DE1241284B - Blattfederpaket fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B62d

Deutsche KL: 63 c-40

Nummer: 1 241 284

Aktenzeichen: N1726411/63 c

Anmeldetag: 18. September 1959

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung betrifft ein Blattfederpaket für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, das eine Anzahl von übereinandergeschichteten Blättern mit verschiedener Dicke aufweist.

Die bisher bekannten Blattfederpakete für Fahrzeuge wurden so hergestellt, daß gleich breite Blätter übereinandergeschichtet wurden, wobei bei der Bemessung die vorgesehene Belastung, der zur Verfügung stehende Platz und die beabsichtigte Rückstellkraft berücksichtigt wurden. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei dünnen Einzelfederblättern die oberste Blattlage stärker auszuführen oder die Blätter verschieden breit zu machen.

Bei all den bekannten Ausführungsformen ist es jedoch nicht gelungen, bei vorgegebener Rückstellkraft durch konstruktive Maßnahmen das Gewicht des Blattfedefpakets wesentlich zu verringern. Leichtere Blattfederpakete bei gleicher Rückstellkraft sind jedoch aus Gründen der Materialersparnis und der Gewichtsersparnis der Fahrzeuge wünschenswert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blattfederpaket so auszubilden, daß es bei vorgegebener Platzbeanspruchung und vorgegebener Rückstellkraft möglichst leicht ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Blatt verstärkt und zugleich der Breite nach verringert wird, wobei die Breite des Federblattes in einem Verhältnis verringert wird, das etwa dem 2- bis 3fachen des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, entspricht.

Dadurch wird eine zweckmäßige Verteilung der Spannungen in dem Blattfederpaket erreicht.

An Hand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele entsprechend der Erfindung darstellen, wird diese näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Aufriß der Vorrichtungen Nr. 5 und 6 nach dieser Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine Ansicht derselben von unten;

F i g. 3 zeigt einen Vertikalschnitt der Vorrichtung Nr. 6 längs der Linie X-X in F i g. 1 und 2;

F i g. 4 zeigt einen Vertikalschnitt derselben Vorrichtung längs der Linie Y- Y in F i g. 1 und 2;

F i g. 5 zeigt einen Vertikalschnitt der Vorrichtung Nr. 6 längs der Linie X-X in Fig. 1 und 2;

F i g. 6 zeigt einen Vertikalschnitt derselben Vorrichtung längs der Linie Y-Y in Fig. 1 und 2;

F i g. 7 zeigt einen Vertikalschnitt einer anderen ähnlichen Vorrichtung wie in F i g. 3 und 5;

F i g. 8 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren ähnlichen Vorrichtung wie in F i g. 3, 5 und 7;

F i g. 9 zeigt einen Grundriß einer anderen weiteren Vorrichtung;

Blattfederpaket für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Nippon Hatsujo Kabushiki Kaisha,

Isogo-machi, Isogo-ku, Yokohama (Japan)

Vertreter:

Dr. F. Zumstein, Dr. E. Assmann

und Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte,

München 2, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:

Yukihiro Takatsu,

Isogo-machi, Isogo-ku, Yokohama (Japan)

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 25. September 1958 (27 305),
vom 14. April 1959 (11993)

F i g. 10 zeigt einen Aufriß derselben;

F i g. 11 zeigt einen Vertikalschnitt derselben längs der Linie Z-Z in F i g. 9 und 10;

Fig. 12 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Blattfederpaket mit ungenuteten Blättern;

Fig. 13 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren Vorrichtung Nr. 9;

F i g. 14 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren Vorrichtung Nr. 11;

Fig. 15 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren Vorrichtung Nr. 12;

Fig. 16 zeigt einen Vertikalschnitt eines Federblattes mit Nut im vergrößerten Maßstab;

Fig. 17 zeigt einen Aufriß einer weiteren Vorrichtung;

Fig. 18 zeigt eine Ansicht derselben von unten;

Fig. 19 zeigt einen Vertikalschnitt derselben längs der Linie X-X in Fig. 17 und 18;

F i g. 20 zeigt einen Vertikalschnitt derselben längs der Linie Y-Y in F i g. 17 und 18;

F i g. 21 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren ähnlichen Vorrichtung wie Fig. 19;

Fig. 22 zeigt einen Vertikalschnitt derselben ähnlich wie in F i g. 20;

F i g. 23 und 24 zeigen Vertikalschnitte von noch weiteren Vorrichtungen ähnlich Fig. 19 und 21;

709 587/339

F i g. 25 zeigt einen Grundriß einer weiteren Vorrichtung;

Fig. 26 zeigt einen Aufriß derselben;

Fig. 27 zeigt einen Vertikalschnitt längs der Linie Z-Z in Fig. 25 und 26, und

Fig. 28 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren Vorrichtung ähnlich wie Fig. 27.

Zunächst werden die Beziehungen zwischen der Rückstellkraft (C) der Feder, der Spannung (<5) und dem Gewicht (W) dargelegt.

Rückstellkraft, Spannung und Gewicht werden durch folgende Formeln berechnet:

Da V = tbL, folgt für die relative Änderung von V, wenn / verändert wird,

AVtIVt =
und wenn b verändert wird,

t/t

(7)

Rückstellkraft... C =

Spannung _i;<S =

Gewicht .:W'=

Ύ'
,Vi.:

(1)

(8)

Daraus folgt aus den Gleichungen (6), (7) und (8) A VbIVb = AbIb = Z A t/t = 3 A V_t/V_t.

Deshalb ist es möglich, ein Federblatt bei einem erforderlichen Wert der Rückstellkraft leichter zu machen, wenn die Breite b in einem Verhältnis verändert wird, welches dem 3fachen Wert einer gleichzeitigen Veränderung der Stärke t des Federblattes entspricht.

Nachfolgend werden entsprechend den obigen Gleichungen berechnete Ausführungsbeispiele aufgeführt.

Hierbei bedeutet -/ ;das Trägheitsmoment, E den Elastizitätsmodul (21000 kg/mm²), M das Biegemomerit, L die" Spannweite der Feder, f die Dicke des Federblattes, ρ das spezifische Gewicht und V das Volumen des Federblattes. Wenn C und L als Be-. dingungen gegeben "sind, kann aus Gleichung (1) Ii errechnet werden.· Ebenfalls als Bedingungen sind die maximale Last /Wz und die maximale Zugspannung und dementsprechend d_max gegeben. Deshalb kann unter Verwendung von Gleichung (2) Mmax bestimmt werden durch M — PL/4. Wenn weiter b bestimmt ist, kann / für jedes Federblatt aus

der Gleichung / = b t³/12 errechnet und η aus ^)l_t = η I

gefunden werden. t und η ergeben sich im allgemeinen als nicht ganzzahlig.

Deshalb werden Blätter gewählt, deren Trägheitsmomente Werte nahe dem obigen Wert von t für bestimmte Standardgrößen aufweisen, und die praktischen Werte der Rückstellkraft und der Zugspannung werden durch die Gleichungen (1) und (2) berechnet. Um hingegen eine gewünschte Rückstellkraft der Feder zu erreichen, ist es natürlich notwendig, Blätter mit verschieden großen Trägheitsmomenten zu kombinieren.

Um verschiedene Werte von / zu erhalten, können die zwei Abmessungen der Federblätter verändert werden. Eine Variable ist die Dicke t des Blattes und die andere die Breite b des Blattes.

Hinsichtlich der Zugspannung ist, da natürlich eine Veränderung von t zu einer Veränderung von δ führt, es nicht wünschenswert, den Wert von / zu verändern, während eine Veränderung von b den Wert der Zugspannung nicht verändert und somit alle Blätter dieselbe Zugspannung besitzen.

Zu den Gewichtsverhältnissen: Da I=bt³/12 ist, sind die relativen Änderungen von /, wenn t verändert wird,

und wenn b verändert wird,

Da A hlU = A IbIh ist, folgt aus (4) und (5)

AbJb = 3 A t/t. (6)

(1) Voraussetzungen:

Spannweite

Rückstellkraft ...
normale Belastung

L = 1300 mm
C = 5 kg/mm
P = 600 kg
maximale Belastung ... P_max = 1100 kg
maximale Zugspannung ö_max = 80 kg/mm²
Blattbreite b = 70 mm

(2) Berechnung:

Aus Gleichung (1):

^h = Iß/32E- C = 1300³/(32 · 21000) · 5 = 16360.

Aus Gleichung (2):

t = 2 ^jh/M = 2 · 16360/(1100 · 1300/4) · 80 = 7,3.

Daraus folgt:
I= b t³ß

I = 70 · 7,3³/12 = 2270,
aus 2//< = nl η = 16360/2270 = 7,2.
Hierfür nachfolgende sechs Ausführungsbeispiele:

Ausführungs beispiel	Blatt Nr.	t	/3	b	'	Σ'
5o 1	Ibis 7	7	343	70	2000	14000
2	Ibis 8	7	343	70	2000	16000
3 {	Iund2 3 bis 7	8 7	512 343	70 70	2990 2000	j 15980
55 4 j	1,2,3 4 bis 7	8 7	512 343	70 70	2990 2000	} 16970
5 {	Iund2 3 bis 7	OO OO	512 512	70 50	2990 2135	1 16660
6 {	Ibis 5 6 und 7	OO OO	512 512	50 70	2135 2990	j 16660

Da die gewünschte ^k gleich 16360 ist, kann die gewünschte Feder erhalten werden, indem ein Wert

für ^jIi ausgewählt wird, der dem obigen Wert am nächsten kommt. Dementsprechend würden die Vorrichtungen Nr. 2, 3, 4, 5 und 6 geeignet sein. Hingegen muß Nr. 2 (in Übereinstimmung mit bekannten

Systemen) ausgeschlossen werden wegen der Übermaße der Blätter. Nr. 4 stimmt mit dem bekannten System (welches weiterhin als »Original« bezeichnet werden soll) überein. Nr. 5 und 6 sind entsprechend dieser Erfindung im Vergleich zu dem Original Nr. 4 leichter ausgebildete Blattfedern. Jedoch besitzt Nr. 6 Blätter 6 und 7, welche 8 mm stark und 70 mm breit sind, besonders weil Nr. 6, wenn es nicht so wäre,

den Wert für ^ It nicht erreichen würde.

Während sowohl Nr. 5 als auch Nr. 6 eine Stärke t = 7 mm und eine Breite b = 70 mm original aufweisen würden, sind sie so abgeändert, daß ihre Stärke t — 8 mm und ihre Breite b = 50 mm aufweist. In diesem Falle ist das Verhältnis der Abnahme der Breite b 29 %> der absolute Wert desselben ist etwa zweimal des Stärkezuwachses von 14%·

Weiter wird die Spannung aus Gleichung (2) berechnet.

Ausführungs beispiel	{	Blatt Nr.	t-b	ψ Spannung kg/mm2
4.	{	1, 2 und 3 4 bis 7	8-70 7-70	84,3 73,7
5	I	Iund2 3 bis 7	8-70 8-50	86,2 86,2
6	Ibis 5 6 und 7	8-50 8-70	86,2 86,2

Unter den oben angegebenen Ausführungsbeispielen besitzen Nr. 5 und 6 gleichmäßig verteilte Spannungen und sind rationeller.

Um diese Ausführungsbeispiele hinsichtlich des Gewichts zu vergleichen, ist ihr Volumen t · b · L nachfolgend tabelliert. .

Blatt	4	Ausführungsbeispiel	5	6	4 und 5	4 bis 6
Nr.	560L1	560L1	400L1	0	160L1
1	560L2	560L2	400L2	0	160L2
2	560L3	400L3	400L3	160L3	160L3
3	490L4	400L4	400L4	90L4	90L4
4	490L5	400L5	400L5	90L6	90L5
5	490L6	400Le	560L6	90L6	-70L6
6	490L,	400L7	560L,	90L7	-70L7
7

weiteres Ausführungsbeispiel nach dieser Erfindung ist in F i g. 8 gezeigt, worin die Blätter Nr. 3 und 4 schmäler als die Nr. 1, 2, 5 und 6 sind.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, wobei eine Hilfsfeder 21 an einer Hauptfeder 20 angebracht ist. In diesem Fall besitzt, obgleich die Federn in bekannter Weise ausgebildet sind, d. h., die Federn weisen Blätter derselben Breite auf, die Hilfsfeder 21 eine von der Hauptfeder 20

ίο entsprechend dieser Erfindung verschiedene Breite auf, d. h., die Hilfsfeder 21 ist schmäler als die Hauptfeder 20. Fig. 12 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbei-' spiel ähnlich dem eben beschriebenen, jedoch in diesem Fall ist die Hauptfeder schmäler als die Hilfsfeder 21. Die Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 zeigen in diesen Ausführungsbeispielen die Federblätter Nr. 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 an. Nahe der Mittellinie Z-Z sind die Blätter Nr. 1 bis 6 alle miteinander mittels einer Klammer 11 und eines Zapfens 13, wie in F i g. 3 gezeigt, miteinander verbunden. Nahe einem Ende sind die Blätter 1, 2 und 3 miteinander mittels einer Klammer 12 verbunden. Die Klammern 11 und 12 können entsprechend dem Querschnitt der Blätter, wie in F i g. 3 und 4 dargestellt, gebogen sein. Andererseits kann zwischen die Klammern 11 und 12 und den schmäleren Blättern ein Gummipolster 15 eingeschoben sein, welches als Puffer funktioniert, wie in Fig. 6 und 8 dargestellt. Bei einer weiteren Ausführungsform können Haltestreifen 16 an den Bolzen 13 angebracht sein, um so das schmälere erste und zweite Blatt 1 und 2 an ihren Kanten, wie in F i g. 5 und 7 dargestellt ist, in seiner Lage zu halten und zu festigen.

Gemäß der Erfindung kann ein Blatt, welches in einer Blattfeder der beschriebenen Art angeordnet ist, eine längliche Nut aufweisen. Es wurde gefunden, daß ein Blatt, welches schmäler ist und eine Nut 30 aufweist, leichter ausgebildet werden kann als ein breiteres Blatt, welches keine Nut 30 besitzt, wenn ein Gewichtsverhältnis berechnet wird, um eine Rückstellkraft zu erhalten in Abhängigkeit davon, daß die Federn untereinander dasselbe Trägheitsmoment I besitzen. Die nachfolgende Tabelle zeigt einige Beispiele dieser Tatsache. In diesen Fällen ist ein gleiches geometrisches Trägheitsmoment Bedingung.

Wie aus obiger Tabelle zu ersehen, sind Nr. 5 und 6 wesentlich leichter als Nr. 4.

L₁ ist 1300 mm, L₂ ist 1300 mm, L₃ ist 1100 mm, L₄ ist 900 mm, L₅ ist 700 mm, L₆ ist 500 mm und L₇ ist 300 mm. Das Gewicht der Blattfeder nach Ausführungsbeispiel 4 wird 100 % gesetzt, die Gewichtsabnahme der Blattfedern nach Ausführungsbeispiel 5 und 6 ist folgende:

Gewichtsprozent

Nr. 4
Nr. 5
Nr. 6

100

70,5

Flachstahl
_so fb Länge |Wkg/lfm

7-70
8-70
9-70

2000
2990
4250

3,75
4,28
4,81

Blätter, verschieden weit

und genutet
t-b I W%

8-60

9-60

10-60

etwa 82 etwa 82 etwa 82

Das Ausführungsbeispiel 5 entsprechend dieser Erfindung ist in den F i g. 1 bis 4 und das Ausführungsbeispiel 6 in den F i g. 1, 2, 5 und 6 dargestellt. Ein anderes Ausführungsbeispiel nach dieser Erfindung ist in F i g. 7 gezeigt, worin die Blätter Nr. 1, 2, 5 und 6 schmäler als die Nr. 3 und 4 sind. Noch ein Da ein Federblatt, welches eine längliche Nut 30 besitzt, eine anwachsende Druckspannung auf der Druckseite aufweist, wird vorzugsweise im Hinblick auf den Rückprall der Feder die Aussparung einer länglichen Nut 30 in dem ersten Federblatt 1 oder in dem ersten und zweiten Federblatt 1 und 2 vermieden. Wie aus den Ausführungsbeispielen in F i g. 14 und 19 zu ersehen ist, kann die verschiedene Breite der genuteten Federblätter vorteilhafterweise von dritten Federblatt an angewendet werden.

Anschließend sollen die Ausführungsbeispiele von Federblättern, die eine Nut aufweisen, mathematisch erörtert werden.

Das geometrische Trägheitsmoment ist

/ = 0,816 -bt^z/l2,

und der Abstand zwischen der Zugseite und der neutralen Achse N-N (F ig. 16) beträgt h = 0,455 /. Daher ist die Spannung des Federblattes, welches eine längliche Nut aufweist,

δ = Μ/Σ h · 0,455 t.

Wenn ein gewünschter Wert für die Rückstellkraft der Feder unveränderlich ist, ist, sofern ein Flachstahl in ein Federbett mit einer Nut umgeformt wird, die Diskussion abhängig von dem konstanten Wert des Trägheitsmoments /. Die unveränderliche Stärke und Breite werden mit t₀ bzw. b₀ bezeichnet.

Für b = b₀

0,816 (t/t₀)³ = 1,
daraus

t/t₀ = 1,07.

Daher ist die Fläche A b₀ · 1,071₀ - bJ3 · 1,07/2 · t₀ = (5,35/6 Vo = 0,891 Vo-

Dementsprechend ist das Gewicht vermindert.
Die Spannung eines Federblattes mit rechtwinkligem Querschnitt ist

Hierbei ist /das Trägheitsmoment, E der Elastizitätsmodul 21 000 kg/mm², M das Biegemoment, L die Spannweite der Feder, t die Stärke des Federblatts, ρ das spezifische Gewicht und V das Volumen des Federblatts. Unter diesen Werten sind C und L als

Bedingung vorgesehen. ^ /« wird aus Gleichung (9)

im Falle (1) der vorangegangenen Beispiele erhalten. Die maximale Last P_max und der entsprechende Zug

ίο der maximalen Last ö_max sind ebenfalls als Bedingung gegeben. Daher kann M_max aus den vorangegangenen Ausführungsbeispielen entnommen werden. Der Wert von / wird durch die Gleichungen (10) oder (10') bestimmt. Wenn nun noch b bestimmt ist, kann I_G für jedes Federblatt aus der Gleichung

I_G = 0,816 · 6i³/12

bestimmt werden, wohingegen Ir für einen rechtwinkligen Querschnitt des Federblatts aus der Gleiao chung

Jr =

³°

wobei 2 h ^un& M konstant sind.
Daher ist
<3/<5₀ = 0,455 t(t_o/2) = 2-0,455 -1,07 = 0,973.

Da es nicht notwendig ist, die Spannung zu vermindern, kann für 0,455 t = t_o/2 gesetzt werden, und t wird vergrößert, während b abnimmt, indem I konstant gehalten wird.

Mit 0,455 t = t_o/2 folgt t = 1,1 t₀ und

Σ/ = 0,816 · [b · (1,1 /₀)³]/12 = 1,085 · bt_o ^a/12.

Wenn b verkleinert wird, so daß I — I₀, dann ist 1,085 b = b₀ und danach b = 0,921 b₀.
Daher ist die Fläche A

0,921 b₀ · 1,11₀ -;o,921/3 · b₀ · 1,1/2 · t₀ = 0,844 V₀.

Deshalb kann das Gewicht auf 89,1 % verringert werden, wenn die Breite nicht verändert wird, während es noch weiter verringert werden kann auf 84,4 %, wenn die Breite verändert wird.

Nachfolgend sollen die Beziehungen zwischen Rückstellkraft C, Spannung δ, Gewicht W usw. einer Blattfeder, die aus Federblättern zusammengesetzt ist, von denen jedes eine Nut aufweist, mathematisch dargestellt und an Hand der in den Zeichnungen aufgeführten Figuren beschrieben werden. Hierbei ist die Rückstellkraft

C=3^Ii-E/L³ (9)

die Spannung eines Federblatts mit rechteckigem Querschnitt

Ö_R = M/^ Ii-t_R/2 (10)

Spannung eines Federblatts mit genutetem Querschnitt

ö_G = M/^,Ii-t_G/2,2 (10')

Gewicht

W = Q-Vi (11)

wie vorher beschrieben, errechnet werden kann. Hierauf kann der Wert für η aus der Gleichung

bestimmt werden, t und η sind im allgemeinen nicht ganzzahlig. Für kombinierte Federblätter, die verschiedene Werte für das Trägheitsmoment I besitzen, gibt es drei Möglichkeiten: In einem Fall sind nur Federblätter mit rechtwinkligem Querschnitt kombiniert, in dem zweiten Fall sind Federblätter mit rechteckigem Querschnitt und genutetem Querschnitt kombiniert, und im dritten Fall sind nur Federblätter mit genutetem Querschnitt miteinander kombiniert. Der erste Fall wurde bereits weiter oben diskutiert. Die weiteren zwei Fälle sollen nachfolgend erörtert werden.

Der Zweck, Federblätter mit genutetem Querschnitt zu verwenden, ist, diese leichter zu machen. Es ist bekannt, daß das Gewicht eines Federblattes mit genutetem Querschnitt etwa 89% eines Federblattes mit rechteckigem Querschnitt beträgt, wenn die Werte / und b gleichbleiben. Praktisch ist es schwierig, das Gewicht des Federblattes unter 89% zu verringern, weil der Wert von / nicht ganzzahlig berechnet wird. Wenn der Wert von b veränderlich ist, ist es möglich, ein Maß zu wählen, das nicht auf einen bestimmten Wert von / beschränkt ist, und es ist damit möglich, das Gewicht des Federblattes zu verringern.

Das Volumen eines Federblattes mit genutetem Querschnitt Vg ist wie folgt:

Va = (bt- bjn ■ i/2) L = (I- 1/2 n) btL. (12)

Daher Iq = 0,816 · bt^z/12, die relative Änderung von 7 bei Änderung von / ist

Δίβψβί = 3 Δ t/t
und bei Änderung von b

(13)

(14)

mit Δ Ig t/I_G t = AI_G b/I_G b folgt aus (13) und (14) notwendig

Δ b/b = 3 A t/t.

(15)

ίο

ίο

Aus Gleichung (9) folgt die Änderung von V_G bei Änderung von t

AVatlV_ot = At/t (16)

und bei Änderung von b

AV_Gb/V_Gb = Ab/b. (17)

Daher folgt aus den Gleichungen (15), 16) und (17) A Vg b/V_G b = A b/b = 3 At/t = 3 A V_G t/V_e t.

Entsprechend diesen Ausführungen ist es möglich, ein Federblatt leichter auszuführen bei einem geforderten Wert der Rückstellkraft, wenn die Breite b in einem Verhältnis verändert wird, welches dem Dreifachen der gleichzeitigen Veränderung der Stärke t

(2) Berechnungen:
Aus Gleichung (9)

ΣI₁ = L³/32 E-C = 1300³/(32 · 21000) · 5,5 = 18000 Aus Gleichung (10):

t_R = I^UÖrIM = 2 · 18000/(1100 · 1300/4) · 80 = 8,05. Aus Gleichung (10'):

t_G = 2,2 ^IiöalM = 2,2 · 18000/(1100 · 1300/4) · 80 = 8,8. Daraus

I_R = b t³ll2 = 70 · 8,05³/12 = 3045 und

Ig = 0,816 · b t³/12 = 0,816 · 70 · 8,8³/12 = 3240. Mit

entspricht, ähnlich wie es vorher im Zusammenhang mit den angeführten Ausführungsbeispielen aufgeführt wurde.

Anschließend werden Ausführungsbeispiele entsprechend den obigen Gleichungen berechnet.

(1) Voraussetzungen:	L =	1300 mm
Spannweite
Rückstellkraft der	C =	5,5 kg/mm
Feder	η	600 kg ;
normale Belastung ...	Pmax —	1100 kg
maximale Belastung ..	Omax —	80 kg/mm2
maximale Spannung ..	b =	70 mm
Breite des Federblatts

ist

n_R = 18000/3045 = 5,9,

n_G = 18000/3240 = 5,55.

Daraus	ergibt sich für	r	Blatt Nr.	sechs Ausführungsbeispiele	t	folgendes:	f8	b	3500	}	Σ'
Ausführungs beispiel	\	Ibis 6	Querschnittsart	9		729	70	3500	1	21000
7	j	Ibis 3	genutet	9		" 729 """'	70	3500	J	17890
8	\	4 bis 6	genutet	8		512	70	3500	}	JL / OJ*\J
	(	Ibis 3	genutet	9		729	70	2510	\	IQf)-JfV
	\	4 bis 6	genutet	9		729	50	2990 .	J	XoUjU ·
		Iund2	genutet	8		512	70	. 2440	\	18180
10	ι	3 bis 7	rechtwinklig	8		512	70	2990	J	JLO JLOV/
	J	1	genutet	8		512	70	2970		17840
11	\	2 bis 6	rechtwinklig	9		729	60	3640
JL JL	Ibis 3	genutet	9		729	60	2440	18240
1?	4 bis 6	rechtwinklig	8		512	70		JL O J^T\J ,
JL-c.	genutet

Von diesen Ausführungsbeispielen sind 7, 8 und 10 in Übereinstimmung mit bekannten Federblättern, während 9, 11 und 12 in Übereinstimmung mit dieser Erfindung sind, wobei 9 durch die F i g. 13, 11 durch die Fig. 14 und 12 durch die Fig. 15 dargestellt wird.

Hinsichtlich des erforderlichen Trägheitsmoments

^/i = 18000 wird festgestellt, daß die Ausführungsbeispiele 8, 9, 10, 11 und 12 geeignet sein wurden. Hingegen ist 10 auszuschließen, da dieses Ausführungsbeispiel aus sieben Blättern zusammengesetzt ist. Unter den übrigen vier Ausführungsbeispielen 8, 9, 11 und 12 wird 8 in Übereinstimmung mit bisher bekannten Ausführungsformen als »Original« bezeichnet, während die anderen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß sind. Ein Vergleich der letzten drei Ausführungsbei-

709 587/339

spiele mit dem »Original«-Ausführungsbeispiel wird nachfolgend gegeben:

Ausführungs	ί	Blatt	3	9-70	t · A	Spannung
beispiel	1	Nr.	6	8-70	* U	kg/mm2
Q	ί	Ibis	3	9-70	genutet	82 .
O	1	4 bis	6	9-50	genutet	73
	ί	Ibis		9-70	genutet	81
y	1	4 bis	6	9-60	genutet	81
11	ί	1	3	9-60	rechtwinklig	80
Ii	1	2 bis	6	8-70	genutet	82
1 O	Ibis		rechtwinklig	88
■12	4 bis		genutet	71

Angesichts der gleichförmigen Spannung ist zu beachten, daß die Ausführungsbeispiele 9 und 11 die besten sind.

Die oben aufgeführten Ausführungsbeispiele werden hinsichtlich ihres Gewichts miteinander verglichen.

	8	Ausführungsbeispiel	11	12
Blatt Nr.	kg/m	9	kg/m	kg/m
	4 -10 -L1	kg/m	4 · 28 · L1	4-11-L1
1	4-10-I2	4·10 · L1	3-51-L2	4-11-L2
2	4 · 10 · L3	4 · 10 · L2	3-51-L3	4-11-L3
3	3 · 64 · L4	4 · 10 · L3	3 · 51 · L4	3- 64-L4
4	3-64-L6	2 · 92 · L4	3-51-L5	3-64-L5
5	3· 64-L6	2· 92-L5	3-51-L8	3-64-L6
6	2-92-L6

L₁ = 1300 mm, L₂ = 1300 mm, L₃ = 1050 mm, L₄ = 800 mm, L₁ = 550 mm und L₆ = 300 mm, und das Gewicht des »Original«-Federblatts Nr. 8 ist 100%· Auf dieses bezogen, sind die Gewichte der Federblätter nach den anderen Ausführungsbeispielen folgende:

Fig. 15 zeigt das Ausführungsbeispiel 12, welches aus drei Blättern Nr. 1, 2 und 3, die schmal, jedoch nicht genutet sind, und drei breiten, genuteten Blättern Nr. 5, 6 und 7 besteht. Die Anordnung einer Nut in jedem dieser Blätter ist vergrößert in Fig. 16 dargestellt.

In den Fig. 17 bis 28 sind weitere Ausführungsformen gezeigt. Fig. 17 bis 20 zeigen eine Blattfeder, deren Blätter Nr. 3 bis 6 schmal und genutet sind.

ίο Fig. 19 und 20 sind Vertikalschnitte längs den Linien X-X und Y-Y in Fig. 17 und 18. Fig. 21 und 22 sind Vertikalschnitte einer weiteren Ausführungsform, im wesentlichen ebenfalls längs den Linien X-X und Y-Y in Fig. 17 und 18, die einen Aufriß und einen Grundriß der letzteren Ausführungsform darstellen. F i g. 23 und 24 zeigen weitere Ausführungsformen in Vertikalschnitten entsprechend Fig. 19 und 21. In der in F i g. 23 dargestellten Ausführungsform sind alle Blätter genutet sowie die

ao Blätter Nr. 1, 2, 5 und 6 schmal. Bei dem in F i g. 24 gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Blätter mit Ausnahme Nr. 6 genutet, und die Blätter Nr. 3, und 5 sind schmal.

Die F i g. 25 bis 28 zeigen Ausführungsbeispiele, in welchen eine Hilfsfeder 21 zusätzlich zu einer Hauptfeder 20 vorgesehen ist. Fig. 27 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die Federblätter der Hilfsfeder 21 schmal sind und alle Federblätter der Hilfsfeder sowie auch der Hauptfeder genutet sind.

Fig. 28 zeigt eine Vorrichtung, in welcher die Federblätter der Hauptfeder schmal und genutet sind. Die F i g. 25 und 26 stellen einen Grundriß sowie einen Aufriß der zwei letztgenannten Ausführungsformen dar.

Ausführungs	Gewicht	Gewicht
beispiel	kg	%
8	21,0	100
9	19,8	94
11	18,0	86
12	21,0	100

35

40

45

Die obige Tabelle zeigt, daß durch die Anwendung der Erfindung eine bemerkenswerte Verringerung des Gewichts erreicht werden kann. Weiter ist zu bemerken, daß das Ausführungsbeispiel 12 nicht leichter als die bekannte Ausführungsform ist, da dieses Ausführungsbeispiel mit Blättern, die einen schweren, rechteckigen Querschnitt aufweisen, versehen ist, während bei einer Kombination von Blättern mit rechteckigem Querschnitt und genutetem Querschnitt in geeigneter Weise, wie bei Ausführungsbeispiel 11, eine beträchtliche Verringerung des Gewichts, wie die Tabelle zeigt, zu erreichen ist.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 13 das Ausführungsbeispiel 9, welches aus den breiten Blättern Nr. 1, 2, 3 und aus den schmalen Blättern Nr. 4, 5 und 6, die alle zur Verringerung ihres Gewichtes genutet sind, besteht. Fig. 14 zeigt das Ausführungsbeispiel 11, welches aus einem breiten Blatt Nr. 1 und aus schmalen Blättern Nr. 2 bis 6 besteht, wobei die letzteren fünf Blätter zur Verringerung des Gewichts genutet sind.

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Blattfederpaket für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, das eine Anzahl von übereinandergeschichteten Blättern mit verschiedener Dicke aufweist, dadurchgekennzeichnet, daß wenigstens ein Blatt verstärkt und zugleich der Breite nach verringert wird, wobei die Breite des Federblattes in einem Verhältnis verringert wird, das etwa dem 2- bis 3fachen des absoluten Werts des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, entspricht.

2. Blattfederpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur festen Halterung zwischen den schmaleren Blattfedern und der Klammer (12) in an sich bekannter Weise ein Gummipolster (15) eingesetzt ist (F i g. 6, 22, 24).

3. Blattfederpaket nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer den zwei obersten Blättern (1, 2) des Stapels alle übrigen Federblätter verstärkt und gleichzeitig in ihrer Breite verringert werden, wobei die Breite jedes dieser Federblätter in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt (F i g. 3, 4).

4. Blattfederpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Federblätter außer den drei untersten (4, 5, 6) des Stapels verstärkt und gleichzeitig ihre Breite verringert wird, wobei die Breite jedes dieser Federblätter (1, 2, 3) in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt (F i g. 15).

I ZÖ4

;hes

5. Blattfederpaket nach einem der Ansprüche 1

och bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei

ern obersten (1,2) und die zwei untersten (5,6)

: in Federblätter des Stapels jeweils verstärkt werden

larr und gleichzeitig ihre Breite verringert wird, wobei

die Breite jedes dieser Federblätter in einem gs- Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis

1er, 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um

id. das das Federblatt verstärkt wird, beträgt (F i g. 23).

len

6. Blattfederpaket nach einem der Ansprüche 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vier unter-

ih- sten Federblätter des Stapels mit Ausnahme des

en untersten Federblattes verstärkt werden und gleichen zeitig ihre Breite verringert wird, wobei die Breite

;s- jedes dieser Federblätter in einem Verhältnis ver-

is- ringert wird, das das 2- bis 3fache des absoluten

id Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt

;n verstärkt wird, beträgt.

ie

7. Blattfederpaket nach einem der Ansprüche 1

!4 bis 3, das aus einer Hauptfeder und einer Hilfsfeder, ao

it die darüber angeordnet ist, besteht, wobei beide

3, einen Stapel von mehreren Federblättern übereinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß :, wenigstens eines der Federblätter der Hauptfeder

r (20) oder der Hilfsfeder (21) verstärkt und gleich-

zeitig seine Breite verringert wird, wobei die Breite

r des Federblattes in einem Verhältnis verringert

r wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten

Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt (F i g. 9, 10, 11, 12). :

8. Blattfederpaket nach Anspruch 7, dadurch

gekennzeichnet, daß die Federblätter der Hauptfeder verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert werden, wobei die Breite jedes dieser Federblätter in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt (F i g. 12).

9. Blattfederpaket nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federblätter der Hilfsfeder verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert werden, wobei die Breite jedes dieser Federblätter in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt (F i g. 11).

10. Blattfederpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Federblätter verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert wird, wobei die Breite des Federblattes in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt, und wenigstens eines der Federblätter in an sich bekannter Weise an seiner Unterseite eine längliche Nut aufweist (F i g. 13).

11. Blattfederpaket nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Federblätter verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert wird, wobei die Breite des Federblattes in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt, und wenigstens eines der Federblätter außer dem obersten längs seiner Unterseite eine Nut aufweist (Fig. 14).

12. Blattfederpaket nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Federblätter verstärkt und gleichzeitig der Breite nach in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das die Blattfeder verstärkt wird, beträgt, und jedes dieser Federblätter längs seiner Unterseite mit einer Nut versehen ist (Fi g. 27).

13. Blattfeder paket nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle Federblätter außer den zwei obersten verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert werden und mit einer länglichen Nut versehen sind, wobei die Breite der Federblätter in einem Verhältnis verringert wird, das etwa das 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das jedes Federblatt verstärkt wird, beträgt (Fig. 19).

14. Blattfederpaket nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei obersten Federblätter des Stapels verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert werden, wobei die Breite jedes dieser Federblätter in einem Verhältnis verringert wird, das das etwa 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt, und jedes der drei Federblätter mit einer länglichen Nut versehen ist (F i g. 22).

15. Blattfederpaket nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei obersten und die zwei untersten der Federblätter des Stapels verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert werden, wobei die Breite jedes dieser Federblätter in einem Verhältnis verringert wird, das etwa das 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt, und jedes der genannten Federblätter eine längliche Nut aufweist (F i g. 23).

16. Blattfederpaket nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vier untersten Federblätter, mit Ausnahme des alleruntersten Federblattes, verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert werden, wobei die Breite jedes dieser Federblätter in einem Verhältnis verringert wird, das etwa das 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt, und jedes der genannten Federblätter, mit Ausnahme des untersten, mit einer länglichen Nut versehen ist.

17. Blattfederpaket nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Federblatt der Hilfsfeder verstärkt und gleichzeitig der Breite nach verringert wird, wobei die Breite des Federblattes in einem Verhältnis verringert wird, das etwa das 2- bis 3fache des absoluten Wertes des Verhältnisses, um das das Federblatt verstärkt wird, beträgt, und jedes der genannten Federblätter mit einer länglichen Nut versehen ist (Fig. 27).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 496 607, 515 817, 318, 945 610;

österreichische Patentschrift Nr. 135 504;

USA.-Patentschrift Nr. 2 695 780;

Groß und Lehr, »Die Feder«, VDI-Verlag, Berlin 1938, S. 59.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen