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Die Erfindung betrifft eine Achsaufhängung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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In der Radaufhängung moderner Kraftfahrzeuge werden unterschiedliche Typen von Federn eingesetzt, über die der eigentliche Fahrzeugaufbau mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden ist. Dabei werden neben Spiralfedern u.a. auch Blattfedern eingesetzt, insbesondere bei Starrachsen. Eine derartige Blattfeder erstreckt sich entlang der Längsachse des Fahrzeugs und weist in aller Regel eine konkave Form auf, bspw. nach Art einer Parabel. Neben Blattfedern aus Federstahl kommen teilweise auch Blattfedern aus Verbundstoff, bspw. faserverstärktem Kunststoff, zum Einsatz. Es können einzelne Federn oder auch Federpakete aus zwei oder mehr Federn eingesetzt werden. Die wenigstens eine Feder wird normalerweise in einem mittleren Bereich über eine Spannvorrichtung, bspw. mit Federbriden, mit der zu federnden Achse verbunden.
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Derartige Spannvorrichtungen verkomplizieren den Aufbau der Achsaufhängung, womit Zusammenbau und Wartung aufwendiger und teurer werden. Außerdem trägt der Einsatz von Spannvorrichtungen zur Erhöhung der Masse bzw. des Gewichts bei, da hierfür meistens relativ schwere Metallteile verwendet werden müssen. Dabei ist auch zu beachten, dass die Spannvorrichtung Teil der ungefederten Masse ist, die möglichst geringgehalten werden sollte. Außerdem können die statischen Spannkräfte bei Blattfedern aus Verbundstoff zu einer Beschädigung bzw. zu einem Kriechen führen.
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Die
EP 3 006 237 A1 offenbart eine Blattfeder für eine Radaufhängung, die einen länglichen Federkörper aus Verbundwerkstoff aufweist. Ein mittlerer Bereich des Federkörpers weist eine Vertiefung, z.B. einen Schlitz, auf. Im zusammengesetzten Zustand greift ein Abdeckteil mit einem Vorsprung in die Vertiefung ein. Optional kann noch ein Zwischenstück aus Gummi zwischen dem Abdeckteil und der Blattfeder angeordnet sein. Die Blattfeder wird über das Abdeckteil z.B. mittels Federbriden an einer Fahrzeugachse verspannt.
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Die
EP 0 162 189 A1 zeigt eine Achsaufhängung, bei der eine Blattfeder gegen eine Fahrzeugachse verspannt ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Blattfeder auf einer der Achse zugewandten Seite eine Reihe von Querrippen aufweist, die mit an der Achse ausgebildeten Quernuten korrespondieren. Durch das Zusammenwirken der Quernuten und Querrippen wird ein Formschluss hergestellt. Optional können die Quernuten an einer separat gefertigten Zwischenplatte ausgebildet sein, die mittels eines Bolzens mit der Achse eingreift.
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Die
US 4,643,406 A zeigt eine Achsaufhängung mit einer aus Faserverbundstoff gefertigten Blattfeder, die gegen eine Fahrzeugachse verspannt ist. Dabei weist die Blattfeder in einem Verbindungsbereich Stahlbleche auf, die einerseits mit der Blattfeder und andererseits mit Gummikissen verklebt sind. Die Gummikissen greifen wiederum in Vertiefungen von Metallschuhen ein, die ober- und unterseitig der Blattfeder angeordnet sind. Ein unterer Metallschuh ist mit der Fahrzeugachse verbunden, während ein oberer Metallschuh durch Federbriden hiergegen verspannt ist.
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Aus der
US 4,801,129 A ist eine Spannvorrichtung für eine Blattfeder bekannt, bei der ein plattenähnliches erstes Spannelement bspw. durch Verschweißen an einer Fahrzeugachse befestigt ist. Auf diesem ersten Spannelement liegt unter Zwischenordnung eines ersten Gummielements die Blattfeder auf. Oberseitig der Blattfeder schließt sich ein zweites Gummielement an sowie ein zweites Spannelement, das die Blattfeder sowie die Gummielemente überwölbt und formschlüssig in dem ersten Spannelement eingreift. Durch ein sich in Längsrichtung der Blattfeder veränderndes Profil ist ein Formschluss zwischen der Blattfeder und den Gummielementen sowie zwischen den Gummielementen und dem zweiten Spannelement gegeben. Die
US 4,684,110 A sowie die
US 4,630,804 A zeigen einen ähnlichen Aufbau.
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Die
US 6,991,223 B2 offenbart eine Achsaufhängung, bei der eine Blattfeder aus Verbundstoff zwischen zwei Spannelementen eingespannt ist, die wiederum die Verbindung mit einer Fahrzeugachse herstellen. Dabei sind die Spannelemente in einem Bereich der Blattfeder angeordnet, in dem sie sich zu einem Ende hin innerhalb der horizontalen Ebene verjüngt und innerhalb der vertikalen Ebene verbreitert. Hierdurch wird eine Art Keileffekt bewirkt, der über einen Formschluss eine Längsverschiebung der Blattfeder gegenüber der Fahrzeugachse verhindert.
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Die
US 9,470,980 B2 zeigt eine Blattfederanordnung für eine Kraftfahrzeugachse. Diese weist eine Blattfeder, insbesondere eine Querblattfeder, auf, die an ihren Enden Aufnahmen zur Anbindung an andere Achsbauteile aufweist. Die Aufnahmen können bspw. aus Metall bestehen und sind mit der Blattfeder verklebt. Dabei besteht ein Formschluss zwischen korrespondierenden Fügeflächen der Blattfeder sowie der Aufnahme.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Anbindung einer Fahrzeugachse an eine Blattfeder durchaus noch Raum für Verbesserungen. Dies betrifft insbesondere die Masse bzw. das Gewicht, die Komplexität des Aufbaus sowie die Vermeidung von Beschädigungen der Blattfeder.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anbindung einer Fahrzeugachse an eine Blattfeder zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Achsaufhängung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird eine Achsaufhängung für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug wie einen LKW oder PKW handeln. Allerdings ist auch beispielsweise eine Anwendung für Anhänger möglich. Bei der Achsaufhängung handelt es sich in aller Regel um eine Hinterachsaufhängung, insbesondere um eine Starrachsaufhängung.
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Die Achsaufhängung weist eine Längsblattfeder mit einem Federblatt auf, wobei die Längsblattfeder eine Fahrzeugachse mit einem Fahrzeugaufbau verbindet. Die Längsblattfeder ist in diesem Zusammenhang eine sich entlang der FahrzeugLängsachse (X-Achse) erstreckende Blattfeder. Dabei verläuft sie im Allgemeinen zumindest in unbelasteten Zustand nicht parallel zur X-Achse, sondern weist eine konkave Krümmung auf, bspw. nach Art einer Parabelfeder. Sämtliche Bezugnahmen auf die X-Achse (Längsachse), Y-Achse (Querachse) sowie die Z-Achse (Hochachse) des Fahrzeugs beziehen sich hier und im Folgenden auf den bestimmungsgemäß eingebauten Zustand der Achsaufhängung. Insgesamt dient die Längsblattfeder der elastischen Aufhängung der Fahrzeugachse gegenüber dem Fahrzeugaufbau. Dabei ist „Fahrzeugaufbau“ ein Sammelbegriff für eine Karosserie, ein Chassis sowie ggf. einen Hilfsrahmen des jeweiligen Fahrzeugs, also diejenigen Teile, die normalerweise die gefederten Masse bilden. Das Federblatt ist in diesem Zusammenhang derjenige Teil der Blattfeder, auf dessen elastischer Verformung im Wesentlichen die Federwirkung beruht. Üblicherweise ist es abgeplattet, so dass sein Querschnitt eine größere Abmessung in Y-Richtung aufweist als in Z Richtung. Normalerweise erstreckt sich das Federblatt wenigstens über den überwiegenden Teil der Länge der Blattfeder entlang der X-Achse. Normalerweise ist das Federblatt einstückig ausgebildet.
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Hinsichtlich der Anbindung der Längsblattfeder an den Fahrzeugaufbau sind im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. So kann die Längsblattfeder bspw. endseitig einerseits (normalerweise an einem vorderen Ende) schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sein sowie endseitig andererseits (normalerweise an einem hinteren Ende) schwenkbar mit einem Verbindungsarm verbunden sein. Dieser Verbindungsarm, der auch als Schäkel bezeichnet werden kann, ist seinerseits schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Die jeweiligen Schwenkachsen verlaufen dabei parallel zur Y-Achse. Ein solcher Aufbau entspricht im Wesentlichen einer Hotchkiss-Aufhängung. Die Erfindung ist allerdings ausdrücklich nicht auf einen solchen Aufbau beschränkt.
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In bekannter Weise können am vorderen sowie am hinteren Ende der Längsblattfeder Lageraugen ausgebildet sein, in die bspw. Gummi-Metall-Buchsen eingepresst sein können. Das jeweilige Lagerauge bzw. die darin angeordnete Buchse entsprechen der Position eines Achsbolzens, über den eine schwenkbare bzw. drehbare Verbindung gegeben ist. Die Lageraugen können einstückig mit dem Federblatt ausgebildet sein, sie können aber auch separat gefertigt und durch einen Form-, Kraft- und/oder Stoffschluss mit dem Federblatt verbunden sein.
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Erfindungsgemäß weist die Längsblattfeder Rückhaltenasen auf, die vom Federblatt in Richtung der Z-Achse vorspringen und zwischen denen die Fahrzeugachse in Richtung der X-Achse formschlüssig aufgenommen ist. Man kann die Rückhaltenasen somit auch als Vorsprünge am Federblatt bezeichnen. Diese Rückhaltenasen sind in Richtung der X-Achse derart voneinander beabstandet, dass die Fahrzeugachse zwischen ihnen formschlüssig aufnehmbar ist. Dabei sind wenigstens zwei Rückhaltenasen vorgesehen, von denen eine entlang der X-Achse vor der Fahrzeugachse und eine hinter der Fahrzeugachse angeordnet ist. Man könnte auch sagen, dass die Fahrzeugachse entlang der X-Achse von zwei Rückhaltenasen eingefasst ist. Durch diesen Formschluss werden in Richtung der X-Achse wirkende Kräfte zwischen der Längsblattfeder und der Fahrzeugachse aufgenommen und Relativbewegungen zumindest minimiert, normalerweise verhindert. Der Begriff „Rückhaltenasen“ ist in diesem Zusammenhang nicht einschränkend auszulegen und bezeichnet lediglich die Funktion, die Fahrzeugachse in X-Richtung gegenüber der Längsblattfeder zurückzuhalten. Um über den Formschluss mit der Fahrzeugachse eine Lagesicherung derselben gegenüber der Längsblattfeder zu erreichen, sind die Rückhaltenasen selbstverständlich am Federblatt befestigt.
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Bei der erfindungsgemäßen Achsaufhängung ist somit zumindest in Richtung der X-Achse kein Kraftschluss zwischen der Fahrzeugachse und der Längsblattfeder notwendig, um die Kräfte in Längsrichtung aufzunehmen, die vor allen Dingen bei Beschleunigung- und Bremsvorgängen wirken. Daher kann auf eine Verspannung der Längsblattfeder gegen die Fahrzeugachse, wie sie im Stand der Technik üblich ist, entweder verzichtet werden oder die notwendigen Spannkräfte sind wesentlich geringer. Im Allgemeinen entfällt somit eine Spannvorrichtung, wodurch sich das Gewicht der Achsaufhängung reduziert. Selbst wenn eine Spannvorrichtung notwendig sein sollte, kann sie mit geringerem Materialaufwand leichter ausgebildet sein. Außerdem reduziert sich durch den Wegfall der Spannvorrichtung der Aufwand beim Zusammenbau. Dies wiederum trägt zur Kostenreduktion bei. Die Rückhaltenasen können auch als Positionierungshilfe beim Zusammenbau dienen.
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Im Rahmen der Erfindung könnte die Längsblattfeder unterhalb der Fahrzeugachse angeordnet sein. Bevorzugt liegt die Längsblattfeder allerdings wenigstens indirekt auf der Fahrzeugachse auf, wobei sich die Rückhaltenasen nach unten erstrecken. Bevorzugt liegt die Längsblattfeder direkt auf der Fahrzeugachse auf, optional könnte aber auch wenigstens ein weiteres Element zwischengeordnet sein. Im Unterschied zu einer Anordnung unterhalb der Fahrzeugachse sind hierbei keine Verbindungsmittel notwendig, um Zugkräfte aufzunehmen, die zwischen der Fahrzeugachse und der Längsblattfeder auftreten, wenn letztere durch den Fahrzeugaufbau belastet wird. Durch denjenigen Teil der Längsblattfeder bzw. des Federblattes, der zwischen den Rückhaltenasen angeordnet ist, ist ein Formschluss in Richtung der Z-Achse hergestellt. Die Rückhaltenasen ragen wie beschrieben nach unten ab und verhindern eine Längsverschiebung der Fahrzeugachse gegenüber der Längsblattfeder.
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Bevorzugt ist die Fahrzeugachse wenigstens bei Normallast des Fahrzeugs spielfrei zwischen den Rückhaltenasen aufgenommen. Die Normallast des Fahrzeugs entspricht dabei dem unbeladenen Zustand ohne das Einwirken dynamischer Belastungen, die z.B. beim Überfahren von Bodenunebenheiten entstehen. Dabei ist es bevorzugt, dass die Rückhaltenasen wenigstens bei Normallast unmittelbar an der Fahrzeugachse anliegen. Bei dieser Ausführungsform ist es denkbar, dass zwischen den Rückhaltenasen und der Fahrzeugachse ein gewisser Zwischenraum gegeben ist, wenn die Achse unbelastet ist, bspw. auf einer Hebebühne. Dabei ist zu bedenken, dass die Krümmung einer Längsblattfeder bei Belastung normalerweise abnimmt, was einer Verformung des Federblattes entspricht. Durch diese Verformung können auch die mit dem Federblatt verbundenen Rückhaltenasen eine Positionsveränderung erfahren, was dazu führen kann, dass ein ursprünglich gegebener Zwischenraum geschlossen wird.
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Um ihre Funktion zu erfüllen, müssen die Rückhaltenasen nicht besonders groß ausgebildet sein. Dies bezieht sich insbesondere auf ihre Längsausdehnung. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt eine Ausdehnung jeder Rückhaltenase in Richtung der X-Achse höchstens das Zweifache oder höchstens das 1,5-fache eines Abstandes der Rückhaltenasen. Eine derart kurze Ausgestaltung der Rückhaltenasen trägt zur Materialersparnis bei, wodurch sich das Gewicht weiter reduzieren lässt. Außerdem beeinflussen derart kurze Rückhaltenasen die elastische Verformung des Federblattes nur wenig, was im Allgemeinen vorteilhaft ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an wenigstens einer Rückhaltenase eine zur Fahrzeugachse weisende Kontaktfläche ausgebildet, die in einem Winkel von wenigstens 45° zur X-Achse verläuft. Die Kontaktfläche liegt dabei normalerweise direkt an der Fahrzeugachse an und stellt somit den Formschluss her. Da die Funktion der Rückhaltenase primär darin besteht, in Richtung der X-Achse wirkende Kräfte aufzunehmen, ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktfläche relativ stark gegenüber der X-Achse angestellt ist. Der Winkel zur X-Achse kann insbesondere wenigstens 70° oder wenigstens 85° betragen.
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Um über den Formschluss mit der Fahrzeugachse eine Lagesicherung derselben gegenüber der Längsblattfeder zu erreichen, müssen die Rückhaltenasen selbstverständlich am Federblatt befestigt sein. Dabei ist eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Federblatt bevorzugt. Insbesondere können die Rückhaltenasen einstückig mit dem Federblatt ausgebildet sein. Dies sorgt für eine besonders sichere Verbindung zum Federblatt und vereinfacht im Allgemeinen auch den Fertigungsprozess der Längsblattfeder.
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Bevorzugt ist wenigstens das Federblatt aus Verbundwerkstoff gefertigt. Insbesondere kann es wenigstens teilweise aus Faserverbundstoff bestehen. Als Faserverbundstoffe gelten hierbei sämtliche Werkstoffe, bei denen Fasern, wie bspw. Glasfasern, Carbonfasern und/oder Aramidfasern, zur Verstärkung in eine Polymermatrix (z.B. eine Kunststoff- oder Kunstharzmatrix) eingelagert sind. Optional können dabei weitere Partikel, Schichten oder Komponenten ein- oder angelagert sein, die sich nicht als Polymer oder als Fasern klassifizieren lassen. Sofern die Rückhaltenasen einstückig mit dem Federblatt ausgebildet sind, sind diese natürlich ebenfalls aus Verbundwerkstoff gefertigt. Zusätzlich zum Federblatt können auch bspw. endseitig der Längsblattfeder ausgebildete Lageraugen aus Verbundwerkstoff bestehen.
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Während die erfindungsgemäße Achsaufhängung eine formschlüssige Verbindung zwischen der Längsblattfeder und der Fahrzeugachse in X-Richtung sicherstellt, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch ein Formschluss in Y-Richtung gegeben sein. Dabei weist die Fahrzeugachse eine sich in Richtung der Y-Achse erstreckende Ausnehmung auf, in welcher ein zwischen den Rückhaltenasen angeordneter Zwischenabschnitt der Längsblattfeder formschlüssig aufgenommen ist. Die Ausnehmung kann auch als Einschnitt bezeichnet werden und ist normalerweise in Z-Richtung zur Längsblattfeder hin offen (also nach oben, wenn die Längsblattfeder oberhalb der Fahrzeugachse angeordnet ist). Die Abmessungen der Ausnehmung sind dabei so gewählt, dass der Zwischenabschnitt, der sich bezüglich der X-Achse zwischen den Rückhaltenasen befindet und normalerweise ein Teil des Federblattes ist, zumindest teilweise in der Ausnehmung aufgenommen werden kann. Durch die Aufnahme des Zwischenabschnitts in der Ausnehmung entsteht ein Formschluss, der Relativbewegungen in Richtung der Y-Achse zumindest weitgehend unterbindet. Bevorzugt ist die Längsblattfeder mit dem Zwischenabschnitt in Y-Richtung spielfrei in der Ausnehmung aufgenommen.
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Um eine spielfreie Aufnahme der Längsblattfeder bzw. ihres Zwischenabschnitts innerhalb der Ausnehmung zu erleichtern, ist es bevorzugt, dass eine Breite der Ausnehmung in Richtung der Y-Achse nach unten hin abnimmt. Man kann auch sagen, dass sich die Ausnehmung nach unten hin verjüngt. Dabei können insbesondere zur Längsblattfeder hinweisende Seitenflächen der Fahrzeugachse, die seitlich der Ausnehmung ausgebildet sind, abgeschrägt bzw. angestellt sein, wodurch sich ein keilähnliches Profil der Ausnehmung ergibt. Diese Seitenflächen können auch als zweite Kontaktflächen bezeichnet werden, wenn man die o.g. Kontaktflächen an den Rückhaltenasen als erste Kontaktflächen bezeichnet. Wird die Längsblattfeder beim Zusammensetzen von oben in die Ausnehmung eingesetzt, so kann sie bei geeigneten, aufeinander abgestimmten Abmessungen der Längsblattfeder und der Ausnehmung gewissermaßen eingekeilt werden. Hierdurch kann idealerweise jegliches Spiel in Richtung der Y-Achse eliminiert werden.
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Alternativ oder insbesondere ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass eine Breite des Zwischenabschnitts in Richtung der Y-Achse nach unten hin abnimmt. Anders ausgedrückt, bei dieser Ausführungsform verjüngt sich der Zwischenabschnitt nach unten hin. Auch in diesem Fall können in Y-Richtung beiderseits des Zwischenabschnitts ausgebildete Seitenflächen abgeschrägt bzw. angestellt sein. Diese können als dritte Kontaktflächen bezeichnet werden. Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt (sofern die Abmessungen der Längsblattfeder und der Ausnehmung geeignet aufeinander abgestimmt sind) beim Zusammensetzen ein Einkeilen der Längsblattfeder innerhalb der Ausnehmung. Bei einer Kombination mit der o.g. Ausführungsform können die miteinander korrespondierenden zweiten und dritten Kontaktflächen der Fahrzeugachse und des Zwischenabschnitts parallel zueinander verlaufen, also den gleichen Schrägungswinkel aufweisen.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Achsaufhängung;
- 2 eine Schnittdarstellung eines Teils der Achsaufhängung aus 1;
- 3 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie III-III in 2; sowie
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Achsaufhängung aus 1.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt in stark schematisierter Weise eine erfindungsgemäße Achsaufhängung 1, die bspw. in einem Transporter oder LKW eingesetzt werden kann. Dabei ist eine als Starrachse ausgebildete Hinterachse 10 durch eine Längsblattfeder 3 aus Faserverbundstoff mit einem Fahrzeugaufbau 20 verbunden. Die Hinterachse 10 ist dabei als Hohlprofil aus Stahl ausgebildet. Alternativ könnten aber auch andere geeignete Materialien wie z.B. faserverstärkter Kunststoff eingesetzt werden. Radträger sowie daran drehbar angeordnete Räder des Fahrzeugs sind in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Während sich die Hinterachse 10 parallel zur Y-Achse erstreckt, erstreckt sich die Längsblattfeder 3 entlang der X-Achse, allerdings überwiegend nicht parallel zu dieser, sondern sie weist eine konkave Krümmung innerhalb der X-Z-Ebene auf. Die Längsblattfeder 3 weist an einem vorderen Ende 3.2 ein erstes Lagerauge auf, über das sie um eine erste Schwenkachse A schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau 20 verbunden ist. An einem hinteren Ende 3.3 weist die Längsblattfeder 3 ein weiteres Lagerauge auf, über das sie um eine zweite Schwenkachse B schwenkbar mit einem Verbindungsarm 4 verbunden ist. Der Verbindungsarm 4 ist seinerseits um eine dritte Schwenkachse C schwenkbar mit dem Fahrzeugaufbau 20 verbunden. Die Funktion des Verbindungsarms 4 besteht darin, bei einer Verformung der Längsblattfeder 3 dem sich ändernden Abstand zwischen den Enden 3.2, 3.3 Rechnung zu tragen. Die hier gezeigte Anbindung der Längsblattfeder 3 an den Fahrzeugaufbau 20 nach Art einer Hotchkiss-Aufhängung ist selbstverständlich rein beispielhaft zu verstehen.
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Zwischen den beiden Enden 3.2, 3.3 erstreckt sich ein Federblatt 3.1, mit welchem die oben erwähnten Lageraugen einstückig ausgebildet sind. Das Federblatt 3.1 ist wesentlich für die Federfunktion der Längsblattfeder 3 verantwortlich. Wie in 1 und insbesondere in 2 und 4 erkennbar, sind ebenfalls einstückig mit dem Federblatt 3.1 zwei Rückhaltenasen 3.4 ausgebildet, die in Richtung der Z-Achse nach unten gegenüber dem Federblatt 3.1 vorspringen bzw. abragen. Die beiden Rückhaltenasen 3.4 sind entlang der X-Achse derart voneinander beabstandet, dass die Fahrzeugachse 10 zwischen ihnen spielfrei formschlüssig aufgenommen ist. Die Rückhaltenasen 3.4 sind in Richtung der X-Achse vergleichsweise kurz und ihre Ausdehnung in dieser Richtung entspricht in etwa ihrem Abstand voneinander.
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Erste Kontaktflächen 3.6 der Rückhaltenasen 3.4, die der Fahrzeugachse 10 zugewandt sind und sich mit dieser in Kontakt befinden, verlaufen dabei in einem Winkel von etwa 90° zur X-Achse. Die 1 bis 4 zeigen dabei jeweils die Hinterachsaufhängung 1 bei einer Normallast des Fahrzeugs. In diesem Zustand ist die Längsblattfeder 3 konkav gekrümmt, allerdings in einem schwächeren Maße als in unbelasteten Zustand. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Rückhaltenasen 3.4 in unbelasteten Zustand aufgrund der stärkeren Krümmung der Längsblattfeder 3 in einem gewissen Abstand zur Fahrzeugachse 10 angeordnet sind und der spielfreie Formschluss nur durch die Verformung der Längsblattfeder 3 bei Normallast (oder höherer Last) hergestellt wird. Aufgrund des Formschlusses ist eine relative Verschiebung der Fahrzeugachse 10 gegenüber der Längsblattfeder 3, zu der es aufgrund von Kräften in Richtung der X-Achse kommen könnte, ausgeschlossen.
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Um Kräfte entlang der Y-Achse aufzunehmen, die bspw. bei Kurvenfahrten entstehen können, ist auch in dieser Richtung ein Formschluss zwischen der Längsblattfeder 3 und der Fahrzeugachse 10 vorgesehen. Wie aus der Schnittdarstellung in 3 hervorgeht, weist die Fahrzeugachse 10 eine Ausnehmung 10.1 auf, deren Abmessungen auf einen Zwischenabschnitt 3.5 der Längsblattfeder 3 abgestimmt sind, der sich zwischen den Rückhaltenasen 3.4 erstreckt. Der Zwischenabschnitt 3.5 ist dabei ein Teil des Federblattes 3.1. Der Zwischenabschnitt 3.5 ist überwiegend in der Ausnehmung 10.1 aufgenommen, wobei nach außen weisende zweite Kontaktflächen 3.7 des Zwischenabschnitts 3.5 an nach innen weisenden dritten Kontaktflächen 10.2 der Fahrzeugachse 10 anliegen. Um eine spielfreie Aufnahme zu erleichtern, verjüngen sich die Ausnehmung 10.1 ebenso wie der Zwischenabschnitt 3.5 nach unten, wobei die zweiten und dritten Kontaktflächen 3.7, 10.2 jeweils einen Winkel von bspw. 5° bis 10° zur Z-Achse bilden können. Der Winkel kann allerdings auch kleiner oder größer gewählt werden. In jedem Fall resultiert beim Zusammenbau, wenn die Längsblattfeder 3 von oben auf die Fahrzeugachse 10 aufgesetzt wird, aus der Schrägstellung der Kontaktflächen 3.7, 10.2 eine Keilwirkung. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Zwischenabschnitt 3.5 spielfrei in Richtung der Y-Achse aufgenommen ist.
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Insgesamt führt die formschlüssige Verbindung der Längsblattfeder 3 mit der Fahrzeugachse 10 zu einer zuverlässigen Aufnahme sämtlicher Kräfte innerhalb der X-Y-Ebene. Daher kann auf eine Spannvorrichtung wie im Stand der Technik oder andere zusätzliche Elemente zur Positionssicherung verzichtet werden. Die gezeigte Achsaufhängung 1 ist daher im Vergleich zum Stand der Technik leicht und zeichnet sich insbesondere durch eine geringe ungefederte Masse aus, was sich positiv auf das Fahrverhalten auswirkt. Außerdem vereinfacht sich der Zusammenbau, da lediglich die Längsblattfeder 3 und die Fahrzeugachse 10 zusammengefügt werden müssen, wobei durch die Formgebung auch die Relativposition der beiden Elemente 3, 10 eindeutig festgelegt ist. Schließlich wirken im Gegensatz zu bekannten Aufhängungen, bei denen eine Spannvorrichtung eingesetzt wird, keine übermäßigen lokalen Kräfte auf die Längsblattfeder 3. Hierdurch wird ein Kriechen oder eine anderweitige Beschädigung derselben verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsaufhängung
- 3
- Längsblattfeder
- 3.1
- Federblatt
- 3.2
- vorderes Ende
- 3.3
- hinteres Ende
- 3.4
- Rückhaltenase
- 3.5
- Zwischenabschnitt
- 3.6, 3.7, 10.2
- Kontaktfläche
- 4
- Verbindungsarm
- 10
- Hinterachse
- 10.1
- Ausnehmung
- 20
- Fahrzeugaufbau
- A, B, C
- Schwenkachse
- X
- X-Achse
- Y
- Y-Achse
- Z
- Z-Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3006237 A1 [0004]
- EP 0162189 A1 [0005]
- US 4643406 A [0006]
- US 4801129 A [0007]
- US 4684110 A [0007]
- US 4630804 A [0007]
- US 6991223 B2 [0008]
- US 9470980 B2 [0009]
