DE102016203738A1

DE102016203738A1 - Federeinheit für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs sowie Radaufhängung

Info

Publication number: DE102016203738A1
Application number: DE102016203738.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hesler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-09-14
Also published as: CN108698460A; JP2019512648A; WO2017153107A1; EP3426507A1; KR20180120729A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Federeinheit (1) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens eine quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder (2) und wenigstens ein als Kugelgelenk (5a, 5b) ausgebildetes Lager, wobei die Querblattfeder (2) über das Kugelgelenk (5a, 5b) mit einem Radträger (6a, 6b) der Radaufhängung verbindbar ist. Um eine robustere und dauerhaftere Lagerung von wenigstens einer Querblattfeder (2) an einem Radträger (6a, 6b) einer Radaufhängung bereitzustellen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass sich die Querblattfeder (2) unter Übertragung einer Druckkraft auf das Kugelgelenk (5a, 5b) an dem Radträger (6a, 6b) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federeinheit für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens eine quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder und wenigstens ein als Kugelgelenk ausgebildetes Lager, wobei die Querblattfeder über das Kugelgelenk mit einem Radträger der Radaufhängung verbindbar ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, aufweisend wenigstens einen Radträger und wenigstens eine Federeinheit, wobei die Federeinheit wenigstens eine quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder und wenigstens ein als Kugelgelenk ausgebildetes Lager aufweist, wobei die Querblattfeder über das Kugelgelenk an dem Radträger angelenkt ist.
Aus der DE 10 2010 060 659 A1 ist eine Anordnung einer quer zu einer Längsrichtung eines Kraftfahrzeugs verlaufenden Querblattfeder an einem Radträger einer Radaufhängung des Kraftfahrzeugs bekannt. Die Anordnung umfasst ein Gleitlager, das einen an einem Ende der Querblattfeder fixierten Gleitnocken und eine an dem Radträger fixierte Gleitplatte aufweist, wobei der Gleitnocken auf der Gleitplatte aufliegt. Der Gleitnocken wird mittels der von der Querblattfeder erzeugten Federkraft gegen die Gleitplatte gedrückt, um eine sichere Lagerung zu gewährleisten. Das Gleitlager ermöglicht Relativbewegungen zwischen dem Radträger und der Querblattfeder in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs und in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs. Um das Gleitlager vor Verschmutzungen zu schützen, ist das Gleitlager von einer Dichtmanschette, beispielsweise einer Gummimanschette, umgeben.
Aus der DE 690 02 316 T2 ist eine Radführungsanordnung für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Radführungsanordnung umfasst eine Querblattfeder und zwei Radträger, wobei am unteren Ende eines jeden Radträgers ein Kugelgelenk vorgesehen ist. Das Kugelgelenk weist einen Kugelkopf auf, dessen Längsmittelachse im Wesentlichen lotrecht in Richtung des Bodens weist. Der jeweilige Kugelkopf greift in eine Kugelkalotte ein, die in dem jeweiligen Ende der Querblattfeder vorgesehen ist. Die Querblattfeder ist über die Kugelgelenke an den Achsschenkelträgern aufgehängt, so dass die Kugelgelenke mit Zugkräften beaufschlagt werden.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine robustere und dauerhaftere Lagerung von wenigstens einer Querblattfeder an einem Radträger einer Radaufhängung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Eine erfindungsgemäße Federeinheit für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs umfasst wenigstens eine quer, insbesondere senkrecht, zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder und wenigstens ein als Kugelgelenk ausgebildetes Lager, wobei die Querblattfeder über das Kugelgelenk mit einem Radträger der Radaufhängung verbindbar ist. Erfindungsgemäß stützt sich die Querblattfeder unter Übertragung einer Druckkraft auf das Kugelgelenk an dem Radträger ab.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Kugelgelenks zur Anbindung bzw. Abstützung der Querblattfeder an bzw. auf dem Radträger der Radaufhängung ist diese Anbindung weniger anfällig für Verschmutzungen im Vergleich zu der aus DE 10 2010 060 659 A1 bekannten Anbindung. Die erfindungsgemäße Lagerung der Querblattfeder an dem Radträger ist, da sie beim Einfedern des Fahrzeugaufbaus Druckkräfte aufnimmt, im Vergleich zur Lagerung gemäß DE 10 2010 060 659 A1 robuster und dauerhafter ausgebildet. Bei der vorbekannten Radaufhängung wirken nämlich beim Einfedern des Fahrzeugaufbaus Zugkräfte auf die Lagerung, die an dieser auf Dauer Schäden verursachen. Zudem ist bei der erfindungsgemäßen Lagerung keine Dichtmanschette entsprechend DE 10 2010 060 659 A1 zum Schutz vor Verschmutzungen zwingend erforderlich.
Die Querblattfeder kann ein einzelnes Querblatt oder wenigstens zwei miteinander verbundene Querblätter aufweisen. Die Querblattfeder kann zumindest teilweise aus Metall oder einem Verbundwerkstoff hergestellt sein.
Die erfindungsgemäße Federeinheit kann zwei als Kugelgelenke ausgebildete Lager aufweisen, wobei die Querblattfeder über jeweils ein Kugelgelenk mit jeweils einem Radträger der Radaufhängung verbindbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Querblattfeder über das Kugelgelenk derart an dem Radträger angelenkt, dass der Radträger relativ zur Querblattfeder in einer Querrichtung des Fahrzeugs und in der Längsrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist und dass eine Relativbewegung zwischen dem Radträger und der Querblattfeder in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs verhindert wird. Die entsprechenden Freiheitsgrade ermöglichen Schwenkbewegungen zwischen dem jeweiligen Ende der Querblattfeder und dem Radträger, während diese dagegen in Richtung der Hochachse, ohne Relativbewegungen zuzulassen, aneinander geführt sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Kugelgelenk eine mit der Querblattfeder verbundene Kugelschale aus Kunststoff und einen mit dem Radträger verbundenen Kugelzapfen aus Metall. Durch die Kugelschale aus Kunststoff können die Gleiteigenschaften verbessert werden, so dass die Reibung innerhalb des Kugelgelenks gering ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Kugelschale durch ein Bauteil gebildet ist, das auf einen Endabschnitt der Querblattfeder aufgespritzt ist. Hierdurch kann die Herstellung der Kugelschale und eine sichere Anbindung der Kugelschale an die Querblattfeder kostengünstig in einem einzelnen Herstellungsschritt erfolgen. Die Querblattfeder kann hierzu beispielsweise in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und anschließend teilweise mit einem Spritzgießwerkstoff umspritzt werden. Hierbei können an dem jeweiligen Endabschnitt Aussparungen, Vorsprünge oder dergleichen ausgebildet sein, die einen Formschluss zwischen dem angespritzten Bauteil und der Querblattfeder ermöglichen, wodurch die Verbindung zwischen dem Bauteil und der Querblattfeder verstärkt wird.
Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn das Kugelgelenk ein mit der Querblattfeder verbundenes, die Kugelschale aufnehmendes Gehäuse aufweist, wobei ein Inneres des Gehäuses durch einen an diesem fixierten Gummibalg oder einen Dichtring abgedichtet ist. Hierdurch kann das Kugelgelenk weitestgehend vor Verschmutzungen geschützt werden, was die Robustheit und Dauerhaftigkeit der Lagerung weiter verbessert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Querblattfeder zumindest einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung dieser an einem Fahrzeugaufbau. Die Querblattfeder kann im Bereich des Befestigungsabschnitts verstärkt ausgebildet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der zumindest eine Befestigungsabschnitt eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Bohrung zur Aufnahme eines Befestigungselements. Hierdurch können endseitige Abschnitte der Querblattfeder um eine durch die Bohrung definierte Achse schwingen.
Vorteilhafterweise umfasst die Querblattfeder zwei in Längsrichtung dieser zueinander beabstandete Befestigungsabschnitte. Jeder dieser Befestigungsabschnitte kann eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Bohrung zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweisen.
Eine erfindungsgemäße Radaufhängung für ein Fahrzeug umfasst wenigstens einen Radträger und wenigstens eine Federeinheit, wobei die Federeinheit wenigstens eine quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder und wenigstens ein als Kugelgelenk ausgebildetes Lager aufweist, wobei die Querblattfeder über das Kugelgelenk an dem Radträger angelenkt ist. Erfindungsgemäß ist die Federeinheit nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander ausgebildet.
Mit der Radaufhängung sind die oben mit Bezug auf die Federeinheit genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Radaufhängung kann für eine Vorderachse und vorzugsweise für eine Hinterachse des Fahrzeugs verwendet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Radaufhängung als Einzelradaufhängung oder Halbstarrachse oder Starrachse ausgebildet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche und der abhängigen Patentansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels oder unmittelbar aus den Figuren ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Patentansprüche auf keinen Fall auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränken.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
1 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federeinheit,
2 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Federeinheit im Teillängsschnitt und
3 einen Halbschnitt durch ein eine Querblattfeder und einen Radträger verbindendes Kugelgelenk.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Federeinheit 1 für eine nicht weitergehend gezeigte Radaufhängung eines Fahrzeugs. Die Radaufhängung kann als Einzelradaufhängung oder Halbstarrachse oder Starrachse ausgebildet sein. Die Radaufhängung kann für eine Hinterachse oder eine Vorderachse des Fahrzeugs verwendet werden.
Die Federeinheit 1 umfasst eine quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder 2. Die Querblattfeder 2 umfasst zwei in Längsrichtung der Querblattfeder 2 zueinander beabstandete Befestigungsabschnitt 3a und 3b zur Befestigung der Querblattfeder 2 an einem nicht gezeigten Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs. Jeder Befestigungsabschnitt 3a bzw. 3b umfasst eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Bohrung 4a bzw. 4b zur Aufnahme eines nicht gezeigten Befestigungselements, beispielsweise jeweils einer Befestigungsschraube.
Die Federeinheit 1 umfasst des Weiteren zwei jeweils als Kugelgelenk 5a bzw. 5b ausgebildete Lager, die jeweils endseitig an der Querblattfeder 2 angeordnet sind. Die Querblattfeder 2 ist über das jeweilige Kugelgelenk 5a bzw. 5b mit jeweils einem Abschnitt eines schematisch angedeuteten Radträgers 6a bzw. 6b der Radaufhängung verbindbar. Die Querblattfeder 2 stützt sich unter Übertragung einer Druckkraft auf das jeweilige Kugelgelenk 5a bzw. 5b an dem jeweiligen Radträger 6a bzw. 6b ab.
Die Querblattfeder 2 ist über das jeweilige Kugelgelenk 5a bzw. 5b derart an dem jeweiligen Radträger 6a bzw. 6b angelenkt, dass der jeweilige Radträger 6a bzw. 6b relativ zur Querblattfeder 2 in einer Querrichtung des Fahrzeugs und in der Längsrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist und dass eine Relativbewegung zwischen dem jeweiligen Radträger 6a bzw. 6b und der Querblattfeder 2 in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs verhindert wird.
Jedes Kugelgelenk 5a bzw. 5b umfasst eine mit der Querblattfeder 2 verbundene, in 2 gezeigte Kugelschale aus Kunststoff und einen mit dem jeweiligen Radträger 6a bzw. 6b verbundenen Kugelzapfen 7a bzw. 7b aus Metall. Jede Kugelschale ist durch ein Bauteil 8a bzw. 8b gebildet, das auf den jeweiligen Endabschnitt der Querblattfeder 2 aufgespritzt ist.
Das jeweilige Kugelgelenk 5a bzw. 5b kann ein mit der Querblattfeder 2 verbundenes, die Kugelschale aufnehmendes, nicht gezeigtes Gehäuse aufweisen, wobei ein Inneres des Gehäuses durch einen an diesem fixierten, nicht gezeigten Gummibalg abgedichtet sein kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Federeinheit 1 im Teillängsschnitt. Dabei wird der jeweilige die Kugelgelenke 5a sowie 5b aufnehmende Endbereich der Querblattfeder 2 im Schnitt gezeigt. Es ist insbesondere zu sehen, dass jedes Kugelgelenk 5a bzw. 5b eine Kugelschale 9a bzw. 9b aufweist, die zumindest teilweise aus Kunststoff besteht und dabei durch das jeweilige Bauteil 8a bzw. 8b gebildet sein kann. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu 1 verwiesen.
3 zeigt einen Halbschnitt durch ein Kugelgelenk, beispielsweise das Kugelgelenk 5a der 1 und 2, das mit einem Ende der Querblattfeder 2 verbunden ist. Dabei ist die Querblattfeder 2 über das Kugelgelenk 5a mit einem nicht gezeigten Radträger der Radaufhängung verbindbar. Die Querblattfeder 2 stützt sich entsprechend den 1 und 2 unter Übertragung einer Druckkraft auf das Kugelgelenk 5a an dem Radträger ab.
Die Querblattfeder 2 ist über das Kugelgelenk 5a derart an dem Radträger angelenkt, dass der Radträger relativ zur Querblattfeder 2 in einer Querrichtung des Fahrzeugs und in der Längsrichtung des Fahrzeugs im Rahmen einer Schwenkbewegung um das Kugelgelenk 5a bewegbar ist und dass eine Relativbewegung zwischen dem Radträger und der Querblattfeder 2 in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs verhindert wird.
Das Kugelgelenk 5a umfasst eine mit der Querblattfeder 2 verbundene Kugelschale 9a aus Kunststoff und einen mit dem Radträger verbindbaren Kugelzapfen 7a aus Metall. Das Kugelgelenk 5a umfasst zudem ein mit der Querblattfeder 2 verbundenes, die Kugelschale 9a aufnehmendes Gehäuse 10, wobei ein Inneres des Gehäuses 10 durch einen an diesem fixierten Gummibalg 11 abgedichtet ist. Das Kugelgelenk 5b nach den 1 und 2 kann ebenfalls in dieser Weise ausgebildet sein. Ferner besteht die Möglichkeit, dass das Gehäuse 10 einteilig mit dem jeweiligen auf die Enden der Querblattfeder 2 aufgespritzten Bauteil 8a bzw. 8b ausgebildet ist.
Die Querblattfeder 2 umfasst zumindest einen nicht gezeigten Befestigungsabschnitt zur Befestigung der Querblattfeder an einem Fahrzeugaufbau. Der zumindest eine Befestigungsabschnitt kann eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Bohrung zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweisen. Die Querblattfeder 2 kann auch zwei in Längsrichtung dieser zueinander beabstandete Befestigungsabschnitte aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Federeinheit
2: Querblattfeder
3a: Befestigungsabschnitt
3b: Befestigungsabschnitt
4a: Bohrung von 3a
4b: Bohrung von 3b
5a: Kugelgelenk
5b: Kugelgelenk
6a: Radträger
6b: Radträger
7a: Kugelzapfen von 5a
7b: Kugelzapfen von 5b
8a: Bauteil
8b: Bauteil
9a: Kugelschale von 5a
9b: Kugelschale von 5b
10: Gehäuse
11: Gummibalg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010060659 A1 [0003, 0008, 0008, 0008]
DE 69002316 T2 [0004]

Claims

Federeinheit (1) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens eine quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder (2) und wenigstens ein als Kugelgelenk (5a, 5b) ausgebildetes Lager, wobei die Querblattfeder (2) über das Kugelgelenk (5a, 5b) mit einem Radträger (6a, 6b) der Radaufhängung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querblattfeder (2) unter Übertragung einer Druckkraft auf das Kugelgelenk (5a, 5b) an dem Radträger (6a, 6b) abstützt.
Federeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querblattfeder (2) über das Kugelgelenk (5a, 5b) derart an dem Radträger (6a, 6b) angelenkt ist, dass der Radträger (6a, 6b) relativ zur Querblattfeder (2) in einer Querrichtung des Fahrzeugs und in der Längsrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist und dass eine Relativbewegung zwischen dem Radträger (6a, 6b) und der Querblattfeder (2) in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs verhindert wird.
Federeinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk (5a, 5b) eine mit der Querblattfeder (2) verbundene Kugelschale (9a, 9b) aus Kunststoff und einen mit dem Radträger (6a, 6b) verbundenen Kugelzapfen (7a, 7b) aus Metall aufweist.
Federeinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelschale (9a, 9b) durch ein Bauteil (8a, 8b) gebildet ist, das auf einen Endabschnitt der Querblattfeder (2) aufgespritzt ist.
Federeinheit (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk (5a, 5b) ein mit der Querblattfeder (2) verbundenes, die Kugelschale (9a, 9b) aufnehmendes Gehäuse (10) aufweist, wobei ein Inneres des Gehäuses (10) durch einen an diesem fixierten Gummibalg (11) abgedichtet ist.
Federeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querblattfeder (2) zumindest einen Befestigungsabschnitt (3a, 3b) zur Befestigung dieser an einem Fahrzeugaufbau aufweist.
Federeinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungsabschnitt (3a, 3b) eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Bohrung (4a, 4b) zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweist.
Federeinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querblattfeder (2) zwei in Längsrichtung dieser zueinander beabstandete Befestigungsabschnitte (3a, 3b) aufweist.
Radaufhängung für ein Fahrzeug, aufweisend wenigstens einen Radträger (6a, 6b) und wenigstens eine Federeinheit (1), wobei die Federeinheit (1) wenigstens eine quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufend anordenbare Querblattfeder (2) und wenigstens ein als Kugelgelenk (5a, 5b) ausgebildetes Lager aufweist, wobei die Querblattfeder (2) über das Kugelgelenk (5a, 5b) an dem Radträger (6a, 6b) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
Radaufhängung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Radaufhängung als Einzelradaufhängung oder Halbstarrachse oder Starrachse ausgebildet ist.