Federung, insbesondere für Fahrzeuge. Bei vielen Federungen, insbesondere für Fahrzeuge, zum Beispiel Kraftfahrzeuge, ste hen die Federn betriebsmässig unter wech selnder Vorbelastung. Ein solcher Fall liegt beispielsweise bei Kraftfahrzeugen vor, bei denen die Personenzahl schwankt, in viel leicht noch grösserem Masse bei Lastwagen, bei denen die Federbelastung zwischen un beladenem und beladenem Wagen sich um mehr als das Doppelte ändert. Es ist ersicht lich, dass ein und dieselbe Feder, zum Beispiel eine Blatt- oder Schraubenfeder, nur bei einer bestimmten Grundbelastung die günstigsten Federeigenschaften besitzen kann und ent weder für unbelastete Wagen zu hart oder für belastete Wagen zu weich wirkt.
Daher wurde bereits mehrfach versucht, diesem Um stand durch besondere Ausbildung der Fe dern, zum Beispiel durch Zusatzblätter, die nur bei gewissen Belastungen wirksam wer den, oder besondere Übertragungseinrichtun gen zwischen Feder und Achse wie Lenker- einrichtungen, deren wirksamer Hebelarm sich unter geänderter Belastung ändert, die sem Umstand Rechnung zu tragen. Zusatz federn für Blatt- und Schraubenfedern sind schwer auf die richtige Wirkung einzustel len und Lenker oder dergleichen komplizieren die Federung bedeutend.
Für die Radabfederung von Kraftfahr zeugen ist es bereits bekannt, durch ein Dreh moment auf Biegung beanspruchte Schrau benfedern axial nebeneinander anzuordnen und durch abgestufte Anschläge nacheinan der zuzuschalten. Doch nehmen solche Federn viel wertvollen Platz in Anspruch, nützen gewichtsmässig den Baustoff nicht vollkom men aus und wirken, was am wesentlichsten ist, nicht in beiden Drehsinnen und daher Entlastungsschwingungen nicht entgegen.
Drehfedern mit in sich auf Drehung be anspruchten Drehstäben bezw. Lamellen kön nen in wesentlich einfacherer Weise als alle andern Federn miteinander kombiniert und gegenseitig auf die günstigste Wirkung ein gestellt werden, da Drehfedern ohne Zuhilfe nahme besonderer Mittel in den verschieden sten gegenseitigen Winkelstellungen ihrer Nullagen zusammengebaut werden können. Es können hierzu sogar die gleichen Mittel wie zum Beispiel Riffelverzahnungen be nützt werden, die bei Drehfedern zu deren Einbau in die Schwinghebel bezw. Einspann mittel und zur Erteilung der erforderlichen Vorspannung ohnedies vorhanden sind.
Es ist nun auch bekannt, Stab- bezw. Rohrfedern ineinander zu lagern und durch Mitnehmerhebel so zu verbinden, dass jede fol gende Feder erst nach Verdrehung der vorher wirksamen Feder zugeschaltet wird. Das Zu schalten erfolgt jedoch nur in dem einen Drehsinn.
Das Wesen der Erfindung besteht dem gegenüber in konzentrisch ineinander ange ordneten Drehfedern, die in sich auf Drehung beansprucht werden und durch eine zwischen die Federn geschaltete Kupplung in beiden Drehrichtungen mit totem Gang gekuppelt sind.
In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 bis 6 beispielsweise Ausführungsformen der Fede rung gemäss der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine Federung mit. einer mehrelementigen La mellendrehfeder kombiniert mit einer mehr- elementigen Stabdrehfeder und die Fig. 2 einen Teil dieser Federung im Axialschnitt. Die die Lamellen 1 aufweisende innere Feder ist konzentrisch von der aus Drehstäben 2 gebildeten äussern Feder umgeben. Die La mellendrehfeder besteht dabei aus dem Kern stück 3 mit sägezahnförmigem Umfang, den im Querschnitt mondsichelförmigen Lamellen 1 und einem innen verzahnten Ring 4, der aussen in dem gegebenen Beispiel die Form einer Sechskantmutter besitzt und zwischen sich und dem Kernstück die Lamellenköpfe einspannt.
Der Schwenkhebel 5 zur Betätigung der Federung kann je nach. Bauart am Kernstück. 3 oder, wie dargestellt, am Federgehäuse 6 angreifen, das stirnseitig zu einem Ring 7 ausgebildet ist. In diesem Ring 7 ist der Ring 4 drehbar gelagert. Der Ring 7 ist so ausgeschnitten, dass für jede Sechskantfläche zwei miteinander einen einspringenden Win kel bildende Anschlagflächen 8 gebildet wer den. Die Summe der beiden Winkel, die je eine Anschlagfläche 8 mit der zugehörigen Sechskantfläche einschliesst, gibt den Winkel, um den sieh der Ring 4 innerhalb des Ringes 7 frei verdrehen kann, ohne von diesem in einem oder dem entgegengesetzten Sinne mit genommen zu werden.
Der Ring 7 besitzt prismatische Löcher 9, in denen die Köpfe 10 der hier die Grundbelastung aufnehmenden Drehstäbe 2 liegen. Die Köpfe sind teils als Zylinder- und teils als Kugelflächen ausge bildet, so dass sie in den Löchern undrehbar, jedoch allseits schwenkbar liegen. Am andern Ende ist die Lagerung der Lamellen und der Drehstäbe eine sinngleiche, nur bilden die Ringe 4 und 7 hier ein Stück, das mit dem Fahrzeugrahmen oder sonstigem Moment widerlager für den Schwinghebel 5 starr ver bunden ist. Grundsätzlich ist es jedoch gleichgültig, an welchem Ende die beiden Fe dern undrehbar miteinander verbunden und an welchem Ende sie mit totem Gang mitein ander gekuppelt sind.
Greift der Hebel 5 am Kernstück 3 an, so wird die Grundbelastung von der Feder mit den zwischen dem Kernstück 3 und dem Ring 4 gefassten Lamellen 1 aufgenommen, was besonders vorteilhaft ist, da die Lamellen nur in einem Sinne besonders günstig wirken. Als Zusatzfeder sind jedoch die in beiden Dreh richtungen gleich günstig wirkenden Dreh stäbe 2 mit Vorteil anwendbar.
Ausser der beschriebenen kann auch irgend eine andere Kupplung verwendet sein, die ein stossfreies, möglichst weiches Schalten er möglicht und daher keinem raschen Ver schleiss unterliegt.
So kann zum Beispiel ein mit Schrauben gängen versehenes, achsial verschiebbares Gleitstück als Kupplungsorgan verwendet sein, das in einem mit der einen Feder ver bundenen Muttergewinde liegt und mit der , andern Feder mittels einer Gleitführung ge kuppelt ist, um, sobald es durch Anschläge an einer weiteren durch die Relativverdre hung der Federn verursachten Achsialver schiebung gehemmt wird, die andere Feder mitzuverdrehen. Durch elastische Zwischen lagen an den Anschlägen kann die Kupplung weich gestaltet sein.
Eine besondere Art der Kupplung zwi schen den beiden Federn, die sehr weich wirkt und im Bau und Anordnung einfach und widerstandsfähig ist, besteht in einem schrau benfederartig oder spiralförmig gewundenen einfachen oder mehrgängigen Ring, der mit seinen Enden zwischen Anschläge oder Mit nehmer der beiden Drehfedern geschaltet ist und entweder auf Stauchung oder auf Zug beansprucht wird.
Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Aus führungsbeispiel zeigt die Kombination eines zentralen Drehstabes 11 mit einer mehrele- mentigen Drehstabfeder 12.
Das abzufedernde Moment wird durch den Schwinghebel 15 auf die Drehstabfeder 12 übertragen, die auch hier die Grund belastung aufnimmt. Zwischen dieser Feder und dem Drehstab 11 sind die spiralförmi gen, auf Stauchung beanspruchten Ring elemente 20 und 21 geschaltet. Diese Ele mente stützen sich mit dem einen Ende gegen einen nasenförmigen Absatz 22 des Drehsta bes und mit dem andern Ende gegen einen ähnlichen Absatz 23 des Ringes 17. Die Ele mente 20, 21 sind einander entgegengeschal tet, so dass je ein Element in einer Drehrich tung mitnehmend wirkt.
Ihr Umfang ist im Verhältnis zum Innenumfang des Spiral gehäuses so bemessen, dass sie sich durch den Tangentialdruck auf die Stirnflächen wäh rend des beabsichtigten freien Ganges zwi schen den Federn ein entsprechendes Stück frei erweitern können, bevor sie am Umfang des Spiralgehäuses anliegen und, zusätzlich nur noch auf Stauchung beansprucht, die beiden Federn starr kuppeln.
Die verhältnismässig starken Elemente wirken schon, bevor sie bis auf den Gehäuse- innenumfang erweitert sind, in gewissem Masse momentübertragend von einer Feder auf die andere, so dass ein sattes, jede Schlag wirkung verhinderndes Anliegen der Stirn flächen dieser Elemente an den kraftüber tragenden Absätzen 22, 23 gewährleistet ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen, bei gleicher grundsätzlicher Federanordnung, eine abwei chende Ausbildung des Kupplungsorganes mit nur einem einzigen schraubenförmigen Element 24, das in der einen Drehrichtung auf Stauchung, in der andern auf Zug bean sprucht wird.
Das schraubenförmige Element 24 ist an den Enden mit radialen Ansätzen 25 und 26 versehen, von denen der eine Ansatz 25 in eine entsprechende Ausnehmung des Kopfes des Drehstabes 11 und der andere Ansatz 26 in eine Ausnehmung des Ringes 17 der mehr- elementigen Drehfeder 12 eingreift.
Zwischen dem Umfang des Kopfes des Drehstabes 11 und dem Innenumfang des Ringes 17 ist ausser dem Platz für das Element 24 im Ringraum noch ein gewisses Spiel, so dass sich das Element 24 bei der Federverdrehung in einem Sinne noch frei erweitern, im an dern Sinne frei verengen kann, also als auf Biegung beanspruchte Drehfeder wirkt, bevor es am Innenumfang des Ringes 17 anliegt und zusätzlich nur noch auf Stauchung be ansprucht wird bezw. bei Verdrehung im ent gegengesetzten Sinne den Kopf des Drehsta bes 11 fest umspannt und zusätzlich nur noch reine Zugbeanspruchung erfährt.
Statt eines Umganges können sowohl die spiral- als auch die schraubenförmigen Ele mente mehrelementig übereinander oder nebeneinander und mit gleicher oder ent gegengesetzter Steigung ausgeführt sein.
Wird als zuzuschaltende Feder eine Dreh feder mit starker innerer Reibung verwendet, so bildet letztere Feder einen Stossdämpfer, der gewichtsmässig und räumlich günstiger ist als ein zusätzlicher Stossdämpfer, der zum Beispiel als zwischen Fahrzeugrahmen und Achse wirkende Drehfeder mit stark dämp fender Eigenschaft ausgebildet ist.