-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blattfeder zum Aufhängen einer
starren Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugs, wobei die Blattfeder an ihrem
einen Ende schwenkbar, jedoch nicht verschiebbar am Rahmen des Fahrzeuges
oder an einem ähnlichen Fahrzeugteil angelenkt und mit ihrem zweiten Ende
ebenfalls schwenkbar am Rahmen angelenkt ist, wobei der Mittelteil der
Feder starr mit der Fahrzeugachse verbunden ist.
-
Federn dieser Art sind weit verbreitet zur Aufhängung starrer
Radachsen in Gebrauch, insbesondere bei schweren Fahrzeugen, wie zum
Beispiel bei Lastwagen oder dergleichen. In diesem Fall ist an jedem Ende
der Radachse eine solche Feder befestigt und, gesehen von derjenigen
Seite, von der aus die Belastung ausgeübt wird, haben die bekanntesten
dieser Federn über den größeren Teil ihrer Lange eine konvexe Form. Wenn
die Feder einer Belastung ausgesetzt wird, dann streckt sie sich und
vergrößert ihre Länge. Da ein Ende der Feder am Rahmen des Fahrzeugs
unverschieblich befestigt ist, verschiebt sich das andere Ende der Feder
in ihrer Längsrichtung und demzufolge ist es notwendig, dieses andere
Ende so anzulenken, daß es eine Längsverschiebung durchführen kann.
-
Die genannte Längenverlängerung der Feder, die dann stattfindet,
wenn die Feder einer Last ausgesetzt wird, führt auch zu einer linearen
Verschiebung der Enden der an der Mitte der Feder befestigten Radachse,
wenn die Belastung sich ändert. An beiden Seiten des Fahrzeuges besteht
ein Unterschied in der Bewegung der Federn, wobei solche linearen
Verschiebungen der Achse zu einer Lenkbewegung der Achse in ihrer
horizontalen Ebene führen, die ihrerseits den Lenkvorgang des Fahrzeuges
negativ beeinflußt. Die Verbindung zwischen denjenigen Enden der Federn
und dem Fahrzeugrahmen, die eine Längsbewegung der Feder durchführt,
schafft darüber hinaus Probleme in bezug auf Reibung und Abnutzung.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben
genannten Probleme zu überwinden und eine Blattfeder der genannten Art
anzugeben, die in der Lage ist, die Radachse nur über sehr kleine,
lineare Abstände zu bewegen, die durch eine Veränderung der Form der
Feder gesteuert werden können, wenn die Belastung der Feder sich ändert;
Gleichzeitig soll erreicht werden, daß dasjenige Ende, das mit dem
Fahrzeugrahmen längsbeweglich verbunden ist, nur sehr kleine Bewegungen
durchführt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Hilfe einer Feder
gelöst, bei der dann, wenn sie keiner Belastung ausgesetzt ist, dasjenige
Teil der Feder, das zwischen dem ersten Federende und dem mittleren Teil
der Feder liegt, gerade oder nur leicht gebogen ist, wohingegen dasjenige
Teil der Feder, das zwischen dem mittleren Teil der Feder und dem zweiten
Ende der Feder liegt, eine doppelt gebogene Form hat und, gesehen von
derjenigen Seite, von der die Belastung auf den mittleren Teil angreift,
einen konvexen Teil hat, der nahe am mittleren Teil liegt sowie einen
konkaven Teil, der nahe am zweiten Ende der Feder liegt und der dem
konvexen Teil benachbart ist.
-
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen im
einzelnen beschrieben. Es zeigen:
-
Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Blattfeder und stellt das
Verhalten der Feder unter verschiedenen Belastungen dar;
-
Fig. 2 zeigt schematisch eine Feder, die nach einer Ausführungsform
der Erfindung aufgebaut ist;
-
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer Blattfeder nach einer
Ausführungsform der Erfindung, wobei die Feder in entspanntem Zustand
dargestellt ist; und
-
Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Blattfeder nach Fig. 3, die an
einem Kraftfahrzeug angebracht ist.
-
Fig. 1 stellt eine Blattfeder bekannter Art dar, deren eines Ende
bei 2 an einem schematisch dargestellten Rahmen 3 eines Fahrzeuges so
befestigt ist, daß eine Schwenkbewegung dieses einen Endes möglich ist,
nicht jedoch eine axiale Bewegung. Das andere Ende der Blattfeder 1 ist
mit dem genannten Rahmen an einer Stelle 4 verbunden, wobei diese
Verbindung so ist, daß dieses andere Federende sich sowohl verschwenken
als auch in Längsrichtung bewegen kann. Am mittleren Teil der Feder 1 ist
eine schematische Fahrzeugradachse 5 fest angebracht.
-
Die durchgezogene Linie in Fig. 1 stellt die Form der Feder dann
dar, wenn keine Belastung auf sie ausgeübt wird. Wenn die Feder einer
Belastung unterworfen wird, dann ändert sich die Form der Feder
fortlautend, wobei die Form 1a, die in gestrichelten Linien dargestellt
ist, einer mittleren Belastung entspricht und die Fig. 1b, die
strichpunktiert dargestellt ist, einer schweren Belastung. Die Anbringung
4 ist geradlinig verschiebbar und stellt normalerweise den hinteren
Feder-Anlenkpunkt am Fahrzeug dar, wobei aus Fig. 1 ersehen werden kann,
daß dann, wenn die Belastung der Feder ansteigt die Anlenkung in dem
Maße nach hinten verschoben wird, wie die Feder sich streckt; die
Stellungen 4a und 4b der Anlenkung 4 entsprechen dabei jeweils den
Federformen 1a und 1b. Aus Fig. 1 geht klar hervor, daß die Radachse 5
sich ebenfalls linear bewegt, wenn sich die Belastung der Feder ändert.
Die Achsstellungen, die in Fig. 1 mit 5a und 5b bezeichnet sind,
entsprechen jeweils den Federformen 1a und 1b und aus der Figur geht
hervor, daß diese lineare Verschiebung der Achse 5 relativ groß ist. Wie
dies bereits oben erwähnt worden ist, wird die Durchführung der Lenkung
des Fahrzeuges dann verschlechtert, wenn die Radachse an beiden Enden
verschiedene Stellungen einnimmt.
-
Fig. 2 zeigt schematisch das Bewegungsmuster, dem eine Blattfeder 6
folgt, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Ein Ende der Feder 6 ist an
einen Anlenkpunkt 7 eines schematisch dargestellten Fahrzeugrahmens 8
angelenkt, wobei dieses Federende sich verschwenken, sich jedoch nicht
axial bewegen kann. Das andere Ende der Feder 6 ist bei 9 mit dem Rahmen
8 so verbunden, daß es sich sowohl verschwenken als auch längsbewegen
kann, wohingegen am Mittelteil der Feder 6 eine Radachse 10 fest
angebracht ist. Eine Verschwenkbewegung an den Anlenkungen 7 und 9 findet
um axiale Linien statt, die sich im wesenlichen quer zur Längsachse der
Feder 6 erstrecken.
-
In Fig. 2 stellt die voll durchgezogene Linie die Feder 6 in einem
entspannten Zustand dar, das heißt in einem Zustand, in der sie keiner
Belastung ausgesetzt ist, die gestrichelte Linie zeigt eine Federform 6a
und die Achsstellung 10a dann, wenn die Feder einer mittleren Belastung
ausgesetzt ist und die strichpunktierte Linie zeigt die Form 6b der Feder
6 und die Stellung der Achse 10b dann, wenn die Feder einer schweren Last
ausgesetzt ist. Aus Fig. 2 geht mithin hervor, daß weder die
Federanlenkung 9 noch die Achse 10 in einem erheblichen Ausmaß axial
bewegt werden; dies bedeutet, daß die Durchführung der Lenkung des
Fahrzeuges dann nicht negativ beeinflußt wird, wenn sich die Belastung
der Feder 6 ändert.
-
Das Bewegungsmuster gemäß Fig. 2 wird mit Hilfe einer Feder 6
erzielt, die so aufgebaut ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die
Blattfeder, die in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt drei Blätter 11, 12 und
13, wobei das Blatt 11 das Hauptblatt der Feder bildet. Die Federblätter
11, 12 und 13 sind mit ihren Mittelteilen 14 miteinander verbunden, an
welcher Stelle das unterste Blatt 13 mit einer Befestigungsfläche für die
Radachse 10 versehen ist. In diesem Fall sind die Federblätter 12 und 13
so geformt, daß sie sich zur Hauptfeder 11 parallel erstrecken. Die Feder
kann natürlich aus einer Anzahl von Federblättern gebildet sein, die
anders als drei ist, zum Beispiel aus einem einzigen Blatt, aus zwei
Blättern oder aus einer größeren Anzahl von Blättern.
-
Wie dies insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, hat die Anlenkung 7, an
der das erste Ende 15 der Blattfeder 6 befestigt ist, die Form einer
Schwenkwelle, die fest am Fahrzeugrahmen 8 angebracht ist und um die die
Feder sich verschwenken kann, die jedoch ein Längsbewegung des ersten
Endes 15 der Blattfeder 6 verhindert. Aus Fig. 4 geht ebenfalls hervor,
daß die Anlenkung 9, an der das zweite Ende 16 der Feder befestigt ist,
eine Befestigungsfläche umfaßt, die in Richtung auf die Feder 6 hin
konvex ist, wobei diese Fläche sowohl eine Verschwenkung als auch eine
Längsbewegung der Feder ermoglicht.
-
Um das Muster der Bewegung der Radachse zu erzielen, wie es in Fig.
2 dargestellt ist, das heißt eine im wesentlichen senkrechte Bewegung
dann, wenn sich die Belastung der Feder ändert, ist die Feder 6 so
aufgebaut, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist und so befestigt, wie dies
in Fig. 4 dargestellt ist. Der vordere Teil 17 der Feder 6, der zwischen
dem ersten Ende 15 und dem Mittelteil 14 liegt, ist im wesentlichen
gerade und vom Mittelteil 14 zum ersten Federende 15 leicht nach oben
gerichtet. Der hintere Teil 18 der Feder 6, der zwischen dem Mittelteil
14 und dem zweiten Federende liegt, hat andererseits eine doppelt
gebogene Form. Gesehen von unten in den Fig. 3 und 4, das heißt von
derjenigen Seite, von der aus die Belastung durch die Radachse 10 auf den
mittleren Federteil 14 wirkt, hat der hintere Teil 18 der Feder 6 einen
konvexen Teil 19, der nahe am mittleren Teil 14 liegt sowie einen
konkaven Teil 20, der dem konvexen Teil benachbart ist und sich vom
konvexen Teil bis zum Bereich der Anlenkung 9 des zweiten Endes 16 der
Feder erstreckt.
-
Wenn eine Feder dieser Form am Fahrzeugrahmen 8 so befestigt wird,
wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, dann folgt die Bewegung der Radachse
10 demjenigen Muster, das in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn die nach oben
gerichtete Belastung, die durch die Fahrzeugachse auf die Feder 6
ausgeübt wird, ansteigt, dann verschwenkt sich der vordere Teil 17 der
Feder 6 um die Anlenkung 7 und wird durch die Last, die von der Radachse
10 ausgeübt wird, gleichzeitig so gebogen, daß der Abstand zwischen der
Anlenkung 7 und der Radachse 10 verkiirzt wird. Durch eine geeignete Wahl
der Richtung des vorderen Teiles 17 der Feder 6 im entspannten Zustand
kann die Radachse 10 dazu gebracht werden, sich in gewünschter Weise zu
bewegen. Gleichzeitig bewirkt die Form des hinteren Teiles 18 der Feder
6, einschl. des konvexen Teiles 19 und des konkaven Teiles 20, daß sich
das hintere Ende 16 der Feder nur sehr geringfügig dann bewegt, wenn die
Belastung der Feder sich ändert. Wenn die Belastung, die von der Radachse
10 ausgeübt wird, sich ändert, dann hat dies die Wirkung, daß der
mittlere Radius des konvexen Teiles 19 anwächst, während der mittlere
Radius des konkaven Teiles 20 abnimmt. Durch geeignete Abmessungen der
gebogenen Federteile 19 und 20 ist es demzufolge möglich, die Bewegung
des hinteren Endes 16 der Feder 6 auf sehr kleine Werte zu begrenzen oder
die Möglichkeit einer solchen Bewegung vollständig auszuschalten.
-
Wenn dem vorderen Teil 17 der Feder 6 eine leicht konkave Form
gegeben wird, gesehen in der oben genannten Richtung, das heißt von
unten, dann kann die Achse dazu gebracht werden, sich leicht in Richtung
auf die Anlenkung 7 zu zu bewegen, wenn sich die Belastung ändert. In
einigen Fällen kann eine solche Achsbewegung zu dem Zweck erwünscht sein,
die Lenkeigenschaften des Fahrzeuges zu beeinflussen.
-
Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, ist das zweite Ende 16 der
Feder 6, das heißt dasjenige Ende, das nahe bei der Anlenkung 9 liegt,
von unten aus gesehen, zu einem konvexen Teil ausgebildet. Auf diese
Weise kann die Feder in geeigneter Weise an die Anlenkung 9 angepaßt
werden.