DE540402C - Abfederung mit abgestufter Mehrblattfeder, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Wenn man die bekannte Dreieckfeder in üblicher Weise in eine gerade Zahl gleich breiter Einzelblätter zerlegt und diese Streifen zu einer Mehrblattfeder zusammenschichtet, zeigt sich, daß dieses geschichtete Federbiätterbündel, durch eine äußere Kraft zum Schwingen gebracht, sich vollständig abweichend von der durch die gleiche Kraft in Schwingungen versetzten Ausgangsdreieckfeder verhält. Dies hat seinen Grund darin, daß die unter sich um gleiche Abstände in ihrer Länge verringerten Streifen Einzelschwingungen aufweisen, die zueinander in keinerlei gesetzmäßigem Verhältnis stehen. Infolgedessen ist eine solche Feder für Wagenabfederungen sehr schlecht geeignet, da sie die abzudämpfenden Stöße nicht in sich selbst vollständig durch Federnschwingungen aufnehmen und vernichten kann, sondern einen großen Teil der Stoßarbeit an das Wagengestell weitergibt und dieses zu längeren, unangenehm empfundenen Schwingungen veranlaßt. Dieser Übelstand tritt insbesondere beim Befahren von schlechten Straßen mit längeren Reihen von Schlaglöchern, Bahnübergängen und ähnlich beschaffenen Fahrstrecken auf. Man hat diesem Nachteil durch Einbau von Stoßdämpfern abzuhelfen versucht, aber dies hat trotz erheblicher Verteuerung des Wagenpreises nicht zu restloser Beseitigung der ungünstigen Wirkungen der üblichen Mehrblattfedern geführt. Außerdem werden bei Verwendung von Stoßdämpfern sehr große Überbeanspruchungen der Federnaufhängungen und des gesamten Wagengestelles hervorgerufen.

Bei der Abfederung mit abgestufter Mehrblattfeder nach der Erfindung werden nun diese Übelstände dadurch vermieden, daß die Längen der einzelnen Federstufen von der Einspannstelle bis zum jeweiligen Feder blattende so untereinander abgeglichen werden, daß die Schwingungszeiten von Stufe zu Stufe sich gesetzmäßig ändern. Es hat sich gezeigt, daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn diese Gesetzmäßigkeit genau oder angenähert nach einer geometrischen Reihe erfolgt. Die einzelnen Stufen können dabei ein oder mehrere Blätter in gleicher oder verschiedener Zahl enthalten. Eine in dieser Weise ausgebildete Mehrblattfeder zeigt, daß ihr praktisch die gleiche Zeit zum Ausschwingen innewohnt, wie sie eine aus denselben Blättern zusammengesetzte, ungeschichtete Blattfeder aufweist. Diese Mehrblattfeder ist daher imstande, die auf sie einwirkenden Stöße z. B. bei unebenen Fahrstraßen in sich weitestgehend federnd aufzunehmen und zu vernichten, so daß das Wagengestell selbst bei größten Unebenheiten der Fahrbahn und bei einer größeren Reihe kurz aufeinanderfolgender Löcher oder ähnlicher Hindernisse durch die Federung praktisch keine Stöße erhält, sondern in weicher schwingender Fahrt darüber hinweggeführt wird.

Die kennzeichnenden Eigenschaften der Mehrblattfeder nach der Erfindung gehen aus den beiden Schwingungsbildern der bekannten und der neuen Feder, welche die Abb. 1 und 2 der Zeichnung veranschaulichen, deutlich hervor. Gemäß Abb. 1 schneiden sich die Schwingungen

der einzelnen Blätter einer gebräuchlichen Mehrblattfeder nach Abb. la mit z. B. fünf Federblättern und gleichen oder wahllos ungleichen Abständen a_x bis <?₄ der Einzelstufen willkürlich 5 ober- oder unterhalb der NuUinie, wodurch die den verschiedenen Blättern innewohnende Schwingungsenergie zerstoßen wird und sich zum großen Teil als äußere Kraft am Wagerigestell geltend macht, indem dieses in starke ίο Erschütterungen versetzt wird. Bei Abb. 2 dagegen, welche sich auf die in Abb. 2 a dargestellte Ausführungsform einer Fünfblattfeder nach der Erfindung bezieht, sind die Schwingungszeiten der Blätter der einzelnen Stufen nach einer geometrischen Reihe in bestimmter Gesetzmäßigkeit derart gewählt und dementsprechend die um die Stufenabstände B₁ bis b_i voneinander abweichenden Gesamtlängen der Federblätter der einzelnen Stufen von der Einspannstelle bis zum freien Blätterende so bemessen, daß die sämtlichen Punkte, in denen sich die Schwingungen gegenseitig schneiden, auf der Nullinie liegen, wodurch erreicht wird, daß die von außen in die Feder durch Stöße verlegte Energie innerhalb der Federblätter durch Schwingung restlos aufgezehrt wird, ohne daß eine wesentliche äußere Kraft auf das Wagengestell zur Wirkung kommt. Bei Abb. 2 ist die größte Schwingungsdauer ein ganzzahliges Vielfaches von jeder der kürzeren Schwingungszeiten, während bei Abb. 1 die einzelnen Schwingungszeiten miteinander in keinerlei systematischer Beziehung stehen.

Beispielsweise können die Schwingungszeiten der verschiedenen Stufen bei der Mehrblattfeder nach der Erfindung sich nach den geometrischen Reihen 2, 4, 8,16 oder 3, 9, 27 verhalten, wobei sich Federblattlängen von 16, 25, 40 und 64 oder 22, 43, 90 Maßeinheiten von der Einspannstelle aus ergeben. Praktisch werden die Mehrblattfedern für Fahrzeuge mit drei oder sechs Stufen nach diesen oder anderen geometrischen Reihen ausgeführt. Wenn man dünne Einzelfederblätter wählt, ist es zweck- +5 mäßig, die oberste Blattlage stärker anzunehmen, damit die an diesem Blatt anzubringenden Augen für die Federbolzen genügende Festigkeit bekommen. In diesem Falle wird beispielsweise bei einer vierstufigen Fünfblattfeder gemäß Abb. 3 die längste Stufe aus zwei Blättern 1 und 2 zusammengesetzt, von denen das obere, 1, die aus Festigkeitsgründen für die Augen erforderliche Stärke erhält und das zweite, 2, dünner angenommen wird und dabei eine die gleiche Schwingungszeit wie bei dem dickeren oberen Blatt gewährleistende Länge von der Einspannstelle bis zum freien Ende aufweist, während die weiteren Blätter 3, 4, 5 so in ihrer Länge abgestuft werden, daß ihre Schwingungszeiten sich zueinander nach einer geometrischen Reihe verhalten. Diese Zusammensetzung aus zwei oder mehr Blättern verschiedener Länge, aber gleicher Schwingungsdauer kann nicht bloß bei der obersten, sondern auch bei den übrigen Stufen der Feder angewendet werden. Wenn die Breite der Blätter verschieden gewählt wird, so ist die Länge der einzelnen Blätter in den gleichen Stufen so zu bestimmen, daß die Schwingungszeiten dieser Blätter in den einzelnen gleichen Stufen untereinander gleich sind.

Die Vorder- und die Hinterfedern eines Wagens können, um ein Zusammenschwingen dieser Federn und damit für den Wagen ungünstige harmonische Schwingungsverhältnisse zu vermeiden, vorteilhafterweise so ausgebildet werden, daß die Schwingungszeiten der längsten Stufen dieser Federn einander nicht gleich und nicht ein ganzes Vielfaches voneinander sind, sondern sich z. B. wie 1:1,5 oder 1:1,25 verhalten. Die einzelnen Stufen der Vorder- und der Hinterfedern selbst sind dabei in ihrer Federblattlänge so bemessen, daß die Schwingungszeiten in der Art der Erfindung sich nach einer geometrischen Reihe von Stufe zu Stufe ändern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Abfederung mit abgestufter Mehrblattfeder, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Stufen untereinander so abgeglichen sind, daß die Schwingungszeiten der zu den einzelnen Stufen gehörigen Blätter sich zueinander genau oder ungefähr nach einer geometrischen Reihe verhalten.

2. Abfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Stufen aus zwei oder mehr verschiedenen Federblättern von gleicher Schwingungsdauer bestehen. ¹⁰Q

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen