DE442332C - Stossdaempfend wirkende pendelnde Aufhaengung fuer Wagenfedern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 29. MÄRZ 1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63 a GRUPPE 15

(S 75990

Brüder Smogrovics in Pezinok, Tschechoslowakische Republik.

Stoßdämpfend wirkende pendelnde Aufhängung für Wagenfedern. Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. August 1926 ab.

Die Aufhängung der bei Fahrzeugen aller Art gebräuchlichen Halbelliptikfedern an dem Fahrzeugrahmen (Gestell) kann bekanntlich nur an einem Ende mittels des dazu dienenden Auges unmittelbar an einem am Rahmen ortsfest sitzenden Bolzen erfolgen, während das andere Ende an einen ebensolchen Bolzen unter Vermittelung eines Pendels aufgehängt werden muß, welches die beim Spielen der Feder auftretenden Ab- ro Standsunterschiede zwischen den Federenden ausgleicht. Dieses Pendel trägt jedoch sehr

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wenig zur sicheren Lage des Wagenkörpers bei, da die Beanspruchungen der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen ganz auf den nicht pendelnd aufgehängten Flügel der Feder fallen. Dieser Flügel ist jedoch nur in der Zugrichtung gegen das Pendel hin verläßlich, wogegen man in der entgegengesetzten Richtung auf die Steifheit des Hauptfederblattes angewiesen ist.

ίο Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine pendelnde Aufhängung für diese Wagenfedern, welche unter Beibehaltung der Wirkungsweise des bisherigen Federpendels nicht nur gerade in jener Zugrichtung, weleher der andere Flügel nicht Genüge leistet, vollständige Sicherheit bietet, sondern auch bei einer gewissen Größe der Biegung der Federn eine selbsttätige Bremsung der Federblätter aneinander einleitet, welche stoßdämpfend wirkt und so einen Federbruch bei Überschreitung der Elastizitätsgrenze auch ohne Verwendung komplizierter Stoßdämpfer ausschließt.

Diese pendelnde Aufhängung besteht erfindungsgemäß aus einem an Stelle des bisherigen einfachen Pendels zur Verwendung gelangenden, aus zwei Pendelarmpaaren gebildeten Doppelpendelgelenk, dessen eines Armpaar an das Ende des auf der Belastungsseite der Feder liegenden äußersten Federblattes und dessen anderes Armpaar an das Ende eines folgenden, aber nicht nachbarlichen Federblattes angelenkt ist, während die anderen Enden der beiden Armpaare entweder an einen gemeinschaftlichen über ader unter der Feder am Wagengestell ortsfest sitzenden Bolzen oder gesondert an zwei verschiedene über und unter der Feder am Wagengestell ortsfest sitzende Bolzen angelenkt sind. In ersterem Falle ist es dabei von Wichtigkeit, daß das eine der an das Doppelpendelgelenk angeschlossenen Federblätter, und zwar stets das auf der dem gemeinschaftlichen Anschlußbolzen abgewendeten Seite liegende Federblatt, so viel kürzer ist, daß die beiden Pendelpaare gegen die Feder hin V-förmig divergieren. Im anderen Falle dagegen konvergieren natürlich die Armpaare gegen die Federn hin. Die Wirkung dieses Doppelpendelgelenkes ist eine mehrfache, und zwar wirkt es einerseits wie das bisherige einfache Pendel, anderseits aber nimmt es die Beanspruchungen bei Vor- und Rückwärtsbewegungen in gleicher Weise auf und verhütet so ein Knicken des nicht pendelnd an den Wagen angeschlossenen Endes der Feder, und schließlich wirkt dasselbe bei plötzlichen Überlastungen der Feder bremsend und dadurch stoßdämpfend. Bei auftretenden Stoßen bewegen sich nämlich die am Wagengestell ortsfest sitzenden Anschlußbolzen der Pendelarmpaare unter dem Einflüsse des Druckes des Wagenkörpers (der Last) senkrecht nach abwärts und ziehen im Wege der Pendelarme die Enden der Federn ebenfalls nach abwärts.

Da sich jedoch letztere annähernd in Kreisbogen verschiedenen Durchmessers mit innerhalb der Federenden liegenden Mittelpunkten bewegen, werden die Pendelarme während ihrer Abwärtsbewegung gleichzeitig auch lim die ortsfesten Bolzen gedreht, und zwar, solange sich deren an die Feder angelenkten Enden über dem horizontalen Durchmesser der Kreisbahnen der Federenden befinden, nach auswärts und unterhalb dieses Durchmessers nach einwärts. Die an der längeren Feder angreifenden Pendelarme bewegen sich auf der größeren, äußeren Kreisbahn der Federenden und werden darum ihre an die Feder angelenkten Enden, solange sie sich über dem horizontalen Durchmesser ihrer Kreisbahnen bewegen, den Enden der an die kürzeren Federn angelenkten Pendelarme gegenüber in vertikaler Richtung be- schleunigt und unter diesem Durchmesser aber verzögert. Demzufolge wird also die längere Feder in ersterem Falle von den übrigen Federblättern weggezogen, d. h. geöffnet, im anderen Falle aber wird die längere Feder gegen die kürzere gedrückt und preßt die zwischen diesen liegenden Federn so stark aneinander, daß die weitere Bewegung der Feder durch die dadurch verursachte Reibung der Federn aneinander rasch, aber doch sanft gehemmt wird. Sowohl diese zur Öffnung der Federn sowie die zttr Erzeugung der die Federn aneinander bremsenden Reibung nötige Arbeit wird von den auftretenden Stoßen geleistet, und so ergibt sich daraus die stoßdämpfende Wirkung dieses Doppelpendelgelenkes.

Auf der Zeichnung sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen dieser stoßdämpfenden, pendelnden Aufhängung von Wagenfedern in Seitenansicht schematisch veranschaulicht.

Abb. ι zeigt eine Halbelliptik-Wagenseitenfeder mit einseitiger, pendelnder Aufhängung mittels des Doppelpendelgelenkes an einem unterhalb der Feder angeordneten gemeinschaftlichen Bolzen.

Abb. 2 zeigt ein solches Doppelpendelgelenk in schaubildlicher Ansicht.

Abb. 3 zeigt die gleiche Anordnung wie Abb. i, jedoch umgekehrt, nämlich mit über der Feder angeordneten gemeinschaftlichen Aufhängebolzen.

Abb. 4 zeigt eine beiderseitig mittels Doppelpendelgelenke aufgehängte Querfeder, welehe jedoch verkehrt auch als Seitenfeder verwendbar ist.

Abb. 5 veranschaulicht die Wirkungsweise eines Doppelpendelgelenkes mit gemeinschaftlichem Anschlußbolzen.

Abb. 6 zeigt eine halb gerade, halb elliptische Seitenfeder mit einseitiger pendelnder Aufhängung, bei welcher jedes Pendelarmpaar des Doppelpendelgelenkes an einen besonderen, am Wagengestell ortsfest sitzenden Anschlußbolzen angelenkt ist.

ίο Abb. 7 und 8 veranschaulichen die Wirkungsweise dieses Doppelpendelgelenkes.

Bei den dargestellten Beispielen sind die beiden Pendelarmpaare stets an das erste und dritte Blatt der Tragfeder angelenkt, so daß nur ein Federblatt zwischen diesen freiliegt. Es können aber selbstverständlich auch zwei oder mehr Federblätter zwischen den beiden an die Pendelarmpaare angelenkten Blättern belassen werden.

Auf der Zeichnung sind nur die in Betracht kommenden ersten drei Federblätter der Wagenfeder der Reihe nach mit 1, 2 und 3 bezeichnet. Die Federblätter 1 und 3 haben an ihren pendelnd aufzuhängenden Enden die Augen α und b, an welche die das Doppelpendelgelenk bildenden Pendelarmpaare d und e mit ihren einen Enden angelenkt sind. c sind die am Wagengestell ortsfest sitzenden gemeinschaftlichen Anschlußbolzen für die anderen Enden der Pendelarme d und e, während mit c¹ und c² die zum gesonderten Anschluß der Pendelarme d und e an das Wagengestell dienenden ortsfesten Anschlußbolzen ' bezeichnet sind (Abb. 6 bis 8). Das andere, nicht pendelnde Ende der Feder ist mit / bezeichnet. Die Pfeile I deuten die auftretende Stoßrichtung an und die Pfeile II den dadurch hervorgerufenen Reaktionsdruck des Wagenkörpers bzw. die Bewegungsbahn der die Pendelarme d und e an letzteren anschließenden Bolzen c oder c¹ und c².

Der gemeinschaftliche Anschlußbolzen c ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, ebenso wie die gesonderten Anschlußbolzen c¹ und c² stets innerhalb der Federenden angeordnet, und zwar, wie bei den normalen Ausführungsformen nach Abb. 1 und 4, immer auf der dem ersten Federblatte (Hauptfeder) abgewendeten konvexen Seite der Feder. Das Blatt ι ist bei diesen Ausführungen stets kurzer als das Blatt 3, so daß die Pendelarme d und c gegen die Anschlußaugen α und b divergieren. Bei der Ausführung nach Abb. 3 ist die Anordnung gerade umgekehrt.

Der gemeinschaftliche Anschlußbolzen c befindet sich hier auf der Seite des ersten Federblattes 1 und ist demzufolge hier auch Blatt ι langer und Blatt 3 kürzer, um dennoch die gleiche Wirkung zu erzielen.

Die Wirkungsweise des Doppelpendelgelenkes d, e nach Abb. 1 ist nun, wie dies durch Abb. 5 veranschaulicht wird, folgende: Bei einem Stoß' (Pfeil I) wird durch den Druck des Wagenkörpers der am Wagenrahmen festsitzende Bolzen c vertikal nach abwärts gedrückt (Pfeil II). Die Punkte α und b folgen jedoch nicht in vertikaler Richtung nach, weil die Enden der nach oben gebogenen Federblätter sich in nach außen verlaufenden, annähernd kreisförmigen Bögen x-x und y-y bewegen und dadurch die Pendelarme d und e gleichzeitig um den Bolzen c nach rechts (Pfeilrichtung III) gedreht werden. Da sich hierdurch der Pendelarm d steller stellt und den Punkt α entgegen der Abwärtsbewegung des Punktes c anhebt, der Pendelarm e sich aber dagegen noch schräger stellt und den Punkt b dadurch auch außer der Abwärtsbewegung von c noch nach unten bewegt, wird der Punkt« etwas zurückbleiben und der Punkt b dagegen beschleunigt werden. Das hat zur Folge, daß das Federblatt 3 von den darüber befindlichen Blättern 2 und ι weggezogen wird und sich zwischen Blatt 3 und 2 ein Spalt s (Abb. 5 gestrichelt) bildet. Erhöht wird diese öffnende Wirkung noch dadurch, daß das zweite, nicht pendelnde Ende f der Feder einen nach links \ erlaufenden Bogen beschreibt und, da der Wagenkörper dieser Bewegung folgen muß, go auch den Punkt c nach links zieht bzw.. die Drehung der Pendelarme d und e in der Pfeilrichtung III beschleunigt. Eine übermäßige Öffnung der Federblätter kann jedoch nicht eintreten, da sich gleichzeitig auch eine dieser entgegentretende Wirkung geltend macht, welche darin besteht, daß, nachdem das Federblatt 1 wesentlich kürzer ist als das Blatt 3, bei gleicher Senkung der Punkt a einen größeren Winkelweg in bezug auf den Mittelpunkt der Kreisbahnen x-x bzw. y-y machen muß als der Punkt b, wodurch die Federblätter 1 und 3 also gleichzeitig auch eine gegeneinander schließende Bewegung erhalten. Das Öffnen der Feder dauert, theoretisch, so lange, als sich die Punkte α und b auf den Kreisbahnen x-x bzw. y-y nach auswärts bewegen. Da, wo sich diese Bahnen j wieder nach einwärts zu krümmen beginnen, also vom wagerechten Durchmesser derselben no ! an, setzt nun das Schließen der Feder und schließlich die bremsende Wirkung der Federj blätter aneinander ein. Überschreiten nämlieh die Punkte α und b die Wendepunkte der j Kreisbahnen und beginnt sich die Feder nach der entgegengesetzten Seite zu biegen, so kehren die Pendelarme d und e ihre Drehungsrichtung um Punkt c um, wodurch nun Punkt a in vertikaler Richtung beschleunigt und Punkt b verzögert wird. Das Federblatt 3 schließt erst wieder an Blatt 2 an, der Spalt s verschwindet, und es beginnt dann,

nachdem Punkt b weiter verzögert wird, gegen Blatt 2 und im Wege dieses auch gegen Blatt ι zu pressen (Abb. 5 punktiert), bis schließlich die dadurch hervorgerufene Bremsung der Federblätter aneinander so stark ist, daß eine weitere Bewegung bzw. Federung in der Lastrichtung durch diese vollständig eingestellt wird und das Rückschwingen der Feder eintritt. War der Stoß ein heftiger, so wird das Ende b des Federblattes 3 sogar etwas nach oben gebogen, wie dies die punktierte Stellung in Abb. 5 zeigt, ohne aber zu Schaden zu kommen, weil demselben jetzt das Federblatt 2 als Stütze dient. Dies alles geschieht mit Übergängen, d. h. ohne plötzliches Anstoßen, weil sich die Feder nur an den Enden öffnet und diese öffnung höchstens 2 bis 3 mm breit ist. Diese Bremsphase läßt sich im voraus ermitteln; weniger aufgebogene Federn begünstigen ein frühes Bremsen, und umgekehrt, doch ist hierbei auch die Länge der Pendel maßgebend.

Bei der Querfeder nach Abb. 4, welche meistens — wie abgebildet — verkehrt angewendet wird, verhält sich die Sache genau ebenso; da aber beide Flügel mit Pendel versehen sind, muß die Feder stärker gebogen sein als eine Seitenfeder, damit in der ersten Federungsphase das öffnende Moment vorherrsche, weil hier nicht, wie bei der Seitenfeder nach Abb. 1, die Auswärtsbewegung des anderen Flügels zum Öffnen des Bremsflügels beiträgt. Erfordert es aber der Bau des Wagenkörpers, daß die Feder weniger gebogen sei, so muß man auch dementsprechend kürzere Pendel anwenden.

Außer dem selbsttätigen Bremsen tritt bei dieser Querfeder der Vorteil klar zutage, daß der Wagenkörper nicht seitwärts verworfen werden kann, weil derselbe bei einem Stoß automatisch gezwungen wird, sich in die richtige Lage zu setzen und senkrecht zu federn.

Bei der Seitenfeder nach Abb. 3 ist der Vorgang ein umgekehrter. Hier ist die Winkeldifferenz die öffnende Wirkung, weil das Federblatt 3 bei einem senkrechten Niederdrücken des Punktes c einen größeren Winkelweg macht als das Federblatt 1, während das Einwärtsbiegen beider Flügel der geradlinigen Blattfeder schließend und dadurch bremsend wirkt. Zweckentsprechend ist auch hier die schließende Bewegung, weil die Federenden anfänglich eine fast senkrechte Linie beschreiben, in der ersten Phase des Federns die schwächere.

Bei der Ausführungsform des Doppelpendclgelenkes nach Abb. 6, wo die beiden Pendelarmpaare d und e gesondert an das Wagengestell angelenkt sind, und zwar an je einen über und unter der Feder am Wagengestell ortsfest sitzenden Bolzen c^x bzw. c², tritt die gleiche Wirkung ein wie bei den vorher beschriebenen Ausführungen.

Bewegen sich die in unveränderlichem Abstände übereinanderliegenden Punkte c¹ und c² nach abwärts, so müssen sich auch hier die Pendelarme d und e, solange sich die Punkte α und b auf den von den Federenden beschriebenen Kreisbahnen nach auswärts bewegen, in den Pfeilrichtungen III nach außen drehen, wodurch sich die Punkte a und b voneinander entfernen und die Feder öffnen, wie dies die in Abb. 7 dargestellte, der gestrichelten Stellung in Abb. 5 entsprechende Stellung zeigt. Wendet sich die Bahn der Federenden wieder nach einwärts, so schließen die Federblätter, wie dies Abb. 8 zeigt, wieder unter stets wachsendem Druck aneinander, bis schließlich auch hier die dadurch verursachte Bremsung so stark wird, daß sie die weitere Bewegung der Feder nach dieser Richtung einstellt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stoßdämpfend wirkende pendelnde Aufhängung für Wagenfedern, gekennzeichnet durch ein an Stelle des bisherigen einfachen Pendels angeordnetes, aus zwei Armpaaren (d, e) gebildetes Doppelpendelgelenk, dessen eines Armpaar (d) an das Ende des auf der Belastungsseite der Feder liegenden äußersten Federblattes (a) und dessen anderes Armpaar (0) an das Ende (&) eines folgenden, aber nicht nachbarliehen Federblattes angelenkt ist, während die anderen Enden der beiden Armpaare (d, e) entweder an einen gemeinschaftlichen über oder unter der Feder am Wagengestell ortsfest sitzenden Bolzen (c). oder gesondert an zwei verschiedenen über und unter der Feder am Wagengestell ortsfest sitzenden Bolzen (c¹, c²) angelenkt sind, wobei in ersterem Falle das auf der dem gemeinschaftlichen Anschlußbolzen (0) abgewendeten Seite der Feder liegende, an das Doppelpendel angelenkte Federblatt (1) so viel kurzer ist als das andere angelenkte Federblatt (3), daß die beiden Pendelarmpaare (d, e) no von ihrem gemeinschaftlichen Anschlußbolzen (c) V-förmig auseinandergehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.