DE102014002765A1

DE102014002765A1 - Bidirektionale konische Aufhängungsfeder und Aufhängung

Info

Publication number: DE102014002765A1
Application number: DE102014002765.1A
Authority: DE
Inventors: Craig A Birkett; Brandon Bowman; Paul Hynes; Ted Mercer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feder für eine Fahrzeugaufhängung, um eine Achse an einer Fahrzeugkomponente wie z. B. einem Rahmenträger des Fahrzeugs zu lagern, wobei die Feder Folgendes umfasst: einen Federkörper mit einem Klemmabschnitt, der für die Klemmung an der Fahrzeugachse ausgelegt ist, wobei der Klemmabschnitt eine Höhe und eine Breite aufweist, wobei die Höhe des Klemmabschnitts größer als die Breite des Klemmabschnitts ist, und der Klemmabschnitt dafür ausgelegt ist, um an die Fahrzeugachse in einer Ausrichtung geklemmt zu werden, so dass die Höhe hochkant angeordnet ist; wobei der Federkörper einen ersten Endabschnitt umfasst, der vom Klemmabschnitt beabstandet ist und ein hochkantiges Auge definiert, wenn der Klemmabschnitt an die Fahrzeugachse geklemmt ist, und wobei sich die Höhe mindestens eines ersten Abschnitts des Federkörpers zwischen dem Klemmabschnitt und dem Auge in einer Richtung zum Auge hin verringert und sich dessen Breite vergrößert

Description

Diese Offenbarung betrifft Federn für eine Fahrzeugaufhängung und Fahrzeugaufhängungen.
Es besteht ein Bedarf an verbesserten Fahrzeugaufhängungen und verbesserten Federn für derartige Aufhängungen, wie z. B. Aufhängungen für mittelschwere oder Schwerlastwagen. In Übereinstimmung mit dieser Offenbarung ist die Feder zur Verwendung in einer Fahrzeugaufhängung entworfen, um relativ flexibel in zwei Richtungen zu sein (vertikal und seitlich, wenn die Feder in einer Fahrzeugaufhängung montiert ist). Fahrzeugaufhängungen mit derartigen Federn werden hier ebenfalls offenbart.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform einer Feder für eine Fahrzeugaufhängung zur Lagerung einer Achse an einer Fahrzeugkomponente wie z. B. einem Rahmenträger des Fahrzeugs, umfasst die Feder Folgendes: einen Federkörper mit einem Klemmabschnitt, der für die Klemmung an der Fahrzeugachse angepasst ist, wobei der Klemmabschnitt eine Höhe und eine Breite aufweist, wobei die Höhe des Klemmabschnitts größer als die Breite des Klemmabschnitts ist und wobei der Klemmabschnitt für die Klemmung an der Fahrzeugachse in einer Orientierung ausgelegt ist, so dass dessen Höhe hochkant steht. Weiterhin umfasst der Federkörper einen vom Klemmabschnitt beabstandeten ersten Endabschnitt, wobei dieser ein hochkantiges Auge bildet, wenn der Klemmabschnitt an die Fahrzeugachse geklemmt ist. Des Weiteren verringert sich in Richtung des Auges die Höhe von mindestens einem ersten Abschnitt des Federkörpers, der sich zwischen dem Klemmabschnitt und dem Auge befindet, wobei sich dessen Breite in Richtung des Auges erhöht. In einer Ausführungsform umfasst die Feder mindestens einen bidirektionalen konischen Abschnitt, der zwischen den Klemmabschnitt der Feder und einen Augenabschnitt der Feder gestellt ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann sich ein erster Abschnitt der Feder ununterbrochen in der Breite von der Position des Klemmabschnitts zu einer Position nahe dem Auge vergrößern.
In einer weiteren Ausführungsform kann der erste Abschnitt der Feder eine Höhe aufweisen, deren Größe ununterbrochen vom Klemmabschnitt zu einer Position nahe dem Auge abnimmt.
In noch einer weiteren Ausführungsform können die Höhe und die Breite des Klemmabschnitts konstant sein.
In einer noch weiteren Ausführungsform kann der erste Abschnitt zwischen dem Klemmabschnitt und dem Auge angeordnet sein, und der erste Abschnitt kann mindestens ebenso lang wie die Länge des Klemmabschnitts sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Hohe der Feder ununterbrochen von einer Position nahe dem Klemmabschnitt zu einer Position nahe dem Auge abnehmen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Feder eine seitliche Federkonstante von 3500 bis 5500 lbs. pro Inch und noch besser eine seitliche Federkonstante von ungefähr 4000 lbs. pro Inch aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Feder einen distalen Endabschnitt auf der dem Auge gegenüberliegenden Seite des Klemmabschnitts umfassen, wobei sich der distale Endabschnitt nach außen in eine Richtung weg von einer Ebene erstreckt, die eine äußere Seitenfläche eines Rahmenträgers schneidet, wenn die Feder an der Achse festgeklemmt ist. Der distale Endabschnitt kann mit einer Drehung versehen sein, um das distale Ende des distalen Endabschnitts weg von der Ebene zu drehen, die eine äußere Seitenfläche des Rahmenträgers schneidet.
In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Höhe des distalen Endabschnitts vom Klemmabschnitt weg und hin zum distalen Ende des distalen Endabschnitts abnehmen.
In einer Ausführungsform einer Fahrzeugaufhängung zur Lagerung einer Achse eines Fahrzeugs an einem Rahmenträger des Fahrzeugs umfasst die Aufhängung Folgendes: eine Feder für eine Fahrzeugaufhängung, die eine Achse an einer Komponente wie z. B. einem Rahmenträger des Fahrzeugs lagert, wobei die Feder Folgendes umfasst:
einen Federkörper mit einem Klemmabschnitt, der für die Klemmung an der Fahrzeugachse angepasst ist, wobei der Klemmabschnitt eine Hohe und eine Breite aufweist, wobei die Höhe des Klemmabschnitts größer als die Breite des Klemmabschnitts ist und wobei der Klemmabschnitt für die Klemmung an der Fahrzeugachse in einer Orientierung ausgelegt ist, so dass dessen Höhe hochkant steht. Weiterhin umfasst der Federkörper einen vom Klemmabschnitt beabstandeten ersten Endabschnitt, wobei dieser ein hochkantiges Auge bildet, wenn der Klemmabschnitt an die Fahrzeugachse geklemmt ist. Des Weiteren verringert sich in Richtung des Auges die Höhe von mindestens einem ersten Abschnitt des Federkörpers, der sich zwischen dem Klemmabschnitt und dem Auge befindet, wobei sich dessen Breite in Richtung des Auges erhöht. Die Ausführungsform der Aufhängung kann auch eine erste Klammer umfassen, die nach vorne auf der Achse angeordnet ist und sich von Rahmenträger nach unten erstreckt, wobei die erste Klammer einen Federträgerabschnitt umfasst, der in einem Abstand nach unten unter dem Rahmenträger angeordnet ist, um den Augenabschnitt der Feder drehbar zu tragen zur Drehung um eine Drehachse, die quer zu einer Längsachse des Rahmenträgers liegt. Außerdem kann die Ausführungsform der Aufhängung ein erstes Klemmelement umfassen, das angeordnet ist, um in eine untere Fläche des Klemmabschnitts einzugreifen, und ein zweites Klemmelement, das angeordnet ist, um in eine obere Fläche des Klemmabschnitts einzugreifen, wobei das erste und das zweite Klemmelement an einen Endabschnitt der Achse gekoppelt sind, um dadurch den Klemmabschnitt der Feder unter der Achse an dieser festzuklemmen. In dieser Ausführungsform können das erste und das zweite Klemmelement in der Feder eingreifen, um die Rotation des Klemmabschnitts der Feder mit Bezug auf die Achse zu verhindern und die Translation des Klemmabschnitts der Feder mit Bezug auf die Achse zu verhindern.
Unter zusätzlichen Gesichtspunkten kann die Aufhängung eine Feder mit einem oder mehreren der oben beschriebenen Federaspekte umfassen.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt einer Aufhängung kann eine Luftfeder an den Rahmenträger und an den distalen Endabschnitt der Feder gekoppelt sein. Unter einem weiteren Gesichtspunkt einer Aufhängung kann das zweite Klemmelement erste und zweite voneinander beabstandete Stoßdämpfer-Montagefuß-Abschnitte umfassen, die sich nach hinten und nach oben von einer Position nahe der Achse erstrecken. Ebenso kann ein Stoßdämpfer einen Stoßdämpfer-Endabschnitt aufweisen, der mit dem ersten und zweiten Stoßdämpfer-Montagefuß-Abschnitt gekoppelt ist, und einen weiteren Stoßdämpfer-Endabschnitt, der mit dem Rahmenträger gekoppelt ist. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die erste Klammer erste und zweite sich nach unten erstreckende Klammerschenkel-Abschnitte umfassen, die voneinander beabstandet sind, wobei das Auge der Feder zwischen den Schenkelabschnitten getragen wird, um sich um die Querachse zu drehen, wobei die erste Klammer erste und zweite voneinander beabstandete, sich nach oben erstreckende Klammerschenkel-Abschnitte umfasst, zwischen denen sich eine Lücke befindet, wobei die sich nach oben erstreckenden Klammerschenkel-Abschnitte derart angepasst sind, um an den Rahmenträger zu koppeln, und wobei die erste Klammer erste und zweite voneinander beabstandete Querstreben umfasst, die sich zwischen den sich nach oben erstreckenden Schenkelabschnitten an entsprechenden Positionen nahe einer Außenfläche des Rahmenträgers erstrecken.
Diese und andere Merkmale und Ausführungsformen werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen offensichtlich. Alle neuen und nicht offensichtlichen Gesichtspunkte der Aufhängungsfedern und Aufhängungen, die hier offenbart werden, sowohl alleinstehend als auch in neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen, fallen unter den Schutzumfangs der Erfindung, die hier offenbart wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine rechte Aufrissansicht einer exemplarischen bidirektionalen konischen Feder mit einer optionalen Drehung zur Verwendung in einer Fahrzeugaufhängung.
2 ist eine Unteransicht der Feder von 1.
3 ist eine Draufsicht der Feder von 1.
4 ist eine linke Ansicht der Feder von 1.
5 ist eine seitliche Aufrissansicht eines Abschnitts einer Fahrzeugaufhängung, die eine Feder der Ausführungsform von 1 umfasst.
6 ist eine Unteransicht eines Abschnitts der Aufhängung von 5.
7 ist eine Draufsicht eines Abschnitts der Aufhängung von 5.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Aufhängung von 5.
9 ist eine Endansicht (gesehen in Richtung auf eine Luftfeder) der Aufhängung von 5.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Aufhängung von 5, gesehen in Richtung auf die Vorderseite der Aufhängung von 5.
11 und 12 sind eine Simulation, die die Bewegung einer Ausführungsform der Augenfeder, wie hier offenbart, mit der Bewegung einer herkömmlichen Augenfeder vergleicht, wenn eine Fahrzeugachse um sechs Grad abgelenkt wird.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften bidirektionalen konischen Feder, die den bidirektionalen Kegel von einem zentralen Abschnitt hin zu einem Endabschnitt davon aufweist, und von einem zentralen Abschnitt hin zu einem gegenüberliegenden Endabschnitt davon aufweist.
14 ist eine seitliche Aufrissansicht einer exemplarischen Aufhängung inklusive einer bidirektionalen konischen Feder der in 13 gezeigten Form.
15 ist eine perspektivische Ansicht der Aufhängung von 14.
16 ist eine Draufsicht der Aufhängung von 15.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer beispielhaften Ausführungsform einer Doppelaufhängung mit Federn der in 1 gezeigten Form, wobei davon ausgegangen wird, dass Federn auf der gegenüberliegenden Seite der längsgerichteten Mittellinie des Fahrzeugs vorzugsweise Spiegelbilder der Feder sind, die im Vordergrund von 17 gezeigt wird.
18 ist eine weitere perspektivische Ansicht der beispeilhaften Aufhängung von 17 mit Federn der in 1 gezeigten Form.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der gesamten Offenbarung ist bei Bezug auf ein erstes, das mit einem zweiten Element gekoppelt ist, der Ausdruck „gekoppelt so auszulegen, dass er sowohl eine direkte Verbindung der Elemente als auch eine indirekte Verbindung der Elemente mit Hilfe von einem oder mehreren zusätzlichen zwischengeschalteten Elementen bedeutet. Auch bedeuten die Begriffe „ein(e)” und „erste(r;s)” im Singular sowohl den Singular als auch den Plural, es sei denn, der Begriff ist so eingeschränkt, dass er ausdrücklich angibt, dass er sich nur auf ein Element im Singular bezieht, wie z. B. durch die Verwendung des Ausdrucks „nur ein(e)”. Somit ist z. B., wenn zwei eines bestimmten Elements vorhanden sind, auch „eines” eines derartigen Elements vorhanden. Außerdem muss der Begriff „und/oder”, wenn er in diesem Dokument verwendet wird, so ausgelegt werden, dass er die Konjunktion „und”, die disjunktive Konjunktion „oder” und sowohl „und” als auch „oder” umfasst. Auch hat der Begriff „enthält” die gleiche Bedeutung wie „umfasst”.
Unter Bezugnahme auf 1–4 wird eine bidirektionale konische Feder gezeigt. In dieser beispielhaften Ausführungsform liegt die Feder in Form einer Augenfeder 10 vor, wobei eine optionale Drehung zur Verwendung in einer Fahrzeugaufhängung gezeigt wird. Die Augenfeder 10 umfasst einen länglichen Körper 12 mit einem ersten Endabschnitt 14, der geformt ist, um ein Auge 16 zur Verwendung bei der Montage der Feder in einer zusammengebauten Aufhängung zu bilden. Zum Beispiel kann das Auge 16 in eine Buchse eingreifen, die durch eine Klammer an einem Rahmenträger eines Fahrzeugs befestigt ist. Das abgebildete Auge, das den Endabschnitt 14 in der gezeigten Form bildet, kann ein Berliner Auge umfassen. Der Endabschnitt 18, gegenüber dem Endabschnitt 14, kann ein(en) Luftfeder-Trageabschnitt oder -element umfassen, der/das angepasst ist, um eine Luftfeder in einer Fahrzeugaufhängung zu tragen. Der Endabschnitt 18 in diesem Beispiel kann eine hindurchgehende Öffnung 20 zur Aufnahme einer Luftfederlagerung definieren. Die abgebildete Augenfeder 10 wird an einer Position 24, die zwischen den Endabschnitten 14, 18 und insbesondere zwischen dem Zentrum der Augenfeder und dem Endabschnitt 18 liegt, gedreht, so dass sie sich weg von der Außenfläche eines benachbarten Rahmenträgers erstreckt. Insbesondere kann die Drehung 24 nahe dem Ende des Endabschnitts 18 an einer Stelle positioniert sein, die einen Abstand von weniger als ungefähr ein Viertel der Länge des Körpers vom Ende des Endabschnitts 18 aufweist, und insbesondere ungefähr ein Achtel dieses Abstands. Die Drehung in diesem Beispiel kann zwischen dem Abschnitt der Feder, der an ein Fahrzeug festgeklemmt ist, und dem Ende der Feder am distalen Ende des Endabschnitts 18 angeordnet sein.
Wie am besten in 1 zu sehen, verjüngt sich der Körper 12 der Feder 10 in eine Richtung von ungefähr dem Zentrum des Körpers (Position 30) hin zu einer Position 32, an der oder nahe der das Auge der Augenfeder beginnt. Der Körper kann auch eine im Allgemeinen konstante Höhe von der Position 30 zu einer Position 34 aufweisen, an der die Drehung 24 beginnt. Die Breite der Feder zwischen der Position 30 und der Position 34 kann ebenfalls im Allgemeinen konstant sein. Der Begriff „konstant”, wie hier verwendet, schließt im Wesentlichen konstant mit ein, es sei denn, er wird durch das Wort „exakt” eingeschränkt. Der Abschnitt der Feder zwischen den Positionen 30 und 34 kann einen Klemmabschnitt darstellen, der angepasst ist, um an einen Endabschnitt einer Achse eines Fahrzeugs festgeklemmt zu werden. Der Begriff „Klemmen” schließt ein direktes Festklemmen an die Achse und ein indirektes Festklemmen durch ein oder mehrere Klemmelemente mit ein.
Wie aus 1–4 zu ersehen, weist die abgebildete Augenfeder 10 einen doppelt oder bidirektionalen Kegel auf, der sich von der zentralen Position 30 zum Endabschnitt 14, der das Auge umfasst, bewegt. Somit weist, wie in 1–4 zu sehen ist, ein Abschnitt der Feder zwischen dem Klemmabschnitt und dem Auge eine Höhe auf, die sich verringert, und eine Breite, die zunimmt.
Obwohl der Kegel variieren kann, beträgt in einer abgebildeten Ausführungsform die Höhe der Feder an der Position 30 in einer Richtung senkrecht zu einer Längsachse der Feder 65 mm. Zusätzlich wurde, bei der Position 32, die Höhe auf ungefähr 25,4 mm reduziert, und befindet sich in einem Winkel von ungefähr fünf Grad zu der Längsachse. Somit wurde die Höhe in diese Richtung um mehr als fünfzig Prozent verringert. Insbesondere ist die Verjüngung entlang dieser Federlänge kontinuierlich. Außerdem kann die Höhe zwischen den Positionen 30 und 34, was dem Bereich der Feder entspricht, der durch Klemmelemente oder einen Klemmsatz an die Achse festgeklemmt ist, im Wesentlichen konstant gehalten werden.
Unter Bezugnahme auf 3 kann die Breite (Dicke) der Feder in eine Richtung weg vom Augenabschnitt 14 (z. B. von der Position 34) und hin zum Klemmabschnitt (z. B. der Position 30) reduziert werden. In der beispielhaften Ausführungsform wird die Breite auf dieser Distanz von ungefähr 52,4 mm auf ungefähr 35,4 mm verringert. Somit wurde die Breite in diese Richtung um ungefähr dreiunddreißig Prozent verringert. Insbesondere ist die Verjüngung entlang dieser Federlänge kontinuierlich ununterbrochen. Die Breite oder Dicke kann in dieser Ausführungsform im Klemmbereich der Feder, in dem Klemmelemente die Feder an der Achse halten (z. B. zwischen den Positionen 30 und 34), im Wesentlichen konstant gehalten werden.
Es ist zu beachten, dass die Drehung in der Feder beseitigt werden kann, da die Luftfeder z. B. durch eine getrennte Klammer getragen werden kann, die auf die Achse montiert oder damit gekoppelt ist. Die oben beschriebene Reduzierung der Doppelkegel- oder bilateralen Dicke ermöglicht eine wesentliche Reduzierung der Menge an Material, das in der Feder verwendet wird. Zum Beispiel wird bei einer Konstruktion geschätzt, dass ungefähr zweiundzwanzig Pfund pro Feder im Vergleich mit einer in Verbindung mit 12 unten beschriebenen herkömmlichen Feder gespart werden.
Die abgebildete Feder, wenn sie in einer Aufhängung enthalten ist, umfasst einen hochkantigen Träger (wobei die Höhe größer als die Breite ist), der eine wesentliche Stützung in der vertikalen Richtung bereitstellt, während eine Drehbewegung aufgrund der Drehverbindungen eines Augenabschnitts der Feder mit der Tragestruktur, wie unten erklärt, immer noch ermöglicht wird. Gleichzeitig ermöglicht diese Federkonstruktion und hochkantige Ausrichtung eine seitliche Flexibilität der Feder. Dies kann erzielt werden, während die Feder in dieser hochkantigen Trägerausrichtung unter Verwendung von Klemmelementen, die insbesondere entsprechende obere und untere Kanäle bilden, um die Feder hochkant zu tragen, fest auf eine Fahrzeugachses geklemmt ist, wobei die Feder fest mit der Achse verbunden oder damit gekoppelt wird. Daher sind keine Klemmelemente erforderlich, die die Rotation einer Feder am Klemmsatz ermöglichen. Außerdem wird vorzugsweise eine Translation der Feder in Längsrichtung, z. B. parallel zum Rahmenträger eines Fahrzeugs, durch die Klemmelemente verhindert.
Die abgebildete Feder kann aus einem herkömmlichen Federmaterial hergestellt sein, wie z. B. Federstahl der Serie SAE-5161, der Serie 4164 oder der Serie 5000. In einem typischen Herstellungsansatz können die Federn aus einem Stangenmaterial hergestellt sein, das gewalzt wird, wobei die Drehung darin gebildet (wenn die Drehung enthalten ist) und ein Auge hinzugefügt wird, und wobei eine nachfolgende Hitzebehandlung und andere Federprozesse auf eine herkömmliche Weise angewendet werden. Insbesondere besitzt die Feder eine nicht hohle, massive Konstruktion. Die Feder kann alternativ aus einem Verbundwerkstoff, wie z. B. einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff, hergestellt sein.
Wenn in einer Aufhängung und insbesondere einer Längslenkeraufhängung enthalten, wobei z. B. die bilaterale konische Augenfeder die einzige Feder in der Aufhängung ist, werden bedeutende Gewichtseinsparungen im Vergleich zu einer herkömmlichen Einzelblatt-Augenfeder erzielt.
Unter Bezugnahme auf 5–10 wird eine Längslenkeraufhängung 50 für einen ersten Endabschnitt einer Hinterachse 52 veranschaulicht. Eine ähnliche Aufhängung (obwohl in diesen Figuren nicht gezeigt) ist angeordnet, um das gegenüberliegende Ende der Achse 52 zu tragen. Im Fall eines Lastwagens oder eines anderen Fahrzeugs mit doppelter Achse können vier derartige Aufhängungen verwendet werden. In 5 ist das vordere Ende der Aufhängung durch F (vorderes Ende) und das hintere Ende der Aufhängung ist durch A (hinten) angegeben.
In diesen Figuren ist ein Rahmenträger 56 vorgesehen, auf den eine erste Stützklammer 58 montiert oder damit gekoppelt ist. Die Stützklammer 58 steht nach unten vom Trägerrahmen 56 hervor und umfasst eine Buchsenträgerstruktur 60, die eine Buchse 62 trägt oder stützt.
Die Buchse 62 wird durch das Auge des Augenabschnitts 14 der Feder 10 hindurch eingeführt. Wie in 8 zu sehen ist, kann der Buchsenträger 60 ein Paar voneinander beabstandeter nach unten hängenden Schenkelabschnitten umfassen (in 8 nicht nummeriert), die einen Kanal dazwischen bilden, wobei entsprechende Endabschnitte der Buchse 62 durch Befestigungsvorrichtungen (nicht gezeigt) an die entsprechenden Schenkel des Buchsenträgers 60 montiert sind.
Unter weiterer Bezugnahme auf 8 kann der zentrale Abschnitt der Feder 10 zwischen einem Basis-Klemmabschnitt 68 mit einer sich längs erstreckenden Nut 70, in die ein unterer Kantenabschnitt der Feder 10 eingreifen kann, und einem oberen Klemmabschnitt 72, der eine Nut 74 bildet, in der ein oberer Abschnitt des zentralen Bereichs der Feder 10 angeordnet sein kann, festgeklemmt sein. Die Nut oder der Schlitz 74 in diesem Beispiel ist zwischen zwei sich nach unten erstreckenden Nuteingriffsschenkeln des oberen Klemmabschnitts gebildet. Vorzugsweise wird ein Begrenzer für Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, wie z. B. ein Stift 73 (5 und 8), bereitgestellt, der sich durch die Feder 10 erstreckt, wobei die Stiftenden in entsprechende Querschlitze der Nuteingriffsschenkel eingreifen, um eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung oder Translation der Feder zu hindern. Die Stift- und Klemmelemente schränken, wenn die Anordnung zusammengeklemmt ist, den Klemmabschnitt der Feder 10 gegen eine Rotationsbewegung und Vorwärts-Rückwärts-Translation ein. Die Klemme 72 weist vorzugsweise Merkmale auf, die so konstruiert sind, dass sie in einen unteren Abschnitt des Achsengehäuses eingreifen oder diesem entsprechen. Der Klemmabschnitt 72 umfasst auch einen nach hinten vorspringenden Flanschabschnitt 80, der als eine Lagerung für den unteren Endabschnitt eines Stoßdämpfers 82 dienen kann. Der obere Endabschnitt des Stoßdämpfers kann durch eine Klammer 84 an den Rahmenträger 56 montiert sein. Eine obere Achsenklemme oder -lagerung 86 wird, in diesem Beispiel, in einer Position gezeigt, um primär von der oberen Fläche des Achsengehäuses, gegenüber dem Klemmabschnitt 72, getragen zu werden. Die Achsenklemme 86 kann einen nach oben gerichteten Vorsprung 90 umfassen, der z. B. eine im Allgemeinen trapezoide Form aufweisen kann. Ein Bewegungsbegrenzungselement oder -anschlag kann (durch nicht gezeigte Befestigungsvorrichtungen) auf den Rahmenträger 56 montiert sein. Der veranschaulichte Anschlag 92 umfasst einen sich nach unten öffnenden Anschlag, der den Aufnahmeabschnitt 94 aufnimmt, der, in der dargestellen Ausführungsform, im Allgemeinen einen trapezoiden Längsschnitt aufweist. Der mit dem sich nach oben erstreckenden Anschlag in Eingriff stehende Vorsprung 90 kann in den Anschlag 92 eingreifen, und insbesondere mit dem Aufnahmeabschnitt 94, um die Bewegung der Achse nach oben zu begrenzen. Längs in diesem Beispiel bezieht sich auf eine Richtung parallel zur Längsachse des Rahmenträgers 56. Die entsprechenden Klemmelemente 68, 72 und 86 werden in der abgebildeten Ausführungsform zusammengehalten oder -geklemmt. Dieses Klemmen kann durch erste und zweite U-Bolzen 100, 102 erfolgen, die Muttern oder andere Befestigungsvorrichtungen an ihren unteren Enden aufnehmen können, um die Achse zusammen mit der Federanordnung fest zu befestigen und dadurch (direkt oder indirekt) den zentralen Abschnitt der Feder 10 an die Achse zu montieren oder zu koppeln. Eine Luftfeder-Montageklammer 110 kann einen oberen Abschnitt der Luftfeder 66 an den Rahmenträger koppeln, wobei ein unterer Abschnitt der Luftfeder durch einen eine Mutter aufnehmenden Gewindestift 112, der durch die Federöffnung 20 (2) eingeführt wird, montiert wird.
Die Klammer 58 ist vorzugsweise nach unten verlängert, z. B. derart, dass der Träger für den Augenabschnitt 14 von Feder 10 so positioniert ist, um die Achse des Auges an einer Position zu zentrieren, die mit der Achse von Achse 52 fluchtet, wenn sich die Aufhängung im Ruhezustand befindet und das Fahrzeug seine Nennlast aufweist.
5–10 stellen mehrere Ansichten einer exemplarischen Aufhängung bereit, wobei sich eine bidirektionale Feder mit einem distalen Ende von der Außenfläche eines benachbarten Rahmenträgers weg erstreckt, in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel dieser Offenbarung, um die Einrichtung weiter zu erklären.
11 veranschaulicht eine Simulation der Bewegung der ersten und zweiten Feder 10, 10A Gemäß einer Ausführungsform aus 1 in einer Aufhängung, die um sechs Grad abgelenkt wird (z. B. wird die Achse um sechs Grad von der Horizontalen geneigt, wobei das rechte Ende der Achse mit Bezug auf das linke Ende der Achse angehoben wird, von der hinteren Seite des Fahrzeugs gesehen). In der Simulation wird davon ausgegangen, dass die Federn 10, 10A entsprechende Endabschnitte einer Achse tragen, wobei jede Feder in einer Längslenkeraufhängung enthalten ist, wie in 5 gezeigt, und wobei die Klammern 58 konfiguriert sind, um das Zentrum des Augenabschnitts der Blattfeder 10, 10A in einer Flucht mit dem Zentrum der Achse des Fahrzeugs zu tragen, wenn das Fahrzeug seine Nennlast aufweist.
Bei dieser Konstruktion sind die Federn 10, 10A dazu in der Lage, sich sowohl vertikal (oder nach oben und nach unten) als auch lateral (oder seitwärts) zu bewegen, wenn eine Fahrzeugachse in einer vertikalen Ebene mit Bezug auf die Horizontale abgelenkt wird oder das Fahrzeug während der Fahrt um eine Kurve rollt. Da die Wirkungen ähnlich sind, die sich aus dem Rollen des Fahrzeugs ergeben, wenn es um eine Kurve biegt, und die sich aus der Ablenkung der Achse ergeben, fährt die Beschreibung unter Bezugnahme auf eine Ablenkung der Achse um sechs Grad, wie in 11 und 12 simuliert, fort. Ein Fahrzeug, das um eine linke Kurve oder eine linke Abbiegung fährt, erzeugt Simulationsergebnisse, die ähnlich denjenigen sind, die in 11. und 12 dargestellt sind. Die Position der Fahrzeugachse während eines derartigen Ablenkungsereignisses wird von der Linie 130 dargestellt. Die gestrichelte Linie 132 in 11 stellt die Position der Feder vor dem Eintritt der seitlichen Verformung dar, z. B. aufgrund eines Roll- oder Ablenkungsereignisses. Die gestrichelte Linie 134 stellt die Position der Achse vor dem Ablenkungs- oder Rollereignis dar.
Wie in 11 veranschaulicht, weist die Feder eine seitliche Flexibilität auf, so dass sie sich in der seitlichen Richtung (in einer Richtung von einer Seite zur anderen mit Bezug auf die Rahmenträger) zwischen dem Augenabschnitt 14, 14A der entsprechenden Federn 10, 10A und der Position der Klemmen (dargestellt durch die Nummern 140, 140A), die die Feder an die Achse festklemmen, biegen kann. Wie in 11 zu sehen ist, hat sich in dieser Simulation die Achse in einen geringfügig untersteuerten Zustand verschoben, ein wünschenswerter Zustand, wenn das Fahrzeug ablenkt oder abbiegt. Außerdem wird die Bewegung der Achse aus ihrer ursprünglichen Position während dieser Ablenkung um sechs Grad reduziert (viel weniger als eine herkömmliche standardmäßige Blattfeder, vgl. z. B. die Bewegung, die durch die Länge der Linie 200 in 11 angezeigt ist, mit der Bewegung, die durch die Länge der Linie 202 in 10 angezeigt ist, die dieser Bewegung entspricht), wodurch potenzielle Probleme reduziert werden, die sich daraus ergeben, dass die Reifen gegen den Boden reiben. Außerdem haben sich die Luftfederungen um eine relativ kurze Distanz aus ihren anfänglichen Positionen vor der Kurve (gezeigt an den Positionen 142, 142A) in Positionen während des Abbiegens (bei 144 und 144A angezeigt) bewegt. Somit führt die vertikale Ausrichtung des Federträgers zwischen dem Auge 14 und den Klemmen zu einer verbesserten Leistung der Federn, wenn sie in eine Fahrzeugaufhängung integriert sind. Außerdem weist die bilaterale konische Ausbildung der Feder die seitliche Nachgiebigkeit (seitliche Bewegung) mehr der Feder als der Klemmgruppe oder den Verbindungskomponenten zu. Die bilaterale konische Konstruktion der Feder minimiert und, vorzugsweise, beseitigt die Notwendigkeit von Federn, die drehbar an der Fahrzeugachse gleiten und reduziert in einigen Fällen die Gesamtbelastung der Verbindungen, wie z. B. Buchsen. Insbesondere werden die konische Rotation und die konische Belastung der Buchsen durch diese Konstruktion reduziert.
Vergleichsweise veranschaulicht 12 eine Simulation einer herkömmlichen (dem Stand der Technik entsprechenden) Blattaugenfeder, die herkömmlicherweise in einer Aufhängung derart ausgerichtet ist, dass der breite Abschnitt der Feder im Allgemeinen horizontal ist, wenn die Feder installiert ist. Diese herkömmliche Feder 160 und ihre Gegenfeder 160A weisen entsprechende Augenabschnitte 162, 162A und einen die Luftfeder tragenden Endabschnitt 164, 164A auf. Die Breite der Feder ist konstant. Diese Feder ist in einer seitlichen Richtung und damit der gestrichelten Linie 168 extrem starr und bleibt im Wesentlichen im gleichen, nicht seitlich abgelenkten Zustand vor und während eines Kurven- oder eines Ablenkungsereignisses. Diese herkömmlichen Federn werden an eine Achse durch Klemmelemente festgeklemmt, die die Rotation der Feder an der Klemmgruppe ermöglichen, um die seitliche Bewegung der Gesamtaufhängung aufzunehmen. Die gestrichelte Linie 172 in 12 zeigt die ursprüngliche Position der Achse mit Bezug auf die Federn vor der Ablenkung der Achse um sechs Grad an. Die Linie 170 stellt die Position der Achse während des Ablenkungsereignisses dar. Wie in 12 veranschaulicht, führt ein Überlenkungszustand dazu, dass die Achse (z. B. eine hintere Achse) dazu neigt, das Fahrzeug während des Ablenkungs- oder Kurvenereignisses zu lenken. Außerdem kommt es zu einer erheblichen Bewegung der Luftfedern (von Positionen vor dem Abbiegen 174, 174A zu Positionen in der Abbiegung 176, 176A). Anmerkung: in dieser Simulation wurde die Verschiebung zum Zweck der Veranschaulichung im Maßstab 1:5 dargestellt.
In den oben beschriebenen Anwendungen wird die Feder als ein Teil einer Fahrzeugaufhängung in Form einer Längslenkeraufhängung gezeigt. Außerdem umfasst die abgebildete beispielhafte Aufhängung eine hintere Aufhängung eines Fahrzeugs. Es sollte beachtet werden, dass die Federn dieser Offenbarung in der gegenüberliegenden oder der Richtung nach vorne ausgerichtet sein können. Außerdem können die Federn in einer vorderen Aufhängung ebenso wie in einer hinteren Aufhängung entweder in der vorderen oder der hinteren Ausrichtung verwendet werden.
13 veranschaulicht eine bespeilhafte Feder mit einem bidirektionalen Kegel in zwei Richtungen von ihren zentralen Bereichen. In der Feder von 13 wurden Elementen, die denjenigen der Feder von 1 gleichen, die gleiche Bezugsnummer mit der Bezeichnung „a” oder der Bezeichnung „b” zugewiesen. Insbesondere umfasst die Feder 10a von 13 einen ersten und zweiten Endabschnitt 14a, 14b, wobei in jedem ein entsprechendes Auge 16a, 16b gebildet ist. Die Augen 16a, 16b können so genannte Berliner Augen umfassen. Entsprechende Buchsen 16a, 16b werden in ihrer Position in den entsprechenden Augen 14a, 14b von 13 gezeigt. Im Allgemeinen drehen sich die Buchsen jeweils um eine Achse, die horizontal oder im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein kann (und quer zu einem Rahmenträger des Fahrzeugs), wenn die Feder 10a in einer Aufhängung installiert ist. Ein zentraler Abschnitt der Feder 10a, in diesem Beispiel von Position 30a zu Position 34a, wird mit einer konstanten Höhe und einer konstanten Breite gezeigt, wobei die Höhe größer als die Breite ist. Dieser zentrale Abschnitt stellt eine bevorzugte Position für die Festklemmung der Feder in einer Aufhängung dar, wobei die Feder in einer Ausrichtung entlang der Kante (wobei die Höhe größer als die Breite ist) an der Klemmposition positioniert ist. Die Feder 10a von 13 umfasst einen ersten bidirektionalen konischen Abschnitt oder Teil von der Position 34a hin zur Position 32a und somit von einem zentralen Abschnitt der Feder hin zu einem ersten Auge der Feder. Zusätzlich kann ein zweiter bidirektionaler konischer Abschnitt oder Teil der Feder von der Position 30a zur Position 32b bereitgestellt werden, und somit von einer Position nahe dem Zentrum der Feder hin zum Auge 16b. Jeder der zwei doppelten Kegel kann ähnlich sein, und sie sind vorzugsweise identisch. In 13 verringert sich die Höhe der Feder von der Position 34a zur Position 32a, und in diesem Beispiel verringert sich die Höhe ununterbrochen über diese Länge hinweg. Außerdem erhöht sich die Breite der Feder von der Position 34a zur Position 32a, und in diesem Fall erhöht sich die Breite ununterbrochen über diese Länge hinweg. Der sich in der Höhe verkleinernde Kegel und der sich in der Breite vergrößernde Kegel von der Position 30a zur Position 32b kann der gleiche wie der doppelte Kegel von der Position 34a zur Position 32a sein.
14–15 veranschaulichen die Feder 10a, die in einer Doppelachsen-Aufhängung installiert ist. In diesen Figuren wurden Elementen, die denjenigen gleichen, die in 5–10 gezeigt werden, entweder der Buchstabe „a” nach der Nummer oder der Buchstabe „b” nach der Nummer zugewiesen, wobei Elementen, die mit einer Achse 52b assoziiert sind, der Buchstabe „b” zugeordnet ist, und Komponenten, die mit der Achse 52a assoziiert sind, die Nummer in Kombination mit dem Buchstaben „a” zugeordnet ist. Die Klemmelemente 68a und 72a, die die Feder 10a hochkant halten, können jeweils konfiguriert sein, um eine Nut zur Aufnahme eines entsprechenden Abschnitts der Federkante zu bilden. Ein U-Bolzen oder ein anderer Klemmmechanismus (oder eine Vielzahl derartiger Bolzen oder Mechanismen), der in diesen Figuren nicht gezeigt wird, kann dazu verwendet werden, um die Klemmelemente zusammen zu klemmen. Außerdem kann das obere Klemmelement mit einer Klammer 92a gekoppelt oder darauf montiert sein, die auf den zugehörigen Rahmenträger montiert ist.
16 veranschaulicht sowohl die Rahmenträger 56a als auch 56b eines Fahrzeugs und veranschaulicht die Feder 10a, ebenso wie eine Feder 10b an der der Feder 10a gegenüber liegenden Seite des Rahmens.
Der gedrehte Bereich an der Position 24 in der Ausführungsform der Feder aus 1–4 kann sich an einer Position zwischen den Endabschnitten 14, 18 befinden und insbesondere zwischen dem Zentrum der Augenfeder und dem Endabschnitt 18. Somit kann sich die Drehung insbesondere nahe dem distalen Ende des Endabschnitts 18 befinden, an einer Position, die weniger als ungefähr ¼ der Länge des Körpers 12 vom distalen Ende des Endabschnitts 18 und insbesondere ungefähr 1/8 dieses Abstands beabstandet ist. Die Drehung, falls enthalten, kann zwischen dem Klemmabschnitt oder dem Klemmteil der Feder, die an eine Fahrzeugachse festgeklemmt ist, und dem Federende 18 angeordnet sein.
Wie in 1–4 zu sehen ist, weist die dargestellte Augenfeder 10 somit einen doppelten oder bidirektionalen Kegel von der zentralen Position 30 hin zum Endabschnitt 14, der das Auge enthält, auf. Somit weist ein Abschnitt der Feder in diese Richtung einen ersten Abschnitt oder eine erste Sektion auf, dessen/deren Höhe sich verringert und dessen/deren Breite sich erhöht. Somit weist in diesem Beispiel und im Beispiel von 1–4 die Feder einen Abschnitt zwischen ihren Enden auf, die einen doppelten oder bidirektionalen Kegel aufweist, wobei die Höhe abnimmt und die Breite zunimmt. Die Breite oder Dicke kann in dieser Ausführungsform im Klemmbereich der Feder, in dem Klemmelemente die Feder an der Achse halten (z. B. zwischen den Positionen 30 und 34), im Wesentlichen konstant gehalten werden. Alternativ dazu kann die Breite der Klemmabschnitte in einer Richtung von vorne nach hinten reduziert werden, um das Gewicht zu reduzieren.
Die dargestellte Feder von 1–4, wenn in einer Aufhängung enthalten, umfasst einen hochkantigen Träger (wobei die Höhe größer als die Breite am Klemmabschnitt ist), der eine wesentliche Stützung in vertikaler Richtung bereitstellt, während eine Drehbewegung aufgrund der Drehverbindungen eines Augenabschnitts der Feder mit der Tragestruktur ermöglicht wird, wie unten erklärt. Gleichzeitig ermöglicht die Federkonstruktion und hochkantige Ausrichtung eine seitliche Flexibilität der Feder. Dies kann erzielt werden, während die Feder fest an eine Fahrzeugachse in ihrer hochkantigen Trägerausrichtung unter Verwendung von Klemmelementen festgeklemmt wird, die insbesondere entsprechende obere und untere Kanäle bilden, um die Feder hochkant zu tragen, während die Feder fest mit der Achse verbunden oder damit gekoppelt wird. Daher sind keine Klemmelemente erforderlich, die die Rotation einer Feder am Klemmsatz ermöglichen. Die Feder wird vorzugsweise gegen sowohl eine Drehung als auch eine Translation mit Bezug auf die Achse am Klemmabschnitt festgeklemmt.
Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform von 17 und 18 gezeigt wird, wie ein optionales Band 240 z. B. aus Stahl um das Auge 14 der Feder gewickelt ist. Dabei handelt es sich um einen herkömmlichen optionalen Sicherheitsmechanismus, um im unwahrscheinlichen Fall des Defekts des Auges der Feder die Aufhängungskomponenten zusammen zu halten. Ein Führungsvorsprung oder Stift kann von der oberen Fläche der Feder nach oben hervorspringen, der sich durch eine Öffnung im Band erstreckt, wenn sich das Band in seiner Position befindet. Der Führungsstift kann von einer entsprechenden Aussparung in einem überlagernden Klemmelement aufgenommen werden, wenn die Feder festgeklemmt ist. Abstandshalter, wie z. B. aus einem Polymermaterial, können durch entsprechende Öffnungen im Band eingeführt und von vergrößerten Köpfen in ihrer Position gehalten werden, wobei ein Körperabschnitt des Abstandhalters sich zwischen der Unterfläche des Bands und dem Auge befindet.
Dadurch wird verhindert, dass das Band gegen die Feder flattert. Eine Vertiefung oder Aussparung kann auf der Unterseite der Feder bereitgestellt sein, und ein vorspringender Stift oder ein anderes Element kann sich von einem unteren Klemmelement nach oben durch eine Öffnung im Band und in die Aussparung erstrecken, wenn die Feder festgeklemmt ist. Dieser Vorsprung und der Vorsprung stellen eine Form eines Mechanismus dar, der die Feder gegen eine Translation mit Bezug auf die Achse zurückhält. Die Bandöffnungen können in der Längsrichtung vergrößert sein, um eine gewisse Bewegung des Bands in der Längsrichtung zu ermöglichen. Wenn die Federabschnitte 30–34 durch einen Klemmsatz geklemmt werden, wird die Umhüllung oder das Band 240 festgehalten.
Von einer Feder in der oben in Verbindung mit 1–4 beschriebenen Form mit den oben erwähnten Abmessungen wird geschätzt, dass sie eine seitliche Federkonstante von ungefähr 4.000 lbs pro Inch und eine vertikale Federkonstante von ungefähr 8.000 lbs pro Inch aufweist. Dagegen weist eine herkömmliche Feder in der in 12 veranschaulichten Form für einen Schwerlastwagen mit einer konstanten Breite und Dicke eine Federkonstante von ungefähr 6.200 lbs pro Inch in der vertikalen Richtung und eine extrem große Federkonstante in der seitlichen Richtung (z. B. 10.0000 lbs pro Inch) auf. Obwohl dies variiert werden kann, weisen Federn in Übereinstimmung mit der hier offenbarte Ausführungsformen vorzugsweise eine seitliche Federkonstante von ungefähr 3.500 lbs. pro Inch bis ungefähr 5.500 lbs. pro Inch auf, wobei 4.000 lbs. pro Inch eine bevorzugte seitliche Federkonstante ist. Vorzugsweise beträgt die vertikale Federkonstante auch weniger als 10.000, wobei 8.000 lbs. pro Inch eine bevorzugte vertikale Federkonstante ist. Somit weisen Federn dieser Ausbildung eine niedrige seitliche Federkonstante auf und sind dennoch für Aufhängungen von Schwerlastwagen der Klasse 8 geeignet.
Unter Bezugnahme auf 17 und 18 wird eine Längslenkeraufhängung, in diesem Fall ein Abschnitt einer Doppelaufhängung, für einen ersten Endabschnitt einer hinteren Achse 52 veranschaulicht. Eine ähnliche Aufhängung ist so positioniert, um das gegenüberliegende Ende der Achse 52 zu tragen. Im Fall eines Lastwagens oder eines anderen Fahrzeugs mit doppelter Achse können vier derartige Aufhängungen verwendet werden. In 17 und 18 befindet sich das vordere Ende der Aufhängung links, und das hintere Ende der Aufhängung befindet sich rechts. In der exemplarischen Aufhängung von 17 und 18 wurden Komponenten, die gleich denjenigen in der Aufhängung von 5–10 sind, die gleichen Zahlen zugewiesen, und sie werden nicht näher erörtert. In einigen Fällen, in denen sich diese Komponenten von 17 und 18 von den Komponenten von 5–10 unterscheiden, wurde eine Strich(')-Bezeichnung oder alternativ eine verschiedene Nummer als diejenige von 5–10 verwendet.
In 17 und 18 wird eine Stützklammer 58' gezeigt, die auf den Rahmenträger 56 montiert ist. Die Stützklammer 58' umfasst eine Buchsentragestruktur 60', die eine Buchse 62 trägt oder stützt. Die Buchse 62 wird durch das Auge des Augenabschnitts 14 der Feder 10 hindurch eingeführt. Wie in 17 und 18 zu sehen ist, umfasst der Buchsenträger 60' ein Paar voneinander beabstandeter nach unten hängender Schenkelabschnitte 300, 302, die einen Kanal 304 dazwischen bilden, wobei entsprechende Endabschnitte der Buchse 62 durch Befestigungsvorrichtungen an die entsprechenden Schenkel 300, 302 des Buchsenträgers 60' montiert sind.
Die veranschaulichte Klammer 58' umfasst sich nach oben erstreckende Schenkelabschnitte 306, 308, die von der Buchsentragestruktur 60' nach oben zum Endabschnitt des Rahmenträgerlagers der Klammer 58' auseinander laufen. Eine Lücke 310 kann zwischen den Schenkelabschnitten 306, 308 vorgesehen sein. Voneinander beabstandete untere und obere Lagerungen 314, 320 nehmen Befestigungsvorrichtungen auf, entsprechende Endabschnitte des Schenkel 306 an den Rahmenträger zu koppeln. Außerdem werden die untere und obere Lagerung 316, 322 verwendet, um den Schenkelabschnitt 308 an den Rahmenträger zu koppeln. Eine untere verstärkende Querstrebe 312 erstreckt sich zwischen den Schenkelabschnitten 306, 308 an der Position der Lagerungen 314, 316. Außerdem erstreckt sich eine obere verstärkende Querstrebe 318, die eine gebogene Form aufweisen kann, zwischen den Lagerungen 320, 322. Eine Lücke (nicht nummeriert) kann zwischen den Querstreben 312, 318 vorgesehen sein. Obwohl andere Formen von Klammern verwendet werden können, ist die Klammer 58' eine bevorzugte Form, die für Festigkeit sorgt, während das Gewicht der Klammer reduziert wird. Es sollte beachtet werden, dass die Füße 306, 308 in diesem Beispiel nicht nur nach oben weg von der Buchse auseinander laufen, sondern dass sich diese Schenkelabschnitte auch in diese Richtung nach oben verjüngen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 17 und 18 kann ein zentraler Abschnitt der Feder 10 zwischen einem Basis-Klemmabschnitt 68' mit einer sich längs erstreckenden Nut 70, in die ein unterer Kantenabschnitt der Feder 10 eingreifen kann, und einem oberen Klemmabschnitt 72', der eine Nut 74 zwischen nach unten vorstehenden Schenkeln formt, in der ein oberer Abschnitt des Klemmabschnitts der Feder 10 angeordnet sein kann, festgeklemmt sein. Ein Begrenzer für Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, wie z. B. die oben beschriebenen Vorsprünge, kann dazu verwendet werden, eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Feder zu hindern. Wenn die Anordnung zusammengeklemmt und an die Achse festgeklemmt ist, wird der Klemmabschnitt der Feder an einer Rotationsbewegung mit Bezug auf die Achse gehindert. Die Klemme 72' weist vorzugsweise Merkmale auf, die entworfen sind, dass diese in einen unteren Abschnitt des Achsengehäuses eingreift oder diesem entspricht.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst der untere Klemmelemt 68' auch einen nach hinten vorspringenden Flanschabschnitt 160 mit sich nach oben erstreckenden beabstandeten Stoßdämpfer-Kopplungsfüßen 262, 264. Die oberen oder distalen Enden der Schenkel 262, 264 dienen als eine Lagerung für den unteren Endabschnitt eines Stoßdämpfers 82, der zwischen den Schenkeln positioniert ist. Der obere Endabschnitt des Stoßdämpfers kann durch eine Klammer 84 auf den Rahmenträger 56 montiert sein. Eine obere Achsenklemme oder -lagerung 86' wird, in diesem Beispiel, in einer Position gezeigt, um von der oberen Fläche des Achsengehäuses, gegenüber dem Klemmabschnitt 72', getragen zu werden. Die Achsenklemme 86', wie am besten in 22 zu sehen ist, bildet einen Anschlagsabschnitt 274, der die Form einer Aussparung aufweisen kann, die von Anschlagselementen begrenzt ist, die angeordnet sind, um einen Anschlag aufzunehmen, um die Bewegung der Aufhängung nach oben zu begrenzen. Ein Bewegungsbegrenzungselement oder Anschlag 270 kann auf den Rahmenträger 56 montiert sein. Der veranschaulichte Anschlag 270 kann ein sich nach unten erstreckendes Anschlagselement 272 umfassen, das konfiguriert ist, um in die Aussparung 274 zu passen und in Eingriff mit Anschlagsabschnitten der Achsenklemme 86' zu stehen, um die Bewegung der Achse nach oben zu begrenzen. Alternativ können Anschlagselemente wie in 1–4 gezeigt oder andere Formen von Anschlagselementen verwendet werden. Die entsprechenden Klemmelemente 68', 72' und 86' werden in der abgebildeten Ausführungsform zusammengehalten oder -geklemmt, wie z. B. durch erste und zweite U-Bolzen 100, 102, die Muttern oder andere Befestigungsvorrichtungen an ihren unteren Enden aufnehmen können, um die Achse zusammen mit der Federanordnung fest zu befestigen und dadurch (direkt oder indirekt) einen zentralen Abschnitt oder Klemmabschnitt der Feder 10 an die Achse zu montieren oder damit zu koppeln. In dieser exemplarischen Aufhängung koppelt eine Luftfeder-Montageklammer 110 einen oberen Abschnitt der Luftfeder 66 an den Rahmenträger, wobei ein unterer Abschnitt der Luftfeder durch einen die Mutter aufnehmenden Gewindestift 112, der durch die Federöffnung 20 (18) eingeführt wird, montiert wird.
Die Klammer 58' ist vorzugsweise nach unten verlängert, z. B. derart, dass der Träger für den Augenabschnitt 14 der Feder 10 so positioniert ist, um das Auge an einer Position zu zentrieren, die mit der Achse von Achse 52 fluchtet, wenn sich die Aufhängung im Ruhezustand befindet und das Fahrzeug seine Nennlast aufweist. Es können alternative Formen von Klammern und Positionierung verwendet werden.
Der Betrieb der Aufhängung von 17 und 18 wird nicht näher beschrieben, da ihr Betrieb aus der Beschreibung ihrer Komponenten offensichtlich ist. Im Allgemeinen ist der Betrieb der Aufhängung von 17 und 18 gleich dem Betrieb der Aufhängung von 5–10.
Nach der Veranschaulichung und Beschreibung der Prinzipien unserer Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen ist es für den Fachmann offensichtlich, dass diese Ausführungsformen in der Anordnung und in den Einzelheiten verändert werden können, ohne sich von den hier offenbarten erfinderischen Prinzipien zu entfernen. Wir beanspruchen, dass alle diese Veränderungen innerhalb des Geistes und des Schutzumfangs unserer Erfindung liegen.
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 Nicht-Patentliteratur

SAE-5161 [0041]

Claims

Feder für eine Fahrzeugaufhängung, um eine Achse an einer Fahrzeugkomponente wie z. B. einem Rahmenträger des Fahrzeugs zu lagern, wobei die Feder Folgendes umfasst: einen Federkörper mit einem Klemmabschnitt, der für die Klemmung an der Fahrzeugachse ausgelegt ist, wobei der Klemmabschnitt eine Höhe und eine Breite aufweist, wobei die Höhe des Klemmabschnitts größer als die Breite des Klemmabschnitts ist und wobei der Klemmabschnitt für die Klemmung an der Fahrzeugachse in einer Ausrichtung ausgelegt ist, so dass dessen Höhe hochkant steht. Weiterhin umfasst der Federkörper einen vom Klemmabschnitt beabstandeten ersten Endabschnitt, wobei dieser ein hochkantiges Auge bildet, wenn der Klemmabschnitt an die Fahrzeugachse geklemmt ist. Des Weiteren verringert sich in Richtung des Auges die Höhe von mindestens einem ersten Abschnitt des Federkörpers, der sich zwischen dem Klemmabschnitt und dem Auge befindet, wobei sich dessen Breite in Richtung des Auges erhöht.
Feder nach Anspruch 1, wobei sich die Breite des ersten Abschnitts von der Position des Klemmabschnitts zu einer Position nahe dem Augekontinuierlich vergrößert.
Feder nach Anspruch 2, wobei der erste Abschnitt eine Höhe aufweist, deren Größe vom Klemmabschnitt zu einer Position nahe dem Auge kontinuierlich abnimmt.
Feder nach Anspruch 1, wobei die Höhe und Breite des Klemmabschnitts konstant sind.
Feder nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt zwischen dem Klemmabschnitt und dem Auge liegt, und wobei der erste Abschnitt mindestens ebenso lang wie die Länge des Klemmabschnitts ist.
Feder nach Anspruch 1, wobei die Höhe der Feder von einer Position nahe dem Klemmabschnitt zu einer Position nahe dem Auge kontinuierlich abnimmt.
Feder nach Anspruch 1 mit einer seitlichen Federkonstante von 3.500 bis 5.500 lbs. pro Inch.
Feder nach Anspruch 1 mit einer seitlichen Federkonstante von ungefähr 4.000 lbs. pro Inch.
Feder nach Anspruch 1 mit einem distalen Endabschnitt auf der dem Auge gegenüber liegenden Seite des Klemmabschnitts, der sich nach außen in eine Richtung weg von einer Ebene erstreckt, die eine äußere Seitenfläche eines Rahmenträgers schneidet, wenn die Feder an die Achse geklemmt ist.
Feder nach Anspruch 9, wobei der distale Endabschnitt mit einer Drehung versehen ist, um das distale Ende des distalen Endabschnitts von der Ebene weg zu drehen, die eine äußere Seitenfläche des Rahmenträgers schneidet.