 10 formschlüssig eingreift. Zusätzlich weist die Querblattfeder 1 in Fahrzeughochrichtung z im Bereich der Auflageflächen 1 1 A und 1 1 B jeweils für die Einlegeeinrichtungen 9 bzw. 10 Ausnehmungen 1 1 C, 1 1 D auf, in die die Einlegeeinrichtungen 9 und 10 über die entsprechend ausgeformten Einlegeteile 9D und 1 OD formschlüssig eingreifen, um im Betrieb eines Fahrzeuges eine Relativbewegung der Querblattfeder 1 in Fahrzeugquerrichtung y gegenüber dem Fahrzeugaufbau neben der kraftschlüssigen Verbindung mit der Lagervorrichtung 1 auch über einen zusätzlichen Formschluss zwischen der Querblattfeder 1 und der Lagervorrichtung 4 auf konstruktiv einfache Art und Weise zu vermeiden.
Die Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D bzw. die Konturen der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D sind derart ausgeführt, dass im Anlagebereich der Lagervorrichtung 4 an der Querblattfeder 1 im Betrieb eine möglichst gleichmäßige Spannungsverteilung vorliegt, die eine Lebensdauer der Querblattfeder 1 günstig beeinflusst. Die Kontur der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D entspricht jeweils im Wesentlichen einer speziellen kosinusförmigen Vertiefung in y-Richtung, womit eine möglichst gleichmäßige Spannungsverteilung im Lagerbereich der Querblattfeder 1 erreicht wird.
Die Querblattfeder 1 ist im Bereich ihrer Oberfläche 1 1 zumindest im Anlagebereich mit den Lagervorrichtungen 4 und 5 mit einer speziellen Oberflä- chenbeschichtung bzw. Oberflächenbehandlung ausgeführt, um die Härte der Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 gegenüber der übrigen Oberfläche 1 1 zu erhöhen und im Bereich des Formschlusses zwischen der Querblattfeder 1 und der Lagervorrichtungen 4 und 5 einen größeren Reibbeiwert zur Erhöhung der Verbindungskräfte im Vergleich zum unbehandelten Zustand zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich besteht über eine spezielle Oberflächenbeschichtung bzw. Oberflächenbehandlung der Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 die Möglichkeit, dass ein Fertigungsprozess für die Herstellung der Bereiche 1 C und 1 D der Querblattfeder 1 , beispielsweise der Entformungsvorgang der Querblattfeder 1 aus dem Werkzeug, erleichtert bzw. vereinfacht wird.
Als Oberflächenbeschichtung sind beispielsweise eine Klebeschicht, eine Lackschicht, ein Kunststoffmaterial sowie eine mit Nanopartikeln ausgeführte Kunststoffschicht denkbar. Während einer Oberflächenbehandlung wird die Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 beispielsweise mit einer die Adhäsionseigenschaft der Oberfläche erhöhenden Flüssigkeiten vorbehandelt und anschließend werden die Härte oder den Reibbeiwert erhöhende Partikel auf die Oberfläche der Querblattfeder im genannten Bereich beispielsweise durch Aufdampfen aufgebracht.
Der Drehpunkt der beiden Einlegeeinrichtungen 9 und 10 liegt in montiertem Zustand der Lagervorrichtungen 4 und 5 im Wesentlichen auf der neutralen Faser 14 der Querblattfeder 1 , womit Verformungen im Bereich der Einlegeeinrichtungen 9 und 10 vorteilhafterweise im Wesentlichen gleich groß sind. Die in Fahrzeugquerrichtung bevorzugt kosinusförmigen Ausnehmungen 1 1 C und 11 D der Querblattfeder 1 sind zur formschlüssigen Verbindung der Lagervorrichtung 4 mit der Querblattfeder 1 vorgesehen, wobei die kosinusförmige Ausgestaltung bzw. der kosinusförmige Übergang zwischen der Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 außerhalb der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D und der Auflageflächen 1 1 A und 1 1 B im Bereich der Ausnehmungen 11 C und 1 1 D einen möglichst sanften Übergang im Verlauf der einzelnen Fasern der vorliegend aus Verbundmaterial hergestellten Querblattfeder 1 gewährleistet. Der sanfte Übergang im Faserverlauf der Querblattfeder 1 verhindert auf einfache Art und Weise eine Beeinträchtigung der Lebensdauer der Querblattfeder 1.
In Fig. 4 bis Fig. 12b sind weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung 4 gezeigt, welche sich im Wesentlichen lediglich in Teilbereichen von dem in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten ersten Aus- führungsbeispiel der Lagervorrichtung 4 unterscheiden, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung zu Fig. 4 bis Fig. 12b im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise der Lagervorrichtung 4 auf die Beschreibung zu Fig. 2 und Fig. 3 verwiesen wird. Die Spannelemente der nachfolgend dargestellten Ausführungsformen der Lagervorrichtung 4 sind in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles in der vorbeschriebenen Art und Weise jeweils ein- oder mehrteilig ausführbar.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die zur Darstellung der gewünschten Lagerfunktionalität der Lagervorrichtung 4 erforderliche Vorspannkraft über hohlzylindrisch und segmentartig ausgeführte Spannelemente 35A, 35B und 36A, 36B zur Verfügung gestellt, wobei die Vorspannkraft der Lagervorrichtung 4 über eine mit dem Lagerringelement 31 vorzugsweise über eine Schraubenverbindung fest verbindbare Platte 39 erzeugt wird.
In montiertem Zustand der Abdeckplatte 39 werden die Spannelemente 35B und 36B zunehmend zwischen das Lagerringelement 31 und die Einlegeeinrichtungen 9 und 10 eingeschoben. Die von den Spannelementen 35B und 36B erzeugte Vorspannkraft wird über die Einlegeeinrichtungen 9 und 10 in die Spannelemente 35A und 36A eingeleitet und im Bereich der Schulter 40 und der Querblattfeder 1 gestützt.
Alternativ zu der vorbeschriebenen Schraubenverbindung ist die Abdeckplatte 39 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch über andere geeignete Verbindungsarten, wie eine Vernietung, eine Bördelung oder dergleichen mit dem Lagerringelement in gewünschtem Umfang verbindbar.
Bei dem in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Lagervorrichtung 4 ist im Bereich zwischen den Einlegeteilen 9D und 10D und der Querblattfeder 1 kein zusätzlicher Formschluss wie bei der Lagervor- richtung 4 gemäß Fig. 2 und Fig. 3 vorgesehen. Dies gilt auch für die in Fig. 6 bis Fig. 12b dargestellten weiteren Ausführungsbeispiele der Lagervorrichtung 4. Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, die weiteren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Lagervorrichtung 4 e- benfalls mit einer formschlüssigen Verbindung im Bereich zwischen den Einlegeeinrichtungen 9 und 10 und der Querblattfeder 1 auszuführen.
Bei dem in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Lagervorrichtung 4 werden die Spannelemente 35A, 35B und 36A, 36B über einen in einer Nut 41 des Lagerringelementes 31 angeordneten Sicherungsring 42 in ihrer die Vorspannkraft aufbringenden vorspannenden Positionen gehalten. Im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel der Lagervorrichtung 4 überlappen sich die Spannelemente 35A, 35B und 36A, 36B in Fahrzeugquerrichtung y und in Fahrzeughochrichtung, um eine besonders gute Kraftübertragung zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Querblattfeder 1 gewährleisten zu können.
In Fig. 8 und Fig. 9 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Lagervorrichtung 4 gezeigt, bei dem die Spannelemente 35 und 36 jeweils zwischen weiteren Lagenelementen 9C und 10C und der Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 positioniert sind, die aus Metall, Faserverbund- oder reinen Kunststoffwerkstoffen herstellbar sind und vorliegend separate Bauteile darstellen, wobei die weiteren Lagenelemente 9C und 10C auch einstückig ausführbar sind. Die weiteren Lagenelemente 9C und 10C sind mit höherer Steifigkeit als die gummielastischen Lagenelemente 9A und 10A ausgeführt und zwischen den gummielastischen Lagenelementen 9A und 10A und den Spannelementen 35, 36 angeordnet. Die keilförmigen Spannelemente 35 und 36 der Lagervorrichtung 4 gemäß Fig. 8 und Fig. 9 erstrecken sich über die gesamte Lagerbreite zwischen den weiteren Lagenelementen 9C und 10C und der Querblattfeder 1.
Die zusätzlichen Lagenelemente 9C und 10C bieten auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, die Vorspannkraft von den Spannelementen 35 und 36 möglichst gleichmäßig in die gummielastischen Lagenelemente 9A und 1 OA insbesondere während Kippbewegungen der Querblattfeder 1 im Bereich der Lagervorrichtung 4 einzuleiten. Des Weiteren sind die weiteren Lagenelemente 9C und 1 OC wiederum mit den Lagenelementen 9A und 10A anwendungsfall- abhängig durch Vulkanisation verbindbar und bieten auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, dass die gummielastischen Lagenelemente 9A und 1 OA während der Montage der Lagervorrichtung 4 nicht von den Spannelementen 35 und 36 beschädigt werden.
Die Spannelemente 35 und 36 werden wiederum über den Sicherungsring 42 in ihrer vorspannenden Position gehalten. Um nach der Montage der Lagervorrichtung 4 ein unerwünschtes selbsttätiges Lockern der Spannelemente 35 und 36 zu vermeiden, sind die Spannelemente in der Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 zugeordneten Oberflächenbereichen 35C, 36C mit einer einen Reibkoeffizienten erhöhenden Oberflächenbeschichtung ausgeführt. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 im Anlagebereich mit den Spannelementen 35 und 36 mit einer den Reibkoeffizienten erhöhenden Beschichtung oder einem beispielsweise in Fig. 12a und Fig. 12b gezeigten speziellen Oberflächenprofil, welche das Lockern der Spannelemente 35 und 36 unterbindet, auszuführen.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Lagervorrichtung 4 ist in Fig. 10 und Fig. 1 1 gezeigt, bei welchem die Lagervorrichtung 4 einen ähnlichen Aufbau wie die Lagervorrichtung 4 gemäß Fig. 8 und Fig. 9 jedoch in symmetrischer Ausführung aufweist. Die Vorspannkraft wird jeweils wieder über keilförmige Spannelemente 35A, 35B und 36A, 36B erzeugt, die zwischen der Oberfläche der Querblattfeder 1 und den weiteren Lagenelementen 9C und 10C und den gummielastischen Lagenelementen 9A und 10A angeordnet sind.
Die weiteren Lagenelemente 9C und 10C sind mit im Wesentlichen ebenen Mittelbereichen und jeweils an die Schrägen der Spannelemente 35A, 35B und 36A, 36B angepassten Winkelendbereichen 9C1 , 9C2, 10C1 , 10C2 ausge- führt, wobei die Lagenelemente 9A und 1 OA jeweils in ihrem Anlagebereich an den weiteren Lagenelementen 9C und 1 OC an die Form der Lagenelemente 9C und 1 OC angepasst sind. Auf ihrer der Querblattfeder 1 abgewandten Seite sind die gummielastischen Lagenelemente 9A und 1 OA direkt an das Lagerringelement 31 angelegt.
Fig. 12a und Fig. 12b zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der O- berfläche 11 der Querblattfeder 1 gemäß Fig. 8 bzw. gemäß Fig. 10 im Anlagebereich der Spannelemente 35 und 36 bzw. 35A, 35B und 36A, 36B, mittels der ein Zurückrutschen der Spannelemente nach der Montage aus ihrer vorspannenden Position auf konstruktiv einfache Art und Weise verhindert wird. In Fig. 12a ist durch den Pfeil die Montagerichtung der Spannelemente grafisch wiedergegeben. Da das sägezahnartige Fischschuppenprofil ein Führen der Spannelemente über die Oberfläche 1 1 der Querblattfeder in Montagerichtung erlaubt, wird eine Montage der Lagervorrichtung 4 durch das Oberflächenprofil der Querblattfeder 1 nicht erschwert. Nach der Montage wird ein Zurückrutschen der Spannelemente durch Spitzen 43 wirksam verhindert.
Fig. 13 bis Fig. 21 zeigen verschiedene Ausführungsformen der den Formschluss zwischen der Querblattfeder 1 und der Lagervorrichtung 4 herstellenden Bereiche der Querblattfeder 1. Die in Fig. 13 bis Fig. 21 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich jeweils lediglich in Teilbereichen, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung jeweils lediglich auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsformen eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionalität der Ausnehmungen auf die Beschreibung zu Fig. 13 verwiesen wird.
Fig. 13 bis Fig. 21 zeigen verschiedene Ausführungsformen der den Formschluss zwischen der Querblattfeder 1 und der Lagervorrichtung 4 herstellenden Bereiche der Querblattfeder 1. Die in Fig. 13 bis Fig. 21 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich jeweils lediglich in Teilbereichen, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung jeweils lediglich auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsformen eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionalität der Ausnehmungen auf die Beschreibung zu Fig. 13 verwiesen wird.
Bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform ist die Querblattfeder 1 in Fahrzeughochrichtung bzw. in z-Richtung verstärkt komprimiert und mit der gleichen Breite wie im übrigen Querschnittbereich der Querblattfeder 1 ausgebildet. Dadurch liegt im komprimierten Bereich bzw. im Bereich der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D der Querblattfeder 1 ein erhöhter Faseranteil vor. Aufgrund der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D sind im Bereich der Lagervorrichtung 4 wirkende erhöhte Querkräfte sicher von der Querblattfeder 1 in die Lagervorrichtung 4 einleitbar. Der Übergang zwischen den Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D und der angrenzenden Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 ist vorliegend über eine Kosinuskontur mit tangentialen Ein- und Ausläufen derart span- nungsoptimiert ausgelegt, dass im Bereich der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D im Betrieb lediglich geringe Spannungsüberhöhungen auftreten.
Die Bereiche 1 C und 1 D der Querblattfeder 1 übernehmen im Wesentlichen lediglich die Aufgabe der Zentrierung der Lagervorrichtung 4 in Längsund Querrichtung auf der Querblattfeder 1 , während die Bereiche 1 C und 1 D an der Kraftweiterleitung zwischen der Lagervorrichtung 4 und der Querblattfeder 1 nur in geringem Umfang oder überhaupt nicht beteiligt sind. Die Formen der Bereiche 1 C und 1 D sind jeweils mit sanften Übergängen zu den Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D ausgeführt, wobei in den Bereichen 1 C und 1 D im Wesentlichen Harz während der Herstellung der Querblattfeder eintritt. Aufgrund dieser Vorgehensweise wird eine abrupte Faserumlenkung im Querschnitt der Querblattfeder 1 vermieden.
Bei der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform der Querblattfeder 1 sind die Bereiche 1 C und 1 D mit weniger sanften Übergängen zu den Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D ausgeführt und weisen im Wesentlichen eine wenigstens annähernd halbzylindrische Außenform auf. Die halbzylindrische Außenform bietet im Vergleich zu der in Fig. 13 dargestellten Form der Bereiche 1 C und 1 D eine vereinfachte Herstellbarkeit des Werkzeuges, welches zur Fertigung der Querblattfeder 1 verwendet wird. Die Bereiche 1 C und 1 D des in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispieles der Querblattfeder 1 übernehmen im Wesentlichen wiederum lediglich die Zentrierung der Lagervorrichtung 4 in Längs- und Querrichtung an der Querblattfeder 1 und sind an der Kraftübertragung zwischen der Lagervorrichtung 4 und der Querblattfeder 1 nur geringfügig bzw. überhaupt nicht beteiligt. Die Formen der Bereiche 1 C und 1 D sind wiederum derart, dass die Fasern der Querblattfeder 1 keine wesentliche Umlenkung aufweisen und dass eine Festigkeit der Querblattfeder 1 der Festigkeit von Querblattfedern, welche ohne die Bereiche 1 C und 1 D ausgeführt sind, entspricht.
Bei dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel der Bereiche 1 C und 1 D sind diese mit zwei im Bereich der Außenseiten der Querblattfeder angeordneten wenigstens annähernd kegelstumpfartig ausgeführten Nasen ausgestaltet, über die die Zentrierung der Lagervorrichtung 4 auf der Querblattfeder 1 realisiert ist. Die Bereiche 1 C und 1 D sind wiederum im Wesentlichen Harzansammlungen, um abrupte Umlenkungen der Fasern im Bereich der Ausnehmungen bzw. der Bereiche 1 C und 1 D zu vermeiden.
Die Bereiche 1 C und 1 D sind bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der Querblattfeder 1 gemäß Fig. 16 als im Bereich der Außenseiten der Querblattfeder 1 angeordnete Nasen 1 C1 bis 1 C4 ausgebildet, wobei die Übergänge zwischen den Ausnehmungen 1 1 C, 1 1 D und den Nasen 1 C1 bis 1 C4 wiederum spannungsoptimiert gestaltet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel der Querblattfeder 1 gemäß Fig. 17 sind die Bereiche 1 C und 1 D mit im mittleren Bereich der Querblattfeder 1 angeordneten Nasen 1 C1 und 1 C2 abgebildet.
Die in Fig. 18 dargestellte weitere Ausführungsform der Querblattfeder 1 ist im Bereich der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D der Querblattfeder 1 mit sich in komprimiertem Zustand der Querblattfeder 1 in Fahrzeugquerrichtung erstre- ckenden und alternierend angeordneten Rippen 100A bis 100E und Rillen 200A bis 200D ausgestaltet, welchen die Funktion der Bereiche 1 C und 1 D zugrunde liegt. Die Anzahl der Rippen 100A bis 100E wird abhängig von der Breite der Querblattfeder 1 und der Tiefe der Rillen 200A bis 200D ausgewählt, wobei die seitlichen Rippen 100A und 100E bedarfsweise auch weggelassen werden können. Im Bereich der Rillen 200A bis 200D wird der Faseranteil der Querblattfeder komprimiert bzw. teilweise auf die Rippen 100A bis 100E umverlagert, wobei die Übergänge zwischen den Rippen 100A bis 100E und den Rillen 200A bis 200D sowie zwischen der verbleibenden Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 spannungsoptimiert ausgelegt sind, um nur geringe Spannungsüberhöhungen in den Übergängen zu erzeugen. Die Tiefe der Rillen 200A und 200D variiert in Fahrzeugquerrichtung sowie in Fahrzeuglängsrichtung und weist in einem mittleren Bereich im Wesentlichen jeweils sein Maximum und in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Randbereichen jeweils sein Minimum auf.
Die in Fig. 19 dargestellte Ausführungsform der Querblattfeder 1 ist mit Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D ausgebildet, die jeweils eine rotierte Kosinuskontur aufweisen und jeweils in die Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 eingeprägt sind. Die Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D sind in montiertem Zustand der Querblattfeder 1 in Fahrzeuglängsrichtung x jeweils von zwischen einer Oberseite
1 1 1 und einer Unterseite 1 12 und Seitenflächen 1 13, 1 14 der Querblattfeder 1 gebildeten Randbereichen 1 15 und 1 16 der Oberseite 1 1 1 und der Unterseite
1 12 begrenzt, in deren Bereich die Dicke der Querblattfeder 1 vorzugsweise im Wesentlichen der Dicke außerhalb der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D entspricht. Durch diese Kontur entsteht wiederum nur eine geringe Spannungsüberhöhung im Übergang zwischen der Lagerstelle der Querblattfeder 1 und der restlichen die Lagerstelle umgebenden Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1. Die Breite der Querblattfeder 1 bleibt im Wesentlichen gleich, wodurch im Bereich der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D im Querblattfederquerschnitt jeweils ein erhöhter Faseranteil vorliegt. Durch diese jeweils eine Einbuchtung darstellenden Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D können erhöhte Quer- und Längskräfte von der Lagervorrichtung 4 gut in die Querblattfeder 1 eingeleitet werden. Über die Ausnehmungen 11 C und 1 1 D werden die Einlegeeinrichtungen 9, 10 während der Montage der Lagervorrichtung 4 sowohl in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung auf der Querblattfeder 1 zentriert.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sind für die Gestaltung der Ausnehmungen der Querblattfeder auch andere geeignete rotationssymmetrische Formen, wie beispielsweise ein Kegelstumpf, eine Halbkugel oder dergleichen, mit jeweils abgerundeten Übergängen zur restlichen Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 vorsehbar.
Bei der Ausführungsform der Querblattfeder 1 gemäß Fig. 20 sind die Ausnehmungen 11 C und 1 1 D der Querblattfeder 1 mit einer abgerundeten Rechteckform, die eine kissenähnliche Form aufweist, in die Querblattfeder eingeprägt. Die Kontur kann beispielsweise durch zwei rechtwinklig überlagerte Kosinuskonturen hergestellt werden, die lediglich eine geringe Spannungsüberhöhung im Bereich zwischen der Lagerstelle der Lagervorrichtung 4 einer Querblattfeder 1 und der restlichen Oberfläche 1 1 der Querblattfeder 1 gewährleistet. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Querblattfeder auch im Bereich der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D mit der gleichen Breite wie im übrigen Verlauf der Querblattfeder 1 auszuführen, wodurch im Bereich der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D im Querblattfederquerschnitt ein erhöhter Faseranteil vorliegt. Die Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D sind in montiertem Zustand der Querblattfeder 1 in Fahrzeuglängsrichtung x jeweils von zwischen einer Oberseite 1 1 1 und einer Unterseite 1 12 und Seitenflächen 1 13, 1 14 der Querblattfeder 1 gebildeten Randbereichen 1 15 und 1 16 der Oberseite 1 1 1 und der Unterseite 1 12 begrenzt, in deren Bereich die Dicke der Querblattfeder 1 vorzugsweise im Wesentlichen der Dicke außerhalb der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D entspricht. Die in Fig. 21 dargestellte Ausführungsform der Querblattfeder 1 weist jeweils im Bereich der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D einen sich über die gesamte Breite der Querblattfeder 1 erstreckenden Bereich 1 C bzw. 1 D auf, wobei die Querblattfeder 1 in Fahrzeughochrichtung bzw. in z-Richtung während der Herstellung verstärkt komprimiert wird. Dies führt wiederum zu einem erhöhten Faseranteil im Anlagebereich der Lagervorrichtung 4. Den Bereichen 1 C und 1 D liegt wiederum im Wesentlichen die Funktionalität der Zentrierung der Lagervorrichtung 4 in Längsrichtung auf der Querblattfeder 1 zugrunde. Werden die Bereiche 1 C und 1 D ausgehend von einem mittleren Bereich der Querblattfeder 1 mit in Fahrzeuglängsrichtung jeweils in Richtung der Außenseiten der Querblattfeder 1 leicht ansteigend ausgeführt, ist auch eine Zentrierung der Lagervorrichtung 4 in Querrichtung auf der Querblattfeder 1 möglich.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D der in Fig. 13 bis Fig. 18 sowie Fig. 21 gezeigten Ausführungen in montiertem Zustand der Querblattfeder 1 in Fahrzeuglängsrichtung x jeweils von zwischen einer Oberseite 1 1 1 und einer Unterseite 1 12 und Seitenflächen 1 13, 1 14 der Querblattfeder 1 gebildeten Randbereichen 1 15 und 1 16 der Oberseite 1 1 1 und der Unterseite 1 12 zu begrenzen, in deren Bereich die Dicke der Querblattfeder 1 vorzugsweise im Wesentlichen der Dicke außerhalb der Ausnehmungen 1 1 C und 1 1 D entspricht.
Generell bietet der vorbeschriebene erfindungsgemäße Gegenstand bzw. bieten die verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes die Möglichkeit, im Betrieb eines Fahrzeuges im Bereich einer Querblattfeder angreifende Kräfte und Momente ohne Durchbohrung der Querblattfeder in gewünschtem Umfang im Bereich eines Fahrzeugaufbaus abzustützen. Zudem ist diese Anforderung auch ohne die Einführung eines Fremdteiles in die Querblattfeder gewährleistet. Das bedeutet, dass Kräfte und Momente von Zentrallagern auf eine Querblattfeder wieder übertragbar sind, ohne dass die Dauerhaltbarkeit einer Querblattfeder durch Löcher zum Verschrauben oder Vernieten bzw. andere starke Umlenkungen der Fasern negativ beein- flusst wird.
Die erfindungsgemäßen Lagervorrichtungen sind mit der jeweils erforderlichen hohen Steifigkeit ausgeführt und die Oberfläche einer Querblattfeder wird durch die entsprechend ausgeführten Lagervorrichtungen im Betrieb nicht verletzt. Darüber hinaus treten im Bereich der Oberfläche einer Querblattfeder möglichst geringe Spannungen auf, womit die Querblattfeder durch die Lagervorrichtung auch bei wechselnder Belastung nicht beschädigt wird. Relativbewegungen im Bereich zwischen der Oberfläche der Querblattfeder und der Lagervorrichtungen bzw. der Zentrallager werden auf konstruktiv einfache und bauraumgünstige Art und Weise vermieden. Die erfindungsgemäße Lagergestaltung bietet zudem auf konstruktiv einfache Art und Weise die Möglichkeit, dass die Torsionsachse in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in x-Richtung sich mit der neutralen Faser der Querblattfeder schneidet und parallel zu einer xy- Ebene liegt. Eine exakte Positionierung der Lagervorrichtung auf der Querblattfeder sowohl in x- und y-Richtung ist ebenfalls gewährleistet, womit eine Funktionalität einer Querblattfeder mit hoher Präzision zur Verfügung stellbar ist.
Bedarfsweise bietet die erfindungsgemäße Lagervorrichtung auch die Möglichkeit, die Querblattfeder direkt am Fahrzeugaufbau bzw. ohne Isolation eines Hilfsrahmens gegenüber dem Fahrzeugaufbau am Hilfsrahmen zu befestigen.
Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung ist auch ohne aufwändige konstruktive Maßnahmen in unterschiedliche Radaufhängungskonfigurationen, die mit einer Querblattfeder und ähnlichen Faserverbundbauteilen ausgebildet sind, integrierbar.
Die in Bezug auf die Fahrzeughochachse z obere und die untere Hälfte der Lagervorrichtung 4 können in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sowohl symmetrisch wie auch mit einer geringen Unsymmethe ausgeführt werden, wobei Lagerunsymmetrien der Lagervorrichtung 4 gezielt zur Abstimmung der Lagersteifigkeit in den unterschiedlichen Richtungen nutzbar sind.
Bezuqszeichen
QuerblattfederA, 1 B Endbereich
C, 1 D Bereich
C1 bis 1 C4 Nase
, 3 äußeres Lager
, 5 Lagervorrichtung
Einlegeeinrichtung
A Lagenelement
B Lagenelement
C Lagenelement
C1. 9C2 Winkelendbereich
D Einlegeteil
D1 Ausnehmung
E Anlagefläche
F Aufnahmeeinrichtung
0 Einlegeeinrichtung
0A Lagenelement
0B Lagenelement
0C Lagenelement
0C1 , 10C2 Winkelendbereich
0D Einlegeteil
0D1 Ausnehmung
0E Anlagefläche
0F Aufnahmeeinrichtung
1 Oberfläche der Querblattfeder1 A, 1 1 B Auflagefläche
1 C, 11 D Ausnehmung der Querblattfeder4 neutrale Faser
0 Lagerau ßenschaleneinrichtung 31 Lagerringelement
32A, 32B Lasche
33A, 33B Bohrung
34 Zentrierbereich
35 oberes Spannelement
35A, 35B Spannelement
36 unteres Spannelement
36A, 36B Spannelement
37A, 37B Bohrung
38A, 38B Bohrung
39 Platte
40 Schulter
41 Nut
42 Sicherungsring
43 Spitzen
100A bis 100E Rippe
1 1 1 Oberseite der Querblattfeder
1 12 Unterseite der Querblattfeder
1 13, 1 14 Seitenfläche der Querblattfeder
1 15, 1 16 Randbereich der Querblattfeder
200A bis 200D Rille
E3 bis E10 Schnittebene
X Fahrzeuglängsrichtung y Fahrzeugquerrichtung
Z Fahrzeughochrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Lagervorrichtung (4, 5) für eine Querblattfeder (1 ), die im Bereich einer Fahrzeugachse eines Fahrzeuges montierbar ist, mit einer Lageraußen- schaleneinrichtung (30) und mit von der Lageraußenschaleneinrichtung (30) zumindest bereichsweise umgriffenen Einlegeeinrichtungen (9, 10), die jeweils wenigstens zwei Lagenelemente (9A, 9B, 9C und 1 OA, 1 OB, 10C) mit unterschiedlicher Steifigkeit aufweisen, wobei die Einlegeeinrichtungen (9, 10) in montiertem Zustand jeweils zwischen der Lageraußenschaleneinrichtung (30) und der Querblattfeder (1 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraußenschaleneinrichtung (30) ein einteiliges Lagerringelement (31 ) um- fasst und die Einlegeeinrichtungen (9, 10) über Spannelemente (35, 36; 35A, 35B, 36A, 36B) zumindest kraftschlüssig mit dem Lagerringelement (31 ) und der Querblattfeder (1 ) in Wirkverbindung bringbar sind.
2. Lagervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (35, 36; 35A, 35B, 36A, 36B) mit zumindest einem wenigstens annähernd keilförmigen Bereich ausgebildet sind, der jeweils zwischen den Einlegeeinrichtungen (9, 10) und der Querblattfeder (1 ) und/oder zwischen den Einlegeeinrichtungen (9, 10) und dem Lagerringelement (31 ) anordenbar ist.
3. Lagervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils wenigstens ein Teil der Spannelemente (35, 36) zur Erzeugung einer spannelementseitigen Vorspannkraft auf die Einlegeeinrichtungen (9, 10) und die Querblattfeder (1 ) mit dem Lagerringelement (31 ) in Wirkverbindung bringbar ist und die Vorspannkraft an einer Schulter (40) des Lagerringelementes (31 ) abstützbar ist.
4. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerringelement (31 ) über Verbindungsbereiche (32A. 32B) fahrzeugaufbauseitig festlegbar ist.
5. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerringelement (31 ) in montiertem Zustand in einem Fahrzeugaufbau zugewandten Anlagebereich mit einem mit einem fahrzeug- aufbauseitigen Zentrierbereich (34) korrespondierenden Zentrierbereich ausgebildet ist.
6. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (35A, 35B, 36A, 36B) über eine mit dem Lagerringelement (31 ) verbindbare Platte (39) in einer die Vorspannkraftkraft erzeugenden Stellung gehalten sind.
7. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (35A, 35B, 36A, 36B) über einen mit dem Lagerringelement (31 ) verbindbaren Sicherungsring (42) in einer die Vorspannkraftkraft erzeugenden Stellung gehalten sind.
8. Lagervorrichtung nach A, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibkoeffizient in definierten Oberflächenbereichen der Spannelemente höher als in anderen Oberflächenbereichen der Spannelemente (35, 36) ist.
9. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (35, 36; 35A, 35B, 36A, 36B) zwischen den mit der höheren Steifigkeit ausgebildeten Lagenelementen (9B, 9C, 10B, 10C) der Einlegeeinrichtungen (9, 10) und der Querblattfeder (1 ) und/oder zwischen dem Lagerringelement (31 ) und den mit der höheren Steifigkeit ausgebildeten Lagenelementen (9B, 9C, 10B, 10C) der Einlegeeinrichtungen (9, 10) anorden- bar sind.
10. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lagenelementen (9A, 9B, 10A, 10B) und der Querblattfeder (1 ) jeweils ein vorzugsweise wenigstens annähernd halbzylindrisch ausgeführtes Einlegeteil (9D, 10D) angeordnet ist, die mit höherer Steifig- keit ausgebildet sind als die mit geringerer Steifigkeit ausgeführten Lagenelemente (9A, 1 OA).
1 1. Lagervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeteile (9D, 10D) in montiertem Zustand zumindest in der Querblattfeder (1 ) zugewandten Anlagenbereichen jeweils mit einer gummielastischen Schutzschicht ausgebildet sind.
12. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die mit niedrigerer Steifigkeit ausgebildeten Lagenelemente Aussparungen aufweisen.
13. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mit höherer Steifigkeit ausgebildeten Lagenelemente wenigstens in den Endbereichen zumindest bereichsweise eine gummielastische Schutzschicht aufweisen.
14. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Einlegeeinrichtungen (9, 10) in einer Auflagefläche (1 1 A, 1 1 B) der Querblattfeder (1 ) zugewandten Anlagefläche (9E, 10E) jeweils mit wenigstens einer Aufnahmeeinrichtung (9F, 10F) ausgeführt ist, in die ein Bereich (1 1 C, 1 1 D) der Querblattfeder (1 ) in montiertem Zustand der Einlegeeinrichtungen (9, 10) eingreift.
15. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mit niedrigerer Steifigkeit ausgebildeten Lagenelemente (9A, 10A) die Querblattfeder (1 ) mit Anschlagbereichen (18A, 19B) in montiertem Zustand in Fahrzeuglängsrichtung (x) und in Fahrzeughochrichtung (z) jeweils zumindest bereichsweise übergreifen, wobei die Anschlagbereiche (18A bis 19B) in der Querblattfeder (1 ) zugewandten Anlagebereichen und/oder in den den Lageraußenschalen (6, 7) zugewandten Anlagebereichen vorzugsweise mit wenigstens annähernd in Fahrzeuglängsrichtung (x) orientierten Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen ausgeführt sind.
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