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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blattfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einer wenigstens zwei Federblätter aufweisenden Blattfeder zur federnden Abstützung eines Radträgers an einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Blattfederanordnungen zur federnden Abstützung eines Radträgers an einem Kraftfahrzeug sind allgemein bekannt. Als Radträger ist hierbei jede Vorrichtung zu verstehen, die die mechanische Verbindung zwischen einem vom Radträger gehaltenen Fahrzeugrad und der Radaufhängung des Kraftfahrzeugs herstellt. Anwendung finden diese Blattfederanordnungen insbesondere bei Nutzfahrzeugen, zum Beispiel kleineren und größeren Lastkraftwagen. Gewöhnlich werden die Blattfedern am Kraftfahrzeug derart ausgerichtet angebracht, dass ihre Längserstreckung im Wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verläuft.
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Eine Vorrichtung zum Steuern der Reibung zwischen den Blattfedern einer laminierten Blattfederanordnung umfasst gemäß der gattungsbildenden
US 4 452 435 A eine an der laminierten Blattfederanordnung angebrachte Klemme zum Klemmen der Anordnung in Richtung ihrer Dicke und einen Hydraulikzylinder, der die laminierte Blattfederanordnung gegen ein Stützelement der Klemme drückt. In einer Stangenkammer des Hydraulikzylinders ist eine Rückstellfeder mit einer Anzahl von zunächst konischen Tellerfedern angeordnet. Der Druck einer Druckflüssigkeit, die in eine Kopfkammer des Hydraulikzylinders zugeführt wird, wird durch ein Steuerventil geregelt. Der Betriebsdruck des Steuerventils wird gesteuert, indem die Änderungen vorbestimmter Faktoren eines abzustützenden Körpers erfasst werden und Signale an das Steuerventil entsprechend den Änderungen geliefert werden.
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Eine Vorrichtung zum Steuern der Reibung zwischen den Blattfedern einer laminierten Blattfederanordnung umfasst gemäß der
US 4 456 232 A eine Klemme. Die Klemme umfasst ein Federstützelement und ein Druckelement, die die laminierte Blattfederanordnung dazwischen einklemmen. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Hydraulikzylinder zum Drücken des Druckelements, um die Blattfederanordnung gegen das Federstützteil zu drücken. Der Druck einer Druckflüssigkeit, die dem Hydraulikzylinder zugeführt wird, wird durch ein Steuerventil eines hydraulischen Steuerelements gesteuert. Der Betriebsdruck des Steuerventils wird durch das Erfassen von Werten vorbestimmter Faktoren eines zu stützenden Körpers durch einen Detektor und das Liefern vorbestimmter Signale an das Steuerventil in Übereinstimmung mit den erfassten Werten gesteuert.
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Eine Vorrichtung zum Steuern der Federkonstante einer laminierten Blattfederanordnung enthält gemäß der
US 4 433 833 A einen Klemmmechanismus, der an der laminierten Blattfederanordnung angebracht ist, um die laminierte Blattfederanordnung in Richtung ihrer Dicke zu klemmen. Der Klemmmechanismus umfasst ein feststehendes Federträgerelement, an dem eine Hilfsfedereinheit der Baugruppe so angebracht ist, dass sie um einen bestimmten Abstand von einer Hauptfedereinheit der Baugruppe entfernt ist. Ein bewegliches Druckelement, das so positioniert ist, dass es der Hilfsfedereinheit gegenüberliegt und die Hauptfedereinheit gegen die Hilfsfedereinheit drückt, ist ebenfalls vorgesehen. Die Steuervorrichtung umfasst ferner eine Kolbenanordnung zum Drücken des Druckelements, um die Hauptfedereinheit gegen die Hilfsfedereinheit zu drücken.
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Aus der
US 2009 / 0 302 513 A1 ist beispielsweise eine Blattfederanordnung zur federnden Abstützung eines Radträgers, hier einer Starrachse, die den Radträger hält, an einem Kraftfahrzeug bekannt. Die Blattfeder weist ein erstes Ende mit einem ersten Befestigungsmittel zu ihrer ersten Befestigung an einem Fahrzeugaufbau, ein diesem diametral gegenüberliegendes zweites Ende mit einem zweiten Befestigungsmittel zu ihrer zweiten Befestigung am Fahrzeugaufbau und ein in einem sich zwischen beiden Enden erstreckenden Federungsabschnitt angeordnetes drittes Befestigungsmittel zur Befestigung der Starrachse an der Blattfeder auf. Die beschriebene Blattfeder weist zwei Federblätter auf, die mittels des dritten Befestigungsmittels zur Befestigung der Starrachse gleichzeitig auch gegeneinandergedrückt gehalten sind. An einem der beiden Enden weist die Blattfederanordnung eine Klammer auf, die fest mit dem unteren der beiden Federblätter verbunden ist und in einem Gleiteingriff mit dem oberen der beiden Federblätter steht. Die Klammer ist in einem unveränderlichen, fixen Abstand zum dritten Befestigungsmittel angeordnet.
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Des Weiteren offenbart die
US 4 022 449 A eine Blattfederanordnung für Kraftfahrzeuge, die eine mehrere Federblätter aufweisende Blattfeder aufweist, die in einem von zwei diametral gegenüberliegenden freien Enden begrenzten Federungsabschnitt etwa mittig durch ein Schraubmittel gegeneinandergedrückt gehalten sind. In den durch die beiden Enden jeweils festgelegten Endabschnitten der Blattfeder sind Spannmittel angeordnet, die die Federblätter ebenfalls gegeneinandergedrückt halten. Die Spannmittel sind jeweils in den Endabschnitten der Blattfeder über Nieten fest an einem der Federblätter angebracht.
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Eine alternative Ausgestaltung eines Spannmittels zum Zusammendrücken mehrerer Federblätter einer Blattfeder für Kraftfahrzeuge in ihren jeweiligen Endabschnitten offenbart ferner die
GB 2 152 627 A . Das Spannmittel ist an einer durch entsprechende Bohrungen fest vorherbestimmten Stelle im Endabschnitt der Blattfeder an einem der Federblätter montiert und gehalten.
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Aus der
US 4 519 590 A ist weiterhin ein Befestigungs- und Spannmittel bekannt, über welches eine Fahrzeugachse an einer Blattfeder sicher und bewegungsfest montierbar ist.
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Die
US 2 984 477 A offenbart ferner eine Blattfederanordnung für Kraftfahrzeuge, die eine mehrere Federblätter aufweisende Blattfeder beinhaltet, wobei die Federblätter in einem sich zwischen zwei Enden der Blattfeder erstreckenden Federungsabschnitt mittig über ein alle Federblätter durchdringendes Schraubmittel gegeneinandergedrückt gehalten sind. Zusätzlich sind alle oder wenigstens ein Teil der Federblätter mittels zum Schraubmittel in Längserstreckungsrichtung der Blattfeder beabstandet montierbaren Spannklemmen zusammengedrückt gehalten. Die Spannklemmen stehen jeweils über ein elastisches Material in Kontakt mit den Federblättern, das infolge seiner mit Nuten und Stegen ausgebildeten, gegen die Federblätter anliegenden Innenseite nach der Montage der Spannklemmen an der Blattfeder eine Bewegung der Spannklemmen relativ zur Blattfeder entlang ihrer Längserstreckung sicher verhindert.
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Obwohl sich die bekannten Blattfederanordnungen für Kraftfahrzeuge gewöhnlich in besonders vorteilhafter Weise durch einen einfachen Aufbau, hohe Robustheit, geringe Herstellungskosten und nahezu Wartungsfreiheit auszeichnen, besteht dennoch ein Bedarf an einer Erweiterung ihrer Funktionalität im Hinblick auf eine bessere und einfachere Anpassung an unterschiedliche Beladungs- und/oder Fahrzustände des jeweiligen Kraftfahrzeugs.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Blattfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einer mehrere Federblätter aufweisenden Blattfeder bereitzustellen, die auf einfache, zeitunkritische und kostengünstige Weise eine Veränderung einer Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs und/oder einer Federrate der Blattfeder, das heißt des Verhältnisses der auf die Blattfeder wirkenden Kraft zur dadurch bewirkten Auslenkung (d. h. Durchbiegung) der Blattfeder, ermöglicht. Zudem soll die Blattfederanordnung einfach und kompakt bauen und gleichzeitig ein geringes Gewicht aufweisen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Blattfederanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale 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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Eine Blattfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs weist eine Blattfeder zur federnden Abstützung eines Radträgers an einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs auf. Als Radträger ist hierbei jede Vorrichtung zu verstehen, mit der ein Fahrzeugrad mechanisch mit der Radaufhängung des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Die Blattfeder weist ihrerseits einen ersten Endabschnitt (beinhaltend ein erstes Blattfederende) mit einem ersten Befestigungsmittel zur ersten Befestigung der Blattfeder am Fahrzeugaufbau, einen diesem ersten Endabschnitt diametral gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt (beinhaltend ein zweites Blattfederende) mit einem zweiten Befestigungsmittel zur zweiten Befestigung der Blattfeder am Fahrzeugaufbau und einen sich zwischen beiden Endabschnitten erstreckenden Federungsabschnitt mit einem dritten Befestigungsmittel zur Befestigung des Radträgers auf. Im Gegensatz zu den beiden Endabschnitten, die in erster Linie der Befestigung der Blattfeder am Fahrzeugaufbau bzw. an einem mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Hilfsrahmen dienen, stellt der Federungsabschnitt durch seine Fähigkeit einer elastischen Biegung die eigentliche Federwirkung der Blattfeder bereit.
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Des Weiteren weist die Blattfeder der Blattfederanordnung wenigstens zwei Federblätter, also wenigstens ein erstes und ein zweites Federblatt, auf, die mittels eines im Federungsabschnitt angebrachten ersten Spannmittels gegeneinandergedrückt gehalten sind und mittels wenigstens eines zum ersten Spannmittel in Längserstreckungsrichtung der Blattfeder beabstandeten und an der Blattfeder angebrachten zweiten Spannmittels gegeneinandergedrückt gehalten sind. Als Längserstreckung ist im Wesentlichen jene Richtung zu verstehen, in die sich die Blattfeder von ihrem ersten Endabschnitt zum diametral gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt erstreckt. Die Position des wenigstens einen zweiten Spannmittels ist in seinem an der Blattfeder angebrachten Zustand in Längserstreckungsrichtung der Blattfeder veränderbar. Da die Positionsverstellung des zweiten Spannmittels in seinem an der Blattfeder montierten Zustand durchführbar ist, folgt, dass die Position des zweiten Spannmittels in Richtung der Blattfederlängserstreckung ohne seine Zerstörung (also zerstörungsfrei) und somit ohne Verlust seiner Funktion veränderbar ist.
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Das Verstellen der Position des zweiten Spannmittels bewirkt eine Veränderung seines Abstands zum ersten Spannmittel und damit eine Längenänderung der im Wesentlichen für die Federwirkung der Blattfeder wirksamen, durch das erste und wenigstens eine zweite Spannmittel festgelegten und im Wesentlichen begrenzten Verbindungsstrecke der ersten und zweiten Federblätter der Blattfeder. Dementsprechend lässt sich durch die jeweilige Position des zweiten Spannmittels die Federrate der Blattfeder, das heißt das Verhältnis der auf die Blattfeder wirkenden Kraft zur dadurch bewirkten Auslenkung (d. h. Durchbiegung) der Blattfeder, beeinflussen. Hieraus folgt, dass durch die Änderung der Federrate der Blattfeder neben ihrer reinen Federwirkung ebenso die Bodenfreiheit des die Blattfeder mit seiner Gewichtskraft belastenden Kraftfahrzeugs beeinflussbar ist. Besonders vorteilhaft kann eine jeweilige Änderung der Federrate in Abhängigkeit von einem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs erfolgen. Da lediglich die Position des zweiten Spannmittels zu ändern ist, lässt sich die Federrate der Blattfeder einfach und in kürzester Zeit in der gewünschten Weise einstellen. Die Blattfederanordnung weist zudem einen einfachen und kompakten Aufbau auf und ist gegenüber herkömmlichen Blattfedern im Wesentlichen gar nicht oder aufgrund einer neuen Ausgestaltung des zweiten Spannmittels höchstens geringfügig schwerer.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Blattfeder wenigstens in jenem Teil ihres Federungsabschnitts eine konstante Dicke aufweist, in dem die Position des wenigstens einen zweiten Spannmittels veränderbar ist. Hierdurch ist eine im gesamten Positionierbereich des zweiten Spannmittels im Federungsabschnitt der Blattfeder von der jeweiligen Position des zweiten Spannmittels unabhängige, im Wesentlichen konstante von dem zweiten Spannmittel auf die beiden Federblätter ausgeübte Druckkraft gewährleistet. Dies erlaubt einerseits eine einfachere Ausgestaltung des zweiten Spannmittels, da dieses nicht etwa zum Ausgleich von Dickenschwankungen im Positionierbereich des Federungsabschnitts der Blattfeder eingerichtet sein muss. Andererseits lässt sich das zweite Spannmittel in seinem gesamten Positionierbereich an der Blattfeder stets einfach und mit demselben (Kraftaufwand in jede beliebige Position verstellen, was einer besonders exakten Positionierung des zweiten Spannmittels an einer vorherbestimmten Stelle im Federungsabschnitt der Blattfeder zuträglich ist. Somit lässt sich die gewünschte Federrate der Blattfeder und/oder die gewünschte Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs zielgerichtet präzise einstellen.
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Das wenigstens eine zweite Spannmittel leitet seine auf das erste und zweite Federblatt ausgeübte Druckkraft über wenigstens ein an jeweils einer Oberfläche des ersten und zweiten Federblatts anliegendes, gummielastisches Kontaktelement in diese, das heißt in das jeweilige erste und zweite Federblatt, ein. Die Anlage des gummielastischen Kontaktelements an beiden Federblättern erlaubt in baulich einfach und kostengünstig zu realisierender Weise das Herstellen einer in Bezug auf die Verschiebebewegung des zweiten Spannmittels entlang der Längserstreckung der Blattfeder reibschlüssigen Verbindung zwischen dem Spannmittel und den beiden Federblättern. Die Reib- bzw. Haltekraft dieser reibschlüssigen Verbindung in der Verschieberichtung des zweiten Spannmittels hängt unter anderem von der vom Spannmittel über das gummielastische Kontaktelement auf die jeweilige Oberfläche der beiden Federblätter ausgeübten Druck- bzw. Spannkraft ab und ist in vorteilhafter Weise stets so festgelegt, dass eine gewünschte Änderung der Position des zweiten Spannmittels im Federungsabschnitt der Blattfeder zur Änderung ihrer Federrate und/oder zur Änderung der Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs durch Überwinden der Reib- bzw. Haltekraft möglich ist, diese jedoch andererseits derart hoch eingestellt ist, dass eine ungewollte Verschiebung des zweiten Spannmittels infolge der bei der Verwendung der Blattfederanordnung am Kraftfahrzeug gewöhnlich auftretenden Betriebsbelastungen sicher verhindert wird. Darüber hinaus ermöglicht die vorstehend beschriebene reibschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Spannmittel und den beiden Federblättern eine stufenlose Positionierung des zweiten Spannmittels entlang der Längserstreckung der Blattfeder und somit eine stufenlose Einstellung der Federrate der Blattfeder und/oder Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs. Nicht zuletzt führt das gummielastische Kontaktelement ebenso zu einer gleichmäßig über das Kontaktelement verteilten Krafteinleitung in die beiden Federblätter, selbst im Falle vorhandener Unregelmäßigkeiten an den jeweiligen Kontaktflächen der Federblätter.
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Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine gummielastische Kontaktelement eine gummielastische Walze, die drehbar am zweiten Spannmittel gehalten ist. Bei dieser Ausgestaltung lässt sich die von dem zweiten Spannmittel über die wenigstens eine Walze auf das jeweilige erste und zweite Federblatt ausgeübte Druckkraft stets so einstellen, dass die sich hierdurch zwischen der Walze und der jeweiligen Oberfläche der beiden Federblätter einstellende Reib- bzw. Haltekraft in Längserstreckungsrichtung der Blattfeder ausreichend hoch bemessen ist, um eine ungewollte Änderung der Position des zweiten Spannmittels infolge der bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Blattfederanordnung am Kraftfahrzeug gewöhnlich auftretenden Betriebsbelastungen sicher zu verhindern. Zur Positionsänderung des zweiten Spannmittels ist bei dieser Ausgestaltung jedoch nicht mehr diese Reib- bzw. Haltekraft der reibschlüssigen Verbindung zwischen der gummielastischen Walze und dem jeweiligen ersten und zweiten Federblatt zu überwinden, sondern lediglich eine Kraft aufzubringen, die ein Drehen der wenigstens einen gummielastischen Walze bewirkt. Somit kann das zweite Spannmittel durch Abrollen der gummielastischen Walze auf der jeweiligen Kontaktfläche der beiden Federblätter mit sehr hoher Genauigkeit neu, besonders bevorzugt stufenlos, positioniert werden. Eine ungewollte Drehung der wenigstens einen gummielastischen Walze, beispielsweise während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, kann durch ein geeignetes, mit der Walze in Wirkverbindung stehendes Arretierungsmittel, zum Beispiel eine Reibungsbremse, eine Klemmvorrichtung und dergleichen, verhindert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Drehung der wenigstens einen gummielastischen Walze durch eine mechanische, elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Stellvorrichtung gesteuert. Selbstverständlich kann die Stellvorrichtung auch aus Mischformen der vorstehend genannten Arten gebildet sein, also zum Beispiel eine elektromechanische, elektrohydraulische, elektropneumatische Stellvorrichtung und dergleichen sein. Die Stellvorrichtung kann sowohl manuell, also beispielsweise durch einen Benutzer des Kraftfahrzeugs, betätigbar sein, sie kann aber auch automatisch in Abhängigkeit von einem ebenfalls automatisch ermittelten Beladungs- und/oder Fahrzustand des Kraftfahrzeugs aktivierbar sein, zum Beispiel unter Zuhilfenahme einer im Kraftfahrzeug (ohnehin) vorhandenen elektronischen Steuereinheit.
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Die Stellvorrichtung kann weiterhin dazu ausgebildet sein, zum Beispiel eine, eine ungewollte Drehung der wenigstens einen gummielastischen Walze unterbindende Arretierungsvorrichtung, beispielsweise eine Reibungsbremse oder Klemmvorrichtung, zu lösen bzw. zu schließen, wobei in diesem Fall eine zusätzliche manuelle oder automatisch generierte Kraft zur eigentlichen Verschiebung des zweiten Spannmittels entlang der Längserstreckungsrichtung der Blattfeder bereitzustellen ist. Die Stellvorrichtung kann jedoch ebenso dazu ausgebildet sein, die wenigstens eine gummielastische Walze direkt anzutreiben, beispielsweise mittels eines Elektromotors, unter Umständen unter Zwischenschaltung eines Getriebes, wobei der Elektromotor und/oder das Getriebe, das zum Beispiel als selbsthemmendes Getriebe ausgebildet sein kann, in besonders vorteilhafter Weise gleichzeitig auch eine Arretierung der Drehbewegung der wenigstens einen gummielastischen Walze sicherstellen kann.
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In einer baulich einfach, kostengünstig und im Wesentlichen wartungsfrei zu realisierenden Ausgestaltung der Erfindung kann das erste Befestigungsmittel ein im ersten Endabschnitt der Blattfeder ausgebildetes erstes Befestigungsauge und eine in dem ersten Befestigungsauge angeordnete Gummi-Metall-Buchse zur schwenkbeweglichen ersten Befestigung der Blattfeder am Fahrzeugaufbau aufweisen. Gummi-Metall-Buchsen sind an sich bekannt, kostengünstig, bei der Bereitstellung ihrer Funktion, insbesondere der schwenkbeweglichen Lagerung des ersten Endabschnitts am Fahrzeugaufbau, im Wesentlichen keinem Verschleiß unterworfen und wirken zudem stoß- und geräuschdämpfend.
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Ferner kann das zweite Befestigungsmittel gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein im zweiten Endabschnitt der Blattfeder ausgebildetes zweites Befestigungsauge und ein an diesem schwenkbeweglich gelagertes Verbindungszwischenglied aufweisen, das wiederum zur zweiten Befestigung der Blattfeder ebenfalls schwenkbeweglich oder drehstarr, dann jedoch elastisch verformbar am Fahrzeugaufbau befestigbar ist. Die schwenkbeweglichen Lagerungen sowohl des Verbindungszwischenglieds am zweiten Endabschnitt der Blattfeder als auch am Fahrzeugaufbau können wie vorstehend bereits beschrieben mittels an sich bekannter Gummi-Metall-Buchsen realisiert sein. Eine drehstarre Verbindung des Verbindungszwischenglieds am Fahrzeugaufbau ist ebenso denkbar, wobei das Verbindungszwischenglied in diesem Fall zur Ermöglichung eines Längenausgleichs der Blattfeder infolge von Ein- und Ausfederbewegungen während des Betriebs des Kraftfahrzeugs elastisch verformbar ist, zum Beispiel elastisch biegbar ist. Das Verbindungszwischenglied kann eine im Wesentlichen langgestreckte Form aufweisen, zum Beispiel stabförmig ausgebildet sein.
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Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Federblatt ein erstes Federblattende, ein diesem diametral gegenüberliegendes zweites Federblattende sowie einen sich zwischen erstem und zweitem Federblattende erstreckenden ersten Federblattabschnitt aufweist. Das zweite Federblatt weist in diesem Fall ein drittes Federblattende, ein diesem diametral gegenüberliegendes viertes Federblattende sowie einen sich zwischen drittem und viertem Federblattende erstreckenden zweiten Federblattabschnitt auf. Ferner bildet das erste Federblattende des ersten Federblatts den ersten Endabschnitt der Blattfeder und das vierte Federblattende des zweiten Federblatts bildet den zweiten Endabschnitt der Blattfeder. Der erste Federblattabschnitt bis zum zweiten Federblattende des ersten Federblatts und der zweite Federblattabschnitt bis zum dritten Federblattende des zweiten Federblatts bilden zusammen den Federungsabschnitt der Blattfeder. Mit anderen Worten erstreckt sich das erste Federblatt nicht vom ersten Endabschnitt der Blattfeder bis zum zweiten Endabschnitt der Blattfeder, sondern lediglich bis in den Federungsabschnitt der Blattfeder hinein. Ebenso erstreckt sich das zweite Federblatt nicht von dem zweiten Endabschnitt der Blattfeder bis zum ersten Endabschnitt der Blattfeder, sondern ebenfalls lediglich bis in den Federungsabschnitt der Blattfeder hinein. Dementsprechend können das zweite Federblattende des ersten Federblatts und das dritte Federblattende des zweiten Federblatts auch als jeweils freie Enden bezeichnet werden. Im Federungsabschnitt der Blattfeder überlappen die beiden Federblätter und werden wie hierin beschrieben durch das eine erste Spannmittel und das wenigstens eine zweite Spannmittel gegeneinandergedrückt gehalten.
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In weiterer besonders vorteilhafter, bauteil- und gewichtsreduzierender Ausgestaltung der Erfindung ist das im Federungsabschnitt der Blattfeder angebrachte dritte Befestigungsmittel zur Befestigung des Radträgers an der Blattfeder durch das erste Spannmittel gebildet. Das erste Spannmittel stellt dementsprechend sowohl die auf die beiden Federblätter ausgeübte Druck- bzw. Spannkraft bereit als auch eine Befestigungsmöglichkeit für den Radträger.
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Die Blattfeder kann ferner aus einem Faserverbundwerkstoff, zum Beispiel einem faserverstärkten Kunststoffmaterial, oder einem Metallwerkstoff, zum Beispiel einem Stahlmaterial, gebildet sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
- 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Blattfederanordnung gemäß der Erfindung und
- 2 einen Seitenlängsschnitt durch die Blattfederanordnung aus 1 entlang einer parallel zur Zeichenebene der 1 (XZ-Ebene) gelegenen Schnittebene.
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In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 stellt schematisch eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Blattfederanordnung 1 für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs (beides nicht dargestellt) gemäß der Erfindung dar. Die hier gezeigte Blattfederanordnung 1 ist in ihrem am Kraftfahrzeug verbauten Zustand mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Das heißt, 1 stellt lediglich die Blattfederanordnung 1 einer Fahrzeugseite dar. Es ist zu verstehen, dass das Kraftfahrzeug in Bezug auf die Blattfederanordnung 1 symmetrisch aufgebaut ist, also auf beiden Fahrzeugseiten im Wesentlichen dieselben Ausgestaltungen der in 1 gezeigten Blattfederanordnung 1 aufweist.
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2 stellt schematisch einen Seitenlängsschnitt durch die Blattfederanordnung 1 aus 1 entlang einer parallel zur Zeichenebene der 1 (XZ-Ebene) gelegenen Schnittebene dar.
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Den 1 und 2 ist zu entnehmen, dass die Blattfederanordnung 1 eine Blattfeder 2 zur federnden Abstützung eines Radträgers (nicht dargestellt) an einem in den 1 und 2 symbolisch dargestellten Fahrzeugaufbau 3 des Kraftfahrzeugs aufweist. Der Radträger ist bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Blattfederanordnung 1 an einer Starrachse 4 gehalten, wobei die Starrachse 4 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel an der Blattfeder 2 befestigt ist.
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Den 1 und 2 ist weiter zu entnehmen, dass die Blattfeder 2 einen ersten Endabschnitt 5 mit einem ersten Befestigungsmittel 6 zu ihrer ersten Befestigung am Fahrzeugaufbau 3, einen diesem diametral gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 7 mit einem zweiten Befestigungsmittel 8 zu ihrer zweiten Befestigung am Fahrzeugaufbau 3 und einen sich zwischen beiden Endabschnitten 5 und 7 erstreckenden Federungsabschnitt 9 mit einem dritten Befestigungsmittel zur Befestigung des Radträgers bzw. hier der Starrachse 4 aufweist.
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Ferner ist in den 1 und 2 zu erkennen, dass die Blattfeder 2 zwei Federblätter 11 und 12 aufweist, wobei das Federblatt 11 hierin auch als erstes oder oberes Federblatt bezeichnet wird und das Federblatt 12 als zweites oder unteres Federblatt. Die Federblätter 11 und 12 sind mittels eines im Federungsabschnitt 9 angebrachten ersten Spannmittels 10 gegeneinandergedrückt gehalten. Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Blattfederanordnung 1 sind das dritte Befestigungsmittel und das erste Spannmittel 10 durch ein und dasselbe Bauteil gebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Weiterhin ist den 1 und 2 zu entnehmen, dass die beiden Federblätter 11 und 12 mittels wenigstens eines zum ersten Spannmittel 10 in Längserstreckungsrichtung L der Blattfeder 2 beabstandeten und an der Blattfeder 2, hier ebenfalls im Federungsabschnitt 9 der Blattfeder 2, angebrachten zweiten Spannmittels 13 gegeneinandergedrückt gehalten werden.
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Wie insbesondere in 1 zu erkennen ist, beinhaltet das erste Spannmittel 10 bzw. dritte Befestigungsmittel beispielhaft eine obere Druckplatte 14, die gegen die Oberseite des oberen Federblatts 11 anliegt, und eine untere Druckplatte 15, die gegen die Unterseite des unteren Federblatts 12 anliegt. Die beiden Druckplatten 14 und 15 sind mittels zweier U-förmiger Bügel 16 und entsprechender Schraubmittel 17 zusammengehalten. Über die Schraubmittel 17 lässt sich die von dem ersten Spannmittel 10 auf die beiden Federblätter 11 und 12 ausgeübte Druck- bzw. Spannkraft festlegen. Das erste Spannmittel 10 ist bei der gezeigten Blattfederanordnung 1 an einer vorherbestimmten fixen Position an der Blattfeder 2 angebracht.
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Wie in den 1 und 2 durch einen Richtungspfeil angedeutet ist, ist die Position des wenigstens einen zweiten Spannmittels 13 in seinem an der Blattfeder 2 angebrachten Zustand in Längserstreckungsrichtung L der Blattfeder 2 veränderbar. Das heißt, die Position des zweiten Spannmittels 13 ist in der Längserstreckungsrichtung L der Blattfeder 2 zerstörungsfrei und damit ohne Funktionsverlust stufenlos veränderbar.
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Das Verstellen der Position des zweiten Spannmittels 13 in der Bewegungsrichtung 18 bewirkt eine Veränderung seines Abstands zum ersten, fix angebrachten Spannmittel 10 und damit eine Längenänderung der im Wesentlichen für die Federwirkung der Blattfeder 2 in ihrem Federungsabschnitt 9 wirksamen, durch das erste und wenigstens eine zweite Spannmittel 10 bzw. 13 begrenzten Verbindungsstrecke des ersten und zweiten Federblatts 11 und 12 der Blattfeder 2. Dementsprechend lässt sich durch die jeweilige Position des zweiten Spannmittels 13 die Federrate der Blattfeder 2, das heißt das Verhältnis der auf die Blattfeder 2 wirkenden Kraft F zur dadurch bewirkten Auslenkung (d. h. Durchbiegung) der Blattfeder 2, beeinflussen. Neben der eigentlichen Federrate der Blattfeder 2 lässt sich in der vorbeschriebenen Weise ebenso die Bodenfreiheit des die Blattfeder 2 mit seiner Gewichtskraft statisch belastenden Kraftfahrzeugs verändern.
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Den 1 und 2 ist weiterhin zu entnehmen, dass die Blattfeder 2 wenigstens in jenem Teil ihres Federungsabschnitts 9 im Wesentlichen eine konstante Dicke D aufweist, in dem die Position des wenigstens einen zweiten Spannmittels 13 veränderbar ist.
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Weiterhin leitet das zweite Spannmittel 13 des in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels der Blattfederanordnung 1 seine auf das erste und zweite Federblatt 11 und 12 ausgeübte Druckkraft über wenigstens ein an jeweils einer Oberfläche des ersten und zweiten Federblatts 11 und 12 anliegendes, gummielastisches Kontaktelement 19 ein, das insbesondere in der in 2 gezeigten Längsschnittansicht der Blattfederanordnung 1 gut zu erkennen ist. Das zweite Spannmittel 13 der hier gezeigten Blattfederanordnung 1 weist insgesamt vier gummielastische Kontaktelemente 19 auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel als gummielastische Walzen ausgebildet sind. Wie in 2 gut zu erkennen ist, sind zwei der vier gummielastischen Walzen an einer oberen Druckplatte 20 des zweiten Spannmittels 13 gehalten und zwei weitere der vier gummielastischen Walzen an einer unteren Druckplatte 21 des zweiten Spannmittels 13. Die beiden Druckplatten 20 und 21 sind, wie in 1 zu erkennen ist, über insgesamt vier Schraubmittel 22 zusammengehalten, von denen in der Seitenansicht der 1 lediglich zwei zu erkennen sind. Über die Schraubmittel 22, zum Beispiel Schraubbolzen und Schraubmuttern, kann die von den beiden Druckplatten 20 und 21 über die jeweiligen gummielastischen Walzen auf das obere bzw. untere Federblatt 11 bzw. 12 ausgeübte Druckkraft festgelegt werden. Die vier gummielastischen Walzen sind in den jeweiligen Druckplatten 20 und 21 jeweils drehbar gelagert.
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Die Drehung der gummielastischen Walzen kann durch eine mechanische, elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Stellvorrichtung (nicht dargestellt) sowie durch jede mögliche Kombination aus den vorgenannten Arten gesteuert sein. Die Stellvorrichtung kann manuell, zum Beispiel durch einen Benutzer des Kraftfahrzeugs, oder auch automatisch, zum Beispiel automatisch in Abhängigkeit von einem durch eine elektronische Steuereinheit des Kraftfahrzeugs ermittelten Beladungs- und/oder Fahrzustand, betätigbar bzw. aktivierbar sein. Das zweite Spannmittel 13 kann nach Freigabe der Drehung der gummielastischen Walzen durch eine zusätzlich aufzubringende Verschiebekraft in Bewegungsrichtung 18 verstellt werden. Das Spannmittel 13 kann auch durch einen direkten Drehantrieb der gummielastischen Walzen, beispielsweise mittels eines Elektromotors, möglicherweise unter Zwischenschaltung eines Getriebes (beides nicht dargestellt), verstellbar sein.
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Wie den 1 und 2 außerdem zu entnehmen ist, weist das erste Befestigungsmittel 6 ein im ersten Endabschnitt 5 der Blattfeder 2 ausgebildetes erstes Befestigungsauge 23 und eine in dem ersten Befestigungsauge 23 angeordnete Gummi-Metall-Buchse 24 zur schwenkbeweglichen ersten Befestigung der Blattfederanordnung 1 am Fahrzeugaufbau 3 auf. Das zweite Befestigungsmittel 8 weist ein im zweiten Endabschnitt 7 der Blattfeder 2 ausgebildetes zweites Befestigungsauge 25 (siehe 2) und ein an diesem schwenkbeweglich, hier ebenfalls über eine im zweiten Befestigungsauge 25 aufgenommene Gummi-Metall-Buchse 24 (siehe 2), gelagertes Verbindungszwischenglied (siehe 1) auf. Das Verbindungszwischenglied ist stab- bzw. schwertförmig ausgebildet und zur zweiten Befestigung der Blattfederanordnung 1 am Fahrzeugaufbau 3 wiederum schwenkbeweglich an diesem befestigt.
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Den 1 und 2 ist außerdem zu entnehmen, dass ein erstes Federblattende 26 des ersten Federblatts 11 den ersten Endabschnitt 5 der Blattfeder 2 bildet. Ein diesem ersten Federblattende 26 diametral gegenüberliegendes zweites Federblattende 27 des ersten Federblatts 11 sowie ein sich zwischen dem ersten und zweiten Federblattende 26 und 27 erstreckender erster Federblattabschnitt 28 erstrecken sich bis in den Federungsabschnitt 9 der Blattfeder 2 hinein, nicht jedoch bis in den zweiten Endabschnitt 7 der Blattfeder 2.
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Das zweite Federblatt 12 weist ein drittes Federblattende 29, ein diesem diametral gegenüberliegendes viertes Federblattende 30 sowie einen sich zwischen dem dritten und vierten Federblattende 29, 30 erstreckenden zweiten Federblattabschnitt 31 auf, wobei das vierte Federblattende 30 des zweiten Federblatts 12 den zweiten Endabschnitt 7 der Blattfeder 2 bildet und sich das dritte Federblattende 29 und der zweite Federblattabschnitt 31 bis in den Federungsabschnitt 9 der Blattfeder 2 hinein erstrecken, nicht jedoch bis zum ersten Endabschnitt 5 der Blattfeder 2. Somit bilden der erste Federblattabschnitt 28 bis zum zweiten Federblattende 27 des ersten Federblatts 11 und der zweite Federblattabschnitt 31 bis zum dritten Federblattende 29 des zweiten Federblatts 12 zusammen den Federungsabschnitt 9 der Blattfeder 2.
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Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Blattfederanordnung ist nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen, die sich aus technisch sinnvollen weiteren Kombinationen der hierin beschriebenen Merkmale der Blattfederanordnung ergeben. So ist es zum Beispiel denkbar, das erste Befestigungs- bzw. Spannmittel einer Blattfederanordnung in etwa mittig zwischen den zwei Endabschnitten einer Blattfeder in ihrem Federungsabschnitt anzuordnen und zu beiden Seiten dieses ersten Spannmittels jeweils ein weiteres zweites Spannmittel (insgesamt also zwei zweite Spannmittel) vorzusehen, die in Längserstreckungsrichtung der Blattfeder verschiebbar angeordnet sind, um eine im Wesentlichen vollkommen symmetrische Blattfederanordnung zu schaffen.
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In bevorzugter Ausführung wird die erfindungsgemäße Blattfederanordnung in einer Radaufhängung zur federnden Abstützung eines Radträgers, insbesondere einer den Radträger haltenden bzw. bereitstellenden Starrachse, an einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Nutzfahrzeug wie beispielsweise Lastkraftwagen, verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blattfederanordnung
- 2
- Blattfeder
- 3
- Fahrzeugaufbau
- 4
- Starrachse
- 5
- Erster Endabschnitt
- 6
- Erstes Befestigungsmittel
- 7
- Zweiter Endabschnitt
- 8
- Zweites Befestigungsmittel
- 9
- Federungsabschnitt
- 10
- Erstes Spannmittel
- 11
- Erstes, oberes Federblatt
- 12
- Zweites, unteres Federblatt
- 13
- Zweites Spannmittel
- 14
- Obere Druckplatte
- 15
- Untere Druckplatte
- 16
- U-förmiger Bügel
- 17
- Schraubmittel
- 18
- Bewegungsrichtung
- 19
- Gummielastisches Kontaktelement
- 20
- Obere Druckplatte
- 21
- Untere Druckplatte
- 22
- Schraubmittel
- 23
- Befestigungsauge
- 24
- Gummi-Metall-Buchse
- 25
- Zweites Befestigungsauge
- 26
- Erstes Federblattende
- 27
- Zweites Federblattende
- 28
- Erster Federblattabschnitt
- 29
- Drittes Federblattende
- 30
- Viertes Federblattende
- 31
- Zweiter Federblattabschnitt
- D
- Dicke
- F
- Kraft
- L
- Längserstreckungsrichtung
- X
- x-Koordinate
- Z
- z-Koordinate
