DE2316311A1

DE2316311A1 - UNSYMMETRIC LEAF SPRING

Info

Publication number: DE2316311A1
Application number: DE19732316311
Authority: DE
Inventors: Dieter Helwig; Erich Tausend
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1973-03-31
Filing date: 1973-03-31
Publication date: 1974-10-17

Description

Unsymmetrische Blattfeder Die Erfindung betrifft eine Blattfeder mit verschieden langen Federarmen zwischen Einspannstelle und Federenden. Asymmetrical leaf spring The invention relates to a leaf spring with spring arms of different lengths between the clamping point and the spring ends.

Blattfedern werden an Fahrzeugen zur elastischen Abstützung des Fahrzeugaufbaues bzw. des Fahrzeugrahmens gegenüber dem Fahrwerk verwendet Im allgemeinen sind diese Blattfedern symmetrisch ausgeblldet, da eine solche Blattfeder in der Herstellung wirtschaftlich ist und außerdem ihr Betriebsverhalten am Fahrzeug ohne weiteres zu erkennen ist. In manchen Fällen ist jedoch der Einbau von unsymmetrischen Blattfedern nicht zu vermeiden. Eine solche Feder hat als Fahrzeugfeder den Nachteil, daß bei Ein-und Ausfedervorgangen die an der Einspannstelle hefetigte angetriebene oder nicht angetriebene Fahrzeugachse Drehbewegungen um ihre Längsmittelachse ausführt, die nachteilig auf die Gelenke der Kardanwelle wirken und außerdem eine zusätzliche -gleichförmigkeit im Antrieb ergeben. Die Verwendung einer solchen Feder an der Lenkachse eines Fahrzeuges ergibt bei Federbewegungen eine Veränderung der Lenkkinematik, die ein Eigenlenkverhalten der Vorderräder mit sich bringt.Leaf springs are used on vehicles for elastic support of the vehicle body or the vehicle frame compared to the chassis. In general, these are used Leaf springs designed symmetrically, as such a leaf spring is in production is economical and, moreover, its operating behavior on the vehicle is straightforward can be seen. In some cases, however, the installation of asymmetrical leaf springs is necessary can not be avoided. Such a spring has the disadvantage as a vehicle spring that at Spring compression and rebound processes are driven or attached to the clamping point the non-driven vehicle axle rotates around its central longitudinal axis, which have a detrimental effect on the joints of the cardan shaft and also an additional one - result in uniformity in the drive. The use of such a spring on the The steering axis of a vehicle results in a change in the steering kinematics when the spring moves, which brings about a self-steering behavior of the front wheels.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteElt darin, die unsymmetrische Blattfeder so zu verbessern, daß ihre Nachteile als Fahrzeugfeder vermieden werden.The object of the invention is to find the unbalanced To improve leaf springs so that their disadvantages as a vehicle spring are avoided.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der längere Federarm der Blattfeder einen gegenüber dem kürzeren -Federarm um so größeren Querschnitt hat, daß beide Federarme die gleichen Federkonstanten aufweisen.The object is achieved according to the invention in that the longer spring arm the leaf spring has a cross-section that is all the greater than that of the shorter spring arm has that both spring arms have the same spring constants.

Die erfindungsgemäße Ausführung der unsymmetrischen Blattfeder hat den Vorteil, daß die Einspannstelle der Blattfeder, die identisch mit der Befestigungsstelle der Fahrzeugachse ist, innerhalb des Federungsweges keine Drehbewegungen mehr ausführt.The inventive design of the asymmetrical leaf spring has the advantage that the clamping point of the leaf spring is identical to the fastening point the vehicle axle, no longer performs any rotary movements within the suspension travel.

Dieser Vorteil wurde dadurch erreicht, daß durch die unterschiedlichen Querschnitte der Federarme im längeren Federarm die Federkonstante so erhöht rurde, daß nunmehr die maximale Durchbiergung der Feder in der Ebene der Einspannstelle liegt.This advantage was achieved by the fact that the different Cross-sections of the spring arms in the longer spring arm the spring constant rurde increased, that now the maximum deflection of the spring in the plane of the clamping point lies.

Zweckmäßig wird die Uueschittserhlung dadurcji erreicht, daß der längere Federarm zusätzliche Federblatter aufweist, die von der gemeinsamen Einspannstelle in Richtung des längeren Federarms liegen.The Uueschittserhlung dadurcji is expediently achieved that the longer one Spring arm has additional spring leaves, which are from the common clamping point lie in the direction of the longer spring arm.

Für die konstruktive Gestaltung der Blattfeder ist es vorteilhaft, wenn die zusätzlichen Federblätter des längeren Federarms unter den gemeinsamen Federblättern beider Federarme angeordnet sind, die zusammen mit den Federblättern des längeren Federarms an gleichmäßig abgestuftes Federpaket bilden.For the structural design of the leaf spring, it is advantageous to when the additional spring leaves of the longer spring arm under the joint Spring leaves of both spring arms are arranged together with the spring leaves of the longer spring arm to form an evenly graduated spring package.

Anstelle der zusätzlichen Federblätter besteht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Möglichkeit, daß an der Unterseite des längeren Federarm eine Zusatzfeder anliegt, die an der Einspannstelle mit den anderen Federblättern verbunden ist.Instead of the additional spring leaves, there is a further embodiment the invention the possibility that on the underside of the longer spring arm a Additional spring rests, which is connected to the other spring leaves at the clamping point is.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 in der Seitenansicht die bekannte Ausführung einer unsymmetrischen Blattfeder, Fig. 2 in der Seitenansicht die erfindungsgemäi unsymmetrische Blattfeder, Fig. 3 in der Seitenansicht eine unsymmetrische Blattfeder mit einer am Federpaket des längeren Federarms anliegenden Zusatzfeder.Two exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown. 1 shows the known embodiment of a side view asymmetrical leaf spring, FIG. 2 shows the asymmetrical leaf spring according to the invention in a side view Leaf spring, Fig. 3 in the side view of an asymmetrical leaf spring with a Additional spring resting on the spring assembly of the longer spring arm.

Eine unsymmetrische Blattfeder 1 ist mit ihrer Einspannstelle 2 vom Federende 3 und vom Federende 4 ungleich weit entfernt, so daß sich zwischen Einspannstelle 2 und Federende 3 ein langer Federarm 5 und zwischen Einspannstelle 2 und Federende 4 ein kurzer Federarm 6 ergibt. Die Einspannstelle 2 entspricht derjenigen Stelle, an der die Feder mit der Fahrzeugachse verbunden ist. Die Federenden 3 und 4 sind meistens als Federallyen ausgebildet und dienen zur Befestigung der Blattfeder am Fahrzeugaufhau bzw. Fahrzeugrahmen.An asymmetrical leaf spring 1 is with its clamping point 2 from Spring end 3 and from the spring end 4 unequal distance away, so that between the clamping point 2 and spring end 3 a long spring arm 5 and between the clamping point 2 and the spring end 4 results in a short spring arm 6. The clamping point 2 corresponds to the point where the spring is connected to the vehicle axle. The spring ends 3 and 4 are mostly designed as Federallyen and are used to attach the leaf spring to the Vehicle body or vehicle frame.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die bekannte unsymmetrische Blattfeder eine Biegelinie 7 auf, aus deren Verlauf zu erkennen ist, daß die maximale Durchbiegung der Feder im Bereich des langen Fehe^armes 5 zwischen dem Federende 3 und der Einspannstelle 2 liegt. Diese Lage der maximalen Durchbiegung führt dazu, daß eirle in der Ebene der Einspannstelle 2 an die Biegelinie angelegte Tangente mit der Längsmittelgeraden der Blattfeder 1 einen Winkel o( einschließt. Dieser Winkel 0( bewirkt, daß bei Ein- und Ausfedervorgängen die Achse 8 Drehbewegungen um ihre Längsmittelachse ausführt.As Fig. 1 shows, the known asymmetrical leaf spring has a Bending line 7, from the course of which it can be seen that the maximum deflection the spring in the area of the long Fehe ^ arm 5 between the spring end 3 and the clamping point 2 lies. This position of maximum deflection leads to the fact that eirle in the plane the clamping point 2 applied to the bending line tangent with the longitudinal center line of leaf spring 1 includes an angle o (. This angle 0 (has the effect that at Compression and rebound processes, the axis executes 8 rotary movements about its longitudinal center axis.

Gemäß den Fig. 2 und 3 werden diese Drehbewegungen dadurch verhindert, daß der Querschnitt des langen Federarms 5 gegenüber dem kurzen Feder arm 6 größer ist. Der größere Querschnitt des Federarnes 5 wird durch zusätzliche Federblätter 9 oder durch eine Zusatzfeder 10, die z.B. als Federhebel ausgebildet ist, gemäß Fig. 3 erreicht. Die Federblätter 9 des längeren Federarmes 5 sind unter den gemeinsamen Federblättern beider Federarme angeordnet und erstrecken sich von der Einspannstelle 2 in Richtung des längeren Federarmes, wobei die zusätzlichen Federblätter 9 mit den Federblättern des langen Federarmes 5 ein gleichmäßig abgestuftes Fcderpaket bilden. Die Zusatzfeder 10 (Fig. 3) ist an der Einspannstelle 2 mit den anderen Fed-erblättern der Blattfeder 1 verbunden.According to FIGS. 2 and 3, these rotational movements are prevented by that the cross section of the long spring arm 5 compared to the short spring arm 6 is greater is. The larger cross-section of the spring thread 5 is made possible by additional spring leaves 9 or by an additional spring 10, which is designed, for example, as a spring lever, according to Fig. 3 reached. The spring leaves 9 of the longer spring arm 5 are among the common Arranged spring leaves of both spring arms and extend from the clamping point 2 in the direction of the longer spring arm, the additional spring leaves 9 with the spring leaves of the long spring arm 5 a uniformly graduated Fcderpaket form. The additional spring 10 (Fig. 3) is at the clamping point 2 with the others Fed-erbliegen the leaf spring 1 connected.

Die zusätzlichen Blattfedern 9 und der Federhebel 10 vergrößern den Querschnitt des längeren Federarmes 5 und verändern somit die Federkonstante des Federarmes 5 in der Weise, die durch die Querschnittsvergrößerung in beiden Federarmen 5, 6 dieselben Federkonstanten vorhanden sind. Hierdurch wird der Verlauf der Biegelinie (Fig. 2) so geändert, daß die maximale Durchbiegung der Feder in der Ebene der Einspannteile 2 licht. Die in der Einspannebene an die Biegelinie 11 angelegte Tangente verläuft parallel zur Federlängsachse, so daß keine Drehbewegungen der Achse 8 bei Federvorgängen auftreten. Eine vollkommene Aufhebung der Drehbewegung bei einer unsymmetrischen Blattfeder wird erreicht, wenn folgende Bedingung erfüllt ist: Es bedeuten dabei 1a das Trägheitsmoment des Federquerschnitts vom längerer. Federarm 5 und 1b das Trägheitsmoment des Federquerschnitts vom kürzeren Federarm 6 an der Einspann»telle 2, der Faktor des Abstufungsverhältnisses der Feder und a, b die Längen der Federarme.The additional leaf springs 9 and the spring lever 10 increase the cross section of the longer spring arm 5 and thus change the spring constant of the spring arm 5 in such a way that the same spring constants are present in both spring arms 5, 6 due to the cross-sectional enlargement. As a result, the course of the bending line (Fig. 2) is changed so that the maximum deflection of the spring in the plane of the clamping parts 2 is light. The tangent applied to the bending line 11 in the clamping plane runs parallel to the longitudinal axis of the spring, so that no rotational movements of the axis 8 occur during spring operations. A complete cancellation of the rotary movement with an asymmetrical leaf spring is achieved if the following condition is met: It means 1a is the moment of inertia of the spring cross-section of the longer one. Spring arm 5 and 1b the moment of inertia of the spring cross-section of the shorter spring arm 6 at the clamping point 2, the factor of the gradation ratio of the spring and a, b the lengths of the spring arms.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Leaf spring with spring arms of different lengths between the clamping point and the Pederenden, which shows that the longer spring arm (5) has a cross-section that is larger than that of the shorter spring arm (6) that both spring arms (5, 6) have the same spring constants.

2. Leaf spring according to claim 1, characterized in that the longer Spring arm (5) has additional spring leaves (9), which from the common clamping point (2) lie in the direction of the longer spring arm.

3. Leaf spring according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the additional spring leaves (9) of the longer spring arm (5) under the common Spring leaves of both spring arms (5, 6) are arranged, which together with the spring leaves of the longer spring arm (5) form an evenly graduated spring package

4. Leaf spring according to one of claims 1 to 4, dadurcii characterized in that on the underside of the longer spring arm (5) an additional spring (10) is arranged, which at the clamping point (2) connected to the other spring leaves @t.