DE102014115894B4 - Längsblattfeder mit Schäkel - Google Patents

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Abstract

Längsblattfederanordnung (3) für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine einteilige Längsblattfeder (4), welche an einem Ende (5) über ein Festlager (6) mit einem Drehfreiheitsgrad gekoppelt ist und an einem gegenüberliegenden Schäkelende (7) relativ schwenkbar mit einem Schäkel (8) gekoppelt ist und der Schäkel (8) an einem Festlager (6) mit einem Drehfreiheitsgrad gekoppelt ist, wobei mittelbar oder unmittelbar an der Längsblattfeder (4) eine Kraftfahrzeugachskomponente gekoppelt ist und dass zwischen dem Schäkelende (7) und dem Schäkel (8) ein Schäkelwinkel (α) ausgebildet ist, wobei sich der Schäkelwinkel (α) bei Einfedern oder Ausfedern in einem durch einen Kreissektor (13) vorgegebenen Winkelbereich bewegt, wobei mindestens zwei Drittel (18) des Kreissektors (13) in einem Winkel größer 90 Grad liegen und dass die Federkennlinie der Längsblattfeder (4) progressiv ist und dass die Längsblattfeder (4) im unbelasteten Zustand einen gekrümmten Verlauf aufweist, wobei die Längsblattfeder (4) aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist und der Querschnitt der Längsblattfeder (4) in Längsrichtung voneinander verschieden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Längsblattfederanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Kraftfahrzeuge werden heutzutage überwiegend mit selbsttragenden Karosserien oder Leiterrahmen mit aufgesetzter Karosserie hergestellt. An diesen Karosserien oder Leiterrahmen sind Achsen angeordnet, so dass die Kraftfahrzeugräder gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie einfedern bzw. ausfedern können um somit dynamische Radlasten aufnehmen zu können und damit zum einen den Fahrbahnkontakt zwischen Rad und Fahrbahnoberfläche sicherzustellen sowie zum anderen einen Fahrkomfort zu realisieren.
  • Hierzu sind Systeme aus Federn und Dämpfern vorgesehen, um beispielsweise eine Einzelradaufhängung oder aber auch eine Starrachse gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie federnd aufzuhängen. Hierzu werden Schraubenfedern, Luftfedern aber auch Blattfedern an Kraftfahrzeugen verbaut.
  • Beispielsweise ist aus der DE 102 02 114 A1 eine Längsblattfederanordnung bekannt, wobei die Längsblattfeder über einen Schäkel an ein Chassis angebunden ist, um die Befestigung der Feder an der Fahrzeugkarosserie zu unterstützen. Durch Variationen von Dicke oder Breite, mithin des Querschnitts der Längsblattfeder kann die Federkennlinie in der gewünschten Weise modifiziert werden.
  • Weiterhin ist aus der DE 195 24 106 A1 eine Blattfederanordnung bekannt, bei der ein Ende einer Längsblattfeder mittels eines Schäkels aufgehangen ist, um Längenänderungen beim Ein- und Ausfedern des Rades auszugleichen.
  • Aus der US 3 022 991 A ist eine Längsblattfederanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Längsblattfeder an einem Ende über ein Festlager mit einem Drehfreiheitsgrad gekoppelt ist und an einem gegenüberliegenden Schäkelende relativ schwenkbar mit einem Schäkel gekoppelt ist. Mittelbar oder unmittelbar ist an der Längsblattfeder eine Kraftfahrzeugachskomponente gekoppelt. Zwischen dem Schäkel und einer Horizontalen ist ein Schäkelwinkel α ausgebildet, wobei sich der Schäkelwinkel bei Einfedern und Ausfedern in einem durch einen Kreissektor vorgegebenen Winkelbereich bewegt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik, eine Längsblattfederanordnung bereitzustellen, bei der eine gezielte Beeinflussung der Federkennlinie möglich ist. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Längsblattfederanordnung gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Längsblattfederanordnung für ein Kraftfahrzeug weist eine Längsblattfeder auf, welche an einem Ende über ein Festlager mit einem Drehfreiheitsgrad gekoppelt ist und an einem gegenüberliegenden Schäkelende relativ schwenkbar mit einem Schäkel gekoppelt ist und der Schäkel wiederum an einem Festlager mit einem Drehfreiheitsgrad gekoppelt ist, wobei mittelbar oder unmittelbar an der Blattfeder eine Kraftfahrzeugachskomponente gekoppelt ist und dass zwischen dem Schäkelende und dem Schäkel ein Schäkelwinkel ausgebildet ist, wobei sich der Schäkelwinkel bei Einfedern oder Ausfedern in einem durch einen Kreissektor vorgegebenen Winkelbereich bewegt, wobei mindestens zwei Drittel des Kreissektors in einem Winkel größer 90 Grad liegen und dass die Federkennlinie der Längsblattfeder progressiv ist und dass die Längsblattfeder im unbelasteten Zustand einen gekrümmten Verlauf aufweist, wobei die Längsblattfeder auf Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist und der Querschnitt der Längsblattfeder in Längsrichtung voneinander verschieden ist.
  • Bei der Längsblattfederanordnung ist zwischen dem Schäkelende der Längsblattfeder und dem Schäkel ein Schäkelwinkel ausgebildet, wobei sich der Schäkelwinkel beim Einfedern oder Ausfedern in einem durch einen Kreissektor vorgegebenen Winkelbereich bewegt, wobei mindestens zwei Drittel des Kreissektors in einem Winkel größer 90° liegen.
  • Erfindungsgemäß wird somit nicht nur eine Längenänderung der Längsblattfeder bei Ein- oder Ausfedern kompensiert, sondern aufgrund der gezielten Stellung des Schäkels in allen erdenklichen Betriebssituationen wird gleichzeitig eine Höhenänderung des Schäkelendes der Längsblattfeder vorgenommen. Diese Höhenänderung des Schäkelendes sorgt dafür, dass bei gleicher Einfederung des Rades in Relation zu der Kraftfahrzeugkarosserie ein zunächst kleinerer und dann größerer Einfederweg vorgenommen wird, weshalb mehr Federkraft auf die Achse wirkt. Hierdurch wird, insbesondere die Federkennlinie der Längsblattfeder derart beeinflusst, dass diese progressiv verläuft.
  • Unter dem Schäkelende der Längsblattfeder ist ein Endstück, welches sich in Längsrichtung der Längsblattfeder erstreckt zu verstehen. Zwischen diesem Endstück und dem Schäkel wird dann ein Schäkelwinkel aufgespannt. Je nach Krümmung der Längsblattfeder bei Ein- und Ausfedern kann dieses Endstück auch als Tangente bzw. fiktive Längsachse des Anbindungspunktes zwischen Schäkelende der Längsblattfeder und dem Schäkel selbst angenommen werden. Zwischen diesen beiden ergibt sich dann der Schäkelwinkel. Damit der erfindungsgemäße Effekt der gezielten Beeinflussung der Federkennlinie, insbesondere zu einer progressiv verlaufenden Federkennlinie erzielt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen die kinematische Koppelung und Längsblattfeder so auszulegen, dass mindestens zwei Drittel aller eingenommenen Schäkelstellungen einen Schäkelwinkel ergeben der größer 90° ist. Hierzu bewegt sich der Schäkelwinkel in einem Winkelbereich der durch einen Kreissektor aufgespannt wird. Dies bedeutet, dass jeweils eine Seite des Kreisausschnittes bzw. Kreissektors die maximale Auslenkung des Schäkels darstellt. In den von diesem aufgespannten Winkelbereich kann sich dann der Schäkel während des Betriebs des Kraftfahrzeugs bei auftretender Überlagerung von statischer und dynamischer Radlast bewegen.
  • Besonders bevorzugt sind dabei alle während des Betriebs eingenommenen Schäkelwinkel größer gleich 90°. Weiterhin besonders bevorzugt sind alle eingenommenen Schäkelwinkel größer 100° und insbesondere größer 110°.
  • Der Winkelbereich des Kreissektors selbst ist jedoch insbesondere kleiner 180°, bevorzugt kleiner 160°, insbesondere kleiner 140°, besonders bevorzugt kleiner 90° und ganz besonders bevorzugt kleiner 50°. Für letzteren Wert bedeutet dies beispielsweise, dass der Kreissektor sich von einem Winkelbereich von 110° mit 50° bis 160° erstreckt. Weiterhin besonders bevorzugt weist der Kreissektor weniger als 40°, insbesondere weniger als 30° für den von ihm aufspannten Winkelbereich auf.
  • Dies bedeutet, dass jeweils der gesamte Kreissektor derart ausgelegt ist, dass eine berandete Seite, die einen minimalen eingenommenen Schäkelwinkel vorgibt, derart liegt, dass diese größer gleich 90° bzw. größer 100° und insbesondere größer 110° ist und alle dann während des Betriebes eingenommenen Schäkelwinkel zwischen dem Schäkelende der Längsblattfeder und dem Schäkel selbst größer als die vorgenannten Werte sind.
  • Daraus ergibt sich eine Federkennlinie der Längsblattfeder, die einen progressiven Verlauf hat. Die Federkennlinie der eigentlichen Längsblattfeder mit konventioneller Schäkelanbindung kann dabei bereits auch einen progressiven Verlauf haben, wobei dann durch die erfindungsgemäße Schäkelanbindung ein progressiver Verlauf nochmals verstärkt wird.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Längsblattfeder im unbelasteten Zustand einen gekrümmten Verlauf aufweist, insbesondere auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung einen nach unten gekrümmten Verlauf. Weiterhin besonders bevorzugt weist die Längsblattfeder bei statischer Radlast ebenfalls einen gekrümmten, insbesondere auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung nach unten gekrümmten Verlauf auf.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass bei einer vorbenannten nach unten gekrümmten Längsblattfeder aufgrund eines Einfederungsvorganges zu einem Zeitpunkt ein ideeller geradliniger Verlauf der Längsblattfeder vorliegend ist. Wird die Längsblattfeder von diesem geradlinigen Verlauf weiter mit dynamischer Radlast beaufschlagt, würde sich der zunächst nach unten gekrümmte Verlauf in einen nach oben gekrümmten Verlauf ändern. In diesem geradlinigen Verlauf ist der Schäkelwinkel größer gleich 90°, bevorzugt größer 100°, insbesondere größer 110°. Der ideelle geradlinige Verlauf der Längsblattfeder kommt in der Praxis jedoch nicht vor, weil bei Ausführen des Einfederungsvorganges immer in den Armen der Längsblattfeder voneinander verschiedene Spannungen, welche zumindest lokal, wenn nicht über die Gesamte, zumindest in einem Teilabschnitt der Längsblattfeder, Krümmungen hervorrufen. Ein weiteres Einfedern, mithin eine Krümmung nach oben führt dann wiederum zu einer Verkürzung der Längsblattfeder in Längsrichtung und somit zu einem größeren Schäkelwinkel. Gleiches gilt für ein Ausfedern.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass eine Längenänderung der Längsblattfeder in Kraftfahrzeuglängsrichtung, auch als Kraftfahrzeug X-Richtung bezeichnet, immer auch zu einer Höhenänderung des Schäkelendes der Längsblattfeder bezogen auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung, auch als Kraftfahrzeug Z-Richtung bezeichnet, führt. Ausgenommen hiervon ist bei gradlinig verlaufender Längsblattfeder der Zeitpunkt des Umschwenkens von nach unten gekrümmten Verlauf zu nach oben gekrümmtem Verlauf, da in diesem Zeitmoment die Höhenänderung gleich Null ist.
  • Es wird eine einteilige Längsblattfeder verwendet. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau mittels Schäkel ist es somit möglich auf aus dem Stand der Technik bekannte Blattfederanordnungen bei denen mehrere Blattfedern übereinander gestapelt sind zu verzichten. Die Herstellungskosten sowie die Instandhaltungskosten sinken dadurch deutlich. Es wird eine Längsblattfeder aus Faserverbundwerkstoff verwendet.
  • Weiterhin weist die Längsblattfeder einen in Längsrichtung voneinander verschiedenen Querschnitt auf. Mithin kann die Längsblattfeder in ihrer Längsrichtung eine voneinander verschiedene Breite und/oder Höhe aufweisen.
  • Die Enden der Längsblattfeder mithin das freie Ende sowie das Schäkelende, weisen bevorzugt Lageraugen auf, die dann mittels Befestigungsbolzen und/oder separater Lagerungen an einem Festlager mit einem Drehfreiheitsgrad bzw. dem Schäkel gekoppelt sind. Hierzu können die Längsblattfedern an einem Achshilfsrahmen oder aber auch direkt an der Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt sein bzw. an dem Schäkelende ist dann das Schäkelende mit dem Schäkel gekoppelt sowie das gegenüberliegende Ende des Schäkels dann wiederum mit einem Drehfreiheitsgrad mit einem Achshilfsrahmen oder der Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt. Besonders bevorzugt können weiterhin hierzu Gummimetalllager eingesetzt werden, um gegebenenfalls Schwingungen aufgrund der Anregung durch die Fahrbahnoberfläche zu dämpfen. In Kraftfahrzeugquerrichtung ist das System hingegen schubstarr ausgebildet.
  • Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Längsblattfederanordnung an einer Einzelradaufhängung aber auch an einer gesamten Achse, beispielsweise an einer Starrachse ausgebildet sein. Hierzu ist dann auf jeder Kraftfahrzeugseite bevorzugt jeweils eine Längsblattfederanordnung ausgebildet.
  • Der Radmittelpunkt des Rades erfährt durch den Ein- und Ausfederungsvorgang eine gewollte Höhenänderung in Form des Radhubs. Aufgrund der Längenänderung der Längsblattfeder in Bezug auf die Aufhängung des Rades selbst würde sich der Radmittelpunkt auch in Kraftfahrzeuglängsrichtung verschieben, was im Rahmen der Erfindung zu vernachlässigen ist.
  • Weiterhin ist die Längsblattfeder in zwei Arme eingeteilt. Am Anbindungspunkt einer Kraftfahrzeugachse erstreckt sich somit in Fahrtrichtung ein Arm der Längsblattfeder nach vorne bis zur Anbindung und ein Arm nach hinten bis zur Anbindung. Die Arme weisen besonders bevorzugt eine voneinander verschiedene Länge auf. Auch durch Wahl der Position der Achsanbindung mithin Festlegung der Länge der Arme ist es somit möglich die Federkennlinie in gewünschtem Maße zu beeinflussen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Federkennlinie gegenüber einer linearen Federkennlinie,
    • 2a bis c die erfindungsgemäße Längsblattfederanordnung in verschiedenen Einfederungszuständen und
    • 3a bis d erfindungsgemäße Kreissektoren der Schäkelwinkel gegenüber dem Stand der Technik.
  • In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäß progressiv verlaufende Federkennlinie 1 gegenüber einer linearen Federkennlinie 2. Eingezeichnet ist dabei auf der X-Achse der zurückgelegte Einfederweg z und auf der Y-Achse die dabei entstehende Federkraft F. Zu erkennen ist, dass die progressive Federkennlinie 1 zunächst eine weichere Federungseigenschaft bis zum Schnittpunkt S aufweist, gegenüber der linearen Federkennlinie 2. Ab dem Schnittpunkt S nimmt der progressive Verlauf derart weiter zu, dass beim Einfederungsweg Z3 eine größere Federkraft F3S zur Verfügung steht, gegenüber der linearen Federkennlinie 2, bei der beim Einfederungsweg Z3 die Kraft F3 kleiner F3S zur Verfügung steht. Dahingegen ist die erfindungsgemäße progressive Federkennlinie 1 bei einem geringeren Einfederungsweg Z1 weicher und weist eine Federkraft F1S auf, gegenüber der linearen Federkennlinie 2, welche beim Einfederungsweg Z1 eine demgegenüber größere Kraft F1 aufweist.
  • Dies wird mit der erfindungsgemäßen Längsblattfederanordnung 3, dargestellt in den 2a bis c erreicht. Hierzu ist eine Längsblattfeder 4 vorgesehen, die sich in Kraftfahrzeug X-Richtung x erstreckt. Die Längsblattfeder 4 ist dabei mit einem Drehfreiheitsgrad mit einem Ende 5 an einem Festlager 6 gelagert. Das Festlager 6 kann beispielsweise direkt an der Kraftfahrzeugkarosserie oder aber an einem Achshilfsrahmen angeordnet sein.
  • Das gegenüberliegende Schäkelende 7 ist relativ schwenkbar mit einem Schäkel 8 gelagert. Der Schäkel 8 selbst ist wiederum an einem Festlager 6 mit einem Drehfreiheitsgrad gelagert. Zu erkennen ist ferner, dass die Längsblattfeder 4 einen auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung z bezogen gekrümmten Verlauf nach unten gemäß 2a aufweist. Dies entspricht bevorzugt der Ausgestaltungsvariante bei Beaufschlagung der Längsblattfederanordnung 3 mit statischer Radlast.
  • Weiterhin ist ein Radmittelpunkt 9 dargestellt, wobei die nicht näher dargestellte Achse bzw. Achsaufhängung mittelbar oder unmittelbar an der Längsblattfeder 4 gekoppelt sind. Zwischen dem Schäkelende 7 und dem Schäkel 8 ist ein Schäkelwinkel α ausgebildet. Der in 2a gezeigte Einheitskreis zeigt dabei den Schäkelwinkel α, ausgehend von 90° plus dem Winkel β. Somit beträgt der Schäkelwinkel α hier ca. 130° bis 140°.
  • In 2b wird die Längsblattfederanordnung 3 nunmehr mit einer dynamischen Radlast beaufschlagt, so dass der Radmittelpunkt auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung z nach oben bewegt wird, was einem Einfederungsvorgang gleich kommt. Die dargestellte horizontale strichpunktierte Linie 10 entspricht dabei der Kraftfahrzeugkarosserie, so dass der sich ergebende Abstand zwischen Radmittelpunkt 9 des Rades 19 und strichpunktierter Linie 10 dem Radhub 11 entspricht. Der Abstand zwischen gestrichelter Linie 17 und Radmittelpunkt 9 entspricht dabei dem zurückgelegten Federweg 12. Federweg 12 und Radhub 11 sind der besseren Übersicht seitlich versetzt zueinander dargestellt, gehen jedoch jeweils vom Radmittelpunkt 9 aus.
  • In 2a wird somit ein geringerer Federweg 12 über den damit verbundenen Radhub 11 zurückgelegt. Dadurch, dass weniger Federweg 12 und mehr Radhub 11 gemäß Zeitpunkt in 2a zu verzeichnen ist, weist die Feder an der erfindungsgemäßen Schäkelanbindung zu diesem Zeitpunkt eine geringere Federkraft auf. Zum Einfederungszeitpunkt Z1 aus 1 ist die Darstellung in 2a dargestellt. Die 2b kurz bevor sich die, mit der erfindungsgemäßen Schäkelanbindung aufgehängte Blattfeder sowie die Blattfeder mit linearer Kennlinie schneiden, entspricht dem Einfederungsweg Z2 in 1. Ein weiteres Einfedern der mit der erfindungsgemäßen Schäkelanbindung aufgefangenen Längsblattfeder 4 sorgt somit zu einem Durchtreten des Radmittelpunktes 9 durch die strichpunktierte Linie 10, was dem Schnittpunkt S gemäß 1 entspricht.
  • Somit ist hier gut zu erkennen, dass gemäß 2c ein größerer Federweg 12 gegenüber dem damit verbundenen Radhub 11 zurückgelegt ist, in Relation zu der strichpunktierten Linie 10 zu Radmittelpunkt 9. Folglich ist die Feder stärker eingefedert und weist somit auch eine höhere Federkraft F auf. Der Schäkelwinkel α weist dabei immer mehr als 90° auf. Der kleinste Schäkelwinkel α ist in der in 2b annähernd flachen Ausgestaltung der Längsblattfeder 4 dargestellt, beträgt hier aber immer noch mehr als 90°. Dadurch, dass der Schäkelwinkel α erfindungsgemäß besonders bevorzugt immer mehr als 90° beträgt, ist die mit der Längenänderung in Kraftfahrzeug X-Richtung x einhergehende Höhenänderung in Kraftfahrzeugvertikalrichtung des Schäkelendes 7 der Längsblattfeder 4 entsprechend groß, so dass der davon abhängige zurückgelegte Federweg 12 in Relation zu dem Radhub entsprechend in Richtung einer progressiven Federkennlinie 1 verschoben wird. Ferner dargestellt in 2b ist, dass die Längsblattfeder 4 in Längsrichtung vom Radmittelpunkt 9 ausgesehen, zwei Arme 4.1, 4.2 aufweist. Die Arme 4.1, 4.2 weisen dabei eine voneinander verschiedene Länge auf. Durch weitere Länge ist es ebenfalls möglich gezielt die Federungseigenschaften zu beeinflussen und auch beispielsweise einen S-Schlag bei Ein- und Ausfedern der Längsblattfeder 4 zu kompensieren. Der Radmittelpunkt 9 ist dabei für eine Längsblattfeder 4 anliegende Achse nicht näher dargestellte Achsanbindung gewählt, um die voneinander verschiedene Länge der Arme 4.1, 4.2 der Längsblattfeder 4 zu ihrer jeweiligen Anbindung zu veranschaulichen.
  • 3a bis 3d zeigen dabei einen jeweiligen Kreissektor 13, in welchem der Schäkel 8 eine Stellung einnehmen kann und dann einen Schäkelwinkel α mit der nicht näher dargestellten Längsblattfeder bildet. In 3a ist dabei eine Schäkelstellung aus dem Stand der Technik bekannt. Der Kreissektor 13 ist dabei linksseitig berandet 14, so dass sich ein maximaler Schäkelwinkel α ergibt und rechtsseitig berandet 15, so dass sich ein minimaler Schäkelwinkel α ergibt. Das Schäkelende 7 erfährt dabei eine Bewegung in Kraftfahrzeug X-Richtung x, welche mit ΔX eingezeichnet ist sowie eine dadurch hervorgerufene Höhenänderung in Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z, welche mit ΔZ eingezeichnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist nunmehr gemäß 3b vorgesehen, dass der Schäkelwinkel α zwischen Schäkel 8 und Schäkelende 7 wie in 3b dargestellt mindestens 90° beträgt, so dass der Kreissektor 13 derart verschoben ist, dass bei Erreichen des rechtsseitigen Randes 15 zwischen Schäkelende 7 und Schäkel 8 ein Winkel von 90° (α = 90°+β, wobei β=0) ist und bei Erreichen des linksseitigen Randes 14 ein deutlich größerer Schäkelwinkel α, insbesondere von bis zu 140° oder 150° oder höher. Dabei ist zu verzeichnen, dass eine deutlich größere Höhenänderung in Kraftfahrzeugvertikalrichtung z dargestellt durch ΔZ sich ergibt, bei geringerer Längenausdehnung ΔZ in Kraftfahrzeuglängsrichtung.
  • 3c zeigt eine dazu alternative Variante, hierbei ist der Kreissektor 13 in dem sich der Schäkel 8 bewegt, derart verschoben das mindestens zwei Drittel 18 der Fläche des Kreissektors 13 einen Schäkelwinkel größer 90° ergeben. Der Schäkelwinkel α kann somit wie in dem rechtsseitigen Rand 15 zu erkennen ist, auch einen Wert annehmen kleiner 90°, beispielsweise bis zu 88°, 87° oder auch 85°. Zwei Drittel 18 der einnehmbaren Winkelstellungen des Schäkels 8 ergeben jedoch einen Schäkelwinkel größer 90°. Auch hier ist bei vergleichbarer oder geringerer Längenausdehnung ΔZ in Kraftfahrzeug X-Richtung x eine größere Höhenänderung in Kraftfahrzeugvertikalrichtung ΔZ zu verzeichnen gegenüber des in 3a dargestellten Standes der Technik.
  • Letztlich ist noch eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante in 3d gezeigt, wonach der gesamte Kreissektor 13 in einem Winkelbereich ab größer 100°, insbesondere größer 110° liegt. Dies bedeutet alle zwischen den Schäkel 8 und den Schäkelende 7 einvernehmbaren Schäkelwinkel α weisen mindestens 100° oder mehr auf. Der dargestellte rechtseitige Rand 15 weist somit einen Schäkelwinkel α von 100° oder mehr auf, wobei der linksseitige Rand 14 dann einen Schäkelwinkel α über 110°, bevorzugt 120°, insbesondere über 130° einschließt. Hierbei ist eine besonders große Höhenänderung ferner durch ΔZ zu verzeichnen, bei verhältnismäßig geringer Verschiebung der Position in Längsrichtung mit ΔX.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    progressive Federkennlinie
    2
    lineare Federkennlinie
    3
    Längsblattfederanordnung
    4
    Längsblattfeder
    5
    Ende zu 4
    6
    Festlager
    7
    Schäkelende zu 4
    8
    Schäkel
    9
    Radmittelpunkt
    10
    strichpunktartige Linie
    11
    Rasthub
    12
    Federweg
    13
    Kreissektor
    14
    linker Rand
    15
    rechter Rand
    16
    Festlager zu 8
    17
    gestrichelte Linie
    18
    zwei Drittel von 13
    19
    Rad
    F
    Federkraft
    S
    Schnittpunkt
    x
    Kraftfahrzeug X-Richtung
    z
    Federweg in Z-Richtung
    z
    Kraftfahrzeugvertikalrichtung
    α
    Schäkelwinkel
    β
    Hilfswinkel (α = 90°+β)
    ΔZ
    Höhenänderung in Z-Richtung
    ΔX
    Höhenänderung in X-Richtung

Claims (7)

  1. Längsblattfederanordnung (3) für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine einteilige Längsblattfeder (4), welche an einem Ende (5) über ein Festlager (6) mit einem Drehfreiheitsgrad gekoppelt ist und an einem gegenüberliegenden Schäkelende (7) relativ schwenkbar mit einem Schäkel (8) gekoppelt ist und der Schäkel (8) an einem Festlager (6) mit einem Drehfreiheitsgrad gekoppelt ist, wobei mittelbar oder unmittelbar an der Längsblattfeder (4) eine Kraftfahrzeugachskomponente gekoppelt ist und dass zwischen dem Schäkelende (7) und dem Schäkel (8) ein Schäkelwinkel (α) ausgebildet ist, wobei sich der Schäkelwinkel (α) bei Einfedern oder Ausfedern in einem durch einen Kreissektor (13) vorgegebenen Winkelbereich bewegt, wobei mindestens zwei Drittel (18) des Kreissektors (13) in einem Winkel größer 90 Grad liegen und dass die Federkennlinie der Längsblattfeder (4) progressiv ist und dass die Längsblattfeder (4) im unbelasteten Zustand einen gekrümmten Verlauf aufweist, wobei die Längsblattfeder (4) aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist und der Querschnitt der Längsblattfeder (4) in Längsrichtung voneinander verschieden ist.
  2. Längsblattfederanordnung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Winkel in dem Winkelbereich mindestens größer gleich 90 Grad sind.
  3. Längsblattfederanordnung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Winkel mindestens größer 100 Grad sind, insbesondere größer 110 Grad sind.
  4. Längsblattfederanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsblattfeder (4) auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung (z) einen nach unten gekrümmten Verlauf aufweist.
  5. Längsblattfederanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei aufgrund eines Federungsvorganges geradlinig verlaufender Längsblattfeder (4) der Schäkelwinkel (α) größer gleich 90 Grad ist, wobei ein darauf folgendes Einfedern oder Ausfedern zu einem größeren Schäkelwinkel (α) führt.
  6. Längsblattfederanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längenänderung (ΔX) der Längsblattfeder (4) immer zu einer Höhenänderung (ΔZ) des Schäkelendes (7) führt.
  7. Längsblattfederanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsblattfeder (4) von einer Achsanbindung aus in Längsrichtung mit jeweils zwei Armen (4.1, 4.2) abstehend ausgebildet ist, wobei beide Arme (4.1, 4.2) eine voneinander verschiedene Länge aufweisen.
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Citations (3)

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DE10202114A1 (de) 2001-01-29 2002-09-12 Visteon Global Tech Inc Verbundstoff-Bogen-Einblattfeder

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