LU103408B1 - Federsystem für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Federsystems - Google Patents

Federsystem für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Federsystems

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LU103408B1
LU103408B1 LU103408A LU103408A LU103408B1 LU 103408 B1 LU103408 B1 LU 103408B1 LU 103408 A LU103408 A LU 103408A LU 103408 A LU103408 A LU 103408A LU 103408 B1 LU103408 B1 LU 103408B1
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LU
Luxembourg
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spring
washers
spring system
washer
length
Prior art date
Application number
LU103408A
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English (en)
Inventor
Xujun Cheng
Jan-Yves Schrage
Henrik Wüllner
Mike Grillo
Original Assignee
Thyssenkrupp Federn & Stabilisatoren Gmbh
Thyssenkrupp Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04Wound springs
    • F16F1/12Attachments or mountings
    • F16F1/126Attachments or mountings comprising an element between the end coil of the spring and the support proper, e.g. an elastomeric annulus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00Purpose; Design features
    • F16F2230/32Modular design

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es ist ein Federsystem (10) für ein Kraftfahrzeug offenbart, Das Federsystem umfasst: - eine Feder (11) zur Abfederung von Stößen auf das Kraftfahrzeug; - eine Unterlage (13), die an der Feder (11) befestigt ist, wobei die Unterlage (13) wenigstens eine Unterlegscheibe (14) aufweist, durch die eine bestimmte Länge des Federsystems (10) eingestellt ist, wobei die Unterlegscheibe eine Platte mit einer vorgegebenen, unveränderlichen Dicke ist.

Description

230340P00LU
LU103408
Federsystem für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Federsystems
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Federsystem für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines Federsystems. Ein Federsystem ist beispielsweise aus WO 2021/219522 A1 bekannt.
Federsysteme werden üblicherweise für Kraftfahrzeuge eingesetzt, um die
Dämpfung von Stößen sowie Minimierung von Vibrationen und Erschütterungen während der Fahrt zu gewährleisten. Des Weiteren tragen solche Federsysteme, insbesondere bei hoher Fahrgeschwindigkeit, für eine optimierte Fahrdynamik, das heißt für möglichst gleichmäßige Bodenhaftung der Räder und damit insbesondere zur Fahrsicherheit bei.
Federsysteme bestehen im Wesentlichen aus einer Feder, welche die Stöße auf das Kraftfahrzeug abfedert und optional einer Federunterlage, die an der Feder befestigt ist. Die Federunterlage dient insbesondere bei lackierten Federn dem
Schutz der Lackschicht des Endwindungsbereichs der Feder, der am meisten mechanisch beansprucht ist. Die Feder bzw. die Federunterlage liegen auf einem
Federteller im Fahrzeug auf, durch den die auf das Kraftfahrzeug einwirkenden
Kräfte auf das Federsystem übertragen werden.
Bei der Herstellung von Federn treten Toleranzen in Federlänge auf, die die
Federkraft und damit auch die Standhöhe des Kraftfahrzeugs beeinflussen.
Fahrzeughersteller bestellen Federn mit einer bestimmten Federrate und der daraus abgeleiteten Federkraft bei der definierten Federlänge. Diese Federkraft hängt direkt von der Federlänge ab. Allerdings ist die Federlänge aufgrund mehrerer Faktoren nicht exakt vorhersehbar. Zum einen weist der verwendete
Federstahl Schwankungen in seiner Materialfestigkeit auf, zum anderen entstehen während des Herstellungsprozesses Abweichungen, die zu Toleranzen in der
Federlange führen können.
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Das aus der eingangs genannten WO 2021/219522 A1 bekannte Federsystem weist eine Feder, eine Federaufnahme, d.h. Federunterlage, und eine
Zwischenschicht zwischen Feder und Federaufnahme auf. Die Zwischenschicht ist zwischen der Feder und der Federaufnahme angeordnet und verbindet Feder und
Federaufnahme miteinander. In dem genannten Stand der Technik ist die
Zwischenschicht an die Feder geklebt und geht eine andere als eine stoffschlüssige Verbindung mit der Federunterlage ein. Es ist aber auch möglich, dass die Zwischenschicht, insbesondere nach einer entsprechenden
Vorbehandlung der Federunterlage, an der Federunterlage klebt. In diesem Fall stellt die Zwischenschicht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Feder und
Federunterlage her. D.h. die Zwischenschicht klebt die Feder an die
Federunterlage. Prinzipiell ist es möglich, in beiden Fällen die gleiche
Zwischenschicht, d.h. beispielsweise den gleiche Klebstoff zu verwenden, da der
Klebstoff üblicherweise nur an der Federunterlage klebt, wenn diese vorbehandelt ist.
Da die Federlänge die Federkraft und somit die Standhöhe des Kraftfahrzeugs beeinflusst, ist es notwendig, Federn mit ähnlicher Federlänge in Kraftfahrzeugen zu verbauen, um eine gerade Fahrzeuglage zu erreichen. Um dies sicherzustellen, werden die hergestellten Federn nach ihrer Federkraft in sogenannte Lastgruppen sortiert, verpackt und an den Fahrzeughersteller ausgeliefert. Während dies zwar dazu führt, dass jedes einzelne Kraftfahrzeug eine ausgeglichene Standhöhe aufweist, kann es im Vergleich zwischen verschiedenen Kraftfahrzeugen zu unterschiedlichen Standhöhen kommen.
In modernen Kraftfahrzeugen kommen zunehmend Assistenzsysteme zum Einsatz, die Kameras und Sensoren umfassen und vor der Auslieferung jedes
Kraftfahrzeugs aufwändig kalibriert werden müssen. Da die variierenden
Standhöhen der Kraftfahrzeuge den Kalibrierungsprozess beeinflussen, führt dies zu einem erheblichen Mehraufwand für die Fahrzeughersteller.
Aufgabe ist es somit, ein verbessertes Konzept für ein Federsystem eines
Kraftfahrzeugs zu schaffen. Insbesondere liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Federsystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem eine
Längentoleranz der Feder auf einfache und kostengünstige Weise im
Wesentlichen reduzierbar ist. Der Erfindung liegt ferner beispielsweise die
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Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines
Federsystems anzugeben.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Konkret wird die Aufgabe durch ein Federsystem für ein Kraftfahrzeug gelöst, wobei das Federsystem Folgendes umfasst: - wenigstens eine Feder zur Abfederung von Stößen auf das
Kraftfahrzeug; - wenigstens eine Unterlage, die an der Feder befestigt ist, wobei die
Unterlage wenigstens eine Unterlegscheibe aufweist, durch die eine bestimmte Länge des Federsystems eingestellt ist, wobei die
Unterlegscheibe eine Platte mit einer vorgegebenen, unveränderlichen
Dicke ist.
Die Erfindung hat verschiedene Vorteile.
So ist bei dem erfindungsgemäßen Federsystem die Länge des Federsystems derart eingestellt oder einstellbar, dass eine Längentoleranz der Feder einfach und kostengünstig reduziert oder sogar im Einzelfall zur Gänze ausgleichbar ist.
Daraus resultiert vorteilhaft, dass mehrere der Federsysteme auf dieselbe Länge innerhalb eines Toleranzbereichs einstellbar sind. Der Toleranzbereich wird durch die Dicke der dünnsten zur Verfügung stehenden Unterlegscheibe bestimmt. Bei
Verwendung der aufeinander längenabgestimmten Federsysteme in einem
Kraftfahrzeug werden Standhöhenunterschiede reduziert, was zur Reduzierung eines Kalibrieraufwands für, insbesondere kamerabasierte und sensorbasierte,
Assistenzsysteme führt. Insbesondere kann auch eine Höhenangleichung aller
Kraftfahrzeuge eines Typs oder einer Plattform erfolgen.
Zur Längeneinstellung des erfindungsgemäßen Federsystems wird wenigstens eine Unterlage, die wenigstens eine Unterlegscheibe ist oder diese aufweist, an der Feder befestigt. Die Unterlegscheibe ist eine Platte mit einer vorgegebenen,
230340P00LU LU103408 4 unveränderlichen Dicke. Die Dicke der Unterlegscheibe wird insbesondere axial, d.h. senkrecht zum Federteller, gemessen. Die Längeneinstellung des
Federsystems erfolgt vorzugsweise definiert, d.h. auf eine bestimmte Länge.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine einfache und kostengünstige Bauweise aus. Für die Längeneinstellung des Federsystems ist die wenigstens eine
Unterlegscheibe ausreichend, um bestimmte Längen des Federsystems einzustellen. Das Federsystem ist damit wesentlich einfacher aufgebaut, als bisherige Federsysteme mit Längeneinstellung und entsprechend kostengünstig.
Die günstigen Herstellungskosten der Unterlegscheibe ergeben sich beispielsweise im Vergleich zu einer höhenveränderlichen Unterlage wie z.B. einem Balg der aufblasbar bzw. mit einem Füllmittel verfüllbar ist, um die Dicke der Unterlage einzustellen. Als Unterlegscheibe wird eine Platte mit einer vorgegebenen, unveränderlichen Dicke bezeichnet. Als Dicke wird die axiale Ausdehnung der
Unterlegscheibe bezogen auf die Achse, die senkrecht zum Federteller, d.h. dem
Auflagebereich im Fahrzeug, verläuft .
Das Federsystem ist vorzugsweise als ein modulares Federsystem gebildet, bei dem die Unterlage mehrere, insbesondere eine beliebige Anzahl an,
Unterlegscheiben aufweisen kann, um die Länge der Feder und somit des gesamten Federsystems einzustellen. D.h. insbesondere ist die Unterlage modular ausgebildet. Die Unterlegscheiben können einzeln ausgetauscht oder um weitere
Unterlegscheiben ergänzt werden, um die der Federlänge und somit die
Gesamtlänge des Federsystems einzustellen. Dies hat den Vorteil, dass die
Unterlegscheiben hinzugefügt oder entfernt werden können, so dass eine einfache Anpassung der Länge des Federsystems ermöglicht ist.
Das Federsystem kann auf einer Auflage im Fahrzeug, einem Federteller, aufliegen. Die Feder kann sich auf dem Federteller abstützen. Hierzu liegt ein axiales Ende des Federsystems auf dem Federteller auf. Der Federteller dient zur
Übertragung der auf das Kraftfahrzeug wirkenden Kräfte auf das Federsystem.
Die Feder federt die Stöße auf das Kraftfahrzeug ab. Die Feder nimmt bspw. die
Kräfte auf, die über den Untergrund auf das Kraftfahrzeug einwirken.
Vorzugsweise kommt als Feder eine zylindrische Schraubenfeder zum Einsatz.
Alternativ kann als Feder eine Kegelfeder, eine Bananenfeder mit außermittigem
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Kraftdurchstoßpunkt, eine superprogressive Feder, eine Tonnenfeder oder eine
Miniblock-Feder zur Anwendung kommen.
Bevorzugt kommt das erfindungsgemäße Federsystem in einem Fahrwerk eines
Kraftfahrzeugs zum Einsatz. Andere Anwendungsfälle sind möglich. 5 Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorzugsweise weist die Unterlage mehrere Unterlegscheiben, insbesondere wenigstens zwei Unterlegscheiben, insbesondere wenigstens drei
Unterlegscheiben, insbesondere wenigstens vier Unterlegscheiben, auf, wobei die
Unterlegscheiben ein Scheibenpaket bilden. Die Anzahl der Unterlegscheiben ist an die erforderliche Länge des Federsystems anpassbar. Die Länge des
Federsystems ist durch die Anzahl an Unterlegscheiben einstellbar. Das
Scheibenpaket wird auch als Stapel bezeichnet. Zur Bildung des Scheibenpakets können die Unterlegscheiben an beiden Seiten jeweils zueinander korrespondierende Verbindungspartner, beispielsweise einen Vorsprung und eine dazu passende Aussparung, aufweisen. So kann eine erste Unterlegscheibe mit einem ersten Verbindungspartner auf der ersten Seite eine Verbindung mit einer zweiten Seite einer zweiten Unterlegscheibe verbunden werden, wobei die zweiten Seite der zweiten Unterlegscheibe einen zweiten, zu dem ersten
Verbindungspartner korrespondierender, Verbindungspartner aufweist. Ferner ist es möglich, dass die Federunterlage ebenfalls einen Verbindungspartner aufweist, in den ein korrespondierender Verbindungspartner einer Unterlegscheibe einrasten kann. Es ist aber auch möglich, die Unterlegscheibe(n) ohne zusätzliche
Verbindung zu der Federunterlage oder mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, also beispielsweise durch Kleben, mit der Federunterlage zu verbinden.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Federn und somit Federsysteme mit solchen Federn mit einer Längentoleranz von +/- 5 mm herstellbar sind. Bei dem erfindungsgemäßen Federsystem ermöglicht ein Hinzufügen von einer oder mehreren Unterlegscheiben das Einhalten einer Längentoleranz von beispielsweise +/- 1 mm. Dadurch ist das erfindungsgemäße Federsystem im
Wesentlichen auf eine vorbestimmte Länge innerhalb einer geringen
Längentoleranz einstellbar. Das Scheibenpaket ermöglicht eine kompakte und
230340P00LU LU103408 6 platzsparende Bauweise. Die Unterlegscheiben bilden vorteilhafterweise ein
Scheibenpaket, was den Einbau und die Handhabung des Federsystems vereinfacht wenn mehr als eine Unterlegscheibe hinzugefügt werden muss.
Bevorzugt sind die Unterlegscheiben zur Bildung des Scheibenpakets formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere durch Stecken, miteinander verbunden. Unter Stecken ist ein Verbinden zweier Unterlegscheiben zu verstehen, wobei eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung besteht. Dies hat den Vorteil, dass durch Stecken einfach und schnell eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung erreicht wird. Die
Unterlegscheiben werden durch ihre geometrische Form und Passgenauigkeit fest miteinander verbunden, so dass auf zusätzliche Verbindungselemente wie
Schrauben oder Bolzen verzichtet werden kann. So wird ferner eine einfache
Montage des Federsystems erreicht. Da die Unterlegscheiben zur Bildung des
Scheibenpakets durch Stecken formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden werden, können andere Verbindungsarten, die zu Schäden am Federsystem führen würden, entfallen.
Vorzugsweise weist eine erste Unterlegscheibe Aussparungen auf, um eine zweite
Unterlegscheibe aufzunehmen, die Vorsprünge aufweist, die in die Aussparungen, beispielsweise Hinterschneidungen, der ersten Unterlegscheibe passen. Die zweite
Unterlegscheibe kann so angeordnet werden, dass die Vorsprünge in die
Aussparungen der ersten Unterlegscheibe eingesteckt werden können. Die Form beider Unterlegscheiben ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie ineinander passen. Beim Steckvorgang gleiten vorzugsweise die Vorsprünge der zweiten
Unterlegscheibe in die entsprechenden Aussparungen der ersten Unterlegscheibe.
Vorzugsweise weisen die Unterlegscheiben der Unterlage jeweils eine gleiche oder unterschiedliche Dicke, insbesondere eine Dicke von wenigstens 1 mm auf.
Durch eine geringe Dicke weist das Federsystem eine hohe Flexibilität auf, was insbesondere für die Längeneinstellung des Federsystems von Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich für die Handhabung, da vorab eine Vielzahl von
Scheibenpaketen mit unterschiedlicher Anzahl von Unterlegscheiben vorbereitbar sind. Bspw. können Scheibenpakete einer, zwei, drei, usw. Unterlegscheiben in einem Magazin gelagert und einem Montagepersonal oder einem Roboter zur
Entnahme und zum Einsetzen unter die Feder bzw. die Federunterlage
230340P00LU LU103408 7 bereitgestellt werden. Dadurch werden Zeit und Kosten eingespart. Insbesondere reicht ein (Spritzgieß-) Werkzeug zur Herstellung der Unterlegscheiben aus, wenn die Unterlegscheiben alle gleich sind und unterschiedliche Längendifferenzen durch Aggregation, d.h. Bilden eines Scheibenpakets, ausgeglichen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Unterlegscheiben aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Derartige Materialien besitzen eine hohe
Dehnbarkeit. Für die Herstellung der Unterlegscheiben kann folglich aus einer
Vielzahl an Kunststoffmaterial jenes ausgewählt werden, das die gewünschten
Eigenschaften für den jeweiligen Anwendungsbereich aufweist. Das
Kunststoffmaterial ermöglicht es einerseits eine besonders dünne Unterlegscheibe herzustellen. Andererseits weist das Kunststoffmaterial in sich bereits eine erhöhte Flexibilität auf, so dass eine gewisse Flexibilität der Unterlegscheibe als solche erreicht wird.
Vorzugsweise weist die Federunterlage eine Auflagefläche auf, die eine
Zusammensetzung umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von Gummi, insbesondere Kautschuk und/oder Naturkautschuk, Polyurethan,
Verbundwerkstoff, insbesondere Faserverbundwerkstoff, beispielsweise Kohle-
Faser-Kunststoff, Glasfaserkunststoff oder einer Kombination hiervon.
Beispielsweise umfasst die Federunterlage eine Kombination aus Gummi und
Kunststoff. Das heißt, die Federunterlage kann aus diesen Materialien herstellt sein oder diese aufweisen.
Bevorzugt weist die Federunterlage wenigstens ein Einlegeelement auf, das als ein integraler Bestandteil der Federunterlage ausgebildet ist. Als integraler
Bestandteil im Sinne der vorliegenden Erfindung wird verstanden, dass das
Einlegeelement nicht ohne Beschädigung oder Zerstörung aus der Federunterlage entfernbar ist.
Das Einlegeelement kann aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass das Einlegeelement gegenüber Feuchtigkeit und Korrosion beständig ist. Das Einlegeelement schützt daher das Federsystem vor Korrosion und verlängert die Lebensdauer. Kunststoff kann leicht in verschiedene Formen und Designs gebracht werden. Dies ermöglicht die Herstellung von komplexen
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Geometrien und maßgeschneiderten Einlegeelementen, die speziell auf die
Anforderungen des Federsystems abgestimmt sind.
In Ausführungsbeispielen weist eine Verbindung zwischen der Federunterlage und der Feder die Abwesenheit einer stofflichen Verbindung (d.h. einer stoffschlissigen Verbindung) auf. Insbesondere ist die Verbindung zwischen der
Federunterlage und der Feder eine formschlüssige Verbindung und/oder eine kraftschlüssige Verbindung. Dies hat den Vorteil, dass eine Oberfläche der
Federunterlage nicht für das Kleben mit einem Klebstoff vorbereitet werden muss.
Üblicherweise ist das Material der Federunterlage nicht dazu geeignet, unmittelbar mit einem Klebstoff geklebt zu werden. Um das Material kleben zu können, muss dieses vorbereitet, beispielsweise aufgeraut werden.
Nach einem nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei Federsystemen der vorstehend genannten Art, wobei die
Unterlage des jeweiligen Federsystems durch die wenigstens eine Unterlegscheibe oder mehrere Unterlegscheiben derart angepasst ist, dass beide Federsysteme dieselbe Länge aufweisen, um eine bestimmte Standhöhe des Kraftfahrzeugs einzustellen bzw. Standhöhenunterschiede auszugleichen.
Hierzu wird auf die im Zusammenhang mit dem Federsystem erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus kann das Federsystem alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf das Federsystem genannter Merkmale aufweisen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Federsystems.
Zunächst werden eine Feder und optional eine Federunterlage als Teil einer
Unterlage für ein Federsystem bereitgestellt. Daraufhin wird die Feder an der
Federunterlage befestigt, wenn die Federunterlage vorhanden ist. In einem nächsten Schritt wird eine Ist-Länge des Federsystems gemessen. In einem weiteren Schritt wird die Differenzlänge zwischen einer vorbestimmten Soll-Länge des Federsystems und der gemessenen Ist-Länge des Federsystems bestimmt.
Anschließend wird eine Anzahl von Unterlegscheiben bestimmt, um die
Differenzlänge im Wesentlichen, wobei mindestens die Hälfte der Dicke der dünnsten Unterlegscheibe notwendigerweise als Differenzlänge verbleibt. Die
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Unterlegscheiben können an der Feder oder wenn vorhanden der Federunterlage befestigt werden.
Ebenso ist eine Änderung der Reihenfolge der Verfahrensschritte möglich, so dass zunächst die Längenmessung der Feder selbst erfolgt. Anschließend wird die
Feder mit der Federunterlage (wenn vorhanden) verbunden und, sofern notwendig, auf der der Feder abgewandten Seite der Federunterlage eine, in
Abhängigkeit der gemessenen Federlänge, definierte Anzahl von Unterlegscheiben befestigt. Das Befestigen der Unterlegscheiben ist auch vor dem Befestigen der
Federunterlage an der Feder möglich. Zur Montage im Fahrzeug wird der so gebildete Stapel aus Feder und Unterlage, d.h. den Unterlegscheiben und optional der Federunterlage, auf dem Federteller im Fahrzeug platziert.
Um die Ist-Länge des Federsystems zu messen, werden vorzugsweise ein
Kraftwert und eine Federrate bestimmt. Der Kraftwert beschreibt die Kraft, die auf die Feder ausgeübt wird, entweder in Druck- oder Zugrichtung, je nach
Federart. Hierzu kann die Feder in eine Prüfmaschine eingesetzt werden. Auf die
Feder wird eine Kraft ausgeübt und diese durch integrierte Sensoren gemessen.
Die Federrate (auch Federkonstante genannt) beschreibt, wie viel Kraft nötig ist, um die Feder um eine bestimmte Länge zu verformen. Bspw. wird die Kraft bei einer bestimmten Federlänge gemessen. Daraufhin wird die Feder um einen definierten Betrag weiter komprimiert oder gedehnt, und die entsprechende Kraft erneut gemessen. Die Federrate wird anschließend aus dem Verhältnis der
Kraftänderung zur Längenänderung berechnet. Anschließend werden vorzugsweise der gemessene Kraftwert und die gemessene Federrate erfasst und gespeichert.
Vorzugsweise wird anhand des gemessenen Kraftwertes und der gemessenen
Federrate die Abweichung zur Soll-Länge des Federsystems bestimmt, wobei die
Abweichung der Differenzlänge zwischen der vorbestimmten Soll-Länge des
Federsystems und der gemessenen Ist-Länge des Federsystems entspricht. Je nach Abweichung der Federkraft und dementsprechend der Federlänge, wird die passende Unterlage bzw. das passende Scheibenpaket der zu montierenden Feder zugeordnet.
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Bevorzugt werden die passende Unterlage bzw. das passende Scheibenpaket manuell oder automatisiert an der der Feder gegenüberliegenden Seite der
Federunterlage angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann, vor dem Einbringen der passenden Unterlage, in einen Kanal der ausgewählten Unterlage ein
Klebstoff eingebracht werden. Anschließenden wird vorzugsweise durch eine
Laservermessung die richtige Montage der Unterlage und der richtige
Toleranzbereich der Federlänge sichergestellt.
Im Hinblick auf das Verfahren wird auf die im Zusammenhang mit dem
Federsystem erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus kann das Verfahren alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in
Bezug auf das Federsystem genannter Merkmale aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Federsystem ausgestaltet sein kann.
In diesen zeigen,
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Federsystems nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Federsystems gemäß Fig. 1.
Nachfolgend werden für gleiche oder gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Federsystems 10 umfassend eine Feder 11 zur Abfederung von Stößen auf das Kraftfahrzeug und eine Unterlage 13 mit einer optionalen Federunterlage 12 sowie einer
Unterlegscheibe 14.
In Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Feder 11 als eine Schraubenfeder ausgebildet. Andere Federarten sind möglich. Die in Fig. 1 gezeigte Unterlage 13
230340P00LU LU103408 11 umfasst die Federunterlage 12 und eine Unterlegscheibe 14. Die Unterlegscheibe 14 ist an einer der Feder 11 gegenüberliegenden Seite angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Feder 11eine Unterlage 13 mit einer Federunterlage 12 und zwei
Unterlegscheiben 14. Die Darstellung von zwei Unterlegscheiben 14 ist rein beispielhaft gewählt. Die Zahl der zu verwendenden Unterlegscheiben ergibt sich durch eine Differenzlänge zwischen einer Ist- und einer Soll-Länge der Feder 11 bzw. de Federsystems 10. Durch die Unterlegscheiben 14 ist eine bestimmte
Länge des Federsystems 10 eingestellt.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, bilden die Unterlegscheiben 14 ein Scheibenpaket. Die
Anzahl der Unterlegscheiben 14 ist an die erforderliche Länge des Federsystems 10 angepasst. Die Länge des Federsystems 10 ist durch die Anzahl an
Unterlegscheiben 14 eingestellt.
Gemäß Fig. 2 weist das Federsystem 10 zwei Unterlegscheiben 14 auf. Das
Federsystem 10 ist durch zwei Unterlegscheiben 14 auf eine gewünschte Länge eingestellt. Alternativ können weitere Unterlegscheiben 14 hinzugefügt werden.
Die Unterlegscheiben 14 sind zur Bildung des Scheibenpakets formschlüssig, insbesondere durch Stecken miteinander verbunden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist eine erste Unterlegscheibe 14 Aussparungen 17 auf, um eine zweite
Unterlegscheibe 14 aufzunehmen, die die Vorsprünge 18 aufweist, die in die
Aussparungen 17 der ersten Unterlegscheibe 14 passen. Die zweite
Unterlegscheibe 14 ist so angeordnet, dass die Vorsprünge 18 in die
Aussparungen 17 der ersten Unterlegscheibe 14 eingesteckt sind. Es ist möglich, dass die Aussparung 17 und der Vorsprung 18 lateral einen Formschluss bilden.
Axial kann die Aussparung 17 und der Vorsprung 18 einen Kraftschluss bilden.
Ebenso ist es möglich, dass die Aussparung 17 eine Hinterschneidung aufweist, in die der Vorsprung 18 einrastet, so dass auch axial ein Kraftschluss gebildet wird.
Die Unterlegscheibe(n) 14 können wie in Fig. 2 dargestellt (ohne mechanische
Verbindung) zwischen Federteller und Feder bzw. Federunterlage eingelegt werden. Vorteilhafterweise sind die Unterlegscheiben, insbesondere die der
Federunterlage bzw. der Feder zugewandte Unterlegscheibe, mit der Feder bzw. der Federunterlage bevorzugt kraftschlüssig oder formschlüssig, alternativ auch
230340P00LU
LU103408 12 stoffschlüssig, verbunden. Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den
Unterlegscheiben soll vermieden werden, da dies das Herstellungsverfahren aufwendiger gestaltet.
Gemäß Fig. 2 weisen die Unterlegscheiben 14 der Unterlage 13 jeweils eine unterschiedliche Dicke auf. Die erste (in der Figur obere) Unterlegscheibe 14, welche mit der Federunterlage 12 in direktem Kontakt steht, weist eine geringere
Dicke auf als die zweite (in der Figur untere) Unterlegscheibe 14. Bevorzugt können die Unterlegscheiben 14 der Unterlage 13 jeweils eine gleiche Dicke, insbesondere eine Dicke von wenigstens 1 mm, aufweisen (nicht dargestellt).
Durch die ausschließliche Verwendung von gleichen Unterlegscheiben werden die
Herstellungskosten reduziert.
In Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Unterlegscheiben aus einem
Kunststoffmaterial gebildet. Alternativ ist es möglich, dass die Unterlegscheiben 14 aus einem anderen Material gebildet sind.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Federunterlage 12 eine Auflagefläche 15 für die
Feder aufweist. Des Weiteren weist die Federunterlage 12 optional ein
Einlegeelement 16 auf. In Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist das
Einlegeelement 16 als ein integraler Bestandteil der Federunterlage 12 ausgebildet und aus einem Kunststoffmaterial gebildet.
Das Federsystem 10 ist beispielhaft auf einem Federteller 19 angeordnet, der üblicherweise Teil des Fahrzeugs und somit nicht Teil des Federsystems ist. D.h., zur Montage wird das Federsystem 10 auf den Federteller 19 aufgelegt.
Bezugszeichenliste 10 Federsystem 11 Feder 12 Federunterlage 13 Unterlage 14 Unterlegscheiben 15 Auflagefläche der Federunterlage 12 16 Einlegeelement
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LU103408 13 17 Aussparung 18 Vorsprung 19 Federteller

Claims (13)

230340P00LU LU103408 14 Ansprüche
1. Federsystem (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: - eine Feder (11) zur Abfederung von Stößen auf das Kraftfahrzeug; - eine Unterlage (13), die an der Feder (11) befestigt ist, wobei die Unterlage (13) wenigstens eine Unterlegscheibe (14) aufweist, durch die eine bestimmte Länge des Federsystems (10) eingestellt ist, wobei die Unterlegscheibe eine Platte mit einer vorgegebenen, unveränderlichen Dicke ist.
2. Federsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (13) mehrere Unterlegscheiben (14), insbesondere wenigstens zwei Unterlegscheiben (14), insbesondere wenigstens drei Unterlegscheiben (14), insbesondere wenigstens vier Unterlegscheiben (15), aufweist, wobei die Unterlegscheiben (14) ein Scheibenpaket bilden.
3. Federsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheiben (14) zur Bildung des Scheibenpakets formschlüssig, insbesondere durch Stecken, miteinander verbunden sind.
4. Federsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheiben (14) der Unterlage (13) jeweils eine gleiche oder unterschiedliche Dicke, insbesondere eine Dicke von wenigstens 1 mm, aufweisen.
5. Federsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheiben (14) aus einem Kunststoffmaterial gebildet sind.
6. Federsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (13) eine Federunterlage (12) aufweist, wobei die
230340P00LU LU103408 15 Federunterlage zwischen der Feder (11) und der Unterlegscheibe (14) angeordnet ist.
7. Federsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federunterlage (12) eine Zusammensetzung umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von Gummi, insbesondere Kautschuk und/oder Naturkautschuk, Polyurethan, Verbundwerkstoff, insbesondere Faserverbundwerkstoff, beispielsweise Kohle-Faser-Kunststoff, Glasfaserkunststoff oder einer Kombination hiervon.
8. Federsystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federunterlage (12) wenigstens ein Einlegelement (16) aufweist, das als ein integraler Bestandteil der Federunterlage (12) ausgebildet ist.
9. Federsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegelement (16) aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.
10. Federsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Verbindung zwischen der Federunterlage (12) und der Feder (11) die Abwesenheit einer stofflichen Verbindung aufweist.
11. Federsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Verbindung zwischen der Federunterlage (12) und der Feder (11) eine formschlüssige Verbindung und/oder eine kraftschlüssige Verbindung ist.
12. Kraftfahrzeug umfassend wenigstens zwei Federsysteme (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterlage (13) des jeweiligen Federsystems (10) durch die wenigstens eine Unterlegscheibe (14) oder mehrere Unterlegscheiben (14) derart angepasst ist, dass beide Federsysteme (10) die selbe Länge aufweisen, um eine bestimmte Standhöhe des Kraftfahrzeugs einzustellen.
230340P00LU LU103408 16
13. Verfahren zum Herstellen eines Federsystems (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer Feder (11); - Messen einer Ist-Länge des Federsystems (10) oder der Feder (11); - Bestimmen der Differenzlänge zwischen einer vorbestimmten Soll- Länge des Federsystems (10) bzw. der Feder (11) und der gemessenen Ist-Länge des Federsystems (10) bzw. der Feder (11); und - Bestimmen einer Anzahl von Unterlegscheiben (14) um die Differenzlänge im Wesentlichen auszugleichen; und - Befestigen einer Unterlage (13) umfassend die vorher bestimmte Anzahl von Unterlegscheiben (14) an der Feder (11).
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