DE2327301A1 - Blattfeder - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dip!.-?nn. Ε-E^der ■ Anwaltsakte: 8360.

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Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf Blattfedern, insbesondere zur Federaufhängung von^Fahrzeugen.

Speziell in der Fahrzeugherstellung stellt die Verringerung des Federgewichtes ein wesentliches Problem dar.

Die mit der Wärmebehandlung verbundenen Erfordernisse haben ■ bereits dazu geführt, für die Herstellung der Federblätter Material dünnerer Stärken zu verwenden,, wobei andrerseits die Stabilität der Fahrzeuge eine möglichst schmale Ausbildung der Federn zumindest im Bereich-ihrer Einspannung,z.B. auf einer Achse,verlangt. Angesichts dieser Forderungen hat man Blattfedern hergestellt,, deren Blätter eine sich auf ihrer Länge ändernde Dicke und Breite aufweisen, wobei sie im Mitte_sbschnitt im Einspannbereich bei möglichst geringer Breite sehr dick ausgebi__fet sind, aber an ihren Enden geringe Dicke aufweisen. Die mit der Wärmebehandlung verbundenen ~

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ORiGlNAL JNSPECTEO

Schwierigkeiten lassen sich damit zwar verringern, a"ber nicht völlig "beheben, da das Federblatt immer noch wenigstens einen dicken Abschnitt auf weist. -

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile durch Schaffung^einer Feder, die einerseits den Anforderungen an die Stabilität eines Fahrzeuges gerecht wird, andrerseits aber nur geringes Gewicht besitzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Feder mit wenigstens einem hohlen gekrümmten Federblatt vor, dessen Querschnitt bei stets gleichbleibender Fläche eine sich über die gesamte Länge des Federblattes ändernde Form aufweist. Das Gewicht einer derartigen Feder ist gering,und auch ihre Herstellung vereinfacht sich, da die Dicke des für die Feder verwendeten Materials an jedem Punkte gering ist. Nichtsdestoweniger besitzt eine derartige Feder auf ihrer gesamten Länge einen ausreichenden Trägheitsmodul.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert .

In den Zeichnungen zeigt;

Fig. Ί eine Seitenansicht eines Federblattes gemäß einer erfindungsgemäßen Ausfhrungsform;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Federblatt nach Fig. 1;

g,

und 5 jeweils einen Schnitt durch das Federblatt gemäß Linie 3-3, 4~4 und 5-5 in Fig. 1;.

g,7
* und 8 in Seitenansicht jeweils eine andere Ausftihrungsform des am Ende dee Federblattes ausgebildeten Federeauges;

BAO CHIGfNAL

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine weitere

.Ausführungsform eines am Ende eines Federblattes ausgebildeten Auges;

Pig. 10 eine Draufsicht- auf den zur Aufnahme eines Befestigungselemente dienenden Mittelabschnitt':;· des Federplattes;

Fig. 11 einen Aufriß des in Fig. 10 gezeigten

schnittes; und

Fig. 12 eine Seitenansicht einer aus einem.Blätterpaket bestehenden erfindungsgemäßen Feder.

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Fecfcblatt besteht aus einem rohr förmigen bzw. hohlen Element 1, welches im wesentlichen gekrümmt ausgebildet ist und dessen Höhe von seinem Mittelabschnitt 2 ausgehend zu den Enden M- hin abnimmt (Fig. 1). Dieses Federblatt weist im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, dessen Höhe h und Breite 1 sich längs des Federblattes ändern. Die Fläche des Materialquerschnitts bleibt stets gleich, aber die Quer schnittsform bzw. seine Abmessungen ädern sich fortschreitend.

Vie aus Fig. 3_?4- und 5 ersichtlich, sind z.B. die Enden 4-des Federblattes flachgedrückt (Fig. 3), so daß die obere und untere Wand des Hohlelements flach aneinander anliegen, "und von hier ausgehend nimmt die Höhe Ir des- Federblattes fort schreitend zu, und zwar über die in Fig. 4- dargestellte Form, in der die Breite 1 mit der Zunahme der Höhe h kleiner geworden ist, und ergibt dann schließlich im MittelabscMtt des Federblattes bei 2 die in Fig. 5 dargestellte Form. Die Höhe . hat an dieser Stelle ihren maximalen Wert erreicht, während dieBreite an dieser Stelle ihren kleinsten Wert aufweist (Fig. 2). . .

Die Materialmasse, aus der das Federblatt besteht, sowie die Wandungsdicke des Hohlelements- bleiben auf der gesamten Länge

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trot? der Querschnittsänderung stets gleich. Damit bleibt auch die Fläche des Materialquerschnitts konstant. Mr eine Einzelblattfeder, die in ihrem IiLttelabschnitt, z.B. an einer Fahrzeugachse, eingespannt und an iren Enden über ihre Augen befestigt wird, genügt es also, lediglich für die Stelle 2 einen Querschnitt mit einem Trägheitsmodul zu wählen,der gegenüber dem durch die Last ausgeübten Biegemoment ausreichende Festigkeit gewährleistet, so daß dann das auf alle anderen Abschnitte jeweils einwirkende Biegemoment geringer ist und proportional zum Abstand der jeweiligen Quersehnittsstel-Ie zum Ende des Federblattes abnimmt.

Torzugsweise wird das Blatt 1 ohne Schweißung aus einem Pohr mit konstantem Querschnitt hergestellt, dessen. Wandung einheitliche Stärke aufweist. Dieses Rohr wird in einem Gesenk derart verformt, daß es über seine gesamte Länge einen Qu.erschnitt mit sich ändernder Breite und Dicke erhält. Das Federblatt 1 kann aber auch aus einem Rohr hergestellt werden, dessen über seine ganze Länge konstanter.Querschnitt Partien unterschiedlicher Wandstärke aufweist. Die schwächste wird auf der druckbeanspruchten Seite vorgesehen, und das Rohr wird dann wie vorstehend beschrieben verformt. ·

Statt aus einem geschlossenen Rohr kann das hohle Federblatt auch aus einem geschlitzten Rohr bzw. aus einer eingerollten Blechlage hergestellt werden und entweder geschweißt sein oder aneinanderstoßende Kanten aufweisen, wobei die Schweißnaht bzw. der die aneinanderstoßenden Kanten trennende Längsspalt immer auf der druckbeanspruchten Seite der Feder zum liegen gebracht wird.

Unabhängig von der Herstellungsweise.des Federblattes werden '■ die zur Bildung von Federaugen vorgesehenen, flachgedrückten Enden 4 vorzugsweise eingerollt, wie in Fig. 6 dargestellt. In manchen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen,seit- lieh das Ende 4- des Federblattes an jeder Seite in zwei überlagernde Laschen 6 (Fig. 2) einzuschneiden, ,die im wesentli-

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chen rechteckig sind. Diese "beiden Laschen 6 werden entgegengesetzt zu einem Auge gebogen, wobei ihre parallelen Enden 7 gegeneinander verpreßt: und z.B. durch Schweißen miteinander verbunden werden {Fig. 7).

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform bilden die Laschen 6a, 6b nicht als sol.che das leder auge, sondern sie sind um ein kleines zylindrisches Rohr 8 (Fig. 8) gebogen und um dieses Rohr herum miteinander verschweißt. Sie können auch auf das Rohr aufgeschweißt sein, wobei auf jeder der Laschen 6a, 6b durch Auffaltung der Seitenränder Verstärkungsrippen 10 ausgebildet sind. ·

Im übrigen läßt sich eine Bride oder ein beliebig anderes Yer spannelement im ISLtt el ab schnitt des Federblattes gegenüber diesem leicht fixieren durch eine eipe Ausnehmung 12 und 13 auf jeder Seite (Fig. 10) bildende stellenweise Einschnürung des Röhrquaschhittes, wobei diese Einschnürung einer Ausbatäiung 14- auf der Oberseite und einer Ausbauchung 16 auf der Unterseite des Rohrs (Fig. 11) entspricht. Die Einspannvorrichtung wird dadurch in den Ausnehmungen 12 und 13 fixiert, wobei das Federblatt auch mehrere Einschnürungen in entsprechenden Abständen aufweisen kann.

Die Feder kann aus nur einem hohlen Blatt bestehen, welches z.B. mit zwei Befestigungsäugen ausgebildet ist; sie kann aber auch mehrere hohle oder massive Blatter 20 besitzen, welche verschiedene Krümmungen und Längen wie herkömmliche Blattfedern aufweisen können (Fig. 12). Alle diese Federblätter werden dann gegen das Hauptblatt mittels einer Bride 18 .oder eines anderen Klemmelements verspannt, und zumindest ein Federblatt 20 a weist zwei Befestigungsaugen 22 auf. Jedes der Federblätter 20 befindet sich daher in seinem Mittelabschnitt in Anlage gegen mindestens eines der anderen Blätter des Pakets.

Das hohle Federelement wird also geradeso wie ein massives ·

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Federblatt zur Herstellung verschiedener Federtypen verwendet. .Es besitzt die hierfür jeweils erforderlichen Festig-"fceits— und Biegeeigenschaften und weist außerdem den Vorteil eines wesentlich geringeren Gewichtes auf und ist dabei viel einfacher herzustellen, da die Wärmebehandlung des zu seiner Herstellung dienenden Materials auf einer Wandstärke erfolgt, die in allen Abschnitten des'Federblatte's gering ist, unabhängig von der Form dessen Hohlquerschnittes. .

Im Rahmen der Erfindung sind noch Abwandlungen denkbar, z.B. kann der Querschnitt des Federblattes oder der Federblätter statt rechteckig auch ellipsen-förmig, trapezförmig oder in anderer geometrischer Form ausgebildet sein.

Patentanwälte

. Eder

DIpL-In--.

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Claims (1)

1. Edor

   P at e η t a η β ν ^ ü cli e

   1.!Blattfeder, gekennzeichnet durch wenigstens ein gekrümm-
   \ ^-^ tes hohles Federb3.att..(i) ,r dessen. Querschnitt bei stets
   j gleichbleibender Fläche eine sich über die gesamte Länge

   des Federblattes ändernde Forra aufweist.

   : 2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das '_

   hohle Federblatt (1) in seinem Hittelabschnitt seine _; größte Dicke und geringste Breite aufweist, wobei sich

   ; seine Form in Sichtung seiner beiden Enden.fortschrei- \

   tend ändert. . ' :

   3. Feder nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn- j zeichnet, daß die beiden Enden (A-) des Federblattes flach j ausgebildet und zu einem Federauge eingerollt sind. j

   j 4-. Feder nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn- J

   zeichnet,, daß die Enden des Federblattes seitlich einge- j. schnitten sind in Form zweier parallelliegender Laschen j (6a,6b),"die entgegengesetzt umgebogen und zu einem Federauge miteinander verbunden sind,
   j

   ί 5. Feder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
   täden gebogenen Laschen ein. zylindrisches Rohr (8) um-
   ; schließen und miteinander verschweißt sind.

   '6._ Feder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
   gebogenen Laschen (6a,6b) seitlich mit Verstärkungsrippen (10) versehen sind.

   7. Feder nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeich-

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   net, daß das Federblatt (1) rechtecld-gen .Querschnitt aufweist, der im Hittelabschnitt des Blattes hohl ist«,

   8* Feder nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet,, daß das Federblatt (1) mindestens eine Quereinschnü rung (12,13) .wr Fixierung eines Einsparmelementes auf—

   - weist»

   9. Feder nach einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch eine Anzahl von mit einer MLttelbride (18) zusammengefaßten Federblättern (20), von denen bindestens eines hohl ausgebildet ist.

   Patentanwälte

   ^ E. Eder Dipl.-fr.g^ma.;.:; lesch ka

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