DE1254481B - Einzelblattfeder fuer Federaufhaengungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B62d

B 60 g
Deutsche KI.: 63 c-40

Nummer: 1254 481

Aktenzeichen: R 3012811/63 c

Anmeldetag;, 19. April 1961

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelblattfeder für Federaufhängungen von Kraftfahrzeugen konstanter Breite und mit von den Enden zur Einspannstelle hin zunehmender Stärke.

Es ist bekannt, bei Federaufhängungen von Kraftfahrzeugen statt des üblichen, aus mehreren Federblättern zusammengesetzten Federpaketes eine Einzelblattfeder zu verwenden, und zwar wegen der Verkleinerung des Gewichts und der Kosten, der leichteren Herstellung des einfacheren Zusammenbaus, in der Hauptsache aber, um technische Schwierigkeiten und Probleme zu überwinden, die bei den gewöhnlichen Federaufhängungen auftreten.

Übliche Federpakete haben verschiedene Nachteile, von denen bekanntlich die Reibung zwischen den einzelnen Blättern als größter bezeichnet werden kann.

Die ideale Lösung des Problems bestünde darin, eine Einzelblattfeder zu verwenden, welche die gleiche oder eine noch bessere Abfederung ermöglicht und die gleiche oder eine noch bessere Haltbarkeit besitzt als eine Mehrfachblattfeder. Für die praktische Verwirklichung dieses Gedankens mußten bestimmte Überlegungen angestellt werden, und es waren neue Probleme zu lösen, die bei Mehrfachblattfedern nicht bekannt sind.
: Es wurde bereits eine Einzelblattfeder mit sich änderndem Querschnitt entwickelt, der eine konstante Dicke bei veränderlicher Breite, eine konstante Breite bei veränderlicher Dicke oder eine veränderliche Breite und eine veränderliche Dicke haben kann.

Es hat sich gezeigt, daß von allen bisherigen Entwicklungen eine Einzelblattfeder mit im wesentlichen konstanter Breite oder veränderlicher Dicke die besten Ergebnisse liefert.

Bei verjüngten Einzelblattfedern ändert sich die Verjüngung gewöhnlich von einem Abschnitt maximaler Dicke zwischen den Enden des Federblattes bis zu einem Abschnitt minimaler Dicke an dessen Enden. Die Enden der Blattfeder können dort, wo Befestigungsaugen od. dgl. für den Angriff einer Last vorgesehen sind, eine konstante Dicke haben. Der Abschnitt maximaler Dicke der verjüngten Einzelblattfeder liegt gewöhnlich im Bereich des Einspannabschnittes der Einzelblattfeder.

Es wurde nun gefunden, daß die meisten Brüche und Fehler bei verjüngten Einzelblattfedern an diesem Einspannabschnitt auftreten, was seine Ursache offensichtlich in dem reibungsbedingten Verschleiß und der beanspruchungsbedingten Korrosion in diesem Abschnitt hat. Der Erfindung liegt die Aufgabe

Einzelblattfeder für Federaufhängungen
von Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Rockwell-Standard Corporation,

Coraopolis, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. G. Hauser,

Patentanwälte, München 60, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Robert R. Greene,
Frederick T. Rowland, Coraopolis, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 20. April 1960 (23 472) - -

zugrunde, eine wesentliche Verringerung der Beanspruchung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß ist eine in Breitenrichtung der Feder gelegene Seite durchgehend eben, und die gegenüberliegende Seite weist zwei gekrümmte Abschnitte mit zur Einspannstelle hin zunehmendem Abstand von der ebenen Seite auf, und zwischen diesen gekrümmten Abschnitten ist ein Einspannabschnitt mit im wesentlichen konstantem Abstand von der ebenen Seite vorgesehen, dessen Seite einen Abstand von der ebenen Seite aufweist, der bis zu <7ο größer ist als der größte Abstand einer der gekrümmten Abschnittsseiten von der ebenen Seite. In vorteilhafter Weise kann der Einspannabschnitt eine gleichmäßige Dicke aufweisen.

Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Achsaufhängung mit einer Einzelblattfeder mit beiderseits nach den Enden zu sich verjüngenden Blattfedemteilen,

F i g. 2 eine vergrößerte Seitenteilansicht der erfindungsgemäßen Blattfeder,

F i g. 3 ein Diagramm, welches die Abmessungsverhältnisse dreier verschiedener Blattfedern und die Beanspruchung dieser Federn darstellt und

709 688/238

F i g. 4 ein ähnliches Diagramm, welches die Abmessungsverhältnisse einer anderen Blattfeder zeigt.

Eine Einzelblattfeder 10 ist in F i g. 1 dargestellt. Diese Blattfeder 10 ist an der Lasche 14 und bei 12 in Längsrichtung verschiebbar an einem Fahrzeugrahmenteil 16 angebracht; In der Mitte zwischen¹ den Enden ist die Einzelblattfeder 10 mittels/einer U-förmigen Klemme 18 an dem querverlaufenden Achsengehäuse 20 angeklemmt. Die Einzelblättfeder 10 besteht aus einem verjüngten Abschnitt 22 und einem verjüngten Abschnitt 24. Die Einzelblattfeder 10 besteht aus einem einzigen Stück Stahl hoher Qualität. Die Enden der Einzelblattfeder 10 weisen in diesem Fall Befestigungsaugen 26 und 28 auf. Bei anderen Anwendungen können die Augen 26 und/oder 28 weggelassen werden, und zwar beispielsweise dort, wo die Blattfederend'en lediglich am Rahmen oder an Achsteilen anliegen. Der dickste Abschnitt 30 der Einzelblattfeder 10 fällt beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Einspannstelle zusammen.

In Fig. 2 ist der Einspannabschnitt30 der Einzelblattfeder 10 als Teil mit vergrößerter Dicke dargestellt. Die vergrößerte Dicke wurde am Einspannabschnitt vorgesehen, an welchem die Seite 32 mehr oder weniger abrupt von den parabolisch verlaufenden Seiten 21 bzw. 23 der verjüngten Abschnitte 22 und 24 abweicht, damit die Spannungen in diesem Abschnitt verringert werden, wie dies aus dem Diagramm der Fi-g, θ ersichtlich ist. "

Das Diagramm der E i g. 3 zeigt die Verringerung der Spannung an Hand von drei Beispielen, die mit 1, 2 und 3 bezeichnet sind. Die tatsächlichen Abmessungsverhältnisse der Einzelblättf edern, d. h. die Beziehungen zwischen deren Langen und Dicken sind zur Erleichterung der Darstellung' übertrieben^ Allerdings sind die tatsächlichen Werte der Abmessungen unten am Diagramm und links vom Diagramm angegeben, und zwar die Länge in Zentimeter unten, ausgehend, von einer. p-»Linie« gegen die durch die Augerimittellinien angedeuteten Enden, und links die Dicke in Zentimeter. Die Spannung in kg/cm² ist an der rechten Seite des Diagramms angegeben.

Die Kurven »a«-»a« entsprechen dem Beispiel 1, die Kurven »ö«-x>ök< dem Beispiel. 2 und die Kurven »c«-»c« dem Beispiel 3. Die Linien »rf«-»rf« deuten die sich verjüngenden .Teile, der Einzelblattfeder an, welche den Teilen-.22,und 24 entsprechen, und die Linien »e«-»e« geben die den Augen 26 und 28 entsprechenden Teile wieder.'Die unteren Kurven »/«-»/« geben den imaginären wahren parabolischen Umriß der Blattfeder. an, welcher, wie zu sehen, durch die verjüngten,- bei »d«-»d« angedeuteten Teile sehr eng angenähert, wird. Der verdickte Mittelteil 30 der Fig. 2 ist bei »g« angedeutet.

Das Diagramm der Fig. 3 zeigt, daß in allen drei Beispielen Beanspruchung oder Spannung unter einer gegebenen Last, von einem Wert 0 am Punkt des Lastangriffs an beiden Enden rasch auf einen Wert von etwa 8400 kg/cm² wächst. Über die Länge der verjüngten Teile hinweg .bleibt die Spannung, wie die Kurven zeigen, im wesentlichen konstant, und sie nimmt schließlich am iinspannbereich »g« oder 30 ab. ·.· . · ·

Eine gewöhnliche verjüngte Blattfeder (Beispiel 1 und Kurven »α«-»α«) hatte eine Dicke von etwa 1,3 cm am Einspannabschnitt »g«, was in diesem speziellen Beispiel zu einer Nennbeanspruchung von 7700 bzw. etwa ·, 8400 kg/cm² beiderseits des Einspannbereiehes »g« führte. Durch Vergrößerung der Dicke der Einzelblattfeder am Einspannbereich »£« auf etwa 1,4 cm (Beispiel 2 und Kurven »b«-»b«), was einem Wert entspricht, der um etwa 0,1 cm höher liegt als für den' theoretischen parabolischen Umriß erforderlich,:, wurde die Beanspruchung auf etwa 6400 bzw. 6500 kg/cm² verringert. Durch eine weitere Vergrößerung der Dicke am Einspannbereich »g« auf etwa 1,6 cm, was einem Wert entspricht, der ίο um 22% höher liegt, als der für den theoretischen parabolischen Umriß erforderliche, wurde die Beanspruchung weiterhin auf etwa 5000 kg/cm² verkleinert. Eine weitere Vergrößerung der Dicke am Einspannbereich »£« oder 30, welche bis zu 200 Vo der maximalen Dicke des geplanten normalen theoretischen oder gewalzten parabolischen Umrisses der Einzelblattfeder betragen kann, vermindert die Spannung in gleicher Weise weiterhin merklich. '"' ' Aus:dem Beanspruchungsdiagramm der Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Federhärteverhältnis zwischen ; dem vorderen und dem'hinteren Teil der Einzelblattfeder¹ derart ist, daß ein im' wesentlichen gleiches Spannungsniveau hergestellt wird. In manchen Fällen kann es aber erforderlich sein, eine Einzelblattfeder zu schaffen,·; :die ein Federhärteverhältnis zwischen .. dem vorderen Teil und dem hinteren Teil der FedeY aufweist, das die Notwendigkeit eines vergrößerteri Querschnittes im Einspannbereich entweder für den vorderen odefv-für den hinteren Teil nicht erforderlieh machen'würde. Die Federhärte: des einen Teiles :■: ist mit anderen-Worten gegenüber der des anderen Teiles derart, daß die Spannung des einen Federteiles etwas halb so groß als die des anderen Federteiles ist,:.so daß im Einspannbereich an diesem Punkt an sich kein vergrößerter Querschnitt vorgesehen wer- ·.·: den müßte. Dies wird durch· ein Beispiel im Dia^ gramm- der. F i g. 4 dargestellt,.· bei -welchem lediglich der hinteresTeil der Einzelblattfeder, deren verjüngte Teile durch die Linien m-m' angedeutet sind, abrupt von der theoretischen,'.parabolischen Kurve »/« ab- -_r. weicht, um einen verdickten Sitzbereich »g« zu bilden. ■;>: · .v ■·.'·. '' '■ ■'■ ' ^:-^;

Dies bedeutet, daß der Teil der Blattfeder, der ^;im Vergleich zum anderen Teil eine; verhältnismäßig niedrige Spannungsverteilung¹ aufweist, im wes'ent-.·,. liehen entsprechend der-. theoretischen parabolischen Kurve »/« bis zum Ernspannbereich »g« im Gegensatz zum anderen Teil der Blattfeder ohne abruptes Abweichen von dieser Umrißform ausgewalzt werden kann. .·■.-.·.■■■

Aus dem Diagramm der Fi g. 4 ist ersichtlich, daß die Spannungskurve h für die vordere Hälfte im Vergleich zu der Spannungskurve ti der hinteren Hälfte verhältnismäßig niedrig liegt. Die Kurven f-^-f (Fig. 4) stellen den wahren parabolischen Umriß dar, der demjenigen der Kurven /-/ in Fig. 3 ähnlich ist: ■·.■■·■·■·' ' '·'■''

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   : ·■ ·.. i 1. Einzelblattfeder für Federaufhängüngen von Kraftfahrzeugen mit konstanter Breite und mit von den Enden zur Einspannstelle hin zunehmender Stärke, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Breitenrichtung der Feder gelegene· Seite durchgehend eben ist, daß die gegenüberliegende Seite zwei gekrümmte Abschnitte (22, 23) mit: zur Einspannstelle hin zunehmendem·

   Abstand von der ebenen Seite aufweist, daß zwischen diesen gekrümmten Abschnitten ein Einspannabschnitt (30) mit im wesentlichen konstantem Abstand von der ebenen Seite vorgesehen ist, dessen Seite (32) einen Abstand von der ebenen Seite aufweist, der bis zu 100% größer ist als der größte Abstand einer der gekrümmten Abschnittsseken von der ebenen Seite.
2. 2. Einzelblattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (30) eine gleichmäßige Dicke aufweist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 16 738, 932 534, 733;
   USA.-Patentschrift Nr. 1250 332.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen