WO2011160666A1 - Pendelfederung - Google Patents

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WO2011160666A1
WO2011160666A1 PCT/EP2010/007294 EP2010007294W WO2011160666A1 WO 2011160666 A1 WO2011160666 A1 WO 2011160666A1 EP 2010007294 W EP2010007294 W EP 2010007294W WO 2011160666 A1 WO2011160666 A1 WO 2011160666A1
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WO
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vehicle
pendulum suspension
spring body
bearing
transverse direction
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PCT/EP2010/007294
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Mierisch
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Daimler Ag
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Publication date
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    • B60G2300/0262—Multi-axle trucks

Definitions

  • the invention relates to a pendulum suspension, according to the preamble of claim 1.
  • Pendulum springs are different from the automotive industry
  • Embodiments known. They are used, in particular, in heavy commercial vehicles with more than one driven axle.
  • Pendulum suspensions are three- or four-axle semitrailer tractors or trucks with tipping bodies with two rear drive axles.
  • the two drive axles are supported per vehicle side on only one in the vehicle longitudinal direction aligned leaf spring package.
  • one of the drive axles is attached to the front in the direction of travel and one at the rear end of the respective leaf spring package.
  • the leaf spring package itself is in each case usually fastened with tension straps to a bearing bracket, which is pivotably connected to the support structure of the towing vehicle about an axis pointing in the vehicle transverse direction.
  • Particularly large road bumps in the vehicle longitudinal direction can be compensated by this arrangement via a tilting movement of the pendulum spring in the front or rear direction.
  • Pendulum springs cause a very uniform road pressure pressure successively arranged drive wheels, which has a positive effect on the traction of the commercial vehicle.
  • the pendulum suspension has a spring assembly of four stacked steel leaf springs, which in the installed position substantially in
  • the spring assembly is attached by means of clamps and a clamping plate to a bearing bracket, which is a in
  • Vehicle transverse direction pointing axis of rotation is pivotally connected to the side member. Seen in the vehicle longitudinal direction is one of the two vehicle axles before and second supported behind the axis of rotation in the vehicle vertical direction on the spring assembly. The axis of rotation runs below the spring assembly through a pivot bearing in the bearing bracket.
  • the proposed pendulum suspension is expensive in their production. Their assembly is also complex and time consuming. An installation of the proposed pendulum suspension requires a very large amount of space. The heavy weight of this pendulum suspension also has a negative effect on the fuel consumption and the payload of the commercial vehicle.
  • a pendulum suspension with the features of claim 1 for a motor vehicle is proposed, which has a support structure component and at least two pointing in the vehicle transverse direction and spaced from each other in the vehicle longitudinal direction vehicle axes.
  • vehicle axles are in particular suspension axles in rigid axle construction - preferably drive axles - to understand.
  • the use of a pendulum suspension is usually only useful in conjunction with rigid axles.
  • the pendulum suspension comprises an approximately rod-shaped, elastically bendable transversely to its central longitudinal axis spring body.
  • components whose longitudinal extent is large in comparison to their other dimensions are referred to as "rod-shaped". These include, for example, flat bars or else
  • the proposed spring body extends in installation position in
  • a vehicle axle Seen in the vehicle longitudinal direction, a vehicle axle is supported in front of the vehicle and a further vehicle axle behind the axis of rotation in the vehicle vertical direction on the spring body.
  • the spring body encloses the axis of rotation in
  • An advantage of the proposed solution is, inter alia, the elimination of some components known from the prior art pendulum suspension. For example, on clamping bracket, bearing stool and Are omitted clamping plates, which significantly reduces the weight of the pendulum suspension, component costs and assembly costs.
  • the proposed pendulum suspension over known solutions a considerable space savings, which can be achieved inter alia by the integration of a bearing function in the spring body.
  • a support member mounted on the bearing block is provided with a bearing pin, wherein the bearing pin arranged with its central longitudinal axis in the vehicle transverse direction and - viewed in the vehicle transverse direction - is at least partially enclosed by the spring body.
  • the bearing pin arranged with its central longitudinal axis in the vehicle transverse direction and - viewed in the vehicle transverse direction - is at least partially enclosed by the spring body.
  • One possible embodiment is, for example, a design of the spring body in the region of the bearing journal as a bearing sleeve correlating with this.
  • the central longitudinal axis of the journal coincides with the axis of rotation.
  • the proposed embodiment provides a particularly simple way to support the spring body orthogonal to the axis of rotation.
  • proposed embodiment can also load change-related
  • the spring body is connected via a bearing element with the bearing block.
  • the Bearing element is, for example, as a sliding bearing in the form of a bearing bush, as
  • Bearing journals and the spring body - with the help of the bearing body optimized bearing pairing between bearing pin and spring body can be reached.
  • the bearing element is arranged directly, without intermediate components, between the spring body and bearing journals. It is also possible to arrange the spring body - in particular in fiberglass reinforced plastic design - without intermediate element on the journal.
  • the bearing body is elastically deformable.
  • a bearing body is in particular as
  • a particularly cost-effective embodiment variant can be realized by means of an elastomeric body, which on the one hand firmly with the bearing block and
  • a possible embodiment is, for example, designed as a thick-walled hollow cylinder rubber-elastic bearing body whose outer cylindrical surface on the spring body and the inner
  • bearing body is used in the context of its elasticity as a resilient resetting pivot bearing.
  • Such designed pivot bearing represent a particularly cost-effective alternative to sliding or rolling bearings.
  • the bearing element is provided on the outer diameter with positive elements that can be inserted during a manufacturing process in a mold bed for the production of Federkörßers. This allows a simple way of manufacturing the spring body and bearing element in the composite.
  • lie In a further embodiment of the lie
  • the spring body consists essentially of a fiber composite material.
  • the proposed spring body can be realized for example as a plastic injection molded part, wherein a used plastic preferably non-directional mineral or
  • Manufacturing processes are in particular pressure, vacuum or
  • the fiber composite material fibers which are aligned substantially in the longitudinal direction of the spring body.
  • the use of oriented fibers allows a force flow oriented orientation of the fibers.
  • the spring body according to the invention occur - due to in the installed position mainly in the vehicle vertical direction acting on him bending loads - essentially tensile and compressive stresses in the direction of its central longitudinal axis. Aligned in the central longitudinal direction of the spring body,
  • reinforcing fibers allow a particularly weight-optimized design of the pendulum suspension. This development allows a desired spring effect with minimal use of material. The weight reduction achievable in this way has a reducing effect on the fuel consumption of the motor vehicle.
  • a motor vehicle with a pendulum suspension according to claim 7 is also proposed.
  • the motor vehicle is preferably a lorry or a towing vehicle of a semi-trailer.
  • the advantages described for the proposed pendulum suspension arise mutatis mutandis for the motor vehicle. Further advantageous embodiments of the pendulum suspension arise from
  • Fig. 1 shows a portion of a motor vehicle with an embodiment of the suspension suspension according to the invention
  • Fig. 2 shows an enlarged section of the pendulum suspension according to Figure 1 in
  • Figure 1 shows a portion of a motor vehicle 2 not shown here with a pendulum suspension 4 according to the invention, a support structure component 6 in the form of a frame longitudinal member and two pointing in the vehicle transverse direction vehicle axles 8a and 8b.
  • the coordinate system shows the x-direction in
  • the pendulum suspension 4 essentially comprises a bearing block 10 fastened to the support structure component 6, a spring body 12 pivotably articulated thereto via a pivot bearing 15 about an axis of rotation 14 pointing in the vehicle transverse direction, and two spring saddles 5a and 5b.
  • the spring saddles 5a and 5b are fastened to the viewer's facing ends of the vehicle axles 8a and 8b via clamping means 7a and 7b, respectively, and are supported at the ends of the spring body 12 in the vehicle vertical direction with the aid of spherical bearings 9a and 9b.
  • a cylindrical bearing journal 16 (see also FIG. 2) -shown here as a circular dashed line-is firmly connected to the bearing block 10 at one of its end faces.
  • the bearing pin 16 protrudes from the bearing block 10 to - seen in the direction of travel F - left
  • the spring body 12 forms in the region of
  • the spring body 12 is fixed to the bearing block 10.
  • the spring body 12 is essentially made of a weight-optimized composite material.
  • the bearing cap 12 can be omitted and replaced by a central nut with disc. This embodiment simplifies the
  • the pendulum suspension 4 shown here is characterized - compared to conventional spring packs by a particularly low space requirement. Moreover, the pendulum suspension 4 has a significantly reduced weight compared to known solutions, which is particularly true with regard to the lowest possible
  • Pendulum springs usual components, such as a cast-iron bearing stool, clamp or clamping plates omitted in the proposed arrangement completely.
  • a significant advantage over known solutions is also a much more precise guidance of the rotational movement of the spring body 12 about the rotation axis 14. This is mainly due to a reduced structural complexity of the pendulum suspension 4 and a significantly lower number of relatively movable components.
  • load change-related load change-related
  • opposite side of the motor vehicle 2 is a second - compared to the
  • Pendulum suspension 4 arranged symmetrically to the x-z plane pendulum suspension. It is attached to a second support structure component of the motor vehicle 2, which is not visible here and also mirrored to the support structure component. At the second pendulum suspension, the two ends of the vehicle axles 8a and 8b facing away from the viewer are supported analogously to the visible side of the vehicle.
  • FIG. 2 shows a partial region of the pendulum suspension 4 according to FIG. 1.
  • the x, y and z directions are aligned analogously to FIG. Shown is an orthogonal to the axis of rotation 14 applied profile section of the pivot bearing 15.
  • the bearing pin 16 and the bearing sleeve 17 are arranged approximately concentric to each other.
  • a bearing element 18 is as
  • the bearing element 18 consists essentially of a rubber-elastic material. It lies with its outer cylindrical surface on the
  • the pivot bearing 15 represents a particularly cost-effective alternative to otherwise conventional sliding or rolling bearings.
  • the bearing element 18 is in each case fixedly connected to the bearing block 16 and to the spring body 12.
  • the bearing element 18 acts as a resilient resetting torsion spring in the context of its elasticity.
  • Spring body 12 relative to the bearing pin 16 is implemented in this embodiment alone on shear movements in the interior of the bearing element 18.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pendelfederung (4) für ein Kraftfahrzeug (2), welches ein Tragstrukturbauteil (6) und mindestens zwei in Fahrzeugquerrichtung weisende und in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Fahrzeugachsen (8a, 8b) umfasst. Dabei weist die Pendelfederung (4) einen in etwa stabförmigen, quer zu seiner Mittellängsachse (A) elastisch biegbaren Federkörper (12) auf. Der Federkörper (12) erstreckt sich in Einbaulage im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und ist um eine in Fahrzeugquerrichtung weisende Drehachse (14) schwenkbar mit dem Tragstrukturbauteil (6) verbunden. In Fahrzeuglängsrichtung gesehen ist eine Fahrzeugachse (8a, 8b) vor und eine weitere Fahrzeugachse (8b, 8a) hinter der Drehachse (14) in Fahrzeughochrichtung am Federkörper (12) abgestützt. Zur aufgabengemäßen Schaffung einer Pendelfeder (4), welche im Hinblick auf ein möglichst geringes Gewicht und auf eine kostengünstige Großserienfertigung weiter verbessert ist, ist vorgesehen, dass der Federkörper (12) die Drehachse (14) in Fahrzeugquerrichtung betrachtet umschließt.

Description

Pendelfederung
Die Erfindung betrifft eine Pendelfederung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Pendelfederungen sind aus der Kraftfahrzeugindustrie in unterschiedlichen
Ausführungsformen bekannt. Sie finden insbesondere bei schweren Nutzfahrzeugen mit mehr als einer angetriebenen Achse Einsatz. Ein typisches Einsatzgebiet für
Pendelfederungen sind drei- oder vierachsige Sattelzugmaschinen oder Lastkraftwagen mit Kippaufbau mit zwei heckseitigen Antriebsachsen. Die beiden Antriebsachsen sind pro Fahrzeugseite an nur jeweils einem in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Blattfederpaket abgestützt. Dabei ist eine der Antriebsachsen am in Fahrrichtung vorderen und eine am hinteren Ende des jeweiligen Blattfederpaketes befestigt. Das Blattfederpaket selbst ist jeweils üblicherweise mit Spannbügeln an einem Lagerschemel befestigt, welcher um eine in Fahrzeugquerrichtung weisende Achse drehbar an der Tragstruktur des Zugfahrzeugs angelenkt ist. Besonders große Fahrbahnunebenheiten in Fahrzeuglängsrichtung können durch diese Anordnung über eine Kippbewegung der Pendelfeder in Front- oder Heckrichtung ausgeglichen werden. Pendelfedern bewirken einen sehr gleichmäßigen Fahrbahnandruck hintereinander angeordneter Antriebsräder, was sich positiv auf die Traktion des Nutzfahrzeugs auswirkt.
Aus der DE 42 23 036 A1 ist eine Pendelfederung bekannt. Sie ist an einem
Nutzfahrzeug mit Längsträgern und zwei in Fahrzeugquerrichtung weisenden und in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandeten Fahrzeugachsen befestigt. Die Pendelfederung weist ein Federpaket aus jeweils vier übereinander angeordneten Stahlblattfedern auf, welche sich in Einbaulage im Wesentlichen in
Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Das Federpaket ist mit Hilfe von Spannbügeln und einer Spannplatte an einem Lagerschemel befestigt, welcher um eine in
Fahrzeugquerrichtung weisende Drehachse schwenkbar mit dem Längsträger verbunden ist. In Fahrzeuglängsrichtung gesehen ist eine der beiden Fahrzeugachsen vor und die zweite hinter der Drehachse in Fahrzeughochrichtung am Federpaket abgestützt. Die Drehachse verläuft unterhalb des Federpaketes durch ein Drehlager im Lagerschemel. Die vorgeschlagene Pendelfederung ist in ihrer Fertigung teuer. Ihre Montage ist überdies komplex und zeitaufwendig. Ein Einbau der vorgeschlagenen Pendelfederung erfordert einen sehr großen Bauraum. Das hohe Gewicht dieser Pendelfederung wirkt sich überdies nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch und die Nutzlast des Nutzfahrzeugs aus.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pendelfederung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche im Hinblick auf ein möglichst geringes Gewicht und auf eine kostengünstige Großserienfertigung weiter verbessert ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Pendelfederung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches ein Tragstrukturbauteil und mindestens zwei in Fahrzeugquerrichtung weisende und in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Fahrzeugachsen aufweist. Unter "Fahrzeugachsen" sind hier insbesondere Fahrwerksachsen in Starrachsbauweise - vorzugsweise Antriebsachsen - zu verstehen. Der Einsatz einer Pendelfederung ist in der Regel nur in Verbindung mit Starrachsen sinnvoll. Die Pendelfederung umfasst einen in etwa stabförmigen, quer zu seiner Mittellängsachse elastisch biegbaren Federkörper. Als "stabförmig" werden hier insbesondere Bauteile bezeichnet, deren Längsausdehnung groß im Vergleich zu ihren übrigen Abmessungen ist. Dazu gehören beispielsweise Flachstäbe oder auch
Blattfedern. Der vorschlagsgemäße Federkörper erstreckt sich in Einbaulage im
Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und ist um eine in Fahrzeugquerrichtung weisende Drehachse schwenkbar mit dem Tragstrukturbauteil verbunden, wobei als "verbunden" auch über ein Zwischenglied realisierte, mittelbare Verbindungen zweier Bauteile bezeichnet werden. In Fahrzeuglängsrichtung gesehen ist eine Fahrzeugachse vor und eine weitere Fahrzeugachse hinter der Drehachse in Fahrzeughochrichtung am Federkörper abgestützt. Der Federkörper umschließt die Drehachse in
Fahrzeugquerrichtung betrachtet. Dies ist beispielsweise durch eine als Lagerstelle ausgestaltete Verdickung des Federkörpers im Bereich der Drehachse realisierbar, welcher vorzugsweise durch eine am Tragstrukturbauteil ausgebildete Lageraufnahme zumindest bereichsweise umschlossen ist. Vorteilhaft an der vorgeschlagenen Lösung ist unter anderem der Entfall einiger Bauteile der aus dem Stand der Technik bekannten Pendelfederung. So kann beispielsweise auf Spannbügel, Lagerschemel und Spannplatten verzichtet werden, was das Gewicht der Pendelfederung, Bauteilkosten den Montageaufwand maßgeblich reduziert. Insbesondere bietet die vorschlagsgemäße Pendelfederung gegenüber bekannten Lösungen eine erhebliche Bauraumersparnis, was unter anderem durch die Integration einer Lagerfunktion in den Federkörper erreicht werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Pendelfederung gemäß Anspruch 2 ist ein am Tragstrukturbauteil befestigter Lagerbock mit einem Lagerzapfen vorgesehen, wobei der Lagerzapfen mit seiner Mittellängsachse in Fahrzeugquerrichtung angeordnet und - in Fahrzeugquerrichtung betrachtet - vom Federkörper zumindest teilweise umschlossen ist. Eine mögliche Ausgestaltung ist beispielsweise eine Gestaltung des Federkörpers im Bereich des Lagerzapfens als eine zu diesem korrelierende Lagerhülse. Vorzugsweise fällt die Mittellängsachse des Lagerzapfens mit der Drehachse zusammen. Die vorschlagsgemäße Ausgestaltung stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, den Federkörper orthogonal zur Drehachse abzustützen. Durch eine gegenüber dem Stand der Technik geringeren Bauhöhe der Pendelfederung kann der Lagerbock überdies erheblich kleiner und damit leichter ausgelegt werden, was sich reduzierend auf den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrtzeugs auswirkt. Ein weiterer, maßgeblicher Vorteil gegenüber bekannten Lösungen mit konventionellen Federpaketen ist auch eine kinematisch wesentlich präzisere Drehbewegung des vorschlagsgemäßen Federkörpers. Dies ist vor allem bedingt durch eine reduzierte bauliche Komplexität der Pendelfederung und eine erheblich niedrigere Anzahl von im Fahrbetrieb relativbeweglicher Bauteile. Bei konventionellen Federungen hingegen kommt es zu Relativbewegungen zwischen Blattfeder und Federsattel. In der Folge kann es zum Scheuern der Blattfeder am
Fahrzeugrahmen und damit zu dessen Beschädigung kommen. Durch den
erfindungsgemäßen Entfall der Federbriden wird weniger Bauraum in
Fahrzeughochrichtung benötigt. Dieses ist vorteilhaft für den Bauraum von
Rahmenverschraubungen und für den sogenannten Bremsenf reigang. Wesentlicher Vorteil also ein Bauraumgewinn und eine Gewichtsreduzierung. Durch die
vorgeschlagene Ausführungsform können aber auch lastwechselbedingte
Schlingerbewegungen in Fahrzeugquerrichtung minimiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Pendelfederung nach Anspruch 3 ist der Federkörper über ein Lagerelement mit dem Lagerbock verbunden. Das Lagerelement ist beispielsweise als Gleitlager in Form einer Lagerbuchse, als
Lagerschale oder als Wälzlager realisierbar. Ein wesentlicher Vorteil dieser
Ausführungsform ist, dass - im Wesentlichen unabhängig von Werkstoffen des
Lagerzapfen und des Federkörpers - mit Hilfe des Lagerkörpers optimierte Lagerpaarung zwischen Lagerzapfen und Federkörper erreichbar sind. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist das Lagerelement unmittelbar, ohne Zwischenbauteile, zwischen Federkörper und Lagerzapfen angeordnet. Es ist auch möglich, den Federkörper - insbesondere in glasfaserverstärkter Kunststoffausführung - auch ohne Zwischenelement auf dem Lagerzapfen anzuordnen.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Pendelfederung nach Anspruch 4 ist der Lagerkörper elastisch verformbar. Ein solcher Lagerkörper ist insbesondere als
Radialfederring oder auch als gummielastisches Elastomerelement realisierbar.
Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsvariante ein über eine Wirkung des Federkörpers hinaus erzielbarer zusätzlicher Feder-Dämpfer-Effekt gegenüber im
Fahrbetrieb auftretenden, insbesondere orthogonal zur Fahrzeugquerachse wirkenden Vibrationen. Eine besonders kostengünstige Ausführungsvariante ist mittels eines Elastomerkörpers realisierbar, welcher einerseits fest mit dem Lagerbock und
andererseits fest mit dem Federkörper verbunden ist. Eine mögliche Ausgestaltung ist dabei beispielsweise ein als dickwandiger Hohlzylinder gestalteter gummielastischer Lagerkörper, dessen äußere Zylinderfläche am Federkörper und dessen innere
Zylinderfläche am Lagerzapfen stoff-, kraft oder formschlüssig befestigt ist. Ein solcher Lagerkörper ist im Rahmen seiner Elastizität als federnd rückstellendes Drehlager einsetzbar. Derart gestaltete Drehlager stellen eine besonders kostengünstige Alternative zu Gleit- oder Wälzlagern dar. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Lagerelement am Außendurchmesser mit formschlüssigen Elementen versehen, die während eines Fertigungsprozesses in ein Formbett zur Herstellung des Federkörßers einlegbar ist. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Fertigung des Federkörpers und Lagerelement im Verbund. Bei einer weiteren Ausführungsvariante liegen der
Elastomerkörper, der Lagerzapfen und der Federkörper lediglich ohne feste Verbindung aneinander an, wobei in diesem Fall ein Abschlussdeckel an der Stirnseite des
Lagerzapfens als Axialverlagerungssicherung vorzusehen ist Eine weitere Ausgestaltungsvariante der Pendellagerung gemäß Anspruch 5 liegt darin, dass der Federkörper im Wesentlichen aus einem Faserverbundwerkstoff besteht. Der vorschlagsgemäße Federkörper ist beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil realisierbar, wobei ein verwendeter Kunststoff vorzugsweise ungerichtete Mineral- oder
Metallkurzfasern aufweist. Durch eine geeignete Kombination beanspruchungsgerechter Materialien ist eine gewichtsoptimierte Gestaltung des Federkörpers möglich. Gerade Spritzgießen stellt überdies in der Großserienfertigung ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren dar, welches bei der konstruktiven Auslegung von Bauteilen eine vergleichsweise hohe Gestaltungsfreiheit lässt. Zur Herstellung des Federkörpers sind aber auch mineralfaserverstärkte Metallwerkstoffe einsetzbar. Geeignete
Herstellungsverfahren sind dabei insbesondere Druck-, Vakuum- oder
Gravitationsgießen.
Es bleibt außerdem hervorzuheben, dass eine Durchgangsöffnung als Aufnahme des Lagerzapfens im Federkörper herstellungstechnisch besonders einfach realisierbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Pendelfederung nach Anspruch 6 weist der Faserverbundwerkstoff Fasern auf, welche im Wesentlichen in Längsrichtung des Federkörpers ausgerichtet sind. Ein Einsatz gerichteter Fasern ermöglicht eine kraftflussorientierte Ausrichtung der Fasern. Im erfindungsgemäßen Federkörper treten - aufgrund in Einbaulage hauptsächlich in Fahrzeughochrichtung auf ihn einwirkender Biegebelastungen - im Wesentlichen Zug- und Druckspannungen in Richtung seiner Mittellängsachse auf. In Mittellängsrichtung des Federkörpers ausgerichtete,
verstärkende Fasern erlauben deshalb eine besonders gewichtsoptimierte Auslegung der Pendelfederung. Diese Weiterbildung ermöglicht eine gewünschte Federwirkung bei minimalem Materialeinsatz. Die auf diese Weise erreichbare Gewichtseinsparung wirkt sich reduzierend auf den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs aus.
Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer Pendelfederung gemäß Anspruch 7 vorgeschlagen. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um einen Lastkraftwagen oder ein Zugfahrzeug eines Sattelschleppers. Die für die vorschlagsgemäße Pendelfederung beschriebenen Vorteile ergeben sich sinngemäß auch für das Kraftfahrzeug. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Pendelfederung ergeben sich aus
Kombinationen der aus den Unteransprüchen, der Zeichnung sowie der zugehörigen Figurenbeschreibung hervorgehenden Merkmale.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Teilbereich eines Kraftfahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pendelfederung und
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Pendelfederung gemäß Figur 1 im
Profilschnitt.
Figur 1 zeigt einen Teilbereich eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs 2 mit einer erfindungsgemäßen Pendelfederung 4, einem Tragstrukturbauteil 6 in Form eines Rahmenlängsträgers und zwei in Fahrzeugquerrichtung weisenden Fahrzeugachsen 8a und 8b. Im eingezeichneten Koordinatensystem zeigt die x-Richtung in
Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs, die y-Richtung zeigt in Fahrzeugquerrichtung und die z-Richtung weist in Fahrzeughochrichtung. Die Darstellung zeigt den Teilabschnitt des Kraftfahrzeugs 2 von der - in Fahrtrichtung F gesehen - linken Fahrzeugaußenseite aus betrachtet mit Blick in Fahrzeugquerrichtung. Die Pendelfederung 4 umfasst im Wesentlichen einen am Tragstrukturbauteil 6 befestigten Lagerbock 10, einen an diesem über ein Drehlager 15 um eine in Fahrzeugquerrichtung weisende Drehachse 14 schwenkbar angelenkten Federkörper 12 und zwei Federsättel 5a und 5b. Die Federsättel 5a und 5b sind jeweils über Spannmittel 7a und 7b an dem Betrachter zugewandten Enden der Fahrzeugachsen 8a und 8b befestigt und mit Hilfe von Gelenklagern 9a und 9b an den Enden der des Federkörpers 12 in Fahrzeughochrichtung abgestützt. Ein zylinderförmiger Lagerzapfen 16 (siehe auch Figur 2) - hier als kreisförmige Strichlinie angedeutet - ist an einer seiner Stirnseiten mit dem Lagerbock 10 fest verbunden. Der Lagerzapfen 16 ragt vom Lagerbock 10 zur - in Fahrtrichtung F gesehen - linken
Fahrzeugaußenseite hin ab. Seine Mittelängsachse weist in Fahrzeugquerrichtung und fällt mit der Drehachse 14 zusammen. Der Federkörper 12 bildet im Bereich des
Drehlagers 15 eine zylinderförmige Lagerhülse 17, welche den Lagerzapfen 16 - aus Fahrzeugquerrichtung betrachtet - vollständig umschließt. Über den Abschlussdeckel 11 , welcher an der dem Betrachter zugewandten Stirnseite des Lagerzapfens 16 befestigt ist, ist der Federkörper 12 am Lagerbock 10 fixiert. Der Federkörper 12 ist im Wesentlichen aus einem gewichtsoptimierten Verbundwerkstoff hergestellt.
Bei einer hier nicht dargestellten Variante, bei der das Lagerelement formschlüssig mit dem Federkörper verbunden ist, kann der Lagerdeckel 12 entfallen und durch eine Zentralmutter mit Scheibe ersetzt werden. Diese Ausgestaltung vereinfacht den
Herstellungsprozess maßgeblich.
Die hier dargestellte Pendelfederung 4 zeichnet sich - gegenüber konventionellen Federpakten durch einen besonders geringen Bauraumbedarf aus. Überdies weist die Pendelfederung 4 ein im Vergleich zu bekannten Lösungen maßgeblich reduziertes Gewicht auf, was sich insbesondere im Hinblick auf einen möglichst niedrigen
Kraftstoffverbrauch und höhere Nutzlast vorteilhaft auswirkt. Bei bekannten
Pendelfederungen übliche Bauteile, wie ein gusseiserner Lagerschemel, Spannbügel oder Spannplatten entfallen bei der vorschlagsgemäßen Anordnung vollständig. Ein maßgeblicher Vorteil gegenüber bekannten Lösungen ist auch eine wesentlich präzisere Führung der Drehbewegung des Federkörpers 12 um die Drehachse 14. Diese ist vor allem bedingt durch eine reduzierte bauliche Komplexität der Pendelfederung 4 und eine erheblich niedrigere Anzahl relativbeweglicher Bauteile. Durch die vorgeschlagene Ausführungsform können im Fahrbetrieb so beispielsweise lastwechselbedingte
Schlingerbewegungen in Fahrzeugquerrichtung minimiert werden.
In dieser Darstellung verdeckt ist auf der in Fahrzeugquerrichtung betrachtet
gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs 2 ist eine zweite - gegenüber der
Pendelfederung 4 zur x-z-Ebene spiegelsymmetrisch aufgebaute - Pendelfederung angeordnet. Sie ist an einem hier nicht sichtbaren und zum Tragstrukturbauteil ebenfalls spiegelverkehrten zweiten Tragstrukturbauteil des Kraftfahrzeugs 2 befestigt. An der zweiten Pendelfederung sind die beiden dem Betrachter abgewandten Enden der Fahrzeugachsen 8a und 8b in Analogie zur sichtbaren Fahrzeugseite abgestützt.
Figur 2 zeigt einen Teilbereich der Pendelfederung 4 gemäß Figur 1. x-, y-, und z- Richtung sind analog Figur 1 ausgerichtet. Dargestellt ist ein orthogonal zur Drehachse 14 angelegter Profilschnitt des Drehlagers 15. Der Lagerzapfen 16 und die Lagerhülse 17 sind zueinander in etwa konzentrisch angeordnet. Ein Lagerelement 18 ist als
dickwandiger, mit seiner Mittellängsachse in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteter Hohlzylinder ausgeführt. Das Lagerelement 18 besteht im Wesentlichen aus einem gummielastischen Werkstoff. Es liegt mit seiner äußeren Zylinderfläche an der
Lagerhülse 17 und mit seiner inneren Zylinderfläche am Lagerzapfen 16 an. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsvariante ein über eine Wirkung des Federkörpers 12 hinaus erzielbarer zusätzlicher Feder-Dämpfer-Effekt gegenüber im Fahrbetrieb auftretenden, insbesondere orthogonal zur Fahrzeugquerachse wirkenden Vibrationen. Das Drehlager 15 stellt eine besonders kostengünstige Alternative zu sonst üblichen Gleit- oder Wälzlagern dar.
Bei einer hier nicht dargestellten Ausführungsvariante der Pendelfederung 4 ist das Lagerelement 18 jeweils fest mit dem Lagerbock 16 und mit dem Federkörper 12 verbunden. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass das Lagerelement 18 im Rahmen seiner Elastizität als federnd rückstellende Drehfeder wirkt. Eine Relativdrehung des
Federkörpers 12 gegenüber dem Lagerzapfen 16 ist bei dieser Ausführungsvariante allein über Scherbewegungen im Innern des Lagerelementes 18 umsetzbar.

Claims

Patentansprüche
1. Pendelfederung (4) für ein Kraftfahrzeug (2), welches ein Trag Strukturbauteil (6) und mindestens zwei in Fahrzeugquerrichtung weisende und in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Fahrzeugachsen (8a, 8b) umfasst, wobei die Pendelfederung (4) einen in etwa stabförmigen, quer zu seiner Mittellängsachse (M) elastisch biegbaren Federkörper (12) aufweist, welcher sich in Einbaulage im Wesentlichen in
Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und um eine in Fahrzeugquerrichtung weisende
Drehachse (14) schwenkbar mit dem Tragstrukturbauteil (6) verbunden ist und wobei in Fahrzeuglängsrichtung gesehen eine Fahrzeugachse (8a, 8b) vor und eine weitere Fahrzeugachse (8b, 8a) hinter der Drehachse (14) in Fahrzeughochrichtung am
Federkörper (12) abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Federkörper (12) die Drehachse (14) in Fahrzeugquerrichtung betrachtet umschließt.
2. Pendelfederung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein am Tragstrukturbauteil (6) befestigter Lagerbock (10) mit einem Lagerzapfen (14) vorgesehen, wobei der Lagerzapfen (14) mit seiner Mittellängsachse in
Fahrzeugquerrichtung weist und - in Fahrzeugquerrichtung betrachtet - vom Federkörper (12) zumindest teilweise umschlossen ist.
3. Pendelfederung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Federkörper (12) über ein Lagerelement (18) mit dem Lagerbock (10) verbunden ist.
4. Pendelfederung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Lagerkörper (18) elastisch verformbar ist.
5. Pendelfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Federkörper (12) im Wesentlichen aus einem Faserverbundwerkstoff besteht.
6. Pendelfederung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Faserverbundwerkstoff Fasern aufweist, welche im Wesentlichen in Längsrichtung des Federkörpers (12) ausgerichtet sind.
7. Kraftfahrzeug mit einer Pendelfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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