-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lagern einer Querblattfeder
eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des
Patentanspruches 1 näher definierten Art.
-
Aus
der
US 4,768,807 ist
eine Radaufhängung mit einer Querblattfeder bekannt, die
in Fahrzeugquerrichtung verlaufend Radträger abstützt. Drehbare
Haftelemente und abstimmbare gummielastische Lagereinrichtungen
verbinden die Querblattfeder mit einem Fahrzeugrahmen.
-
Die
Querblattfeder ist in montiertem Zustand von einem Aufnahmebereich
vollständig umgriffen, der ein oberes hutförmiges
Aufnahmeelement umfasst. Das hutartige Aufnahmeelement erstreckt
sich über die obere Seite und die beiden Außenseiten
der Querblattfeder. Zusätzlich ist der Aufnahmebereich mit
einem unteren flachen Aufnahmeelement ausgebildet, das sich über
die untere Seite der Querblattfeder erstreckt und über
Nieten mit dem oberen hutförmigen Aufnahmeelement fest
verbunden ist. Zwischen dem Aufnahmebereich und der Querblattfeder ist
eine dünne Gummihülse angeordnet, die mit dem Aufnahmebereich
fest verbunden ist.
-
Das
obere Aufnahmeelement ist im Bereich der Seitenflächen
mit Gewindebolzen ausgeführt, die mit dem oberen Aufnahmeelement
verpresst und verschweißt sind. Die Gewindebolzen greifen
in die gummielastischen Lagereinrichtungen ein und sind über
Verschraubungen in den Lagereinrichtungen fixiert. Die Lagereinrichtungen
sind über weitere Verschraubungen mit dem Fahrzeugaufbau
wirkverbunden.
-
Die
vorbeschriebene Lagerung weist jedoch einen hohe Herstellkosten
verursachenden komplexen konstruktiven Aufbau auf und ist nur mit
einem unerwünscht hohen Aufwand montierbar.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv
einfache, kostengünstig herstellbare und mit geringem Aufwand
montierbare Vorrichtung zum Lagern einer Querblattfeder eines Fahrzeuges
an einem Fahrzeugaufbau zur Verfügung zu stellen.
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Lagern einer
Querblattfeder eines Fahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau ist mit
einem Aufnahmebereich ausgebildet, von dem die Querblattfeder in
montiertem Zustand bereichsweise vollständig umgriffen
ist. Zwei zylindrische Haltebereiche schließen sich in Fahrzeuglängsrichtung
jeweils an den Aufnahmebereich an. Darüber hinaus greifen
die Haltebereiche in Lagereinrichtungen mit hohlzylindrischen Lagerelementen
ein, die zumindest bereichsweise elastisch ausgebildet sind. Die
Lagereinrichtungen sind fahrzeugaufbauseitig festlegbar.
-
Erfindungsgemäß sind
zwei einstückig ausgebildete Halbschalenelemente vorgesehen,
die jeweils einen Teil des Aufnahmebereiches und Teile der Haltebereiche
umfassen.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist im Vergleich
zu aus dem Stand der Technik bekannten Lagereinrichtungen durch
einen wesentlich einfacheren konstruktiven Aufbau und geringere
Herstellkosten gekennzeichnet sowie mit geringerem Aufwand montierbar,
da die Vorrichtung nach der Erfindung lediglich zwei einstückig
ausgebildete Halbschalenelemente aufweist, die einfach herstellbar
und während der Montage lediglich an der Querblattfeder
anzulegen sind. Anschließend werden die Halbschalenelemente
durch Aufschieben der hohlzylindrischen Lagerelemente auf die Haltebereiche
der Halbschalenelemente ohne zusätzliche Befestigungsmittel
wie Verschraubungen oder dergleichen mit der Querblattfeder fest
verbunden.
-
Bei
einer vorteilhaften und konstruktiv einfachen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Lagereinrichtungen
jeweils die elastischen Lagerelemente zumindest bereichsweise radial
umfassende Verbindungselemente auf, die mit einem Fahrzeugaufbau
in Wirkverbindung bringbar sind.
-
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.
-
Es
zeigt:
-
1 eine
stark schematisierte Darstellung einer Querblattfeder mit einer
4-Punkt-Lagerung;
-
2 eine
schematisierte dreidimensionale Teildarstellung einer Querblattfeder
und zwei Vorrichtungen zum Lagern der Querblattfeder;
-
3 eine
vereinfachte dreidimensionale Einzelansicht der Vorrichtung zum
Lagern einer Querblattfeder gemäß 2;
-
4 eine
Längsschnittansicht der Vorrichtung gemäß 3;
-
5 eine
vereinfachte dreidimensionale Einzelansicht einer zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Lagern einer Querblattfeder.
-
6 eine
stark schematisierte Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Lagern einer
Querblattfeder; und
-
7 eine
Teillängsschnittansicht der Vorrichtung gemäß 6 entlang
der Schnittlinie VII-VII.
-
1 zeigt
eine schematisierte Darstellung einer Querblattfeder 1,
die als ein balkenähnliches Federelement ausgebildet ist.
Die Querblattfeder 1 ist über zwei Zentrallager
bzw. Vorrichtungen zum Lagern 3, 4 mit einem in
der Zeichnung nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau
und über Endbereichslagereinrichtungen 5, 6 mit
den Rädern einer Fahrzeugachse eines Fahrzeuges verbunden
und in den Endbereichen des Federelementes 2 gelagert. Die
sogenannte 4-Punkt-Lagerung 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 Vorrichtungen 3 und 4 sowie
der Endbereichslagereinrichtungen 5, 6 sind über
die Querblattfeder 1 neben den letztgenannten Federungsfunktionen auch
Radführungsfunktionen zur Verfügung stellbar.
-
Das
in 1 dargestellte 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
vereinfachte dreidimensionale Teildarstellung eines in 1 näher
gekennzeichneten Bereiches II ist in 2 dargestellt,
der neben der Querblattfeder 1 auch die beiden Vorrichtungen 3 und 4 umfasst.
Die Vorrichtungen 3 und 4 weisen im Wesentlichen
denselben Aufbau auf, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung
lediglich auf die Vorrichtung 3 Bezug genommen wird.
-
In 3 ist
die Vorrichtung 3 gemäß 2 in einer
dreidimensionalen Einzelansicht gezeigt, während 4 die
Vorrichtung 3 gemäß 2 in
einer Längsschnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV graphisch
wiedergibt.
-
Die
Vorrichtung 3 zum Lagern der Querblattfeder 1 eines
Fahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau ist mit einem sich in montiertem
Zustand der Querblattfeder 1 in Fahrzeuglängsrichtung
x erstreckenden Aufnahmebereich 7 ausgebildet, von dem
die Querblattfeder 1 in montiertem Zustand bereichsweise
vollständig umgriffen ist. Darüber hinaus umfasst die
Vorrichtung 3 zwei zylindrische Haltebereiche 8, 9,
die sich in Fahrzeuglängsrichtung x jeweils an den Aufnahmebereich 7 anschließen
und in Lagereinrichtungen 10, 11 mit hohlzylindrischen
Lagerelementen 12, 13 eingreifen.
-
Die
hohlzylindrischen Lagerelemente 12, 13 sind zumindest
bereichsweise elastisch ausgebildet. Die Lagereinrichtungen 10, 11 sind über
die elastischen Lagerelemente 12, 13 radial umfassende
Verbindungselemente 14, 15 mit einem Fahrzeugaufbau in
Wirkverbindung bringbar. Die Verbindungselemente 14, 15 sind
vorliegend als Schellen ausgeführt und auf die Lagerelemente 12 und 13 aufgeschoben
und werden vorliegend mit dem Fahrzeugaufbau oder mit einem mit
dem Fahrzeugaufbau verbundenen Hilfsrahmen verschraubt.
-
Über
die Vorrichtung 3 werden vor allem Schwingungs- und schalldämpfende
Eigenschaften sowie die Möglichkeit zur Verfügung
gestellt, über die Federsteifigkeit im Bereich der Lagereinrichtungen 10 und 11 das
Achsverhalten im Bereich einer Fahrzeugachse unter Reifenkräften
zu beeinflussen.
-
Um
hohe Radialsteifigkeiten bei gleichzeitig niedrigen Torsionssteifigkeiten
zur Verfügung stellen zu können, umfassen die
elastischen Lagerelemente 12, 13 vorliegend zwei
koaxial zueinander angeordnete hohlzylindrische und elastisch ausgebildete
Lagerringelemente 12A, 12B und 13A, 13B,
zwischen welchen in radialer Richtung eine mit höherer
Steifigkeit als die Lagerringelemente 12A, 12B und 13A, 13B ausgeführte
Lagerhülsen 16 und 17 vorgesehen sind.
Zusätzlich sind zwischen den inneren Lagerringelementen 12B und 13B und
den Haltebereichen 8 und 9 und zwischen den äußeren
Lagerringelementen 12A und 13A und den Verbindungselementen 14 und 15 weitere
Lagerhülsen 18, 19 und 36, 37 vorgesehen,
die ebenfalls mit höherer Steifigkeit als die Lagerringelemente 12B und 13B ausgebildet
sind.
-
Sowohl
der Aufnahmebereich 7 als auch die Haltebereiche 8 und 9 der
Vorrichtung 3 sind aus zwei einstückig ausgebildeten
Halbschalenelementen 20, 21 zusammengesetzt, die
im wesentlichen symmetrisch ausgeführt sind und mit für
die Aufnahme der Querblattfeder 1 vorgesehenen Aussparungen 22, 23 ausgebildet
sind, die in zusammengesetztem Zustand der Halbschalenelemente 20, 21 die Aufnahmeöffnung
des Aufnahmebereiches 7 für die Querblattfeder 1 begrenzen.
-
Die
Halbschalenelemente 20 und 21 bilden in zusammengesetzten
bzw. in montiertem Zustand in ihren äußeren halbzylindrischen
Bereichen 20A, 20B und 21A, 21B jeweils
die Haltebereiche 8 und 9 in Form von zylindrischen
Zapfen aus, auf welche die bereichsweise gummielastisch ausgeführten
Lagereinrichtungen 11 und 12 mit den Lagerhülsen 16 bis 19 und 36, 37 und
den Lagerringelementen 12A, 12B, 13A, 13B aufgepresst
werden, womit die Halbschalenelemente 20 und 21 wiederum über
die als Befestigungseinrichtungen wirkenden Lagereinrichtungen 10, 11 zusammengepresst
und kraft- und formschlüssig fest miteinander verbunden
sind.
-
Die
Verbindung der Halbschalenelemente 20 und 21 kann
in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles
entweder formschlüssig, kraftschlüssig oder in
Form einer Kombination aus einem Form- und Kraftschluss hergestellt
sein. Die Halbschalenelemente 20 und 21 sind neben
der im Bereich der Lagereinrichtungen 10, 11 vorgesehenen Pressverbindung
zusätzlich auch mittels als Verschraubungen, Vernietungen,
Klebungen und/oder Clipverbindungen ausgeführten Befestigungseinrichtungen
miteinander verbindbar.
-
Im
Anlagebereich zwischen der Querblattfeder 1 und dem Halbschalenelement 21 ist
das Halbschalenelement 21 mit einer konvexen Erhebung 34 ausgebildet,
die in montiertem Zustand der Querblattfeder 1 in eine
Ausnehmung der Querblattfeder 1 formschlüssig
eingreift, womit eine Relativbewegung zwischen der Vorrichtung 3 und
der Querblattfeder 1 in Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen
vermieden ist.
-
Die
Lagereinrichtungen 10 und 11 sind bei dem in 4 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 3 im
Wesentlichen identisch ausgebildet. Alternativ hierzu besteht auch
die Möglichkeit, die Lagereinrichtungen 10 und 11 in
Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles unterschiedlich
zu dimensionieren, um die Vorrichtung 3 beispielsweise
an jeweils zur Verfügung stehende Bauräume im
Bereich einer Fahrzeugbodengruppe anpassen zu können.
-
Die
Halbschalenelemente 20 und 21 weisen zur Vereinfachung
einer Montage vorliegend Zentriereinrichtung 24, 25 auf,
die in entsprechende Bohrungen 20C, 20D des Halbschalenelementes 20 und Bohrungen 21C und 21D des
Halbschalenelementes 21 eingepasste Passstifte 26 und 27 umfassen.
Es liegt im Ermessen des Fachmannes in Abhängigkeit des
jeweils vorliegenden Anwendungsfalles zur Zentrierung der Halbschalenelemente 20, 21 zueinander auch
Feder-Nut-Ausführungen oder dergleichen vorzusehen.
-
Optional
sind die beiden Halbschalenelemente 20 und 21 in
Anlagebereichen 2A und 2B der Aussparungen 22 und 23 jeweils
mit einer dünnen Schutzschicht 28, 29 versehen,
die aus gummielastischem Material hergestellt sein kann. Über
die Schutzschichten 28, 29 soll auf einfache Art
und Weise eine Beschädigung der Querblattfeder 1 im
Betrieb eines Fahrzeuges insbesondere im Bereich der Kanten der
Halbschalenelemente 20 und 21 durch Abrasion vermieden
werden.
-
Die
Querblattfeder 1 ist im mittleren Bereich über
die Vorrichtungen 3 und 4 mit dem Fahrzeugaufbau
verbunden. Die wesentlichen Bauteile der Vorrichtung 3 sind
neben den beiden Halbschalenelementen 20 und 21,
innerhalb welchen die Querblattfeder 1 angeordnet ist,
die beiden Haltebereiche 8 und 9 sowie die Lagereinrichtungen 10 und 11 mit den
elastischen Lagerelementen 12 und 13 und die Vorrichtungen 3 und 4 mit
dem Fahrzeugaufbau verbindenden und vorzugsweise aus Metall hergestellten
Verbindungselemente 14 und 15 sowie die weiteren
Verbindungselemente 32, 33.
-
5 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 3,
welches sich von dem ersten in 2 bis 4 gezeigten
ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 3 im
Wesentlichen im Bereich der Lagereinrichtungen 10 und 11 unterscheidet, weshalb
in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf die Unterschiede
eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise
der Vorrichtung 3 auf die vorstehende Beschreibung zu 2 bis 4 verwiesen
wird.
-
Die
Verbindungselemente 14 und 15 der Lagereinrichtungen 10 und 11 der
Vorrichtung 3 gemäß 5 sind
im Unterschied zu der Vorrichtung 3 gemäß 2 bis 4 als
tiefgezogene, topfähnliche Blechteile ausgeführt,
die die gummielastischen Lagerelemente 12 und 13 und
die Lagerhülsen 16 bis 19 und 36, 37 umschließen
sowie in flanschartigen Außenbereichen 14A, 15A mit
dem Fahrzeugaufbau oder einem wiederum mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen
Hilfsrahmen durch Verschrauben oder andere geeignete Befestigungseinrichtungen
gekoppelt werden.
-
In 6 ist
eine zweidimensionale stark schematisierte Seitenansicht eines dritten
Ausführungsbeispieles der Vorrichtung 3 gezeigt,
welche sich von der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 3 gemäß 5 im
Wesentlichen im Bereich der Lagereinrichtungen 10 und 11 unterscheidet,
weshalb in der nachfolgenden Beschreibung im Wesentlichen auf die
beiden Lagereinrichtungen 10 und 11 Bezug genommen
wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise der Vorrichtung 3 auf
die Beschreibung zu 2 bis 5 verwiesen
wird.
-
Die
Lagereinrichtungen 10 und 11 der Vorrichtung 3 gemäß 6 sind
im Bereich der gummielastischen Lagerringelemente 12A, 12B und 13A, 13B zumindest
bereichsweise mit sich in montiertem Zustand der Querblattfeder 1 in
Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden und im Querschnitt
wenigstens annähernd nierenförmig ausgebildeten
Hohlräumen 30, 31 ausgeführt,
womit die Lagereinrichtungen 10 und 11 richtungsabhängige
Radialsteifigkeiten aufweisen, um ein gewünschtes Fahrverhalten
darstellen zu können.
-
Bei
weiteren in der Zeichnung nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Lagern einer
Querblattfeder eines Fahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau sind in
axialer Richtung der Lagereinrichtungen Anschläge vorgesehen,
um eine starke Progression der axialen Lagerkennung der Vorrichtung
nach der Erfindung zu erreichen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Querblattfeder
- 2A,
2B
- Anlagebereich
- 3,
4
- Vorrichtung
- 5,
6
- Endbereichslagereinrichtung
- 7
- Aufnahmebereich
- 8,
9
- Haltebereich
- 10,
11
- Lagereinrichtung
- 12
- Lagerelement
- 12A,
12B
- Lagerringelement
- 13
- Lagerelement
- 13A,
13B
- Lagerringelement
- 14
- Verbindungselement
- 14A
- flanschartiger
Randbereich
- 15
- Verbindungselement
- 15A
- flanschartiger
Randbereich
- 16
bis 19
- Lagerhülse
- 20
- Halbschalenelement
- 20A,
20B
- halbzylindrischer
Bereich
- 20C,
20D
- Bohrung
- 21A,
21B
- halbzylindrischer
Bereich
- 21C,
21D
- Bohrung
- 22,
23
- Aussparung
- 24,
25
- Zentriereinrichtung
- 26,
27
- Passstift
- 28,
29
- Schutzschicht
- 30,
31
- Hohlraum
- 32,
33
- weiteres
Verbindungselement
- 34
- Erhebung
- 35
- Ausnehmung
- 36,
37
- weitere
Lagerhülse
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-