DE885056C - Fahrzeugfederung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Federungen mit veränderlicher Nachgiebigkeit, bei welchen auf Druck arbeitende Schraubenfedern (Hauptfedern) mit anderen auf Zug arbeitenden Schraubenfedern (Hilfsfedern) zusammenarbeiten, welche gegenüber der Lotrechten schräg angeordnet sind.

Bei den bisher benutzten Vorrichtungen sind die verschiedenen Federn, deren Gesamtheit das Abfederungssystem jeder Gruppe bildet, getrennt einerseits an dem ungefederten Teil des Fahrzeugs (z. B. den Achsen) und andererseits an dem gefederten Teil des Fahrzeugs (Fahrgestell, Gerüst, Wagenaufbau usw.) befestigt. Derartige Abfederungssysteme können entweder ursprünglich bei der Herstellung des Fahrzeugs vorgesehen oder zum Ersatz einer üblichen Abfederung zur Verbesserung der Federung vorhandener Fahrzeuge bestimmt sein. In dem letzteren Fall begnügte man sich bisher damit, gegebenenfalls die in der ursprünglichen Federung vorhandenen, auf Druck arbeitenden Federn (Hauptfedern) durch Federn mit einer größeren Nachgiebigkeit (Hauptfedern) zu ersetzen und die auf Zug arbeitende Hilfsfeder oder die Hilfsfedern hinzuzufügen, indem man sie mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen an den gefederten oder ungefederten Teilen des Fahrzeugs befestigte. Diese Anordnung konnte in gewissen Fällen Nachteile insofern aufweisen, als die Befestigung der Hilfsfedern an dem gefederten Teil Beanspruchungen hervorrief, für welche dieser ursprünglich nicht vorgesehen war, so daß die Gefahr einer Zerstörung vorlag.

Die Erfindung bezweckt insbesondere die Abstellung dieser Nachteile. Sie hat die Schaffung

von Federungen mit veränderlicher Nachgiebigkeit zum Gegenstand, die einerseits eine oder mehrere auf Druck arbeitende Schraubenfedern und andererseits eine oder mehrere auf Zug arbeitende Hilfsschraubenfedern aufweisen, wobei diese Anordnungen unmittelbar die Druckfedern ersetzen können, welche an den Fahrzeugen vorhanden sind, deren Federung verbessert werden soll, oder unmittelbar nach Art der üblichen, auf Druck arbeitenden Schraubenfedern zwischen dem gefederten und dem ungefederten Teil des herzustellenden Fahrzeugs angebracht werden können, wobei außer den Einbaustellen der Druckfedern keine anderen Verbindungen mit dem gefederten oder ungefederten Teil bestehen.

Erfindungsgemäß besteht jedes Federungselement einerseits aus einer auf Druck arbeitenden Schraubenfeder mit ihren üblichen Einbauorganen und andererseits aus einem -gegossenen, gekümpelten oder anders hergestellten Metallteil, der an. einem Ende dieser Schraubenfeder angeordnet ist, wobei dieser Metallteil einen oder mehrere seitliche Arme trägt, dessen Ende oder deren Enden als Schwenkpunkte für die auf Zug arbeitende seitliehe Feder oder seitlichen Federn dienen, während das andere Ende oder die anderen Enden dieser seitlichen Federn an einem der Halter der auf Druck arbeitenden Schraubenfedern gelenkig befestigt sind. Auf diese Weise nimmt, falls jedes Federungselement zwei symmetrisch angeordnete Hilfsfedern aufweist, der gefederte und der ungefederte Teil nur die Last des Fahrzeugs auf, wie er sie aufnehmen würde, wenn die Federung nur die auf Druck arbeitenden Schraubenfedern aufweisen würde.

Ferner können, falls jedes Federungsorgan nur eine einzige Hilfsfeder aufweist, da im allgemeinen zwei derartige Organe je Achse vorhanden sind, diese Hilfsfedern erfindungsgemäß so angeordnet werden, daß die waagerechten Komponenten der seitlichen Federn einer jeden Federung entgegengesetzt gerichtet sind. Ihre Wirkung auf die Achse ist daher nur gleich der Differenz dieser Komponenten.

Diese Differenz ist gleich Null, wenn die Ausschläge der beiden Räder gleich sind.

Andererseits unterliegt der Halter, an dem nur die waagerechte Kraft einer einzigen Feder angreift, einem Kippmoment infolge eines mit der Neigung der seitlichen Feder veränderlichen Moments. Die Stabilität des Halters kann jedoch durch die Wirkung der auf Druck arbeitenden lotrechten Feder oder der lotrechten Federn wiederhergestellt werden.

Es genügt, daß das Produkt aus der Belastung der lotrechten Feder oder der lotrechten Federn und dem mittleren Halbmesser in jedem Augenblick größer als das Kippmoment des Halters ist. Außerdem ist es in der Praxis zweckmäßig, daß bei der dieser Ausführungsform entsprechenden Vorrichtung die Achse einer jeden seitlichen Feder in derselben Ebene liegt wie die Radachse oder in einer hierzu parallelen Ebene.

Weitere Kennzeichen der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt, welche beispielshalber zwei besondere Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Fig. ι zeigt zur Hälfte in Seitenansicht und zur Hälfte im Querschnitt ein erfindungsgemäßes Federungselement, welches zwischen der Hinterachse eines Fahrzeugs und dem Fahrgestell dieses Fahrzeugs angeordnet ist und zwei seitliche Hilfsfedern aufweist;

Fig. 2 ist eine teilweise längs der Linie 2-2 der . Fig. ι geschnittene Hinteransicht der Hinterachse des Fahrgestells und des erfindungsgemäßen Federungselements des gleichen Fahrzeugs;

Fig. 3 und 4 sind Ansichten einer weiteren Ausführungsform, bei welcher jedes Federungselement eine einzige, jeder Hauptfeder zugeordnete Hilfsfeder aufweist. ■■■■■.'

In Fig. ι und 2 bezeichnet 1 einen Längsträger eines Fahrgestells eines Kraftfahrzeugs und 2! die Hinterachse dieses Fahrzeugs. 3 bezeichnet eine an dem Fahrgestell befestigte Konsole, gegen welche sich das Ende einer auf Druck arbeitenden Schraubenfeder 4 legt, welche mit ihrem anderen Ende auf einer an der Achse 2' befestigten Schale 5 ruht. Diese Anordnung entspricht der gegenwärtig g₀ für die üblichen Federungssysteme benutzten Anordnung, bei welcher zur Abfederung nur auf Druck arbeitende Schraubenfedern vorhanden sind.

Erfindungsgemäß wird zwischen der Konsole 3 und der Feder 4 ein Halteorgan 6 festgeklemmt, welches die in den Zeichnungen dargestellte Form hat und aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff durch Gießen, Kumpeln usw. hergestellt ist. Dieser Teil 6 hat an seinem oberen Teil bei 7 die Form einer Schale zur Aufnahme des Endes der Feder 4, welche, wie oben ausgeführt, diese gegen den Teil 3 drückt.

Der Teil 6 weist zwei seitliche Arme 8 und 8' auf, an deren Enden bei 9 und 9' zwei seitliche Federn 10 und io' gelenkig befestigt sind, deren andere Enden bei 11 und 11' an einem Doppelkopf 12 angelenkt sind, der durch einen Riegel 13 z. B. an der Achse 2 befestigt ist. Seitlich wird der Halter 6 in seiner Lage durch eine an dem Fahrgestell befestigte Lasche 14 gehalten. Hierzu ist zu n₀ bemerken, daß diese Lasche keiner Beanspruchung unterliegt und nur die Einbaulage des Halters 6 bestimmt. Zur Erleichterung des Einbaus kann die Druckfeder 4 zunächst zusammengedrückt und in den Halter 6 mit Hilfe von Haken 15 und 15' ein- n₅ gehängt werden. Nach Beendigung des Einbaus fallen die Haken von selbst ab, wenn das Gewicht des Fahrzeugs auf die Federn wirkt.

Die Bedingungen, welche die verschiedenen Federn 4, 10 und ro' erfüllen müssen, sind die für eine gute Federung mit veränderlicher Nachgiebigkeit geltenden. Die Feder 4 muß eine merklich größere Nachgiebigkeit als die Druckfedern haben, welche allein zur Abfederung benutzt würden, wobei diese Feder bei leerem Fahrzeug praktisch allein das Gewicht des Fahrzeugs trägt. Die Federn 10

und ίο' sind so angeordnet, daß sie bei leerem Fahrzeug praktisch senkrecht zur Achse der Feder 4 liegen und etwa die Spannung Null haben. Wenn die Belastung des gefederten Teils des Fahrzeugs zunimmt, drückt sich die Feder 4 zusammen, und die Federn 10 und 10' stellen sich allmählich schräg gegenüber der Waagerechten, so daß sie der Federungsanordnung die gewünschte veränderliche Nachgiebigkeit erteilen.

ίο Es ist leicht einzusehen, daß die oben beschriebene Vorrichtung ohne Schwierigkeit an Stelle einer zwischen dem Teil 3 und der Schale 5 eingebauten Druckfeder eingebaut werden kann. Die Vorrichtung kann somit benutzt werden, um ein beliebiges Federungssystem mit auf Druck .arbeitenden Schraubenfedern zu ersetzen, ohne daß weder an dem gefederten Teil (Fahrgestell oder Wagenaufbau) noch an dem ungefederten Teil (Achsen) Veränderungen vorzunehmen sind. Die

so gleiche Vorrichtung kann natürlich auch bei der Herstellung von neuen Fahrzeugen benutzt werden.

Hierzu ist noch zu bemerken, daß die von den

seitlichen Federn ausgeübten Zugkräfte sich zu einer lotrechten Resultierenden zusammensetzen, während die waagerechten Komponenten der Wirkung dieser Federn weder auf den gefederten Teil noch den ungefederten Teil irgendeinen Einfluß haben, da der Teil 6 diese Kräfte aufnimmt.
In Fig. 3 und 4 ist in einem lotrechten Schnitt l)zw. in einer Ansicht von unten die vollständige Abfederung einer starren Hinterachse eines Kraftfahrzeugs dargestellt, welche gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt ist, wobei die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet sind.

Bei dieser Ausführungsform weist jede Konsole 6 nur einen einzigen seitlichen Arm 8 auf, an welchem eine einzige Hilfsfeder 10 befestigt ist.
Die seitlichen Hilfsfedern 10 sind ferner, wie vorstehend, bei 16 an einem Teil 17 gelenkig befestigt, welcher mit der Achse oder mit einem zwischen der Achse und der lotrechten Feder 4 eingeklemmten Teil starr verbunden ist.

Es ist zu bemerken, daß die Konsole 6 und der Teil 17 unter der Einwirkung der seitlichen Feder 10 um die Punkte 6' bzw. 19 kippen könnten; man kann es jedoch stets so einrichten, daß die Druckfeder dieses Kippen verhindert.

Sicherheitshalber kann man jedoch einen Bolzen 22 vorsehen, um die Konsole 6 an Ort und Stelle zu halten und gleichzeitig ihre Lage zu bestimmen.

Ebenso kann die Lage des Teils 17, falls er von

der Achse 2 unabhängig ist, durch einen Stift 20 festgelegt werden.

Wenn zwischen den Konsolen 6 und dem Fahrgestell eine Schicht 21 aus Gummi oder einem beliebigen anderen Werkstoff zur Verhinderung der Übertragung der von dem Rollen der Räder auf dem Boden erzeugten Erschütterungen angeordnet wird, ist die Gesamtheit des Federungssystems von dem Fahrgestell isoliert, da die seitliche Feder einerseits an der Achse und andererseits an der Konsole 6 gelenkig befestigt ist. Die Erschütterungen werden daher durch eine Federung der oben beschriebenen Art auf das Fahrgestell nicht mehr übertragen wie durch eine Federung, welche nur auf Druck arbeitende lotrechte Federn aufweist. Es ist ferner zu bemerken, daß bei der obigen Vorrichtung die waagerechten Komponenten der seitlichen Federn einander entgegengesetzt sind, so daß die Gesamtwirkung auf die Achse gleich der Differenz dieser Komponenten ist, so daß sie gleich Null ist, wenn die Ausschläge der beiden Räder gleich sind.

Ferner ist zu bemerken, daß in jedem Fall ein sehr wesentlicher Vorteil der Vorrichtung darin besteht, daß jedes Federungselement auswechselbar ist und daß seine Kenngrößen vor dem Einbau in das Fahrzeug bestimmt, eingestellt und sogar geprüft werden können, wobei die verschiedenen Federn eines jeden Elements an einem Teil befestigt sind, der mit großer Genauigkeit bearbeitet werden kann, so daß die gewünschte vorausberechnete charakteristische Nachgiebigkeit sehr genau erreicht wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fahrzeugfederung mit veränderlicher Nachgiebigkeit mit wenigstens einer auf Druck arbeitenden Schraubenfeder und wenigstens einer auf Zug arbeitenden seitlichen Hilfsfeder, dadurch gekennzeichnet, daß diese verschiedenen Federn (4, 10, 10') von einem unabhängigen Halter (6) so getragen werden, daß sie eine Anordnung bilden, welche unmittelbar die allein zur Abfederung des Fahrzeugs benutzten, auf Druck arbeitenden Schraubenfedern (ähnlich 4] ersetzen kann.

2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federungselement ein Organ (7) aufweist, gegen welches sich das Ende der auf Druck arbeitenden Schraubenfeder

(4) oder der -Schraubenfedern legt, wobei dieses Organ mit zwei seitlichen Armen (8, 8') versehen ist, an deren Enden die Enden der auf Zug arbeitenden seitlichen Federn (10, 10') gelenkig befestigt sind.

3. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federungselement ein Organ (6, Fig. 3) aufweist, an welchem sich das Ende der auf Druck arbeitenden Schraubenfeder (4) oder der Schraubenfedern abstützt, wobei dieses Organ einen seitlichen Arm (8) trägt, an dessen Ende das Ende einer auf Zug arbeitenden seitlichen Feder (10) gelenkig befestigt ist.

4. Federung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Feder (10) in einer zu der Querachse der Radachse (2) etwa parallelen Ebene angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5294 7.53