DE397355C - Einrichtung zur Regelung der Biegsamkeit von Blattfedern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN

Ai 2*"JUNS1924

REICH S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 397355 KLASSE 47a GRUPPE 17

(H₉₄I₇I

Maurice Houdaille in Levallois-Perret, Seine, Frankr.

Einrichtung zur Regelung der Biegsamkeit von Blattfedern.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Juli 1923 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldungen in Frankreich vom 14. November 1922 und 24. Mai 1923 beansprucht.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung der Biegsamkeit von Blattfedern. Um die folgenden Ausführungen verständlicher zu machen, soll zunächst eine Blattfeder betrachtet werden, die in einer

elastischen Aufhängung für Fahrzeuge benutzt wird und mit ihrem mittleren dicken Teil an der Achse befestigt ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Eine Blattfeder der bezeichneten Art wird im

S97355

allgemeinen an der Achse mittels der Federform sich anpassender Unterlagen befestigt und durch Schuhe oder Doppellaschen zu einem Block zusammengepreßt. Die Feder ist also in ihrem mittleren Teile eingekapselt, eingespannt. Ein Körper ist eingespannt, wenn seine Fasern derart gehalten werden, daß sie auf einer gewissen Länge sich nicht elastisch verlängern oder zusammenziehen können. Dies ίο trifft ein, wenn die Fasern auf einer bestimmten Länge so stark aufeinandergepreßt werden, daß zwischen ihnen eine Reibung entsteht, die sich ihrer Formänderung entgegenstellt. Um die Einspannung zu .vermeiden, genügt es, die Fasern auf einem genügend beschränkten Querschnitt zusammenzupressen, damit die erzeugte Reibung die Verlängerung oder Zusammenziehung der Fasern nicht hindern kann. Eine in ihrem mittleren Teile eingespannte Feder wirkt ebenso wie zwei mit ihrem dicken Teile eingespannte Halbfedern, und zwar auf einer Länge, die wenig geringer ist als die Hälfte dieser betrachteten Feder. Die Biegsamkeit dieser letzteren ist deshalb merklich verringert. Um der Feder ihre ganze Biegsamkeit zu lassen, muß man die Einspannung vermeiden; andererseits muß die Befestigung der Feder an der Achse nichtsdestoweniger vollständig bleiben, d. h. es darf keine Ver-Schiebung zwischen der Achse und der Feder möglich sein. Um diese Bedingungen zu erfüllen, muß die Zahl der Befestigungsebenen mindestens gleich zwei sein.

Die Erfindung besteht zunächst in Mitteln, um die Feder auf der Achse oder auf jedem anderen starren Körper unter Weglassung der Einspannung zu befestigen. Diese Mittel kennzeichnen sich dadurch, daß die Feder auf zwei Flächen eines starren Körpers von möglichst geringer Breite aufruht, die angenähert zwei parallele Linien bilden. Die Befestigung der Feder erfolgt mittels Klammern oder Bänder, welche ebenfalls mit der Feder nur durch zwei Flächen von geringer Breite in Berührung stehen, wobei die Berührungsflächen der Feder mit der Achse die Grundlinien eines Trapezes oder Rechteckes bilden. Auf die Weise kann der mittlere Teil der Feder sich frei biegen, so daß die Feder ihre volle Biegsamkeit bewahrt. Innerhalb der Grenzen der Biegsamkeit kann man nach der vorliegenden Erfindung verschiedene Werte der Biegsamkeit erhalten, indem man der Formänderung des mittleren Teiles der Feder einen Widerstand entgegenstellt, der nach Belieben oder selbsttätig mit der Einbiegung der Feder veränderlich ist. Es ist sogar möglich, dem mittleren Teil der Feder eine Durchbiegung in umgekehrtem Sinne zu derjenigen zu geben, welche der Biegung der Feder unter der Einwirkung der Belastung und der von den Unebenheiten des Bodens herrührenden Stöße entsprechen würde. Man kann also die Biegsamkeit zwischen sehr weiten Grenzen ändern. Die Erfindung bezieht sicli auch auf die verschiedenen Einrichtungen, welche dies verwirklichen.

Auf der Zeichnung sind schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Abb. ι eine Ansicht der bekannten Anordnung,

Abb. 2 eine Art des Zusammenbaues gemäß der Erfindung,

Abb. 3 die Arbeitsweise der in Abb. 2 dargestellten Feder;

Abb. 4 bis 18 Ausführungsformen, welche die selbsttätige Regelung der Biegsamkeit in Abhängigkeit von der Durchbiegung der Feder ermöglichen.

Bei der bekannten, in Abb. 1 dargestellten Aufhängungsart ruht die Feder 1 auf der Achse 2 mittels eines Schuhes 3 auf, welcher sich ihrer Form anpaßt. Die Feder 1 wird auf der Achse 2 mittels Klammern oder Federbänder 4 festgeklemmt, die rittlings auf einer oberen Platte 5, die sich ebenfalls der Form der Feder 1 anpaßt, angeordnet sind. Die Federblätter sind zu einem Block derart zusammengefügt, daß die Feder in der Zone abcd keiner Formänderung unterworfen ist. Die Feder 1 ist in der Mitte eingespannt und fest gelagert und wirkt, wie schon gesagt, wie zwei Halbfedern.

Im Gegensatze hierzu ruht bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform die Feder 1 auf einem Schuh oder einer Unterlage 6, welche auf der Achse 2 aufliegt und zwei halbzylindrische Vorsprünge 7 und 8 hat, mit welchen die Feder 1 in tangentialer Berührung steht. Die Befestigungsklammern oder Bänder 9 und 10 haben ebenfalls einen halbzylindrischen Querschnitt in ihrem oberen Teile. Hiernach wird die Feder nur durch Flächen von sehr geringer Breite gehalten, die hinreichen, um eine dauerhafte Befestigung zu sichern, aber nicht geeignet sind, Formänderungen der Feder ι und insbesondere die relativen Gleitbewegungen der einzelnen Federblätter zu verhindern. Auf diese Weise wird die Biegsamkeit der Feder 1 gänzlich erhalten und bewahrt. Ein Sperrbolzen 11 vereinigt die Federblätter in ihrem mittleren Teile. Der Bolzen 11 wird mit seinem kugelartig ausgebildeten Ende in einer Aushöhlung 12 der Achse geführt; man kann aber auch andere Ausführungsformen vorsehen. Mittels dieser Einrichtungen kann man für Federn gleicher Länge eine größere Biegsamkeit schaffen als bei gewöhnlichen Aufhängungen und kürzere Federn benutzen für eine gleiche Biegsamkeit. Man kann den Schuh 6 mit seitlichen Vorsprüngen 13 ver-

sehen, welche die Amplitude der Schwingungen der Feder begrenzen, wenn letztere in Berührung mit den Vorsprüngen 13 kommt. Das tritt ein, wenn die Teile e, f und e^l, f¹ der Feder in Tätigkeit treten, d. h. wenn die Bieg-■samkeit bedeutend vermindert ist. Beim Rückprall üben die kürzeren Federblätter einen Druck auf die längeren Blätter aus, weil ihre Schwingungsdauer geringer ist als die der längeren Federblätter. Dieser Druck ruft eine Reibung der Federblätter aufeinander hervor, d. h. eine Bremsung ihrer Entspannung. Bei den gewöhnlichen Aufhängungen ist diese Bremsung nicht beträchtlich wegen der zentralen Einspannung, welche die relativen Verschiebungen der Federblätter begrenzt. Dagegen sind bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2 die relativen Verschiebungen der Federblätter viel größer, so daß die bei der Entspannung der Feder bewirkte Bremsung viel beträchtlicher ist. Die Vorsprünge 7 und 8 und die Klammern 9, 10 können jeden anderen Querschnitt haben, der zu demselben Ergebnis führt. Änderungen im Zusammenbau und in den Einzelheiten, sofern sie am Wesen und der Wirkungsweise nichts ändern, fallen nicht aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung. So kann z. B. der Abstand zwischen den Befestigungsflächen 7, 8 bzw. 9,10 von FaIi zu Fall geändert werden.

Abb. 3 zeigt, daß der mittlere Teil der Feder, wenn letztere, deren Gleichgewichtslage voll ausgezogen gezeichnet ist, sich in die punktiert gezeichnete Stellung durchbiegt oder über die durch die strich-punktierte Linie dargestellte Gleichgewichtslage hinaus sich entspannt, eine mit der Biegung der Feder veränderliche Durchbiegung in dem einen oder anderen Sinne annimmt. Man kann diese Durchbiegung durch Einspannen wie bei den bekannten Federn unterdrücken. Gemäß der Erfindung begrenzt man diese Durchbiegung oder, was vorzuziehen ist, man stellt ihr einen mit der Durchbiegung der Feder veränderliehen Widerstand entgegen.

In dem in Abb. 4 dargestellten Beispiel ist ein Hebel 14 mit seinem einen Ende in 15 an eine der Befestigungsklammern angelenkt und hat an seinem anderen Ende zwei Rollen · i6, 17, welche das Hauptfederblatt 18 zwischen sich einklemmen. Außerdem hat der Hebel 14 einen Schlitz 19, in welchem die Achse 20, abhängig oder fest mit einer die Feder umfassenden Klammer 21 verbunden, sich verschiebt. Einer bestimmten Biegung der Feder entspricht eine gleichsinnige Verschiebung der Achse 20, d. h. eine Durchbiegung des mittleren Teiles der Feder, entgegengesetzt derjenigen, welche der alleinigen Biegung der Feder zukommt, wie auch immer der Sinn derselben sei.

Man würde sich damit begnügen können, der Durchbiegung des mittleren Teiles der Feder einen Widerstand entgegenzusetzen, ohne ihr eine Durchbiegung im umgekehrten Sinne zu geben. In diesem Falle könnte die gelenkige Verbindung 15 auf der anderen Federklammer angeordnet werden. Das Gesetz für die Änderung der Biegsamkeit hängt von der Beziehung der Hebelarme (Abb. 5) zueinander ab.

Bei der Einrichtung nach Abb. 6 und 7 beeinflußt der Hi bei 14 eine Nockenscheibe 22, die sich auf die Feder 1 stützt und deren Form so bestimmt wird, daß die Biegsamkeit der Feder 1 mit der Durchbiegung sich vermindert. Man kann auch eine Nockenscheibe 22¹ derselben Art anordnen, welche auf den unteren Teil der Feder 1 wirkt. Nichtsdestoweniger bleibt die Feder 1 durch den Sperrbolzen 11 gehalten.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 8 ist eine Stange 23 durch ein Gelenk 24 mit der Feder verbunden und wirkt auf einen Keil 25, der sich zwischen einer Rolle 26 mit fester Achse und einer Rolle 27, deren Achse fest an der Feder sitzt, befindet. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie vorher. Man könnte auch einen Keil anordnen, der auf den unteren Teil der Feder wirkt.

Die Nockenscheiben 22, 22' gemäß Abb. 6 ■können auch gesteuert werden, wie in Abb. 9 dargestellt. Die Achsen 28 und 28¹ dieser Nockenscheiben 22, 22' sind fest mit den Hebeln 29 und 29' vereinigt, welche mittels angelenkter Stangen 30 und 30' mit dem Fahrzeuguntergestell 31 verbunden sind. Jede Auf- und Abbewegung des Fahrzeuguntergestells 31 ruft eine Drehung der Nockenscheiben 22, 22' hervor. .

Bei der Einrichtung nach Abb. 10 ist die Stange 32 im Punkte 33 gelenkig mit der Feder und im Punkte 34 mit einer Nockenscheibe 35, welche selbst in 36 an einen festen Punkt angelenkt ist, verbunden. Die Nockenscheibe 35* besitzt zwei geneigte Flächen 37 und 38, welche entsprechend der Spannung oder Entspannung der Feder auf die von der Feder abhängige Achse 39 einwirken. Die Wirkungsweise ist gleich der der vorhergehenden Ausführungsformen.

Anstatt selbsttätig die Änderungen des der Durchbiegung des mittleren Teiles der Feder entgegengesetzten Widerstandes zu steuern, kann dies auch auf andere Weise nach Belieben des Wageninhabers erfolgen.

Wie in Abb. 9 dargestellt, kann die gesamte Regelungseinrichtung in einem Gehäuse 40 eingeschlossen werden, das mit der Achse fest verbunden ist. Die von der Feder abhängige bzw. mit ihr verbundene Achse 41 ragt aus einem Schlitze 42 in dem Gehäuse 40 hervor,

der relative Verschiebungen des mittleren Teiles der Feder und der Achse ermöglicht. Durch dieses Mittel kann man wie bei vielen gebräuchlichen Wagen den Stoß durch die Fedem ausführen, da das Gehäuse 40 fest auf der Achse sitzt und seinen Stoß auf die Achse 41 überträgt.

Abb. 11 zeigt die Anwendung der in Abb. 6 dargestellten Einrichtung auf eine frei ausladende Feder. Hier ist die Feder 1 durch Laschen 47' an ihrem einen Ende mit dem Längsträger 31 verbunden. Die Feder nimmt die Last des Fahrzeuguntergestells durch zwei Rollen 43, 44 auf, die fest mit dem Fahrzeuguntergestell verbunden sind, und ruht auf Bändern 45, 46 oder auf Rollen 53 (Abb. 14) auf, welche die Bänder 45, 46 ersetzen können. An dem anderen Ende der Feder 1 sind Hebel 47 und 48 angelenkt, und zwar mittels Achsen, die sich in Nuten eines mit der Brücke oder der Achse fest verbundenen Teiles verschieben. Auch die Hebel 47, 48 können Nuten haben und die Achsen fest an der Brücke sitzen. Auch kann man eine Einrichtung mit Seitenbacken oder Gabel vorsehen oder jedes andere System, das die Bewegungen der Brücke oder der Achse ermöglicht. Jeder Hebel 47 und 48 ist in 49 bzw. 50 an eine Platte 51, die fest mit dem Längsträger 31 verbunden ist, angelenkt und trägt eine Nockenscheibe 52. Letztere sind derart angeordnet, daß sie auf den mittleren Teil der Feder einwirken. Im Falle eines Stoßes oder bei Uberbelastung hebt sich das mit dem hinteren Teile der Feder verbundene Rad an; der mittlere Teil der Feder ist bestrebt, sich zu senken, bis er auf die untere Nockenscheibe 52 trifft, welche unter Drehen in dem Maße, als das Rad sich anhebt, eine Durchbiegung des mittleren Teiles im entgegengesetzten Sinne zu der normalen Durchbiegung hervorruft, was die Biegsamkeit verringert. Bei der Rück- oder Gegenwirkung senkt sich das Rad, und der mittlere Teil der Feder kommt in Berührung mit der oberen Nockenscheibe 52, die sich auf die Feder 1 stützt und so den Rückprall begrenzt.

Man kann auch nur eine einzige Nockenscheibe benutzen. Der Stoß der Feder kann So ausgeführt werden durch Gegenwirkungsschubstangen oder dadurch, daß beispielsweise die Lasche 47' durch einen festen Punkt ersetzt wird oder durch einen fest mit der Feder verbundenen doppelten Zapfen 54 (Abb. 13), der in der Mitte der Feder angebracht ist und sich in einer Nut 55 der Platte 51 verschieben kann oder durch eine andere Kupplung.

Bei den in Abb. 15 bis 18 dargestellten

Ausführungsformen wird der veränderliche, den Durchbiegungen der Feder entgegengestellte Widerstand durch eine Hilfsfeder 45' gebildet, welche in Tätigkeit tritt, sobald die Durchbiegungen der Feder 1 eine gegebene Größe erreichen. Diese Hilfsfeder 45' kann außerdem den Entspannungen der Feder 1 entgegenwirken mit Hilfe einer mit Anschlägen versehenen Verbindung, welche allmählich im Sinne der Durchbiegung in Wirkung tritt. Die Feder 1 wird in den Beispielen gemäß Abb. 15 bis 18 als Hauptfeder bezeichnet. Sie ist mit der Unterlage der Achse 2 durch Laschen 10" verbunden, welche die Stützrollen 9' und 10' tragen. Gemäß der Erfindung wird die Feder 1 an zwei Stellen derart gehalten, daß ihre obere und untere Fläche in Berührung mit Flächen 10"' steht, welche parallelen Geraden vergleichbar sind. Den Laschen 10" können verschiedene Formen gegeben werden, vorausgesetzt, daß sie die obige Hauptbedingung erfüllen; ihre Ausführung ist kein Gegenstand der Erfindung. Zwischen den Rollen 9', 43 und 10', 44 werden in derselben Weise die Enden der Hilfsblattfeder 45' gehalten, deren eigene Gegen- oder Rückwirkungen gemäß der vor- ! liegenden Erfindung den Widerstand verwirkliehen, der die Regelung der Biegsamkeit der Hauptfeder 1 sichert. Diese Hilfsfeder 45' ist einfach (Abb. 15 und 17) oder doppelt (Abb. 16 nnd 18). In dem ersten Falle handelt es sich um eine einzige Richtung der Durchbiegungen der Hauptfeder 1, in dem zweiten Falle um zwei Richtungen. Die Enden der Hauptfeder ι sind durch irgendein bekanntes Mittel mit dem Fahrzeuguntergestell verbunden. Die Verbindung zwischen der Hauptfeder 1 und der Hilfsfeder 45' geschieht mittels eines Anschlages 46' (Abb. 15) oder zweier Anschläge 46' und 46" (Abb. 16 bis 18), welche auf der Hilfs- (Abb. 15, 16, 17) oder der Hauptfeder (Abb. 18) befestigt sind. Meistens wird der Anschlag 46' mit der Hauptfeder 1 fest verbunden, damit man ihn in einer Doppelnut, die auf der Achsenunterlage 2 angebracht ist, verschieben und die Hauptfeder 1 als Stoßschranke verwenden kann. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei gewöhnlicher Belastung stehen der Anschlag 46¹ oder die Anschläge 46', 46" in geringer Entfernung von der Feder 1, in bezug zu welcher sie frei sind. Wenn die Hauptfeder 1 unter der Wirkung no einer Überbelastung, z. B. Stoß, sich durchbiegt, so nähert sich ihr mittlerer Teil der Hilfsfeder 45' und überträgt durch den Anschlag 46' auf letztere die auf sie ausgeübte Kraft. Die Biegsamkeit der Hilfsfeder 45' tritt alsdann in Wirkung, um die beabsichtigte Regelung zu verwirklichen. Wenn in dem Falle zweier Anschläge 46' und 46" und einer Doppelhilfsfeder 45' (Abb. 16 und 18) die Hauptfeder 1 sich entspannt, so kommt die Biegsamkeit der Hilfsfeder 45' zur Geltung und bremst diese Entspannung, da der An-

schlag 46" die Federn 45' und 1 in dem Entspannungssinne in enge Verbindung bringt und voneinander abhängig macht.

Die beschriebenen Einrichtungen sind anwendbar nicht nur bei Blattfedern, die zur Abfederung von Automobilen, Eisenbahnwagen oder anderen Fahrzeugen benutzt werden, sondern auch bei allen anderen Blattfedern, die zur Dämpfung von Stoßen jeder Art, wie z. B.

in den Polsterkissen von Fahrzeugen verwendet werden. Die Anwendung ist auch nicht . beschränkt auf solche Federn, die in ihrem mittleren Teile gehalten werden oder auf einfache einseitige Hebel frei auslaufende Fedem; sie kann auch ausgedehnt werden auf doppelte frei tragende Federn oder auf Halbfedern, die z. B. mit ihrem dicken Teile befestigt sind, und allgemein auf Blattfedern irgendeiner Art.

Claims (8)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der Biegsamkeit von Blattfedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (1) beiderseits ihrer Mitte durch je eine Klammer (9, 10) festgehalten . ist, die sich mit ' je einer schmalen, angenähert einer geraden, zur Biegungsebene der Feder (1) senkrechten Linie entsprechenden Fläche gegen die obere und untere Federfläche legen, so daß Durchbiegungen des zwischen den Klammern (9,10) liegenden mittleren Teiles der Feder (1) möglich sind, wobei diesen Durchbiegungen ein veränderlicher Widerstand entgegengestellt wird, so daß die Biegsamkeit der Feder (1) beliebig oder selbsttätig in einem der Durchbiegung der Feder (1) proportionalen Verhältnisse begrenzt werden

jo kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1) tangential auf einem festen Organ (6) aufruht, an welches sie durch zwei Klammern (9, 10) angedrückt wird, welche sich tangential auf die Feder (1) stützen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 für alle Arten von Blattfedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1) zwischen

ίο den Klammern mit einer Achse oder einem Zapfen (20) versehen ist, auf den ein mit seinem einen Ende an einer der Befestigungsklammern angelenkter und mit seinem anderen Ende mit dem Hauptfederblatt

»5 verbundener Hebel (14), oder eine mit einer an dem Ende des Hauptfederblattes angelenkten Stange (23) verbundenen Nokkenscheibe einwirkt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder zwischen ihren Befestigungsldammern der Einwirkung von Nockenscheiben unterworfen ist, die auf einer oder mehreren Achsen oder Zapfen festgelagert sind, und entweder von Hebeln beeinflußt werden, die mit ihrem einen Ende mit dem Hauptfederblatt verbunden sind, oder von Stangen, von denen jede, an einer zweiten auf einer an dem durch die Feder (1) abgefederten Organe festen Achse oder Zapfen angeordneten Stange angelenkt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1) zwischen ihren Befestigungsldammern der Einwirkung von Keilen (25) unterworfen ist, welche zwischen der Feder (1) und den festen Achsen oder Zapfen (26) wirken, wobei besagte Keile (25) durch an dem Ende des Hauptfederblattes angelenkte Stangen (23) gesteuert werden. '

6. Einrichtung .nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche den Durchbiegungen der Feder (1) entgegengestellte Widerstand durch eine Hilfsfeder (45') gebildet wird, welche in Tätigkeit tritt, wenn die Durchbiegung der zu regelnden Feder (1) eine gegebene Amplitude erreicht, und in der Weise wirkt, daß sie sich den Entspannungen der Hauptfeder (1) mit Hilfe von Anschlägen (46', 46") entgegenstellt, welche allmählich entsprechend dem Sinne der Durchbiegung in Wirksamkeit treten.

7. Einrichtung nach Anspruch χ und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfeder (r) mit einer Achsenunterlage (2) in zwei Punkten durch Doppellaschen (10") verbunden ist, die Rollen (43, 44) haben, zwischen welchen die einfache oder doppelte Hilfsblattfeder (45') angeordnet ist, die einen Anschlag (46') trägt, gegen welchen sich der mittlere Teil der Hauptfeder (1) stützt, wenn sie (1) sich einbiegt.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppelter Anschlag (46', 46") auf der Hauptfeder (1) oder auf der Hilfsfeder (45') befestigt ist, der die beiden Federn (1, 45') entweder bei der Durchbiegung oder beim Zurückprallen der Hauptfeder (1) verbindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.