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Federungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Federungseinrichtung füi die Federung eines lenkbaren Rades eines Schleppers, dessen Radnabe auf einem starr mit einem Lenkzapfen verbundenenAchstummel gelagert ist, wobei zwischen dem Achsstummel und der Schlepperachse ein hohlzylindrischer, den Lenkzapfen umgreifender Federkörper aus elastischem Material angeordnet ist, bei dem im spannungslosen Zustand eine Mantelfläche glatt zylindrisch ist, die andere ein gewelltes oder geripptes Profil aufweist.
Es ist ein Federungshohlkörper aus Gummi oder elastischem Kunststoff bekannt, der insbesondere zum Auffangen von Stössen bei Fahrzeugen dient und aus einem hohizylindrischen Federkorper besteht und eine schlanke Form aufweist, wobei in beschränkter Anzahl Einschnürungen oder Verstärkungsrippen vorgesehen sind, die in solchem Abstand voneinander liegen, dass zwischen jeweils zwei Einschnürungen oder Verstärkungsrippen ein Wandteil mit parallel zur Längsachse verlaufenden Wandabschnitten, d. h. also zylindrischen Wandabschnitten, ausgeführt ist. Diese Einschnürungen oderVerstärkungsrippen bezwecken dabei, ein Ausknicken des Federkörpers bei Belastung parallel zu seiner Längsachse zu vers meiden.
Es ist auch schon ein hohlkegelförmiger Federungskörper bekannt, der mit einer Druckflüssig- keit geai : lilt ist und der von einem zylindrischen Stützkörper derart umgeben ist, dass bei einem Ausbauchen des Federkörpers unter Wirkung der Druckflüssigkeit sich die Aussenwand des Federkörpers gegen die zylindrische Stützwand anlegt und abstützt. Ferner sind auch schon einen Lenkzapfen umgreifende zy lindrische Anschlaggummipuffer bekanntgeworden.
Für die Federung von lenkbaren Rädern an Fahrzeugen ist überdies bereits vorgeschlagen worden, das Rad auf einem Achsstummel zu lagern, der mit einer Kolbenstange fest verbunden ist, wobei der Kolben gegen ein Luftpolster in einem Zylinder zur Aufnahme der Federbewegung verschiebbar ist und zwecks Lenkung um die Längsachse des Zylinders schwenkbar ist. Es ist auch bekannt, die Vorderachse von Schleppern teleskopartig auszugestalten und mittels Schraubenfedern abzufedern. Die Federkennlinie von Schraubenfedern ist aber nur sehr schwer den Anforderungen anzupassen, wie sie bei Schleppern auftreten, wobei diese Federn sehr schwer werden. Es ist auch bekannt, die Vorderachse eines Schleppers mit Gummiklötzen abzufedern.
Mit Rücksicht auf die nur begrenzte Arbeitsaufnahme von Gummi lassen sich damit auch keine voll befriedigenden Federungen herstellen. Ein besonderes Problem tritt bei Schleppern dann auf, wenn sie selbst mit Frontladern ausgerüstet werden sollen. Bei normaler Fahrt ist dabei die Vorderachse nur wenig belastet und soll trotzdem gut gefedert sein, insbesondere auch, um auf schlechtem Boden ein gutes Anliegen der Räder am Boden und damit eine einwandfreie Lenkung zu erzielen. Ausserdem muss die Federung in der Lage sein, die sehr hohe Belastung aufzunehmen, die auftritt, wenn ein beladener Frontlader verfahren wird und es ist unbefriedigend, wenn die Federung dabei durch Anliegen an einem starren Anschlag völlig ausgeschaltet ist.
Der Aufwand ist aber auch un, erwünscht gross, wenn der Anschlag seinerseits mit einer Federung ausgestattet ist, deren Kennung so bemessen ist, dass sie bei durch einen Frontlader belasteter Vorderachse allein die Federung übernimmt, wogegen die im Normalbetrieb wirksame Federung infolge Überlastung völlig unwirksam wird oder zumindest nur eine vernachlässigbar klei-
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ne Federwirkung ausübt.
Die Federungseinrichtung gemäss der Erfindung ist nun im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper am unteren Ende über ein Lager, vorzugsweise ein Axialwälzlager, gegen einen Bund an dem Lenkzapfen und am oberen Ende gegen eine den Lenkzapfen führende Führungshülse abgestützt ist, wobei die im spannungslosen Zustand glatt zylindrische Seite des Federkörpers in geringem Abstand einer zumindest annähernd zylindrischen, festen, mit einem der gegeneinander abzufedernden Bauteile verbundenen Wand gegenüberliegt und sich bei Verformung des Federkörpers unter Belastung über eine bestimmte Grenze hinaus reibend gegen die feste Wand anlegt, wobei der Federkörper aus einem homogenen Kunststoff aus linearem Polyester und einem Diisozyanat ohne Füllstoff und ohne Weichmacher besteht.
Ein solcher Werkstoff, der kein Thermoplast ist, ist beispielsweise unter dem Warenzeichen "Vul- kollan" bekannt und hat den Vorteil, dass er wesentlich widerstandsfähiger ist als Gummi und somit pro Raumeinheit wesentlich mehr Arbeit aufzunehmen vermag als ein Federkörper aus Gummi. Darüber hinaus verschleiss und altert ein derartiger Werkstoff nicht so leicht wie Gummi und ist beständig gegen Öle und Fette, die als Schmierstoffe in der NähedesFederkörpres verwendet werden. Somit sind besondere Schutzeinrichtungen gegen die Berührung mit derartigen Schmierstoffen entbehrlich.
Da'der Federkörper sich bei Überschreiten der Grenzbelastung gegen die seiner zylindrischen Wand gegenüberliegende, zumindest annähernd zylindrische Wand des einen der gegeneinander abgefederten Bauteile anlegt, entsteht bei einer Durchfederung unter einer weiteren Belastung an dieser Wand eine Reibung. Insbesondere unter Berücksichtigung dieser Reibung ist es sehr günstig, dass der Werkstoff, aus dem der Federhohlkörper besteht, sehr verschleissfest ist und nicht empfindlich gegen Temperaturen in einer Höhe, wie sie durch die Reibung entstehen können. Sollte ausserdem bei sehr tiefen Temperaturen der Federkörper sehr steif geworden sein, so wird er schon nach wenigen kräftigen Stössen durch die innere Reibung sich soweit erwärmen, daf3 er seine normalen Eigenschaften wieder annimmt.
Infolge der Auswahl des Werkstoffes und der Ausgestaltung weist die Federungseinrichtung gemäss der Erfindung eine sehr grosse Dämp- fung auf.
Durch die Erfindung wird nicht nur eine raumsparende Anordnung erzielt, sondern auch sicherestellt, dass der Federkörper stets nur genau axial belastet wird und die zwangsläufig vorhandenen Bauteile werden denkbar günstig ausgenutzt, beispielsweise die Hülse, die zur Führung des Lenkzapfens erforderlich ist, dient'gleichzeitig zur Aufnahme und gegebenenfalls zum Abstützen des Federkörpers.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die feste Wand annähernd hohlzylindrisch und mit der Führungshülse des Lenkzapfens verbunden oder von einem Teil der Führungshülse gebildet und der Federkörper kann mit glatter zylindrischer Aussenfläche innerhalb der Führungshülse angeordnet sein.
Die Federungseinrichtung kann jedoch auch so ausgestaltet sein, dass die im spannungslosen Zustand zumindest annähernd zylindrische Seite des Federkörpers dessen Innenwand ist und diese im geringen Abstand einer zylindrischen Hülse gegenüberliegt, die den Lenkzapfen lose umhüllt und die an einem Ende des Federkörpers geführt und mit einem Bund zwischen dem Federkörper und dem Bauteil, gegen den der Federkörper an diesem Ende abgestützt ist, eingespannt ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 die Gesamtanordnung einer Federungseinrichtung gemäss der Erfindung und Fig. 2 einen Ausschnitt einer andern Ausgestaltungsform bei einer im übrigen gleichartigen Federungseinrichtung.
Die Radnabe 1 ist auf einem Achstummel 2 gelagert, der mit dem Führungsteil 3 des Lenkzapfens 4 fest verbunden ist. Der Lenkzapfen seinerseits ist mittels einer Mutter 13 mit dem Lenkhebel 5 verbunden. In der Führungshülse 6 sind die Lagerbuchsen'7 und 8 fest angeordnet, wobei der Lenkzapfen 4 bzw. dessen Führungsteil 3 in den Buchsen 7 und 8 drehbar und längsverschiebbar gelagert ist. Die Führungshülse 6 ist mit der Vorderachse 9 fest verbunden, von der nur ein Teil dargestellt ist. Der aus elastischem Kunststoff bestehende Federkörper 10 ist mittels einer Stützbuchse 12 einerseits gegen die Führungshülse 6 und anderseits mittels einer weiteren Stützbuchse 12 gegen das Wälzlager 11 abgestützt, das seinerseits gegen den Führungsteil 3 des Lenkzapfens 4 abgestützt ist.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Zum Zwecke der Lenkung wird der Lenkhebel 5 um die Achse des Lenkzapfens 4 verschwenkt, wobei der Lenkzapfen 4 mitschwenkt und den Achstummel 2 und damit die Radnabe 1 entsprechend mitverschwenkt. Wird die Vorderachse 9 belastet, so überträgt sich diese Belastung überdie Führungshülse 6 und die Stützbuchse 12 auf den Federkörper 10, der seinerseits über die zweite Stützbuchse 12 und das Wälzlager 11 gegen den Führungsteil 3 des Lenkzapfens 4 abgestützt
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ist und so die Belastung aufzunehmen hat. Dabei verformt sich der Federkörper 10 elastisch. Bei Überschreiten einer vorgesehenen Grenzlast verformt sich der Federkörper 10 derart, dass er sich mit seiner Aussenwand gegen die Innenwand der Führungshülse 6 anlehnt. Dadurch wird die Federkennlinie des Federkörpers 10 wesentlich härter.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Federungseinrichtung sind die Führungshülse 6 und die Vorderachse 9 sowie das Wälzlager 11 das gleiche wie bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung. Zwischen dem Wälzlager 11 und dem Federkörper 15 ist eine Stützhülse 14 angeordnet. Bei Belastung baucht der Federkörper 15 nach innen aus, so dass die Innenwand des Federkörpers 15 gegen die Stützhülse 14 zum Anliegen kommt, sofern die Ausbauchung so stark ist, dass der im spannungslosen Zustand des Federkörpers 15 vorhandene Zwischenraum zwischen diesem und der Stützhülse überbrückt wird. Die Stützhülse 14 verhindert, dass der Federkörper 15 sich beim Ausbauchen gegen den Lenkzapfen 4 anlegt und diesen dadurch hindert, sich zwecks Durchführung einer Lenkbewegung zu drehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Federungseinrichtung für die Federung eines lenkbaren Rades eines Schleppers, dessen Radnabe auf einem starr mit einem Lenkzapfen verbundenen Achsstummel gelagert ist, wobei zwischen dem Achstummel und der Schlepperachse ein hohlzylindrischer, den Lenkzapfen umgreifender Federkörper
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ger (11), gegen einen Bund an dem Lenkzapfen (4) und am oberen Ende gegen eine den Lenkzapfen (4) führende Führungshülse (6) abgestützt ist, wobei die im spannungslosen Zustand glatt zylindrische Seite des Federkörpers (10,15) in geringem Abstand einer zumindest annähernd zylindrischen, festen, mit einem der gegeneinander abzufedernden Bauteile (2,9) verbundenen Wand (6,14) gegenüberliegt und sich bei Verformung des Federkörpers unter Belastung über eine bestimmte Grenze hinaus reibend gegen die feste Wand (14) anlegt, wobei der Federkörper (10,15)
aus einem homogenen Kunststoff aus linearem Polyester und einem Diisozyanat ohne Füllstoff und ohne Weichmacher besteht.