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Torsionsfederelement Die Erfindung bezieht sich auf ein Federelement,
das aus einem Torsionsfederstab sowie aus zwei an den entgegengesetzten Stabenden
angreifenden und im Bereich des jeweils anderen Stabendes frei drehbar gelagerten
Hebeln besteht, von denen wenigstens einer um die Stabachse schwingbar ist. Bei
einer bekannten Ausführung eines solchen Torsionsfederelementes bilden die beiden
Hebel selbst je- eine Lagerbüchse, die einerseits offen und drehbar ineinandergesteckt
sind, anderseits aber eine Stirnwand aufweisen, in der jeweils ein Ende des von
den Lagerbüchsen umschlossenen, aus einem Blattfederpaket gebildeten Federstabes
eingespannt ist. Im Gegensatz zu anderen bekannten Ausführungen ähnlicher Funktion
wird auf diese Weise ein geschlossener und gedrängter Aufbau erzielt, die beiden
Hebel müssen aber in Richtung der Stabachse zwangläufig gegeneinander versetzt angeordnet
werden, können daher nicht in einer Ebene schwingen, und es besteht die Gefahr einer
Verkantung der in- bzw. aufeinander geführten Lagerbüchsen. Es ist auch schon ein
abgeändertes, insbesondere für die Radgabeln von Fahr- oder Motorrädern bestimmtes
Federgelenk bekanntgeworden, bei dem der eine Hebel von einem Kreuzstück und der
andere Hebel von zwei auf dem Kreuzstück drehbar gelagerten, miteinander verbundenen
Gabelköpfen gebildet wird. Der Federstab ist einerseits im Kreuzstück, anderseits
in dem einen Gabelkopf festgespannt, so daß der zweite Gabelkopf an der Federung
nur über die Querverbindung teilnehmen kann. Die Gefahr der Verkantung ist in diesem
Fall durch die symmetrische Anordnung zwar vermieden, jedoch ist die gemeinsame
Schwingbewegung der beiden Gabelköpfe bzw. der Gabelscheiden ohne starre Querverbindung
nicht gewährleistet, wobei eine solche Verbindung Montageschwierigkeiten bereitet.
Da die beiden Hebel aufeinander gelagert sind, müssen sie ausgebildet sein, daß
sie sich zur drehbaren Lagerung eines zweiten Teiles eignen, wodurch die Freizügigkeit
in der Materialwahl und in der Gestaltung der Hebel sehr eingeschränkt wird.
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Die Erfindung bezweckt die Verbesserung solcher Federelemente und
besteht darin, daß beide Enden des Federstabes unverdrehbar in eigenen Buchsen gefaßt
sind, die unmittelbar nebeneinander je einen zylindrischen und einen zur drehfesten
Lagerung geeigneten Außenumfangsteil für den Angriff bzw. die Lagerung beider Hebel
aufweisen. Demnach erfolgt die Lagerung der Hebel nicht aufeinander, sondern beiderseits
auf den Buchsen an den Federstabenden. Der Federstab bildet sowohl die gemeinsame
Schwenkachse als auch das Verbindungsglied für die beiden Hebel, die einteilig ausführbar
sind und ohne seitliche Versetzung bzw. ohne Verkantungsgefahr in einer Ebene schwingen.
Die Hebel können als einfache Blechbügel oder sogar als Laschen ausgebildet werden.
Da es Schwierigkeiten bereiten würde, die Enden des aus Federstahl,: Gummi od. dgl.
bestehenden Torsionsstabes selbst mit den erforderlichen Lagerflächen auszustatten,
sind die eigenen Büchsen vorgesehen. Diese können auf üblichen Werkzeugmaschinen
angefertigt, für sich gehärtet und in großer Stückzahl vorrätig gehalten werden.
Ihre Dimensionierung sowie die Materialauswahl können unabhängig vom Federstab erfolgen,
und es ist auch möglich, den Stab unter Beibehaltung der Buchsen auszuwechseln bzw.
zu ersetzen.
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Erfindungsgemäß weisen die beiden Hebel zur Lagerung auf den Büchsen
Lagerringe auf, mit denen sie durch eine Verzahnung od. dgl. drehfest verbunden
sind. Es wird dadurch möglich, die Drehstellung der Lagerringe in den Hebeln und
damit auch die Winkelstellung der Hebel untereinander je nach Bedarf zu verändern.
Wird die Winkelstellung der Hebel aber beibehalten und erfolgt eine Drehverstellung
der Lagerringe, so kann eine Vorspannung des Torsionsfederstabes erzielt werden.
Auch wird auf diese Weise eine Auswechselbarkeit der Hebel ermöglicht.
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Die praktische Verwendbarkeit derartiger Federelemente hängt häufig
davon ab, daß die Hebel quer zu ihrer Schwingebene kein oder nur geringes Beweg
ungspiel haben. In weiterer Ausbildung der Erfindung stützen sich die beiden Hebel
bzw. deren Lagerringe daher in Achsrichtung des Federstabes aneinander ab und sind
auf den Büchsen außenseitig durch Sprengringe od. dgl. und innenseitig durch ein
gegebenenfalls axial federndes Distanzrohr gesichert. Die Reibung zwischen den sich.aneinander
seitlich abstützenden Hebeln bzw. Lagerringen kann durch
Zwischenschaltung
von Wälzkörpern auf ein Minimum herabgesetzt werden.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungs-
und Anwendungsbeispielen dargestellt. Es zeigen Fig. 1 und 2 ein Federelement. im
Axialschnitt und im Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Gummifederstab
im Längsschnitt, Fig. 4 eine andere Konstruktion eines Federelementes mit aus je
zwei Laschen gebildeten Hebeln, ebenfalls im Axialschnitt, Fig. 5 eine Federung
für ein Fahrrad in Ansicht und Fig. 6 ein als Schwinggabel ausgebildetes Federelement
im Schnitt.
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Das erfindungsgemäße Federelement besteht aus zwei gegebenenfalls
bügelartig ausgebildeten Hebeln 1, 2, die unter gleichzeitiger Verdrehung eines
Federstabes 3, der die Schwenkachse der beiden Hebel bildet, zueinander oder auseinander
verschwenkt werden können.
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Der Federstab kann gemäß den Fig. 1, 2 und 4 als ein aus mehreren
Federblättern zusammengesetztes Federpaket 3 a oder, wie in Fig. 3 dargestellt,
auch als Gummistab 3 b ausgebildet sein. Die Stabenden dienen nicht unmittelbar
zur Lagerung der Hebel 1, 2, sondern sind in je einer Büchse 6 eingespannt. Die
Büchsen 6 weisen unmittelbar nebeneinander je einen zylindrischen Umfangsteil 4a
und einen zur drehfesten Lagerung geeigneten, also beispielsweise keilwellenartig
verzahnten Umfangsteil 5a auf, und es sind jeweils beide Hebel auf beiden Büchsen
gelagert. Die beiden Hebel 1, 2 können entweder unmittelbar auf den Büchsen 6 sitzen,
es ist aber auch möglich, sie mit eigenen Lagerringen 7, 8 auszustatten, wobei sie
mit den Lagerringen durch Verzahnung drehfest verbunden sind. Durch diese Verzahnung
der Lagerringe 7 und 8 ist eine Auswechselbarkeit und Verstellung der Hebel 1, 2
zu- oder auseinander, beispielsweise zur Erreichung einer Federvorspannung, gewährleistet.
Die Büchsen 6 und damit auch die Lagerringe 7, 8 haben aus Montagegründen verschiedene
Durchmesser.
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Um die beiden Hebel 1, 2 in Achsrichtung des Federstabes 3 bzw. 3
a oder 3 b gegen Verschiebung zu sichern, sind in die Büchsen 6 außenseitig Sprengringe
9 eingesetzt, die beiden Hebel 1, 2 bzw. deren Lagerringe 7, 8 stützen sich aneinander
ab, und es ist innenseitig ein Distanzrohr 10 vorgesehen, das gleichzeitig auch
einen Speicherraum für Schmiermittel bildet.
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Gemäß Fig. 4 erfolgt die Abstützung der Lagerringe 7, 8 der beiden
Hebel unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern 11 nach Drucklagerart. Ferner ist
ein axial federndes Distanzrohr 10a vorgesehen. Ebenso kann die außenseitige Abstützung
an den Sprengringen 9 nicht unmittelbar, sondern über einen Federteller 12 (Fig.
4, rechte Bildhälfte) erfolgen. Schließlich werden die Hebel gemäß Fig. 4 nicht
von einem in sich geschlossenen Bügel gebildet, sondern nach Art einer Gliederkette
von je zwei Laschen 1 a, 2a, die durch einen Bolzen 13 mit Distanzhülse 14 miteinander
verbunden sind.
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In Fig. 5 ist als Anwendungsbeispiel eine Federung für das Rad eines
üblichen Fahrrades dargestellt. Die Nabe des Rades besteht aus einem Nabenkranz
15, an Federelementes mit dem Nabenkranz 15 und der andere Hebel 21 mit dem Nabeninnenteil
16 mit Hilfe von Bolzen 17 gelenkig verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße Federelement kann auch für sich allein zur Radabfederung
herangezogen werden. So zeigt Fig. 6 eine Ausführung, bei der der eine Hebel, 1
b, einen angeschweißten Rohrstutzen 18 zwecks weiterer Verbindung mit einem rohrförmigen
Teil 19 eines Fahrzeugrahmens hat und der andere Hebel, 2 b, mit Hilfe angeschweißter
Rohre 20 zu einer Schwinggabel umgestaltet ist. Diese Konstruktion könnte beispielsweise
zur Vorderradfederung eines Einspurfahrzeuges Verwendung finden, wenn der rohrförmige
Teil 19 das Steuerrohr bildet und zwischen den Rohren 20 das Vorderrad gehalten
ist, d. h. wenn der Hebel 2 b die um eine Querachse unterhalb des Steuerkopfes auf-
und abschwenkbare Vorderradgabel darstellt. Desgleichen könnte diese Konstruktion
die Hinterradgabel eines Einspurfahrzeuges bilden, wenn der Hebel 1 b am Fahrzeugrahmen
befestigt wird.