DE904502C - Progressiv wirkende Federung fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Progressiv wirkende Federung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Es sind bereits, insbesondere im Fahrzeugbau, bei den geschichteten, auf Biegung beanspruchten Blattfedern sogenannte Stufenfedern bekannt, deren Federkennlinie sich so ändert, daß sie derjenigen Kennlinie nachkommt, die bei Änderung der abzufedernden Massen eine gleichbileibende Schwingungszahl ergibt. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß zwei Fahrzeugblattfedern übereinander angeordnet sind, von denen die eine die einzelnen Lasten abfedert und die andere zusätzlich wirkt, wenn größere Lasten auf den Fahrzeugkörper einwirken. Derartige Anordnungen haben aber den Nachteil, daß sie nicht nur verhältnismäßig teuer sind, sondern auch eine größere Baulänge benötigen.
• Weiterhin sind Drehstabfedern bekannt, die aus einzelnen dünnen, nebeneinander angeordneten Blattfedern bestehen, welche nur auf Verdrehung beansprucht werden.
• Auch ist eine progressiv wirkende Federung bekanntgeworden, die mit der Zuschaltung von Torsionsstablängen arbeitet, ohne daß sich der Querschnitt durch das Zuschalten verändert. Die Ausnutzung des Federmaterials ist hier ungünstig, weil der gesamte zur Federung heranziehbare Querschnitt erst bei der höchsten Belastung voll ausgenutzt wird. Außerdem weist diese Anordnung den Nachteil auf, daß sie eine erhebliche Baulänge beansprucht.
• Schließlich kennt man eine Fahrgestellfederung für Flugzeuge, bei der mit sich verstärkender Belastung iineinander angeordnete Torsionsrohre zur Übernahme der Belastung nacheinander herangezogen werden. Der Querschnitt der Federung wird hier also beim Zuschalten vergrößert. Als Nachteil einer solchen Rohrfederanordnung ist aber der Mangel anzuführen, daß gerade bei Drehfedern mit Kreisringquerschnitt eine überaus große Baulänge erforderlich wird. Das ist darauf zurückzuführen, daß das Torsionsträgheitsmoment beim Kreisrohr am größten ist.
• Die Erfindung betrifft ebenfalls eine progressiv wirkende Federung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der gleichfalls von Drehfedern Gebrauch gemacht wird und bei der der Querschnitt der Federn mit wachsender Belastung durch Parallelschaltung weiterer Federglieder vergrößert wird. Erfindungsgemäß dient, und dies gegebenenfalls auch bei Hintereinanderschaltung der Drehfedern, als Feder eine Drehstabfeder, die aus mehreren in der Drehachse angeordneten Stahlfederblättern verschiedener Länge besteht. Man erhält auf diese Weise nicht nur eine gute Ausnutzung des Federmaterials, sondern auch, was besonders wichtig ist, in ganz erheblichem Maße eine Ersparnis an Baulänge.
• Was die besagte Hintereinanderschaltung der Drehfedern angeht, so besteht ihr Wesen darin, daß die feste Einspannung in einem Ring vorgenommen wird, der in einem Gehäuse bewegbar gelagert und durch Klauenkupplung einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit einem mit einem Schwinghebel ausgerüsteten Hülsenkörper in Verbindung steht, wobei eine weitere Einspannung der Feder sowohl am Hülsenkörper als auch am Gehäuse vorgesehen ist. Demgegenüber ist eine Parallelschaltung dadurch ausgezeichnet, daß die Drehstabfeder an einer Seite am Gehäuse eingespannt und weiterhin an zwei im Gehäuse beweglich angeordneten Körpern eingespannt ist, von denen der eine mit dem Hebel in Verbindung steht und der andere sowohl mit dem Gehäuse als auch mit dem Körper durch Klauenkupplung zusammenarbeitet. Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung veranschaulicht.
• Abb. I zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Hintereinanderschaltung einer einfachen Stufenfeder; Abb. 2 zeigt die Anordnung eines Federpaketes für beide Fälle und Abb. 3 einen Schnitt durch eine Anordnung mit Parallelschaltung.
• In dem festen Lagerkörper I ist sowohl der das Drehmoment einleitende, mit em Hebel 2 versehene Hülsenkörper 3 als auch der Ring 4 drehbar gelagert. Das Stahlbandbündel 5, das aus mehreren nebeneinander angeordneten dünnen Federbändern besteht und in der Drehachse angeordnet ist, ist, wie aus dem Grundriß der Abb. 2 hervorgeht, abgestuft und an der Stelle 6 im Hülsenkörper 3; an der Stelle 7 im Ring 4 und an der Stelle 8 im Lagerkörper I gelagert. Der Ring 4 ist an beiden Stirnseiten mit Klauen 9 und Io versehen, die in entsprechende Aussparungen der Körper I und 3 eingreifen. Die Spielräume zwischen den Klauen 9 und Io sind so ausgewählt, daß folgende Arbeitsweise der Feder 5 ermöglicht wird: Die Feder erhält durch Verdrehung der Lagerstellen 7 lunid 8 gegeneinander eine gewisse Vorspannung. Ein Zurückfedern wird durch den Klaueneingriff Io verhindert. Der Spielraum zwischen den Klauen gestattet jedoch ein Weiterverdrehen in dieser eingeleiteten Drehrichtung, Nunmehr kann eine Verdrehung des Hebels 2 mit dem Hülsenkörper 3 und der Lagerstelle 6 in der gleichen Drehrichtung erfolgen. Die Verdrehung der schwachen Stufe der Feder erfolgt so lange, bis das Vorspanndrehmoment der starken Stufe erreicht ist. Bei Weiterverdrehung wird der Ring q. durch die Klauen 9 mitgenommen:, so daß nur die starke Stufe weiterverdreht wird.
• Die Einspannung des Stahlfederbündels 5 kann z. B. im Ring q. oder in !dem Lagerkörper i fest erfolgen, wogegen, an den übrigen Einspannstellen in bekannter Weise die Befestigung so erfolgt, daß eine Bewegungsmöglichkeit in der Richtung senkrecht zur Achse x-x des größten Widerstandsdrehmoments der Blätter vorhanden ist. Die feste Einspannung im Lagerkörper i ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zwei gleiche Stufenfedern symmetrisch zur Einspannstelle 8 .angeordnet werden sollen. D=ieser Fall ist in ,der Zeichnung nicht beson.-ders dargestellt. Hierbei kann die schwache Stufe in, einem Stück ,durch alle Stufen heiler Stufenfedern hindurchgeführt werden. Um große Verdrehwinkel zu erzielen, erscheint es zweckmäßig, die Rhombus- oder rhomboidische Einspannung zu wählen. Man spannt also die Blattfedern derart ein, daß an der festen Einspannstelle der Querschnitt der Blattfedern eine rhomboidische Form oder die Form eines Rhomboids annehmen.
• Um eine Parallelschaltung der Stufenblattfedern zu verwirklichen, wird man an beiden Enden, also auch am linken Ende der Stufenfeder, ein festes, mit dem Lagerkörper I2 (Abb. 3) verbundenes Widerlager vorsehen. Die Blattfeder I3 ist in dem Körper I4 fest (bei I8) gelagert, an welchem der das Drehmoment einleitende Hebel I5 angebracht ist. Bei der Parallelschaltung der Federn muß der Lagerkörper I2 so ausgebildet werden, daß er die Blattfedern von beiden Seiten fäßt. Die Einspannstellen sind durch die Ziffern I6 und I7 gekennzeichnet und sind senkrecht zur Achse x-x des größten Widerstandsmoments bewegbar gelagert. Die Einspannstelle I7 sitzt in einem Ring I9, der an beiden Stirnseiten mit Klauen 20 und 2I versehen ist, die in entsprechende Aussparungen des Körpers I4 und des Lagerkörpers I2 eingreifen. Es ist zweckemäßig, zwischen die Einspannstellen I8 und I7 eine gewisse Vorspannung zu legen, die durch den Klaueneingriff 2o festgehalten wird. Die Spielräume zwischen den Klauen sind so ausgeführt, daß folgendes Arbeitsspiel möglich ist: Bei Verdrehung des Körpers I4 durch den Hebel I5 tritt eine Verdrehung des Stahlbandbündels zwischen den Einspannstellen I6 und I8 auf, wogegen zwischen den Lagerstellen I8 und I7 eine weitere Verdrehung nicht eintritt, obwohl der Ring I9 durch die Vorspannung mitgenommen wird, weil der Klaueneingriff 2I so ausgebildet ist, daß erst nach einem ganz bestimmten Verdrehungswinkel der Lagerkörper I2 den Ring I9 festhält. Bei weiterer Verdrehung des Körpers I4 tritt zusätzlich zu der Verdrehung zwischen den Lagerstellen I6 und I8 eine weitere Verdrehung zwischen den Lagerstellen I8 und I7 auf, d. h. die beiden links und rechts von der Einspannstelle I8 angeordneten Stahlbandbündeläste sind parallel geschaltet.
• Unter Umständen ist es zweckmäßig, das Stahlbandbündel so anzuordnen, daß keine Albstufung der Federbänder, wie in Abb. 2a dargestellt, notwendig ist.
• Diese Anordnung läßt sich zwar mit etwas schwierigeren Mitteln auch bei Drehstäben mit Kreisquerschnitt verwenden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Progressiv wirkende Federung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, unter Verwendung von Drehfedern, wobei der Querschnitt der Federn bei wachsender Belastung durch Parallelschaltung weiterer Federglieder vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls auch bei Hintereinanderschaltung der Drehfedern als Feder eine Drehstabfeder dient, die aus mehreren in der Drehachse angeordneten, Stahlfederblättern verschiedener Länge besteht.
2. 2. Federung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Einspannung der Feder (5) in einem Ring (4) vorgenommen wird, der in einem Gehäuse (I) beweglich gelagert und durch Klauenkupplungen einerseits mit diesem Gehäuse und andererseits mit dem mit dem Schwinghebel (2) verbundenen Hülsenkörper (3) in Verbindung steht, wobei eine weitere Einspannung der Feder (bei 6) sowohl am Hülsenkörper als auch (bei 8) am Gehäuse vorgesehen ist (Abt. I).
3. 3. Federung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstabfeder (5) zwischen den Lagerstellen (7 und 8) unter Vorspannung gehalten ist.
4. 4. Federung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung zweier Schwinghebel (2) die Drehstabfeder (5) spiegelbildlich zur Einspannstelle (8) drehend mit entsprechenden Arbeitsgliedern angeordnet ist.
5. 5. Federung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstabfeder (I3) an einer Seite (bei I6) am Gehäuse (I2) eingespannt und weiterhin an zwei im Gehäuse beweglich angeordneten Körpern eingespannt ist, von denen der eine (I4) mit dem Schwinghebel (I5) in Verbindung steht und der andere (I9) sowohl mit dem Gehäuse (I2) als auch mit dem Körper (I4) durch Klauenkupplungen zusammenarbeitet (Abib.3).
6. 6. Federung nach Iden Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eins.pannstellen (17 und 18) gegeneinander unter Vorspannung liegen.