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Drehstabfeder für die Abfederung des Fahrgestelles, insbesondere von
Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung von Drehstabfedern,
die gewöhnlich durch Muffen erfolgt, mit denen sie an den abzufedernden Teilen bzw.
am Wagengestell befestigt werden.
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Drehstabfedern sind bisher mit ihren Muffen stets durch Keile, Nuten,
Rippen o. dgl. verbunden worden. Dabei wurden die in den Muffen befindlichen Teile
der Drehstabfedern häufig verstärkt, um jede Schwächung durch die Befestigungsmittel
zu vermeiden. Die Praxis hat aber gezeigt, daß derartig befestigte Drehstabfedern
nach kurzer Zeit zerstört wurden, und zwar auch dann, wenn die Teile der Federn
innerhalb der Muffen ganz erheblich verstärkt waren. Man führte diese Erscheinung
auf die Kerbwirkung der Muffen zurück und sah Abrundungen am übergang der stärkeren
zu den schwächeren Teilen der Stabfeder vor, um einen besseren Kraftlinienverlauf
zu erhalten. Es zeigte sich aber, daß auch diese Mittel nichts halfen; man war daher
gezwungen, auch den Durchmesser des übrigen Teiles der Drehstabfeder heraufzusetzen.
Das führte aber zu einer ungünstigen Federung des Fahrzeuges.
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Infolge der gegebenen Baulänge des Wagens ist die maximale Federlänge
beschränkt. Um eine weiche Federung zu erhalten, besteht also Verlangen danach,
den Durchmesser der Stabfeder nicht größer zu machen, als das aus mechanischen Gründen
erforderlich ist. Drehstabfedern mit größerem Durchmesser als notwendig haben ein
entsprechend geringeres Arbeitsaufnahme-vermögen. Das ergibt aber eine unerwünscht
harte Federung des Fahrzeuges.
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Erfindungsgemäß wird eine haltbare Befestigung der Stabfedern ohne
jede Vergrößerung des Durchmessers erreicht, indem eine Stabfeder gewählt wird,
die auf ihrer ganzen Länge gleichen Querschnitt und gleiche Oberflächenbeschaffenheit
besitzt und auf die die Muffen aufgepreßt oder aufgeschrumpft werden, wobei gleichzeitig
der spezifische Flächendruck von der Eintrittsstelle der Drehstabfedern nach der
Austrittsstelle hin zunehmen soll. Durch die letztgenannte Maßnahme soll eine Entlastung
des am stärksten beanspruchten Stabfederquerschnittes beim Eintritt in die Muffen
bewirkt werden; der Preß- oder Schrumpfdruck soll erst mit abnehmender Drehungsbeanspruchung
der Stabfeder zunehmen. Man kann das entweder durch eine Verminderung des Außendurchmessers
der Muffen nach der Eintrittsstelle des Drehstabes hin erreichen oder auch durch
eine Vergrößerung des inneren Durchmessers der Muffen nach der Eintrittsstelle zu.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schrumpf- und Preßverbindung der
Drehstabfedern mit ihren Muffen beruht auf der Erkenntnis, daß für die Haltbarkeit
der Drehstabfedern in erster Linie die Schwingungsfestigkeit ausschlaggebend ist.
Eine hohe Schwingungsfestigkeit setzt .bekanntlich eine gleichförmige Beschaffenheit
der Drehsta#bfedern voraus, wobei selbstverständlich beim
Aufschrumpfen
darauf zu achten ist, daß Verletzungen der Oberfläche nach Möglichkeit vermieden
werden.
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In den beiliegenden Zeichnungen sind Aug t führungsbeispieledargestellt,
und zwar Abb. i eine Seitenansicht eines Drehstabes, mit daran befestigten Muffen,
teilweise im'@ Schnitt, Abb.2 eine diagrammatische Darstellung zur Veranschaulichung,
wie das Übermaß des Drehstabes im Muffensitz gegenüber der Muffenbohrung vom Arbeitsteil
des Drehstaibes an gegen das andere Sitzende hin ansteigt; Abb.3, 4 und 5 sind Darstellungen
von Drehstäben mit zusätzlicher Befestigung an der der Arbeitsseite abgelegenen
Sitzhälfte; Abb. 6 zeigt einen Drehstab, beidem die Muffen 'nach dem Arbeitsteil
hin außen verjüngt sind.
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In den Zeichnungen ist' io der Drehstab, der an seinem einen Ende
eine Muffe i i mit Lappen 12 und 13 zur Befestigung am Fahrgestellrahmen trägt.
In der Nähe des anderen Endes ist eine Muffe 14 an ihm befestigt, die den Augteil
des Drehstabhebels 15 bildet. Der eigentliche Arbeitsteil 16 der Drehstabfeder erstreckt
sich zwischen den einander zugewendeten Enden der Muffen i i und 14. Wie in Abb.
i ersichtlich, hat der Drehstab in seinem ganzen Verlauf, d. h. sowohl über die
hänge 16 wie über die Längen der Muffen i i und 14, keinerlei verschiedene Bearbeitung
erfahren, so daß die Oberflächenfasern völlig gleichmäßig verlaufen. Die Muffen
i i und 14 sind in ihrem Inneren so bearbeitet, daß sie auf die Drehstabenden aufgepreßt
bzw. aufgeschrumpft werden können, und zwar mit hinreichender Kraft, um das Drehmoment
zu übertragen.
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Die Pressung soll innerhalb der Muffensitze von dem Arbeitsteil 16
des Drehstabes aus nach den Enden hin zunehmen. Dies wird erreicht durch eine entsprechende
Bemessung der Durchmesser von Drehstab und Muffe. In Abb. 2 sind die Durchmesserunterschiede
von Drehstab und Muffeninnenbohrung stark vergrößert, jedoch nicht maßstäblich dargestellt:
17 bedeutet die Stabachse, zu der die Außendurchmesser 18 und i9 der Muffen
ii und 14 und die des Drehstabes innerhalb der Muffen parallel verlaufen. Die Linien
2o und 2z geben die Durchmessergrößen :der Muffenbohrung an, die in der ,Darstellung
nach einem geradlinigen Gesetz sich ändern. Es entspricht somit die schraffierte
Fläche 22 der Gesamtpressung im Sitz der Muffe i i und Fläche 23 der der Muffe 14.
Selbstverständlich können im Sinne der Erfindung sowohl die Linien 18; i9 wie auch
insbesondere 20, 21 nach einem anderen als einem geradlinigen Gesetz verlaufen;
wesentlich ist nur, daß die Übermaße an den inneren Muffenenden 24 bzw. 25 am kleinsten
sind und sich nach den #;;,iten 26, 27 hin vergrößeren.
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=:;'Die Ausführungsformen der Abb. 3, 4 5 zeigen die Drehstaboberfläche
innerhalb der dem Arbeitsteil zugewandten Sitzhälften in den Muffen i i und 14 unverändert.
An den den entgegengesetzten Kanten 26 und 27 hingegen zugewendeten Hälften, auf
deren gleichmäßiger Beschaffenheit es nicht mehr so ankommt, ist in Abb. 3 der Drehstab
To mit vorspringenden Zahnungen 28 und 29 versehen, .die sich beim Einpressendes
Drehstabes in die Muffen oder beim Aufschrumpfen dieser auf den Drehstab in das
Fleischader Muffe hineindrücken. Die zusätzliche Verbindung nach Abb. 4 besteht
an der Muffe i i in einem Sechskant 30 am Ende des Drehstabes io, mit dem
dieser in die entsprechend gestaltete Muffe eingreift. Derselbe Drehstab trägt im
Bereiche der äußeren Hälfte der Muffe 14 einen Keil 31 zum Eingriff in die Nut 32
der Muffe 14. In Abb. 5 sind die Bohrungen der Muffen i i und 14 'an ihren äußeren
Kanten 26 und 27 ausgeschnitten und der Drehstab io an diesen Enden entsprechend
verjüngt und die so gebildete Ringnut durch Verschweißen der Teile wieder mit Material
32, 3:3 aufgefüllt.
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Die Ausführungsform nach Abb.6 kennzeichnet eine zweite Möglichkeit,
die Beanspruchung der Drehfeder an der Eintrittsstelle herabzusetzen. Die Muffen
ii' und i4' sind nach ihren Innenkanten 24' und 25' hin im Außendurchmesser verjüngt.
Infolge dieser Ausführungsform nimmt die Druckbeanspruchung des Preßsitzes bei steigender
Verdrehung ab, so daß die resultierende Beanspruchung und damit auch die Ermüdung
herabgesetzt wird.