DE836418C

DE836418C - Federsystem

Info

Publication number: DE836418C
Application number: DEG2165A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing M A Mueller
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1950-06-07
Filing date: 1950-06-08
Publication date: 1952-04-10

Description

Federsystem

lin Fahrzeug- und Schwingmaschinenbau,

z. I;. für lziittelsielie u. dgl., werden Schwin-

giingss@-stenu@ lien"tigt. deren Ausschläge bei star-

ker \\'eclisellieanslirucliting bestimmte feste Werte

nicht übersteigen. Es ist bekannt, die auf eine Über-

schr°itung dieser \\''erte hinwirkende Energie durch

Schwiiigungsdämpfer zu vernichten. Bekannt ist es

ferner. die Schwingungen durch die Verwendung

\()n baiistoflen mit nichtlinearer Federkennlinie zu

dämpfen, die die Ausschläge verringern. Die Erfin-

dung beruht auf der 1?rkenntnis, daß eine Feder-

foriu in(iglicll ist. die auch bei Verwendung von

Stahl als Baustoff eine von der linearen ab-

\\ c icüeiide Federkeniilinie aufweist. Dabei ist davon

auszugeben, claß bei der Anordnung von Zugfedern

sclir:ig zur Richtung der aufzunehmenden Last die

lZückstellkraft in Richtung der Last nicht mehr dem Weg N erhältnisgleich ist, sondern mit der Größe des Verschiebungsweges durch eine Winkelfunktion verbunden ist, auch wenn die Verlängerung des Federelementes selbst der Last direkt verhältnisgleich ist. Es genügt bei großem Winkel zwischen der Federachse und der Beanspruchungsrichtung bereits eine verhältnismäßig geringe Kraft, um eine stark anwachsende Federverschiebung zu erreichen. Erst wenn die Feder annähernd parallel der Beanspruchungsrichtung liegt, wird die Verschiebung annähernd proportional der Beanspruchung.

Ordnet man nun nicht nur Zugfedern, sondern Zug- und Druckfedern schräg zur Richtung der aufzunehmenden Last an, dann gehorchen die Federn zwar den gleichen Gesetzen, aber bei den Druckfedern ergibt sich nach anfänglichem Widerstand gegen die Verschiebung nach Erreichen der Strecklage eine Umkehr der Kraftrichtung.
Aus der Zusammensetzung der Kraft-Weg-1)iagramme ergibt sich eine Federcharakteristik, die durch verschiedene Wahl der Anfangswinkel, unter denen sich die unbelasteten Federelemente befinden, oder beliebig abgewandelt werden kann. Insbesondere wird es dadurch möglich, zu einem geforderten Steifigkeitsverlauf, d. h. dem '\'erhältnis der Zunahme der Last zu der Zunahme der Verschiebung, die gewünschte Feder zu konstruieren. Soll z. B. nach einem gewissen Federweg zunächst die Federhärte abnehmen, um in der Nähe der Vorlast eine weiche Feder zu ergeben, und dann bei größeren Ausschlägen nach beiden Seiten hin die Feder härter werden, so ist dieses bei einem Federsystern gemäß der Erfindung ohne weiteres möglich. Auch kann das Verhältnis der Federlast zur Federsteifigkeit für von der Vorlast stark abweichende, verschiedene Belastungen gleich gehalten werden. Diese Anforderung tritt bei Fahrzeugen, insbesondere Anhängern und kleinen Personenkraftwagen in der Regel auf, um die Schwingungsdauer des beladenen Fahrzeugs der des leeren anzugleichen und beide gleichzeitig auf die für den Betrieb erwünschte, weitgehend konstante Größe zu bringen.
Erfindungsgemäß werden daher bei einem Federsystem aus unbelasteten oder unter gleicher Vorspannung stehenden Zug- und Druckelementen die Elemente einzeln oder untereinander verbunden so angeordnet, daß bei Belastung die Zugelemente ständig auf Zug und die Druckelemente derart auf Druck beansprucht sind, daß ihre Beanspruchung, gegebenenfalls nach zeitweiliger Zunahme, bis auf \u11 abnimmt und darauf in eine Zugbelastung umschlägt. ' Dazu ist es erfindungsgemäß erforderlich, daß die Federelemente stets unter verschiedenen Winkeln zur Richtung der Beanspruchung stehen.
Insbesondere empfiehlt es sich, die Federelemente einerseits in einem gemeinsamen Punkt am Maschinengehäuse, andererseits an einander entgegengesetzten Punkten auf einer Achse in Richtung der Beanspruchung zu lagern, und zwar gegebenenfalls mehrere gleichartige Federelemente in gleichen Winkeln, aber verschiedenen Ebenen zu der genannten Achse. Vorzugsweise sind die Federelemente auf einem Kreisring derart angeordnet, (laß die Achsen der Zugelemente und die Achsen der 1)rrrckelemente einen oder je einen Kegel bilden, dessen Achse in der Richtung der Beanspruchung liegt.
Sind bei einer solchen Anordnung die Druckfedern sehr lang, so kann deren seitliches Ausknicken dadurch verhindert werden, daß die Druckfeder an einer oder mehreren Stellen mit der Zugfeder verbunden wird. Da im allgemeinen die Längskräfte der Zugfeder die der Druckfeder um eiri Mehrfaches übersteigen, werden dadurch Seitenbewegungen der Druckfeder wirksam verhindert.
In der Zeichnung ist eine Federanordnung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i je eine Zug- und Druckfeder, Abb. 2 mehrere Zug- und Druckfedern.
Die Druckfedern i, i' und die Zugfedern 2, 2' sind gemeinsam in den Punkten 3, 3' am Maschinengehäuse 4 gelagert. Ihre freien Enden sind in den Punkten 5 und 6 gelagert, die in entgegengesetzter Richtung auf einer Achse in Richtung der Beanspruchung P liegen.
Als `'Werkstoff für die Federelemente kann Stahl ebenso wie ein anderer Baustoff, z. B. Gummi, dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Federsystem aus unbelasteten oder unter gleicher Vorspannung stehenden Zug- und Druckelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente einzeln oder untereinander verbunden so angeordnet sind, daß bei Belastung die Zugelemente ständig auf Zug und die Druckelemente derart beansprucht sind, daß ihre Druckbeanspruchung, gegebenenfalls nach zeitweiliger Zunahme, bis auf Null abnimmt uni darauf in eine Zugbelastung umschlägt.
2. Federsystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente stets unter verschiedenen Winkeln zur Richtung der Beanspruchung stehen.
3. Federsystem nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Zug- und Druckfederelemente einerseits in einem gemeinsamen Punkt an einem Maschinengehäuse, andererseits an einander entgegengesetzten Punkten auf einer Achse in Richtung der Beanspruchung gelagert sind.
4. Federsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente auf einem Kreisring angeordnet sind, so daß- die Achsen der Zugelemente und die Achsen der Druckelemente je einen Kegel bilden, dessen Achse in der Richtung der Beanspruchung liegt.
5. Federsystem nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente an einer oder mehreren Stellen mit den ihnen zugeordneten Zugelementen verbunden sind.
6. Die Verwendung. eines Federsystems nach den Ansprüchen i bis 5 zur Abfederung von Fahrzeugen, insbesondere von Anhängern und kleinen Personenkraftwagen.