DE2054574B2 - Geschichtete trapezfeder - Google Patents

Description

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Einspannung vorgesehenen Zwischenlage einen Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes

Luftspalt zwischen den benachbarten Federblättern der Erfindung sind nachstehend an Hand einer

erzeugt. Zeichnung näher beschrieben; in der Zeichnung zei-

Die Erfindung schafft damit eine geschichtete Tra- gen

pezfeder, die wie die sonstigen Trapezfedern einfach 5 F i g. 1 bis 3 drei verschiedene Halbansichten eines

und billig in der Herstellung ist und ohne weiteres erfindungsgemäßen Federpaketes gemäß einer ersten

auch leicht repariert werden kann, darüber hinaus Ausführungsform,

aber auch durch den gebildeten Luftspalt den von F i g. 4 und 5 zwei Halbansichten wie F i g. 1 bis 3,

den obenerwähnten Parabelfedern her bekannten jedoch bei einer zweiten Ausführungsform, und zwar

Vorteil der Vermeidung von Reibkorrosion und io in Fig. 4 in unbelastetem und in Fig. 5 in belaste-

funktionsstörender Verschmutzung sowie einer sinn- tem Zustand.

vollen Oberflächenbehandlung der Einzelblätter In F i g. 1 bis 3 sind die jeweils in Halbansicht dar-

durch Kugelstrahlen aufweist, ohne deren sonstige gestellten Federpakete als Ganzes mit 1 und die sie

Nachteile zu haben. Es sind auch keine besonderen, bildenden Einzelblätter mit 2 bezeichnet. Im Bereich

an den Federenden zu befestigenden Distanzteile 15 der mit 3 angedeuteten Einspannung der Federpakete

od. dgl. erforderlich. Die durch die Kröpfungen der sind Zwischenlagen 4 aus Metall oder Kunststoff

einzelnen Federblätter gebildeten Auflageflächen er- vorgesehen.

möglichen nicht nur eine bestimmbare, sich auch im Die Enden der Einzelblätter 2 sind bei 5 nach Betrieb über einen längeren Zeitraum praktisch nicht oben gekröpft, d. h., sie sind um ein der Stärke des oder nur wenig ändernde Eigendämpfung der Ge- *o gewünschten Luftspaltes entsprechendes Maß nach samtfeder, sondern — durch entsprechende Varia- oben hin abgesetzt. Durch die Kröpfungen 5 werden tion der im einzelnen jeweils gebildeten Auflageflä- tragende Flächen gebildet, die in Fig. 1 bis 3 mit chen — eine derart weitgehende Veränderung des 6, 7 und 8 bezeichnet sind. Diese durch die Kröpfun-Federungsverhaltens, daß die bei den Parabelfedern gen 5 gebildeten Auflageflächen 6 bis 8 bewirken an bisher in der Regel benötigten zusätzlichen teuren 25 Stelle der sonst üblichen Distanzstücke, Abstandhai-Bauelemente am Fahrzeug, wie vor allem Stoßdämp- ter od. dgl. in Verbindung mit den Zwischenlagen 4 fer und Stabilisatoren, in Fortfall kommen können. im Bereich der Einspannung 3 des Federpakets die

Eine erste Ausführungsform der Erfindung sieht Bildung von Luftspalten 9 zwischen den Einzelblät-

vor, daß die von den Kröpfungen gebildeten Flächen tern 2.

unterschiedliche Längen und damit Größe aufweisen 30 Bei der Ausführung gemäß F i g. 1 bis 3 sind die und auch bei unterschiedlicher Belastung eine in der von den Kröpfungen 5 gebildeten tragenden Flächen vorgegebenen Größe gleichbleibende und im wesent- an den Enden der Einzelblätter 2, wie ersichtlich, liehen plane Auflagefläche am darüberliegenden von unterschiedlicher Länge und damit unterschiedli-Federblatt bilden. Hierdurch, d. h. durch die Ausbil- eher Größe. In F i g. 1 sind die Auflageflächen 6 redung unterschiedlicher Auflageflächen in einem 35 lativ kurz und klein, in F i g. 2 sind die Auflageflä-Federpaket, ist es möglich, die Eigendämpfung der chen 7 dagegen länger und größer, während die Auf-Gesamtfeder zu variieren. Geschieht dies in sinnvol- lageflächen 8 in F i g. 3 besonders lang bzw. groß ler, dem Fahrzeug bzw. dessen Verwendungszweck ausgeführt sind. In allen Fällen bilden jedoch die traangepaßter Weise, so kann eine für die verschiedenen genden Flächen 6, 7 und 8 eine in der jeweils vorge-Belastungsfälle in etwa gleichbleibende Dämpfung 40 gebenen Größe gleichbleibende und plane Auflageder Feder erreicht werden, d. h., es kann am Fahrzeug fläche am darüberliegenden Federblatt, und zwar sodurch das Federpaket eine Eigenstabilisierung her- wohl im (dargestellten) unbelasteten Zustand, wie beigeführt werden, welche Stoßdämpfer und/oder auch im (nicht dargestellten) belasteten Zustand des Stabilisatoren entbehrlich macht. Federpaketes 1. Durch die unterschiedliche Größe

Eine weitere abgewandelte Ausführung der Erfin- 45 der von den Kröpfungen 5 jeweils gebildeten tragendung sieht vor, daß die von den Kröpfungen gebilde- den Flächen 6, 7 und 8 wird eine unterschiedliche ten tragenden Flächen eine variable, mit zunehmen- Eigendämpfung des Blattfederpaketes 1 erreicht. Je der Belastung sich vergrößernde Auflagefläche am größer die von der Kröpfung 5 jeweils gebildete tradarüberliegenden Federblatt bilden und die ganze gende Fläche ist, um so größer ist auch die Eigen-Auflagefläche erst bei Vollast wirksam wird. Bei die- 5° dämpfung des Federpaketes, die erreicht wird. Es ist ser Ausführung nehmen die Eigendämpfung der Fe- ersichtlich, daß sich durch eine sinnvolle Variierung der und somit die Stabilisation des Fahrzeugs mit zu- der tragenden Flächen und damit der Eigendämpnehmender Belastung zu, was beispielsweise bei im fung in Anpassung an den jeweiligen Verwendungs-Fahrbetrieb auftretenden Stoßbelastungen erwünscht zweck bzw. Fahrzeugeinsatz ein solches Stabilisasein kann. Im Vollastbereich ist dann die ganze tra- 55 tionsmoment im Federpaket selbst erreichen läßt, gende Fläche wirksam, was dann zu den oben in be- daß Stoßdämpfer und Stabilisatoren wegfallen könzug auf die erste Ausführungsform bereits beschrie- nen.

benen Vorteilen führt. Ein weiterer Vorteil dieser Bei der zweiten Ausführung gemäß F i g. 4 und 5

Ausführung besteht darin, daß man einen gewissen werden mit den Kröpfungen 5 — im Gegensatz zur

progressiven Verlauf der Federkennlinie erreichen 60 Ausführung nach F i g. 1 bis 3 — keine planen und

kann. — Um den Effekt der Variabilität der tragen- bei wechselnder Belastung gleich groß bleibenden

den Fläche in Abhängigkeit von der Belastung noch tragenden Rächen geschaffen, sondern solche, mit 10

zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, daß die En- bezeichneten tragenden Flächen, die eine variable,

den der Einzelblätter hinter den Kröpfungen ausge- mit zunehmender Belastung sich vergrößernde Aufla-

walzt sind und eine nach außen abnehmende Stärke 65 gefläche am darüberliegenden Federblatt bilden,

aufweisen. In diesem Fall läßt sich auch noch ein Wie aus F i g. 4 ohne weiteres ersichtlich, liegt im

stärkerer progressiver Verlauf der Federkennlinie er- dargestellten unbelasteten Zustand des Federpakets 1

reichen. nur der äußerste Bereich der durch die Kröpfung 5

gebildeten tragenden Fläche 10 am darüberliegenden Federblatt 2 an und bildet die eigentliche Auflagefläche. Mit zunehmender Belastung des Federpakets 1 vergrößert sich der zur Anlage bzw. zum Tragen kommende Teil der Fläche 10, bis im Stadium der Vollast, wie aus Fig. 5 ersichtlich, die durch die Kröpfung 5 gebildete Fläche 10 in ihrer ganzen Größe eine plane Auflagefläche am darüberliegenden Federblatt bildet.

Bei Vollast (Fig. 5), wo also die ganze tragende Fläche wirksam ist, tritt wiederum die der vorbestimmten Größe der tragenden Fläche 10 entsprechende Eigendämpfung des Federpakets in gleicher Weise und mit den gleichen Vorteilen auf, wie oben zu Fig. 1 bis 3 beschrieben. Im entlasteten Zustand (F i g. 4) sowie im Zustand zwischen Entlastung und Vollast wird dagegen eine variable Eigendämpfung der Feder erreicht, und zwar in Abhängigkeit von der Größe des mit zunehmender Belastung zunehmenden wirksamen Anteils der Fläche 10. Das bedeutet, daß mit zunehmender Belastung die Eigendämpfung des Federpakets und damit die Stabilisation des Fahrzeugs zunehmen, was beispielsweise bei im Fahrbetrieb auftretenden Stoßbelastungen besonders erwünscht sein kann.

Die bei der Ausführungsform gemäß Fi g. 4 und 5 erreichte Wirkung läßt sich noch dadurch verbessern, daß man die hinter der Kröpfung 5 liegenden Federblattenden 11 auswalzt, so daß sie eine nach außen hin abnehmende Stärke erhalten, wie dies bei X und Y verdeutlicht ist. In diesem Fall wird der bei der hier in Rede stehenden Ausführungsform grundsätzlich erreichbare progressive Verlauf der Federkennlinie noch verstärkt.

Es ist verständlich, daß der Gegenstand der Erfindung nicht auf die beiden vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern innerhalb des durch die

ίο vorstehenden Ansprüche gegebenen Rahmens im Detail in verschiedener Hinsicht abgewandelt oder auch anders ausgeführt sein kann. Vor allem ist es möglich, und dies sei hier besonders hervorgehoben, für die verschiedenen, in der Praxis vorkommenden Fälle Kombinationen zur Anwendung zu bringen. Es können also sowohl die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 3 mit den verschieden großen tragenden Flächen 6 bis 8 untereinander in einem Federpaket kombiniert werden, wie es auch möglich ist, die Ausführungsform gemäß Fig.4 und 5 mit einer oder mehreren der Ausführungsmöglichkeiten gemäß F i g. 1 bis 3 in einem Federpaket kombiniert zu verwirklichen.
Es sei abschließend noch betont, daß die Erfindung mit Vorteil bei allen bekannten Federarten, also sowohl bei denen mit linearer Auswalzung als auch bei denen mit ganz oder teilweiser parabolischer Auswalzung der einzelnen Federblätter, zur Anwendung kommen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 bzw. in Betracht kommende Reibungsmaß festgelegt Patentansprüche: und damit eine Beeinflussung der Eigendämpfung der Gesamtfeder herbeigeführt werden, — Eine der-

1. Geschichtete Trapezfeder, insbesondere für artige geschichtete Trapezfeder ist jedoch für viele Lastkraftfahrzeuge und Anhänger, bei der einzel- 5 praktisch vorkommenden Anwendungsfälle, insbene Blattfederenden zur Beeinflussung der Eigen- sondere für Lastkraftwagen und Anhänger, nicht gedämpfung herangezogen sind, dadurch ge- eignet, da zwischen den einzelnen aneinanderliegenkennzeichnet, daß jeweils eine durch eine den Federblättern im längeren Fahrbetrieb funk-Kröpfung (5) des Federblattendes gebildete tra- tionsstörende Verschmutzung und Reibkorrosion gende Fläche zur Anlage jeweils am benachbar- io auftritt. Außerdem läßt sich bei dieser bekannten ten Federblatt (2) kommt und mit je einer im Be- Trapezfeder die dort mittels der Dicke der Gummireich der Einspannung (3) vorgesehenen Zwi- elemente od. dgl. beeinflußbare Eigendämpfung im schenlage (4) einen Luftspalt (9) zwischen be- Betrieb nicht über einen längeren Zeitraum aufnachbarten Federblättera (2) erzeugt. rechterhalten, da die Gummielemente notwendig

2. Geschichtete Trapezfeder nach Anspruch 1, 15 einem Verschleiß unterliegen und entweder häufig dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kröp- ausgewechselt werden müssen oder zu einer unkonfungen (5) gebildeten tragenden Flächen (6, 7, 8) trollierten Veränderung der Eigendämpfung und unterschiedliche Länge und damit Größe aufwei- Federcharakteristik der Gesamtfeder führen.

sen und auch bei unterschiedlicher Belastung eine Zur Erfüllung der Forderung nach einer sogenann-

in der vorgegebenen Größe gleichbleibende und ao ten reibungs- bzw. wartungsarmen Feder sind bereits

plane Auflagefläche am darüberliegenden Feder- mehrblättrige Blattfederpakete bekannt, die aus para-

blatt bilden. bolisch gewalzten und etwa gleich langen Federblät-

3. Geschichtete Trapezfeder nach Anspruch 1, tern bestehen, die als sogenannte Einblattfedern dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kröp- (Träger gleicher Biegefestigkeit) ausgeführt und im fungen (5) gebildeten tragenden Flächen (10) 25 Abstand voneinander gehalten sind, so daß zwischen eine variable, mit zunehmender Belastung sich den Federblättern jeweils ein Luftspalt gebildet ist vergrößernde Auflagefläche am darüberliegenden und erhalten bleibt. Erreicht wird dieser Luftspalt Federblatt bilden und die ganze Auflagefläche bei diesen bisher bekannten Federn zumeist dadurch, erst bei Vollast wirksam ist. daß an den Enden der einzelnen Federblätter Ab-

4. Geschichtete Trapezfeder nach Anspruch 3, 30 Standshalter befestigt werden, deren Dicke dann die dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (11) der Stärke des Luftspalts zwischen den Federblättern be-Einzelblätter (2) hinter den Kröpfungen (5) aus- stimmen (z. B. deutsche Auslegeschrift 1 208 559). gewalzt sind und eine nach außen abnehmende Der Luftspalt vermeidet dabei die Reibkorrosion Stärke aufweisen. zwischen den einzelnen Federblättern, läßt keine im

35 längeren Fahrbetrieb funktionsstörende Verschmutzung eintreten und macht eine Oberflächenbehandlung der Einzelblätter durch Kugelstrahlen sinnvoll.

Andererseits sind derartige Federpakete mit parabolisch gewalzten Federblättern und Abstandhaltern 40 verhältnismäßig teuer und aufwendig in der Herstellung. Sie erfordern überdies in der Regel zusätzlich

Die Erfindung betrifft eine geschichtete Trapezfe- den Einbau von Stoßdämpfern und Stabilisatoren, der, insbesondere für Lastkraftfahrzeuge und Anhän- Ein besonderes Problem bei diesen häufig kurz auch ger. nur als Parabelfedern bezeichneten Federn besteht

Aufgabe der Erfindung ist es, eine geschichtete 45 darin, daß eine Reparatur, z.B. das Auswechseln Trapezfeder so auszuführen, daß durch die Gestal- eines gebrochenen Federblattes, nicht möglich ist.
tung der einzelnen Federblattenden für die Gesamtfe- Es ist schließlich von geschichteten Trapezfedern

der eine bestimmbare Eigendämpfung erreicht wird, her bekannt, diese an den Enden der einzelnen Federdie sich im Betrieb über einen längeren Zeitraum we- blätter mit punkt- oder wulstförmigen Erhöhungen zu nig ändert. 50 versehen, um so eine diskrete Abstützung der einzel-

Es ist bereits eine geschichtete Trapezfeder be- nen Federblätter mit ihren Enden aneinander zu erkannt, bei der die Enden der aneinanderliegenden reichen; hierdurch soll bei den im übrigen aneinan-Federblätter nach unten bzw. außen abgekröpft sind, derliegenden Federblättern eine Verschiebung der um Vertiefungen oder Kammern zur Aufnahme fe- Druckpunkte zur Mitte des Federpakets hin und dadernd elastischer Einsätze aus Gummi öder ähnli- 55 mit eine Verringerung der tragenden Längen der chem elastischem Material zu bilden (USA.-Patent- Federblätter vermieden werden, um so die tatsächlischrift 2 199 381). Hierdurch soll eine Beeinflussung ehe Tragfähigkeit der Gesamtfeder im theoretisch des Maßes der Reibung zwischen den einzelnen, an- errechneten Bereich zu halten und damit einer Vereinanderliegenden Federblättern erreicht werden, kürzung der Lebensdauer durch Überlastung vorzu- und zwar über die Dicke der jeweils in die Vertiefun- 60 beugen (britische Patentschrift 148 807). Eine begen bzw. Kammern eingesetzten Gummielemente. stimmbare Eigendämpfung der Gesamtfeder wird Damit wird es möglich, entweder eine übermäßige hiermit weder erreicht noch beabsichtigt.
Reibung zwischen den einzelnen Federblättern aus- Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe

zuschließen oder ein bestimmtes Reibungsmaß auf- zeichnet sich die nach der Erfindung vorgesehene gerechtzuerhalten, welches die Biegewirkung der Ge- 65 schichtete Trapezfeder dadurch aus, daß jeweils eine samtfeder unterstützt und damit als eine Art Stoß- durch eine Kröpfung des Federblattendes gebildete dämpfer wirkt. Durch geeignete Wahl der Dicke des tragende Fläche zur Anlage am jeweils benachbarten Gummielementes kann somit das jeweils gewünschte Federblatt kommt und mit je einer im Bereich der