DE3105383A1

DE3105383A1 - "federung fuer fahrzeuge"

Info

Publication number: DE3105383A1
Application number: DE19813105383
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Timinszky
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-02-14
Filing date: 1981-02-14
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE3105383C2

Description

"Federung für Fahrzeuge"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Federung ftir Fahrzeuge, besonders für Kraftfahrzeuge, mit Blattfederpaketen, von denen jeweils mindestens ein FUhrungsblatt am Fahrzeugrahmen gelagert ist, an dem ferner Abwälzflächen zur Verkürzung der wirksamen Federlänge bei zunehmender Federbelastung angeordnet sind. Eine solche Verkürzung der wirksamen Federlänge ergibt eine progressive Federkennlinie, bei der sich die Federhärte dem jeweiligen Belastungszustand selbsttätig anpaßt.
Bei einer bekannten derartigen Federung (DE-AS 1 270 963) kann sich ein Ende des Führungsblattes auf einer konvex gewölbten Fläche abwälzen. Um eine erwünschte zusätzliche progressive Wirkung zu erzielen, weist das Federpaket dieser Ausführung noch zusätzliche ebene oder weniger gekrümmte Federblätter auf, die normalerweise wirkungslos sind und die erst bei sehr starkem Einfedern zur Wirkung kommen. Dies bedingt einen verhältnismäßig hohen Aufwand an Federblättern, die das Gewicht des Federpaketes anheben. Neben dem höheren Preis hat dies vor allem den Nachteil einer erhöhten Beanspruchung des FUhrungsblattes, das neben der vertikalen Belastung durch das Fahrzeuggewicht, die Zuladung, die Fahrbahnstöße und die von der Kurvenfahrt herrührende Querneigung noch durch die im wesentlichen horizontal wirkenden Massenkräfte, die beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeuges auftreten, zusätzlich belastet ist. Bei der verhältnismäßig großen Erstreckung des Führungsblattes können Belastungsspitzen zu dessen Bruch führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine progressiv wirkende Federung zu schaffen, die bei hoher Sicherheit mit verhältnismäßig wenigen Federblättern auskommt. Dies geschieht erfindungsgemäß durch mindestens ein unterhalb des Fthrungsblattes jedes Blattfederpaketes angeordnetes Federblatt größerer Breite, das im Verlauf stärkeren Einfederns mit seinen beiden über das Führungsblatt hinausstehenden Randstreifen an außerhalb des Bewegungsbereiches des Führungsblattes angeordneten Abwälzflächen zur Anlage kommt. Dabei arbeiten, im Gegensatz zu einer Anordnung mit nur zeitweise arbeitenden Zusatzfedern, stets alle Federn des Federpaketes von der geringsten bis zur höchsten Belastung. Daneben führt bei größerer Belastung die Abstützung des unterhalb des Fthrungsblattes angeordneten Federblattes an den Abwälzflächen zu einer wesentlichen Entlastung der besonders gefährdeten Führungsfeder. Neben der damit verbundenen erhöhten Sicherheit läßt sich das Federpaket leichter, d.h. mit weniger F.derblättern, ausführen.
Sollte es doch einmal zu einem Bruch des Führungsblattes kommen, so fängt das unter dieser liegende Federblatt größerer Breite durch Anlage an den Abwälzflächen die Last in jedem Fall auf, so daß größere Schäden bis zum Austausch des Führungsblattes ausbleiben.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Federung zwei beiderseits der Mitte eines Blattfederpaketes in etwa gleichen Abstand von dieser angeordnete Abwälzflächenpaare, von denen je eine Abwälzfläche auf jeder Seite des Bewegungsbereiches des Führungsblattes liegt, und die an den Stirnseiten von am Fahrzeugrahmen befestigten Stützen angeordnet sind. Eine solche Anordnung ermöglicht ein gleichmäßiges, der Biegelinie des Führungsblattes entsprechendes Anschmiegen desselben an den Abwälzflächen. Die Federung des Fahrzeuges wird dadurch verbessert und das Führungsblatt geschont.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist im Bereich der Abwälzflächen am Fahrzeugrahmen ein elastischer Formkörper angeordnet, an dem das Führungsblatt im Verlauf starken Einfederns.zunehmend zur Anlage kommt. Durch diese Maßnahme wird das zwischen den Stützen durchfedernde Führungsblatt bei sehr starker Belastung durch einfache und leichte Mittel weich rund damit schonend aufgefangen, wobei die Federkennlinie in erwünschter Weise einen zusätzlich progressiven Verlauf erhält. Ein Ausknicken des Führungsblattes wird durch den Formkörper vermieden, was eine wesentliche Erhöhung der Sicherheit der Federung mit sich bringt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein an einem Kraftfahrzeugrahmen gelagertes Blattfederpaket in schematischer Darstellung, Fig. 2 dieses Federpaket in leicht durchgefedertem Zustand, Fig. 3 dieses Federpaket in stärker durchgefedertem Zustand, wobei jeweils nur eine Hälfte dargestellt'ist, Fig. 4 einen Schnitt durch die Federung nach der Linie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt durch die Federung nach der Linie V-V der Fig. 3 und Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Anschlag für das FGhrungsblatt eines Blattfederpaketes.
In Fig. 1 ist der teilweise dargestellte Rahmen eines Lastkraftwagens mit 11 bezeichnet. Die beiden Enden einer Achse 12 des Lastkraftwagens sind jeweils an einem'Blattfederpaket 13 befestigt, das am Rahmen 11 gelagert ist.
Das Federpaket 13 besteht aus einem Führungsblatt 14 und aus einem weiteren Federblatt 15, die aneinander anliegen.
Eine S.chraubverbindung 16 zwischen zwei Förmigen Bügeln 17 und einer Platte 18 hält das Federpaket 13 in dessen Mitte zusammen und dient der Befestigung der Achse 12 am Federpaket 13.
Das Führungsblatt 14 weist an seinen beiden Enden Federaugen 19 auf, die Bolzen 20 umgreifen, die an einem Federbock 21 bzw. an einer an einem Federbock 22 aufgehängten Lasche 23 befestigt sind. Die Federböcke 21 und 22 sind am Rahmen 11 angeschweißt. Das Federblatt 15 hat eine größere Breite als das Führungsblatt 14, so daß an beiden Seiten ein Randstreifen 24 übersteht.
Beiderseits der Mitte eines Federnaketes 13 sind in gleichem-Abstand von dieser am Rahmen 11 Stützennaare 25 angeschraubt, die jeweils aus Stützen 26 bestehen, deren Stirnseiten als Abwälzflächen 27 ausgebildet sind.. Die Stützen 26 jedes Stützennaares 25 sind beiderseits des Bewegungsbereiches des Führungsblattes 14 angeordnet, so daß dieses bei Belastung zwischen den Stützen 26 durchfedern kann. Der Abstand der Innenseiten 28 der Stützen 26 jedes Stützennaares 25 ist also etwas größer als die Breite des Führungsblattes 14, während der Abstand der Außenseiten 29 der Breite des Federblattes 15 entspricht. Dadurch kommen bei stärkerem Einfedern des Federnaketes 13 die über das Führungsblatt 14 seitlich hinausstehenden Randstreifen 24 des Federblattes 15 zur Anlage an den Abwälzflächen 27.
Die vier Abwälzflächen 27 sind eben und so geneigt, daß sie gegen die Mitte des Federnaketes 13 hin ansteigen.
Die quer zum Federpaket 13 liegenden Ränder 30 der Abwälzflächen 27 sind abgerundet, so daß Beschädigungen des'Federblattes 15 durch scharfe Kanten vermieden werden.
Die Abwälzflächen 27 können statt eben in ihrer Längserstreckung je nach der gewünschten Federkennlinie auch konkav gewölbt sein. Sie können eine größere oder kleinere Längserstreckung aufweisen und mehr gegen die Mitte oder mehr gegen die Enden des Federpaketea 13 zuangeordnet sein.
Das Federpaket 13 nimmt im unbelasteten oder bereits belasteten Zustand des Lastkraftwagens etwa die in Fig. 1 gezeigte Stellung ein, in der keine Berührung mit den Abwälzflächen 27 stattfindet.
Bei wachsender Belastung, beispielsweise durch Erhöhung der Zuladung des Lastkraftwagens, kommen die Randstreifen 24 des Federblattes 15. an den Abwälzflächen 27 zur Anlage, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei taucht das FUhrungsblatt 14 mit seitlichem Spiel in den Raum zwischen den Stützen 26 der Stützenpaare 25 ein.
Bei einem weiteren Anstieg der Belastung des Federpaketes 13 wälzt sich das Federblatt 15 mit seinen beiden Randstreifen 24 auf den Abwälzflächen 27 der beiden Stützenpaare 25 ab, wobei das Führungsblatt 14 zwischen den Stützen 26 weiter durchfedert und sich dabei von den Enden 31 des Federblattes 15 etwas abhebt, wie Fig. 3 zeigt.
Beim AbwHlzen des Federblattes 15 verkürzt sich dessen wirksame Federlänge, wodurch sich die Federung versteift und eine progressive Federkennlinie entsteht, die eine gewünschte konstante Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaues bei allen Belastungen ermöglicht.
Das in Fig. 6 im Längsschnitt dargestellte Stützennaar 32 mit Abwälzflächen 27 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau demjenigen des vorangehenden Beismieles. Abweichend von diesem sind die Stützen 33 jedoch durch einen Steg 34 miteinander verbunden, der am Rahmen 11 eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Zwischen den Stützen 33 ist-als Anschlag für das Führungsblatt 14 des Federnaketes 13 ein elastischer Formkörper 35 aus Gummi angeschraubt, der gegenüber den Abwälzflächen 27 etwas zurücksteht. Der Formkörper 35 hat eine orismatische Gestalt mit vier Seitenflächen 36, 37, 38 und 39 sowie zwei Stirnflächen, die in der Zeichnung nicht sichtbar sind. Zwischen den Innenseiten 40 der Stützen 33 und den zu diesen narallelen Stirnseiten des Formkörners 35 sind schmale Zwischenräume.
Die zum Rahmen 11 parallele Seitenfläche 36 des Formkörners 35 liegt am Boden einer rechteckigen Vertiefung 41 im Steg 34 an. Die Ebene der dem Führungsblatt 14 gegenüberliegenden Seitenfläche 38 bildet mit dem Rahmen 11 so einen spitzen Winkel, daß das Volumen des Formkörers 35 gegen die Mitte des Federnaketes 13 zunimmt. Die Seitenfläche 38 des Formkörpers 35 wird durch eine elastische Platte 42 aus Metall abgedeckt, die an einem an den Stützen 33 angeordneten Gelenk 43 schwenkbar gelagert und mit der Seitenfläche 38 des Formkörpers 35, beisnielswiese durch Kleben, verbunden ist.
Bei hoher Belastung federt das Führungsblatt 14 soweit durch, daß es den Formkörper 35 berührt. Ein Ausknicken des Führungsblattes 14 wird damit vermieden. Die besondere Gestalt der Formkörners 35, dessen Volumen gegen die Mitte des Feder,,aketes 13 zunimmt, führt bei steigender Belastung zu einem zunehmenden, der Biegelinie entsnrechenden.Anschmiegen des Führungsblattes 14 an den Formkörper 35.
Die damit verbundene fortschreitende Verformung führt zu einer ständigen Versteifung des Formkörners 35. Dieser trägt damit zu einem erwünschten zusätzlich nrogressiven Verlauf der Federkennlinie bei. Die mit steigender Belastung sich vergrößernde Berührungsfläche zwischen dem Führungsblatt 14 und der Seitenfläche 38 des Formkörpers 35 verhindert ein gleichzeitiges Anwachsen der Flächenbelåstung und entlastet dadurch das weit durchgefederte Führungsblatt 14 im Bereich seiner stärksten Beansoruchung.
Die elastische Platte 42, die den Formkörper 35 abdeckt, schützt diesen vor Beschädigungen und erleichtert ein Gleiten des Führungsblattes 14 bei dessen zunehmender Anlage am Formkörper 35. Die in der Zeichnung in ihrer Ausgangslage A dargestellte Platte 42, in der das Führungsblatt 14 diese noch nicht berührt, nimmt bei maximaler Belastung die angedeutete Stellung B ein, in der der Formkörper 35 am stärksten verformt ist.
Statt eines massiven Formkörper kann auch ein mit einem oder mehreren Hohlräumen versehener Formkörper verwendet werden. Durch die Verwendung von Längslöchern beim Anschrauben des Formkörners ergibt sich die Möglichkeit einer nachträglichen Annassung an das Führungsblatt durch eine Längsverschiebung des Formkörners gegenüber dem Federnaket. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die leichte Auswechselbarkeit des Formkörners, beisnielsweise gegen einen anders gestalteten, härteren Formkörner.

Claims

Ansprüche Federung für Fahrzeuge, besonders für Kraftfahrzeuge, mit Blattfederpaketen, von denen jeweils mindestens ein Führungsblatt am Fahrzeugrahmen gelagert ist, an dem ferner Abwälzflächen zur Verkürzung der wirksamen Federlänge bei zunehmender Federbelastung angeordnet sind, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens ein unterhalb des Führungsblattes (14) jedes Blattfederpaketes (13) angeordnetes Federblatt (15) größerer Breite, das im Verlauf stärkeren Einfederns mit seinen beiden über das Führungsblatt (14) hinausstehenden Randstreifen (24) an außerhalb des Bewegungsbereiches des Führungsblattes (14) angeordneten Abwälzflächen (27) zur Anlage kommt.
2. Federung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h zwei beiderseits der Mitte eines Blattfederpaketes (13) in etwa gleichem Abstand von dieser angeordnete Abwälzflächenpaare (27), von denen je eine Abwälzfläche (27) auf jeder Seite des Bewegungsbereiches des Führungsblattes (14) liegt, und die an den Stirnseiten von am Fahrzeugrahmen (11) befestigten Stützen (26) angeordnet sind.
3. Federung nach Anspruch i oder Anspruch 2, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen im Bereich der Abwälzflächen (27) am Fahrzeugrahmen (ii) angeordneten elastischen Formkörner (35), an dem das Führungsblatt (14) im Verlauf starken Einfederns zunehmend zur Anlage kommt.
4. Federung nach Anspruch 2 und Anspruch 3, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h je einen elastischen Formkörper (35), der zwischen den Stützen (33) jedes Abwälzflächennaares (27) angeordnet ist.
5. Federung nach Anspruch 3 oder Aspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der elastische Formkörner (35) im wesentlichen eine nrismatische Gestalt.

aufweist, wobei eine Seitenfläche (36) narallel zum Fahrzeugrahmen (li) angeordnet ist und die Ebene der dem Führungsblatt (i4) gegenüberliegenden Seitenfläche (38) so mit dem Fahrzeugrahmen (11) einen snitzen Winkel bildet, daß das Volumen des Formkörners (35) gegen die Mitte des Federnaketes (13) zunimmt.
6. Federung nach einem oder mehreren der Ansnrüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der eiastische'Formkö.rner (35) gegenüber dem Führungsblatt (14) durch eine an einem Gelenk (43)gelagerte Platte (42) abgedeckt ist.